puente colgante.xls

51
DISEÑO ESTRUCTURAL DE UN PUENTE COLGANTE PROYECTO: PUENTE COLGANTE ANDRES ANARCAYA ANGELES ANCASH CARACTERISTICAS DE LA MADERA ESTRUCTURAL GRUPO Esfuerzo adm. (Kg/cm2) DENSIDAD FLEXION CORTE ( Kg/m3 ) A 210 15 750 B 150 12 650 C 100 5 450 DATOS A INGRESAR PARA EL DISEÑO Longitud del puente LP= 51 m, Sobrecarga máxima (Kg/ m2) SC= 120 Kg/m² Equivalente a: 12.1 Ton / Todo el pue Factor de impacto (25% AL 50%) Fi = 0.3 Separación entre largeros (eje a eje) SL= 0.6 m, Separación entre vigas (eje a eje) SV= 1.4 m, Ancho máximo del puente (tablero) AP= 2.0 m, Madera del grupo estructural ( A; B; C )= B N° de vigas de amarre en torre de suspension 3 CALCULO DE LA FLECHA DEL CABLE (Fc) Fc1= LP/11= 4.6 Fc = 4.8m Fc2= LP/9 = 5.6 Fc= 4.8 CALCULO DE LA CONTRA FLECHA DEL CABLE (Cf) Cf = 1.0 (2 % luz) Cf = 1.5 (2 % luz) Cf = 1 CALCULO DE LA ALTURA DE LA TORRRE DE SUSPENSION Fc= ALTURA DE COLUMNA DE SUSPENSION= 7.3 m 1.5 CL a) DISEÑO DEL ENTABLADO Sección de madera asumida: HE =2 ALTURA (HE)= 2 " BE =8 BASE (BE)= 8 " 2.0 m S=BE*HE^2/6

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Page 1: PUENTE COLGANTE.xls

DISEÑO ESTRUCTURAL DE UN PUENTE COLGANTE

PROYECTO: PUENTE COLGANTE ANDRES ANARCAYA ANGELESANCASH

CARACTERISTICAS DE LA MADERA ESTRUCTURAL

GRUPO Esfuerzo adm. (Kg/cm2) DENSIDAD FLEXION CORTE ( Kg/m3 )

A 210 15 750 B 150 12 650 C 100 5 450

DATOS A INGRESAR PARA EL DISEÑO

Longitud del puente LP= 51 m,Sobrecarga máxima (Kg/ m2) SC= 120 Kg/m² Equivalente a: 12.1 Ton / Todo el puenteFactor de impacto (25% AL 50%) Fi = 0.3Separación entre largeros (eje a eje) SL= 0.6 m,Separación entre vigas (eje a eje) SV= 1.4 m,Ancho máximo del puente (tablero) AP= 2.0 m,Madera del grupo estructural ( A; B; C )= BN° de vigas de amarre en torre de suspension 3

CALCULO DE LA FLECHA DEL CABLE (Fc)

Fc1= LP/11= 4.6 Fc = 4.8mFc2= LP/9 = 5.6

Fc= 4.8

CALCULO DE LA CONTRA FLECHA DEL CABLE (Cf)

Cf = 1.0 (2 % luz)Cf = 1.5 (2 % luz) Cf = 1

CALCULO DE LA ALTURA DE LA TORRRE DE SUSPENSION

Fc=

ALTURA DE COLUMNA DE SUSPENSION= 7.3 m

1.5 CL

a) DISEÑO DEL ENTABLADO

Sección de madera asumida: HE =2

ALTURA (HE)= 2 " BE =8 BASE (BE)= 8 " 2.0 m

S=BE*HE^2/6 S= 87.4 cm3

R=2*BE*HE/3 R= 68.8 cm2

WE (peso por unidad de longitud)

Page 2: PUENTE COLGANTE.xls

WE= 6.71 Kg/m

MCPE (momento por carga permanente del entablado)MCPE=WE*SL^2/8 MCPE= 30.2 Kg-cm

MSCE (momento por sobre carga del entablado)MSCE=S/C*BE*6*(1+Fi)*SL^2/8 MSCE= 855.9 Kg-cm

Mser=MCPE + MSCEMser= 886.1 kg-cm

886.1 kg-cm

VCPE (cortante por carga permanente del entablado)VCPE=WE*SL/2 VCPE= 2.0 Kg

VSCE (cortante por sobre carga del entablado)VSCE=S/C*BE*6*(1+Fi)*SL/2 VSCE= 57.1 Kg

59.1 kgVser=VCPE + VSCE

Vser= 59.1 Kg

59.1

ESFUERZOS MAXIMOS ACTUANTES

ESFUERZO A FLEXION => E flex = Mser/S E flex= 10.1366 kg/cm2 < 150.0 kg/cm2

ESFUERZO A CORTE => E cort = Vser/R E cort= 0.8586 kg/cm2 < 12.0 kg/cm2

b) DISEÑO DEL LARGERO

Sección de madera asumida:

HL =4 ALTURA (HL)= 4 "

BASE (BL)= 3 " BL =3

3.0 m

S=BL*HL^2/6 S= 131.1 cm3

R=2*BL*HL/3 R= 51.6 cm2

Peso por unidad de longitud del entablado = 19.8 kg/mPeso por unidad de longitud del largero = 5.0 kg/mPeso por unidad de longitud de clavos y otros = 3.0 kg/mPeso por unidad de sobrecarga S/C( 1+ Fi ) = 93.6 kg/m

WL= 121.0 kg/m1.4m

MCSL (momento por carga de servicio del largero)MCSL=WL*SV^2/8 MCSL= 2964.5 Kg-cm

