diseño de puentes -jack_lopez_jara_aci-peru

Diseño de Puentes

AASHTO LRFD

SUB-ESTRUCTURA JACK LÓPEZ JARA, MS PE

Conceptos Básicos para el Dimensionamiento

de Sub-Estructuras de Puentes

CARGAS ACTUANTES

COMBINACIONES DE CARGA

ANALISIS DE ESTABILIDAD

DISEÑO ESTRUCTURAL

Introducción a la Metodología de

Diseño LRFD

Tradicionalmente el diseño de la sub-estructura de puentes ha empleado los criterios de diseño ASD (Allowable Stress Design)

Las cargas actuantes eran comparadas a la capacidad ultima reducida por un factor de seguridad FS

Así la expresión general para el diseño ASD para una estructura sometida a la acción de cargas vivas y muertas tiene la forma:

Donde: S DL = cargas muertas aplicadas al elemento en consideración

S LL = cargas vivas aplicadas al elemento en consideración

Ru = Resistencia ultima FS = Factor de Seguridad

Metodología de Diseño LRFD La metodología LRFD (Load and Resistance Factor Design) es un nuevo enfoque que

permite desarrollar diseños de manera racional, tomando en consideración los niveles de incertidumbre en las cargas y en la resistencia de los componentes.

Empleando el caso sencillo de una estructura sometida a cargas muertas y cargas vivas, la siguiente ecuación muestra los parámetros de diseño LRFD

Donde:

DL = Cargas muertas LL = Cargas Vivas

gDL = Factor de carga para DL gLL = Factor de carga para LL

h = factor de carga aplicado a la combinación (Redundancia, ductilidad,etc)

F = Factor de reducción de capacidad

Rn = Capacidad nominal

Expresión General para Diseño LRFD

Donde: h = Modificador de carga relacionado a la ductilidad, redundancia

e importancia operacional de la estructura gi = Factor de carga, es un multiplicador aplicado a los efectos de

las fuerzas actuantes determinado estadísticamente

Qi = Efectos de fuerza F = Factor de resistencia, es un multiplicados aplicado a la

resistencia nominal y determinado de manera estadística

Rn = Resistencia Nominql Rr = F Rn = Resistencia factorada

Expresión General para Diseño LRFD

CARGAS ACTUANTES : CARGAS PERMANENTES

AASHTO clasifica las cargas actuantes como cargas PERMANENTES o como cargas TRANSITORIAS.

Las cargas PERMANENTES son aquellas que se encuentran presentes la mayor parte del tiempo durante la vida de la estructura. El orden de magnitud de las cargas permanentes es predecible

Las siguientes son las cargas identificadas por AASHTO como cargas permanentes:

Peso Propio de los Componentes Estructurales (DC)

Cargas Muertas (DW)

Empuje de Tierras Vertical (EV)

Empuje de Tierras Horizontal (EH)

Sobre carga de Tierras (ES)

Fricción Negativa “Downdrag” (DD)

Cargas “Encerradas” (Locked-in) en la estructura por proceso constructivo (EL)

CARGAS ACTUANTES : CARGAS TRANSITORIAS

Las siguientes son las cargas identificadas por AASHTO como cargas transitorias:

Carga Viva Vehicular (LL+IM)

Cargas de Frenado (BR)

Cargas Centrifugas (CE)

Carga Viva Peatonal (PL)

Cargas de Viento en la estructura(WS)

Cargas de Viento en la carga viva (WL)

Variaciones de Temperatura Uniforme (TU)

Gradiente de Temperatura (TG)

Acciones de Sismo (EQ)

Etc..

CARGAS PERMANENTES (DC,DW) CARGAS DE PESO PROPIO (DC) Y CARGA MUERTA (DW)

CARGAS PERMANENTES: EMPUJE DE TIERRAS La rigidez de la estructura y las características del material contenido son los

factores que influyen de manera mas significativa en el desarrollo de las

presiones horizontales de tierras.

Las estructuras que pueden movilizarse o deflectarse alejándose del suelo

contenido pueden desarrollar un estado activo de presiones en la masa de

suelo.

Las estructuras que se encuentran restringidas al movimiento deben ser diseñadas para resistir una distribución de presiones de tierra en reposo.

Las estructuras que se encuentran forzadas a deflectarse horizontalmente

contra un suelo contenido deben ser diseñadas para resistir una presión de tierras pasiva.

