UNIVERSIDAD VERACRUZANA FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL INGENIERO CIVIL Marina Ávila Bárcenas...

UNIVERSIDAD VERACRUZANA

FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL REGIÓN XALAPA

“Proyecto y Construcción del Puente Flor del Ejido “

MEMORIA

QUE PARA OBTENER EL TÍTULO DE

INGENIERO CIVIL

PRESENTA

Marina Ávila Bárcenas

DIRECTOR o DIRECTORES

Ing. David Hernández Santiago

Xalapa Enríquez Veracruz 2011

Toda estructura o construcción eventualmente es destruida, y eventualmente es porque algo mejor le

debe preceder.

Samuel González

Puente “Flor del Ejido” Santiago Tuxtla, Veracruz.

AGRADECIMIENTOS:

Este momento representa no solo un logro personal sino también el de todos mis seres

queridos, esas personas que siempre estuvieron en el momento preciso para apoyarme.

A mi familia. A mi madre, a mi padre, a mis hermanos, y nuevos integrantes. A todos,

muchas gracias.

Son tantos los momentos los que pasé en esta facultad, las personas con las que conviví y

en las cuales encontré a verdades amigos, nuevos integrantes de mi familia. Simplemente a todos

ustedes va dedicado este trabajo, Los momentos vividos: pasillos, banqueta, simple y sencillamente

nunca los olvidaré.

A mis amigos (mi familia) por permanecer en todo momento a mi lado, por siempre darme

frases de ánimo en los momentos difíciles, por darme el aliento para seguir adelante, los quiero

mucho. ¡Juntos por siempre!

Un especial agradecimiento a todas aquellas personas que un día llegaron para cambiar el

rumbo de mi vida. Agradezco a dios el haberlos cruzado en mi camino.

A mi asesor, el Ing. David Hernández Santiago, a mis sinodales, Ing. Antonio García de los

Salmones, Ing. Alfredo Godínez. A mis profesores, que gracias a ellos estoy en donde estoy. Un

agradecimiento muy especial al Ing. Alejando Calva Salazar, gran profesionista y persona, quien

desinteresadamente me apoyo en todo momento.

¡Si se pudo!

! Lo logramos!


ÍNDICE

INTRODUCCIÓN………………………………………………………………………....5 CAPITULO I. ANTECEDENTES HISTÓRICOS

DEFINICIÓN DE PUENTE……...………………….……………...…………….8 CLASIFICACIÓN DE PUENTES……………………………………..………...8 DISEÑO DE LOS ELEMENTOS DE LA SUPERESTRUCTURA………...11 DISEÑO DE LOS ELEMENTOS DE LA SUBESTRUCTURA……….……18

PROYECTO DE PUENTES Y ESTRUCTURAS……………………………..20 REQUISITOS PARA LA EJECUCIÓN DEL PROYECTO…………….….20 EJECUCIÓN DEL PROYECTO……………………………………….……..21

TIPOS DE CARGAS EN PUENTES.………………………………………….22 MODELOS DE CARGAS VIVAS VEHICULARES…………………………...23 LÍNEAS DE INFLUENCIA……………………………………………………….25

LÍNEAS DE INFLUENCIA PARA ESTRUCTURAS ISOSTÁTICAS……..25 FUERZA CORTANTE:………………………………………………...27

LÍNEAS DE INFLUENCIA Y TREN DE CARGAS………………….28

MOMENTO FLEXIONANTE MÁXIMO EN UNA SECCIÓN DE UNA

VIGA……………………………………………………………………..29 MOMENTO FLEXIÓNATE MÁXIMO MAXIMORUM……………….31

LÍNEAS DE INFLUENCIA EN EL ANÁLISIS DE PUENTES……..31

EFECTOS DINÁMICOS O DE IMPACTO SOBRE LA CARGA

VIVA……………………………………………………………………..32

CLASIFICACIÓN DE LAS CARGAS CON FINES DE DISEÑO…………..33 GRUPOS DE CARGA…………………………………………………………..33 ELABORACIÓN DEL PROYECTO…………………………………………….37 CARACTERÍSTICAS GENERALES DE PROYECTO………………………38

CAPITULO II. ANTECEDENTES DEL PROYECTO. DESCRIPCIÓN DEL SITIO……………………………………………………..40 MEMORIA DESCRIPTIVA DE LA LOCALIDAD DE SANTIAGO TUXTLA, VER………………………………………………………………………………..41 MEDIO FÍSICO Y GEOGRÁFICO……………………………………………42 ATRACTIVOS CULTURALES Y TURÍSTICOS…………………………….43 PERFIL SOCIODEMOGRÁFICO…………………………………………….43 INFRAESTRUCTURA SOCIAL Y DE COMUNICACIONES……………..44 ACTIVIDAD ECONÓMICA. PRINCIPALES SECTORES, PRODUCTOS Y SERVICIOS……………………………………….……………………………44


NORMAS APLICABLES DE DISEÑO…………………………………………44

ESTUDIOS PREVIOS. ESTUDIO TOPOGRAFICO E HIDROLÓGICO……………………45 ESTUDIO DE MECÁNICA DE SUELOS…………………………….47

ANÁLISIS DE LA CIMENTACIÓN……………………………………………..50

CAPITULO III. MEMORIA DE CÁLCULO.

ANTEPROYECTO PROYECTO DEFINITIVO.

CAPITULO IV

ANEXOS CARGAS VIVAS………………………………………………………………….56 ESTÚDIOS HIDROLÓGICOS…………………………………………………..57 ESTUDIO DE MECÁNICA DE SUELOS………………………………………60 ANÁLISIS DE LA CIMENTACIÓN……………………………………………..62 FOTOGRAFIAS GLOSARIO BIBLIOGRAFÍA.


INTRODUCCIÓN:

El siguiente trabajo es referente al diseño estructural del puente llamado

“Flor del Ejido” el cual se localiza en el camino Flor del Ejido- La Aurora-Zapata en

el km 0+700, municipio de Santiago Tuxtla, Veracruz.

Se trata de un puente conformado de la manera siguiente:

• Superestructura: Trabes presforzadas.

• Subestructura: Estribos y pila intermedia.

Se hace una descripción y antecedentes del lugar en el que se ubica.

Se describen las normas empleadas en dicho diseño.

Se realiza la memoria de cálculo de los elementos de la superestructura y

subestructura.


CAPITULO I

ANTECEDENTES HISTÓRICOS


l hombre desde el comienzo de su existencia necesitó desplazarse de un lugar a otro por diversos motivos, algunas veces para subsistir, otras por necesidad de intercambio con sus semejantes.

Encontró obstáculos para realizar su desplazamiento, tales como la presencia de ríos, hondonadas, y otros accidentes geográficos, algunas insalvables con los medios a su alcance. Buscó la manera de vencerlos; inicialmente, en una forma rudimentaria y con el transcurso del tiempo fue perfeccionándolos. Entre las soluciones halladas para vencer las dificultades de desplazamiento encontró los puentes y en una forma más contemporánea los pasos a desnivel.

De todas las obras diseñadas por el hombre, los puentes han sido construcciones que representan los más sofisticados logros de la ingeniería de cada época. De los puentes conformados a partir de un simple montón de piedras, el hombre desarrolló las primeras estructuras de madera o “puentes de caballete”, que con el paso del tiempo fue mejorando para poder soportar no sólo el paso de la gente sino la corriente de los grandes ríos y el paso de animales de carga y carretas. Las estructuras de madera han sido de las más utilizadas desde la antigüedad, pero por ser construcciones perecederas, se buscaron materiales y se desarrollaron sistemas constructivos mucho más resistentes al clima y a las inclemencias del tiempo.

En todos los casos, estas estructuras se han diseñado para facilitar el tránsito y las actividades de la gente y como una vía de comunicación.

Con el paso del tiempo, el hombre descubrió, que este tipo de estructuras eran mucho más sólidas si antes de colocar los postes de madera, colocaba pilas de piedra –a manera de cimentación- lo que resultó de gran importancia, ya que de esta manera, los puentes eran mucho más estables y resistentes al peso que tenían que soportar y a la corriente de los ríos.

Los puentes realizados con postes de madera han sido los más utilizados desde la antigüedad, pero indudablemente la vida útil de estas estructuras en muchas ocasiones es corta por ser éste un material perecedero. Por tal razón, en siglos posteriores el hombre desarrolló estructuras a base de piedra.

Uno de los sistemas constructivos más antiguos que existen son los arcos de piedra y tabique, éstos tienen muchas ventajas con respecto a los puentes de madera, ya que son más resistentes al clima y permiten salvar mayores distancias. Este tipo de construcciones fueron desarrolladas desde la antigua Babilonia, aunque los romanos fueron quienes los perfeccionaron.

E


La manera en que trabajan este tipo de estructuras es muy sencilla: se tiene una arcada y los esfuerzos de cada uno de los arcos, la carga propia de la estructura y el peso de los vehículos o personas que pasan sobre de ellas se transmiten sobre los muros de contención que se desplantan sobre la tierra. Los primeros puentes de piedra se construyeron sobre aguas poco profundas, ya que los ingenieros y constructores todavía no contaban con los recursos tecnológicos necesarios para excavar en aguas de mayor profundidad. El máximo esplendor de este tipo de estructuras podemos ubicarlo en el siglo XVI, fundamentalmente en la ciudad de Venecia.

A partir del siglo XIX con el uso del acero en la industria de la construcción se sustituyeron los puentes de arco de piedra y tabique por los grandes arcos de acero, lo que le permitió a los ingenieros cubrir claros mayores, acortar el tiempo de edificación y reducir los costos de la obra.

Ya para el siglo XX, el concreto se convirtió en una materia prima para la construcción de puentes, debido a la rapidez con la que se trabaja y por su resistencia. Otra de las razones por las cuales el concreto es el material más utilizado en estas obras es porque pueden prefabricarse las piezas para posteriormente ser colocadas en la obra.

DEFINICIÓN DE PUENTE. (SECRETARIA DE COMUNICACIONES Y TRANSPORTE)

Estructura con longitud mayor de 6 metros, construidos sobre corrientes o

cuerpos de agua y cuyas dimensiones quedan definidas por razones hidráulicas. Destinada a salvar obstáculos naturales, como ríos, valles, lagos o brazos de mar, con el fin de unir caminos de viajeros, animales y mercancías.

CLASIFICACIÓN DE PUENTES. Los puentes pueden clasificarse de diferentes maneras:1

Tipo de materiales:

• Puentes de madera. • Puentes de piedra.

1 Imagen tomada de: Diseño de puentes con elementos prefabricados y presforzados. Instituto de ingeniería

de la UNAM.


• Puentes de acero. • Puentes de concreto.

Tipo de sistema constructivo:

• Arcadas de piedra o tabique. • Puentes de arco de acero. • Estructura reticulada o vigas trianguladas. • Puentes de arco de concreto. • Puentes colgantes. • Puentes en cantilliver. • Puentes atirantados.

Según el ángulo que forma el eje del puente con el del paso interior (o de la corriente de agua):

• Puentes rectos (Ángulo de esviaje 90. (Normales) • Puentes enviajados. • Puentes curvos.


La estructura de un puente está formada por la superestructura, la subestructura y la infraestructura.