2964.5 Kg-cm

Page 3: PUENTE COLGANTE.xls

VCSL (cortante por carga servicio del largero) 84.7 KgVCSL=WL*SV/2 VCSL= 84.7 Kg

84.7

ESFUERZOS MAXIMOS ACTUANTES

ESFUERZO A FLEXION => E flex = Mser/S E flex= 22.6 kg/cm2 < 150.0 kg/cm2

ESFUERZO A CORTE => E cort = Vser/R E cort= 1.64 kg/cm2 < 12.0 kg/cm2

c) DISEÑO DE VIGUETAS

Sección de madera asumida:

HL =5 ALTURA (HL)= 5 "

BASE (BL)= 4 " BL =4

3.0 m

S=BL*HL^2/6 S= 273.2 cm3

R=2*BL*HL/3 R= 86 cm2

Peso por unidad de longitud del entablado = 46.2 kg/mPeso por unidad de longitud del largero = 15.3 kg/mPeso por unidad de longitud de viguetas = 8.4 kg/mPeso por unidad de longitud de clavos, pernos y otros = 20.0 kg/mPeso por unidad de sobrecarga S/C( 1+ Fi ) = 218.4 kg/m

WL= 308.0 kg/m

MCSL (momento por carga de servicio del largero)MCSL=WL*AP^2/8 MCSL= 15400.0 Kg-cm

15400 Kg-cm

VCSL (cortante por carga servicio del largero) 308.0 KgVCSL=WL*AP/2 VCSL= 308.0 Kg

308.0

ESFUERZOS MAXIMOS ACTUANTES

ESFUERZO A FLEXION => E flex = Mser/S E flex= 56.4 kg/cm2 < 150.0 kg/cm2

ESFUERZO A CORTE => E cort = Vser/R E cort= 3.58 kg/cm2 < 12.0 kg/cm2

d) DISEÑO DE PENDOLAS(transversal al transito)

Page 4: PUENTE COLGANTE.xls

Peso por unidad de longitud del entablado = 46.2 kg/mPeso por unidad de longitud del largero = 15.3 kg/mPeso por unidad de longitud de viguetas = 8.4 kg/mPeso / longitud de clavos, pernos y abrazadera inferior = 20.0 kg/mPeso / long.de grapas inf.,cable secundario y pendolas = 20.0 kg/mPeso por unidad de sobrecarga S/C( 1+ Fi ) = 218.4 kg/m

WL= 328.0 kg/m

Peso total / pendola = WL*(AP+0.4)/2

Peso total /pendola= 394 Kg

Factor de seguridad a la tension (2 - 6)= 3.5

Tension a la rotura / pendola = 1.4 Ton

DIAMETROS TIPO BOA (6x19) DIAMETROS TIPO BOA (6x19) Pulg, Peso (Kg/m) Rotura (Ton) Pulg, Peso (Kg/m) As(cm2)

1/4 " 0.25 2.67 1/4 " 0.25 0.31 3/8 " 0.56 5.95 3/8 " 0.56 0.71 1/2 " 1.00 10.44 1/2 " 1.00 1.27

5/8 " 1.55 1.98

SE ADOPTARA CABLE DE 1/4 " TIPO BOA ( 6x19 ) ó As= Tension a la rotura / pendola = 0.833

VARIILA LISA DE 1/2 " Fadm,

e) DISEÑO DE CABLES PRINCIPALES(paralelo al transito)

Peso por unidad de longitud del entablado = 66.0 kg/mPeso por unidad de longitud del largero = 21.8 kg/mPeso por unidad de longitud de viguetas = 20.1 kg/mPeso total de clavos, pernos y abrazadera inferior = 20.0 kg/mPeso total de grapas inf.,cable secundario y pendolas = 5.0 kg/mPeso total de abrazadera sup,grapa sup,cable principal = 20.0 kg/mPeso total de barandas y otros(var.3/8",alambres,etc) = 20.0 kg/mPeso por unidad de sobrecarga S/C( 1+ Fi ) = 312 kg/m

WL= 485.0 kg/m

Pvi (Peso por unidad de longitud por efecto de viento )Pvi =0.005*0.7*velocidad viento^2*ancho del puente

Pvi= 47.3 kg/m

Psis (Peso por unidad de longitud por efecto de sismo )Psis =0.18*Peso de servicio (zona tipo 2)

Psis= 87.3 kg/m

(Peso por unidad de longitud maxima) Wmax= 619.6 kg/m

Mmax.ser (Momento maximo por servicio)Mmax.ser=Wmax*luz puente^2/8)

Mmax.ser= 197.5 Ton-m

Tmax.ser (Tension maxima de servicio)Tmax.ser=Mmax.ser / flecha cable

Tmax.ser= 41.1 Ton (HORIZONTAL)

Tmax.ser= 44.3 Ton (REAL)

Factor de seguridad a la tension (2 -5)= 3.5

Tmax.rot (Tension maxima a la rotura)Tmax.rotr=Mmax.ser * Fac.seguridad

Tmax.rot= 144.0 Ton

Tmax.rot/banda= 72 Ton

¿ NUMERO DE CABLES PRINCIPALES POR BANDA? 2

Tmax.rot/cable (Tension maxima a la rotura por cable)

Tmax.rot / cable= 36 Ton

Tmax.ser / cable= 11.1 Ton ( DATO DE COMPARACION )

DIAMETROS TIPO BOA (6x19)

Page 5: PUENTE COLGANTE.xls

Pulg, Peso (Kg/m) Rotura (Ton) 1/4 " 0.17 2.67 3/8 " 0.39 5.95 1/2 " 0.69 10.44 5/8 " 1.07 16.2 3/4 " 1.55 23.21 " 2.75 40.7 1

1 1/8 " 3.48 51.31 1/4 " 4.3 631 3/8 " 5.21 75.71 1/2 " 6.19 89.71 5/8 " 7.26 1041 3/4 " 8.44 121

2 " 11 156

SE ADOPTARA:

2 CABLES DE 1 " TIPO BOA ( 6x19 ) PARA CABLES PRINCIPALES

1 CABLE DE 1/2 " TIPO BOA ( 6x19 ) PARA CABLES Secundarios

H) DISEÑO DE LA CAMARA DE ANCLAJE

con tapas prefabricadas

2.54

5

ANALISIS DE LA CAMARA DE ANCLAJE

Capacidad portante admisible del terreno 1.33 kg/cm2 (verificar in situ)

