Estructuras de hormigónIngeniería de Caminos, Canales y Puertos

Curso 2014-2015

Trabajo de curso:

Dimensionamiento de un paso inferior de carretera

Fecha de entrega: 9 de junio 2015

En el proyecto constructivo de una carretera de doble dirección con un carril por sentido, cerca de Lleida, se prevé la definición de un puente (paso inferior) para salvar una riera y un camino. La cota de la carretera a la altura del paso inferior es +204,00. La cota del terreno (riera y camino rural) es aproximadamente +197,00. Se considera que el tablero del paso inferior no tiene ni peralte ni pendiente, es decir que es recto.

El puente se proyecta con dos soluciones:

1) Solución A. Tablero continuo de hormigón armado, salvando una luz de cálculo de 15 m (correspondiente al camino rural) y otra de 15 m (correspondiente a la riera). Se supone que el tablero está apoyado simplemente en sus extremos sobre dos estribos cerrados y está apoyado simplemente en la pila central, por lo que se comporta como una viga continua de dos vanos. El tablero tiene un canto de 1,20 m con 10 aligeramientos rectangulares centrados en relación al centro de gravedad de la sección. Los aligeramientos tienen 0,45 m de ancho por 0,80 m de altura. El pilar tiene una sección rectangular de ancho 3,0 m y de canto 1,0 m. Además, presenta una cimentación superficial, con zapatas de canto 1,0 m. Situándose la cota superior de la zapata a 0,50 m de la superficie del terreno.

2) Solución B. Tablero biapoyado de hormigón pretensado, salvando una luz de cálculo de 30 m. Se supone que el tablero está apoyado simplemente en sus extremos sobre dos estribos cerrados y está apoyado simplemente en la pila central. El tablero tiene un canto de 1,20 m con 10 aligeramientos rectangulares centrados en relación al centro de gravedad de la sección. Los aligeramientos tienen 0,45 m de ancho por 1,00 m de altura.

Para ambas soluciones el tablero tiene un ancho suficiente para albergar dos carriles de 3,5 m de ancho, dos arcenes de 1,0 m de ancho y dos aceras de 0,5 m.

Como acciones se considera el peso propio del tablero y el peso de un pavimento asfáltico de espesor 0,08 m y peso específico 23 kN/m3.

Se tendrá en cuenta además una sobrecarga variable de uso de 15kN/m2 que actuará sobre todo el tablero o bien en toda la extensión de un único vano. Se despreciará la acción de la nieve, temperatura, y el viento.

Los coeficientes de simultaneidad de la sobrecarga de uso son ,7, ,6 y ,5.

La obra se proyecta para una vida útil de 100 años.

Los análisis del agua y del suelo no dan concentraciones de iones significativos.

El hormigón de la solución A es un HA-30/B/20/IIB. El hormigón de la solución B es HP-40/B/20/IIb.

El acero de armadura pasiva es un B-500S.

El acero de armadura activa Y1860-S7 (fpmax=1860 MPA, fpyk= 1690 MPA, Ep=190 GPa, relajación a largo plazo 8%). La penetración de cuña es 5 mm.

Utilice cordones de 0,6’’ (área de 1 cordón es 140 mm2). El diámetro de vaina se adoptará de 100 mm.

Las características del sistema de pretensado son: coeficiente de rozamiento en curva =0,20; coeficiente de rozamiento en recta k=0.006 m-1; penetración de cuñas a=5 mm.

Se tesa desde los dos extremos a los 7 días.

Se pide:

En relación a la estructura a proyectar de la solución A (5 puntos):

1. Dimensionamiento de las armaduras longitudinales y transversales para satisfacer el E.L.U. de flexión o flexocompresión, cortante en el tablero y en la pila del puente. Despreciar el axil del tablero en el dimensionamiento a flexión.

2. Comprobación del E.L.S. de fisuración del tablero. (Comprobar el ELS fisuración y en caso que no cumpla, modificar la armadura hasta que se verifique).

3. Comprobación del E.L.S. de deformabilidad del dintel, suponiendo una flecha total máxima admisible de L/250.

4. Dibujar planos de detalle de las armaduras indicando los anclajes, solapes y despieces. Para colocar las esperas de la armadura del pilar, suponer que la zapata de la cimentación tiene un canto de 1,0 m, y unas dimensiones en planta de 5,0 x 3,0 m, y una armadura superior e inferior formada por un mallazo de 16/0,20m.

En relación a la estructura a proyectar de la solución B (5 puntos):

1. Calcular las características mecánicas de la sección bruta, así como los esfuerzos de cálculo para las combinaciones de Estado Límite Último y Estados Límite de Servicio.

2. Obtener la fuerza de pretensado necesaria en anclajes y calcular el área de pretensado, y el numero de tendones. Dibujar un esquema de disposición de los mismos en varias secciones así como el trazado del tendón equivalente, verificando que se encuentra dentro del núcleo límite aproximado de la pieza.

3. Calcular las pérdidas instantáneas y diferidas en varias secciones (como mínimos x=0, L/4; L/2; 3L/4; L). Obtener el estado de tensiones a corto y a largo plazo en dichas secciones, es decir, verificar el ELS de fisuración o el núcleo límite.

4. Comprobar el ELU de flexocompresión en la sección central, disponiendo las armaduras pasivas necesarias longitudinales.

5. Comprobar el ELU de Cortante en la sección más desfavorables, calculando las armaduras transversales necesarias.

6. Dibujar los croquis necesarios para definir la geometría y disposición de armaduras

Figura 1. Alzado del paso inferior Solución A

Figura 2. Alzado del paso inferior Solución B

Figura 3. Sección transvesal del paso inferior