estribos puente chacabamba

PROYECTO: CONSTRUCCIÓN DE PUENTE CARROZABLE CHACABAMBA Y PINCOS

CALCULO DE ESTRIBO DE CONCRETO ARMADO PARA PUENTES

0.30 0.40

0.3 1.051.45

0.4

7.00 6.00

4.15

Cambie zapata por esfuerzos sobre el terreno2.50 1.65 Correcto por seguridad al volcamiento

Correcto por seguridad al deslizamiento

1.00 0.75

4.90

Datos de diseño :

Luz del puente 15.00 ml TIPOS DE CAMIONESAncho del puente 5.30 ml CAMION CARGA1 CARGA2 CARGA3 D. EJES CARGA TOTALconcreto f'c 210.00 kg/cm2 HL93 14.51 14.51 3.63 4.3 32.65fierro f'y 4200.00 kg/cm2Peso de la superestructura 89.96 tonTipo de camión de diseño HL93Carga viva por el tipo de camión 32.65 tonSobrecarga adoptada 0.50 t/m2Resistencia admisible del terreno 1.70 kg/cm2Tipo del terreno 1.80 t/m3Peso específico del concreto 2.40 t/m2Angulo de fricción interna Ø = 33.00 °Nivel Freático (respecto al N.F.Z.) 0.50 mlCoeficiente de fricción del Suelo 0.70 Roca Fija

.-Reacciones de la SuperestructuraPor carga muertaPeso total de la superestructura 90.0 tonReacción por metro lineal 8.49 t/m (peso/ (2*ancho del puente)) la carga se reparte entre los 2 estribosPor carga viva 6.83 t/m (peso camion + sobrecarga) entre 2 veces el ancho del puente

Cargas y Fuerzasa) Infraestructura

Cuadro de cargas

Carga Peso (ton) Xa Ma-x (ton-m) Ya Ma-y (ton-m)

P1 3.28 1.80 5.90 3.28 10.73P2 2.24 2.10 4.71 2.38 5.34P3 0.19 2.08 0.40 5.42 1.04P4 0.67 2.00 1.34 5.75 3.86P5 0.76 2.20 1.66 6.48 4.90P6 1.68 2.25 3.78 3.77 6.33P7 0.14 2.22 0.32 5.28 0.76P8 -0.37 2.38 -0.89 3.07 -1.15P9 27.54 3.63 99.83 4.00 110.16P10 11.76 2.45 28.81 0.50 5.88total 47.89 145.87 147.85

b) SuperestructuraCarga Muerta D= 8.49 t/m M= 13.58 ton-m (1.6*D)Carga Viva L= 6.83 t/m M= 10.93 ton-m (1.6*L)

s =

1

2

3

4

5

6

7

8

10

9

Nota: Ingresar sólo losvalores que se encuentranen color plomo, los demás se calculan automáticamente.

zarpa delanterazarpa trasera

parapeto ancho caja de estribo

altura caja de estribo

vástago

A

Empuje de Tierras

Ka= = 0.29 h'= 0.61 m Altura de Relleno adicional

15.27 tonZ= 2.51 mMa= 38.2655 ton-m

Flotaciónnivel freático h= 0.50 m (respecto al nivel de desplante de cimentación)B= 2.45 tonMa= 6.0025 ton-m

Vientoa) Viento sobre la superestructura que se transmite a la infraestructura a través del apoyo fijoAltura de aplicación h= 1.83 mWd= (0.059*luz libre*h/ancho puente) = 0.22 ton/mMa= 1.44 t-m/m

b) Viento sobre la carga vivapunto de aplicación de la carga h= 1.83Wl= (0.060*(luz+ancho caja estribo)/ancho puente= 0.17 t/mMa= 1.54 t-m/m

Fuerza LongitudinalAltura de aplicación h= 1.83 mLF= 0.34 t/m 0.05*LMa= 3.02 t-m/m

Fuerza Sísmica

Coef. Aceleración Zona Sísmica Coef. Sitio (S) Perfil Tipo Factor Mod. Respuesta "R"A= 0.05 1 1.00 I Crítica (1) Esencial (2) Otros (3)A= 0.09 2 1.20 II 1.5 1.5 2A= 0.19 3 1.50 IIIA= 0.29 4 2.00 IV

Zona Sísmica 2 A= 0.09 Fórmulas a UsarPerfil Tipo Suelo I S= 1.00 1 * Se usará la fórmula 1 al menos que sea especificado

"R" (*) 3 R= 2.00 que se deba usar algunas de las otras dos.Ct= 35 Tn= 0.2 2 * Se usará la fórmula 2 cuando se tengan suelos TipoTp= 0.6 III y IV y cuando Tn<0.3 s.hn= 7.00 3 * Si el periodo de vibración Tn>4.0 s.

