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es una manual que habla sobre puentes y su sistema estructural
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FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Y MECÁNICA
CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL
MÓDULO DE DISEÑO DE PUENTES
TEMA:
DISEÑO PUENTE DE VIGAS I – PREESFORZADAS EN CSI BRIDGE
REALIZADO POR:
GUAMAN ILER OMAR HENRY
SEMESTRE:
DECIMO “A”
FECHA DE ENTREGA:
10-02-2015
PUENTE VIGAS PREESFORZADAS
Figura 1.-Puente Vigas Preesforzadas
DATOS GENERALES
Geometría del puente
Longitud del tramo Lt: 90m
Ancho de calzada Ac: 11,8m
Ancho protección vehicular Apar: 0.5m
Ancho total At: 13,20m
Numero de vanos Nvanos: 3
Longitud de vanos Lvanos: 30m
Separación entre vigas Sv: 2.5m
Numero de vigas Nv: 5
Numero de Vías Nvias: 3
Ancho de vía Ancho: 3,60m
Capa de rodadura ecr: 0.05m
Espesor de Tablero et: 0,2m
Espesor Aceras ea=0,25m
Materiales
Hormigón Tablero F´c= 280kg/cm2
Hormigón Vigas F´c= 350kg/cm2
Módulo de Elasticidad acero Ec=2050000kg/cm2
Módulo de Elasticidad H280 Ec = 200798.40 kg/cm2
Módulo de Elasticidad H280 Ec = 224499,44 kg/cm2
NORMAS DE DISEÑO
AASHTO 2007
1. PROPIEDADES GEOMÉTRICAS DEL PUENTE
1.1 Espesor del Tablero
AASHTO 2007 – CAP 9 - 9.7.1.1 Mínima Altura y Recubrimiento A menos que el Propietario apruebe una altura menor, la altura de un tablero de hormigón, excluyendo cualquier tolerancia para pulido, texturado o superficie sacrificable deberá ser mayor o igual que 175 mm.
Espesor del tablero: 20mm > 175mm Espesor del tablero: 20cm
1.2 Número de carriles
AASHTO 2007 – 3.6.1.1.1 Número de Carriles de diseño 𝑤 3600⁄ mm
Figura 2.- Ancho de carril de diseño
w= ancho libre de la calzada = 11,80m
𝑁. 𝑐𝑎𝑟𝑟𝑖𝑙 = 11,80𝑚 3,60𝑚⁄
𝑁. 𝑐𝑎𝑟𝑟𝑖𝑙 = 3,27
𝑵. 𝒄𝒂𝒓𝒓𝒊𝒍 = 𝟑 𝒄𝒂𝒓𝒓𝒊𝒍𝒆𝒔
1.3 Número de vanos
Figura 3.- Tipos de puentes según su luz libre
Tipo de puente: Vigas pre esforzadas
Rango: 20m - 50m
Longitud del puente: 90m
Debido a la longitud del puente no podemos trabajar con un solo vano, por lo tanto trabajamos con
3 vanos obtendríamos longitudes de vano 45m lo cual está permitido para este tipo de puente.
𝑵. 𝒗𝒂𝒏𝒐𝒔 = 3
𝑳𝒐𝒏𝒈𝒊𝒕𝒖𝒅 𝒅𝒆 𝒗𝒂𝒏𝒐𝒔 = 30𝑚
1.4 Determinamos el número de vigas
El espaciamiento de vigas está entre 2,5m – 3,2m
Espaciamiento de vigas: 2,7m
S1, S2, S3,S4=2,7m
𝑁𝑣𝑖𝑔𝑎𝑠 =13,20
2,7
𝑁𝑣𝑖𝑔𝑎𝑠 = 4,88
𝑁𝑣𝑖𝑔𝑎𝑠 = 5
𝑁𝑣𝑖𝑔𝑎𝑠 𝑖𝑛𝑡𝑒𝑟𝑖𝑜𝑟𝑒𝑠 = 3
1.5 Distancia entre volado y la viga L1 y L2
AASHTO 2007 – CAP 4 - 4.6.2.2.1.
“A menos que se especifique lo contrario, la parte de vuelo correspondiente la calzada, dc, no es
mayor que 910 mm.”
𝐿1 = 𝐿2
𝐴𝑛𝑐ℎ𝑜 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 𝐿1 + 𝑆1 + 𝑆2 + 𝑆3 + 𝑆4 + 𝐿2
𝐿1 =13,2 − 2,7 − 2,7 − 2,7 − 2,7
2
𝐿1 = 1,2 𝑚 = 𝐿2
𝟏, 𝟐𝒎 > 𝟎, 𝟗𝒎 Ok
2. MODELO MATEMÁTICO
2.1 Propiedades de los Materiales
2.1.1 Propiedades del Hormigón
2.1.1.1 Resistencia del Hormigón
AASHTO 2007 –CAP 5 - 5.4.2.1 Resistencia a la Compresión
La resistencia a la compresión especificada para el hormigón y los tableros pretensados no
deberá ser menor que 28 MPa.
𝑓′𝑐 = 28,0𝑀𝑃𝑎
𝑓′𝑐 = 280 𝑘𝑔 𝑐𝑚2⁄
Resistencia en vigas prefabricadas
AASHTO 2007 – CAP 5 - C5.4.2.1
Sólo se deberían utilizar resistencias superiores a 35 MPa si se verifica que los materiales
necesarios para lograr estas resistencias están disponibles para la obra.
AASHTO 2007 - 5.14.1.2.5 Resistencia del Hormigón
Para los hormigones de curado lento, para todas las combinaciones de cargas que ocurren
luego de 90 días se podrá utilizar la resistencia a la compresión a 90 días, siempre que el
incremento de resistencia de la mezcla de hormigón utilizada sea verificado mediante
ensayos previos.