Peso unitario del terreno Pu= 1900 kg/m3

Calidad del concreto (camara de anclaje) f´c= 175 kg/cm2

Angulo de friccion interna " & "= 30 °

Angulo de salida del cable principal " o "= 34.01 °

X1= 4.5 Tmax.ser*SEN(o)

X Tmax.ser= 44.3 Ton

H Et

Tmax.ser*COS(o) H/3

0.5 = Y1 q2 Wp Pu.H

q1 X= Wp*b/2-Tmax,serSEN(o)*X1-Tmax,serCOS(o)*Y1

wp-Tmax,serSEN(o)

b =5 X= 1.747

e d

b/2

Et (Empuje del estrato de tierra)Et= P.u*H^2*prof**(Tan(45-&/2))^2 / 2

Et= 7.92 ton

Tmax.ser*SEN(o)= 24.79 Ton-m

Tmax.ser*COS(o)= 36.74 Ton-m

cF

Page 6: PUENTE COLGANTE.xls

Wp (peso propio de la camara de anclaje)Wp=P.u concreto*H*b*prof

Wp= 115.00 ton

b/2= d + e

e=b/2-d < b/3

d=( suma de momentos)/(suma de fuerzas verticales)

d= Wp*b/2-Tmax,serSEN(o)*X1-Tmax,serCOS(o)*Y1Wp-Tmax.ser*SEN(o)

d= 1.747 m

e (excentricidad de la resultante de fuerzas)

e= 0.753 < b/3= 1.667 OK !

q ( presion con que actua la estructura sobre el terreno)

q =(suma Fzas. verticales/ Area)*(1+ 6* e/ b)

q1=[(Wp-Tmax.ser*SEN(o) )/(b*prof)]*(1+6* e/ b) q1= 0.8587 < 1.33 kg/cm2

q2=[(Wp-Tmax.ser*SEN(o) )/(b*prof)]*(1-6* e/ b) q2= 0.043382 < 1.33 kg/cm2

ANALISIS DE LOS FACTORES DE SEGURIDAD

F.S.D (Factor de seguridad al deslizamiento)

F.S.D=(Fzas. estabilizadoras/ Fzas.desestabilizadoras)

F.S.D=[ (Wp -Tmax.ser*SEN(o))*U ] / [ Tmax.ser*COS(o) ]

F.S.D= 1.842 > 1.75

F.S.V (Factor de seguridad al volteo)

F.S.V=(Momentos estabilizadores/ Momentos desestabilizadores)

F.S.V= (Wp *b/2 )/ ( Tmax.ser*SEN(o)*X1+Tmax.ser*COS(o)*Y1)

F.S.V= 2.21 > 2

I) DISEÑO DE LA TORRE DE SUSPENSION

CALCULO DE LAS FUERZAS SISMICAS POR REGLAMENTO

Factor de importancia U= 134.01° o o2 20.56°

Factor de suelo S= 1

Coeficiente sismico C= 0.35

Factor de ductilidad Rd= 3

Factor de Zona Z= 0.7

Angulo de salida del cabletorre-camara o= 34.01 °

Angulo de salida del cable (valor de comparacion =arctan(2*Fc/LP)torre-Puente o2= 20.56 ° 10.76 °

DIMENSIONAMIENTO DEL TORREON

Page 7: PUENTE COLGANTE.xls

0.4

1.7

0.7 Ht =7.3 m

0.4

2.60.8

3.5

Fs3 =0.5

Ht/3

Fs2 =0.4

Ht/3 Ht= 7.3

Fs1 =0.2

Ht/3

Fs (fuerza sismica total en la base)

Nivel hi wi*hi Fs ( i )3 7.3 32.2134 0.5 Ton2 4.9 21.4756 0.4 Ton1 2.4 10.7378 0.2 Ton

64.4269

Fs= (S.U.C.Z / Rd )*Peso de toda la estructura

Fs= 1.1 Ton

ANALISIS DE ESTABILDAD Y PRESION SOBRE EL TERRENO

Page 8: PUENTE COLGANTE.xls

Fs3 =0.5 Tmax.ser *COS(o) Tmax.ser *COS(o2)

Ht/3

Fs2 =0.4 Tmax.ser*SEN(o) Tmax.ser *SEN(o2)

Ht/3 Ht= 7.3

Fs1 =0.2

Ht/3

q2 q1

b =2.6

e db/2

Tmax.ser*SEN(o2)= 15.56 Ton-m

Tmax.ser*COS(o2)= 41.495005 Ton-m

Tmax.ser*SEN(o)= 24.79 Ton-m

Tmax.ser*COS(o)= 36.736799 Ton-m

Wp (peso propio de la torre-zapata)Wp=P.u concreto*volumen total

Wp= 13.24 ton Wz= 17.472 ton

b/2= d + e

e=b/2-d < b/3

d=( suma de momentos)/(suma de fuerzas verticales)

d (Wz*b/2+Wp*2b/3+Tmax.ser*SEN(o2)*2b/3+Tmax.ser*SEN(o)*2b/3-[ Tmax.ser*COS(o2)-Tmax.ser*COS(o) ]*(H+hz)-Fs3*(H+hz)-Fs2*2*(H+hz)/3-Fs1*(H+hz)/3)

Wp+Wz+Tmax.ser*SEN(o)+Tmax.ser*SEN(o2)

d= 0.986 m

e (excentricidad de la resultante de fuerzas)

e= 0.314 < b/3= 0.867 OK !