La superestructura consiste en:

• Tablero o parte que soporta directamente las cargas. • Elementos portantes (Generalmente vigas). • Las armaduras, constituidas por vigas, cables, o bóvedas y arcos

que transmiten las cargas del tablero a las pilas y los estribos.

La subestructura está formada por todos los elementos que requiere la superestructura para sustentarse, está formada:

• Caballetes. • Estribos o pilares extremos, • Pilas o apoyos centrales • Cimientos, que forman la base de ambos.

La infraestructura puede estar constituida por:

• Pedestales de mampostería o concreto. • Pilotes. • Cilindros de fricción.

A continuación se ilustra las partes que conforman un puente:2

2 Tomada de tesis “Conservación de puentes carreteros“, Jesús Flores Sánchez.


Diseño de los elementos de la superestructura.

La mayor parte de los puentes de claro medio que se construyen en este

país están hechos con superestructuras de elementos prefabricados de concreto presforzado empleando secciones de la AASHTO: Cajón, T y doble T, sobre las que se cuela una losa de concreto reforzado. Esta losa, integrada a la trabe presforzada, dará lugar a la sección compuesta que aumenta sensiblemente la capacidad de la sección.

VIGAS.- Elementos estructurales más importantes en el diseño de un puente. La recomendación general sobre qué sección utilizar para determinados claros a cubrir se da en la siguiente tabla, donde se presentan límites razonables de aplicabilidad de las secciones más comunes usadas en México. El peralte de estas secciones variará, según el claro y disponibilidad en el mercado, entre L/18 y L/23.

Las vigas deben diseñarse para resistir solo las cargas verticales muertas y vivas. El dimensionamiento del elemento debe basarse en su comportamiento ante cargas de servicio comparando los esfuerzos permisibles contra los actuantes, tomando en cuenta las pérdidas. Una vez definida la sección con el presfuerzo correspondiente, se deberán verificar distintas condiciones de servicio, como los esfuerzos en la trasferencia, encamisados y deflexiones, así como


revisar condiciones de resistencia como el momento último, aceros mínimo y máximo y cortante.

La siguiente tabla muestra los factores de distribución de carga para puentes de concreto presforzado según AASHTO3

LOSA.- La losa de concreto armado que se coloca sobre los elementos presforzados para formar la sección compuesta tiene un espesor de 15 a 20 cm dependiendo del elemento estructural sobre el que descansa. Esta losa, además de aumentar la capacidad de la sección, cumple la función de rigidizar a la


superestructura tanto en el sentido vertical, para repartir las cargas vivas uniformemente a todas las trabes, como en el horizontal, para evitar movimientos relativos entre las vigas y hacer las funciones de un diafragma rígido. La losa debe estar perfectamente ligada a las trabes, por lo que éstas estarán provistas de conectores y contarán con una superficie de contacto limpia, húmeda y rugosa.

En el caso de vigas T y Cajón con aletas, además de los estribos del alma,

las varillas de las aletas deberán salir en los extremos de las mismas para formar otro grupo de conectores .Para el análisis y diseño de la losa se le considera como una viga continua perpendicular a las trabes presforzadas donde hay momentos positivos y negativos. El acero longitudinal debe especificarse por temperatura.

En general, el peralte de la losa es de 18 a 20 cm, pero para trabes tipo T o Cajón con Aletas que en ningún caso el espesor de ese patín será menor que 5 cm, el peralte de la losa podrá ser de 15 cm. En este caso, para el cálculo del

momento resistente de la losa en momento negativo se podrá utilizar el peralte total de la losa más el espesor del patín de la T o las aletas de la trabe cajón; para el momento resistente positivo el peralte total será sólo el de la losa. Para soportar las fuerzas debidas a impactos se proveerá suficiente refuerzo a lo largo de la base del parapeto que a su vez es soportado por la losa y por la viga extrema del puente.

DIAFRAGMAS.- Estos proporcionan rigidez lateral a las trabes y a la

superestructura en general. Estos consisten en trabes transversales a los elementos presforzados, generalmente de concreto reforzado, que se ubican en los extremos del puente y en puntos intermedios del mismo. Los diafragmas extremos unen a las vigas entre sí y con la losa, y le dan una gran rigidez al


puente. Los diafragmas intermedios tienen como función primordial restringir el pandeo lateral de las vigas principales garantizando el trabajo en conjunto y un adecuado funcionamiento a flexión. La cantidad y separación de diafragmas intermedios estará en función de la rigidez lateral y la longitud del claro del puente. En general, claros mayores a 10 m con vigas I ó T deberán llevar al menos un diafragma intermedio, con espaciamientos de alrededor de 5 m entre ellos. Debido a su gran rigidez lateral, las vigas presforzadas tipo cajón con aletas pueden prescindir de diafragmas, al menos hasta claros de 30 m. Las vigas deberán contar con preparaciones adecuadas como ductos para el paso de varillas o torones para postensar, varillas ahogadas en la trabe que se desdoblan en obra, placas para soldar diafragmas metálicos, entre otros.

PRESFUERZO. Este consiste en crear deliberadamente esfuerzos

permanentes en un elemento estructural para mejorar su comportamiento de servicio y aumentar su resistencia.

En este método los tendones se tensan antes de colar el concreto. Se requiere de moldes o muertos (bloques de concreto enterrados en el suelo) que sean capaces de soportar el total de la fuerza de presfuerzo durante el colado y curado del concreto antes de cortar los tendones y que la fuerza pueda ser transmitida al elemento. El curado de los elementos se realiza con vapor de agua cubriéndolos con lonas. La acción del presfuerzo en el concreto es interna ya que el anclaje se da por adherencia. Las trayectorias del presfuerzo son siempre rectas y en moldes adaptados es posible hacer desvíos para no provocar esfuerzos excesivos. En aquellas secciones donde resulten esfuerzos excesivos, como en los extremos de las vigas simplemente apoyadas sin desvíos de torones, se debe disminuir la fuerza presforzante encamisando algunos de ellos.

VENTAJAS :

• Mejor comportamiento ante cargas de servicio por el control del agrietamiento y la deflexión.

• Permite el uso óptimo de materiales de alta resistencia.

• Se obtienen elementos más eficientes y esbeltos con menos empleo de material.

• Mayor rapidez de construcción

DESVENTAJAS:

• La falta de coordinación en el transporte de los elementos presforzados puede encarecer el montaje.


• Inversión inicial mayor debido a la disminución en los tiempos de construcción.

• Se requiere un diseño relativamente especializado de conexiones, uniones y apoyos.

• Se debe plantear y ejecutar cuidadosamente el proceso constructivo, sobre todo en las etapas de montaje y colados en el sitio.

ACERO DE PRESFUERZO (TORÓN). Este cable está compuesto de seis alambres dispuestos en forma helicoidal sobre uno central, con un paso uniforme no menor de doce ni mayor de dieciséis veces el diámetro nominal del torón. Los torones se clasifican en dos grados según su resistencia ultima mínima, como se indica a continuación:

Clasificación de los torones según su resistencia ultima: Grado: Resistencia ultima

(kg/cm2), mínimo: 176 17 590 190 18 967

Diámetro nominal (Dp) y Área nominal (Ap) de torones.

ETAPAS DEL PRESFUERZO.

• TRANSFERENCIA. Tiene lugar al cortarse los tendones en elementos pretensados o cuando se libera en los anclajes la presión del gato en elemento s postensados. Aquí ocurren las perdidas instantáneas y las acciones a considerar son el presfuerzo que actúa en ese instante y el peso propio del elemento. Dado que la acción del presfuerzo solo es contrarrestada por el peso propio del elemento, en esta etapa se presentara la contra flecha máxima.

Dp (mm) Ap (mm2) 9.5 55

11.1 74 12.7 99 15.2 139


DEFLEXIONES. En un miembro presforzado típico, la aplicación de la fuerza presforzante producirá una flecha hacia arriba. El efecto de las perdidas por contracción, flujo plástico y relajamiento, reduce gradualmente la flecha producida por la fuerza inicial. Sin embargo, el efecto del flujo plástico es doble. Mientras que produce una pérdida del presfuerzo tendiente a reducir la flecha, las deformaciones que provoca en el concreto aumentan la contra flecha.

ANCLAJE DEL ACERO Y LONGITUD DE DESARROLLO . En elementos pretensados los torones deben estar adheridos más allá de la sección crítica en una longitud de desarrollo, Ld, no menor que la requerida para desarrollar el esfuerzo de los torones. Ld se puede determinar por medio de las suma de las longitudes de adherencia, Lad, mas la longitud de desarrollo adicional para que llegue al esfuerzo máximo.

�� 0.014��

��

3��

Donde:

f sp= Esfuerzo del torón cuando se alcanza la resistencia de la sección.

f se= Esfuerzo efectivo después de las perdidas.

d b= Diámetro nominal del torón.


ENCAMISADOS EN ELEMENTOS PRETENSADOS . La cantidad de acero de presfuerzo en un elemento pretensado está regida por las condiciones de flexión más críticas, tanto en niveles de servicio como finales. En el caso de elementos isostáticos, la sección que rige el diseño es la del centro del claro por lo que en los extremos del elemento, si nos se desviaron los torones, el presfuerzo es excesivo y en la mayoría de los casos se sobrepasan los esfuerzos permisibles. El instante crítico se presenta durante la transferencia, donde el concreto aun no ha alcanzado el 100% de la resistencia, y la única carga que contrarresta la acción del presfuerzo es el peso propio. La solución a esto es encamisar o enductar algunos torones en los extremos para eliminar la acción del presfuerzo. En este análisis las pérdidas que deben considerarse son las instantáneas o iniciales.

Para encamisar torones se acostumbra, en general, revisar primero hasta que distancia, a partir del extremo del elemento, todos los torones que actúan sin rebasar los esfuerzos permisibles. Una vez determinada esta distancia, se definen cuantos torones se encamisan, generalmente en número par, y se vuelve a revisar


hasta que distancia los torones que aun actúan pueden permanecer sin sobrepasar los esfuerzos mencionados. Se continúa este proceso hasta llegar al extremo del elemento.

En ocasiones se ha utilizados grasa, como aislante entre el torón y el elemento, sin embargo esto no es recomendable debido a que no se elimina totalmente el contacto entre ambos elementos y la consecuente adherencia puede provocar los problemas mencionados. Los elementos de encamisado más usados son de polietileno debido a su bajo costo y eficiencia. Los tubos de PVC reaccionan químicamente con el concreto por lo que son obsoletos para estas aplicaciones.

DISEÑO DE LOS ELEMENTOS DE LA SUBESTRUCTURA .

Las cargas que actúan en la subestructura, son las que le transfiere la superestructura más las cargas laterales como sismo y viento, empuje de tierras y corrientes de agua, entre otros.

ESTRIBOS.- Estos sirven para transmitir la carga desde la subestructura hasta la cimentación y actúan como muros de contención para retener la tierra de relleno por detrás de ellos. En los terraplenes de acceso o en los cortes que se realizan en las inmediaciones del mismo, se colocan aleros en los costados de los estribos.

PILAS.

