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b) Mediante el estudio de " Calculo de socavacion y proteccion de los cauces de los rio la La Leche y Morrope en la
zona de influencia del proyecto Carretera Morrope-Puente Positos" se calculo la profundidad de socavacion en el
cruce KM. 14 +130 siendo h= 2.383m.
Altura de viga
Borde libre 1.5m NMA
Nivel max. Avenidas 2.2m
Prof. Socavacion 2.4 m
25m.
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PROYECTO: "Mejoramiento de la Carretera Cruce Panamericana con el Distrito deMorropePuente Positos "
UTILIZAR :
FC= 280 kg/cm2Fy= 4200 kg/cm2
vehiculo usuario HL-93
Idealizacin:
A B
34 m.
Predimensionamiento seccin:
3.25 3.25
t berma
cartelas
viga diafragma
2.00 2.00 2.00
seccin transversal
I) DISEO DE LA LOSA (As principal perpendicular al trfico)
a)Predimensionamiento de la losa
s : luz losa = 2000 mm Art. 2.9.1.4.1 MDP
tmin = (S+3000)/30 > 165mm= 166.67 mm.
s : luz losa en mm. 0.167 cm.
0.18 m.
Ancho de la viga:
b=0.0157(s)^0.5*L= 0.75 m
Adopt. : b= 0.75 m
b)Momentos de flexin por carga
wL^2/10 wL^2/10
wL^2/10
1.25
DISEO DE LA SUPER-ESTRUCTURAkm. 14+130
Tomamos tmin=
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Carga muerta de la losa (DC)
wlosa= t*1.00*2400= 432 kg/m.
Momentos (+)y (-)
S= 1.25 m.
MDC = wlosa*S^2/10 = 67.50 Kg-m
0.07 Tn-m
Carga por superficie de rodadura (DW)
e = 0.05 m.
wasf.= e*1.00*2250= 112.5 kg/m.
MDC = wasf.*S^2/10 = 17.58 Kg-m
0.02 Tn-m
Carga viva (LL):
4.3
4.30-9.00 E
ancho transversal
perpendicular a la
rueda
Momento positivo:
Linea de influencia
7.4 7.4 7.4 7.4
1.8 1.8
2 2 2
0.4083
0.00912
0.4L
-0.0616
Para un carril cargado:
M (+)= (7.4*0.4083+7.4*-0.0616)*m = 3.08 T-m
m= 1.2 Factor de multipresencia
Para dos carriles cargados:
M(+)=(7.4*0.4083+7.4*-0.0616+7.4*0.00912+7.0*0)*m= 2.63 T-m
m= 1.00
7.4
7.47.4
7.4
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Ancho de la Franja en que se distribuye:
S = 2000.00 mm.
E(+) = 660+0.55*S mm. = 1760 mm. Art. 2.6.4.2.1.3
1.76 m.
Entonces, el momento positivo crtico, afectado del efecto de la carga dinmica
(33% para estado limite de resistencia) y el ancho de franja, es:M(+)LL+ED= 3.08/1.76*1.33= 2.33 T-m
Momento negativo:
Linea de influencia
7.4 7.4 7.4 7.4
1.8 1.2 1.8
2 2 2
0.0228
-0.15
-0.2048
Para un carril cargado:
M (-)= (7.4*-0.2048+7.4*-0.15)*m = -3.15 T-mm= 1.2 Factor de multipresencia
Para dos carriles cargados:
M (-)= (7.4*-0.2048+7.4*-0.15+0.0228*7.4+0*7.4)*m = -2.46 T-m
m= 1.00
Ancho de la Franja en que se distribuye:
S = 2000.00 mm.
E(-) = 1220+0.25*S mm. = 1720 mm. Art. 2.6.4.2.1.3
1.72 m.
Entonces, el momento positivo crtico, afectado del efecto de la carga dinmica(33% para estado limite de resistencia) y el ancho de franja, es:
M(-)LL+ED= -3.15/1.72*1.33= -2.44 T-m
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Acero de Distribucin
S= 1250.00 mm. Art. 2.9.1.3.3.4.2 MDP3480/S^0.5
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II)DISEO DE LA VIGA PRINCIPAL INTERIOR At
2.00
A)Predimensionamiento 0.18L= 34 0.15
hmin=0.07L= 2.38 m. 0.25 2.00
tomamos:
h= 2.00 m.