Si se trata de hormigón de densidad normal, la resistencia a 90 días de los hormigones de
curado lento se puede estimar como 115 por ciento de la resistencia especificada en la
documentación técnica.
f ′c = 28Mpa ∗ 115%
𝑓′𝑐 = 32: 2MPa
𝑈𝑡𝑖𝑙𝑖𝑧𝑎𝑚𝑜𝑠 𝑓′𝑐 = 350 𝐾𝑔 𝑐𝑚2⁄
2.1.1.2 Coeficiente de expansión térmica
AASHTO 2007 - 5.4.2.2 Coeficiente de Expansión Térmica
El coeficiente de expansión térmica se debería determinar realizando ensayos en laboratorio
sobre la mezcla específica a utilizar. En ausencia de datos más precisos, el coeficiente de
expansión térmica se puede tomar como:
Para hormigón de densidad normal: 10,8 ∗ 10 − 6 °𝐶⁄
Para hormigón de baja densidad: 9,0 ∗ 10 − 6 °𝐶⁄
Para una densidad de 2410𝐾𝑔 𝑐𝑚2⁄ utilizamos 𝐴 = 10,8 ∗ 10 − 6 °𝐶⁄
2.1.1.3 Módulo de elasticidad
AASHTO 2007 – CAP 5- C5.4.2.4
Ver el comentario sobre resistencia especificada en el Artículo 5.4.2.1. Para hormigón de
resistencia normal con γc = 2320 kg/m3, Ec se puede tomar como:
Ec = 4800√𝑓′𝑐 Sistema Ingles
Ec = 12000√𝑓′𝑐 Sisteman Internacional
Para Hormigón de 280
𝐸𝑐 = 12000 ∗ √280
Ec = 200798.40 𝐾𝑔 𝑐𝑚2⁄
Ec = 2,00798E9 𝐾𝑔 𝑚2⁄
Para Hormigón de 350
𝐸𝑐 = 12000 ∗ √350
Ec = 224499,44 𝐾𝑔 𝑐𝑚2⁄
Ec = 2,24499E9 𝐾𝑔 𝑚2⁄
2.1.1.4 Coeficiente de Poisson
AASHTO 2007 – CAP 5- 5.4.2.5 Coeficiente de Poisson
A menos que se determine mediante ensayos físicos, se puede asumir que el coeficiente de
Poisson es igual a 0,2. El efecto del coeficiente de Poisson se puede despreciar en los
componentes que se anticipa estarán sujetos a fisuración.
U = 0,2
2.1.2 Propiedades del Acero
2.1.2.1 Límite de Fluencia
AASHTO 2007 – CAP 5- 5.4.3.1 Requisitos Generales
La tensión de fluencia o grado de las barras o alambres se deberán indicar en la
documentación técnica. Sólo se podrán utilizar barras con tensiones de fluencia menores
que 420 MPa con aprobación del Propietario.
Acero para Diagragmas: AASHTO A36
2.1.2.2 Módulo de elasticidad
AASHTO 2007 - CAP 5- 5.4.3.2 Módulo de Elasticidad
El módulo de elasticidad del acero de las armaduras, Es, se deberá asumir igual a 200.000
MPa.
Es = 200000MPA
𝐸𝑠 = 2040000 𝐾𝑔 𝑐𝑚2⁄
2.2 Propiedades de las secciones
2.2.1 Sección de la viga I
Figura 4.- Propiedades Geométricas Para Vigas AASHTO
Referencia: T.Y.Lin,”Desaing Of Prestressed Concrete Structures”, 3a Edición, Ed. John Wiley & Sons.
AASHTO 2007 – CAP2 - 2.5.2.6.3 Criterios Opcionales para Relaciones Longitud
Si un Propietario decide invocar controles sobre las relaciones longitud-profundidad, en ausencia de
otros criterios se pueden considerar los límites indicados en la Tabla 1, donde S es la longitud de la
losa y L es la longitud de tramo, ambas en mm. Si se utiliza la Tabla 1, a menos que se especifique lo
contrario los límites indicados en la misma se deben aplicar a la profundidad total
Tabla 2.5.2.6.3-1 − Profundidades mínimas utilizadas tradicionalmente para superestructuras
de profundidad constante.
Longitud del tramo = 30m
Profundidad mínima = 0,040L
Profundidad mínima = 0,040 ∗ 30
Profundidad mínima = 1,20m
Profundidad de la viga = 1,60m > 1,20m
2.2.2 Sección de los Diafragmas
AASHTO 2007 – CAP 6 - 6.7.3 Mínimo espesor del acero
El acero estructural, incluyendo el acero utilizado para las riostras, marcos transversales y todo
tipo de placas de empalme no debe tener menos de 8mm de espesor.
2.2.3 Pilar
Diámetro del Pilar φ = 1m
Espaciamiento entre pilotes = 4m
Altura del Pilar = 7,0m
D1 = 2,60m
D2 = 6,60m
D3 = 10,60m
2.2.4 Cabezal
Altura = 1,5m
Ancho= 2,0m
Largo=13,2m
1,5
07
,00
1,5
0
2,60 4,00 4,00 2,60
13,20
Figura 7.- Pilar
2.2.5 Torones
AASHTO 2007 – CAP 5 - Tabla 5.4.4.1-1 − Propiedades de los cables y barras de pretensado
Diámetro de torones: φ 12,7mm
N.torones: 40
Fuerza inicial de tensado: 13.9 T c/u
2.3 Cargas
2.3.1 Carga Muerta Adicional
AASHTO 2007 – CAP 3 - sección 3.5.1. Cargas Permanentes
La carga permanente deberá incluir el peso propio de todos los componentes de la estructura,
accesorios e instalaciones de servicio unidas a la misma, superficie de rodamiento, futuras
sobrecargas y ensanchamientos previstos
20
25
10
6
25
25
70
5
Pasamano 20x20
Tablero hormigon
Figura 8.- Sección Transversal Tablero
2.3.1.1 Carga de postes
AASHTO 2007 – CAP 13 - 13.8.1 Geometría
La mínima altura de las barandas para peatones deberá ser de 1060 mm, medidos a partir de la cara superior de la acera
𝑾𝒑𝒐𝒔𝒕𝒆𝒔 = 0,25 𝑚 ∗ 0,25 𝑚 ∗ 1,06 ∗ 2410 𝑘𝑔
𝑚3= 𝟏𝟓𝟗, 𝟔𝟔 𝒌𝒈
2.3.1.2 Carga Pasamanos
𝑾𝒑𝒂𝒔𝒂𝒎𝒂𝒏𝒐𝒔 = 0,20m ∗ 0,20m ∗ 2410𝑘𝑔
𝑚3∗ 2 (𝑡𝑖𝑟𝑎𝑠) = 𝟏𝟗𝟐, 𝟖 𝒌𝒈/𝒎
2.3.1.3 Carga de aceras
AASHTO 2007 – CAP 13 -13.11.2 Aceras
Cuando en los accesos carreteros se utilizan cordones cuneta con acera, la altura del cordón
para las aceras sobreelevadas en el puente no debería ser mayor que 200 mm. Si se requiere un
cordón barrera, la altura del cordón no debería ser menor que 150 mm. Si la altura del cordón
en el puente difiere de la altura del cordón fuera del puente se deberá proveer una transición
uniforme en una distancia mayor o igual que 20 veces el cambio de altura.
