Estribo Puente 1
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1a.1) Cargas sobre el estribo Vigas laterales Viga intermedia
11.21E4 N 0.00E4 N20.03E4 N 0.00E4 N
1.12E+05 N4.01E+05 N
a.2) Geometria
Ancho del tablero 3600 mmLongitud del puente 11000 mmPeralte total de vigas 800 mmDesnivel entre la superficie de rodadura y el nivel de agua h = 3000 mm
a.3) MaterialesConcreto f'c = 21.00 MPaAcero fy = 420.00 MPa
= 2.30E-05 N/mm3= 2.40E-05 N/mm3
f, coefi. de friccion entre el suelo y el concreto f = 0.55= 1.85E-05 N/mm3
Capacidad admisible del terreno = 0.26 MPaAngulo de friccion interna del suelo = 31.0Angulo del talud de relleno = 0.0Recubrimiento r = 75 mmSobrecarga Ws/c= 0.0111 MPa
B.- CALCULOS DE DISEO PARA ESTRIBOS DE CONCRETO REFORZADO
b.1) Predimensionamiento
h = 4500 mm
= 0.320
H= 1.85E-05 N/mm3
5.92E-06 N/mm3
= 0.494
Ademas: H = 4500 mmhs = 600 mm
B = (H+hs)x 0.494B= 2520
Entonces consideramos B = 3500 mm
2. DISEO DE LA SUB-ESTRUCTURAA.- DATOS DE DISEO Y/O MATERIALES:
VM = VM =VL = VL =
Cargas totales sobre cada uno de los estribos
VM =VL =
concreto simple cs concreto reforzado ca
suelo tt
t
Peralte de la zapata hz
CARRETERA
RIO
PUENTE
ESTRIBO
22
22
coscoscos
coscoscoscos
K
tKa
hsHB
-
2Asumimos un refuerzo para la pantalla; sea N16
352 > 288.96 > 200352 mm
= 459 mm
hz = 500 mm
200043.0
*24.0
fydb
cffydbd
d
d
rdbdbhz 2
-
3Entonces cambiando las dimensiones del estribo tenemos:
b= 400 mm
800 mmb2= 600 mm
5000 mm
3700 mmCauce del rio Quilcay
9501000
450 500 mm
B= 3400 mm
b.2) Analisis y Diseo del Estribo
Analisis y diseo del estribo reforzado
a) Sub-estructura sin super-estructura y con relleno sobrecargado
1. Empuje de tierra:Verificamos el ancho de la cimentacin
b= 400 mm
800 mmb2= 600 mm
5000 mm
3700 mm
500 mm
E3
Eh3
Ev3
/2
P3
P2
P1 P5
P4
R1
R2
-
4950 450 600 400 1000B= 3400 mm
= 0.37 * 5000 mm = 1850 mm B = 3400 mm
E3
Eh3
Ev3
/2
P3
P2
P1 P5
P4
R1
R2
THB *37.0
-
5Para el anlisis de la seccin C3; tenemos:
5000 mmh' = 600 mm
(1)
Ka : Coeficiente de rankineEntonces reemplazando valores tenemos:
Ka = 0.320
Luego tenemos el valor de la presion activa.