0.15
viga diafragma
0.75
B) MOMENTOS DE FLESXION POR CAGAS (viga interior)
Se colocara vigas diafragma en los apoyos y en el centro de la luz, tenemos:
Carga Muerta(DC):
Carga distribuidas
Wlosa = t*At*2400 = 864 kg/m
Wviga=(h-t)*b*2400= 3276 kg/m
W cartela =2 Ac/2 = 90 kg/m
WDC = 4230 kg/m
MDC1 = WDC*L2/8 = 611.24 T-m
Cargas puntualesbdiaf= 0.3 m. Pdiaf. Pdiaf. Pdiaf.
Pdiaf=(h-t-0.15)(At-bvig)*bdiaf.*2400 = 1503 Kg.
MDC2 = Pdiaf*L/2 = 25.55 Tn-m
MDC1+MDC2= 636.79 Tn-m
Carga por superficie de rodadura (DW)
e = 0.05 m.
Wasf= e*2250*2= 225 kg/m
MDW = Wasf*L/8 = 32.5125 Tn.
Carga Viva (LL)De la tabla APENDICE II-B, para Vehiculos HL-93, y con la consideracin dinmica
en el estado limite por resistencia:
MLL+ED= 462.13 T-m
% de momento g que se distribuye en la viga interior es:
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Caso de un carril cargado:
g=0.06+(s/4300)0.4
(s/L)0.3
(Kg/L*t3)
0.1
Clculo de (Kg/L*t3)0.1
200.00
n=Eviga/Elosa = 1I viga=b(h-t)
3/12 = 37678550 cm3 18
Aviga= 13650 cm2 100
eg= 100 cm 200
Kg =n(Iviga+Aviga *eg2)= 174178550.0 cm4 182
Luego (Kg/(L*t3))0.1
= 1.243
g=0.06+(s/4300)0.4
(s/L)0.3
(Kg/L*t3)
0.1= 0.451
75
Caso de dos carril cargado:
g=0.075+(s/2900)0.6(s/L)0.2 (Kg/L*t3)0.1 = 0.639 critico
MLL+ED = g*MLL+ED = 295.41 T-m
C) CONBINACION DE CARGAS Art. 2.4.5.3 MDP
Q=n Yi*qiResistencia I:
U=n(Y1DC+Y2DW+y3(LL+ED))
U=1.0(1.25DC+1.5DW+1.75(LL+ED))
Servicio I
U=n(Y1DC+Y2DW+Y3(LL+ED))U=1.0(1.0DC+1.0DW+1.0(LL+ED))
Fatiga
U=n(Y1(LL+ED))
U=0.75(1.0(LL+ED))
C) Estado Limite de Resistencia I
MU=1.0(1.25DC+1.5DW+1.75(LL+ED)) = 1361.72 Tn-m
Ancho efectivo de viga T, el menor valor de:
L/4 = 8.5
12t+tw = 2.91
S = 2.00
2.00 m.
Suponiendo C = t = 0.18 m.
a = 0.85*c = 15.3 cm.
por lo tanto: b=
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Utilizando As= 24 fierros de 1" y estribos de 1/2" y recubrimiento 2"
Z
Z : hallamos tomando momentos en la base
calculo de Z
Tomamos momentos en la base de la viga , siendo A=20.4 cm2
24A *Z = 24A*3.5"
Z= 3.5 pulgadas
Z= 8.75 cm.
d =h-Z = 191.25 cm.
As=Mu/(0.9fy(d-a/2))= 196.21 cm2
P =As/bd = 0.005130
C = 1.18Pfyd/(0.85f`c) = 20.43 cm < 18 cm.
Se diseara como viga rectangular
a=As*fy/(0.85*f`c*b) = 17.31
As=Mu/(0.9fy(d-a/2))= 197.29 cm2
24 fierros de 1"
As max.
Una seccin no sobre esforzada cumple con : C/dc
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Acero por contraccin y temperatura en cara laterales
En el alma de la viga tee:Asmn=0.756*Ag/fy = 2505.40 mm2
25.05 cm2
Asmin= 12.53 cm2/cara
Usaremos 6 fierro de 5/8" por cara considerando: Area acero 5/8'' = 1.98 cm2
Smax. = 3tw = 225 cm. S = 1.98*100/12.53 = 15 cm. Ok.
