Puentes de Contrafuerte
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Cucharán Entidad: GOBIERNO REGIONAL DE HUANCAVELICA
Acoria Responsable: OFICINA REGIONAL DE ESTUDIOS DE PRE INVERSIÓN
Huancavelica Tipo: SECCION COMPUESTA
Huancavelica
DATOS DE DISEÑO
Cargas y otros: Predimencionado del Muro :
Reaccion del Puente (PP): 181.46 Tn Ancho de Cajuela (a) = 0.800m
Reaccion por S/C: 23.00 Tn Ancho de Parapeto (b) = 0.25m
Fza. Sismo: 7.00 Tn Ancho (l) = 0.30m
Ancho del Puente: 5.70 m Ancho (m) = 0.40m
Longitud del Puente: 35.00 m Ancho (n) = 0.10m
Nº de Vias: 1.00 Ancho (k) = 0.45m
Nº de Estribos: 2.00 Altura de Cajuela (c) = 1.75m
Altura (d) = 0.40m
Suelo : Altura (e) = 0.60m
Peso especifico terreno ( 2.60 Tn/m3 Altura (f) = 3.35m
Capacidad Portante Suelo ( t) : 40.00 Tn/m2 Peralte de Zapata (hz) = 0.50m
Coef. de fricción suelo estructura : 0.00 H = 6.60m
Dist. Eje Apoyo a Parapeto (x) = 0.50m
Relleno : Altura Fza Frenado (y) = 1.80m
Angulo de friccion interna (Ør): 30° Talon Anterior (z) = 2.00m
Peso especifico terreno ( r 2.00 Tn/m3 Talon Posterior (t) = 3.50m
f'c : 280 kg/cm2 B =z+t+k+m 6.35m
f'y : 4200 kg/cm2 Recubrimiento Zapatas = 0.075 m
FSV : 2.0 Recubrimiento Muro = 0.040 m
FSD : 1.5 (Flexion) Ø = 0.90
(Corte) Ø = 0.85
s/c : 0.600Tn/m S' = 2.700 m
Peso especifico C°A° ( 2.40 Tn/m3 Si :
Coeficiente de fuerza de friccion (f): 0.40 fy = 4200 kg/cm2
Es = 2100000.00kg/cm2
Angulo Contrafuerte ( º) = 25 f'c = 210 kg/cm2
Ec = 217000.00kg/cm2
h1 = 6.10m
A).- Estribo sin puente y con relleno sobrecargado.
* Altura Equivalente de S/C (h'):h' = (s/c)/ r = 0.30 m
ESTUDIO DE PRE INVERSIÓN A NIVEL DE PERFIL: "INSTALACIÓN DEL PUENTE CUCHARÁN, DISTRITO DE ACORIA,
PROVINCIA Y DEPARTAMENTO DE HUANCAVELICA" ALTERNATIVA I
VERIFICACION DE ESTABILIDAD EN ESTRIBOS CON CONTRAFUERTE
Localidad:
Distrito:
Provincia:
Departamento:
Par
1
23 54
B
bn
H
c
hz
f
d
e
ml
a
D+L+S
8
7
6
9
Contrafuerte
Lf (Fuerza Frenado)
H/2
H/3
Ps/c
Pa
10
11
z k
y
xc/2
EQ (Carga Sismo)
S/C Vehicular
A
dar
smax
smin
Cucharán Entidad: GOBIERNO REGIONAL DE HUANCAVELICA
Acoria Responsable: OFICINA REGIONAL DE ESTUDIOS DE PRE INVERSIÓN
Huancavelica Tipo: SECCION COMPUESTA
Huancavelica
ESTUDIO DE PRE INVERSIÓN A NIVEL DE PERFIL: "INSTALACIÓN DEL PUENTE CUCHARÁN, DISTRITO DE ACORIA,
PROVINCIA Y DEPARTAMENTO DE HUANCAVELICA" ALTERNATIVA I
VERIFICACION DE ESTABILIDAD EN ESTRIBOS CON CONTRAFUERTE
Localidad:
Distrito:
Provincia:
Departamento:
1.- Empuje de Tierras:
C=tan2(45°-Ø/2) = 0.33
Par = 0.5*( r*H*(H+2h'))*C = 20.592 Tn/m
2.- Punto de Aplicación de Pa:
dar=H/3*((H+3h')/(H+2h')) = 2.29 m
3.- Fuerzas Verticales Estabilizadoras:
ZONA Fi (Tn) Xi (m) Mi (Tn*m)
1 1.050 3.08 3.23
2 1.008 2.68 2.70
3 0.216 2.35 0.51
4 0.58 2.65 1.53
5 0.42 2.97 1.25
6 0.21 3.08 0.65
7 1.809 2.300 4.16
8 3.22 2.65 8.52
9 2.35 3.03 7.09
10 38.43 4.78 183.50
11 7.62 3.18 24.19
Pav 20.59 2.29 47.19
TOTAL 77.492 284.52
Xv = ΣMi/ΣPi = 3.67 m
z = (Par*dar)/ΣFi = 0.609 m
e = (B/2)-(Xv-z) = 0.112 m
B/6 = 1.058 m
Consideraciones de A (Ancho de Estribo para analisis):
A = 1m (Longitud de analisis.)
Fv = ΣFi
4.- Chequeos :
Chequeo de compresiones y tracciones:
ρ = (Fv/(A*B)*(1+(6*e/B)) = 13.50 Tn/m2
Esfuerzo de compresion del concreto :
fc = 0.4*f'c = 1120 Tn/m2
por lo tanto:
ρ < fc OK
Chequeo al volteo :
FSV = ΣMi/(Par*dar) = 6.03 > 2 OK
Chequeo al deslizamiento Horizontal:
FSD = ΣFi*f/Par = 1.51 > 1.5 OK
B).- Estribo con puente y con relleno sobrecargado.
1.- Reaccion del puente por ml (R1D):
R1D = 31.835 Tn/m
2.- Rodadura (R2) Fuerza Horizontal:
R2r = 5%*s/c equivalente camion HS-20 = 0.128 Tn/m
3.- Reaccion por s/c (R3L)
R3L = 4.035 Tn/m
4.- Sismo (R4S), Fza Horizontal:
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VERIFICACION DE ESTABILIDAD EN ESTRIBOS CON CONTRAFUERTE
Localidad:
Distrito:
Provincia:
Departamento:
R4S = 1.228 Tn/m
5.- Fuerzas Verticales:
Fi (Tn) Xi (m) Mi (Tn*m)
R1 31.835 2.55 81.179
R3 4.035 2.55 10.289
ΣPI 77.492 3.67 284.516
TOTAL 113.362 375.985
Xv = ΣMi/ΣPi = 3.317 m
6.- Fuerzas Horizontales:
Fi (Tn) Xi (m) Mi (Tn*m)
Par 20.592 2.29 47.190
R2r 0.128 8.40 1.076
R4S 1.228 5.73 7.031
TOTAL 20.720 55.297
Yv = ΣMi/ΣPi = 2.669 m
7.- Punto de aplicación de la resultante:
z = ΣMi/ΣFi = 0.488 m
e = (B/2)-(Xv-z) = 0.346 m < B/6 OK
B/6 = 1.058 m
Consideraciones de A (Ancho de Estribo para analisis):
A = 1m (Longitud de analisis.)
Fv = ΣFi
8.- Chequeos :
Chequeo de compresiones y tracciones:
σmax = (Fv/(A*B)*(1+(6*e/B)) = 23.69 Tn/m2 < σt OK
σmin = (Fv/(A*B)*(1-(6*e/B)) = 12.01 Tn/m2
Esfuerzo de compresion del concreto :
fc = 0.4*f'c = 1120 Tn/m2
por lo tanto:
σmax < fc OK
Chequeo al volteo :
FSV = ΣMiX/ΣMiy = 6.80 > 2 OK
Chequeo al deslizamiento :
FSD = ΣFix*f/ΣFiy = 2.19 > 1.5 OK
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VERIFICACION DE ESTABILIDAD EN ESTRIBOS CON CONTRAFUERTE
Localidad:
Distrito:
Provincia:
Departamento:
C).- Diseño.