APOYOS.- Existe una gran variedad de apoyos con distintas características y utilidades. Las funciones de los apoyos, además de transferir las fuerzas de la superestructura, son las de disipar y aislar los desplazamientos de traslación y rotación debidos a expansión térmica, contracción por flujo plástico, deflexión en miembros estructurales, cargas dinámicas y vibraciones, entre otros. Por su alta eficiencia para disipar los movimientos de traslación y rotación, estos dispositivos están siendo adoptados como una solución de aislamiento sísmico. Los apoyos más sencillos y utilizados son los de neopreno con placas de acero.


La siguiente figura muestra como debe ser apoyada la trabe de un puente sobre otra trabe o sobre la subestructura. 4

4 Tomada de: Capitulo 4. Diseño de puentes con elementos prefabricados y presforzados. Instituto de

ingeniería de la UNAM.

Normatividad SCT, N-CMT-2-08/04


Estos apoyos se fabrican con materiales sintéticos con características de resistencia y flexibilidad que le permiten combinar rigidez y amortiguamiento en el mismo elementos. Las ventajas de este tipo de apoyo respecto al hule natural son su mejor comportamiento a baja temperatura, mayor resistencia a la acción del ozono y menor deterioro bajo condiciones ambientales.

JUNTAS.- Estas se localizan en medio de los tableros de puente. Sus funciones son:

• Proveer una transición suave entre los módulos del puente que forman la superficie de rodamiento.

• Evitar la filtración de agua y otras sustancias químicas que oxidan y corroen los elementos de la subestructura que están debajo de la superficie de rodamiento.

• Permitir el desplazamiento longitudinal de la estructura.

Los materiales para estas juntas pueden elastómeros o ensambles de un mecanismo metálico integrado con otros materiales plásticos.

PROYECTO DE PUENTES Y ESTRUCTURAS. Comprende desde la ejecución de la ingeniería de detalle necesaria para

diseñarlo geométrica y estructuralmente, de manera que permita la continuidad del tránsito sobre un obstáculo, con seguridad y eficiencia, hasta la elaboración de planos, especificaciones y otros documentos en los que se establezcan las características geométricas, estructurales, de materiales y de acabados de cada uno de sus elementos para proporcionar al constructor los datos que le permitan su correcta ejecución. Además, de establecerse, incluye la ingeniería básica para la elaboración de anteproyecto correspondiente, que defina el tipo y las características generales de la estructura para proyectar.

REQUISITOS PARA LA EJECUCIÓN DEL PROYECTO .

a) Proyecto geométrico de la carretera para la que se proyectara la estructura,

incluye:

• Trazo • Elevaciones de la rasante


• Secciones transversales de construcción. • Datos de banco de nivel • Referencias topográficas.

b) El estudio topográfico que muestre detalladamente la topografía del área

donde se ubicara la estructura, en el caso de un puente, el estudio hidráulico-hidrológico correspondiente el cual contendrá el levantamiento topográfico detallado, estableciendo:

• Niveles y gastos de diseño. • Longitudes mínimas del puente y de sus claros. • Espacio libre vertical mínimo que ha de dejarse entre el nivel de

aguas de diseño (NADI) y el lecho inferior de la superestructura.

c) El estudio de cimentación que contenga: • Tipo, características y estratigrafía del suelo en el sitio donde se

construirá la estructura. • Cimentación más conveniente. • Niveles de desplante y capacidades de carga correspondientes. • Recomendaciones para diseño y construcción de la cimentación.

d) Anteproyecto aprobado por la secretaria o la definición del tipo y las

características de la estructura por proyectar.

Además de los estudios mencionados es conveniente que el informe vaya acompañado de datos complementarios tales como fotografías del lugar donde se va a efectuar el cruce, así como de de los puentes más cercanos y de los sondeos a cielo abierto hechos para el estudio del subsuelo.

EJECUCIÓN DEL PROYECTO .

• Visita de inspección . Con el propósito de verificar la información del proyecto y que no exista algún obstáculo que interfiera con la ejecución de la obra.


• Elaboración de anteproyecto. Con el propósito de seleccionar el tipo y las características de la estructura a proyectar, siendo recomendable que cuando menos sean tres. Tomando en cuenta lo siguiente:

� Contemplar diferentes sistemas de estructuración, tipos de materiales, procedimientos constructivos y otras características que se estimen necesarias según el caso particular.

� Cada anteproyecto se elaborara considerando los siguientes aspectos:

� Tipo de material de la estructura . Se seleccionará tomando en cuenta las características del entorno ambiental a fin de incluir medidas que mitiguen los daños ambientales, faciliten las tareas de conservación y alarguen la vida de la estructura.

� Pre dimensionamiento. Se definirán las dimensiones preliminares de la estructura y cada uno de sus elementos.

TIPOS DE CARGAS EN PUENTES. Los puentes deben ser diseñados para soportar las siguientes cargas:

a) Cargas muertas. b) Cargas vivas. c) Efectos dinámicos o de impacto sobre la carga viva. d) Fuerzas laterales. e) Otras fuerzas, cuando existan, como: longitudinales,

centrifugas y térmicas.

A) CARGAS MUERTAS : Debidas al peso propio de los elementos estructurales y no estructurales (carpeta asfáltica en la calzada de la estructura. guarniciones, banquetas y parapetos). En el diseño de la subestructura también se considera el peso del relleno de las excavaciones para su construcción y el peso de terraplenes que graviten sobre la cimentación.

B) CARGAS VIVAS . Las ocasionadas por la carga móvil aplicada: peso de camiones, coches, peatones. En la determinación de las cargas vivas se toma en cuenta lo siguiente:


• Ubicación de las cargas vivas vehiculares en los carriles de circulación.

• El número de carriles a considerar en el diseño de la estructura, se determina dividiendo el ancho de la calzada entre 3.5 m, redondeando el resultado a la unidad inferior. Las cargas móviles, concentradas y uniformemente distribuidas, se colocan dentro del carril, en la posición más desfavorable.

MODELOS DE CARGAS VIVAS VEHICULARES. Para los análisis longitudinal y transversal o tridimensional de la

superestructura, se consideran los modelos de cargas vivas debidas a los vehículos, que se indican a continuación:

A) MODELOS IMT 66.5.

Aplicable a estructuras que se proyecten para carreteras de los tipos ET, A, B y C, así como para autopistas, que son carreteras de los tipos ET y A, con accesos controlados.

B) MODELOS IMT 20.5. Aplicables a estructuras que se proyecten para carreteras de tipo D así como para caminos rurales.

El modelo para carreteras alimentadoras se denomina IMT 20.5 en la norma, y considera que los vehículos más grandes que pueden transitar por ellas son los tipo C3, con un peso bruto permitido de 20,5 t, con dos ejes virtuales de carga.

Además se tomó en cuenta que en ciertas condiciones el reglamento de pesos y dimensiones permite el tránsito por estas carreteras, de vehículos articulados pesados.

En la siguiente figura se presenta el modelo IMT 20.5. Los sistemas de

cargas concentradas y uniforme son los nominales, por lo cual éstas, deben multiplicarse por los factores de carga señalados en la norma SCT, que


corresponden a los distintos grupos de fuerzas que se combinan para diseño o para revisión; el factor de carga viva básico es 1,95.5

5 Sistemas de cargas vivas vehiculares para diseño de puentes en carreteras alimentadoras. Secretaria de

Comunicación es y Transportes. Instituto Mexicano del Transporte.


LÍNEAS DE INFLUENCIA. Uno de los problemas que enfrenta el ingeniero proyectista, con cierta

frecuencia, es el análisis de estructuras que están sometidas a la acción de cargas en movimiento, en las cuales las fuerzas internas varían no solo con la magnitud de las cargas sino también con su posición. En el caso de los puentes, en ocasiones, es posible determinar por inspección donde deben situarse las cargas para producir los efectos máximos; sin embargo, en muchas, es necesario emplear técnicas analíticas que definan la ubicación de las cargas más desfavorables para la estructura. En la práctica, el uso de las líneas de influencia ha sido la técnica más eficiente para tal fin.

Una línea de influencia es un diagrama que indica la variación de una acción o efecto, en un punto determinado de una estructura, cuando una carga unitaria se desplaza sobre ella. Mediante líneas de influencia es posible calcular momentos flexionantes, fuerzas cortantes, fuerzas axiales o desplazamientos en elementos bajo estas solicitaciones de cargas móviles o arreglos alternativos de estas.

L ÍNEAS DE INFLUENCIA PARA ESTRUCTURAS ISOSTÁTICAS . A) L ÍNEAS DE INFLUENCIA PARA VIGAS LIBREMENTE APOYADAS :

MOMENTO FLEXIONANTE :

Se desea obtener la línea de influencia para el momento flexionante en el punto c de la viga mostrada en la figura:

La carga unitaria (P=1) actúa en x desde el apoyo A.


Cuando la carga se localiza entre A y C, se tiene:

��

1

El momento en C, es: ��

� �

��

� �

Con la carga entre C y B, se tiene:

�� 1 � �

1

El momento en C, es:

�� 1 � �

1 �

Sustituyendo los valores de x en las ecuaciones del momento en C, se tiene:

Para:

x � 0 � �� 0

X � a � ��

1

X � 1 � �� 0

Con estos valores, la línea de influencia para el momento flexionante en el punto c, se dibuja tal como se muestra a continuación:


La ordenada en cualquier posición x entre A y B, representa el momento flexionante Mc, cuando la carga unitaria actúa a una distancia x del apoyo.

Así pues, si se aplican varias cargas P�, P$, P%, etc. El valor del momento Mc se calculara multiplicando cada ordenada correspondiente a la posición de la carga, por el valor de la magnitud de la carga y sumando los productos resultantes.

FUERZA CORTANTE :

Se trazara la línea de influencia para la fuerza cortante en el punto C de la viga mostrada en la figura”. Por convención las fuerzas a la derecha de una sección dirigidas hacia abajo se tomaran consigno positivo.

Si la carga unitaria se deslaza entre A y C, la fuerza cortante es igual a la

reacción R' con signo opuesto: (� � ��

�

Con la carga unitaria entre C y B, la fuerza cortante es igual a la reacción R)

(� �1 � �

1

Sustituyendo los valores de x en las ecuaciones de fuerza cortante en C, se tiene:

Para:

x=0 (� � 0

X=a (� � �

� y (� �

�

�

X=1 (� � 0


La línea de influencia para la fuerza cortante en el punto C se indica a continuación, observándose que cuando la carga se localiza en C existen dos valores de la fuerza cortante, uno positivo y otro negativo.

L ÍNEAS DE INFLUENCIA Y TREN DE CARGAS :

Un tren de cargas es un sistema o arreglo múltiple de cargas que se desplazan sobre la estructura.

Los efectos de los trenes de carga, empleando líneas de influencia se obtiene sumando los productos resultantes de multiplicar las cargas por sus ordenadas correspondientes del diagrama de línea de influencia. Sea F el efecto total del tren de cargas de la figura, se tiene:

* � +� � ,� +$ � ,$ +% � ,%


Por otra parte, si la condición de carga es una carga uniformemente distribuida de intensidad w, el efecto de la carga tomada desde D hasta E, se determina multiplicando la intensidad w por el área bajo la línea de influencia entre D y E.

MOMENTO FLEXIONANTE MÁXIMO EN UNA SECCIÓN DE UNA VIG A.

