DISEÑO DE UN ESTRIBO DE CONCRETO CICLOPEOPARA PUENTE LOSA

FsB/2

S/C = 560.00 kg/m²

PP. Losa + Asfalto + S/C ## ######## ##

##

##

N. M.A. = 2,982.45 m. w ##

##

##

##

E ##n.m.a. = 2,981.85 m. ##

##

##################################### ##

##

############# ##

##### #######

##### #######

############################ ##### #######

6% H 40% H 6% H

B = 52% H

1.- Si el Estribo es de Concreto Armado : 2.- Si el Estribo es de Concreto Ciclopeo :

(30 a 40 )% H 40% H

10% H 35% H

(25 a 30)% H 30% H

50 a 60 cm. 25% H

NOMENCLATURA :

Empuje activo del terreno H = Altura de calculo del EstriboEmpuje pasivo del terreno B = Base del Estribo

Velocidad del Rio Volado del Estribo

Fuerza de Friccion Base menor del Estribo

Fuerza de Sismo Talon del Estribo

Fuerza de frenado Peralte del EstriboPeso total del Estribo

Peso propio Losa Puente h´= Longitud equivalente por S/C

N.M.A. = Nivel maximo del agua Altura del terreno sobre el Talon

Nivel minimo del agua Angulo de friccion del terreno

b5 b6

b4/2

h´= h(S/C)

FF

. H

ET HT

YT

ø = 35° PT

h1

EP b4 = HT/10

PREDIMENSIONADO DE VALORES DE " b " :

b1 = b2 = ; Si ø = 35°

b2 = b2 = ; Si ø = 40°

b3 = b2 = ; Si ø = 45°

b4 = b2 = ; Si ø = 50°

ET =EP =

E = b1 =

FF = b2 =

Fs = b3 =

F1 = b4 =PT = YT = Pto de aplicación de ET

w =

h1 =

.n.m.a. = ø =

DISEÑO DE UN ESTRIBO DE CONCRETO CICLOPEO PARA PUENTE LOSA

I DATOS GENERALES : Del Estudio de suelos, normas tecnicas (ININVI) y demas ensayos de campoextraemos los siguientes datos :

Velocidad de Escurrimiento del Agua = 35 m/seg Cap. Port. = 3.50 kg/cm² 560.00 kg/m²

1,600.00 kg/m³ 2.40 t/m³

35 ° 2.30 t/m³ 5.45 m 1.60 t/m³

4.30 m 42.50 tn

f´c = 210.00 kg/cm² 100.00 cmf´c = 140.00 kg/cm² 1.26 m

L. Puente = 10.00 m N.M.A. = 2,982.45 mAncho Caj. = 8.20 m. (2 Vias) n.m.a. = 2,981.85 mTipo de Carga = HS 20-S16 960 kg/m 8,150.00 kgApoyo Losa= Neoprene 0.03

DIAGRAMA DE FUERZAS ACTUANTES

B/2

S/C = 560.00 kg/m²

Fs ##

##

Pp. Losa + Asfalto + S/C ##

N. M.A. = 2,982.45 m. ##

##

## w ##

E ##

n.m.a. = 2,981.85 m. ##

##

##################################### ##

##

############# ##

##### #######

##### #######

############################ ##### #######

W(s/c) =PT = W(C.A.) =

ø Arenas = W(C.C.) =HT = W(TERR.) =HE = W(LOSA) =

b (1.00m) =h(TERR.S/TALON) =

W DISTRIBUIDA WCONCENTRADA

b5 b6

b4/2

h´= h(S/C)

FF

ET HT

. HE

YT

ø = 35° PT

h1

EP b4 = HT/10

6% HE 40% HE 6% HE

B = 52% HE

SE PIDE DISEÑAR EL ESTRIBO : Calcular :

f) Empuje por Velocidad del Rio " E "g) Ademas Chequar los 03 aspectos :

VOLTEO DESLIZAMIENTO ASENTAMIENTO

5% ( S/C Equivalente )

S/C Equiv. =Long. de Cajuela

S/C Equiv. =8.20 m

S/C Equiv. = 4,329.27 kg/m

5% x 4,329.27 kg/m 216.46 kg/m

Se asume en funcion a la Capacidad Portante

Cap. Port. 4.00 kg/cm²Cap. Port. 4.00 kg/cm²Para el caso de Pilotes :

donde : W LosaAncho Caj.