Altura de Acera = 0,25m
𝑾𝒂𝒄𝒆𝒓𝒂𝒔 = 0,25 𝑚 ∗ 2410 𝑘𝑔
𝑚3= 𝟔𝟎𝟐, 𝟓 𝒌𝒈/𝒎𝟐
2.3.1.4 Carga de asfalto
𝑾𝒂𝒔𝒇𝒂𝒍𝒕𝒐 = 0,05 𝑚 ∗ 2300 𝑘𝑔
𝑚3= 𝟏𝟏𝟓 𝒌𝒈/𝒎𝟐
2.3.2 Carga Viva
2.3.2.1 Sobrecarga vehicular de diseño Esta carga consiste en una combinación de: Camión de diseño o tándem de diseño
Es el peso de un camión considerado como un conjunto de cargas puntuales que actúan con una separación de acuerdo a la distancia entre ejes del camión de diseño. AASHTO 2007 – CAP3 - 3.6.1.2.2. Camión de Diseño Los pesos y las separaciones entre los ejes y las ruedas del camión de diseño serán como 145.000 N se deberá variar entre 4300 y 9000 mm para producir las se especifica en la figura. Así también la separación entre los dos ejes de solicitaciones extremas.
Figura 9.- Camión de Diseño
2.3.2.2 Cargas Peatonales
AASHTO 2007 – CAP 3 - 3.6.1.6 Cargas Peatonales Se deberá aplicar una carga peatonal de 3,6 x 10-3 MPa en todas las aceras de más de 600 mm de ancho, y esta carga se deberá considerar simultáneamente con la sobrecarga vehicular de diseño. 𝑾𝒑𝒆𝒂𝒕𝒐𝒏𝒂𝒍 = 3,6 ∗ 10 − 3 𝑀𝑃𝑎
𝑾𝒑𝒆𝒂𝒕𝒐𝒏𝒂𝒍 = 367,1 𝑘𝑔
𝑚2
3.- MODELACIÓN CSI (BRIDGE)
Crear el Modelo del Puente
3.1 Definir la Línea de Diseño
Definir las unidades Kg,m,C y Seleccionar una hoja en blanco
Figura 10.- New Model
El modelo que vamos a realizar tiene dos vanos de 45m cada uno. La disposición la línea de diseño
se define mediante el comando Layout > Layout Line > New, Figura 3 El trazado de la línea es recta,
sin variación en la elevación. La longitud real de la línea de diseño es 90 metros.
Figura 11.- Bridge Layout Line Data
3.2 Definir materiales
3.2.1 Hormigón de 280 kg/cm2
El tipo de material para utilizar en el tablero, columnas y cabezal será un hormigón cuya resistencia
es de 280 Kg/cm2. Este material se define mediante el comando Components > New.
Realizamos Los siguientes cambios para definir el material:
Material type: Concrete
Weight per Unit Volume: 2410𝑘𝑔 𝑚3⁄
Modulus of Elasticity, E: 2,0079𝐸9 𝑘𝑔 𝑚2⁄
Poisson’s Ratio. U: 0.20
Coefficiente of Themal Expansion, A: 10,80𝐸 − 6
Specified Concrete Compressive Strength, F’c: 2,8𝐸6
Figura 12.- Material Property data – Hormigon 280
3.2.2 Hormigón de 350 kg/cm2
El tipo de material para utilizar en las vigas será un hormigón cuya resistencia es de 350 Kg/cm2. Este
material se define mediante el comando Components > Copy. Asegurándonos que el material a
copiar es el hormigón 280
Realizamos Los siguientes cambios para definir el material:
Modulus of Elasticity, E: 2,2449𝐸9 𝑘𝑔 𝑚2⁄
Specified Concrete Compressive Strength, F’c: 3,5𝐸6
Figura 13.- Material Property data – Hormigon 350
3.2.3 Acero A36
El tipo de material para utilizar en los diafragmas es un acero A36. Este material se define mediante
el comando Components > desplegamos la pestaña > Add New Material Quick. En el cual elegimos
la especificación ASTM A36
Figura 14.- Quick Material Definition – Acero A36
3.3 Definir Secciones de la Sub estructura
Cuatro propiedades de sección tipo FRAME usaremos en el modelo. Los cuatro tipos de elementos
son:
3.3.1 Definir la sección de la viga
10.67
12
.7
7,6
10
,2
10,2
71,1
20
,32
5,4
16
020,3
Figura 15.- Sección transversal Viga Tipo I
Para definir la viga utilizamos el siguiente comando Components > Type > Frame Propieties >
New. En la ventana Add Frame Section Propiety Seleccionamos el tipo de propiedad del material
que es Concreto y el tipo de sección Precast I.