q ( presion con que actua la estructura sobre el terreno)

q =(suma Fzas. verticales/ Area)*(1+ 6* e/ b)

q1=[(Wp+Wz+Tmax.ser*SEN(o2)+Tmax.ser*SEN(o) ))/ (b*prof)]*(1+6* e/ b) q1= 1.30 < 1.33 kg/cm2

q2=[(Wp+Wz+Tmax.ser*SEN(o2)+Tmax.ser*SEN(o) ))/ (b*prof)]*(1-6* e/ b) q2= 0.215857 < 1.33 kg/cm2

ANALISIS DE LOS FACTORES DE SEGURIDAD

F.S.D (Factor de seguridad al deslizamiento)

F.S.D=(Fzas. estabilizadoras/ Fzas.desestabilizadoras)

F.S.D= [ (Wp+Wz+Tmax.ser*SEN(o2)+Tmax.ser*SEN(o))*U ] [Tmax.ser*COS(o2)- Tmax.ser*COS(o) +Fs3+Fs2+Fs1 ]

F.S.D= 6.065 > 1.75

F.S.V (Factor de seguridad al volteo)

F.S.V=(Momentos estabilizadores/ Momentos desestabilizadores)

Wp

Page 9: PUENTE COLGANTE.xls

F.S.V= Wp*2b/3+Wz*b/2+ Tmax.ser*SEN(o2)*2b/3+Tmax.ser*SEN(o)*2b/3(Tmax.ser*COS(o2)*(Ht+hz)-Tmax.ser*COS(o)*(Ht+hz)+Fs3*(Ht+hz)+Fs2*(2*Ht/3+hz)+Fs1*(Ht/3+hz))

F.S.V= 2.540 > 2

DISEÑO ESTRUCTURAL DE LA TORRE DE SUSPENSION

Fs3 =0.5 Tmax.rot *COS(o) Tmax.rot *COS(o2)

Ht/3 0.4

Fs2 =0.4 Tmax.rot *SEN(o) Tmax.rot *SEN(o2)1.7

Ht/3 Ht= 7.3

Fs1 =0.2

0.4 Ht/3

0.7 A

DISEÑO POR METODO A LA ROTURA(por columna y en voladizo)

Tmax.rot/columna=1.5*Tmax.ser/columna

Mu=( Tmax.rot*COS(o2)-Tmax.rot*COS(o))*Ht+Fs3*Ht+Fs2*Ht*2/3+Fs1*Ht/3

Mu= 32 Ton-m

DISEÑO DE LA COLUMNA A FLEXION 0.4

MU= 32 tn-m

f 'c= 210 kg/cm2 ¿N° DE CAPAS DE VARILLAS (1 o 2)?= 1 d= Fy= 4200 kg/cm2 b= 40 cm d= 62 cm

° ° ° ° ° ° ° °

CORTE A-A

w= 0.118354441 &= 0.006 < 75&b= 0.016 ( FALLA DUCTIL )

As(cm2)= 14.676 cm2 3 VARILLAS DE 1 " As,min= 8.3

As principal(+) = 14.7 cm2

3 var 1"

2 var 5/8 "

2 var 5/8 "

3 var 1"

corte A-A

DISEÑO DE LA COLUMNA A COMPRESION

Pn(max) [carga axial maxima resistente]

Pn(max)=0.80*(0.85*f¨c*(b*h-Ast)+Ast*fy) Pn(max)= 447 Ton

o o o

o o

o o

o o o

Wp

Page 10: PUENTE COLGANTE.xls

Tmax.rot/columna=1.7*Tmax.ser/columna

Pu [carga axial ultima actuante]

Pu=Wp.c + Tmax.rot*SEN(o2)/2+Tmax.rot*SEN(o)/2 Pu= 39.2 Ton

Pu= 39.2 Ton < Pn(max)= 447 Ton

DISEÑO DE LA COLUMNA POR CORTE

Tmax.rot/columna=1.5*Tmax.ser/columna

VU (cortante ultimo) Vu= Tmax.rot*COS(o2)-Tmax.rot*COS(o)+Fs3+Fs2+Fs1

Vu= 5 Ton33

Vcon= fi*(0,5*(f´c)^0,5+175*&*Vu*d/Mu 3.0

V que absorve el concreto => Vcon= 16 Ton

V que absorve acero = Vace= Vu - Vcon= Vace= -11.2 Ton NO REQUIERE REFUERZO POR CORTE

ADOPTE EL MINIMOS= Av*fy*b/Vace

S= 30 cm VAR. 3/8 "

SE ADOPTARA S= 30 cm VAR. 3/8"

2 var 5/8"

VAR. 3/8" 2 var 5/8"3 var 1´´ 3 var 1´´

VAR. 3/8" 1 a 5, 3 a 30 , r a .

3 var 1´´

7.3m

8.1m

3 var 1¨ 0

0.8 m

0.5m 0.5m

Page 11: PUENTE COLGANTE.xls

DISEÑO ESTRUCTURAL DE VIGA DE AMARRE

MU =10%Mu (Momento ultimo de columna) A

Mu= 3 Ton-m

° ° ° °

f 'c= 210 kg/cm2 34 cm Fy= 4200 kg/cm2 b= 70 cm

d= 34 cm ° ° ° ° ° ° CORTE A-A

ACERO PARA MOMENTOS POSITIVOS

w= 0.021187466 &= 0.001 < 75&b= 0.016 ( FALLA DUCTIL )

As(cm2)= 2.5213 cm2 2 VARILLAS DE 5/8 "

As principal(+) = 2.5 cm2

A2 var 1/2"

VAR. 3/8" 1 a .05, 4 a 0.10 , r a 0.20 /e

2 var 5/8"

A

DISEÑO ESTRUCTURAL DE LA ZAPATA ( a flexion por metro lineal )

3.52.6

p0.8

q2 qm q1

Fs b =2.6

e d

b/2

p=1m

qm=2*(q1+q2)/3 qm= 10.106 tn/m2

p=1m

Fs=(qm)*(2b/3-bc/2)*p Fs= 14 ton

Mu=Fs*(2b/3-bc/2)/2 Mu= 9.683333333 ton-m

ASSDFGAA

Page 12: PUENTE COLGANTE.xls

DISEÑO POR METODO A LA ROTURA

f 'c= 175 kg/cm2 Fy= 4200 kg/cm2 b= 100 cm d= 68 cm

w= 0.01340182 &= 0.001 < 75&b= 0.01328 ( FALLA DUCTIL )