42,500.00 kg 5,182.93 kg/m8.20 m

Como : Cap. Port. = 3.50 kg/cm² 207.32 kg/m

Se asume en funcion al material de apoyo de la LOSA

Si el Apoyo es de : MetalCaucho o Neoprene

3% (5,182.93 kg)

155.49 kg/m

a) Fuerza de Frenado " FF "b) Fuerza de Sismo " FS "c) Fuerza de Friccion " F1 " g1)d) Empuje Activo " ET " g2)e) Empuje Pasivo " EP " g3)

a) Fuerza de Frenado " FF " :FF =

2 x [ W DISTRIB. x (LP) + W CONCENT.]

2 x [ 960 kg/m x (10.00 m) + 8,150 kg.]

FF = FF =

b) Fuerza de SISMO " Fs " :

FS = 2% (PP Losa)FS = 4% (PP Losa)FS = 6% (PP Losa)

PP Losa =

PP Losa = PP Losa =

FS =

c) Fuerza de Friccion " F1 " :

F1 = (10 a 15)% del PP LosaF1 = ( 2 a 5 )% del PP Losa

F1 =

F1 =

1,600.00 kg/m³

C =C = 0.27

2 4.30 mh = 0.35 m

4,661.05 kg

=

2.12 m

donde : 1,600.00 kg/m³

1.80 m

9,564.93 kg/m3.69

f) Empuje por Velocidad del Rio " E "

donde :K = Factor que depende de la forma del Estribo

K = 1.33 Para estribos de superficie plana K = 0.67 Para estribos de superficie curvaK = 0.50 Para estribos de superficie angular

V = Velocidad de escurrimiento del aguaV = 35 m/seg

En nuestro caso :

52.50 x 1.33 x ( 35 )²

2,443.88 m²/seg²

g) Chequeamos que el Estribo considerado, cumpla con los requerimientos minimos :

d) Empuje Activo " ET " y su punto de aplicación " YT " :

Empuje Activo : ( ET ) PT =

tan²(45 - ø/2) = tan²(45 - 35°/2) ET = PT x C x HE x ( HE + 2h ) x 1.00 m

HT =W(S/C) =

ET = PT

Punto de aplicación : ( YT )

YT = HE² + 3 x HE x h (4.30)² + (3 x 4.30 x 0.35)3 x HE + 6 x h (3 x 4.30) + (6 x 0.35)

YT =

e) Empuje Pasivo " EP "

EP =½ x PT x ( h1 )² x C1

EP = ½ x 1,600kg/m³ x (1.80m)² x 3.69 PT =h1 = 3 x ( N.M.A. - n.m.a )

h1 =EP = C1 = tan²(45 + ø/2)

C1 =

E = 52.50 x K x V²

E = 52.50 x K x V² E =

E =

VOLTEO DESLIZAMIENTO

Para esto debemos primeramente PREDISEÑAR el Estribo y descomponerlo en figuras geometricas conocidas 0.93

Y 0.56 0.27DIAFRAGMA DE CONCRETO ARMADO

S/C = 560.00 kg/m² = h´

0.1 0.10 1.15 m Parap.

0.27

N. M.A. = 2,982.45 m.

2.59 tn

5.450.30

n.m.a. = 2,981.85 m. P3 P5 H = 4.30

1.80

0.89

P1 0.545

0.26 1.72 0.26

X2.24

2 < Cv < 3

(Mto.NOTA : En el Calculo del Momento Volcador, no

considero el Empuje Pasivo por factor deseguridad ya que al no restar el Empuje

4.661.05 tn x 2.12 m. Pasivo al Empuje Activo, se diseña para 9.88 tn-m el caso mas desfavorable.

Hacemos uso del siguiente cuadro :

Seccion Area (A) Distancia (d) Peso (P) tn. Mtos. (tn-m)

(Ver Grafico) ( m² ) ( m ) ( tn/m³)1 1.219 1.118 2.30 2.803 3.13362 0.324 0.129 1.60 0.518 0.06683 0.186 0.357 1.60 0.298 0.10644 1.668 0.850 2.30 3.837 3.26255 3.122 1.426 2.30 7.181 10.24056 1.265 2.107 1.60 2.025 4.26627 0.180 1.476 2.40 0.431 0.63618 0.313 1.842 2.40 0.752 1.3852

10 1.426 2.590 3.6933

20.4349 tnPor lo tanto : 26.7907 tn-m

26.7907 tn-m

Coeficiente de Volteo :

g.1) g.2) g.3) ASENTAMIENTO

. 0.275

. P8

0.27 P7

. P10

. P6

ET

. YT

h1 =. P2

. P4

. O

g.1) Coeficiente de Volteo " Cv " :Cv = (Mto. Estabilizador = S MTOS)

Volcador = ET x YT )

g.1.1) Momento Volcador ( MV ) :MV = ET x YT

MV =MV =

g.1.2) Momento Estabilizador ( ME ) :

W. Vol. (wu)

(A x wu) x 1m ( P x d )

SP(PESOS) =ME = S MTOS

ME =S MTOS =

; Cv = 26.7907 tn-m(Mto. 9.88 tn-m

Cv = 2.71

Como ocurre que : 2 < Cv = 2.71 < 3 ............. OK!!!!!