AASHTO considera el empuje pasivo no como una carga sino como un

componente de resistencia.

CARGAS PERMANENTES: EMPUJE DE TIERRAS DEFLEXIONES LATERALES PARA DESARROLLAR PRESION ACTIVA Y PASIVA

CARGAS PERMANENTES: EMPUJE DE TIERRAS TERMINOLOGIA

CARGAS PERMANENTES: EMPUJE DE TIERRAS La presión de tierras horizontal (p)varia linealmente en forma proporcional a la profundidad.

Se encuentra definida por la siguiente ecuación (AASHTO 3.11.5.1)

Donde:

p = Presión de Tierras Lateral

gs = Peso unitario del suelo

Z = Profundidad debajo de la superficie

K = Coeficiente de empuje lateral de tierras

Ko : Para elementos que no se deflectan o mueven

Ka : Para elementos que se desplazan lo suficiente para desarrollar la

presión activa.

Kp : Para elementos que se desplazan lo suficiente para desarrollar las

condiciones de presión pasiva.

CARGAS PERMANENTES: EMPUJE DE TIERRAS COEFICIENTE DE PRESION EN REPOSO

COEFICIENTE DE PRESION ACTIVA

COEFICIENTE DE PRESION PASIVA (Coeficiente Kp conforme con US Department of Navy)

CARGAS PERMANENTES: EMPUJE DE TIERRAS Coeficientes de Empuje Pasivo (US Department of Navy)

CARGAS PERMANENTES: EMPUJE DE TIERRAS

COEFICIENTES DE EMPUJES DE TIERRA

TEORIA RANKINE ( b = 0.00 Q=90 d = 0.00 )

EMPUJE EN REPOSO

Ko = 1 – sen (F’)

EMPUJE ACTIVO

Ka = tan 2 ( 45 – F´/2 )

EMPUJE PASIVO

Kp = tan 2 (45 + F´/2 )

CARGAS PERMANENTES:

EMPUJE POR SOBRECARGA (ES)

Donde: Dp = Presión horizontal por sobre carga

Ks = Coeficiente de empuje de tierras (Ka para condiciones

de empuje activo, Ko para condiciones de empuje en

reposo)

qs = Sobre carga uniforme aplicada en la superficie superior

de la cuña de falla

CARGAS PERMANENTES:

EMPUJE POR SOBRECARGA (ES)

CARGAS PERMANENTES:

EMPUJE VERTICAL (EV)

La presión vertical de tierras actúa en la cara superior de las zapatas

y en las cara enterradas inclinadas de pantallas de muros y estribos.

La carga se determina multiplicando el volumen del relleno por su

peso especifico.

CARGAS PERMANENTES:

FRICCION NEGATIVA “DOWN-DRAG” (DD)

Las cimentaciones profundas construidas a través de estratos de suelo

que son susceptibles a asentamiento experimentan el fenómeno de

“Fricción Negativa”.

Dependiendo del tipo de material que conforman los estratos de suelo,

el calculo de la carga de fricción negativa se hace según los Métodos a , b o g

• Método a (Suelos cohesivos)

• Método b (Suelos no-cohesivos)

• Método g (Suelos con cohesión y fricción)

CARGAS PERMANENTES:

FRICCION NEGATIVA “DOWN-DRAG” (DD)

CARGAS TRANSITORIAS : Carga Viva Vehicular La carga viva vehicular (HL-93 )de la Especificación AASHTO LRFD esta conformada por la

combinación de: Camión de Diseño + Carga Distribuida o

Tándem de Diseño + Carga Distribuida

Camión de Diseño : Corresponde al camión HS20-44 de 32.6Ton (72kip) con eje delantero

de 3.63Ton (kip) y 2 ejes posteriores de 14.52Ton (32Kip). La distancia entre líneas de

ruedas es de 1.80m

Tándem de Diseño: Conformado por 2 ejes de 110kN (25kip) espaciados

longitudinalmente 1.20m y con distancia entre ejes de ruedas de 1.80m

Carga Distribuida: Consiste de una carga de 0.95 ton/m (0.64kip/ft) distribuida

uniformemente en dirección longitudinal, y aplicada transversalmente en un ancho de 3.00m. A diferencia de la carga HS20 no considera cargas concentradas.

