presentacion puente curvo

8/20/2019 Presentacion Puente Curvo

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ANÁLISIS Y DISEÑO DE PUENTE DESECCIÓN COMPUESTA EN CURVAIng. Jorge R. Trejo


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Las restricciones geométricas de las vialidades urbanas actuales plantean frecuentemente la necesidad de

proyectar geométricamente puentes con una configuración curva horizontal. Dependiendo del radio de

curvatura de estos puentes es posible solucionar la superestructura segmentándola en tramos rectos, con

base en un sistema tradicional de trabes rectas y losa de concreto.

INTRODUCCIÓN


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Sin embargo, cuando el proyecto geométrico del puente

requiere de radios de curvatura pequeños, la solución

tradicional de segmentos de trabes rectas resulta poco

práctica y de muy baja calidad estética.

INTRODUCCIÓN


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Los puentes formados por trabes curvas de acero y losas de concreto constituyen una alternativa de soluciónmuy atractiva estéticamente y cuya aplicación se ha incrementado recientemente en diversas ciudades denuestro país. Sin embargo, la experiencia en el diseño y en la construcción de este tipo de puentes nos alertadel cuidado que se debe tener en cada una de sus etapas, tanto de su fase de diseño (concepto, análisis,dimensionamiento y detalle) así como de su fase constructiva (fabricación, transporte y montaje) a fin de teneruna estructura que cumpla con los requisitos de seguridad, funcionalidad y estética que son planteados desdesu proyecto.

INTRODUCCIÓN


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Un sistema basado en trabes curvas de acero y una losa de concreto como tablero. Las vigas curvas de acerotienen individualmente muy baja rigidez torsional y aseguran su estabilidad solo si son conectadas con las otrastrabes por medio de un conjunto de diafragmas transversales, lo que a su vez conduce a aumentarsignificativamente la rigidez torsional del sistema en general.

CONFIGURACIÓN DE SUPERESTRUCTURA


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ESPECIFICACIONES DEL PUENTE

Tipo de Puente:

Número de Vigas:

Atiesadores Longitudinales:

Atiesadores Transversales:

Esviaje:

Conectores de Cortante:

Acero Estructural:

Concreto:

Acero de Refuerzo:

2 tramos continuos de Sección Compuesta

tipo I en Curva con 52m de radio.

3 Vigas Compuestas en acero Tipo I.

A-36 (1.9cm x 12.7cm).

A-36 (1.9cm x 12.7cm -100cm).

0° (No esviajado).

7/8’’x 5’’ – 6’’ (2.22cm x 12.7cm – 15cm)

Alma: ASTM09(S), A572-50

Patín: ASTM09(S), A572-50

Pilas y Cabezales - f’c = 300kg/cm².

Losa – f’c = 300kg/cm²

ASTM(RC), Grade 60, fy = 4200kg/cm²


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ESPECIFICACIONES DEL PUENTE Trabe Sección 1-1

Flexión Positiva. d (cm) b (cm)

Patín Superior. 5.08 40.64

Alma. 175.00 1.27

Patín Inferior. 5.08 45.72

Losa de Concreto. 25.00 300.00

Trabe Sección 2-2

Flexión Negativa. d (cm) b (cm)

Patín Superior. 6.35 45.72

Alma. 175.00 1.43

Patín Inferior. 6.35 50.8

Losa de Concreto. 25.00 300.00


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ESPECIFICACIONES DEL PUENTE

Diafragma Sección W 16X45

Dimensiones (cm)

Peralte 40.894

Patín 17.8816

Espesor del alma 0.8763

Espesor de Patín 1.4351

Diafragma Sección L 6X6X1/2

Dimensiones (cm)

Peralte (H) 15.24

Ancho (B) 15.24

Espesor (tw) 1.27


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INFORMACIÓN GENERAL

Girder Type: Composite I 2@3200 cm.

Modeling Type: All Frame.

Deck Width (Ancho de Losa): 900 cm.

Support Skew Angle (Angulo de Esviaje): 0°

Radius (Radio de Curvatura): 5200 cm.

Type: Convex (Convexo).

Boundary (Apoyo): With Substructure.

Bearing Type: Elastic Link (Enlace Elástico).Elastic Link Stiffness (Rigidéz Elástica):

o Kx = 305914 kg/cm

o Ky =3400 kg/cm

o Kz = 3400 kg/cm

Elastic Link Length (Espesor de Apoyo):10cm

Pier Cap (Cabezal): 5: T 180X180

Length (Longitud de Cabezal): 900 cmColumn (Columna): 8: P175

Height (Altura de Columna): 1200 cm

Spacing (Espacio entre Columnas): 0 cm

Material: 3: fc300

Pier Support (Apoyo de la Columna): Fixed(Empotrado).


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INFORMACIÓN DE SECCIONES

Deck Thickness (Espesor de Losa): 25 cm.

Number of Girders (Numero de Trabes): 2

Material:o Deck: 1: S. Compuesta

o Girder: 1: S. Compuesta

o Bracing: 2: A572-50

Transverse Deck Element:o Spacing: Divisions per Span: 32

Bracing Informationo Spacing: Divisions per Span: 8

Girder Information:o No. Of Divisions: 3 Symmetry

o 1: Section 1-1 (0 – 2400 cm)

o 2: Section 2-2 (2400 – 3200)

o Copy to Current Girder Data to OtherGirders.