As(cm2)= 3.7972 cm2 VAR, 1/2 " @ 33.0 cm

As principal(+) = 3.8 cm2

DISEÑO DE LA ZAPATA COMBINADA

0.52

0.7 2.6

1.38

0.50 0.4 1.7 0.4 0.50

3.5

P 0.8 P

P.U ( peso unitario del terreno) P.U= 1.9 ton/m3

Df (altura del estrato de tierra) Df= 1 m

S/Cp (sobrecarga del piso)S/Cp= 0.4 ton/m2

&t (capacidad portante admisible del terreno) &t= 13.3 ton/m2

&c (presion sobre la cimentacion)

&c = &t - PU*Df - S/Cp &c= 11 ton/m2

P (peso total que transmite la columna)

P=1.5*(Tmax.ser*SEN(o2)+Tmax.ser*SEN(o)+Wcolumna)/2

P= 40 ton

Az (area de la zapata)Az= (2*P+Wzapata)/ &c

Az= 8.9 m2

Az.D ( area de zapata adoptada)

Az.D= 9.1 m2

Az.D= 9.1 m2 > Az= 8.9 m2 OK!

wt (peso por unidad de longitud del terreno)

wt=(2*P)/ancho

wt= 31 ton/m

P P

Page 13: PUENTE COLGANTE.xls

0.50 0.4 1.7 0.4 0.50

40 40

Wzapata

26.208

30.8

DIAGRAMA DE FUERZAS CORTANTES

46.24

21.56

-6.24

18.4

V max= 46.2 ton

DIAGRAMA DE MOMENTOS FLECTORES

Mmax(-) = 2.135

7.546 7.546

M max(+)= 7.546 ton

VERIFICACION POR FUERZA CORTANTE

Vcon (cortante del concreto)

Vcon=0.85*0.53*f´c^0.5*b*d*10

Vcon= 105.4 ton

V max= 46.2 ton < Vcon= 105.36493 ton OK!

VERIFICACION POR PUNZONAMIENTO

1.08 1.08

bo= 4.92 m (perimetro por punzonamiento)1.38 1.38

Vd Vd

Apunz. (area de punzoanmiento)

Apunz= 1.5 m2

Vd=Wcolumna - Apunz*wp

wp (peso por unidad de area)wp=(2*P+1.5Wzapata)/area

Page 14: PUENTE COLGANTE.xls

wp= 11.7 ton/m2

Vd=P - Apunz*wp

Vd= 22.45 ton

Vpunz.R (cortante resistente por punzonamiento)

Vpunz.R=0.85*0.53*1.06*f¨c^0.5*bo*d*10

Vpunz.R= 211.3 ton

Vpunz.R= 211.3 ton > Vd= 22.45 ton OK!

DISEÑO POR METODO A LA ROTURA

Mu= 2 ton-m

f 'c= 175 kg/cm2 Fy= 4200 kg/cm2 b= 260 cm d= 68 cm

w= 0.001056886 &= 0.000 < 75&b= 0.01328 ( FALLA DUCTIL )

As(cm2)= 0.7786 cm2 1 VAR, 4/8 "

As principal(+) = 0.8 cm2

EQUIVALENTE A PONER :VARILLAS 1/2 240 cm

DISTRIBUCION DE ACERO DE ZAPATA

VARILLAS 1/2 " a 33

VARILLAS 1/2 " a 240 cm

Page 15: PUENTE COLGANTE.xls

Diferencia decotas=

49.8

0.7 cable: 1 " 0.7

Fc= 4.88.1

7.334.01°

cable: 1/2 " 1/2 "varilla lisa 0.8

5 6.64 2.6 47.0 2.60 6.64 5

10.00 50.5 10.00

2

2.5 2.1 (dist,cables)

4 2.4 3.5 3.5 2.4 4(ancho vereda)

(n) debe ser entero par o vuelva a rediseñar n= 36.0 50.5 (luz de cara a cara) LP¨= 50.5 LP= 51.2

Page 16: PUENTE COLGANTE.xls

HOJA DE METRADOS

PROYECTO: PUENTE COLGANTE 0 ANDRES ANARCAYA ANGELES0 ANCASH

OBRAS PROVISIONALESCaseta para almacen …………………………………………………….. 100 m2

TRABAJOS PRELIMINARES76.50838 m

5

Trazo, replanteo y nivelado ……………………………………………….. 383 m2

MOVIMIENTO DE TIERRAS

SUELO ROCOSO SUELO GRANULAR COMPACTO

Excavaciones suelo suelo compacto rocoso ( m3 ) ( m3 )

Camaras de anclajes 50.00 50.00 Zapatas de torres 40.95 40.95 Accesos 252.00

342.95 90.95

Excavacion en suelo compacto ………………………………………. 342.95 m3

Excavacion en suelo rocoso suelto ……………………………………… 90.95 m3

Rellenos suelo con material de prestamo compacto

( m3 )Camaras de anclajesZapatas de torres 180.00 Accesos

180

Relleno con material de prestamo ………………………………………. 180 m3

Acarreo de material de prestamo ………………………………………. 0 m3

Eliminacion de material cantidades excedente m3

Camaras de anclajes 121.50 Zapatas de torres 144.00 Accesos

265.5

Page 17: PUENTE COLGANTE.xls

Eliminacion del material excedente (manual hasta distancia prom. 30 m) 265.5 m3

Nivelacion interior y cantidades apisonado m2

Camaras de anclajes 40Zapatas de torres 18.2Accesos 6.93333

65.1333

Nivelacion interior y apizonado ……………………………………….. 65.133333 m2

CAMARA DE ANCLAJE (CONCRETO Y OTROS)