Fórmula a usar: 2

* Critica=1;Esencial=2;Otros=3

a) InfraestructuraCoeficiente sísmico= 0.072EQ= 3.45 tonAltura C. De G. = 3.09 mMa= 10.65 ton-m

b) Superestructura Altura de C.G. Respecto a bse de vigasw= 16.9736 m Peso/ancho h= 0.83 mEQ= 1.22 tonMa= 8.29 ton-m

Cálculo de la estabilidad del estribo

1a. Hipótesis : Estribo solo Código 11.- Grupo I = D + L + CF + E + SF + B Esfuerzos en el terreno 100%a) Esfuerzos sobre el terreno

excentricidad e= 2.24 m D = Carga muerta del estribo

a) (4B-6e)*(Peso-Foltación)/B*¨B<=Esf. TerrenoL = Carga viva sobre la superestructuaCF = Carga muerta superestructuraE = Carga por empuje de Tierras

11.70 Correcto B = Carga por flotación

b) (6e-2B)*(Peso-Foltación)/B*¨B<=Esf. TerrenoSF = Mom. Carga muerta superestructuraW= Viento en superestructuraWL= Viento sobre la carga viva

6.84 Correcto EQ = Cargas de Sismo

b) Seguridad al volcamiento

Factor = 3.66 Correcto (Ma-x - Mflotación)/(M empuje tierras)debe ser mayor que FV=1.5

c) Seguridad al deslizamientoCoeficiente de fricción 0.70

Factor= 2.08 Correcto (Peso-Flotación)*Coef. Fricción/(F empuje tierras)

E = 0.5 g h * (h+2h') Ka=

rmax =

rmin =

tan2(45−φ2 )

C sn=1 .2 AS/Tn

23

≤2 . 5 A

C sn=A (0.8+4 . 0T )

C sn=3 ASTn0 .75

2a. Hipótesis : Estribo cargado Código 21.- Grupo I = D + L + CF + E + SF + B Esfuerzos en el terreno 100%

a) Esfuerzos sobre el terreno

excentricidad e= 2.08 m

a) (4B-6e)*(Peso+Pd+Pl-Foltación)/B*¨B<=Esf. Terreno

18.08 Cambie zapata

b) (6e-2B)*(Peso+Pd+Pl-Foltación)/B*¨B<=Esf. Terreno

6.72 Correcto


Factor= 4.30 Correcto


Factor = 2.79 Correcto

2.- Grupo II = D + E + SF + B + W Código 3Esfuerzos en el terreno 125%

a) Esfuerzos sobre el terreno

excentricidad e= 2.11 m

a) (4B-6e)*(Suma alg. De cargas)/B*¨B<=Esf. Terreno

Suma de cargas= 53.93 tonSuma de Momentos 113.74 ton-m

15.60 Correcto

b) (6e-2B)*(Suma alg. De cargas)/B*¨B<=Esf. Terreno

6.41 Correcto





3.- Grupo III = D + L + CF + E + SF + B + 0.3W + WL + LF Esfuerzos en el terreno 125%Código 4a) Esfuerzos sobre el terreno

Suma de cargas= 60.76Suma deMomentos= 121.12a) Esfuerzos sobre el terrenoexcentricidad= 1.99

19.33 Correcto

5.47 Correcto





4.- Grupo VII = D + E + SF + B + EQ Esfuerzos en el terreno 133%Código 5a) Esfuerzos sobre el terrenoSuma de cargas= 53.93Suma de Momentos= 96.25excentricidad= 1.78 m

19.97 Correcto

2.04 Correcto




rmax =

rmin =

rmax =

rmin =

rmax =

rmin =

rmax =

rmin =

factor= 1.89 Correcto

Resumen de los Resultados encontrados

Caso Grupo Esfuerzos sobre el terreno Seguridad al Volcamiento Seguridad al Deslizamiento

I11.70 Correcto

Factor 3.66 Correcto Factor 2.08 Correcto

6.84 Correcto

I18.08Cambie zapata


6.72 Correcto

II15.60 Correcto


6.41 Correcto

III19.33 Correcto


5.47 Correcto

VII19.97 Correcto


2.04 Correcto

Cambie zapataResultado= Cambie zapata

Correcto

Para Seguridad al volcamiento Resultado= Correcto

Para Seguridad al Deslizamiento Resultado= Correcto

Recomendaciones finales

a) El esfuerzo que se producirá será mayor al que acepta el terreno, cambie su zapata

c) La zapata no se deslizará, por lo tanto no requiere el uso de Dentellón

d) El Dentellón se deberá diseñar para el grupo Falso para el caso de Falso

Estribo solo

rmax =

rmin = es el mínimo factor de seguridad al deslizamiento

Estribo Cargad

o

rmax =

rmin =

Estribo Cargad

o

rmax =

rmin =

Estribo Cargad

o

rmax =

rmin =

Estribo Cargad

o

rmax =

rmin =

Para Esfuerzos sobre el terreno

rmax =

rmin =

b) El estribo no tendrá problemas al volcamiento dado que los factores de seguridad hallados son mayores que 1.5, acepte su predimensionamiento