Eh1 = 17.77 N/mmEh2 = 74.02 N/mm
Punto de aplicacin de Eh1 y Eh2Yh1 = 2500 mmYh2 = 1667 mm
1.68E+08 N-mm
2. Fuerzas verticales estabilizadoras:b= 400 mm
h1 = 800 mm b2= 600 mm
5000 mm
h2= 3700 mm
hz= 500 mm
950 450 600 400 1000
B= 3400 mm
= 2.40E-05 * 4500 * 400 * 1000
X1 = 950 + 450 + 600 + 200
h3 =
MA =
Yh1
Eh1
Eh2
Yh2
KhhhtEh '232
33
E3
Eh3
Ev3
/2
P3
P2
P1 P5
P4
R1
R2
1000)21(1 bhhP CS
KahtEh 2
322
KahhtEh '*31
-
6= 2.40E-05 * 3700 * 600 * 1000
X2 = 950 + 450 + 300
450 = 2.40E-05 * 1850 * 450 * 1000
X3 = 950 + 300
= 2.40E-05 * 3400 * 500 * 1000
X4 = 1700
1000*2*2*2 bhP CS
1000* *2h2*P3 CS
1000***4 hzBP CS
-
71000 = 1.85E-05 * 1000 * 4500 * 1000
X5 = 950 + 450 + 600 + 400 + 500
1000 = 1.85E-05 * 1000 * 600 * 1000
X5 = 950 + 450 + 600 + 400 + 500
X6 = 3400Pi (N) Xi (mm) Mi (N.mm)
P1 4.32E+04 2200 9.504E+07P2 5.33E+04 1700 9.058E+07P3 2.00E+04 1250.0 2.498E+07P4 4.08E+04 1700 6.936E+07P5 8.33E+04 2900 2.414E+08Ev1 0.00E+00 3400 0.000E+00S/C 1.11E+04 2900 3.219E+07
2.52E+05 5.54E+08
1533 mm
= 166.75 mm
Condicin :
167 mm < 567 mm Si Cumple Condicion de Diseo
Hallamos la presion neta actuante en el suelo
Reemplazamos valores: para un metro de profundidad a=1000mm
(+) 0.0958 0.26 Mpa
(-) 0.0522
Verificamos por volteo
F.S.V = 3.30 > 2 Si Cumple Condicion de Diseo
Verificamos por deslizamiento
F.S.D = 1.51 > 1.5 Si Cumple Condicion de Diseo
b) Sub-estructura con super-estructura y con relleno sobrecargado
P = MR =
t1 =t = Cumple condicion de diseot2 =
1 0 0 0*h 2 )( h 1* *P 5 t
Be
aBPi
P 611
p
MMPPR AR
h'*1000* *S/C t
PPRBe 2
6Be
2..
A
R
MM
VSF
50.121
*..
EhEhP
fDSF
-
8Tenemos la longitud de desarrollo N16Reaccion en la sub-estructura por metro lineal
a. Reaccion por carga muerta
= 1.12E+05 N = 31.14 N/mm3600 mm
R1 = 31.14 N/mm Por metro de ancho
b. Reaccion por carga viva o S/C
tablerodelAnchoVmR 1
-
9R3 = VL = 4.01E+05 N = 111.3 N/mmAncho del tablero 3600 mm
R3 = 111.28 N/mm Por metro de ancho
Por efectos de rodadura
R2 = 5% de S/C equivalente
P = 3.33E+05w = 10.67 N/mm
L = 11000 mm
R2= 0.05x( 10.7 x 11000 + 3.33.E+05 ) 1 vias2 estribos x Ancho del tablero
R2 = 6.25E+00 = 6.25 N/mm Por metro de ancho
1. Fuerzas verticales estabilizadoras400
800
600
4500 = h2
3700h' = 600 mm mm
950 1000
450 1000 5001450
Pi (N) Xi (mm) Mi (N.mm)R1 3.11E+04 1700 5.29E+07R3 1.11E+05 1700 1.89E+08P1 4.32E+04 2200 9.50E+07P2 5.33E+04 1700 9.06E+07P3 2.00E+04 1250 2.50E+07P4 4.08E+04 1700 6.94E+07P5 8.33E+04 2900 2.41E+08S/C 1.11E+04 2900 3.22E+07
3.94E+05 7.96E+08
2. Fuerzas horizontales
Pv = MR =
C-3C-3
R1R3
R2
-
10
Pi (N) Yi (mm) Mi (N.mm)
Eh1 1.78E+04 2500 4.44E+07
Eh2 7.40E+04 1667 1.23E+08R2 6.25E+03 5000 3.12E+07
9.80E+04 1.99E+08
3. Punto de aplicacin de la resultante.
1514.22 mm
Ph = MA =
p
MMPPR AR
-
11
= 185.78 mm
Condicin :
186 mm < 567 mm Si Cumple Condicion de Diseo
Hallamos la presion neta actuante en el suelo
Reemplazamos valores: para un metro de profundidad a=1000mm
(+) 0.1539 0.26 Mpa(-) 0.0779
500
= 0.0779 MPa0.154 Mpa =
Verificamos por volteo
F.S.V = 4.00 > 2 Si Cumple Condicion de Diseo
Verificamos por deslizamiento
F.S.D = 2.211 > 1.75 Si Cumple Condicion de Diseo
Las dimensiones del estribo son :b= 400.00
800b2= 600
5000
3700
t1 =t = Cumple condicion de diseot2 =
Be
aBPi 61
qn2qn1
PPRBe 2
6Be
2..