CARGAS TRANSITORIAS : Carga Viva Vehicular Ratios “Exclusion Vehicle” – vs HS20 Ratios “Exclusion Vehicle” – vs HL93

CARGAS TRANSITORIAS : Carga Viva Vehicular

FACTOR DE AMPLIFICACION DINAMICA (IM)

• Los efectos dinámicos de la carga vehicular se incorporan por medio

de un factor de amplificación que toma en cuenta los efectos de:

• Rugosidad e imperfecciones en la superficie de la vía

• Peso del vehículo y numero de ejes

• Velocidad del vehículo

• Características del puente (luz, tipo,etc)

• Aplicado solo a la carga estática de camión de diseño o tándem de

diseño como ( 1 + IM / 100 )

• No se aplica en elementos completamente enterrados

CARGAS TRANSITORIAS : Carga Viva Vehicular

FACTORES POR MULTIPLES VIAS CARGADAS

Estos factores toman en consideración la probabilidad de aplicación

simultanea de la carga viva vehicular en diferentes carriles.

La especificación AASHTO LRFD fue calibrada estadísticamente con un

par de vehículos. Esto explica el factor de múltiple presencia 1.20 para

una vía cargada.

AASHTO indica que una vereda con carga peatonal combinada con una

o múltiples carriles de carga viva vehicular puede considerarse como un

carril vehicular para fines de aplicación del factor de múltiples vías

cargadas.

CARGAS TRANSITORIAS : Cargas de Frenado (BR)

Representa la fuerza horizontal de frenado a lo largo del puente

que debe ser resistida por la sub-estructura.

AASHTO especifica que esta fuerza debe se el mayor de :

25% de la carga de camión o dela carga tándem en cada vía

asumiendo que todo el trafico circula en la misma dirección

5% de la suma de la carga de camión + carga distribuida asumiendo

que todo el trafico circula en la misma dirección

5% de la suma de la carga de tándem + carga distribuida asumiendo

que todo el trafico circula en la misma dirección

La fuerza de frenado se aplica a una distancia de 1.80m por encima del

nivel de la superficie de rodadura.

Los factores de múltiples vías cargadas aplican.

CARGAS TRANSITORIAS : Fuerza Centrifuga (CE) Los vehículos que circulas sobre puentes en alineamiento curvo generan una fuerza

centrifuga que debe ser considerada en el diseño.

AASHTO estima la fuerza centrifuga como el producto de las cargas de eje del camión o

tándem por un factor “C”, el cual se determina según la siguiente expresión:

Donde: V = velocidad de diseño (m/seg)

g = aceleración de la gravedad (m/sec2)

R = Radio de curvatura de la vía (m)

f = 4/3 para estados limites de servicio y resistencia, 1.00 para el estado limite de fatiga.

La carga se aplica a una distancia vertical de 1.80m por encima de la superficie de

rodadura. La velocidad de diseño debe ser mayor o igual a los valores especificados en

“A Policy of Geometric Design of Highway and Street ” AASHTO 1990. Los factores de múltiples vías cargadas aplican.

CARGAS TRANSITORIAS : Fuerzas de Fricción (FR)

Las fuerzas de fricción se generan por el deslizamiento relativo entre

elementos. Se recomienda emplear los valores extremos para los

coeficientes de fricción cuando se evalúan sus efectos.

El efecto de la humedad y el deterioro de las superficies de deslizamiento

deben de tomarse en consideración al determinar los coeficientes de

fricción.

CARGAS TRANSITORIAS : Carga Viva Peatonal (PL)

Puentes vehiculares que soporten veredas o ciclo-vías deben ser diseñados para la carga

Viva peatonal (PL) establecida en la especificación.

AASHTO especifica una carga peatonal de 367kg/m2 (75psf) para puentes con veredas de mas

de 600mm de ancho.

Puentes Peatonales deben diseñarse para la carga establecida en la Especificación AASHTO

LRFD para el Diseño de Puentes Peatonales. Carga de diseño de 440kg/m2 (90psf)

50 psf (244kg/m2) 100 psf (488kg/m2 ) 150 psf ( 732kg/m2 )

CARGAS TRANSITORIAS: SISMO

El aspecto de diseño sísmico de estructuras de puentes es un tema bastante

complejo, que requiere un especial tratamiento que va mas allá de los alcances

de esta presentacion.

En los ultimo años se ha tenido un giro radical en las metodologías de diseño,

que permiten ahora desarrollar diseño racionales y seguros empleando las mas

recientes técnicas de análisis (Análisis Sísmico Inelástico) y de diseño (Diseño por

Capacidad).