En la ventana Precast Concrete I Girrder Cambiamos las dimensiones de las secciones con las
dimensiones en la figura 15 y seleccionamos el tipo de material Hormigón 350
Figura 16.- Precast Concrete I Girder
3.3.2 Definir la sección de la columna
Las columnas se define mediante el comando Components > Type > Frame Properties > New. En
la ventana Add Frame Section Propiety Seleccionamos el tipo de propiedad del material que es
Concreto y el tipo de sección Pila.
El diámetro a utilizar en la columna será de 1m y tendrá una resistencia de 280kg/cm2
Figura 17.- Circle Section
3.3.3 Definir la sección del Cabezal
El cabezal se define mediante el comando Components > Type > Frame Properties > New. En la
ventana Add Frame Section Propiety Seleccionamos el tipo de propiedad del material que es
Concreto y el tipo de sección Rectangular.
La altura a utilizar es de 1,5m y un ancho de 2m, tiene una resistencia de 280 kg/cm2, Seleccionamos
el comando Concrete Reindorcement, en la ventana Reinforcement Data Seleccionamos Beam
(M3 Desinf Only)
Figura 18.- Rectangular Section
3.3.4 Definir el Tablero
Figura 19.- Sección transversal del Tablero
Ancho total (Width) =13,20m
t2= 0,75m placa de neopreno
𝑁𝑣𝑖𝑔𝑎𝑠 𝑖𝑛𝑡𝑒𝑟𝑖𝑜𝑟𝑒𝑠 = 3
𝑆 = 2,7𝑚
𝑇1 = 0,2𝑚
𝐿1 = 1,2 𝑚
𝐿2 = 1,2𝑚
El Tablero se define mediante el comando Components > Item > Deck Sections > New. En la
ventana Select Bridge Deck Section Type Seleccionamos el tablero Precast I girder
Asignamos los valores anteriormente determinados según corresponda en la ventana Define Bridge
Section Data – Pecast Concrete I Girder
Figura 20.- Define Bridge Section Data
3.3.5 Definir el Diafragma
El Diafragma se define mediante el comando Components > Item > Diaphragms > New. En la
ventana Bridge Diaphragm Property en el tipo de diafragma seleccionamos Chord and Brace, Los
diafragmas superiores e inferiores son de tipo Doble Angulo (2L 100x100x8) y el diafragma
intermedio es de tipo Angulo(L 100x100x8)
Figura 21.- Bridge Diaphragm Property
3.3.6 Definir Tipos de Apoyos
3.3.6.1 Apoyo Fijo
Apoyo Fijo se define mediante el comando Components > Item > Bearings > New. En la ventana
Bridge Bearing Data no hacemos ningún cambio debido a que el apoyo fijo tiene 3 restricciones
Figura 22.- Apoyo Fijo
3.3.6.2 Apoyo Móvil
Apoyo Móvil se define mediante el comando Components > Item > Bearings > New. En la ventana
Bridge Bearing Data Liberamos U3 debido a que el apoyo fijo tiene 2 restricciones
Figura 23.- Apoyo Móvil
3.3.7 Definir la Cimentación
La cimentación se define mediante el comando Components > Item > Fundation Springs > New.
En la ventana Fundation Springs Data No hacemos ningún cambio
Figura 24.- Cimentación
3.3.8 Definir los Estribos
La cimentación se define mediante el comando Components > Item > Abustments > New. En la
ventana Bridge Abutments Data Seleccionamos Cimentación (Propiedad creada en la Figura 26)
Figura 25.- Estribos
3.3.9 Definir el Pilar
El Pilar se define mediante el comando Components > Item > Bents > New. En la ventana Bridge
Bent Data Cambiamos el ancho 13.20m, el número de columnas 3 y seleccionamos la sección
Cabezal
Damos click en el botón Modify/Show Column Data nos aparece una ventana Bridge Bent Column
Data en la cual debemos cambiar la sección a Pila, Modificamos la distancia (D1= 2,6m; D2= 6,6m;
D3= 10,6m) y finalmente Cambiamos la altura a 7m
Figura 26.- Bridge bent Data – Bridge bent Column Data
3.4 Definir Cargas
3.4.1 Vehículo HL-93M
El vehículo HL-93M se define mediante el comando Loads > Type > Vehicles > New. En la ventana
Estándar Vehicle Data Cambiamos el tipo de vehículo seleccionando el vehículo HL-93M
Figura 27.- Vehículo HL-93M
3.4.2 Vehículo HL-93K
El vehículo HL-93K se define mediante el comando Loads > Type > Vehicles > New. En la ventana
Estándar Vehicle Data Cambiamos el tipo de vehículo seleccionando el vehículo HL-93K
Figura 28.- Vehículo HL-93K
3.4.3 Convoy
El Convoy se define mediante el comando Loads > Type > Vehicle Class > New. En la ventana
Vehicle Class Data Seleccionamos el Vehículo HL-93M creado en la Figura 29 y damos click
izquierdo en Add, Luego seleccionamos el vehículo HL-93K creado en la Figura 20 y damos click
izquierdo en Add, Luego seleccionamos el vehículo HL-93S creado en la Figura 20 y damos click
izquierdo en Add
Figura 29.- Convoy
3.4.4 Load Patterns
Para crear los tipos de carga utilizamos el comando Loads > DL load Patternts. En la ventana
Define Load Patterns cremos la carga POSTENSADO en Set Weigth Multiplier Ponemos cero (0)
y damos click en Add new Load Pattem, hacemos lo mismo para las cargas (POSTES,
PASAMANOS, ACERAS, ASFALTO)
Figura 30.- Asignación de Cargas
Para crear la carga PEATONAL Cambiamos el tipo por PREDESTRIA LL y le damos click en Add
new Load Pattem
Figura 31.-Asignacion Carga Peatonal
3.4.5 Definir Carga Muerta Adicional
3.4.5.1 Definir Carga Postes
Para la carga del POSTE IZQUIERDO utilizamos el comando Loads > Type > Point Load > New.