Nota : Esta hoja de cálculo requiere que usted ingrese sólo los datos que se encuentran en las casillas coloreadas de gris, el resto de parámetros (incluyendo las Recomendaciones finales) se calculan automáticamente


DISEÑO DE LA ARMADURA EN ESTRIBO PARA PUENTES

f'c= 210 kg/cm2 resistencia del concretof= 0.90 factorr= 0.0045 cuantíaw= 0.0900

a) Diseño del vástago

Refuerzo Vertical

1.- Sección en la baseE= 11.49 t/m Se toma la altura desde la parte superior de la zapataZ= 2.17 m

Mu= 39.89 t-mVa= 18.39 tonb= 100 cm h= 75 cmd calculado= 16 cmUsar d= 68 cm.

verificación por Corte Barra Num Ø Diametro(cm) Area(cm2)

4 1/2" 1.27 1.27

Vdu= 18.39 ton 5 5/8" 1.59 1.98

Vdu/ 20.43 ton

6 3/4" 1.91 2.85

f 7 7/8" 2.22 3.88

Vc= 52.23 ton 8 1" 2.54 5.07

Vce= 2/3 Vc 34.82 ton 10 1 1/4" 3.175 7.917

Vce deberá ser mayor que Vdu/ Correcto f

As= 30.60 cm2Asmin= 12.24 cm2 Usar acero calculadoIngrese # de variila a usar 10

# varillas 4.00 varillass= 0.25 (1m)/# de varillas

Usar : 1 Ø 1 1/4" @ 0.25 m

Determinación del punto de Corte

Mmax/2=0.16546*(H-hc)^3 H= altura total del estribode aquí se obtiene hc= altura de cortehc= 2.06 m hLc= 2.74 m

Lc= 2.74

Profundidad= 3.26 m

Se deberá analizar varias secciones con el objeto de ir disminuyendo armadura a medida que el momento es menor

El punto de corte es el lugar donde se debe volver a calcular el área de acero pues a partir de allí es posible reducirla

La siguiente sección de análisis de la armadura será en la profundidad del punto de corte

Profundidad del punto de corte con respecto a la altura del estribo

Diagrama del punto de corte

2.- Sección a 3.26 m de profundidad

E= 3.87 t/m Cálculo de hZ= 1.23 m Hm= 6.92

h= 0.45Mu= 7.65 t-mVa= 6.20 tonb= 100 cm h= 45 cmd calculado= 7 cmUsar d= 38 cm


4 1/2" 1.27 1.27

Vdu= 6.20 ton 5 5/8" 1.59 1.98

Vdu/ 6.89 ton

6 3/4" 1.91 2.85

f 7 7/8" 2.22 3.88

Vc= 29.41 ton 8 1" 2.54 5.07

Vce= 2/3 Vc 19.60 ton


As= 17.23 cm2Asmin= 6.89 cm2 Usar acero calculadoIngrese # de variila a usar 8


Usar : 1 Ø 1" @ 0.25 m

3.- Sección a 1.05 de profundidad

E= 0.63 t/mZ= 0.44 m

Mu= 0.45 t-mVa= 1.01 tonb= 100 cm h= 30 cmd calculado= 2 cmUsar d= 23 cm


4 1/2" 1.27 1.27

Vdu= 1.01 ton 5 5/8" 1.59 1.98

Vdu/ 1.12 ton

6 3/4" 1.91 2.85

f 7 7/8" 2.22 3.88

Vc= 6.74 ton 8 1" 2.54 5.07

Vce= 2/3 Vc 4.50 ton


As= 0.57 cm2Asmin= 4.14 cm2 Usar AsminIngrese # de variila a usar 4


Usar : 1 Ø 1/2" @ 0.25 m

Refuerzo Horizontal

1.- Sección en la baseBarra Num Ø Diametro(cm) Area(cm2)

