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DISEO DE UN PUENTE DE PLACA Y VIGA CON LUZ DE 19 m.
HUGO ALFREDO SILVA RIBN
Cdigo: 20 01 11 50 44
Presentado al docente:
ING. JORGE GONZLEZ G.
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La realizacin de diseos en las diferentes asignaturas cursadas durante
el desarrollo de la carrera, abre el horizonte y provee de herramientas
tiles al estudiante para su desempeo en el mundo laboral.
Desde la antigedad el ser humano resolvi sus problemas de
comunicacin y desplazamiento utilizando los materiales con que
contaba y recurriendo a su ingenio, no obstante ahora se dispone de la
tecnologa y de los avances en el campo de la ingeniera que hacen
posible salvar grandes luces, que antes sera imposible pensar en ello.
El diseo de puentes ha tenido significativos avances durante el
desarrollo de la humanidad, ha contribuido al desarrollo de zonas
apartadas y ha mejorado la economa de regiones apartadas debido a su
difcil acceso por condiciones del relieve o por la presencia de obstculos
naturales o artificiales.
A continuacin se presenta la metodologa de diseo de un puente de
luz de 19 m, del tipo de viga y placa.
0.4 m 0.4 m
19m
18.6m
0.25m
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Nmero de vigas.
Nmero de vigas = Nmero de carriles + 1 = 2 + 1 = 3.
A h t t l d l l d 8 80
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Ancho de vigas.
m.m.m2.20S
Av
v 40367066 ===
Espesor de placa, eplaca.
m.m.m.S 8140202 ==
m.m....S
eplaca 200162030
05381
30
053=
+=
+= Luces continuas.
Altura de vigas hv.
m..
..L
..hv 30118
618150101
18150101 =
+=
+= Viga simplemente
apoyada.
Diseo de la placa con refuerzo principal perpendicular al
trfico.
Especificaciones para la losa.
Camin de diseo: camin C-40-95.
Concreto con fc = 5000 psi = 350 kg/cm2.
Acero de fy = 4200 kg/cm2.
Diseo de la placa interior.
Anlisis de cargas.
Carga Muerta (CM).
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Se utiliza el impacto mximo de I = 30 %.
Momentos en apoyos y entre apoyos.
( ) ( )mt o n.mk g.
m.LWM m
k gC M
C M ==
=
= 1 9 101 61 9 11 0
815 9 0
1 0
22
continuasLucesmton...
)..(..
.).S(P
MCV =+
=+
= 9118089
608175980
89
60
Diseo del refuerzo por efecto de flexin con la teora ltima.
Se disea con la combinacin crtica, Grupo I.
( )CVxICVxICMCMU MMM +=
6710131 ... CVxICM ===
( )CVxICMU M.M..M += 6710131
CVxICMU M.M.M += 171231
cmton.mton.....MU ==+= 543939549111712191031
Recubrimiento:
Se utilizar un recubrimiento para la parte superior de 5 cm.
Se utilizar un recubrimiento para la parte inferior de 2.5 cm.
Momento Negativo.
M
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varillas.cm
cm.A
Avarillasde.No
v
S5554
2
19
2
2
===
Se colocarn 5 varillas No. 5, con:
210cmA colocada,S =
.cm5cm100
cada5No.1Usar 20=
Momento Positivo.
2db
MK u
=
Se utilizarn varillas No. 5, con dimetro igual a 15.9 mm y rea Av = 2
cm2.
cm.cm.
cm.cmcm.cmd .var 516
2
5915220
2
5220 ==
( ) 220160
516100
5439
cmton
..
.K =
=
De tablas con fc = 350 kg/cm2 y fy = 4200 kg/cm2, se tiene:
00450.=
dbAS =
2425751610000450 cm...AS ==
varillas.cm.A
varillasde.No S 47134257
2
2
===
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varillas.cm.
cm.varillasde.No 4853
291
9754
2
2
==
Se colocarn 4 varillas No. 4, con:
2165 cm.A colocada,S =
.cm4cm100
cada4No.1Usar 25=
Como el diseo a flexin de la losa se hizo siguiendo los lineamientos de
la norma, no se exige la revisin de corte y adherencia.
Refuerzo por temperatura.
00120.=
hbAS =
mc m
S ..A2
422 01 0 00 0 1 20 ==
Se colocarn 3 cm2/m para cumplir con los requerimientos de la norma.
Se utilizarn varillas No. 4, con Av = 1.29 cm2.
cm2.33
100cadaa.
cm.
cmvarillasde.No 43332
291
3
2
2
===
sdireccioneambasencm40cada4No.1Usar
Diseo de la placa en voladizo.