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INFORMACIÓN DE CARGAS

Pavement and Barrier:o b1, b5 = 50 cm

o b3 = 0 cm.

o b2, b4 = 400 cm.

Dead Loads:o Selft Weight ( Peso Propio).

o Wet Concrete (Concreto Fresco):

Weight Density: 0.002403 kg/cm³

Thickness: 25 cm.

o Form Work (Cimbra): 0.01 kg/cm² (100 kg/m²).

o Barrier (Barrera): 7 kg/cm ( 700 kg/m).

o Wearing Surface:

Weight Density: 0.0022 kg/cm³

Thickness: 12 cm.


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INFORMACIÓN DE CARGASLive Loads

o Define Moving Load Case: AASHTO LRFD

o Define Trafic Lanes:

• No. Of Lanes: 2

• D1: 200 cm.

• D2: 500 cm.

o Define Vehicles:

• Add Standard:

– HS20 – FTG 33%

– HL – 93TRK 33%

60 90

50

200 300


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INFORMACIÓN DE ETAPASCONSTRUCTIVAS


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EDICIÓN DE PROYECTO

Eliminar Cargas Sobrantes

Edición de EtapasConstructivas

Casos de Carga Móvil

Factor de Presencia

Múltiple

*Nota: Vigas ficticias asignar Center - Top


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EFECTOS DEPENDIENTES DEL TIEMPO

Flujo Plástico y

Contracción Esfuerzo de Compresión


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SISMO DINÁMICO

Análisis de Eigenvalores

Peso Propio a Masa

Cargas a Masas


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ANÁLISIS DE ETAPAS CONSTRUCTIVAS


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COMBINACIONES DE DISEÑO

Results > Load Combinations > General > AutoGeneration.

o Option: Add Envelope

o Code Selection: Steel Composite AASHTO – LRFD12.

o Manipulation of Construction Stage Lod Case:ST+CS.

Load Combination > General > Copy into CompositeDesign.

Para llevar a cabo el diseño de las trabes de seccióncompuesta es importante copiar las combinacionesgenerales de la pestaña “General” a la pestaña“Composite Design”.


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DISEÑO DE SECCIÓN COMPUESTA

INFORMACION DE TRABES POR TRAMOSLa información de los tramos es requerido por el programa para distinguir el final de cada tramo. Se

necesitan fórmulas de verificación de cortante para los claros dependiendo su ubicación. La información

por tramo se utiliza para las vista gráfica de resultados de diseño por claro.

Structure > Composite Bridge > Span Information.


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Diseño AASHTO LRFD 2012

1. El ancho efectivo debido a la placa de pandeo para una secciónde acero se calcula automáticamente para conocer la resistenciaa la flexión, pero no para el análisis. Las propiedades de lasección bruta por abultamientos y las propiedades de secciónagrietada por hundimientos se utilizan para calcular las

tensiones que se utilizarán para el cálculo de las propiedades desección efectiva.

2. Los anchos efectivos debido al arrastre por cortante tanto para lasección de acero y la losa de concreto no se consideranautomáticamente por el programa tanto para el análisis y diseño.

3. Las propiedades de la sección agrietada de la losa de concreto seconsideran para calcular el abultamiento por flexión pero nopara el análisis.

Parámetros de Diseño


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Opción para el Estado Límite de Resistencia.

Se permite la selección de la aplicación del apéndice A6 para laresistencia a la flexión negativa en tramos continuos de las seccionescompuestas tipo I compactas y no compactas. El uso del apéndice A6 esopcional de acuerdo con el código.

Si las siguientes 3 condiciones no satisfacen las requerimientos de unasección compacta bajo condiciones de flexión positiva y tramoscontinuos, el momento nominal es restringido a 1.3RhMy.

El tramo considerado y la estructura de apoyo debe satisfacerlos requisitos del artículo B6.2.

El valor apropiado de la rotación en el apoyo (θRL) excede0.009 radianes en todas las direcciones.

En este caso la resistencia a la flexión nominal de la sección noesta sujeta a la limitación de la ecuación 6.10.7.1.2-3.

Parámetros de Diseño


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MODIFY COMPOSITE MATERIAL

En esta ventana se asignan las propiedades del material compuesto a

diseñar (trabe de acero, losa de concreto y acero de refuerzo

longitudinal).

Design > Composite Design > Design Material

Seleccionar el material S. Compuesta en la lista de materiales.

• Steel Material Selection > Code > ASTM09(S)

Grade > A572-50

•

Concrete Material Selection > NoneName > fc300

Specified Compressive Strength > 300 kg/cm2.Modificación de Material


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TIPO DE COMBINACIÓN DE CARGA Y ACERO DE REFUERZO.

Design > Composite Design > Load Combination Type.

El software clasifica automáticamente las combinaciones

correspondientes a Resistencia, Servicio y Fatiga (ver imagen

inferor).Design > Composite Design > Longitudinal Reinforcement.

