proyectos específicos_puente provisional

8/14/2019 Proyectos Especficos_Puente Provisional

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ESTRUCTURAS DE MADERA CAPTULO VII

CAPTULO 7

PROYECTOS ESPECFICOS

PROYECTO #3: DISEO DE UN PUENTE PROVISIONAL

Los puentes de madera para trfico de camiones, por lo general se disean para una vida til no

mayor a 5 aos, y se emplean como ayuda en la construccin de carreteras o vas frreas.

Geometra:

ELEVACIN:

Pasamano

Poste

Estribos de

HC

Vigas

maestras

Luz total

Luz libre

A

SECCIN A-A

Poste yPasamano

EntabladoVigasmaestras

Ancho de calzada

UNIVERSIDAD MAYOR DE SAN SIMON FACULTAD DE CIENCIAS Y TECNOLOGIA224


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Para el proyecto se asumir como camin tipo HS20, que tiene la siguiente configuracin:

P1 P2 P2

4.3 m 6 m

Donde el peso por rueda del primer eje es P1:

P1 = 3600/2 = 1800 k

Donde el peso por rueda de los ejes traseros es P 2:

P2 = 14400/2 = 7200k

Diseo de Tablero.-

Se escoge una madera del grupo A, en este caso el Quebracho. El esquema de carga se muestra a

continuacin:

La carga muerta, que es una carga distribuida, se calcula predimensionando la seccin del tablero, y

sumando el peso de una carpeta de rodadura.

Peso Propio:

El peso propio ser:

hb = pP

El peso especfico, y los esfuerzos admisibles del Quebracho son los siguientes:

Grupo A (Quebracho)

Entonces:

m

k3615.030.0800P p ==


b =30 cm

h =15 cmESCUADRA:

fad 210 k/cm2

ad 15 k/cm2

E

95000 k/cm

2

fad 275

(cm)L

800 k/m3


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Carpeta de rodadura: Se coloca esta carpeta para que el entablado no este

afectado por la intemperie; el peso por metro cuadrado de

sta capa es de 50 k/m2 , entonces el peso por metro de

entablado ser:

mk15m3.0

mk50base

mk50 22 ==

El total de la carga muerta Cm ser:

mk

511524PPCm rp =+=+=

Posiciones ms desfavorables de la carga viva:

POSICION DE CARGA VIVA 1:

POSICION DE CARGA VIVA 2:

Para la influencia de la carga viva, debemos sealar que del esquema de cargas graficado

anteriormente, la posicin 1 es la ms desfavorable para la deformacin y la flexin, y la posicin 2

es la ms desfavorable para el cortante.

Primeramente se verificar si la seccin asumida cumple a la deformacin admisible y a la flexin

admisible, o sea con la posicin 1. Para la obtencin de esfuerzos y de deformaciones se simulo una

viga continua con 6 apoyos en el programa SAP2000. Se introdujo la geometra, como se explic en

el tutorial del SAP2000, el tipo de material (madera con un mdulo de elasticidad de 95000 k/cm2),

la seccin asumida de 30 x 15 cm, y las cargas, tanto muerta como viva, siendo esta ltima colocada



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Diagrama de Momentos y Momento Mximo:

Deformada del entablado y Flecha Mxima:

FLEXIN:

2

maxf

hb

M6

=



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2

2fcm/k2.166

1530

1870006 =

=

Como este valor es menor al admisible, entonces cumple.

El coeficiente de seguridad a la flexin ser:

3.12.166

210C.Seg

f

ff

ad

===

FLECHA:

La flecha admisible ser:

cm54.0275

148

275

(cm)Ladf ===

La flecha que produce la carga, segn la simulacin estructural es 0.35 cm.

Como este valor es menor al admisible, entonces cumple.El coeficiente de seguridad a la deformacin ser:

54.135.0

54.0C.Seg

f

fadf ===

Posicin 2.-

Carga Viva:

Reacciones en toneladas:



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CORTE:

La seccin crtica para el cortante mximo es en el extremo del tramo (cualquier extremo), por tanto

la reaccin ms grande hallada de la simulacin estructural es la que se debe usar para verificar al

cortante. Como la reaccin ms grande es de 8.17 ton entonces:

fallacmk15ad

cmk23.27

15308170

23

hbQ

23

22

max=>=

=

=

Entonces se decide aumentar el rea de corte del apoyo, con el uso de un torna puntas, que es una

placa de madera que se aumenta en el apoyo, y va entre el tablero y la viga.