A fines del año 2009, AASHTO publico la primera edición de la Especificación

Guía para el diseño sísmico de puentes por la metodología LRFD”, en la cual se

incorporan las experiencias y lecciones aprendidas en diseño sísmico de puentes

como resultado de los sismos de Loma Prieta (1989) y Northridge (1994). A

consecuencia de estos devastadores sismos el Departamento de Transportes de

California inicio un extenso programa de investigación que finalmente ha sido

incorporado en las nuevas especificaciones de diseño.

CARGAS TRANSITORIAS: SISMO

EMPUJE DINAMICO DE TIERRAS

(Método de Monobe-Okabe)

La presión horizontal en estructuras de retención es amplificada durante el evento sísmico debido a la aceleración en la masa de tierra contenida. El método de Mononobe-Okabe es un método de análisis que permite determinar una presión de tierras estática equivalente.

El método es aplicable cuando:

La estructura puede deflectarse lo suficiente para movilizar la presión activa en el suelo contenido

El relleno esta conformado por material no-cohesivo y no-saturado

La cuña de falla esta definida por una superficie plana

La aceleración de uniforme en la masa de suelo contenido

EMPUJE DINAMICO DE TIERRAS

(Método de Monobe-Okabe)

COMBINACIONES DE CARGA – AASHTO LRFD

FACTORES DE CARGA – CARGAS PERMANENTES

Combinaciones de Carga AASHTO LRFD

Estado Limite de Resistencia

RESISTENCIA I : Combinación de carga básica correspondiente al uso normal

vehicular del puente sin viento

RESISTENCIA II : Combinación de carga correspondiente al uso del puente con

vehículos especiales sin viento

RESISTENCIA III : Combinación de carga correspondiente al puente expuesto a

vientos con velocidades de mas de 90km/hr (50mph) sin cargas vivas

RESISTENCIA IV : Combinación de carga para estructuras con relación de carga

muerta/carga viva elevada (>7.00 para tramos de mas de 75m de luz)

RESISTENCIA V : Combinación de carga correspondiente al uso normal vehicular

del puente con vientos con velocidad de 90km/hr


Estado Limite de Servicio

SERVICIO – I : Combinación de carga correspondiente a la operación normal del

puente con vientos de 90km/hr

SERVICIO – II : Combinación de carga para controlar la fluencia de estructuras de

acero y el deslizamiento en conexiones criticas a deslizamiento debido al paso de cargas vehiculares.

SERVICIO – III : Combinación de carga para verificar los esfuerzos de tracción en

super-estructuras de concreto pre-esforzado con el objetivo de controlar el

fisuramiento.

SERVICIO IV : Combinación de carga para verificar la tensión en columnas de

concreto pre-esforzado con el objetivo de controlar el fisuramiento


Estados Limite de Evento Extremo y Fatiga

EVENTO EXTREMO – I : Combinación de carga con SISMO

EVENTO EXTREMO – II : Combinación de carga correspondiente a la

colisión de navíos o vehículos contra el puente

FATIGA : Combinación de carga para evaluar fatiga y fractura en

los componentes estructurales debido a cargas vehiculares

repetitivas


La especificación AASHTO LRFD requiere verificar la estabilidad

de las estructuras en el Estado Limite de Resistencia.

Capacidad Portante

Estabilidad a Volteo

Verificación de excentricidad

Estabilidad a Deslizamiento


La especificación AASHTO LRFD requiere verificar la estabilidad

de las estructuras en el Estado Limite de Resistencia:

Evaluación de Presiones Transmitidas ( qu < F qn )

Estabilidad a Volteo (excentricidad)

Estabilidad a Deslizamiento ( Ru < F Rn )

ANALISIS DE ESTABILIDAD Verificación por Capacidad Portante - Factores de Carga

ANALISIS DE ESTABILIDAD Verificación por Excentricidad y Deslizamiento

Factores de Carga

ANALISIS DE ESTABILIDAD Factores de Carga para sobrecargas (LS)


Evaluación de Presiones Transmitidas

Estructuras cimentadas en suelos (distribución uniforme):

Estructuras cimentadas en roca (distribución lineal):

Para e < B/6 : Para e > B/6 :

ANALISIS DE ESTABILIDAD Estructuras cimentadas en suelos (distribución uniforme de presiones)

ANALISIS DE ESTABILIDAD Estructuras cimentadas en roca (distribución lineal de presiones)

