UNIVERSIDAD ESTATAL DEL SUR DE MANABICreada mediante registro oficial N 261 del 7 de febrero de 2001UNIDAD ACADMICA CIENCIAS TECNICAS

CARRERA DE INGENIERA CIVIL

PUENTE

MATERIA

PUENTE

PROFESIONALES EN FORMACION

MAXIMILIANO MORAN SELLANLUIS DOMINGUEZMAURICIO ACUA AGUIRRECARLOS ORTEGA CONSTANTEDARIO SANCHEZ GUTIERREZDARIO PARRALESLUIS ALMENDARIZCARLOS SORNOZANEFERSON MOLINA

CATEDRATICO

ING.

NIVEL ACADEMICO

OCTAVO SEMESTRE

CARRERA

INGENIERIA CIVIL

INDICE1. Informacin General Nombre del proyecto Integrantes2. Introduccin3. Antecedente4. Consideraciones Definicin Clasificacin Ubicacin y Eleccin del tipo de puente Estudios Bsicos de ingeniera para el diseo de Puentes Geometra5. Cargas Cargas Permanente (DC, DW y EV)6. Objetivo7. Diseo de la Superestrutura8. Diseo de la Infraestructura (Estribo)

INFOMACION GENERAL

Nombre del Proyecto: Entrega de proyecto de anlisis de trabajo en clase Integrantes: Maximiliano Moran Sellan Luis Domnguez Mauricio Acua Aguirre Carlos Ortega Constante Daro Snchez Daro ParralesLuis Almendariz

Carlos Sornoza

Neferson Molina

INTRUDDUCION

Durante el siglo XVIII hubo muchas innovaciones en el diseo de puentes con vigas por parte de Hans Ulrich, JOHANNES GRUBENMAN, y otros. El primer libro de ingeniera para la construccin de puentes fue escrito por HUBERT GAUTIER en 1716. Con la revolucin industrial en el siglo XIX. Los sistemas de celosa de HIERRO FORJADO fueron desarrollados para puentes ms grandes, pero el hierro no tena la fuerza elstica para soportar grandes cargas. Con la llegada del acero, que tiene un alto lmite elstico, fueron construidos puentes mucho ms largos, muchos utilizando las ideas de GUSTAVE EIFFEL.

ANTECEDENTESEl actual proyecto est dirigido al Estudio y Diseo Definitivo del Camino Vecinal Pajn-La Puente, el cual comprende desde la abscisa (0+000) hasta la Escuela del Sitio La Puente que correspondera a la abscisa (3+500), el Muy Ilustre Gobierno Municipal de Pajan, ha tenido la certeza de dar inicio al estudio por la gran importancia que reviste a esta zona, ya que tambin ejerce sobre este camino una gran influencia uno de los proyectos ms ambicioso en el mbito turstico-productivo de Manab, como es la Ruta del Caf.Lo que se busca con este estudio, es mejorar la calidad de vida de los pobladores, que viven alrededor del camino como beneficiarios directos, y tambin a los sitios que concurren al camino vecinal como beneficiarios indirectos, se trata de dar tambin una mejor plusvala a las propiedades del sector, ya que por medio de la construccin del mismo, los habitantes podrn sacar sus cosechas tanto en invierno como en verano y ejercer la actividad turstica ya que cuentan con los recursos naturales a su favor.

CONSIDERACIONESDEFINICINUn puente es una obra que se construye para salvar un obstculo dando as continuidad a una va. Suele sustentar un camino, una carretera o una va frrea, pero tambin puede transportar tuberas y lneas de distribucin de energa.Los puentes que soportan un canal o conductos de agua se llaman acueductos.Aquellos construidos sobre terreno seco o en un valle, viaductos. Los que cruzan autopistas y vas de tren se llaman pasos elevados.

Constan fundamentalmente de dos partes:

a) La superestructura conformada por: tablero que soporta directamente las cargas; vigas, armaduras, cables, bvedas, arcos, quienes transmiten las cargas del tablero a los apoyos.

b) La infraestructura conformada por: pilares (apoyos centrales); estribos (apoyos extremos) que soportan directamente la superestructura; y cimientos, encargados de transmitir al terreno los esfuerzos.