Para usar acero de contraccion se ha tomado la tercera parte del acero que resiste a la traccion (24 de 1'')
Acont.= 24/3 = 8 aceros
S = 5.07*75/40. 8 cm
81"
125/8"
241"
Z
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DISEO DE VIGA DIAFRAGMA
1.0 MOMENTO POR PESO PROPIO
Segn datos las dimensiones son :
(ad)= 0.300(hd)= 1.670
(S + bw)= 2.000
Metrado de Cargas Peso Propio :
Elemento Medidas (m) Medidas Carga
Viga diafragma 0.3*1.67*2400Kg/cm2 (ad * hd)*2,40 Tn/m3 1.202 Tn/m
W pp 1.202 Tn/m
Momento Peso w * l2
8
Mpp = 0.601 Tn-m
Mpp = 0.601 Ton - m
2.000
2.0 MOMENTO POR SOBRECARGA E IMPACTO ( S/C ) + I impacto
M s/c = P * L/4 = 3.70 Ton - m
M LL+I = Ms/c*I P = 7.4 TnM LL+I = 4.81 Ton - m
3.0 CONBINACION DE CARGAS L
Q=n Yi*qi
Resistencia I:
U=n(Y1DC+Y2DW+y3(LL+ED))
Ancho vigas diafragmas
Peralte vigas diafragmas
Separacion de vigas entre ejes
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U=1.0(1.25DC+1.5DW+1.75(LL+ED))
Servicio I
U=n(Y1DC+Y2DW+Y3(LL+ED))
U=1.0(1.0DC+1.0DW+1.0(LL+ED))
Fatiga
U=n(Y1(LL+ED))
U=0.75(1.0(LL+ED))Estado Limite de Resistencia I
Mu=1.0(1.25DC+1.75(LL+ED))= 9.17 T-m
Util.D 3/4" = 1.905 cm
recub. r= 5 cm
Z=r+/2= 5.95 cm 1.67 d
d=e-Z= 161.05 cm
Z
Ku=Mu/(bd^2)= 0.354
29.23= 0.9*280*W(1-0.6W)
0 W= 0.003
-0.4 0
p=W*f'c/fy= 0.000200
As=pbd= 3.22 cm2
Asmaximo
Una seccin no sobre reforzada cumple con C/ds
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b
0.300
Verificacin por Corte Viga principalCarga Muerta(DC):Carga distribuidas
Wlosa = t*At*2400 = 864 kg/m
Wviga=(h-t)+b*2400= 3276 kg/m
W cartela =2 Ac/2 = 90 kg/m
WDC = 4230 kg/m
VDC1 = WDC*L/2= 71.91 T-m
Cargas puntuales
bdiaf= 0.3 m. Pdiaf. Pdiaf. Pdiaf.
Pdiaf=(h-t-0.15)(At-bvig)*bdiaf.*2400 = 1503 Kg.
MDC2 = 5Pdiaf*2 = 3.76 Tn-m
MDC1+MDC2= 75.67 Tn-m
Carga por superficie de rodadura (DW)
e = 0.05 m.
Wasf= e*2250*2= 225 kg/m
VDW = Wasf*L/2 = 3.825 Tn.
Carga Viva (LL)De la tabla APENDICE II-B, para Vehiculos HL-93, y con la consideracin dinmica
en el estado limite por resistencia:
VLL+ED= 51.2 T-m
% de Cortante g que se distribuye en la viga interior es:
Distribucion de una viga interior
Caso de un carril cargado:
g = 0.36 + S/7600 = 0.623
Caso de dos carriles cargados:
g= 0.2+S/3600-(S/10700)2 = 0.721 criticoVLL+ED= 36.90 Tn
C) CONBINACION DE CARGAS
Q=n Yi*qi
Resistencia I:
U=n(Y1DC+Y2DW+y3(LL+ED))
U=1.0(1.25DC+1.5DW+1.75(LL+ED))
Servicio I
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U=n(Y1DC+Y2DW+Y3(LL+ED))
U=1.0(1.0DC+1.0DW+1.0(LL+ED))
Fatiga
U=n(Y1(LL+ED))
U=0.75(1.0(LL+ED))
ESTADO LIMITE DE RESISTENCIA IVu=1.0(1.25DC+1.5DW+1.75(LL+ED)) = 164.89 Tn.
Cortante actuante :
Vu= 164889.25 Kg
Cortante resistente concreto:
Vc = 0.083B(fc)1/2
*bv *dv = N
kg
bv = ancho del alma = cm
dv = altura de corte efectiva = dc - a/2 = 182.59 cm.