En la siguiente figura se presenta una viga libremente apoyada sujeta a un tren de cargas. Se desea conocer la posición del tren de cargas que produzcan el momento flexionante máximo en la sección C.


Sea Q la resultante de las cargas a la izquierda de la sección C y R la resultante de las cargas a la derecha de C, se tiene:

�- � ./ �0

�- � .��

1 �

�

1 �1 � � � �

��-

�� .

�

1 �

�

1

Para que sea un máximo: .�

2 �

2� 0

Entonces: .� � ��

Si + � . �, se tiene:

.� � �+ � . �

.1 � +�

. � + ��

1

Esta condición debe regir para que se produzca el momento máximo en la sección C.

Se sabe que el momento flexionante máximo en una sección se obtiene cuando una de las cargas se localiza precisamente sobre la sección. La condición anterior indicara que carga debe colocarse e4n el punto en estudio. La carga

critica es aquella que, cuando se incluye en Q, hace que Q se a mayor que 3)

4 y

cuando se incluye en R hace que Q sea menor que 5

2.


MOMENTO FLEXIÓNATE MÁXIMO MAXIMORUM .

Se presenta el caso del cálculo del momento flexionante máximo maximorum que ocurre en una viga bajo la acción de un tren de cargas.

Supóngase la viga mostrada en la figura 1.7 que soporta dos cargas concentradas separadas una distancia fija. La posición del sistema de cargas está dada por x, la distancia desde el apoyo A hasta la carga P$.

Sea la resultante del sistema de cargas Q � P� P$, el momento flexionante bajo P$ puede expresarse como:

�$ � �� +��

�$ �.

1 �1 � � � � � +��

Derivando para encontrar x correspondiente a M$ maximo:

�89

��

:

2 �1 � 2� � Esto es igual a cero cuando: � �

2

$

�

$

La expresión anterior indica que las cargas deben colocarse de tal manera que la línea central del claro se localice a la mitad de la distancia entre la carga +$ y de la resultante Q. esto proporciona el momento �$ máximo; el momento �� máximo puede obtenerse de manera semejante. Como el momento flexionante máximo para una serie de cargas concentradas ocurre bajo una de las cargas, lo que resta es determinar cuál es la carga que, cuando se coloca de acuerdo a la regla antes mencionada, produce el momento máximo maximorum sobre el claro. Generalmente la carga crítica es la más cercana al centro de gravedad del sistema de cargas. Si hay incertidumbre al respecto, deberán verificarse diferentes posiciones y comparar resultados.

L ÍNEAS DE INFLUENCIA EN EL ANÁLISIS DE PUENTES .

Con la finalidad de encontrar modelos sencillos que representen el comportamiento estructural de los puentes, en la práctica, se realiza el estudio de las superestructuras bajo dos puntos de vista bien definidos: un análisis global y un análisis local.


En el análisis global se determinan los esfuerzos generados por la acción de las cargas sobre los elementos principales de soporte del tablero. El análisis local obtiene los elementos mecánicos en la losa inducidos por el contacto directo de las cargas puntuales con la superficie de rodamiento.

El análisis global se divide a su vez en longitudinal y transversal, dependiendo de la observación del efecto de las cargas en cualquiera de los dos sentidos del tablero. El análisis longitudinal determina los esfuerzos a lo largo del puente, considerando que las cargas no son excéntricas y que la sección transversal permanece horizontal. Estudia los efectos que producen el peso propio y las cargas aplicables al caso que pueden considerarse estáticas; así también, se analiza el comportamiento de la estructura bajo la acción de l a carga viva móvil, en función de la posición en la que se vaya situando.

Sabiendo que las líneas de influencia son diagramas que indican la variación de un efecto, en un punto de una estructura, cuando una carga móvil se desplaza sobre ella, es claro que su aplicación en el estudio longitudinal para cargas móviles, proporciona una idealización muy apropiada del funcionamiento estructural del puente.

Así pues, mediante el uso de líneas de influencia, es posible obtener valores de reacciones, elementos mecánicos e incluso desplazamientos en sitio de interés, por efecto de la carga viva. Esta carga usualmente se maneja como un tren de cargas móviles, dependiendo del tipo de puente que se trate.

C) EFECTOS DINÁMICOS O DE IMPACTO SOBRE LA CARGA VIVA .

Incremento en porcentaje que se aplica a las cargas vivas vehiculares sobre la calzada, para tomar en cuenta los efectos de la vibración de la estructura, que es causada por la respuesta dinámica como un conjunto, a la excitación producida por las ruedas, la suspensión de los vehículos y el golpeteo de las primeras al pasar sobre irregularidades en la superficie de rodamiento, tales como juntas de dilatación, grietas, pequeños baches. Los elementos estructurales en los que se considera el efecto del impacto, son: superestructuras, pilas (excluyendo zapatas u otro tipo de cimentación),

Este incremento según las normas AASHTO se calcula mediante la fórmula (nunca excederá del 30 %):


Siendo:

I= Coeficiente de impacto.

L= Longitud del claro (m).

D) EMPUJES DE TIERRAS.

Aplicado a elementos estructurales que retienen rellenos, mediante métodos que tomen en cuenta principio de mecánica de suelo, de interacción suelo-estructura y de flexibilidad de la cimentación.

CLASIFICACIÓN DE LAS CARGAS CON FINES DE

DISEÑO. A) CARGAS DE SERVICIO . Las que se considera que, con su valor real, actúan sobre la estructura y

que se emplean en el diseño estructural por el método de las cargas de trabajo.

B) CARGAS ÚLTIMAS . Son las que tienen un valor igual al de carga de servicio multiplicado por un

factor de carga y que se emplea en el diseño estructural por el método de factores de carga.

C) COMBINACIONES DE CARGAS . Las combinaciones de cargas para diseño, son el conjunto de cargas

permanentes, variables y eventuales y que se agrupan dependiendo de la probabilidad de ocurrencia simultanea en cada elemento de la estructura. Para cada caso especifico y dependiendo de las circunstancias particulares, se seleccionan los grupos de cargas aplicables para diseñar cada elemento, según la condición más desfavorable, considerando un incremento en los esfuerzos admisibles básicos para cada grupo cuando se utiliza el método de diseño por esfuerzos de trabajo o , si se emplea el método de factores de carga, estableciendo en cada grupo los factores para obtener las cargas o acciones ultimas a partir de los valores de servicio en función de la probabilidad de sus ocurrencia simultanea.


GRUPOS DE CARGA. Los elementos de la estructura o de la cimentación sobre la que se apoye,

se diseñaran para resistir, en condiciones de seguridad, todos los grupos de carga que sean aplicables al tipo de estructura y a las condiciones particulares del sitio en donde esta se ubique considerando lo siguiente:

Cada grupo de cargas se integra por las combinaciones de cargas permanentes, variables y eventuales que sean aplicables, es decir:

Para el grupo N: CP= CV= C?=

Donde

N = numero de grupo a considerar.

CP= � Combinación de cargas permanentes para el grupo N.

CE= � Combinación de cargas eventuales para el grupo N.

CV= � Combinación de cargas variables para el grupo N.

Dichas combinaciones comprenden las acciones sobre la estructura debidas a las siguientes cargas:

Combinación de cargas permanentes (CP= : βB= CM β?C ET

Combinación de cargas variables (CV= : βE �V 1 βFB FC

Combinación de cargas eventuales (CE= :

βE? VE β?EBE VCV βH S βFJ FL βLBC �A C T β3J PL βH3 SP

Donde:

CM = Carga muerta.

ET = Empuje de tierra.

V = Carga viva.

I = Impacto.


FC = Fuerza centrifuga.

VE = Velocidad del viento.

VCV = Viento sobre la carga vivas.

S = Sismo.

FL = Frenaje.

A = Acortamiento de arcos.

C = Efecto de la contracción por fraguado.

T = Efecto de temperatura.

PL = Empuje dinámico del agua.

SP = Subpresion.

Cuando el diseño se realice por el método de cargas de trabajo , se atenderá lo siguiente:

• Los esfuerzos admisibles de los elementos por diseñar, se multiplicaran por el factor de incremento de esfuerzos admisibles. FNO , según el grupo de cargas considerado, salvo en los casos de los grupos II y II, en los que intervine el viento, en cuyo caso no se incrementan dichos esfuerzos.

• En el grupo I, cuando se revise el diseño de la losa de la calzada bajo el supuesto de que una carga de rueda actúa sobre la banqueta a una distancia de 30 cm de la cara del parapeto o de la guarnición del lado de la calzada, los esfuerzos admisibles se incrementan multiplicándolos por un factor de incremento, *NO de 1,5.

• El valor del coeficiente βNP es en general igual a 1, excepto para

marcos rígidos, en los que se aplica con un valor de 0.5, para aquellos elementos en que el empuje de tierras sea favorable.

Cuando el diseño se realice por el método de factores de carga , se tomara en cuenta lo siguiente:


• Cada carga y acción de las combinaciones de carga, se multiplica además por el factor de carga (¥), según el grupo de cargas considerado.

• En el grupo I, para el diseño de vigas exteriores de una calzada, se revisan dos posibles combinaciones de carga viva: la carga viva vehicular incluyendo la carga por impacto, con un factor de carga (¥=1.5) o la combinación de los efectos de la carga viva sobre la banqueta mas la carga viva vehicular, incluyendo la carga por impacto, con un factor de carga (¥=1.25) tomando el más desfavorable.


• Para el grupo I, cuando se diseñe la losa de la calzada bajo el supuesto de que una carga de rueda actúa sobre la banqueta a una distancia de 30 cm de la cara del parapeto o de la guarnición del lado de la calzada, para la carga viva incluyendo la carga por impacto se aplica un coeficiente βQ � 1, sustituyendo al indicado en la tabla anterior.

• Los coeficientes βR8 � 1 para miembros a flexión y tensión. Para columnas sujetas a flexocompresión se analizaran 2 alternativas: con un coeficiente βR8 � 1 al verificar la columna para la condición de máxima carga axial y mínimo momento y con uno de βR8 � 0.75 para verificar la columna en la condición de la mínima carga axial y máximo momento.

• Para los empujes laterales en muros de contención y en marcos

rígidos, con la exclusión de alcantarillas rígidas, se toma un coeficiente de βNP � 1.3, para empujes laterales de tierra en reposo; de βNP � 1.15, para empujes verticales de tierra.

ELABORACIÓN DEL PROYECTO. En base al anteproyecto se elaborara el proyecto mediante la ejecución de

la ingeniería de detalle necesaria para diseñar, geométrica y estructuralmente todos los elementos de la estructura que integren su cimentación, subestructura y superestructura, así como las obras secundarias (guarniciones, banquetas, parapetos, defensas, losas de aproximación, aleros y terraplenes de acceso, 40 m antes y después de la estructura, obras de drenaje)

En la elaboración del proyecto se tomará en cuenta lo siguiente:

• El análisis de la estructura por proyectar se ejecutara asumiendo que estas tienen un comportamiento elástico, aun cuando el diseño se realice por factores de carga, considerando la plastificación de las secciones críticas.


• El diseño estructural de todos los elementos de la estructura, cuyo propósito es el dimensionamiento definitivo, se ejecutara por el método de cargas de trabajo o por factores de carga.