CLASIFICCIONA los puentes podemos clasificarlos:

a) Segn su funcin: Peatonales Carreteros Ferroviarios

b) Por los materiales de construccin Madera Mampostera Acero Estructural Seccin Compuesta Concreto Armado Concreto Presforzado

c) Por el tipo de estructura Simplemente apoyados Continuos Simples de tramos mltiples Cantilever (brazos voladizos) En Arco Atirantado (utilizan cables rectos que atirantan el tablero) Colgantes Levadizos (basculantes) Pontones (puentes flotantes permanentes)

UBICACIN Y ELECCIN DEL TIPO DE PUENTELos puentes son obras que requieren para su proyecto definitivo estudiar los siguientes aspectos:

a. Localizacin de la estructura o ubicacin en cuanto a sitio, alineamiento, pendiente y rasante.El proyecto est localizado en el cantn Pajan, provincia de Manab (latitud S 0040, longitud O 8013), Repblica del Ecuador.

b. Tipo de puente que resulte ms adecuado para el sitio escogido, teniendo en cuenta su esttica, economa, seguridad y funcionalidad.

c. Forma geomtrica y dimensiones, analizando sus accesos, superestructura, infraestructura, cauce de la corriente y fundaciones.d. Obras complementarias tales como: barandas, drenaje de la calzada y de los accesos, proteccin de las mrgenes y rectificacin del cauce, si fuera necesario forestacin de taludes e iluminacin.

e. En caso de obras especiales conviene recomendar sistemas constructivos, equipos, etapas de construccin y todo aquello que se considere necesario para la buena ejecucin y estabilidad de la obra.

ESTUDIOS BSICOS DE INGENIERA PARA EL DISEO DE PUENTES

a. Estudios topogrficos

Posibilitan la definicin precisa de la ubicacin y dimensiones de los elementos estructurales, as como informacin bsica para los otros estudios.

b. Estudios de hidrologa e hidrulicos

Establecen las caractersticas hidrolgicas de los regmenes de avenidas mximas y extraordinarias y los factores hidrulicos que conllevan a una real apreciacin del comportamiento hidrulico del ro.

c. Estudios geolgicos y geotcnicos

Establecen las caractersticas geolgicas, tanto locales como generales de las diferentes formaciones geolgicas que se encuentran, identificando tanto su distribucin como sus caractersticas geotcnicas correspondientes.

d. Estudios de riesgo ssmico

Tienen como finalidad determinar los espectros de diseo que definen las componentes horizontal y vertical del sismo a nivel de la cota de cimentacin.

e. Estudios de impacto ambiental

Identifican el problema ambiental, para disear proyectos con mejoras ambientales y evitar, atenuar o compensar los impactos adversos.

f. Estudios de trfico

Cuando la magnitud de la obra lo requiera, ser necesario efectuar los estudios de trfico correspondiente a volumen y clasificacin de trnsito en puntos establecidos, para determinar las caractersticas de la infraestructura vial y la superestructura del puente.

g. Estudios complementarios

Son estudios complementarios a los estudios bsicos como: instalaciones elctricas, instalaciones sanitarias, sealizacin, coordinacin con terceros y cualquier otro que sea necesario al proyecto.

h. Estudios de trazo y diseo vial de los accesos

Definen las caractersticas geomtricas y tcnicas del tramo de carretera que enlaza el puente en su nueva ubicacin con la carretera existente.

i. Estudio de alternativas a nivel de anteproyecto

Propuesta de diversas soluciones tcnicamente factibles, para luego de una evaluacin tcnica-econmica, elegir la solucin ms conveniente.

GEOMETRA

a. Seccin transversal

El ancho de la seccin transversal de un puente no ser menor que el ancho del acceso, y podr contener: vas de trfico, vas de seguridad (bermas), veredas, ciclova, barreras y barandas, elementos de drenaje.

b. Ancho de va (calzada)

Siempre que sea posible, los puentes se deben construir de manera de poder acomodar el carril de diseo estndar y las bermas adecuadas.

El nmero de carriles de diseo se determina tomando la parte entera de la relacin w/3.6, siendo w el ancho libre de calzada (m).