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Se utilizar una baranda metlica, de peso por metro lineal de 50 kg/m y
con postes espaciados cada 3 metros.
El ancho de distribucin para la carga de las barandas est dado por:
5180 .x.E +=
De la figura
m.x 80=
m....E 142518080 =+=
ExPMBaranda=
Zona A (m2)
(kg/m3)x
(m)E
(m)P
(kg)M (kg.m)
I 0.20 x 0.9= 0.18 2400 0.45 - 432 194.4
II
0.05 x 0.55 =
0.0275 2200 0.275
-
60.5 16.64
III0.325 x 0.20 =
0.0652400 0.737
-156 114.97
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mton.Mm/mton.m.
m.ton.M apoyosentreyapoyosenCVCV =
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Posiciones de carga para efectos mximos por carga viva.
La seccin escogida para las vigas riostras es de 0.20 m de ancho por
1.10 m de alto.
Anlisis de cargas.
Carga muerta.
Descripcin. Carga/mPeso de propio de la riostra 0.2 x 1.10 x 2400 528 kg/m
Suma de cargas = 528 kg/m
mt o n
mk g
C M .W 5 2 805 2 8 ==
Momento entre apoyos y en apoyos para la viga riostra por carga
muerta:
2.2m
P
2.2m
P
Momento mximo Corte mximo
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Momento entre apoyos y en apoyos para la viga riostra por carga viva:
mton...
.LP
.MCV =
=
= 294422759
80480
Cortante para la viga riostra por carga viva:
ton.PVCV 759==
Diseo a flexin.
Combinacin crtica, Grupo I.
( )CVxICMU M.M..M += 6710131
CVxICMU M.M.M += 171231
cmton.mton.....MU ==+= 696464692941712256031
2db
MK u
=
Se utilizarn varillas No. 7, con dimetro igual a 22.2 mm y rea Av =
3.87 cm2.
cmcm.
cmcmcmcmd .var 1042
2224110
24110 ==
22004460
10420
6964
cm
ton.
.K =
=
Se coloca cuanta mnima, de tablas con fc = 350 kg/cm2 y fy = 4200
kg/cm2
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( )CVxICVxICMCMU VVV +=
( )CVCMU V.V..V +=6710131
CVCMU V.V.V += 171231
kgton.....VU 2192092217591712581031 ==+=
db.V
v Uu =
850
23981210420850
21920
cmkg..vu ==
cc'f.v = 530
29159350530
cm
kg..vc ==
Separacin de los estribos:
Se utilizarn estribos de varilla No. 3, con Av = 0.71 cm2 y fy = 4200
kg/cm2.
La separacin de los estribos ser la menor distancia de:
( )
=
2
dbvv
fA
scu
yv
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Diseo de las vigas interior y exterior del puente.
Especificaciones para la viga.
Camin de diseo: camin C-40-95.
Concreto con fc = 5000 psi = 350 kg/cm2.
Acero de fy = 4200 kg/cm2.
Carga Muerta (CM).
Las barandas, los bordillos y la capa de rodadura de pavimento asfltico,
se colocarn una vez haya fraguado la losa, asegurando tal proceso
constructivo que las cargas puedan repartirse por igual para cada una
de las vigas.
Descripcin. CargasPeso de los voladizos 798.5 x 2 = 1597 kgPeso losa y Capa de rodadura 590 x 7 = 4130 kgVigas 4 x (0.4 x 1.10 x 1 x 2400) = 4224 kg
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PCamin = 15 ton 15 ton 10 ton
Prueda = 7.5 ton 7.5 ton 5.0 ton
Prueda x I = 9.547 ton 9.547 ton 6.365 ton
%.2I..L
pactoIm 37273040618
16
40
16 ==+
=+
=
Factor de rueda.
Para viga exterior
m.a 550=
m.b 352=
vSba
FR+
=
32122
352550
..
..FR =+=
Para viga interior
Se presenta el caso: Sv < b + 0.6:
Situacin 1.
2.2 m 1.1m
0.55m
1.8m
0.6m
0.35m
2.35m
P P
2 2 2 2 2 2
1.8 m 1.8 m0.6 m 0.6 m
b a
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Sv = 2.2 m
d = 1.0 m
e = 0.4 m
vS
deFR
++=1
64122
4011 .
.
.FR =++=
Se toma el mayor valor de los FR y se disean todas las vigas con l, as
todas las vigas tendrn la misma capacidad de carga.