ANALISIS DE ESTABILIDAD - Presión Transmitida

FACTORES DE REDUCCION A CAPACIDAD PORTANTE NOMINAL


Estabilidad a Volteo (Excentricidad)

Para estructuras cimentados en suelo, la ubicación de la

resultante de la fuerza de reacción debe estar ubicada en la

mitad central de la base ( e < 0.25 B )

Para estructuras cimentadas en roca, la ubicación de la

resultante de la fuerza de reacción debe estar ubicada en los

tres-cuartos centrales de la base ( e < 0.375 B )


Estabilidad a Deslizamiento

La resistencia factorada a la falla por deslizamiento es:

RR = F Rn = Ft Rt + Fep Rep

Donde:

Rt = resistencia nominal por fricción entre el suelo y la fundación

Ft = factor de resistencia para fricción entre suelo y fundación

Rep = resistencia nominal pasiva del suelo

Fep = factor de resistencia a resistencia pasiva

ANALISIS DE ESTABILIDAD A DESLIZAMIENTO

Factores de Reducción a capacidad por deslizamiento

Diseño Estructural

Diseño de elementos de Concreto Armado

Estado Limite de Resistencia: La resistencia nominal reducida FRn debe ser superior a las cargas

actuantes factoradas

Estado Limite de Servicio:

Se debe controlar los esfuerzos en el concreto y en la armadura de

refuerzo para limitar el fisuramiento.


Diseño por Flexión (Estado Limite de Resistencia)


Diseño por Flexión (Estado Limite de Servicio)

As

b d:=

k 2 n n( )2

+ n-:=

j 1k

3-:=

fs

Ms

As j d:=

fc

Ms

1

2j k b d

2

:=


Diseño por Flexión (Estado Limite de Servicio)

La especificación requiere limitar el espaciamiento “s” de la armadura de

refuerzo según la siguiente expresión:

Donde:

ge = Factor de exposición 1.00 (Clase 1) : Fisura máxima = 0.43mm

Factor de exposición 0.75 (Clase 2) : Fisura máxima = 0.32mm

dc = Distancia de la fibra extrema en tensión al centroide de la barra

de refuerzo

h = Peralte del componente


Diseño por Corte (Estado Limite de Resistencia) Diseño por cortante según le Teoría Modificada de Campo de

Compresiones (MCFT)


Diseño por Corte (Estado Limite de Resistencia)

La resistencia nominal a corte es la menor de las resistencia

calculadas con las siguientes expresiones:

Las resistencias a corte proporcionadas por el concreto y la armadura

de refuerzo son:



El coeficiente b es un indicador de la capacidad del concreto

fisurado para transmitir fuerzas de corte y es función de la

deformación unitaria a tracción en el centroide de la armadura de refuerzo es



Para secciones que cumplen los requerimientos de armadura mínima a

corte:

Para secciones con menos de la armadura mínima

a corte:

El ambos casos el ángulo de inclinación es:

EJEMPLO DE DISEÑO: Sub-Estructura

GEOMETRIA de Estribos - Elevacion

GEOMETRIA de Estribos – Secciones Típicas

PARAMETROS DE DISEÑO Propiedades del Material de Relleno:

gs = 2 ton/m3

F = 32 grados

ko = 0.470

ka = 0.307

kp = 3.255

m = 0.600

Peso unitario de elementos de concreto armado:

gc = 2.50 ton/m3

Sobrecarga viva:

w sc = 1.2 ton/m2

Aceleracion Sismica:

PGA = 0.40 g

kh = 0.20 g

Kae = 0.44

PARAMETROS DE DISEÑO

Reacciones Super-estructura (Por Tablero)

DC1 = 112.08 ton

DC2 = 143.62 ton

DW = 41.58 ton

LL+IM = 131.04 ton

BR = 21.23 ton (Apoyo Fijo)

Friccion = 0.00 ton (Apoyo Fijo)

EQ = 237.82 ton (Apoyo Fijo)

GEOMETRIA

Geometria Estribo:

H1 = 1.20 m

H2 = 5.50 m

H3 = 1.40 m

H4 = 1.76 m

H = 9.86 m

H relleno frontal= 1.00 m

B1 = 4.30 m

B2 = 3.80 m

B = 8.10 m

T1 = 1.00 m

T2 = 0.30 m

T3 = 0.00 m

T4 = 0.40 m

W = 17.20 m (Ancho de Pantalla)