En la ventana Bridge Point Load Defition Data Colocamos la carga calculada de 159,66 Kg y la
colocamos con referencia al lado izquierdo (Left Edge of Deck) a una distancia de 0,125m (La
mitad del Ancho del poste = 0.25/2 = 0,125m)
Figura 32.- Carga Poste Izquierdo
Para la carga del POSTE DERECHO utilizamos el comando Loads > Type > Point Load > Copy,
asegurándonos de Copiar el POSTE IZQUIERDO. En la ventana Bridge Point Load Defition
Data Cambiamos la colocación de la carga con referencia al lado Derecho (Rigth Edge of Deck) a
una distancia de 0,125m (La mitad del Ancho del poste = 0.25/2 = 0,125m)
Figura 33.- Carga Poste Derecho
3.4.5.2 Definir Carga Pasamanos
Para la carga del PASAMANO IZQUIERDO utilizamos el comando Loads > Type > Line Load >
New. En la ventana Bridge Line Load Defition Data Colocamos la carga calculada de 192,8 Kg/m
y la colocamos con referencia al lado izquierdo (Left Edge of Deck) a una distancia de 0,125m (La
mitad del Ancho del poste = 0.25/2 = 0,125m)
Figura 34.- Carga Pasamano Izquierdo
Para la carga del PASAMANO DERECHO utilizamos el comando Loads > Type > Line Load >
Copy, asegurándonos de Copiar el PASAMANO IZQUIERDO. En la ventana Bridge Line Load
Defition Data Cambiamos la colocación de la carga con referencia al lado Derecho (Rigth Edge
of Deck) a una distancia de 0,125m (La mitad del Ancho del poste = 0.25/2 = 0,125m)
Figura 35.- Carga Pasamano Derecha
3.4.5.3 Definir Carga Aceras
Para la carga del ACERA IZQUIERDO utilizamos el comando Loads > Type > Area Load > New.
En la ventana Bridge Area Load Defition Data Colocamos en ambas casillas la carga calculada de
602,5 Kg/m2 y la colocamos con referencia al lado izquierdo (Left Edge of Deck) a una distancia
inicial de cero(0) y una distancia final de0,7m (es el ancho de la calzada 0,7m)
Figura 36.- Carga Acera Izquierda
Para la carga del ACERA DERECHA utilizamos el comando Loads > Type > Area Load > Copy,
asegurándonos de copiar ACERA IZQUIERDA. En la ventana Bridge Area Load Defition Data
Colocamos la carga con referencia al lado derecho (Rigth Edge of Deck) a una distancia inicial de
0,7m (es el ancho de la calzada 0,7m) y una distancia final de cero(0)
Figura 37.- Carga Acera Derecha
3.4.5.4 Definir Carga Asfalto
Para la carga del ASFALTO utilizamos el comando Loads > Type > Area Load > New. En la
ventana Bridge Area Load Defition Data Colocamos en ambas casillas la carga Proporcionada por
la AASHTO 2007 de 367,1 Kg/m2 y la colocamos con referencia al lado izquierdo (Left Edge of
Deck) a una distancia inicial de cero(0) y una distancia final 0,70 (Ancho Aceras = 0,7m)
Figura 38.- Carga Asfalto
3.4.5.5 Definir Carga Peatonal
Para la carga PEATONAL IZQUIERDO utilizamos el comando Loads > Type > Area Load > New.
En la ventana Bridge Area Load Defition Data Colocamos en ambas casillas la carga calculada de
602,5 Kg/m2 y la colocamos con referencia al lado izquierdo (Left Edge of Deck) a una distancia
inicial de cero(0) y una distancia final de 0,7m (Ancho de la calzada 0,7m)
Figura 39.- Carga Peatonal Izquierda
Para la carga PEATONAL DERECHA utilizamos el comando Loads > Type > Area Load > Copy,
asegurándonos de copiar PEATONAL IZQUIERDA. En la ventana Bridge Area Load Defition
Data Colocamos la carga con referencia al lado derecho (Rigth Edge of Deck) a una distancia
inicial de 0,7m (Ancho de la calzada 0,7m) y una distancia final de cero(0)
Figura 40.- Carga Peatonal Derecha
3.5 Diseñar Puente
3.5.1 Definir Vanos
Para definir los vanos utilizamos el comando Bridge > New. En la ventana Bridge Object Data
ingresamos la longitud del VANO 1 de 30m y damos click en el botón Add, ingresamos la longitud
del VANO 2 de 60m y damos click en el botón Add
Figura 41.- Bridge Object Data
3.5.2 Asignar Tablero Para cada Vano
Para definir los vanos utilizamos el comando Bridge > Spans. En la ventana Bridge Object Span
Assigments no realizamos ningún cambio.