FR = 1.64.
PCamin = 15 ton 15 ton 10 tonPrueda = 7.5 ton 7.5 ton 5.0 ton
Prueda x I = 9.547 ton 9.547 ton 6.365 ton
Prueda x I x FR = 15.657 ton 15.657 ton 10.439 ton
Segn el Teorema de Barr para 11 m < L < 28 m, la ubicacin de las
cargas que producen los mayores efectos es la siguiente:
4 m
0.25m4 m
2/3 PPP
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Momento para las vigas por carga viva:
Este momento se halla a 0.25 m del centro de la luz (punto C).
PR.M ACV = 4759
mton....MCV == 2171466571544221759
Diseo del refuerzo para las vigas por efecto de flexin con la teora
ltima.
Se disea con la combinacin crtica, Grupo I.
( )CVxICVxICMCMU MMM +=
( )CVxICMU M.M..M += 6710131
CVxICMU M.M.M += 171231
cmtonmton.....MU ==+= 4699696469217146171232511731
Se colocarn barras en paquete, para lo cual:Recubrimiento: El recubrimiento mnimo de concreto debe ser igual al
dimetro equivalente del paquete, sin necesidad de ser mayor de 5 cm.
Se utilizarn varillas No. 10, con dimetro igual a 32.3 mm y rea Av =
8.19 cm2; adems se colocarn paquetes de 4 barras con lo cual el
dimetro equivalente es el que se deduce del rea total de las barrascolocadas en el paquete, como sigue:
22763219844 cmcmAA t ===
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2123123400250 cm.AS ==
varillas.cm.
cm
A
A
varillasde.No vS
1601815198
123
2
2
===Se colocarn en el centro de la viga 4 paquetes de 4 varillas No. 10, con:
204131 cm.A colocada,S =
Momento en el tercio inicial y en el tercio final de la luz de la viga.
Carga muerta
L/3
19 m
R
A B
WCM
= 2.6 ton/m
Paquete de 4 No.10
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ton.R CV,A 4221=
= 755
33.
LP
LRM ICVCV,ACV
mton....MCV =
= 527126755
3
1965715
3
194221
Se disea con la combinacin crtica, Grupo I.
( )CVxICVxICMCMU MMM +=
( )CVxICMU M.M..M += 6710131
CVxICMU M.M.M += 171231
cmtonmton.....MU ==+= 410363641052712617122910431
Se colocarn barras en paquete, para lo cual se utilizar unrecubrimiento de 7 cm.
cmcmcmd 1237130 ==
2db
MK u
=
22 068012340
41036
cmton
.K ==
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2
319
2319
=
LWLRM CMCM,ACM
mton..
.MCM =
= 286104
3
1919
2
62
3
1919724
2
ton.R CV,A 4221=
= 759
3
192755
3
192
3
1924221 .P.P.MCV
( ) ( )[ ] ( )[ ] mton.........MCV == 0311775971265715755712657157124221
Se disea con la combinacin crtica, Grupo I.
( )CVxICVxICMCMU MMM +=
( )CVxICMU M.M..M += 6710131
CVxICMU M.M.M += 171231
cmtonmton.....MU ==+= 389656538903117171228610431
Se colocarn barras en paquete, para lo cual se utilizar un
recubrimiento de 7 cm.
cmcmcmd 1237130 ==
2db
M
Ku
=
220640
38965 ton.K ==
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Diseo a Cortante para las vigas.
Cortante a una distancia d del borde del apoyo.
Carga Muerta
ton..LW
R CMCM,A
724
2
1962
2
==
=
( ) t o.m..t o n.V mt o nC M,d 52 12 316272 4 ==Carga Viva
WCM
= 2.6 ton/m
d19 m
RA
A B
4 m
0.25m4 m
2/3 PPP
A BC
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db.V
v Uu =
850
28017
12340850
74450
cmkg
..
vu ==
cc'f.v = 530
29159350530
cm
kg..vc ==
Separacin de los estribos:Se utilizarn estribos de 2 ramas de varilla No. 3, con Av = 0.71 cm2 y fy
= 4200 kg/cm2.
La separacin de los estribos ser la menor distancia de:
( )
=
2
2
d
bvv
fA
s cu
yv
( )
=
=c..
.
s1 2 3
1 94 09 1 598 01 7
4 2 0 07 102
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traslapodelongitudl.l dt = 31
Para la longitud de traslapo y de desarrollo de los paquetes de 4 barras
se considera un 30% adicional.