CARACTERÍSTICAS GENERALES DE PROYECTO. GALIBO HORIZONTAL O ESPACIO LIBRE HORIZONTAL . En el caso de puentes,

el galibo horizontal, es decir, el espacio libre horizontal entre los paramentos de los apoyos, debe ser como mínimo, los que se determinen con base en las longitudes mínimas de los claros que establezca el estudio hidráulico-hidrológico correspondiente.

GALIBO VERTICAL O ESPACIO LIBRE VERTICAL . Tratándose de puentes, debe ser como mínimo, el que establezca el estudio hidrológico correspondiente.

PARAPETOS . Los parapetos son sistemas de postes verticales y elementos

longitudinales que se colocan sobre las guarniciones o las banquetas, a lo largo de los extremos longitudinales de la estructura, principalmente para la protección de los usuarios. Los elementos longitudinales pueden ser uno o varios y estar constituidos por vigas de concreto, tubos y perfiles metálicos, o defensas metálicas de lamina. Los materiales a emplear en la construcción de los parapetos pueden ser concreto reforzado o presforzado, acero, madera o una combinación de ellos.


CAPITULO II

ANTECEDENTES DEL PROYECTO.


nteriormente en el cruce del camino Flor del Ejido-La Aurora-Zapata con el río Chininzapan, existía un puente, el cual fallo por insuficiencia hidráulica (aun se observaban los estribos de un puente

de 12.00 m), afectando el paso vehicular en ese tramo y por consecuencia la comunicación y economía de los habitantes de ésa región. Por tal situación es necesario, la construcción de una nueva estructura.

DESCRIPCIÓN DEL SITIO. El arroyo en estudio se forma a 17.61 km del sitio de cruce y desemboca a

200 m, en el río Tecolapan, sin influencia hidráulica en el cruce, y pertenece a la Región Hidrológica Nº 28 (Papaloapan) según la clasificación de la Comisión Nacional del Agua.

La vegetación es del tipo semi-tropical, la topografía es de lomerío fuerte; el escurrimiento es perenne (todo el año) y en avenidas puede arrastrar troncos de hasta 10.0 m de longitud.

El período de lluvias comprende los meses de junio a octubre, con una precipitación media anual de 2770 mm. La geología superficial corresponde, en el fondo del cauce y en ambas márgenes, a arenas, limos y gravas.

El sitio del puente en estudio se ubica entre los poblados de Flor del Ejido y La Aurora y se hará en el mismo sitio de paso actual; geográficamente se ubica entre los 95º 18’ y 95º 19’ de longitud oeste y 18º 33’ y 18º 34’ de latitud norte.

A


MEMORIA DESCRIPTIVA DE LA LOCALIDAD DE SANTIAGO TUXTLA, VER.

CRONOLOGÍA DE LA CIUDAD.

1522, Arribo de Hernán Cortés a Totógatl, donde estaba la población de Tuxtla.

1525, Fundación de Santiago Tuxtla.

1531, Toma Cortés oficialmente posesión de su villa de Tuxtla.

1585, Moctezuma conquista estas tierras en el año de los conejos, razón por la que se llama Toxtla (Conejo).

1822, El 18 de febrero se inaugura la Luz Eléctrica, obra de los señores de la Masa y Menéndez.

1825, Se crea el cantón de Santiago Tuxtla.


1872, El maestro Enrique Laubsher inicia las obras de los puentes Real y Victoria, obra concluida en 1878.

1936, El municipio recobra su denominación de Santiago Tuxtla.

1950, La cabecera municipal adquiere el titulo de Ciudad.

1974, Santiago Tuxtla es declarada Ciudad Colonial, en atención a sus tradiciones y costumbres hispana

MEDIO FÍSICO Y GEOGRÁFICO.

LOCALIZACIÓN. Ubicado en la zona sur del Estado en las estribaciones de la Sierra de los Tuxtlas, en la coordenadas 18° 28” latitud norte y 95° 18” longitud oeste, a una altura de 200 metros sobre el nivel del mar. Limita al norte con Ángel R. Cabada; al este con San Andrés Tuxtla; al sur con Hueyapan de Ocampo; al oeste con Isla y Tlacotalpan. Tiene una superficie de 621.84 Km.2, cifra que representa un 0.85% total del Estado.

HIDROGRAFÍA. Se encuentra regado por el río Pixixiapan o Tuxtla, que es tributario del San Juan, afluente del Papaloapan.

CLIMA. Su clima es cálido-húmedo-regular con una temperatura promedio de 24.3° C; su precipitación pluvial media es de 2, 314.3 mm.

RECURSOS NATURALES. Su riqueza está representada por minerales como la arena y arcilla; y su exuberante vegetación.

CARACTERÍSTICAS Y USO DEL SUELO. Su suelo es de tipo cambisol, litosol y vertisol; los dos primeros se caracterizan por ser de moderada a alta susceptibilidad a la erosión, y este último de baja susceptibilidad a la erosión. Se utiliza más o menos en un porcentaje del 50% en agricultura y ganadería.


ATRACTIVOS CULTURALES Y TURÍSTICOS.

MONUMENTOS HISTÓRICOS. Las Ruinas Arqueológicas de 3 Zapotes.

MUSEOS. Museo Regional Tuxteco. Museo de sitio Tres Zapotes: originalmente era la Hacienda de Hueyapan de Mimendi.

FIESTAS TRADICIONES Y DANZAS . Del 22 al 30 de julio se festeja al Santo Patrón Santiago. El 22 de junio se realiza la coronación de la reina. Día 24, cuatro de la tarde, se presenta la mojiganga integrada con figuras chuscas que aportan las nueve manzanas. El 25, día principal de la festividad, cada barrio porta su estandarte y sus banderas en fila; organizándose para la procesión del Señor Santiago por las principales calles de la ciudad acompañados de instrumentos de viento, platillos y cantos. Al día siguiente se hacen torneos d cintas, conferencias relacionadas con las fiestas y tradiciones del lugar, encuentros jaraneros. Otra tradición digna de admirarse es la del 24 de diciembre llamada el “Acarreo de Niño Dios”, que consiste en conseguir madrinas que lleven al niño a la misa celebrada a las 12 de la noche, dicha procesión se hace con numerosos pastores vestidos y la usanza de las jarochas llaneras.

PERFIL SOCIODEMOGRÁFICO

GRUPOS ÉTNICOS. Existen en el municipio 354 hablantes de lengua indígena, 175 hombres y 179 mujeres, que representa el 0.69% de la población municipal. La principal lengua indígena es el chinanteco.

EVOLUCIÓN DEMOGRÁFICA. Municipio que tiene una población hasta el año de 1995 de 54,522 habitantes, este mismo año reporta 2,009 nacimientos y 170 defunciones. De acuerdo a los resultados preliminares 2000, la población en el municipio es de 54,433 habitantes, 26,249 hombres y 28,184 mujeres.

RELIGIÓN. Tiene una población total, mayor de 5 años, de 44,777 que se encuentra dividida entre las siguientes religiones: católica 29,971, evangélica 5,227, otras 827 y ninguna 8,419.


INFRAESTRUCTURA SOCIAL Y DE COMUNICACIONES.

EDUCACIÓN. La educación básica es impartida por 65 planteles de preescolar, 106 de primaria, 22 de secundaria. Además cuenta con 5 instituciones que brindan el bachillerato; así como con centros de enseñanza técnica y profesional medio.

SALUD. La atención de servicios médicos es proporcionada por clínicas y unidades médicas: de la Secretaría de Salud, del IMSS y del ISSSTE.

VÍAS DE COMUNICACIÓN. El municipio cuenta con infraestructura de vías de comunicación conformada por 100 Km. de carretera.

ACTIVIDAD ECONÓMICA. PRINCIPALES SECTORES, PRODUCTOS Y SERVICIOS.

AGRICULTURA . Los principales productos agrícolas que se cosechan son los siguientes: maíz, frijol, sandía, caña de azúcar, naranja, mango.

GANADERÍA .Tiene una superficie de 31,080 hectáreas dedicadas a la ganadería, en donde se ubican 3,603 unidades de producción rural con actividad de cría y explotación de animales.

INDUSTRIA. En el municipio se han establecido industrias entre las cuales encontramos 3 medianas. Destacando la industria de fabricación de calzado, producción de sandía, fabricación de productos lácteos.

NORMAS APLICABLES DE DISEÑO Los diseños de puentes de concreto o acero para carreteras a menudo se

basan en las normas de la última edición de Standard Specification for Highway Bridges, de la American Association of State Highway and Transportation Officials (AASHTO), Se tomarán algunas normas del American Concrete Institute


ESTUDIOS PREVIOS. ESTUDIO TOPOGRAFICO E HIDROLÓGICO.

TRABAJO DE CAMPO. Con la finalidad de realizar el Estudio Hidráulico se efectuó un levantamiento topográfico consistente en:

1. Planta detallada de la zona de cruce, cubriendo 60 m hacia aguas arriba, 60 m hacia aguas abajo y 100 m hacia la margen izquierda y 100 m hacia la margen derecha, con curvas de nivel a cada 0.5 m.

2. Perfil detallado de la zona de cruce, abarcando 140 m.

3. Perfil de construcción, abarcando 600 m y un perfil a lo largo del cauce, abarcando 400 m hacia aguas arriba y 200 m hacia aguas abajo del cruce.

4. También se levantaron dos secciones hidráulicas ubicadas una en el

sitio de cruce y la otra a 140 m aguas arriba del sitio de cruce.

5. Se tomaron niveles de las huellas dejadas por la creciente máxima presentada, ocurrida en octubre de 2005.

TRABAJO DE GABINETE.

Para el desarrollo del Estudio Hidrológico se efectuaron los cálculos para determinar el gasto en el cruce utilizando los métodos semi empíricos: Ven Te Chow, Racional y Triangular Unitario, apoyándose en los datos de gastos máximos registrados en la estación hidrométrica “Ángel R. Cabada” y en información de las isoyetas de Intensidad de Lluvia-Duración-Periodo de Retorno para la República Mexicana (períodos de retorno de 50 y 100 años).

Obteniendo como gasto de diseño:

RESUMEN DE RESULMETODO GASTO m

Tr = 50 añosRacional Ven Te Chow Triangular unitario.

Para el Estudio Hidráulico se analizó el método de Sección y Pendiente, apoyándose en las secciones hidráulicas levantadas, en el perfil a lo largo del cauce y en los datos de niveles de la avenida máxima, proporcionados por habitantes del lugar con

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES.

La zona de cruce se encuentra en un tramo donde el cauce está bien definido aunque tiene tendencia a formar llanuras de inundación; considerando los resultados obtenidos conforme siguientes recomendaciones:

Puente “Flor del Ejido” Santiago Tuxtla,

Obteniendo como gasto de diseño:

RESUMEN DE RESULTADOS DEL ESTUDIO HIDROLÓGICO.GASTO m3/s Tr = 50 años

GASTO m3/s Tr = 100 años

OBSERVACIONES

580.00 650.00 627.00 737.00 Gasto de diseño.651.00 762.00

Para el Estudio Hidráulico se analizó el método de Sección y Pendiente, apoyándose en las secciones hidráulicas levantadas, en el perfil a lo largo del cauce y en los datos de niveles de la avenida máxima, proporcionados por habitantes del lugar con más de 50 años de residir en la zona estudiada.