1.- REFUERZO CIMENTACION TALON ANTERIOR:
d = 20.0 Tn/m2
dc = hz-recub. = 0.43m
Mu = z2/6*(σd+2σmax - 3 c*hz*A) = 68.05Tn
Calculo del Refuerzo: (zona de tracciones)
As=(0.85-(0.7225-(1.7*Mact*105/0.9*f'c*A*d
2))
1/2*f'c*A*d/fy = 46.93 cm²
Asmin = 0.0012*A*d = 4.25 cm²
Separación de varillas
Øasumido= 1 Øb= 2.54 cm Av=5.07cm²
s=Befec*(Avasumido/Asc) = 10.797 cm
USAR Ø1"@0.11m
Calculo del Refuerzo: (zona de compresiones)
Asmin = 0.0012*A*d = 5.10 cm²
Separación de varillas
Øasumido= 5/8 Øb= 1.59 cm Av=1.98cm²
s=Befec*(Avasumido/Asc) = 38.810 cm
USAR Ø5/8"@0.39m
Par
1
23 54
B
bn
H
c
hz
f
d
e
ml
a
D+L+S
8
7
6
9
Contrafuerte
Lf (Fuerza Frenado)
10
11
z k
y
xc/2
EQ (Carga Sismo)
S/C Vehicular
a
dar
Talon Anterior
a
Mto.
Df
V
M
(Resultante)
h1
h2
h3
Diagrama de Momentos
Empuje Lateral del Rellenomin
max d
1
2
3
1
2
3
Pas=(Ca*Pe*hs) Pa=(Ca*Pe*H)
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Huancavelica
ESTUDIO DE PRE INVERSIÓN A NIVEL DE PERFIL: "INSTALACIÓN DEL PUENTE CUCHARÁN, DISTRITO DE ACORIA,
PROVINCIA Y DEPARTAMENTO DE HUANCAVELICA" ALTERNATIVA I
VERIFICACION DE ESTABILIDAD EN ESTRIBOS CON CONTRAFUERTE
Localidad:
Distrito:
Provincia:
Departamento:
2.- REFUERZO HORIZONTAL PANTALLA
Pantalla del Muro:
De la figura (Empuje laterla del Relleno:
A una altura de (h1)/4:
Pa = C* r*h1 = 4.07 Tn/m
Pas = C* r*h' = 0.20 Tn/m
Momento Debido al Empuje :
w = Pa+Pas= 4.27 Tn*m
M(+)
e = (0.5w*S'2)/24 = 0.65 Tn*m
M(-)
e = (0.5w*S'2)/12 = 1.30 Tn*m
Analizando varias secciones con el objeto de disminuir armadura a medida que el
momento es menor.