Utilizando las frmulas anteriores y con los dimetros de barra
correspondiente, se calcularon las distintas longitudes que se tabulan a
continuacin:
Barra
no.
ld
(m)
lg
(m)
lt
(m)
lt, paquetes (m)
3 0.40 0.16 0.52 0,684 0.54 0.22 0.70 0,915 0.67 0.27 0.88 1,147 0.94 0.38 1.22 1,5910 1.37 0.55 1.78 2,31
Diseo de los apoyos.
Se utilizarn para los apoyos de las vigas longitudinales almohadillas de
neopreno por ser este tipo los que se acostumbran.
Reacciones:
ton.R CM,A724
=ton.R CV,A 4221=
Datos generales
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m0.4aa,almohadilldeAncho =
m0.25wa,almohadilldelongitud =
210002540 cmcmcmrea ==
LTc conc.ter.exp.h =
cm.cmC.h 442018602200001080 ==
espesommcm..h hrt 988044022 ===
Chequeo:
Factor de forma, S:
( ) rthwawa
S+
=2
( )5478
9025402
2540.
.S =
+
=
lesSimp.801=
2
2
486681
547814
cmkg.
.
.cm
kgGS
=
=
ok!cm
kg.4866cm
kg.cmkg
CTL 222 12462540
46120
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consideracin del docente evaluar y hacer las correcciones necesarias
para optimizar las bases del diseo.
Bibliografa
TRUJILLO OROZCO, Jos Eusebio. Diseo De puentes. Ediciones
UIS. Universidad Industrial de Santander. 2. Edicin. 1993.
Bucaramanga, Colombia.
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ANEXOS
(Despieces)
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UNIVERSIDAD DEL MAGDALENAFACULTAD DE INGENIERA
PROGRAMA DE INGENIERA CIVILPROYECTO: DISEO DE PUENTE CON LUZ DE 19 m PLANO: Despiece Placa
Materiales: Acero: f y = 4200 kg/cm2 PROPIETARIO:HUGO SILVA
DISE: H&S AsociadosUN: m
Concreto: fc = 350kg/cm2
5 no. 51 no. 5 @
0.2Lc= 1.74
m
5 no. 51 no. 5 @
0.2Lc
= 1.74
m
5 no. 51 no. 5 @
0.2L
c= 2 m
4 No. 51 no. 5 @0.25L
c= 7.94 m
5 no. 51 no. 5 @0.2L
c= 2 m
5 no. 51 no. 4 @ 0.4L
c= 9.14 m
4 No. 41 no. 4 @ 0.25
Convenciones:Refuerzo Principal Positivo.Refuerzo Principal
Negativo.Refuerzo por Temperatura.Refuerzo de Distribucin.
4 paquetesde 4 varillasNo 10
0.35 m
0.35 m
1.18m
0.10 m
0.10 m
Lc= 3.26 m
1.18m
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UNIVERSIDAD DEL MAGDALENAFACULTAD DE INGENIERA
PROGRAMA DE INGENIERA CIVIL
PROYECTO: DISEO DE PUENTE CON LUZ DE 19 mPLANO: Seccin Viga, refuerzoprincipal y detalle de Estribo
No. 3
Materiales: Acero: f y = 4200 kg/cm2
PROPIETARIO:HUGO SILVA
DISE: H&S AsociadosUN: m
Concreto: fc = 350kg/cm2
18.6 m
4 paquetes de 4 varillas
No 10 Lc = 12 m
4 paquetes de 4 varillasNo 10 Lc = 8.9 m
1.3m
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UNIVERSIDAD DEL MAGDALENAFACULTAD DE INGENIERA
PROGRAMA DE INGENIERA CIVIL
PROYECTO: DISEO DE PUENTE con LUZ DE 19 mPLANO: Despiece Viga, refuerzo
principal.Materiales: Acero: fy = 4200 kg/cm2
PROPIETARIO:HUGO SILVA
DISE: H&S AsociadosUN: m
Concreto: fc = 350kg/cm2
18.6 m
1.3m
98 estribos No 31 E No 3 @ 19 cm
7/31/2019 27731694 Diseno de Un Puente de Losa y Viga Con Luz de 19 m
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UNIVERSIDAD DEL MAGDALENAFACULTAD DE INGENIERA
PROGRAMA DE INGENIERA CIVILPROYECTO: DISEO DE PUENTE con LUZ DE 19 m PLANO: Despiece Viga, Estribos.
Materiales:Acero: fy = 4200kg/cm2 PROPIETARIO:
HUGO SILVADISE: H&S Asociados
UN: mConcreto: fc = 350kg/cm2