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES.

La zona de cruce se encuentra en un tramo donde el cauce está bien definido aunque tiene tendencia a formar llanuras de inundación; considerando los resultados obtenidos conforme a la metodología referida, se pueden plantear las siguientes recomendaciones:


TADOS DEL ESTUDIO HIDROLÓGICO. OBSERVACIONES

Gasto de diseño.

Para el Estudio Hidráulico se analizó el método de Sección y Pendiente, apoyándose en las secciones hidráulicas levantadas, en el perfil a lo largo del cauce y en los datos de niveles de la avenida máxima, proporcionados por

50 años de residir en la zona estudiada.

La zona de cruce se encuentra en un tramo donde el cauce está bien definido aunque tiene tendencia a formar llanuras de inundación; considerando los

a la metodología referida, se pueden plantear las

• Adoptar como gasto de diseño el de 737 m³/s.la sección del puente, de 202.1 m, con una

• Construir un puente de 35.0 m de longitudlas estaciones 0+678.0 y 0+713.0, con construcción de este puente no provocará ninguna sobre elevación.

• Con el fin de que se permita el paso de cuerpos flotantes en todo tiempo, deberá elevarse la rasante de tal manera que se deje un espacio libre vertical de 1.0 m entre la parte inferior de la superestructura y el Nivel de Aguas de Diseño, esto es, la partetener la elevación 203.1 m.

• Es conveniente que una vez terminada la construcción del puente se lleve a cabo una limpieza del cauce en la zona del cruce, con el fin de dejar el área hidráulica libre, recomendando la delosa del puente anterior.

ESTUDIO DE MECÁNICA DE SUELOS.

De acuerdo con las recomendaciones del estudio contempla la construcción de un puente de un solo claro con longitud de 35 m., ubicado entre las estaciones 0+678 y 0+713.


gasto de diseño el de 737 m³/s. Este gasto se trala sección del puente, Obteniéndose un nivel de aguas de diseño (

con una velocidad bajo la obra de 2.9 m/s.

puente de 35.0 m de longitud , en un solo claro, ubicado entre las estaciones 0+678.0 y 0+713.0, con esviaje de 20ºconstrucción de este puente no provocará ninguna sobre elevación.

Con el fin de que se permita el paso de cuerpos flotantes en todo tiempo, deberá elevarse la rasante de tal manera que se deje un espacio libre vertical de 1.0 m entre la parte inferior de la superestructura y el Nivel de Aguas de Diseño, esto es, la parte inferior de la superestructura deberá tener la elevación 203.1 m.

Es conveniente que una vez terminada la construcción del puente se lleve a cabo una limpieza del cauce en la zona del cruce, con el fin de dejar el área hidráulica libre, recomendando la demolición de los estribos y restos de la losa del puente anterior.


De acuerdo con las recomendaciones del estudio topo contempla la construcción de un puente de un solo claro con longitud de 35 m.,

entre las estaciones 0+678 y 0+713.


Este gasto se transitó por un nivel de aguas de diseño (NADI)

, en un solo claro, ubicado entre esviaje de 20º derecha; la

construcción de este puente no provocará ninguna sobre elevación.

Con el fin de que se permita el paso de cuerpos flotantes en todo tiempo, deberá elevarse la rasante de tal manera que se deje un espacio libre vertical de 1.0 m entre la parte inferior de la superestructura y el Nivel de

inferior de la superestructura deberá

Es conveniente que una vez terminada la construcción del puente se lleve a cabo una limpieza del cauce en la zona del cruce, con el fin de dejar el área

molición de los estribos y restos de la


topo hidráulico, se contempla la construcción de un puente de un solo claro con longitud de 35 m.,

DESCRIPCIÓN DEL SITIO.

Geológicamente en el cauce del arroyo en el punto de cruce, se ubica una zona caracterizada por una combinación de basalto y toba basáltica del Terciario Superior Ts (B-Tb) cubierto por suelos dmaterial erosionado.

OBJETIVO Y ALCANCE DEL ESTUDIO.

Con el este estudio se logra conocer las características del subsuelo donde se construirá el puente, como tipo, resistencia y dificultades de excavación, para con esos datos efectuar los cálculos necesarios para obtener los parámetros que nos permitan contar con las recomendaciones para cimentar la estructura por construir, como tipo de cimentación, profundidad de desplante, capacidad de carga, profundidad de so


DESCRIPCIÓN DEL SITIO.

Geológicamente en el cauce del arroyo en el punto de cruce, se ubica una zona caracterizada por una combinación de basalto y toba basáltica del Terciario

Tb) cubierto por suelos de aluvión, producto del arrastre del mismo

OBJETIVO Y ALCANCE DEL ESTUDIO.

Con el este estudio se logra conocer las características del subsuelo donde se construirá el puente, como tipo, resistencia y dificultades de excavación, para con esos datos efectuar los cálculos necesarios para obtener los parámetros que nos permitan contar con las recomendaciones para cimentar la estructura por construir, como tipo de cimentación, profundidad de desplante, capacidad de carga, profundidad de socavación y posibles asentamientos.


Geológicamente en el cauce del arroyo en el punto de cruce, se ubica una zona caracterizada por una combinación de basalto y toba basáltica del Terciario

e aluvión, producto del arrastre del mismo

Con el este estudio se logra conocer las características del subsuelo donde se construirá el puente, como tipo, resistencia y dificultades de excavación, para con esos datos efectuar los cálculos necesarios para obtener los parámetros que nos permitan contar con las recomendaciones para cimentar la estructura por construir, como tipo de cimentación, profundidad de desplante, capacidad de


EXPLORACIÓN Y MUESTREO

Con el fin de conocer la problemática a detalle a detalle se efectúa una visita previa, donde se verifican las condiciones del cruce para estar en posibilidad de programar los sondeos, su ubicación y la profundidad a la que pudieran llevarse, así como para verificar las dificultades de acceso al sitio por explorar.

Para este proyecto, en particular, se programaron y realizaron dos sondeos; ejecutado por el método de mixto, donde se combinó la prueba de penetración estándar con el avance mediante lavado y la rotación en roca o fragmentos de ella. Se ubicaron uno en cada margen, se les denominó S-1 y S-2, su localización según el levantamiento topo hidráulico, corresponde para el S-1 a 7.7 m izquierda del km 0+689.3, alcanzándose una profundidad de 12.8 m y para el S-2 a 4.0 m izq. del km 0+712.0 y se alcanzó una profundidad de 10.4 m.

Con la penetración estándar se obtuvieron muestras de suelo de tipo alterado a cada 0.60 m. A las muestras en campo se les sometió a una primera clasificación manual y visual y se empacaron en recipientes impermeables para evitar la pérdida de humedad en su traslado al laboratorio. Con la rotación se obtuvieron núcleos de roca.

ENSAYES DE LABORATORIO

En el laboratorio las muestras de suelo son sometidas a una segunda clasificación manual y visual, juntando las correspondientes a un mismo estrato para someterlas a pruebas encaminadas a su clasificación según el Sistema Unificado de Clasificación de Suelos (SUCS).

a).- Contenido natural de agua (w)

b).- Límite Líquido (L.L.)

c).- Límite Plástico (L.P.)

d).- Análisis granulométrico simplificado

Los núcleos de roca obtenidos solo se sometieron a una clasificación visual.


ESTRATIGRAFÍA Y PROPIEDADES

Como ya se señaló en la geología, el subsuelo de la zona está formado por basaltos y tobas basálticas, cubiertos por material de acarreo.

Particularmente en el sondeo S-1 se encontró superficialmente una arena limosa con gravas, color café, suelta a compacta (SM); le subyacen fragmentos de roca basáltica, color gris oscuro, alterados (fgm); continua otra vez la arena limosa con gravas, color café, muy compacta (SM); finalmente hasta la profundidad explorada se tiene roca basáltica, color gris oscuro, fracturada y poco alterada (Rie). Se encontró el nivel freático a 3.05 m de profundidad.

En el sondeo S-2 se encontró superficialmente una arena limosa con gravas, color café, medianamente compacta (SM); le subyace hasta la profundidad explorada roca basáltica, color gris oscuro, fracturada y poco alterada (Rie). Se encontró el nivel freático a 1.10 m de profundidad.

CÁLCULOS DE SOCAVACIÓN

Para el cálculo de socavación (General y local) se utilizaron los datos obtenidos del levantamiento topo hidráulico y del estudio hidrológico, como son el gasto, esviaje y un perfil detallado.

En la tabla se proporcionan los resultados obtenidos.

Socavación Total

Estación S. Gral. S. Local S. Total 0+678.0 0.42 3.51 3.93 0+713.0 2.38 4.74 7.12

ANÁLISIS DE LA CIMENTACIÓN

Entre los dos sondeos efectuados se encontraron algunas similitudes, como el que en los dos se encontró la capa de roca a poca profundidad, en ambos está cubierto por un acarreo, solo que en el sondeo S-1 esa capa de acarreos tiene en forma intermedia, fragmentos de roca.


La profundidad teórica de socavación alcanza el estrato rocoso, que por lógica no se afectará; por lo que se considera una socavación real hasta el nivel superior de dicho estrato.

Dado que la capa rocosa se encuentra a poca profundidad, se considera lo más conveniente desplantarse con una cimentación de tipo superficial.

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

Cimentación superficial

1. Cimentarse mediante zapatas, ya sea de concreto reforzado, ciclópeo o bien de mampostería, según convenga al diseño estructural.

2. Desplantar el apoyo 1 (0+678.0) a 5.2 m de profundidad, en la elevación 192.82 y el apoyo 2 (0+713.0) a 1.7 m en la elevación 195.39, ambos penetrando cuando menos 0.5 m en roca basáltica.

3. La capacidad de carga que podrá utilizarse en el diseño es de: 50 ton/m².

4. Los asentamientos que pudieran presentarse bajo las anteriores condiciones serían despreciables.

5. Las excavaciones para alojar la cimentación podrán realizarse con taludes de ¼.1, siempre y cuando permanezcan abiertas solo el tiempo necesario para la construcción.

6. Durante las excavaciones para alojar la cimentación podrá presentase flujo de agua esta podrá disminuirse mediante la utilización de equipo convencional de bombeo.

Terraplenes

7. Los terraplenes de acceso tendrán una altura máxima de 4.0 m, si la inclinación de los taludes es de 1.5:1 y son compactados adecuadamente, estará garantizada su estabilidad.

8. Los terraplenes de acceso podrán provocar asentamientos al subsuelo del orden de los 3.0 cm.

CAPITULO III

MEMORIA DE CÁLCULO.

Anteproyecto

PUENTE "LA FLOR DEL EJIDO" CARGAS VEHICULARES

Para el calculo de corte y momento por carga viva emplearemos el método deno-

minado: líneas de influencia, el cual, con anterioridad ya fue descrito.