" EL ESTRIBO NO SE VOLTEA "

Coeficiente de Deslizam. : Cd 1.50

20.4349 tn

Cd = donde : 35 ° 4.661 tn

Cd = 3.07

Como ocurre que : Cd = 3.07 Cd = 1.5 ........... OK!!!!!

" EL ESTRIBO NO SE DESLIZA "

Aquí debe cumplirse que < Cap. Port.

Los esfuerzos de asentamiento de un suelo, se hallan mediante la siguiente expresion :

................ B x b B

donde : Esfuerzo generado en el terreno debido a las cargas actuantesB = Ancho de la base del Muro B = 2.24 m

Longitud analizada 100 cm

Excentricidad

En cualquier caso se debe cumplir que : Capacidad Portante

Hallamos el Centroide Total :

donde : 26.7907 tn-m20.4349 tn

26.7907 tn-m 131.10 cm20.4349 tn

" LA RESULTANTE CAE DENTRO DEL TERCIO CENTRAL "

Y

Cv = (Mto. Estabilizador = S MTOS) Volcador = ET x YT )

g.2) Coeficiente de DESLIZAMIENTO " Cd " :

S P =

S P x tanø ø =ET ET =

g.3) Chequeamos el ASENTAMINTO :

h1 y h2

h = S P [ 1 ± 6 e ] ..... ( B )

h =

b = b =

e =

h <

Xcg = S Mtos S Mtos =S P S P =

Xcg = Xcg =

Hallamos la Excentricidad generada " e " :

De la figura, se observa que :

( B.1 )

Aquí para hallar el valor de Xr , establecemos el Equilibrio de Momentos en el Pto. " O "

Mto. Volcad. = Mto. Estabiliz. ...........4.66105 tn

donde :

( a )

( b ) YT =2.12m R 20.4349 tn

Xcg =131.1 cm

Xcg - Xr Xr

Xr = e

B/2 B/2

2.24

Xr = 7.266 tn x 2.52m Xr = 0.48 m20.4349 tn

0.29 m

................B x b B

;B x b B B x b B

20.4349 tn ; 20.4349 tn2.24m 2.24m x 1m 2.24m

16.26 tn/m² 2.01 tn/m²

1.63 kg/cm² 0.201 kg/cm²

Como ocurre que :

1.626 kg/cm²3.5 kg/cm² .... OK!!!

0.201 kg/cm²

" NO FALLA POR ASENTAMIENTO "

EL ESTRIBO SATISFACE TODAS LAS CONDICIONES REQUERIDAS

e = B - ( Xcg - Xr ) . 2

( a )ET =

Mto. Volcad. = ET x YT

Mto. Estabil. = S P x Xr

De ( a ) y ( b ) en ( a ) : . O

ET x YT = S P x Xr ET x YT

S P

Reemplazando Xr en (B.1) :

e = B - ( Xcg - Xr ) e = 2.24 - ( 1.346 - 0.45 ). 2 . 2

e =

Hallamos los Esfuerzos generados en el Terreno " h " :

h = S P [ 1 ± 6 e ] ..... ( B )

h1 = S P [ 1 + 6 e ] h2 = S P [ 1 - 6 e ]

h1 = [1+ 6x0.22m] h2 = [1- 6x0.22m]2.24m x 1m

h1 = h2 =h1 = h2 =

h1 = < Capacidad Portante =h2 =

RESUMEN DEL CALCULODISEÑO DE ESTRIBO DE " CONCRETO CICLOPEO "

G E O M E T R I A :

5.45 m. 4.30 m.

Base = 2.24 m. 0.55 m.

0.26 m. 0.56 m.

1.72 m. 0.27 m.

0.26 m

0.55 0.27

1.15

5.45

4.30

0.545

0.26 1.72 0.26

2.24

HT = He =

b4 =

b1 = b5 =

b2 = b6 =

b3 =