Los anchos de calzada entre 6.00 y 7.20 m tendrn dos carriles de diseo, cada uno de ellos de ancho igual a la mitad del ancho de calzada.

c. Bermas

Una berma es la porcin contigua al carril que sirve de apoyo a los vehculos que se estacionan por emergencias. Su ancho vara desde un mnimo de 0.60 m en carreteras rurales menores, siendo preferible 1.8 a 2.4 m, hasta al menos 3.0 m, y preferentemente 3.6 m, en carreteras mayores. Sin embargo debe tenerse en cuenta que anchos superiores a 3.0 m predisponen a su uso no autorizado como va de trfico.

d. Veredas

Utilizadas con fines de flujo peatonal o mantenimiento. Estn separadas de la calzada adyacente mediante un cordn barrera, una barrera (baranda para trfico vehicular) o una baranda combinada. El ancho mnimo de las veredas es 0.75 m.

e. Cordn barrera

Tiene entre otros propsitos el control del drenaje y delinear el borde de la va de trfico. Su altura vara en el rango de 15 a 20 cm, y no son adecuados para prevenir que un vehculo deje el carril.f. Barandas

Se instalan a lo largo del borde de las estructuras de puente cuando existen pases peatonales, o en puentes peatonales, para proteccin de los usuarios. La altura de las barandas ser no menor que 1.10 m, en ciclovas ser no menor que 1.40 m.

Una baranda puede ser diseada para usos mltiples (caso de barandas combinadas para peatones y vehculos) y resistir al choque con o sin la acera.

Sin embargo su uso se debe limitar a carreteras donde la velocidad mxima permitida es 70 km/h. Para velocidades mayores o iguales a 80 km/h, para proteger a los peatones es preferible utilizar una barrera.

g. Barreras de concreto (o barandas para trfico vehicular)

Su propsito principal es contener y corregir la direccin de desplazamiento de los vehculos desviados que utilizan la estructura, por lo que deben estructural y geomtricamente resistir al choque. Brindan adems seguridad al trfico peatonal, ciclista y bienes situados en las carreteras y otras reas debajo de la estructura. Deben ubicarse como mnimo a 0.60 m del borde de una va y como mximo a 1.20 m. En puentes de dos vas de trfico puede disponerse de una barrera como elemento separador entre las vas.

No debe colocarse barandas peatonales (excepto barandas diseadas para usos mltiples) en lugar de las barreras, pues tienen diferente funcin. Mientras las barandas evitan que los peatones caigan del puente, las barreras contienen y protegen el trnsito vehicular.

h. Pavimento

Puede ser rgido o flexible y se dispone en la superficie superior del puente y accesos. El espesor del pavimento se define en funcin al trfico esperado en la va.

i. Losas de transicin

Son losas de transicin con la va o carretera, apoyadas en el terrapln de acceso. Se disean con un espesor mnimo de 0.20 m.

j. Drenaje

La pendiente de drenaje longitudinal debe ser la mayor posible, recomendndose un mnimo de 0.5%.

La pendiente de drenaje transversal mnima es de 2% para las superficies de rodadura.

En caso de rasante horizontal, se utilizan tambin sumideros o lloraderos, de dimetro suficiente y nmero adecuado. Son tpicos drenes de material anticorrosivo, 0.10 m cada 0.40 m, sobresaliendo debajo de la placa 0.05 m como mnimo. El agua drenada no debe caer sobre las partes de la estructura.

k. Glibos

Los glibos horizontal y vertical para puentes urbanos sern el ancho y la altura necesarios para el paso del trfico vehicular. El glibo vertical no ser menor que 5.00 m.

En zonas rurales, el glibo vertical sobre autopistas principales ser al menos de 5.50 m. En zonas altamente desarrolladas puede reducirse, previa justificacin tcnica.

Los glibos especificados pueden ser incrementados si el asentamiento precalculado de la superestructura excede los 2.5 cm.

En puentes sobre cursos de agua, se debe considerar como mnimo una altura libre de 1.50 m a 2.50 m sobre el nivel mximo de las aguas.

Los puentes construidos sobre vas navegables deben considerar los glibos de navegacin de esas vas; a falta de informacin precisa, el glibo horizontal podr ser, por lo menos, dos veces el ancho mximo de las embarcaciones, ms un metro.

ll. Juntas de dilatacin

Para permitir la expansin o la contraccin de la estructura por efecto de los cambios de temperatura, se colocan juntas en sus extremos y otras secciones intermedias en que se requieran. Las juntas deben sellarse con materiales flexibles, capaces de tomar las expansiones y contracciones que se produzcan y ser impermeables.