Existen otros métodos, como el llamado método de carga de carril estándar, el

cual dice que la carga de carril ocupa un ancho de 3.05 m, y el ancho tributario de

de cada viga corresponde a una fracción de la carga. Este método es mucho mas

Carga Vehicular: HS-20- Centro de gravedad del camión:

Haciendo sumatoria de momentos en el punto CG, de la figura:

Long= 35.00 m

P1= 3.65 ton

P2=P3 14.52 ton

s= 4.27 m

� MCG= 0

Cargas

-3.65 4.27 `+x -15.59 -3.65 x

-14.52 x -14.52 x

14.52 4.27 `-x 62.00 -14.52 x

46.41 -32.69 x

x= 1.42 ma= 16.79 m

Dist. Momento

3.65 14.52 14.52

Ra Cg Rb

12.52 4.27 4.27 13.94

16.79 1.42 16.79

18.21 16.79

35.00

- Momento maximo, por el metodo de lineas de influencia:a= 18.21 m

b= 16.79 m

y= 8.74 m

Calculando:y1, y2, y3

x i (m) yi (m)a= 18.21 ymax= 8.74a= 18.21 ymax= 8.74

x1= 12.52 y1= 6.01

x2= 16.79 y2= 8.05

b= 16.79 y= 8.74

x3= 13.94 y3= 7.25

Obteniendo el momento maximo:

Mmax= 244182.32 kg-m

- Determinando cortantes. Realizando sumatoria de momentos con respecto a la reaccion Ra:

� M Ra= 0

P (t) Dist (m) M (t-m)Rb 35.00

3.65 12.52 45.70

14.52 16.79 243.79

14.52 21.06 305.79

595.28

� M Rb= 0

P (t) Dist (m) M (t-m)Ra 35.00

3.65 22.48 82.05

14.52 18.21 264.41

14.52 13.94 202.41

548.87

Rb= 17.01 tonRa= 15.68 ton

- Calculo de cortante maximo:

� M Rb= 0

P (t) Dist (m) M (t-m)Ra=Vmax 35.00

14.52 35.00 508.20

14.52 30.73 446.20

3.65 26.46 96.58

1050.98

Vmax= 30.03 ton

RESUMEN:MMAX = 244182.32 kg-m

VMAX = 30027.96 kg


Carga Vehicular: T3-S3- Centro de gravedad del camión:


Long= 35.00 m

P1= 5.50 ton

P2=P3 9.00 ton

P4=P5=P6= 7.50 ton

s1= 3.60 m

s2= 1.20 m

s3= 4.25 m

s4=s5= 1.20 m

� MCG= 0

Cargas

-5.50 9.05 `-x -49.78 5.5 x

-9.00 5.45 `-x -49.05 9 x

-9.00 4.25 `-x -38.25 9

Dist. Momento

-9.00 4.25 `-x -38.25 9

7.50 `+x 0.00 7.5

7.50 1.20 `+x 9.00 7.5

7.50 2.40 `+x 18.00 7.5 x

-110.08 46 x

x= 2.39 ma= 16.30 m

5.5 9 9 7.5 7.5 7.5

Ra Cg Rb

9.74 3.50 1.20 4.25 1.20 1.20 13.91

16.30 2.39 16.30

16.30 18.70

35.00


b= 18.70 m

y= 8.71 m


x i (m) yi (m)a= 16.30 y= 8.71

x1= 9.74 y1= 5.20

x2= 13.24 y2= 7.07

x3= 14.44 y3= 7.71

b= 18.70 y= 8.71x4= 16.30 y4= 7.59

x5= 15.11 y5= 7.04

x6= 13.91 y6= 6.48


Mmax= 320035.3 kg-m

- Determinando cortantes por lineas de influencia:

31.50

30.30

26.05

24.85

23.6523.65

5.5 9 9 7.5 7.5 7.5

3.50 1.20 4.25 1.20 1.20 23.65

35.00

X1 = 0 1

X2 = 31.50 0.90

X3 = 30.30 0.87

X4 = 26.05 0.74

X5 = 24.85 0.71

X6 = 23.65 0.68

RESUMEN:Mmax= 320035.33 kg-m

Vmax. = 37366.4 kg

CORTANTE MAXIMO

Vmax. = 37366.42857 kg



Long= 24.00 m

P1= 3.65 ton

P2=P3 14.52 ton

s= 4.27 m

� MCG= 0

Cargas

-3.65 4.27 `+x -15.59 -3.65 x

-14.52 x -14.52 x

14.52 4.27 `-x 62.00 -14.52 x

46.41 -32.69 x

x= 1.42 ma= 11.29 m

Dist. Momento

3.65 14.52 14.52

Ra Cg Rb

7.02 4.27 4.27 8.44

11.29 1.42 11.29

12.71 11.29

24.00


b= 11.29 m

y= 5.98 m



x1= 7.02 y1= 3.30

x2= 11.29 y2= 5.31

b= 11.29 y= 5.98

x3= 8.44 y3= 4.47


Mmax= 154069.342 kg-m


� M Ra= 0


3.65 7.02 25.62

14.52 11.29 163.93

14.52 15.56 225.93

415.49

� M Rb= 0


3.65 16.98 61.98

14.52 12.71 184.55

14.52 8.44 122.55

369.07

Rb= 17.31 tonRa= 15.38 ton


� M Rb= 0


14.52 24.00 348.48

14.52 19.73 286.48

3.65 15.46 56.43

691.39

Vmax= 28.81 ton


VMAX = 28807.8583 kg




Long= 24.00 m

P1= 5.50 ton

P2=P3 9.00 ton

P4=P5=P6= 7.50 ton

s1= 3.60 m

s2= 1.20 m

s3= 4.25 m

s4=s5= 1.20 m

� MCG= 0

Cargas

-5.50 9.05 `-x -49.78 5.5 x

-9.00 5.45 `-x -49.05 9 x

-9.00 4.25 `-x -38.25 9

Dist. Momento

-9.00 4.25 `-x -38.25 9

7.50 `+x 0.00 7.5

7.50 1.20 `+x 9.00 7.5

7.50 2.40 `+x 18.00 7.5 x

-110.08 46 x

x= 2.39 ma= 10.80 m

5.5 9 9 7.5 7.5 7.5

Ra Cg Rb

4.25 3.50 1.20 4.25 1.20 1.20 8.40

10.80 2.39 10.80

10.80 13.20

24.00


b= 13.20 m

y= 5.94 m


x i (m) yi (m)a= 10.80 y= 5.94

x1= 4.25 y1= 2.33

x2= 7.75 y2= 4.26

x3= 8.95 y3= 4.92

b= 13.20 y= 5.94x4= 10.80 y4= 4.86

x5= 9.60 y5= 4.32

x6= 8.40 y6= 3.78


Mmax= 192717.6 kg-m


20.50

19.30

15.05

13.85

12.65

5.5 9 9 7.5 7.5 7.5

3.50 1.20 4.25 1.20 1.20 12.65

24.00

X1 = 0 1

X2 = 20.50 0.85

X3 = 19.30 0.80

X4 = 15.05 0.63

X5 = 13.85 0.58

X6 = 12.65 0.53


Vmax. = 33409.4 kg

CORTANTE MAXIMO

Vmax. = 33409.375 kg



Long= 16.00 m

P1= 3.65 ton

P2=P3 14.52 ton

s= 4.27 m

� MCG= 0

Cargas

-3.65 4.27 `+x -15.59 -3.65 x

-14.52 x -14.52 x

14.52 4.27 `-x 62.00 -14.52 x

46.41 -32.69 x

x= 1.42 ma= 7.29 m

Dist. Momento

3.65 14.52 14.52

Ra Cg Rb

3.02 4.27 4.27 4.44

7.29 1.42 7.29

8.71 7.29

16.00


b= 7.29 m

y= 3.97 m



x1= 3.02 y1= 1.38

x2= 7.29 y2= 3.32

b= 7.29 y= 3.97

x3= 4.44 y3= 2.42


Mmax= 88346.1017 kg-m


� M Ra= 0


3.65 3.02 11.02

14.52 7.29 105.85

14.52 11.56 167.85

284.73

� M Rb= 0


3.65 12.98 47.38

14.52 8.71 126.47

14.52 4.44 64.47

238.31

Rb= 17.80 tonRa= 14.89 ton


� M Rb= 0


14.52 16.00 232.32

14.52 11.73 170.32

3.65 7.46 27.23

429.87

Vmax= 26.87 ton


VMAX = 26866.7875 kg




Long= 16.00 m

P1= 5.50 ton

P2=P3 9.00 ton

P4=P5=P6= 7.50 ton

s1= 3.60 m

s2= 1.20 m

s3= 4.25 m

s4=s5= 1.20 m

� MCG= 0

Cargas

-5.50 9.05 `-x -49.78 5.5 x

-9.00 5.45 `-x -49.05 9 x

-9.00 4.25 `-x -38.25 9

Dist. Momento

-9.00 4.25 `-x -38.25 9

7.50 `+x 0.00 7.5

7.50 1.20 `+x 9.00 7.5

7.50 2.40 `+x 18.00 7.5 x

-110.08 46 x

x= 2.39 ma= 6.80 m

5.5 9 9 7.5 7.5 7.5

Ra Cg Rb

0.25 3.50 1.20 4.25 1.20 1.20 4.40

6.80 2.39 6.80

6.80 9.20

16.00


b= 9.20 m

y= 3.91 m


x i (m) yi (m)a= 6.80 y= 3.91

x1= 0.25 y1= 0.14

x2= 3.75 y2= 2.15

x3= 4.95 y3= 2.84

b= 9.20 y= 3.91x4= 6.80 y4= 2.89

x5= 5.60 y5= 2.38

x6= 4.40 y6= 1.87


Mmax= 99359.44 kg-m


12.50

11.30

7.05

5.85

4.65

5.5 9 9 7.5 7.5 7.5

3.50 1.20 4.25 1.20 1.20 4.65

16.00

X1 = 0 1

X2 = 12.50 0.78

X3 = 11.30 0.71

X4 = 7.05 0.44

X5 = 5.85 0.37

X6 = 4.65 0.29


Vmax. = 27114.1 kg

CORTANTE MAXIMO

Vmax. = 27114.0625 kg

PUENTE "LA FLOR DEL EJIDO" SISTEMA DE PISO

Se propone un sistema de piso formado por el patín superior de las trabes cajón, en

colaboración con una capa de compresión.

Análisis de cargas:

De acuerdo a la normatividad de la AASHTO:

Carril de trafico. La carga de camión o la carga de vía ocupan un ancho de carril de

10 pies (3.05 m).

Espesor de la losa. Para losas continuas con refuerzo principal perpendicular a la

dirección del transito, el espesor de la misma se determina mediante la siguiente formula:

Siendo:

Lv= Claro entre vigas

Lv= 2,00 m

Esp= 0,168 m

Esp= 0,175 m

Puente "La Flor del Ejido" . Santiago Tuxtla, Ver.SISTEMA DE PISO Y APOYOS.