A
R
MM
VSF
50.1*..
PhPv
fDSF
-
12
500
950 450 600 400 1000
B= 3400.00
2.1 DISEO ESTRUCTURAL DEL ESTRIBO :
a) Diseo de la armadura de la pantalla vertical en 1 metro de ancho.
= 4500 mm
1450 mm
(1)
(2)
Luego reemplazando en la ecuacion (1 y 2) tenemos el valor de la fuerza horizontal
Eh1 = 4.441E+07 NEh2 = 1.234E+08 N
Clculo del momento en la base de la pantalla :(Segn el ACI -318 - 2005)
Donde : D = carga muertaW = carga por vientoE = carga sismicaH = presin del suelo
Oviando las carga muerta, por viento, por sismo; entonces nos queda la ecuacin:U = 1.6 * H
Mu = 2.7E+08N-mm
d = b -rd = 1450 - 50d = 1400 mm
Hp Fh1
Fh2 Hp/2
Hp/3
S/C
b =
HphstKEh *)**(1
2*)**(2 HpHptKEh
HUHEDUHWDU
*6.1*6.1*4.1*9.0*6.1*6.1*9.0
2adfy
MuAs
Hp
d
)21(*6.1 EhEhMu
-
13
Refuerzo
1450 mmDatos:
f'c = 21 MPafy = 420 MPa
Mu = 2.685E+08N-mmd = 1400 mm
bw = 1000 mm0.90
Resolviendo Tenemos: 11.9875 2788.0125
a = 11.99 mm As = 509.4681 mm2
=
a1 = a2 =
2adfy
MuAs
bcffyAsa
'85.0
Hp
d
US
Y
MA
a* f * (d )
2
S Y
C
A * fa
0.85 * f ' * bw
-
14
Hallamos el Acero Minimo
3818.81 > 4666.67Por lo tanto: As = 4667
Refuerzo vertical mnimo :
fy= 420 Mpa
Refuerzo horizontal mnimo :
fy= 420 Mpa
1.1. Refuerzo vertical interior :Asumimos refuerzo N16
= 201 x 1000 = 43 mm4667
N16 @ 0.10@ 0.10
1.2. Refuerzo vertical exterior :Asumimos refuerzo N16
0.0012 * 1000 * 1450 mm
1740
= 201 x 1000 = 115.5528 mm1740
N16 @ 0.10Verificamos "S": @ 0.10
200 < 3h < 450 mmRefuerzo por corte:
As >0.01*b*h (si se cumple requiere acero por corte)
As = 4667 > 14500 mmNo requiere acero por corte
Asumimos tipo "S", N10 @ 0.4 m
1.3. Refuerzo horizontal en la pantalla :
= 3000 mm
Asmin = mm2 mm2
mm2
5/8
mm2
5/8
fydbwdbw
fycf
As
4.14
'min
160015.0160012.0N
N
160025.0160020.0N
N
AsbAsbS
hbAs **min minAs
minAs
AsbAsbS Hp
b =
d
Hp
d
2*Hp/3
Hp/3
-
15
= 1500 mm
2*Hp/3
Hp/3
-
16
a) Tramo superior :
= 3000 mm
1365 d = ### 2rd = ### (2 * 50 )d = 1265 mm
1450
Para refuerzo horizontal en el espesor b', utilizamos las recomendaciones del ACI
Refuerzo horizontal mnimo :
fy= 420 Mpa
Utilizaremos acero N16
0.002 * 1000 * 1365
2729.72973
a.1) Refuerzo horizontal exterior :
1820 mm2
Asumimos refuerzo N16
= 201 x 1000 = 110.4845 mm 100 mm1820
Condicin:
50 < 100 455 500 mm s = 100 mm
a.2) Refuerzo horizontal interior :
2730 mm2 - 1820 mm2 = 910 mm2
Asumimos refuerzo N16
= 201 x 1000 = 220.9691 mm 200 mm910
mm2
2*Hp/3
b' =
b=
160025.0160020.0N
N
hbAs **min minAs
minAs
min32 AsAse