NORMATIVIDAD

a. AASHTO LRFD Bridge Design Specifications, American Association of State Highway and Transportation Officials, Washington, D.C., 2010.

b. Manual de Diseo de Puentes, Direccin General de Caminos y Ferrocarriles, Ministerio de Transportes y Comunicaciones, Ecuador.CARGAS

CARGAS PERMANENTES (DC, DW y EV)

DC= Peso propio de los componentes estructurales y accesorios no estructurales

DW= Peso propio de las superficies de rodamiento e instalaciones para servicios pblicos

EV= Presin vertical del peso propio del suelo de relleno

SOBRECARGAS VIVAS (LL y PL) (Art. 3.6.1.2)

LL= sobrecarga vehicular

PL= sobrecarga peatonal

Carga HL-93:

Camin de diseo:

La distancia entre los dos ejes ms pesados se toma como aquella que, estando entre los lmites de 4.30m y 9.00m., resulta en los mayores efectos.

Tandem de diseo:

Carga de carril de diseo:

NOTAS

a) La sobrecarga vehicular de diseo es considerada como una combinacin de:Camin de diseo o tandem de diseo + Carga de carril de diseo.

b) Para momento negativo entre puntos de contraflexin bajo carga uniforme, as como en la reaccin de pilares interiores se considera: 90 por ciento de la solicitacin debida a dos camiones de diseo separados como mnimo 15 m entre el eje delantero de un camin y el eje trasero del otro, combinada con 90 por ciento de la solicitacin debida a la carga del carril de diseo.

Presencia de Mltiples Sobrecargas (Art. 3.6.1.1.2)

La solicitacin extrema correspondiente a sobrecargas se determinar considerando las posibles combinaciones de carriles cargados, multiplicando por un factor de presencia mltiple. No es aplicable al estado lmite de fatiga.

Para el estado de Fatiga, se utiliza un camin de diseo, y las solicitaciones de los Art. 4.6.2.2 y 4.6.2.3 se debern dividir por 1.20

Incremento por Carga Dinmica: IM (Art. 3.6.2)

Los efectos estticos del camin o tandem de diseo, a excepcin de las fuerzas centrfugas y de frenado, se debern mayorar en los siguientes porcentajes:

Nota.- No se aplica a cargas peatonales ni a cargas de carril de diseo.

Tampoco en muros de sostenimiento no solicitados por reacciones verticales de la superestructura ni en componentes de fundaciones que estn completamente por debajo del nivel del terreno.

En caso de componentes enterrados como en el caso de alcantarillas, el porcentaje se deber tomar como:

IM = 33(1.0 4.1DE) >= 0%

Siendo DE = profundidad mnima de la cubierta de tierra sobre la estructura (m).

Denominacin de las Cargas

Cargas Permanentes:

DD = friccin negativa (downdrag)

DC = peso propio de los componentes estructurales y accesorios no estructurales

DW= peso propio de las superficies de rodamiento e instalaciones para servicios pblicos

EH = empuje horizontal del suelo

EL = tensiones residuales acumuladas resultantes del proceso constructivo, incluyendo las fuerzas secundarias del postensado.

ES = sobrecarga de suelo

EV = presin vertical del peso propio del suelo de relleno

Cargas Transitorias:

BR = fuerza de frenado de los vehculos

CE = fuerza centrfuga de los vehculos

CR = fluencia lenta

CT = fuerza de colisin de un vehculo

CV = fuerza de colisin de una embarcacin

EQ = sismo

FR = friccin

IC = carga de hielo

IM = incremento por carga vehicular dinmica

LL = sobrecarga vehicular

LS = sobrecarga de la carga viva

PL = sobrecarga peatonal

SE = asentamiento

SH = contraccin

TG = gradiente de temperatura

TU = temperatura uniforme

WA = carga hidrulica y presin del flujo de agua

WL = viento sobre la sobrecarga

WS = viento sobre la estructura

OBJETIVOSImpulsar el desarrollo turstico de sectores campesinos, ofreciendo una va rpida y segura.Crear un eje de desarrollo tanto agrcola como ganadero en un sector considerado sub-utilizado debido a las dificultades de comunicacin terrestre entre las principales ciudades de la provincia y del pas.Conectar de manera ms directa y eficiente los sectores productivos de Manab con otras provincias del pas.Rescatar a las poblaciones del sector con el impulso econmico que la habilitacin de esta va les brindara. DISEO DE LA SUPERESTRUCTURA

Superestructura son todos los elementos estructurales (vigas) capaces de soportar solicitaciones o cargas (cargas muertas, cargas vivas, sismos, etc.) y que son transmitidas a la subestructura.