Wzapata = 18.40 m (Ancho de Zapata)

DETERMINACION DE ACCIONES “RESISTENTES”

Volumen Peso xi yi Mi

(m3) (ton) (m) (m) (ton-m)

Zapata 178.85 447.12 4.05 0.60 1810.84

Muro Frontal 94.60 236.50 3.80 3.95 898.70

Viga Cabezal 31.30 78.26 3.95 7.40 309.13

Pantalla 12.11 30.27 4.40 8.98 133.20

Relleno 549.71 1099.42 6.25 5.45 6873.50

Relleno Frontal 56.76 113.52 1.65 1.70 187.31

R Super (DC) -- 255.70 3.80 971.66

R Super (DW) -- 41.58 3.80 158.00

R Super (LL) -- 131.04 3.80 497.95

Sobrecarga wsc -- 72.24 6.35 -- 458.72

Fuerza H -- yi Mi

(ton) (m) (ton-m)

Empuje Pasivo -- 270.94 -- 0.73 198.69

xi = Distancia horizontal a la punta de la zapata

yi = Distancia vertical a la punta de la zapata

FU

ER

ZA

S R

ESIS

TEN

TES

DETERMINACION DE ACCIONES “ACTUANTES”

FUERZAS ACTUANTES Fuerza H -- yi Mi

(ton) (m) (ton-m)

Empuje (Ka) -- 513.79 -- 3.29 1688.66

Empuje LL (Ka) -- 62.53 -- 4.93 308.27

Empuje (Ko) -- 786.06 -- 3.29 2583.51

Empuje LL (Ko) -- 95.67 -- 4.93 471.63

Friccion -- 0.00 -- 8.10 0.00

Frenado -- 21.23 -- 8.10 172.00

Sismo Superestructura -- 237.82 -- 8.10 1926.37

Empuje Dinamico (EAE) -- 737.09 -- 4.93 3633.83

Inercia Estribo -- 158.43 -- -- 410.68

Inercia Relleno (50%) 109.94 -- 5.45 599.01

yi = Distancia vertical a la punta de la zapata

ANALISIS DE ESTABILIDAD A VOLTEO (Excentricidad)

ANALISIS DE ESTABILIDAD A VOLTEO (Excentricidad)

Analisis de Estabilidad - AASHTO LRFD - Estado Limite de Resistencia

EXCENTRICIDAD

0.90 DC + 1.50 EPH (Ka) + 1.00 EPV + 1.75 EPHsc (Ka) + ( 0.90 DCSuper + 0.65 DW Super + 1.75 BR Super )

MA = 3373.5 Ton-m

MR = 10874.7 Ton-m

SV = 2183.0 Ton

M = MA - MR + SV * B/2 = 1340.1 Ton-m

e = M / SV = 0.61 m

e/B = 0.08 e/B max = 0.25

D/C = 0.30 ..Ok



DESLIZAMIENTO

0.90 DC + 1.50 EPH (Ka) + 1.00 EPV + 1.75 EPHsc (Ka) + ( 0.90 DCSuper + 0.65 DW Super + 1.75 BR Super )

FA = 917.27 Ton

SV = 2183.04 Ton

m = 0.600

Normal * m = 1309.82 Ton

PEP (Empuje Pasivo) = 270.94 Ton

Ft = 0.8

Fep = 0.5

FR = Ft * ( SV * m ) + Fep * PEP

F FR = 1183.33 Ton

D/C = FA / FR = 0.78 ..Ok

ANALISIS DE ESTABILIDAD – Capacidad Portante



CAPACIDAD PORTANTE

1.25 DC + 1.35 EPH(Ko) + 1.35 EPV + 1.75 EPHsc (Ko) + 1.75 EPVsc + ( 1.25 DCSuper + 1.50 DW Super + 1.75 LL+IMSuper + 1.75 BR Super )

MA = 4614.1 Ton-m

MR = 16597.7 Ton-m

SV = 3365.4 Ton

M = MA - MR + SV * B/2 = 1646.3 Ton-m

e = M / SV = 0.489 m

e/B = 0.06

qa = 25.7 ton/m2

qn = 60 ton/m2

F qn = 27.0 ton/m2

D/C = qa / Fqn = 0.95 ..Ok

ANALISIS DE ESTABILIDAD A VOLTEO

Estado Limite de Evento Extremo de Sismo

Analisis de Estabilidad - AASHTO LRFD - Estado Limite de Evento Extremo (Sismo)