AsbAsbS
5003'50 bs
AsbAsbS
AseAsAsi minAsi
-
17
Condicin:
50 < 200 454.95495 500 mm s = 200 mm
5003'50 bs
-
18
b) Tramo inferior :
= 1500 mm
1450
d = 1450 - rd = 1450 - 50d = 1400 mmPara refuerzo horizontal en el espesor b, utilizamos las recomendaciones del ACIRefuerzo horizontal mnimo :
fy= 420 Mpa
Utilizaremos acero N13
0.002 * 1000 * 1450
2900
b.1) Refuerzo horizontal exterior :
1933 mm2
Asumimos refuerzo N16
= 201 x 1000 = 103.9975 mm 100 mm1933
Condicin:
50 < 100 483.33333 500 mm s = 100 mm
b.2) Refuerzo horizontal interior :
2900 mm2 - 1933mm2 = 967mm2
Asumimos refuerzo N16
= 201 x 1000 = 207.995 mm 175 mm967
Condicin:
mm2
160025.0160020.0N
N
hbAs **min minAs
minAs
min32 AsAse
AsbAsbS
5003
50 bs
AsbAsbS
5003
50 bs
AseAsAsi minAsi
Hp/3
b=
-
19
50 < 175 483.33333 500 mm s = 175 mm
5003
50 bs
-
20
VERIFICACIN POR CORTE EN 1 m. DE ANCHO
Vu = 1.6 * 0.320 * 1.85E-05 * 600 * 4500 + 0.320 * 1.85E-05 * 4500 * 2250 * 1000
Vu = 1.22E+05 N
0.85 * 21 * 1000 * 14006
9.09E+05 N
Condicin :
9.09E+05 N > 1.22E+05 N Si Cumple Condicion de Diseo
2.2 DISEO DE LA CIMENTACIN POR 1 m. LINEAL
0.078 MPa0.154
0.100 MPa0.133 MPa
(1.4* (1.85E-05 * 4500 + 2.4E-05 * 500) + 1.7 * 0.0111 ) * 1000
152.22 N/mm
Clculo de d :con db = 16N
500 mm d= 500 - 75 - 16d= 409 mm
1000 mm
En la base de la pantalla la cortante actuante es :
Cortante resistente :
qn2' =qn1' =
2*******6.1 HpHptKHphstKVu
HWDU *6.1*6.1*9.0
HU *6.1
6**'* dbwcfVc
VcVc
VuVc
TALN POSTERIOR
TALN POSTERIOR
qn1 =qn2 =
cWshzcHptWu /*7.1***4.1 Wu
Wu
hz=
L=Mu
3
*6
'**7.12* 2
2
2
2
2 LqnLqnLWuMu
-
21
152.2 * 1000 - 1.7 *( 0.100 * 1000 + 0.078 * 1000 )2 6 3
3
*6
'**7.12* 2
2
2
2
2 LqnLqnLWuMu
Mu2 2 2
Mu
-
22
7.60E+07 N-mm
Datos:f'c = 21 MPafy = 420 MPa
Mu = 7.604E+07N-mmd = 409 mm
bw = 1000 mm0.90
Resolviendo Tenemos: 11.7409 806.2591
a = 11.74 mm As = 498.9892 mm2
Hallamos el Acero Minimo
1115.64 > 1363.33Por lo tanto: As = 1363
Verificamos por corte :Cortante actuante:
1.6 * ( 2.4E-05 * 0.320 * 600 * 4500 + 2.40E-05 * 0.320 * 2.03E+07 ) * 10002
1.58E+05 N
0.75 * 21 * 1000 * 4096
2.34E+05 N
Condicin :23.43 E4 N > 15.76 E4 N Si Cumple Condicion de Diseo
Asumimos refuerzo N16
= 201 x 1000 = 147.48 mm 150 mm1363
Condicin:
s = 150 mm
N16 @ 0.150.15
=
a1 = a2 =
Asmin = mm2 mm2mm2
Cortante resistente :
5/8 @
Mu
2
******6.12HpKcHphsKcVu
Vu
Vu
6**'* dbwcfVc
VcVc
VuVc
AsbAsbS
US
Y
MA
a* f * (d )
2
S Y
C
A * fa
0.85 * f ' * bw
fydbwdbw
fycf
As
4.14
'min
-
23