Entonces colocar un torna puntas de 20 cm de espesor:

cumplecm

k15ad

cm

k6.11

20)15(30

8170

2

322=


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8.0 [m]

A

4.3 [m] 6 [m]

B

Pp

1.8 t 7.2 t 7.2 t

NOTA 1.- Para las consideraciones de la carga viva, tambin se debera analizar la Carga

Equivalente del tren tipo para posteriormente compararla con la lnea de influencia del tren

tipo. Un anlisis ms detallado se ver en la materia de puentes.

Para hacer el anlisis correspondiente a las vigas primero debemos asumir una escuadra:

El peso propio ser:

Pp = 800 k/m3. 0.35 m . 0.70 m = 196 k/m Pp= 196 k/m

El peso del tablero se determinar usando el rea de influencia de una viga maestra:

PT = 800 k/m3. 1.48 m . 0.15 m = 177.6 k/m

El peso producido por la capa de rodadura es:

PC.R. = 50 k/m2. 1.48 m = 74 k/m

Por lo tanto la carga muerta total ser:

qTOTAL= (196+177.6+74) = 447.6 k/m

En este punto tambin se introducir el efecto de los diafragmas para las consideraciones de los

esfuerzos. Los diafragmas podrn asegurar una accin conjunta de las vigas, adems de lograr un

arriostramiento entre stas.

Los diafragmas sern del mismo grupo estructural que las vigas y sern distribuidos cada metro a lolargo del puente. La seccin de los diafragmas ser de 10cm x 10 cm. y una longitud de 1.35 metros.

(Ver anexo captulo VII).

El peso propio ser:

Pdiafragma =2.800 k/m3. 0.10 m . 0.10 m . 1.35 m = 21.6 k Pdiafragma= 22 k


b =35 cm

h de L/12 a L/10 800/11 = 72.72 70 cmESCUADRA:


10/13

22 k22 k22 k22 k22 k22 k22 k22 k

7.2 t +0.022 t

A BA BBA

7.2 t


Entonces:

DEFORMACIN:

( )cm25.0

12

703595000384

80047.45

IE384

Lq5f

3

44

1 =

=

=

;

( ) ( )cm822.0

12

7053950008384

80022485

12

70530005984

0087200

IEn384

LP4n5

IE84

LPf

3

32

3

33

2

23

12 =

+

=

+

=

cm072.1822.025.0fff 21T =+=+=

BIENadffcm2.93275

800

275

L(cm)adf T


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BIENadk/cm52.630753

18156806 f

2

2f


12/13


cm75.3"211cm5.3

10

35

10

b pp =====

k400863540tbT;k/cm)5030( a12

maderaaplast ===

f4

;AfT s

2

ps2

=

dulce)(Acerok/cm)1200800(f0.6);-(0.5 2s ==

k44170084

75.35.0T

2

2 =

=

k63.239075.3170170T 223 ===

63.15207TTTT 321 =++=

Como dijimos antes es preferible usar la fuerza T1 para sacar el nmero de cuas:cm67.4670

3

2h

3

2Z ===

Ahora necesitamos determinar el momento mximo, para esto tomaremos la posicin ms

desfavorable del tren de carga. Entonces la fuerza horizontal ser:

k65.3890467.46

1008.18156MH MAX =

==

Z

5n63.4

8400

65.38904

T

Hn

1

====



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Colocado de cuas:

22 k 22 k 22 k 22 k 22 k 22 k 22 k22 k

7.2 t + 0.022 t

5489.4 k14984 km

18156.8 km

3611 k

3611 k

CORTANTE

5489.4 k

MOMENTO

5992 km

2996 km

5489.4 k

5489.4 k

11988 km

8992 km

A B

Ubicacin aproximada de las cuas:

Cua #1: 88 cm. del lado izquierdo


Cua #3: 215 cm. del lado izquierdoCua #4: 286 cm. del lado izquierdo



Las dems cuas sern simtricas a las anteriores. Los pernos se colocarn al centro de 2 cuas

adyacentes y sern de 1 .


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