wS'
s
Contrafuerte
Mto. Refuerzo Horizontal
2
241
wS'2
121
muro
s
Contrafuerte
Par
1
23 54
B
bn
H
c
hz
f
d
e
ml
D+L+S
8
7
6
9
Contrafuerte
10
11
z k
y
x
S/C Vehicular
dar
Talon Anterior
(Resultante)
Empuje Lateral del Relleno
1
2
3
Pas=(Ca*Pe*h')
Pa=(Ca*Pe*H)
H
H/2
Distribucion del empuje del suelo para el
H/4
H/4
q/2
q
calculo del refuerzo horizontal en la pantallavertical
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VERIFICACION DE ESTABILIDAD EN ESTRIBOS CON CONTRAFUERTE
Localidad:
Distrito:
Provincia:
Departamento:
Momento Debido a la Fza de Frenado(Lf) :
MLf = Lf*((3h1/4)+Y) = 0.82 Tn*m
Momento Debido al Sismo :
Ms = EQ*((3h1/4)-c/2)) = 4.54 Tn*m
Calculo del Refuerzo Positivo:
M(+)
u = 1.5Me+1.75Ms+MLf = 6.94 Tn*m
dM1 = ((k+m)/3)-recub.M = 0.89m
As(+)
1=(0.85-(0.7225-(1.7*Mact*105/0.9*f'c*A*d
2))
1/2*f'c*A*d/fy = 2.07 cm²
Asmin = 0.0015*A*d = 13.35 cm²
Separación de varillas
Øasumido= 5/8 Øb= 1.59 cm Av=1.98cm²
s=Befec*(Avasumido/Asc) = 14.826 cm
USAR Ø5/8"@0.15m
Calculo del Refuerzo Negativo:
M(-)
u = 1.5Me+1.75Ms+MLf = 7.92 Tn*m
As(-)
1=(0.85-(0.7225-(1.7*Mact*105/0.9*f'c*A*d
2))
1/2*f'c*A*d/fy = 2.36 cm²
Separación de varillas
Øasumido= 5/8 Øb= 1.59 cm Av=1.98cm²
s=Befec*(Avasumido/Asc) = 14.826 cm
USAR Ø5/8"@0.15m
A una altura de (h1/2):
Momento Debido a la Fza de Frenado(Lf) :
MLf = Lf*((h1/2)+Y) = 0.62 Tn*m
Momento Debido al Sismo :
Ms = EQ*((h1/2)-c/2)) = 2.67 Tn*m
Finalmente
Calculo del Refuerzo Positivo:
M(+)
u = 1.5Me+1.75Ms+MLf = 4.73 Tn*m
dM2 = (k+m)-recubM = 0.69 m
As(-)
1=(0.85-(0.7225-(1.7*Mact*105/0.9*f'c*A*d
2))
1/2*f'c*A*d/fy = 1.82 cm²
Asmin = 0.0015*A*d = 10.35 cm²
Separación de varillas
Øasumido= 5/8 Øb= 1.59 cm Av=1.98cm²
s=Befec*(Avasumido/Asc) = 19.124 cm
USAR Ø5/8"@0.20m
Calculo del Refuerzo Negativo:
Finalmente
M(-)
u = 1.5Me+1.75Ms+MLf = 5.70 Tn*m
As(-)
1=(0.85-(0.7225-(1.7*Mact*105/0.9*f'c*A*d
2))
1/2*f'c*A*d/fy = 2.19 cm²
Asmin = 0.0012*A*d = 10.35 cm²
Separación de varillas
Øasumido= 5/8 Øb= 1.59 cm Av=1.98cm²
s=Befec*(Avasumido/Asc) = 19.124 cm
USAR Ø5/8"@0.20m
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VERIFICACION DE ESTABILIDAD EN ESTRIBOS CON CONTRAFUERTE
Localidad:
Distrito:
Provincia:
Departamento:
3.- REFUERZO VERTICAL PANTALLA
Pa = C* r*(H-hz)/3 = 4.07 Tn/m
Pas = C* r*h' = 0.20 Tn/m
M1(-)
e = 0.03*(Pa+Pas)*(H-hz)2*{S'/(H-hz)} = 2.11 Tn*m
Calculo del Refuerzo Negativo:
M(-)
u = 1.6M1(-)
e = 3.37 Tn*m
dM = (k+m)-recubM = 0.81 m
As(-)
1=(0.85-(0.7225-(1.7*Mact*105/0.9*f'c*A*d
2))
1/2*f'c*A*d/fy = 1.10 cm²
Asmin = 0.0012*A*d = 9.72 cm²
Separación de varillas
Øasumido= 5/8 Øb= 1.59 cm Av=1.98cm²
s=Befec*(Avasumido/Asc) = 20.363 cm
USAR Ø5/8"@0.20m
Calculo del Refuerzo Positivo:
M2(+)
e = M1(+)
/2 = 1.05 Tn*m
M(+)
u = 1.6M1(+)
e = 1.69 Tn*m
dM = (k+m)-recubM = 0.81 m
As(-)
1=(0.85-(0.7225-(1.7*Mact*105/0.9*f'c*A*d
2))
1/2*f'c*A*d/fy = 0.55 cm²
Asmin = 0.0012*A*d = 9.72 cm²
Separación de varillas
Øasumido= 5/8 Øb= 1.59 cm Av=1.98cm²
s=Befec*(Avasumido/Asc) = 20.363 cm
USAR Ø5/8"@0.20m
4.- REFUERZO CIMENTACION TALON POSTERIOR:
Cargas en el talon posterior
q1= c*hz+ r*(H-hz)+s/c = 14.00 Tn/m2
d = 13.1 Tn/m2
qd1MAX=q1- maxd = 0.9 Tn/m2
qd1MIN=q1- min = 2.0 Tn/m2
Por lo tanto:
M(-)
= qdMAX*S'2/12 = 0.57 Tn*m
dc = hz-recub. = 1.33m
As(-)
1=(0.85-(0.7225-(1.7*Mact*105/0.9*f'c*A*d
2))
1/2*f'c*A*d/fy = 0.11 cm²
H
1
2-M
-0.03pH2
HS'M - =
M+ = 2
1
H/3
H/2
Mto. Refuerzo Vertical
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VERIFICACION DE ESTABILIDAD EN ESTRIBOS CON CONTRAFUERTE
Localidad:
Distrito:
Provincia:
Departamento:
Asmin = 0.0012*A*d = 15.90 cm²
Separación de varillas
Øasumido= 5/8 Øb= 1.59 cm Av=1.98cm²
s=Befec*(Avasumido/Asc) = 12.449 cm
USAR Ø5/8"@0.125 m
M(+)
= qdMAX*S'2/16 = 0.36 Tn*m
dc = hz-recub. = 1.33m
As(-)
1=(0.85-(0.7225-(1.7*Mact*105/0.9*f'c*A*d
2))
1/2*f'c*A*d/fy = 0.07 cm²
Asmin = 0.0012*A*d = 15.96 cm²
Separación de varillas
Øasumido= 5/8 Øb= 1.59 cm Av=1.98cm²
s=Befec*(Avasumido/Asc) = 12.402 cm
USAR Ø5/8"@0.125 m
5.- REFUERZO CONTRAFUERTE:
Refuerzo en la Base:
Momento Debido al Empuje Lateral de Tierras:
dar = 2.03m
Par = 0.5*( r*(H-hz)*((H-hz)+2h'))*C = 17.71 Tn/m
Mar = Par*dar = 36.01 Tn*m
Momento Debido a la Fza de Frenado(Lf) :
MLf = Lf*(h1+Y) = 1.01 Tn*m
Momento Debido al Sismo :
Ms = EQ*(h1-(c/2)) = 6.42 Tn*m
Vu = 1.6*(Par+Lf+EQ) = 30.51 Tn
Mu = 1.6*(MPar+MLf+MEQ) = 69.50 Tn*m
dc = 4.31 m
Tension en el acero (T) :
cos º = 0.91
sen º = 0.42
T = Vcos º + (M/d)*sen º = 34.46 Tn
As=(T/Φ*fy) = 9.12 cm²
USAR 2Ø1"
Refuerzo Horizontal y Vertical en contrafuerte:
As=(T/Φ*fy) = 9.12 cm²
Separación de varillas
Øasumido= 1/2 Øb= 1.27 cm 2Av=2.53cm²
s=Befec*(Avasumido/Asc) = 27.788 cm
USAR Ø1/2"@0.175 m
Refuerzo a H/3:
Momento Debido al Empuje Lateral de Tierras:
dar = 1.36m