0.078 MPa0.154
0.100 MPa0.133 MPa
(1.4* ( 1.85E-05 * 4500 + 2.40E-05 * 500 ) + 1.7 * 0.0111 ) * 1000
147.42 N/mm
Clculo de d :con db = 16Nd= 500 - 75 - 16
500 mm d= 409 mm
950 mm
147.4 * 950 - 1.7 *( 0.154 * 950 + 0.133 * 950 )2 3 6
6.641E+07 N-mm
Datos:f'c = 21 MPafy = 420 MPa
Mu = 6.641E+07N-mmd = 409 mm
bw = 1000 mm0.90
Resolviendo Tenemos: 10.2353 807.7647
a = 10.24 mm As = 435.0019 mm2
Hallamos el Acero Minimo
1115.64 > 1363.33Por lo tanto: As = 1363
Verificamos por corte :
qn2' =qn1' =
=
a1 = a2 =
Asmin = mm2 mm2mm2
qn1 =qn2 =
TALN ANTERIOR
cWshzcHptWu /*7.1***4.1 Wu
Wu
hz=
Mu
L=
6
'*3
**7.12* 2
1
2
1
2 LqnLqnLWuMu
Mu2 2 2
Mu
US
Y
MA
a* f * (d )
2
S Y
C
A * fa
0.85 * f ' * bw
fydbwdbw
fycf
As
4.14
'min
-
24
Cortante actuante:
1.6 * ( 2.4E-05* 0.320 * 600 * 4500 + 2.40E-05 * 0.320 * 2.03E+07 ) * 10002
1.58E+05 N
2
******6.12HpKcHphsKcVu
VuVu
-
25
0.75 * 21 * 1000 * 4096
2.34E+05 N
Condicin :23.43 E4 N > 15.76 E4 N Si Cumple Condicion de Diseo
Asumimos refuerzo N16
= 201 x 1000 = 147.4782 mm 150 mm1363
s = 150 mm
N16 @ 0.150.15
Cortante resistente :
5/8 @
6**'* dbwcfVc
VcVc
VuVc
AsbAsbS
-
26
CARRETERA
RIO
PUENTE
ESTRIBO
-
27
-
28
-
29
-
30
-
31
-
32
-
33
-
34
-
35
-
36
-
37
-
38
-
39
-
40
-
41
-
42
-
43
-
44
-
45
-
46
-
47
) * 1000
-
48
-
49
) * 1000
-
50
-
51
a.1) GeometriaAncho del tablero 3600 mmLongitud del puente 11000 mmPeralte total de vigas 1050 mmDesnivel entre la superficie de rodadura y el nivel de agua h = 3000 mm
a.2) MaterialesConcreto f'c = 21.00 MPaAcero fy = 420.00 MPa
= 2.30E-05 N/mm3= 2.40E-05 N/mm3
f, coefi. de friccion entre el suelo y el concreto f = 0.55= 1.85E-05 N/mm3
Capacidad admisible del terreno = 0.26 MPaAngulo de friccion interna del suelo = 31.0Angulo del talud de relleno = 0.0Recubrimiento r = 75 mmSobrecarga Ws/c= 0.0111 MPa
B.- CALCULOS DE DISEO PARA ESTRIBOS DE CONCRETO SIMPLE
b.1) Predimensionamiento
h = 3500 mm
= 0.320
= 1.85E-05 N/mm3
hz = 600 mmEntonces cambiando las dimensiones del estribo tenemos:
b= 0 mm
0 mmb2= 500 mm
4100 mm
3500 mmCauce del rio Quilcay
950
2.3 DISEO DE LAS ALAS DEL ESTRIBOA.- DATOS DE DISEO Y/O MATERIALES:
concreto simple cs concreto reforzado ca
suelo tt
t
22
22
coscoscos
coscoscoscos
K
PPRBe 2 6
Be 2..
A
R
MM
VSF 50.1*..
PhPv
fDSF
-
52
1000
400 600 mm
B= 2850 mm
b.2) Analisis y Diseo del Estribo
Analisis y diseo del estribo reforzado
a) Sub-estructura con relleno sobrecargadoPPRBe 2 6
Be 2..
A
R
MM
VSF 50.1*..