Encofrado y desencofrado ……. m2

2.54m

5m

Concreto F`c=140 Kg/cm2 +30% P .M ……………………………… 100 m3

Tarrajeo exterior con bombeo 2% (mortero 1:5) ……………………… 10 m2

Grapas para cable principal 1 " = 5 ………………………. 40 unid

Templador para cable principal ………………………………………. 8 unid

5.52.5m

camara de anclaje

Cable principal 1 " ……………………………………………….. 76.629 mlongitud a voltear = 0.8 m de cada extremoN° de grapas = 5 de cada extremo

0.05

3.9

Tubo macizo de Acero o riel de diametro= 3" …………………. 7.8 ml

4 m

4.7 m

2.25 0.5 0.5

0.6 1.9 0.6

Page 18: PUENTE COLGANTE.xls

0.25

# Tapas prefabricadas con agujeros para cables 4.7x0.6 4 Und

# de Guarda cabos F° G° = ……………………………………………….. 8 Und

CAMARA SECUNDARIA

Encofrado y desencofrado …….. 14.5 m2

1.82

2.2

Concreto F`c=140 Kg/cm2 +30% P .M ………………………………. 15.8 m3

camara secundaria

Longitud= 2

0.6

F° corrugado para anclar cable secundario 3/4 " 17.92 kgML= 8

0 m

0.2 m

0.2 -1.5 -1.5

0.5 1.9 0.5

0.5

# Tapas prefabricadas con agujeros para cables 0.2x0.5 …….. 4 Und

Grapas cable secundario 1/2 " = 3 ……………………… 12 unid

TORRES DE SUSPENSION (CONCRETO Y OTROS)

Page 19: PUENTE COLGANTE.xls

0.4

1.7

0.7 Ht =7.3 m

0.4

2.60.8

3.5

Solado para zapatas e=3" 1:8 ………………………………………………… 18.2 m2

Concreto cimientos F¨c=140 kg/cm2 + 30% P.M ………………………………… 15.0 m3(desperdicios = 5% adicional)

N° de vigas por torre= 3

Concreto torres F¨c= 210 kg/cm2 …………………………………………………. 11.6 m3(desperdicios = 5% adicional)

Tuberias de F° G° de 5/8 " ………………………………………… 2.8 m

Encofrado y desencofrado de columnas y vigas ………………………………… 87.5 m2(desperdicios = 10% adicional)

Acero de torres Fy= 4200 kg/cm2

2 var 5/8"

VAR. 3/8" 2 var 5/8"3 var 1´´ 3 var 1´´

: . . : : . . :

VAR. 3/8" 1 a 5, 3 a 30.

3 var 1´´

8.1

3 var 1¨ 0

0

0.8

1m 1 m 1m 1m

Longitud de traslape= 2.2 m

N° estribos/columna = 13 que entran en una longitud de viga a viga de 2.0333333 m

Page 20: PUENTE COLGANTE.xls

Acero de torres desperdicios diametros pesos longitudes peso total % pug. kg/m m kg

Columnas 10 7 1 5/8 3.94 1.57 135.6 90.4 739.6Vigas 7 5 5/8 1/2 1.57 1.02 37.2 37.2 102.3Estribos 3 3 3/8 3/8 0.56 0.56 343.2 211.2 319.8

1161.6648

Acero de columnas en torres Fy=4200 kg/cm2 ………………………………… 1162 kg

DISTRIBUCION DE ACERO DE ZAPATA

VARILLAS 1/2 " a

VARILLAS 1/2 " a 240 cm

Acero zapatas desperdicios diametros pesos longitudes peso total % pug. kg/m m kg

zapatas 5 5 1/2 1/2 1.02 1.02 39.7 15.7 59.359.316361

Acero de zapatas-columnas Fy=4200 kg/cm2 ………………………………… 59 kg

PESO TOTAL DE ACERO DE TORREONES= 1221 kg

0.4

1.7

0.7 Ht 7.3 m

0.4

Tarrajeo de torres con mortero ( 1 : 5 ) ………………………………………… 95.3 m2(desperdicios =10% adicional)

Carriles de dilatacion con rodillos …………………………………………………. 4 unid

SUPER ESTRUCTURA

Page 21: PUENTE COLGANTE.xls

Fc= 4.8

7.334.01°

0.8

5 6.64 2.6 47 0.0 6.64

10.00 51 10.00

Y

2.5 6.3 Y= 8.8 m

34.01° longitud a voltear = 0.8 m de cada extremo

Longitud de la parabola ( Lparb )

Fc= 4.8

50.5

Lparb =LP*(1+8*n^2/3-32*n^4/5)

n= Fc/LP = 0.10

Lparb= 51.689

Longitud del cable principal tipo boa 1 " ………………………………… 292 m(desperdicios =1% adicional)

2.5 2.54.5

5 6.64 2.6 47 0.0 6.64

61

longitud a voltear = 0.3 m de cada extremo

Longitud del cable secundario tipo boa 1/2 " ………………………………… 123 m(desperdicios =1% adicional)

Diametro de fierro liso - pendolas= 1/2 "longitud a voltear = 0.3 m de cada extremo

Ecuacion de la curva: Y=4 * Fc * X ^2/ LP^2

tramo X Y 0 0 1 Accesorios antideslizantes 1 " ………. 74 Und1 -1.40 1.022 -2.8 1.06

Page 22: PUENTE COLGANTE.xls

3 -4.2 1.144 -5.6 1.245 -7 1.386 -8.4 1.557 -9.8 1.748 -11.2 1.979 -12.6 2.23

10 -14 2.5211 -15.4 2.8412 -16.8 3.1913 -18.2 3.5614 -19.6 3.9715 -21 4.4116 -22.4 4.8817 -23.8 5.3918 -25.2 5.92