0.9*dc = 172.13 cm.
No menor que el mayor valor de 0.72*h= 144.000 cm.
B= 2
fc= 280 kg/cm2
Cortante resistente del acero:
Vs=Av *fy *dv (cot +cot)sen 0/S = Av *fy *dv /S = 172050.85 Kg
S= 11.5 cm (espaciamiento asumido por estribos)
= 45 (seccion preesforsada)
= 90 angulo de inclinacion del estribo
Av= 2.58 cm2 (asumiento 2 ramas de 1/2)
Cortante nominal resistente :
El menor Vn = VC+VS = 173265.55 kgvalor de Vn= 0.25fcbvdv = 958616.66 kg
Luego Vn= 173265.55 kg
Cortante resistente total:
Vr= Vn = 155939.00 kg > 164889.25 Kg Ok = 0.9
Refuerzo transversal minimo:
Av min. >= 0.083(fc)bv S/fy= 91.08 mm2
0.91 cm2 < 2.58 cm2 OK.
Espaciamiento maximo del refuerzo transversal
vu= (Vu-Vp)/(bvdv)
vu= Vu/(bvdv)= 13.38 kg/cm2
Tambien:
Si Vu < 0.125 f'c Smax = 0.8 dv = 0.125 f'c Smax = 0.4 dv =0.125*f'c 35 Kg/cm2
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Smax.= 0.8dv = 146.07 cm.
Luego S= 11.5 cm < Smax. 146.07 cm
A una distancia "d" del apoyo usar: usar estribos de 1/2" @ 0.115m.
Usando estribos d1/2" 15 @ 0.1010 @ 0.15
15 @ 0.25
Resto @ 0.35
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PROYECTO: "Mejoramiento de la Carretera Cruce Panamericana con el Distrito deMorrop
a) Grafico de la simulacion hidraulica con el programa HEC-RAS.
Seccion del rio donde se ubicara el puente vehicular para un caudal de maximas avenidas de 112 m3/s para un
Fuente: Estudio Hidrologico de Maximas avenidas del Rio la Leche, zona de influencia Carretera Morrope
ALCANTARILLA
ALCANTARILLA
del caudal maximo se diseara las alcantarillas con el 50% del caudal maximo Qmax alc=
se diseara 10 alcantarillas Q= Qmax./10
Qmax.alc/10= 5.6 m3/s
Aplicando la formula Q= 0.412g^0.5*D^5/2
DISEO HIDRAULICO DEL PUENTE VEHICULAR
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e-Positos
periodo de 50 aos
56 m3/s
KM. 17+430
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.
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PROYECTO: "Mejoramiento de la Carretera Cruce Panamericana con el Distrito deMorrop
Seccion de la quebrada seca donde se ubicara las alcantarillas para un caudal de maximas avenidas de 15 m3/s
Fuente: Estudio Hidrologico de Maximas avenidas del Rio la Leche, zona de influencia Carretera Morrope
ALCANTARILLA
se diseara 4 alcantarillas Q= Qmax./4
Qmax.= 15 m3/s
Aplicando la formula Q= 0.412g^0.5*D^5/2
donde: g= gravedad
D= diametro (m)
Q = caudal en m3/s
Q= 3.750 m3/s
D= 1.53 m.
se utilizaran 4 alcantarillas de 60"
DISEO HIDRAULICO EN LA SECCION KM.
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e-Positos
para un periodo de 50 aos
15+180
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PROYECTO: "Mejoramiento de la Carretera Cruce Panamericana con el Distrito deMorrop
Seccion de la quebrada seca donde se ubicara las alcantarillas para un caudal de maximas avenidas de 15 m3/s
Fuente: Estudio Hidrologico de Maximas avenidas del Rio la Leche, zona de influencia Carretera Morrope
ALCANTARILLA
se diseara 4 alcantarillas Q= Qmax./4
Qmax.= 15 m3/s
Aplicando la formula Q= 0.412g^0.5*D^5/2
donde: g= gravedad
D= diametro (m)
Q = caudal en m3/s
Para usar 10 alcantarillas
Q= 3.750 m3/s
D= 1.53 m.
se utilizaran 4 alcantarillas de 60"
DISEO HIDRAULICO SECCION KM. 16
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e-Positos
para un periodo de 50 aos
+700