PhPv
fDSF
-
53
1. Empuje de tierra:Verificamos el ancho de la cimentacin
b= 0 mm
0 mmb2= 500 mm
4100 mm
3500 mm
600 mm
950 400 500 0 ###B= 2850 mm
= 0.37 * 4100 mm = 1517 mm B = 2850 mm
Para el anlisis de la seccin C3; tenemos:
4100 mmh' = 600 mm
(1)
Ka : Coeficiente de rankineEntonces reemplazando valores tenemos:
Ka = 0.320
Luego tenemos el valor de la presion activa.
Eh1 = 14.57 N/mmEh2 = 49.77 N/mm
Punto de aplicacin de Eh1 y Eh2Yh1 = 2050 mmYh2 = 1367 mm
9.79E+07 N-mm
h3 =
MA =
Yh1
Eh1
Eh2
Yh2
E3
Eh3
Ev3
/2
P3
P2
P1 P5
P4
R1
R2
THB *37.0
KhhhtEh '232
33
KahtEh 2
322
KahhtEh '*31 PPRBe 2 6
Be 2..
A
R
MM
VSF 50.1*..
PhPv
fDSF
-
54
Yh1
Eh1
Eh2
Yh2
PPRBe 2 6
Be 2..
A
R
MM
VSF 50.1*..
PhPv
fDSF
-
55
2. Fuerzas verticales estabilizadoras:b= 0 mm
h1 = 0 mm b2= 500 mm
4100 mm
h2= 3500 mm
hz= 600 mm
950 400 500 0 ###
B= 2850 mm
= 2.40E-05 * 3500 * 0 * 1000
X1 = 950 + 400 + 500 + 0
= 2.40E-05 * 3500 * 500 * 1000
X2 = 950 + 400 + 250
400 = 2.40E-05 * 1750 * 400 * 1000
X3 = 950 + 266.6667
= 2.40E-05 * 2850 * 600 * 1000
X4 = 1425
1000 = 1.85E-05 * 1000 * 3500 * 1000
X5 = 950 + 400 + 500 + 0 + 500
1000 = 1.85E-05 * 1000 * 600 * 1000
X5 = 950 + 400 + 500 + 0 + 500
X6 = 2850Pi (N) Xi (mm) Mi (N.mm)
P1 0.00E+00 1850 0.000E+00P2 4.20E+04 1600 6.720E+07P3 1.68E+04 1216.7 2.044E+07
1 0 0 0*h 2 )( h 1* *P 5 t
E3
Eh3
Ev3
/2
P3
P2
P1 P5
P4
R1
R2
1000)21(1 bhhP CS
1000*2*2*2 bhP CS
1000* *2h2*P3 CS
1000***4 hzBP CS
h'*1000* *S/C t
PPRBe 2 6
Be 2..
A
R
MM
VSF 50.1*..
PhPv
fDSF
-
56
P4 4.10E+04 1425 5.848E+07P5 6.48E+04 2350 1.522E+08Ev1 0.00E+00 2850 0.000E+00S/C 1.11E+04 2350 2.609E+07
1.76E+05 3.24E+08 P = MR =
PPRBe 2 6
Be 2..
A
R
MM
VSF 50.1*..
PhPv
fDSF
-
57
1289 mm
= 135.90 mm
Condicin :
136 mm < 475 mm Si Cumple Condicion de Diseo
Hallamos la presion neta actuante en el suelo
Reemplazamos valores: para un metro de profundidad a=1000mm
(+) 0.0793 0.26 Mpa
(-) 0.0440
Verificamos por volteo
F.S.V = 3.31 > 2 Si Cumple Condicion de Diseo
Verificamos por deslizamiento
F.S.D = 1.50 > 1.5 Si Cumple Condicion de Diseo
Las dimensiones del estribo son :b= 0.00
0b2= 500
4100
3500
t1 =t = Cumple condicion de diseot2 =
Be
aBPi
P 611
p
MMPPR AR
PPRBe 2
6Be
2..
A
R
MM
VSF
50.121
*..
EhEhP
fDSF
PPRBe 2 6
Be 2..
A
R
MM
VSF 50.1*..
PhPv
fDSF
-
58
600
950 400 500 0 1000
B= 2850.00
-
59
-
60
-
61
-
62
-
63
-
64
-
65
-
66
EstribosAlas