Par = 0.5*( r*((H-hz)/3)*(((H-hz)/3)+2h'))*C = 2.32 Tn/m
Mar = Par*dar = 3.15 Tn*m
Momento Debido a la Fza de Frenado(Lf) :
MLf = Lf*(((H-hz)/3)+Y) = 0.49 Tn*m
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Huancavelica Tipo: SECCION COMPUESTA
Huancavelica
ESTUDIO DE PRE INVERSIÓN A NIVEL DE PERFIL: "INSTALACIÓN DEL PUENTE CUCHARÁN, DISTRITO DE ACORIA,
PROVINCIA Y DEPARTAMENTO DE HUANCAVELICA" ALTERNATIVA I
VERIFICACION DE ESTABILIDAD EN ESTRIBOS CON CONTRAFUERTE
Localidad:
Distrito:
Provincia:
Departamento:
Momento Debido al Sismo :
Ms = EQ*((((H-hz)/3))-c/2) = 1.42 Tn*m
Vu = 1.6*(Par+Lf+EQ) = 5.88 Tn
Mu = 1.6*(MPar+MLf+MEQ) = 8.09 Tn*m
dc3 = 1.84 m
Tension en el acero (T) :
cos º = 0.91
sen º = 0.42
T = Vcos º + (M/d)*sen º = 7.19 Tn
As=(T/Φ*fy) = 1.90 cm²
Asmin = 0.0012*A*d = 16.27 cm²
USAR 3Ø1" +1Ø1/2"
Refuerzo Horizontal y Vertical en contrafuerte:
As=(T/Φ*fy) = 16.27 cm²
Separación de varillas
Øasumido= 1/2 Øb= 1.27 cm Av=1.27cm²
s=Befec*(Avasumido/Asc) = 7.787 cm
USAR Ø1/2"@0.10 m
RESUMEN GENERAL DE DISTRIBUCION DE REFUERZOS
CIMENTACION:
Talon Anterior
Refuerzo Principal Transversal: (Negativo) USAR Ø1"@0.11m
Refuerzo Principal Transversal: (Positivo) USAR Ø5/8"@0.39m Ref. minimo
Refuerzo Longitudinal: (Negativo) USAR Ø5/8"@0.39m Ref. minimo
Refuerzo Longitudinal: (Positivo) USAR Ø5/8"@0.39m Ref. minimo
Talon Posterior
Refuerzo Principal Horizontal: (Negativo) USAR Ø5/8"@0.125 m Ref. minimo
Refuerzo Principal Transversal: (Positivo) USAR Ø5/8"@0.125 m Ref. minimo
Refuerzo Longitudinal: (Negativo) USAR Ø5/8"@0.125 m Ref. minimo
Refuerzo Longitudinal: (Positivo) USAR Ø5/8"@0.125 m Ref. minimo
REFUERZO HORIZONTAL PANTALLA:
H/4 (Inferior)
Refuerzo Horizontal:
Refuerzo Positivo USAR Ø5/8"@0.15m Ref. minimo
Refuerzo Negativo USAR Ø5/8"@0.15m Ref. minimo
H/2 (Superior)
Refuerzo Horizontal:
Refuerzo Positivo USAR Ø5/8"@0.20m Ref. minimo
Refuerzo Negativo USAR Ø5/8"@0.20m Ref. minimo
REFUERZO VERTICAL PANTALLA:
Refuerzo Vertical:
Refuerzo Positivo USAR Ø5/8"@0.20m Ref. minimo
Refuerzo Negativo USAR Ø5/8"@0.20m Ref. minimo
REFUERZO VERTICAL Y HORIZONTAL CONTRAFUERTE:
Ref. Contrafuerte ambas caras USAR Ø1/2"@0.10 m
Ref. en base por empuje lateral contrafuerte USAR 2Ø1" Ref. colocado mayor al calculado por seguridad
Ref. a H/3 de la base por empuje lateral USAR 3Ø1" +1Ø1/2" Ref. colocado mayor al calculado por seguridad