Longitud total de pendolas ( fierro liso ) ………………. 248.9 m (desperdicios =1% adicional) Accesorios antideslizantes ………………………… 74 unid N° de abrazaderas inferiores sujetas a viguetas ………. 74 unid N° de abrazaderas superiores sujetas a cable principal 74 unid Ajuste de grapas con torquimetro ………………. 1 Gbl Proteccion del cables con petroleo ………………. 664 m

51.00

ESTRUCTURA DE MADERA2

49.8

Entablado de madera de : 2 " x 8 " x 2.0 m 99.6 m2

Viguetas de madera de : 5 " x 4 " x 3.0 m 111 m

Largeros de madera de : 4 " x 3 " x 3.0 m 229.1 m(traslapes =15% adicional)

Proteccion del entablado con petroleo ………………………………………… 99.6 m2

PISOS Y PAVIMENTOS

2.4

7.15

Piso de concreto de los accesos e=4" F¨c=140 kg/cm2 ………………………… 36.1 m2(desperdicios = 5% adicional)

PINTURAS

Pintado de los torreones - al temple ………………………………………………… 95.3 m2(desperdicios = 10% adicional)

-28.0

0

-25.2

0

-22.4

0

-19.6

0

-16.8

0

-14.0

0

-11.2

0

-8.4

0

-5.6

0

-2.8

0

0.0

0

0.00

1.00

2.00

3.00

4.00

5.00

6.00

7.00

ECUACION DELCABLE PRINCIPAL

AL

TU

RA

DE

LA

S P

EN

DO

LA

S

Page 23: PUENTE COLGANTE.xls

BARANDAS

0.7

49.8

Baranda de malla metalica galvanizada ………………………………………… 109.6 ml(desperdicios = 10% adicional)

Marcos de madera unidas con platinas y clavos 3" ………………………… 109.6 ml

Page 24: PUENTE COLGANTE.xls

DISEÑO ESTRUCTURAL DE UN PUENTE COLGANTE

Ton / Todo el puente

4.8m

1

Page 25: PUENTE COLGANTE.xls

kg

OK !

OK !

Page 26: PUENTE COLGANTE.xls

Kg

OK !

OK !

kg

OK !

OK !

Page 27: PUENTE COLGANTE.xls

cm2

Page 28: PUENTE COLGANTE.xls

=2.5

Page 29: PUENTE COLGANTE.xls

OK!

OK!

OK!

OK!

Page 30: PUENTE COLGANTE.xls

OK!

OK!

OK!

Page 31: PUENTE COLGANTE.xls

OK!

A

62

cm2

Page 32: PUENTE COLGANTE.xls

OK !

60/e

Page 33: PUENTE COLGANTE.xls

corte A-A

Page 34: PUENTE COLGANTE.xls

cm

Page 35: PUENTE COLGANTE.xls

2.5

Page 36: PUENTE COLGANTE.xls

5m

Page 37: PUENTE COLGANTE.xls

, r a 60/e /e

Page 38: PUENTE COLGANTE.xls

33 cm

Page 39: PUENTE COLGANTE.xls

2.5

5

4.5

5

Page 40: PUENTE COLGANTE.xls

-28.0

0

-25.2

0

-22.4

0

-19.6

0

-16.8

0

-14.0

0

-11.2

0

-8.4

0

-5.6

0

-2.8

0

0.0

0

0.00

1.00

2.00

3.00

4.00

5.00

6.00

7.00

ECUACION DELCABLE PRINCIPAL

AL

TU

RA

DE

LA

S P

EN

DO

LA

S

Page 41: PUENTE COLGANTE.xls

METRADO

PROYECTO: PUENTE COLGANTE 0 ANDRES ANARCAYA ANGELES 0 ANCASH

Partida Especificaciones N° de MEDIDAS Parcial Total UnidadN° veces Largo Ancho Altura

PUENTE COLGANTE PEATONAL01.00 TRABAJOS PRELIMINARES

01.01 Trazo y replanteo con equipo 76.51 5.00 382.54 382.54 m²

02.00 MOVIMIENTO DE TIERRAS

02.01 Excavacion manual en terreno Compacto 342.95 m³Excavación en Zapatas 1 3.50 2.60 4.50 40.95 40.95

Excavación en camaras de anclaje 1 5.00 4.00 2.50 50.00 50.00 Acceso 2 30.00 3.50 1.20 126.00 252.00

02.02 Excavacion manual en roca suelta 90.95 m³Excavación en Zapatas 1 3.50 2.60 4.50 40.95 40.95

Excavación en camaras de anclaje 1 5.00 4.00 2.50 50.00 50.00 02.03 Relleno compact. Mat.propio zapatas 2 6.00 6.00 2.50 90.00 180.00 m³02.04 Eliminacion de material manual 265.50 m³

Camara de anclaje 2 5.40 4.50 2.50 60.75 121.50 Zapatas 2 6.00 6.00 2.00 72.00 144.00

03.00 CAMARAS DE ANCLAJE

03.01 Solado E=4" 2 5.00 4.00 20.00 40.00 m²03.02 Concreto f'c=175 Kg/cm2 2 5.00 4.00 2.50 50.00 100.00 m³03.03 Tarrajeo en sup. Exterior y bombeo (Mortero 1:5) 2 5.00 4.00 20.00 40.00 m²03.04 Grapas de 1 1/8" en cable principal marca Crosby 5 2.00 4.00 8.00 40.00 und03.05 Templadores de cable principal 2 4.00 4.00 8.00 und03.06 Cable principal 1 1/8" de anclaje 1 76.63 76.63 76.63 ml03.07 Riel 2 3.90 3.90 7.80 ml03.08 Tapa prefabricada para inspeccion 0,6*4,3m. 4 - 4.00 und03.09 Guardacabos 2 4.00 4.00 8.00 und

04.00 CAMARA SECUNDARIA

04.01 Solado E=4" 2 2.20 2.00 4.40 8.80 m²04.02 Concreto f'c=140 Kg/cm + 30% P.M. 2 2.20 2.00 1.80 7.92 15.84 m³04.03 Acero f'y=4200 kg/cm2 1 HOJA METRADO ACERO 17.88 17.88 kg04.04 Grapas de 5/8" marca Crosby 3 2.00 2.00 4.00 12.00 und