Figura 42.- Bridge Object Span Assigments
3.5.3 Asignar Diafragmas
Para Asignar los DIAFRAGMAS utilizamos el comando Bridge > Spans Items > Diaphragms. En
la ventana Bridge Object In-Span Cross Diaphragms Assigments colocamos Diafragmas cada
10m, no se coloca diafragmas a los 30m de cada vano debido que se coloca un diafragma con cada
Pila y con cada Apoyo
Figura 43.- Bridge Object Span Assigments
3.5.4 Asignar Apoyos
Para Asignar los APOYOS utilizamos el comando Bridge > Supports > Abutments. En la ventana
Bridge Object Abutment Assigments nos ubicamos en la pestaña Star Abutment y colocamos
un Diafragma, un Estribo y lo asignamos como Apoyo Movil
Figura 44.- Start Abutment
Nos ubicamos en la pestaña End Abutment y colocamos un Diafragma, un Estribo y lo asignamos
como Apoyo Movil
Figura 45.- Etart Abutment
3.5.5 Asignar Pilas
Para Asignar las PILAS utilizamos el comando Bridge > Supports > Bents. En la ventana Bridge
Object Bent Assigments Seleccionamos el VANO 1 colocamos un Diafragma, un Pilar y lo
asignamos como Apoyo Fijo
Figura 46.- Pilar Vano 1
Seleccionamos el VANO 2 colocamos un Diafragma, un Pilar y lo asignamos como Apoyo Fijo
Figura 47.- Pilar Vano 2
3.5.6 Asignar tendonesD
Para Asignar las Tendones utilizamos el comando Bridge > Pestress Tendosns. En la ventana
Assigments Prestress Tendons Damos click en Add New Tendon en esta ventana seleccionamos
la carga POSTENSADO, Cambiamos las unidades a Ton, cm, C; ingresamos el área de 40 torones:
50,8cm2 (𝐴𝑟𝑒𝑎 =𝜋∗𝐷2
4∗ 40 =
𝜋∗1,272
4∗ 40 = 1,27 ∗ 40 = 𝟓𝟎, 𝟖𝒄𝒎𝟐) , ingresamos la tensión de
los 40 torones: 556 Ton (13,9*40 = 556ton), Seleccionamos Model As Elements
Figura 48.- Bridge Tendon Data
en la Figura 50 damos click en Quick Start, el cuan en la ventana Tendon Quick Start seleccionamos
Parabolic Tendon 1 y damos click en OK y en la siguiente ventana damos click en Done
Figura 49.- Tendon Quick Start
En la ventana Assing Prestress Tendons damos click en Copy to All Girders para que los Tendones
se copien a cada Viga, Para visualizar los tendones damos click en el botón Show All Tendons y en
la ventana Bridge TEndon Layout Display podemos verificar que los tendondes se encuentren
dentro de cada viga moviendo la última pestaña
Figura 50.- Bridge Tendon Layout Display
3.5.7 Asignar Cargas
3.5.7.1 Carga Puntual
Para asignar la carga de POSTES usamos el comando Loads > Point Load. Damos click en Add New
y seleccionamos la carga POSTES, la distribución POSTE IZQUIERDO a un espaciamiento de 10m con
un número de 10 postes. Nuevamente damos click en Add New y volvemos hacer lo mismo pero
para la distribución POSTE DERECHO
Figura 51.- Asignacion Carga Puntual
3.5.7.2 Carga Lineal
Para asignar la carga de PASAMANOS usamos el comando Loads > Line Load. Damos click en Add
New y seleccionamos la carga PASAMANOS, la distribución PASAMANO IZQUIERDO y que termine
a 90m. Nuevamente damos click en Add New y volvemos hacer lo mismo pero para la distribución
PASAMANO DERECHO
Figura 52.- Asignacion Carga Lineal
3.5.7.3 Carga Distribuida
Para asignar la carga de ACERAS, ASFALTO y PEATONAL usamos el comando Loads > Area Load.
Damos click en Add New y seleccionamos la carga ACERAS, la distribución ACERA IZQUIERDO y que
termine a 90m. Nuevamente damos click en Add New y volvemos hacer lo mismo pero para la
distribución ACERA DERECHO
Damos click en Add New y seleccionamos la carga ASFALTO, la distribución ASFALTO y que termine
a 90m.
Damos click en Add New y seleccionamos la carga PEATONAL, la distribución PEATONAL IZQUIERDO
y que termine a 90m. Nuevamente damos click en Add New y volvemos hacer lo mismo pero para
la distribución PEATONAL DERECHO
Figura 53.- Asignacion Carga Distribuida
3.5.8 Visualizar Puente
Con el comando Update y seleccionando Update as Area Object Model podemos visualizar el
diseño del puente finalizado en la figura 57
Figura 54.- Update
Figura 55.- Visualización del Puente
Con el comando Home > Set Display options seleccionamos la opción Extrude View podremos
visualizar de mejor manera el diseño del Puente en la Figura 59
Figura 56.- Extrude View
Figura 57.- Diseño de Puente Vigas Pre esforzadas
3.5.9 Definir Carriles
Para definir EL CARRIL 1 utilizamos el comando Layout > New, en la ventana asignamos una LINEA
DE DISEÑO con una distancia inicial de Cero(0) y un ancho de 3,60m damos click en Add. Asignamos
nuevamente una LINEA DE DISEÑO con una distancia final de 90m y un ancho de 3,60m damos click
en Add
Figura 58.- Carril 1
Para definir CARRIL 2 utilizamos el comando Layout > Copy, nos aseguramos que copiamos el
CARRIL 1 Realizamos Center Line offset de 4,1m (Ancho de carril + Separación ente carril =
3,60m+0,50m = 4,10m) es un offset a la derecha del center line. Nos aseguramos que el Center Line
Offset este correcto.
Figura 59.- Carril 2
Para definir CARRIL 3 utilizamos el comando Layout > Copy, nos aseguramos que copiamos el
CARRIL 1 Realizamos Center Line offset de - 4,1m (Ancho de carril + Separación ente carril =
3,60m+0,50m = 4,10m) es un offset a la Izquierda del center line. Nos aseguramos que el Center
Line Offset este correcto.