4 1/2" 1.27 1.27

5 5/8" 1.59 1.98

0.0020 y f'y= 4200 kg/cm2 6 3/4" 1.91 2.85

0.0025 en otros casos 7 7/8" 2.22 3.88

usando el primer caso 8 1" 2.54 5.07

bt= 75 cmAst= 15.00 cm2Ingrese # de variila a usar 5

# varillas 7.58 varillas#varillas en cara 4.00s= 0.25 (1m)/# de varillas

Usar : 1 Ø 5/8" @ 0.25 m

2.- Sección a 3.26 m de profundidadBarra Num Ø Diametro(cm) Area(cm2)

bt= 45 cm 4 1/2" 1.27 1.27

Ast= 9.06 cm2 5 5/8" 1.59 1.98

Ingrese # de variila a usar 5 6 3/4" 1.91 2.85

7 7/8" 2.22 3.88

8 1" 2.54 5.07

# varillas 4.57 varillas#varillas en cara 3.00 varillass= 0.33 (1m)/# de varillas

Usar : 1 Ø 5/8" @ 0.33 m

3.- Sección a 1.05 de profundidadBarra Num Ø Diametro(cm) Area(cm2)

bt= 30 cm 4 1/2" 1.27 1.27

Ast= 6.00 cm2 5 5/8" 1.59 1.98

Ingrese # de variila a usar 4 6 3/4" 1.91 2.85

7 7/8" 2.22 3.88

8 1" 2.54 5.07

# varillas 4.72 varillas#varillas en cara 3.00 varillass= 0.33 (1m)/# de varillas

Usar : 1 Ø 1/2" @ 0.33 m

Pero se usará varillas en ambas caras por lo que el # de varillas se debe dividir entre 2



A st=ρt xbt

ρt= φ≤5 /8


DISEÑO DE LA ZAPATA EN ESTRIBO PARA PUENTES

Se hará el análisis de las cargas para el caso con estribo cargado por ser más desfavorable

1.- Zarpa Delantera

M1= 101.60 t-m Xo1= 2.24 V1= 45.44M2= 126.11 t-m Xo2= 2.08 V2= 60.76M3= 113.74 t-m Xo3= 2.11 V3= 53.93M4= 121.12 t-m Xo4= 1.99 V4= 60.76 2.5 1.65M5= 96.25 t-m Xo5= 1.78 V5= 53.93

1.57 0.93 0.93 0.72El Momento más desfavorable es 126.11 t-mque pertenece a M2= 0.75La carga más desfavorable es 60.76 ton 1.00

Xo= 2.08 mT=ancho de zapata 4.9 m

6.72excentricidad= 0.37 m 8.40 9.32T/6= 0.81667 m 6.84 14.25 16.41 18.08

11.70

Hm= 7.80 m Hm para zarpa delanteraHm= 11.80 m Hm para zarpa trasera

Vu= -17.10 tonVdu/fi= 19.00 tonVc= 71.428 ton

Ø Diametro(cm)Vce= 47.62 ton

Vce deberá ser mayor que Vdu/ Correcto 4 1/2" 1.27 1.27

f 5 5/8" 1.59 1.98

Mu= 34.738 t-m 6 3/4" 1.91 2.85

As= 10.9796 cm2 7 7/8" 2.22 3.88

Asmin= 16.74 cm2 Usar Asmin 8 1" 2.54 5.07

Ingrese # de variila a usar 8

La excentricidad es menor que T/6, usar la zapata

Barra Num

Area(cm2)

d

para zarpa delantera

para zarpa trasera

para zarpa delantera

para zarpa trasera


Usar : 1 Ø 1" @ 0.25 m

2.- Zarpa TraseraSe analiza con el Grupo I estribo solo

M1= 101.60 t-m Xo1= 2.24 V1= 45.44excentricidad= 0.21 mT/6= 0.81667 m

Vu= 27.59 tonVdu/fi= 30.66 tonVc= 71.428 ton

Ø Diametro(cm)Vce= 47.62 tonMu= 33.94 t-m 4 1/2" 1.27 1.27

5 5/8" 1.59 1.98

Vce deberá ser mayor que Vdu/ Correcto 6 3/4" 1.91 2.85

f 7 7/8" 2.22 3.88

As= 10.73 cm2 8 1" 2.54 5.07

Asmin= 16.74 cm2 Usar AsminIngrese # de variila a usar 8


Usar : 1 Ø 1" @ 0.25 m

Armadura de distribución para las dos zarpasAs= 16.74 cm2Ingrese # de variila a usar 8


La excentricidad es menor que T/6, usar la zapata

Barra Num

Area(cm2)

Usar : 1 Ø 1" @ 0.25 m


ESQUEMA FINAL DEL ACERO EN ESTRIBO

1 Ø 1/2" @ 0.25 m 1 Ø 1/2" @ 0.33 m

1 Ø 1" @ 0.25 m1 Ø 5/8" @ 0.33 m

1 Ø 1 1/4" @ 0.25 m

2.741 Ø 1" @ 0.25 m

1 Ø 5/8" @ 0.25 m

1 Ø 1" @ 0.25 m

Acero de distribución1 Ø 1" @ 0.25 m

Zona de cambio de armadura o punto de corte

Zona de análisis final de armadura

estribos puente chacabamba

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