05.00 TORRE DE SUSPENSION

05.01 Solado para zapatas E=4" 2 2.60 3.50 9.10 18.20 m²05.02 Concreto f'c=175 Kg/cm2 zapata 2 2.60 3.50 0.80 7.28 14.56 m³05.03 Concreto f'c=210 Kg/cm2 10.08 m³

Columnas Margen Izq. - der. 4 0.70 0.40 7.30 2.04 8.18 Vigas de Amarre 4 1.70 0.70 0.40 0.48 1.90

05.04 Tuberia F° G° 1" 4 0.70 0.70 2.80 ml05.05 Encofrado y desencofrado 74.44 m²

Torres Columnas 4 2.20 7.30 16.06 64.24 Torres vigas 4 1.70 1.50 2.55 10.20

05.06 Acero torres f'y=4200 kg/cm2 1 HOJA METRADO ACERO 2,781.15 2,781.15 kg05.07 Acero cimentacion f'y=4200 kg/cm2 1 HOJA METRADO ACERO 643.68 643.68 kg05.08 Tarrajeo exterior torres (mortero 1:5) 94.16 m²

Torres Columnas (laterales) 8 0.70 7.30 5.11 40.88 Torres Columnas (frente) 8 0.40 7.30 2.92 23.36

Torres Vigas (Cara sup. -inf.) 8 1.70 1.40 2.38 19.04 Torres Viga (laterales) 8 1.70 0.80 1.36 10.88

05.09 Carros de dilatación con rodillos 1 4.00 4.00 4.00 und

06.00 SUPERESTRUCTURA

06.01 Cable principal de acero tipo boa de 1 1/8" 1 292.00 292.00 292.00 ml06.02 Cable secundario de acero tipo boa de 5/8" inferior 1 123.44 123.44 123.44 ml06.03 Pendolas fierro liso de 1/2" 1 248.87 248.87 248.87 ml06.04 Grapas de 1/2" para pendolas marca Crosby 2 37.00 2.00 74.00 148.00 und06.05 Accesorios antideslizantes 2 37.00 37.00 74.00 und06.06 Ajuste de grapas con torquimetro 1 - 1.00 Glb06.07 Abrazaderas para durmientes 2 37.00 37.00 74.00 und06.08 Abrazaderas sujecion de cable 2 37.00 37.00 74.00 und06.09 Protección de cable con petroleo 1 664.31 664.31 664.31 ml

05.00 ESTRUCTURAS DE MADERA GRUPO B

Page 42: PUENTE COLGANTE.xls

Partida Especificaciones N° de MEDIDAS Parcial Total UnidadN° veces Largo Ancho Altura

05.01 Entablado de madera 8" "x 2" 1 49.80 2.00 99.60 99.60 m²05.02 Largueros de madera 4" x 2" 4 49.80 1.15 57.27 229.08 ml05.03 Vigueta de madera 5"x 3" 1 37.00 2.40 88.80 88.80 ml05.04 Proteccion de tablero con petroleo 1 49.80 2.00 99.60 99.60 m²

06.00 PISOS Y PAVIMENTOS E=4"

06.01 Concreto 140 kg/cm2 piso de concreto (accesos) 2 7.15 2.40 17.17 34.34 m² 2 3.10 5.00 15.50 31.00 m²

07.00 PINTURA Y PROTECCION

07.01 Pintura torres de suspension latex 1 94.16 94.16 94.16 m²

08.00 BARANDAS

08.01 Barandas de malla metalica 2 49.80 1.10 54.78 109.56 ml

FLETEHOJA DE CALCULO FLETE.XLS

APORTE COMUNAL 10 % de mano de obra no calificada

Page 43: PUENTE COLGANTE.xls

METRADO DE ACERO

PROYECTO: PUENTE COLGANTE 0 ANDRES ANARCAYA ANGELES0 ANCASH

Descripcion Diseño Ø N° de N° de Long. Longitud (m) por Ø del elemtos. piezas x Por 1/4" 3/8" 1/2" 5/8"

fierro iguales elemento pieza 0.248 0.560 0.994 1.552

CAMARA SECUNDARIA 3/4" 2 2 2.00 - - - -

ACERO TORRESCOLUMNA 1" 4 10 13.00 - - - -

5/8" 4 4 13.00 - - - 208.0

3/8" 4 19 3.60 - 273.6 - -

VIGA 5/8" 4 8 3.30 - - - 105.6

3/8" 4 12 2.80 - 134.4 - -

ZAPATA3/4" 2 10 6.00 - - - -

3/4" 2 14 6.00 - - - -

TAPA PREFABRICADA 3/8" 4 100 0.60 - 240.0 - -

3/8" 4 12 5.00 - 240.0 - -

- - - - PESO DEL ACERO TOTAL

Page 44: PUENTE COLGANTE.xls

METRADO DE ACERO

Longitud (m) por Ø Peso 3/4" 1"

2.235 3.973 kg

8.0 - 17.880 2,781.147

- 520.0 2,065.960 - - 322.816 - - 153.216 - - 163.891 - - 75.264

643.680 120.0 - 268.200 168.0 - 375.480 - - 134.400 - - 134.400 - - -

4,337.307

Page 45: PUENTE COLGANTE.xls
Page 46: PUENTE COLGANTE.xls

y l 1.00 0.916 2.00 0.964 3.00 1.045 4.00 1.158 5.00 1.303 6.00 1.480 7.00 1.690 8.00 1.931 9.00 2.205 10.00 2.512 11.00 2.850 12.00 3.221 13.00 3.624 14.00 4.059 15.00 4.526 16.00 5.026 17.00 5.557 18.00 6.121 19.00 6.718 20.00 7.346 21.00 8.007 22.00 8.700 22.50 9.059

90.018 long= 360.071