Consideraciones ssmicas

Segn la Zonificacin Ssmica del Ecuador (R. Aguiar/1999 Normas Interinas para Diseo de Puentes - CORPECUADOR), el puente sobre el Rio Colimes se encuentra ubicado en la zona smica III, cuyo valor de aceleracin mxima esperada para sismos de 475 aos de perodo de retorno, con una probabilidad de excedencia del 10 % es A = 0.25 de la aceleracin de la gravedad.

DISEO DE LA SUPERESTRUCTURA

La superestructura est conformada por un tramo de 18 m. Las vigas sern diseadas para que resistan peso propio, carpeta asfltica, tablero de hormign, aceras y barandas, y la carga viva.

Se usarn vigas esbeltas en construccin compuesta de acero estructural A-588 y el diseo ser de acuerdo al mtodo por esfuerzos admisibles. El procedimiento de anlisis se divide segn las tres etapas de construccin.

Caractersticas Geomtricas

Ancho del Puente:5.00 mAncho de calzada:4.00 mEspesor de tablero de hormign:0.18 mEspesor capa de asfalto:0.05 mAncho de aceras:0.50 mNmero de vigas:2Distancia entre ejes de vigas:2.50 m

Caractersticas de Materiales

Hormign:fc =280 kg/cm2E =250998 kg/cm2 =2400 kg/m3

Acero de refuerzo en barras: fy =4200 kg/cm2

Carga Viva

Camin HS 20 44 definido en el cdigo AASHTO mayorado en un 25%.

DISEO DE LA INFRASTRUCTURA.DISEO DEL ESTRIBOEl anlisis y diseo de los estribos y muros de ala, se ha efectuado como realmente trabajan una vez que ya estn en servicio, conjunto monoltico: cuerpo del estribo muros de ala. ESTRIBOSSon estructuras que sirven de apoyo extremo al puente y que adems de soportar la carga de la superestructura, sirven de contencin de los terraplenes de acceso y por consiguiente estn sometidos al empuje de tierra.Los estribos, como son muros de contencin, pueden ser de concreto simple (estribos de gravedad), concreto armado (muros en voladizo o con pantalla y contrafuertes), etc.

PRE-DIMENSIONAMIENTO DE ESTRIBOSDe gravedad (concreto simple)Los estribos de gravedad son macizos que utilizan su propio peso para resistir las fuerzas laterales debido al empuje del terreno y otras cargas. No necesitan refuerzo y son adecuados cuando el terreno es de buena capacidad portante y la altura a cubrir no es superior a 6 metros. No son admitidas tracciones en cualquier seccin del estribo.

Los anchos mnimos de cajuelas (2.11.2, Manual de Diseo de Puentes, Ministerio de Transportes y Comunicaciones, Per) se determinan eligiendo el mayor de los valores obtenidos entre calcular los mximos desplazamientos o como un porcentaje del ancho emprico de la cajuela N determinado por la ecuacin:

N = (200 + 0.0017L + 0.0067H' )(1+ 0.000125S )

Donde:

N = longitud mnima (emprica) de la cajuela, medida normalmente a la lnea central del apoyo (mm).

L = distancia del tablero del puente a la junta de expansin adyacente al final del tablero del puente (mm). Para articulaciones entre luces, L debe tomarse como la suma de la distancia a ambos lados de la articulacin. Para puentes de un solo tramo L es igual a la longitud del tablero del puente (mm).

H = para estribos, la altura promedio de las columnas que soportan al tablero del puente hasta la prxima junta de expansin. Para columnas y/o pilares, la altura del pilar o de la columna. Para articulaciones dentro de un tramo, la altura promedio entre dos columnas pilares adyacentes (mm).

= 0, para puentes simplemente apoyados.

S = desviacin del apoyo medido desde la lnea normal al tramo ().

En voladizo (concreto armado)

Son econmicos cuando su altura est entre 4 y 10 metros. Adecuados en la presencia de terreno de baja capacidad portante y cuando los agregados son escasos o el transporte de los mismos no es econmico.

Estribos con pantalla y contrafuertes (concreto armado)

En este caso la pantalla vertical no se encuentra en voladizo sino ms bien apoyada en los contrafuertes y el cimiento.