(Ver Imagen Izquierda).


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ATIESADORES TRANSVERSALES

Design > Composite Design > Transverse Stiffener.

Los atiesadores transversales son requeridos para considerar el

campo de tensión en el alma de la viga para la revisión de Estados

Límite de Esfuerzos.

Section 1-1 > Web > Clic en: (…)

Stiffener Type > Flat > One Stiffener Fy > A-36

Pitch > 100 cm

B > 12.7 cm (Para sección 2-2 se recomienda 15.24 cm (6’’)

t > 1.9 cm.

OK > Apply

Realizar los mismos parámetros en Section 2.2.


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LONGITUD DE ARRIOSTRAMIENTO

Design > Composite Design > Unbraced Length

Ly: Longitud no soportada por pandeo alrededor del eje

fuerte (y) determinado por atiesadores transversales.

Lz: Longitud no arriostrada por pandeo alrededor del eje

débil (z) determinado por atiesadores longitudinales.

Lb: Longitud sin soporte lateral se utiliza para la

comprobación de pandeo lateral en Diseño de Sección

Compuesta.

Seleccionar todas las trabes de sección compuesta.

• Unbraced Length:

Ly = 100 cm.

Lz = 85 cm.

• Laterally Unbraced Length

Lb = 85 cm.


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CONECTORES DE CORTANTE

Design > Composite Design > Shear connector.

• Shear Connector > Category > A

(530 camiones por día) 6.6.1.2.3-2 AASHTO LRFD-12

• Shear Connector > Pich > 15.24 cm (6’’)

• Shear Connector > Height > 12.7 cm (4’’)

• Shear Connector > Dia > 2.2 cm (3/4’’)

• Shear Connector > Fu > 4080 kg/cm2

• Spacing Shear Connector > 12.7 (5’’) cm.

• Num. Of Shear Connectors > 3

• Length between max moment and zero moment > 1200 cm

• Composite Continuous Span in Neg. Moment.

*Tramos Simplemente Apoyados: distancia entre el máximo momento

positivo y el momento cero.

*Tramos Continuos: distancia entre el momento positivo y el apoyo

adyacente.


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PARÁMETROS DE FATIGA

Design > Composite Design > Fatigue Parameters.

Seleccionar todas las trabes de sección compuesta.

• Shear Connector > Category > A

• Shear Connector > (ADTT)SL > 530

• Shear Connector > N(n/cycle) > 1

INFORMACIÓN DE PUENTE CURVO

Design > Composite Design > Curved Bridge Info.

Esta información de puente curvo le permite al software

considerar el puente como un puente curvado para su Diseño Compuesto.

El Radio que se introduce aquí no afecta el diseño por fuerzas (momento

lateral).

Seleccionar todas las trabes de sección compuesta:

• Curved Bridge Info. > Girder Radius > 5200 cm

• Convex > Apply


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RESULTADOS DE DISEÑOSTRENGTH LIMIT STATE (FLEXURE).

Esta tabla muestra los resultados de la revisión por estados límite de esfuerzos en flexión de acuerdo al articulo 6.10.6.2.

• My: Momento de Fluencia.

• Mp: Momento Plástico

• Mu: Momento Último.

• phiMn: Resistencia nominal a la flexión.

• Fbu: El valor más grande de esfuerzo a la compresión en toda la longitud no arriostrada en los patines.

• phiFn: Resistencia nominal a la flexión en los patines.

• Dp: Distancia desde el lecho superior de la losa de concreto al eje neutro de la sección compuesta en su momento plástico.

• Dt: Peralte total de la sección compuesta.


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RESULTADOS DE DISEÑOSTRENGTH LIMIT STATE (SHEAR).

Esta tabla muestra los resultados de la revisión por estados límite de esfuerzos en Cortante de acuerdo al articulo 6.10.6.3.

• Vu: Cortante Último.

• phiVn: Cortante Nominal multiplicado por el factor de resistencia.

• bt_lim1: 2.0 + (D/39) por la ecuación 6.10.11.1.2-1.

• bt_lim2: 16tp por la ecuación 6.10.11.1.2-2.

• bt_lim3: bf/4 por la ecuación 6.10.11.1.2-1.

• bt: espesor proyectado del atiesador transversal por el artículo 6.10.11.1.2.

• It_lim: momento de inercia límite del atiesador transversal por el artículo 6.10.11.1.3


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RESULTADOS DE DISEÑOSERVICE LIMIT STATE.

Esta tabla muestra la verificación de resultados para el estado límite de

servicio de acuerdo al articulo 6.10.4.2

• fs: esfuerzo a flexión en el alma.

• fcrw: esfuerzo límite a flexión en el alma.

• Fcf: esfuerzo a compresión en los patines.

• fcf_lim: esfuerzo límite de compresión en los patines.

• fct: esfuerzo a la tensión en los patines.

• fct_lim: esfuerzo limite a tensión en los patines.


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RESULTADOS DE DISEÑO


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RESULTADOS DE DISEÑO


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GRACIASIng. Jorge R. Trejo

[email protected]

+52 (55) 5846 7501
mailto:[email protected]:[email protected]

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