Figura 60.- Carril 3
Para Visualizar los carriles utilizamos el comando Home > More > Show Lanes. En la ventana Show
Lane seleccionamos los 3 Carriles definidos anteriormente CARRIL 1, CARRIL2 y CARRIL 3 y
seleccionamos la opción Show Lane Width y podremos visualizar los Carriles en la figura 64
Figura 61.- Show Lane
Figura 62.- Carriles
3.5.10 Correr Programa
Para Correr el programa utilizamos el comando Analysis > Run Ananlisis, en la ventana Set Load
Cases to Run La carga MODAL no le corremos y le damos click en Run/Do Not Run Case. Finalmente
damos click en Run Now
Figura 63.- Set Load Cases to Run
4. ANALISIS Y RESULTADOS
4.1. Deformaciones
Carga Muerta Deflexión Máxima: -15,6 mm
Figura 64.- Deformación Por carga Muerta
Carga Pos tensado Deflexión Máxima: 28,6 mm
Figura 65.- Deformación Por Pos tensado
Carga Móvil Deflexión Máxima: -20.8 mm
Figura 66.- Deformación por Carga Móvil
4.2. Momentos en la Vigas M3
Viga Exterior Izquierda
Figura 67.- Momentos Máximos y Mínimos en la viga exterior izquierda
Viga Intermedia
Figura 68.- Momentos Máximos y mínimos en la viga Intermedia
Tabla 1. Resultados Obtenidos de Momentos máximos y minimos
Viga Exterior izquierda Viga Intermedia
DEAD Mmáx 167,32 T-m 169,48 T-m,
Mmin -212,65 T-m -227,48 T-m
POSTENSADO Mmáx 371,47 T-m 386,28 T-m
Mmin - 347,17 T-m -348,49 T-m
POSTES Mmáx 0,422 T-m 0,37 T-m
Mmin -0,582 T-m -0,44 T-m
PASAMANOS Mmáx 5,74 T-m 4,91 T-m
Mmin -8,82 T-m -5,22 T-m
ACERAS Mmáx 19,27 T-m 13,28 T-m
Mmin 29,13 T-m -13,98 T-m
ASFALTO Mmáx 17,62 T-m 17,82 T-m
Mmin -121,50 T-m -224,33 T-m
PEATONAL Mmáx 7,5T-m 6,63 T-m
Mmin -11,49 T-m -7,00 T-m
MÓVIL Mmáx 193,16 T-m 170,94 T-m
Mmin 149,98 T-m -137,02 T-m
4.3. Cortantes en la Vigas V2
Viga Exterior Izquierda
Figura 69.- Cortantes Máximos y Mínimos en la viga exterior izquierda
Viga Intermedia
Figura 70.-Cortantes Máximos y mínimos en la viga intermedia
Tabla 2. Resultados Obtenidos de Cortantes máximos y mínimos
Viga Exterior Izquierda Viga Intermedia
DEAD Vmáx 40,59 T 42,53 T
Vmin -40,59 T -42,53 T
POSTENSADO Vmáx 76,89 T 76,67 T
Vmin -81,67 T -81,21 T
POSTES Vmáx 0,23 T 0,354 T
Vmin -0,23 T -0,354 T
PASAMANOS Vmáx 3,72 T 0,436 T
Vmin -3,72 T -0,436 T
ACERAS Vmáx 10,67 T 0,904 T
Vmin -10,67 T -0,904 T
ASFALTO Vmáx 3,65 T 5,54 T
Vmin -3,65 T -5,54 T
PEATONAL Vmáx 4,695 T 0,486 T
Vmin -4,695 T -0,486 T
MÓVIL Vmáx 34,77 T 43,30 T
Vmin -34,77 T -43,30 T
4.4. Reacciones En las Pilas
Figura 71.- Reacciones Pilar Izquierdo
Figura 72.- Reacciones Pilar Derecho
Tabla 3.- Reacciones en las columnas de las Columnas de los Pilares
TABLE: Joint Reactions
Joint OutputCase Step Type F1 F2 F3 M1 M2 M3
Text Text Text Tonf Tonf Tonf Tonf-m Tonf-m Tonf-m
770 DEAD 190,1048 -2,0458 -0,3082 -0,00453 2,56709 -4,65756
770 POSTENSADO -15,1144 0,1019 -1,072 -0,01037 8,94479 0,23599
770 POSTES 0,7679 -0,0326 -0,0007635 0,00309 0,00671 -0,07465
770 PASAMANOS 7,2919 -0,3178 -0,0104 0,04178 0,09122 -0,72584
770 ACERAS 22,8667 -0,8384 -0,0605 0,1306 0,35817 -1,84426
770 ASFALTO 15,2768 -0,0857 -0,0357 -0,0164 0,29527 -0,19428
770 PEATONAL 9,4882 -0,3998 -0,0138 0,05126 0,12071 -0,91281
770 CARGA MOVIL Max 92,7135 1,4617 2,6063 3,15618 10,28927 3,87379
770 CARGA MOVIL Min -15,6697 -2,1435 -2,6306 -3,17714 -10,12476 -5,37646
773 DEAD 142,7543 -1,422E-10 -0,3044 -3,453E-12 2,56355 -4,845E-10
773 POSTENSADO -13,1555 1,055E-10 -1,0655 6,469E-11 8,9406 3,538E-10
773 POSTES -0,1758 -9,004E-13 -0,0004858 1,051E-13 0,00341 -3,083E-12
773 PASAMANOS -1,889 -7,868E-12 -0,0066 1,107E-12 0,04674 -2,696E-11
773 ACERAS -3,7435 0,0201 -0,0187 0,03093 0,13495 0,11526
773 ASFALTO 14,0923 -1,065E-11 -0,0366 -9,559E-13 0,31161 -3,622E-11
773 PEATONAL -2,0585 -1,06E-11 -0,0092 1,336E-12 0,06618 -3,628E-11
773 CARGA MOVIL Max 75,0403 1,1168 0,5459 2,60004 4,60174 3,05687
773 CARGA MOVIL Min -7,6235 -1,1168 -0,5572 -2,60004 -4,50659 -3,05687
777 DEAD 190,1048 2,0458 -0,3082 0,00453 2,56709 4,65756
777 POSTENSADO -15,1144 -0,1019 -1,072 0,01037 8,94479 -0,23599
777 POSTES 0,7679 0,0326 -0,0007635 -0,00309 0,00671 0,07465
777 PASAMANOS 7,2919 0,3178 -0,0104 -0,04178 0,09122 0,72584
777 ACERAS 14,5919 0,7178 0,0056 -0,0668 0,12161 1,70874
777 ASFALTO 15,2768 0,0857 -0,0357 0,0164 0,29527 0,19428
777 PEATONAL 9,4882 0,3998 -0,0138 -0,05126 0,12071 0,91281
777 CARGA MOVIL Max 92,7135 2,1435 2,6063 3,17714 10,28927 5,37646
777 CARGA MOVIL Min -15,6697 -1,4617 -2,6306 -3,15618 -10,12476 -3,87379
783 DEAD 190,1048 -2,0458 0,3082 0,00453 -2,56709 -4,65756