EXCENTRICIDAD

DC + EPH + EPV + EPHEQ + INERCIA Estribo + INERCIA Relleno + ( DCSuper + DW Super + EQ Super )

MA = 6569.9 Ton-m

MR = 11342.3 Ton-m

SV = 2302.4 Ton

M = MA - MR + SV * B/2 = 4552.2 Ton-m

e = M / SV = 1.98 m

e/B = 0.24 e/B max = 0.33

D/C = 0.74 ..Ok




DESLIZAMIENTO


FA = 1243.28 Ton

SV = 2302.38 Ton

m = 0.600

Normal * m = 1381.43 Ton

PEP (Empuje Pasivo) = 270.94 Ton

Ft = 1

Fep = 1

FR = Ft * ( SV * m ) + Fep * PEP

F FR = 1652.36 Ton

D/C = FA / FR = 0.75 ..Ok




CAPACIDAD PORTANTE


MA = 6569.9 Ton-m

MR = 11342.3 Ton-m

SV = 2302.4 Ton

M = MA - MR + SV * B/2 = 4552.2 Ton-m

e = M / SV = 1.98 m

e/B = 0.24

qa = 30.2 ton/m2

F qn > 60.0 ton/m2

D/C = qa / Fqn = 0.50 ..Ok

DISEÑO ESTRUCTURAL DE LOS COMPONENTES

DEL ESTRIBO : ANALISIS ESTRUCTURAL


DEL ESTRIBO : DISEÑO POR FLEXION

TABLA RESUMEN: RESULTADOS ANALISIS ESTRUCTURAL - ESTRIBO

Combinacion de Carga

Permanente S1-Max S1-Min U1-Max U1-Min X1

Ubicacion (Ton-m) (Ton-m) (Ton-m) (Ton-m) (Ton-m) (Ton-m)

M(+) Punta 71.61 90.20 85.31 127.03 111.77 163.64

M(-) Talon 42.77 53.51 58.25 78.56 94.42 133.34

M(-) Pantalla 104.80 135.24 134.48 194.52 192.02 310.67

M(-) Parapeto 0.86 1.73 1.73 2.69 2.69 8.46



(Estado Limite de Resistencia)

Propiedades de Material:

f'c = 280 kg/cm2 Ec = 250998 kg/cm2

fcr = 51.83 Es = 2100000 kg/cm2

fy = 4200 kg/cm2 n = 8.367

Calculo Indice Demanda/Capacidad : Estados Limites de Resistencia y Evento Extremo

Mu 4/3 Mfact 1.20 Mcr b h d As As a F Mn D/C

(Ton-m) (Ton-m) (Ton-m) (cm) (cm) (cm) (cm2) (cm) (Ton-m)

163.64 218.19 149.27 100 120 111.23 #8 @.125 40.80 7.20 184.43 0.89

149.27 177.79 149.27 100 120 111.23 #8 @.125 34.00 6.00 154.55 0.97

310.67 414.23 149.27 100 120 111.83 2 #11 @.25 84.80 14.96 371.64 0.84

11.28 11.28 16.59 100 40 34.2 #5 @.20 9.95 1.76 12.53 0.90



(Estado Limite de Servicio)

Propiedades de Material:

f'c = 280 kg/cm2 Ec = 250998 kg/cm2

fcr = 51.83 Es = 2100000 kg/cm2

fy = 4200 kg/cm2 n = 8.367

Estado Limite de Servicio : Calculo de Esfuerzos en Armadura y Concreto

Ms r = As/bd k j fs fs/fy bs s max fc fc/f'c

(Ton-m) (kg/cm2) (mm) (kg/cm2)

90.2 0.00367 0.219 0.927 2144.06 0.51 1.11 221 71.84 0.26

58.25 0.00306 0.202 0.933 1651.48 0.39 1.11 339 49.97 0.18

135.24 0.00758 0.298 0.901 1583.61 0.38 1.10 377 80.49 0.29

1.73 0.00291 0.198 0.934 544.24 0.13 1.24 1282 16.02 0.06


DEL ESTRIBO : DISEÑO POR CORTE

(Estado Limite de Resistencia)


DEL ESTRIBO : DISEÑO POR CORTE

Secciones Criticas a Corte

diseño de puentes -jack_lopez_jara_aci-peru

Engineering