783 POSTENSADO -7,6211 0,0237 1,0722 0,01026 -8,94518 0,05727
783 POSTES 0,7679 -0,0326 0,0007635 -0,00309 -0,00671 -0,07465
783 PASAMANOS 7,2919 -0,3178 0,0104 -0,04178 -0,09122 -0,72584
783 ACERAS 22,8667 -0,8384 0,0605 -0,1306 -0,35817 -1,84426
783 ASFALTO 15,2768 -0,0857 0,0357 0,0164 -0,29527 -0,19428
783 PEATONAL 9,4882 -0,3998 0,0138 -0,05126 -0,12071 -0,91281
783 CARGA MOVIL Max 92,7135 1,4617 2,6306 3,17719 10,12476 3,87375
783 CARGA MOVIL Min -15,6697 -2,1435 -2,6063 -3,1561 -10,28925 -5,37645
786 DEAD 142,7543 1,223E-10 0,3044 2,013E-11 -2,56355 3,789E-10
786 POSTENSADO -7,4228 -2,017E-10 1,0651 2,504E-11 -8,93983 -6,735E-10
786 POSTES -0,1758 1,5E-12 0,0004858 -6,788E-14 -0,00341 4,85E-12
786 PASAMANOS -1,889 1,637E-11 0,0066 -4,767E-13 -0,04674 5,313E-11
786 ACERAS -3,7435 0,0201 0,0187 -0,03093 -0,13495 0,11526
786 ASFALTO 14,0923 6,894E-12 0,0366 2,851E-12 -0,31161 2,069E-11
786 PEATONAL -2,0585 2,051E-11 0,0092 -4,848E-13 -0,06618 6,652E-11
786 CARGA MOVIL Max 75,0405 1,1168 0,5572 2,59996 4,50659 3,05685
786 CARGA MOVIL Min -7,6235 -1,1168 -0,5459 -2,59996 -4,60173 -3,05685
790 DEAD 190,1048 2,0458 0,3082 -0,00453 -2,56709 4,65756
790 POSTENSADO -7,6211 -0,0237 1,0722 -0,01026 -8,94518 -0,05727
790 POSTES 0,7679 0,0326 0,0007635 0,00309 -0,00671 0,07465
790 PASAMANOS 7,2919 0,3178 0,0104 0,04178 -0,09122 0,72584
790 ACERAS 14,5919 0,7178 -0,0056 0,0668 -0,12161 1,70874
790 ASFALTO 15,2768 0,0857 0,0357 -0,0164 -0,29527 0,19428
790 PEATONAL 9,4882 0,3998 0,0138 0,05126 -0,12071 0,91281
790 CARGA MOVIL Max 92,7135 2,1435 2,6306 3,1561 10,12476 5,37645
790 CARGA MOVIL Min -15,6697 -1,4617 -2,6063 -3,17719 -10,28925 -3,87375
4. DISEÑAR LA ESTRUCTURA
4.1. Definir Estados Límites
AASHTO 2007
RESISTENCIA I – Combinación de cargas básica que representa el uso vehicular normal del
puente, sin viento.
SERVICIO III – Combinación de cargas relacionada exclusivamente con la tracción en superestructuras de hormigón pretensado, cuyo objetivo es controlar la fisuración.
Para definir los estado Límite utilizamos el comando Desing/Rating > D+L Add Defauls. En
la ventana Add Code – generated User Load Combination Seleccionamos la opción Bridge
Desing y damos click en el botón Set Load Combination Data.
En la siguiente ventana Seleccionamos Stregth I y Service III que son los estados límites
resistencia 1 y servicio 3 correspondientemente.
Figura 73.- Estados Límite
4.2. Seleccionar Código
Para seleccionar el código utilizamos el comando Desing/Rating > Code Preferences. En la
ventana Bridge Desing Preferences y seleccionamos el código AASHTO LRFD 2007
Figura 74.- Asignación Codigo AASHTO LRFD 2007
4.3. Definir Requerimientos De Chequeo
Para definir el requerimiento de RESISTENCIA utilizamos el comando Desing/Rating > Desing
Requests. En la ventana Bridge Desing Reques – AASHTO LRFD 2007 damos click en el botón Add
New Request
En la venta siguiente Seleccionamos el tipo de chequeo Precast Comp Stress, damos click en Add y
añadimos 3 veces, en los 3 cambiamos el tipo de combo StrlGroup1, el método seleccionamos Use
Directly Girder Forces From Analysis
Figura 75.- Resistencia
Para definir los requerimientos de CORTE utilizamos el comando Desing/Rating > Desing Requests.
En la ventana Bridge Desing Reques – AASHTO LRFD 2007 damos click en el botón Add New
Request
En la venta siguiente Seleccionamos el tipo de chequeo Precast Comp Shear, damos click en Add y
añadimos 3 veces, en los 3 cambiamos el tipo de combo StrlGroup2, el método seleccionamos Use
Directly Girder Forces From Analysis
Figura 76.- Corte
Para definir los requerimientos de FLEXION utilizamos el comando Desing/Rating > Desing
Requests. En la ventana Bridge Desing Reques – AASHTO LRFD 2007 damos click en el botón Add
New Request
En la venta siguiente Seleccionamos el tipo de chequeo Precast Comp Flexure, damos click en Add
y añadimos 3 veces, en los 3 cambiamos el tipo de combo StrlGroup1, el método seleccionamos Use
Directly Girder Forces From Analysis
Figura 77.- Flexión
4.4. Diseñar
Para Diseñar utilizamos el comando Desing/Rating > Run Super. En la ventana Perform Bridge
Desing - Superstructure damos click en el botón Desing Now
Figura 78.- Correr Diseño
4.5. Resultados del diseño
4.5.1. Resultados Resistencia
Figura 79.- Viga Exterior Izquierda
Figura 80.- Viga Interior
4.5.2. Resultados Corte
Figura 81.- Viga Exterior
Figura 82.- Viga Interior Izquierda
4.5.3. Resultados Flexión
Figura 83.- Viga Exterior
Figura 84.- Viga Interior Izquierda