CALCULO DE MOMENTOS. CARGA MUERTA (Carga permanente en losa ):

Se considera un espesor de:

Losa= 0,18

Trabe= 0,12

Esp Total= 0,30

De acuerdo a la AASHTO, los pesos a considerar en elementos estructurales para puentes serán los siguientes:

Datos: Peso volumétrico

Concreto---------------- 2400 kg/m3

Carpeta asfáltica-------- 2200 kg/m3

Espesor Long unit Peso Vol.Losa 0,30 1,00 2400 708

Carpeta 0,05 1,00 2200 110

818 kg/m818 kg/m

Momento flexionante, considerando voladizo :

Long= 2,00 m

Mp= 327,20 kg-m

CARGA VIVA: El momento flexionante por metro de ancho de losa, de acuerdo a la AASHTO, se calculara

de acuerdo a lo siguiente:

Caso A: Refuerzo perpendicular a la dirección del transito.

Se considera una carga por rueda del tipo HS-20, por ser la mas desfavorable

a) Momento por distribución de la carga por rueda, según AASHTO:

Datos:

a= 3,95 m

Mcv = 1349,35 kg-m P= 7257 kg

Impacto por carga viva:

I = 0,380 > 30% I =30%


Lv= 2,00 m

por lo tanto, considerar: FI= 1,30

b) Momento flexionante por carga viva e impacto: Mcvi = 1754,15 kg-m

c) Momento flexionante total: Mt = 2081,35 kg-m

DISEÑO ESTRUCTURAL. CALCULO DE REFUERZO. Revisando ahora por el método de esfuerzos de trabajo se tiene, para concreto de:

f'c = 250 kg/cm2:

a) Peralte requerido: Datos:

c= 0,247

b= 1,00 mb= 1,00 m

d = 11,27 cm

b) Peralte disponible:d disp.= 24,50 cm > 11,27 ¡BIEN!

r= 5 cm

c) Acero de refuerzo principal:Datos:

fs= 2000 kg/cm2

j= 0,9

As = 6,42 cm2 d= 0,18 m

Vars Área No Vars Sep. c/m4C 1,27 6 17

5C 1,79 5 22

6C 2,15 4 25

8C 2,87 3 31

Se proponen Varillas:

4C @ 17 cm


d) Acero para distribución Por especificaciones de la AASTHO, se colocara cierto porcentaje del acero

perpendicular al acero principal (flexión) para lograr una distribución de las

cargas vivas concentradas.

En lecho inferior:Asd= 4,30 cm2

Vars Área (cm2) No Vars Sep. c/m

4C 1,27 4 23

5C 1,79 3 29

6C 2,15 3 33

8C 2,87 2 40

Se proponen Vars 4C a.c. 25 cm.

4C @ 23 cm

DISEÑO DE APOYOS DE NEOPRENO:

El dispositivo de apoyo es un órgano de vinculo entre dos elementos estructurales, que

tienen la función de transmitir determinados componentes de solicitación (fuerza o momento)

sin movimiento entre los elementos; permitir, sin oponer resistencia apreciable, los movi-----

mientos relativos entre elementos (desplazamiento o rotación).


De acuerdo a la normatividad de la AASHTO, las propiedades del acero a utilizar , serán

las siguientes:

Tendrá propiedades de alargamiento a la rotura del 23 %.

El esfuerzo de fluencia será mayor de 2 400 kg/cm2.

El esfuerzo de rotura será mayor de 4 200 kg/cm2.

Propiedades del elastómero reforzado:

El neopreno tendrá características de un modulo de elasticidad a corte G

preferible de 100 kg/cm2.

Los apoyos integrales serán rectangulares, formados por placas interpuestas de

neopreno.

Dispositivos de apoyos: Se proponen dispositivos de apoyo de neopreno integral, tanto los fijos como los móviles,

los cuales están formados por capas de neopreno vulcanizadas con placas de acero:los cuales están formados por capas de neopreno vulcanizadas con placas de acero:

Cargas verticales:

Vcm= 49157,50 kg

Vcv+i= 30481,00 kg

f = 66,37 kg/cm2 < 100 OK

Sección de apoyos:

a= 30 cm

b= 40 cm

P= 79639 kg

- Deformación por esfuerzo:Donde:

�f= 1700 kg/cm2

�ef = 2,98 cm E= 2000000 kg/cm2

L= 3500 cm

- Deformación por cargas permanentes:

Donde:

�ef = 2,98 cm�ecm = 1,85 cm Mcm= 430128 kg-m

Mcvi= 261061 kg-m


- Deformación por contracción

�c= 0,58 cm Donde:

L= 3500 cm

- Deformación por temperaturaDonde:

�t = 0,39 cm Dº= 10 º

L= 3500 cm

- Deformaciones máximas:

Contracción = 0,89 cmDilatación = 2,78 cmDilatación = 2,78 cm

Entonces el máximo desplazamiento horizontal del apoyo será de :�L= 2,78 cm

Se propone un espesor (T) de : 5,7 cm

�L / T= 0,49 OK

Se aceptan dimensiones de 30 cm x 40 cm con espesores de:

Apoyo fijo--- 4,1 cmApoyo móvil= 5,7 cm

PUENTE "LA FLOR DEL EJIDO" SUPERESTRUCTURA (TRABES TIPO CAJON)

Se proponen trabes presforzadas de sección cajón de 200 x160 cm, en colaboración

de una losa de concreto reforzado de 18 cm de espesor.

Longitud total = 35,8 m

Longitud de claro = 35,0 m

Carga viva = IMT-20.5 en dos bandas de transito

GEOMETRIA:Propiedades sección aislada Propiedades sección compuesta

A a= 0,675 m2 A c = 1,015 m2

I a= 0,2477 m4 I c= 0,3902 m4

Yi a= 0,865 m Yi c= 1,1383 m

Ys a= 0,735 m Ys c= 0,4617 m

Si a= 0,2864 m3 Si c= 0,3428 m3

Ss a= 0,337 m3 Ss c= 0,8451 m3

��

ANALISIS DE CARGAS Y ELEMENTOS MECANICOS.CARGA MUERTA: Se considera, para su análisis, como viga simplemente apoyada, por lo tanto, se

emplearan las siguientes formulas: y

Ancho Espesor Peso Vol. CM(kg/m) M (Kg-m) V(Kg)

Trabe --------- --------- 1600 1600 245000 28000

Losa 2,00 0,18 2400 864 132300 15120

Parapeto --------- 0,5 250 125 19141 2188

Carpeta 2,00 0,05 2200 220 33688 3850

2809 430128 49158

CARGA VIVA:Carga viva vehicular:

a) Elementos mecánicos por carga viva IMT-20.5, por carril:M = 320.036 kg-m

V = 37367 kg

��

b) Factor de distribución transversal (Courbon)FC = 0,675

c) Impacto por carga viva:I = 0,21 < 30% FI=1,21

d) Elementos mecánicos por carga viva e impacto, por trabe:MCV = 261061 kg-mVCV = 30481 kg

De acuerdo al capitulo 2.4 (Resistencia a flexión-momento ultimo) y subcapítulo 2.4.1

(Método de la compatibilidad de la deformación) del IMCYC, con titulo; Diseño de vigas

de concreto presforzado. Autor: Dan E. Branson establece que:

frs= 19000 kg/cm2

fry= 16200 kg/cm2

Donde:

frs= Resistencia ultima a tensión del acero de presfuerzo.

fry= Resistencia a la fluencia.

Concreto f´c=350 kg/cm2 para trabes pretenzandas

El puente tiene un claro libre de 35 m y un ancho de calzada de 10 m. La superes -

tructura esta formada por trabes cajón y una losa de concreto. La superficie de roda-

miento es asfáltica de un espesor de 5 cm . Se utilizaran torones de relajación de 1/2"

de diámetro con un esfuerzo de ruptura de 19 000 kg/cm2. El concreto de las trabes

tiene una resistencia de 350 kg/cm2 y el de la losa de 250 kg/cm2.

Fuerza inicial del presfuerzo. Datos:

f´c= 350 kg/cm2 yia= 86,5 cm

e´= 7,5 cm

fb+= 30 kg/cm2 e= 79 cm

Presfuerzo

Esfuerzos en el acero.

��

La fuerza inicial del presfuerzo inicial se estima como:

Donde:

M1= Momento debido a Peso propio y losa.

M1= Momento debido a Carpeta asfáltica y CV

M1= 37730000 kg/cm

P= 496499,7 kg M2= 37286413 kg/cm

Sia= 286400 cm

Sic= 342800 cm

Aa= 6750 cm2

Para tener idea del numero de torones , se propone un esfuerzo de

tensado de 0,78 frs y unas pérdidas estimadas en el presfuerzo de 25%.

frs= 19000 kg/cm2

N= 50 torones

Se proponen 50 torones de 1/2" de diámetro en el arreglo indicado.

��

Por lo tanto, se utilizaran 50 torones de 1/2" de diámetro en cuatro camas,

acomodados como se indica en la figura . La excentricidad del presfuerzo es:

Centroide del presfuerzo:

g= (13*5)+(15*10)+(14*15)+(8*20)

50

g= 11,7 cm

ess= 74,8 cm

Revisión de perdidas en el presfuerzo.a) Acortamiento elástico del concreto:

Donde:

frs= 19000 kg/cm2

P.vol = 2400 kg/cm3

Eci= 301320 kg/cm2 f´c= 350 kg/cm2

Se estima que las perdidas por acortamiento elástico y por relajación ---

instantánea son del orden del 7%. Por ello, tensaremos los torones a:

fsp= 14630 kg/cm2

Para que después de la transferencia el esfuerzo en aquellos sea menor

pero cercano a 0,7 fsr, que esta por debajo del esfuerzo máximo (0,74 fsr)

que permiten los reglamentos.

P= 731500 kg

Donde:

Mpp= 13.230.000 kg-cm

yia= 87 cm

fcgp= -253,25 kg/cm2 Aa= 6.750 cm2

I a= 24.770.000 cm4

ess= 74,80 cm

�AE= 1597 kg/cm2

��

b) Escurrimiento plástico del concreto

Donde:

Mlosa= 13.230.000 kg-cm

M par/guar= 5.282.813 kg-cm

fcgp= 253,2 kg/cm2 I a= 24.770.000 cm4

fcdp= 55,9 kg/cm2 ess= 74,8 cm

�FP= 2648 kg/cm2Siendo:

fcgp= Esfuerzo del concreto en el centro de gravedad del acero de -----

presfuerzo debido a la fuerza presforzante y la carga muerta de -

la viga inmediatamente después de la transferencia, este deberá

calcularse en la sección o secciones de máximo momento.

fcdp= Esfuerzo de compresión del concreto en el centro de gravedad

del acero de presfuerzo bajo carga muerta total, excepto la ----

carga muerta presente al aplicar la fuerza presforzante.

c) Contracción por fraguado

�FP= 200 kg/cm2

Donde=

R= 0,5

Es= Modulo de elasticidad del concreto.

Es= 2000000 kg/cm2

d) Relajación del acero de presfuerzo

�FP= 191,73 kg/cm2

��

e) Perdidas totalesAcortamiento elástico del concreto: 1597 kg/cm2

Escurrimiento plástico del concreto 2648 kg/cm2

Contracción por fraguado 200 kg/cm2

Relajación del acero de presfuerzo 192 kg/cm2

4636 kg/cm2

Esfuerzo en el acero 14630 kg/cm2

Perdidas totales 4636 kg/cm2

9994 kg/cm2

% pérdidas= 24,4 Inicialmente se consideraron perdidas del

25%, por lo tanto: se considera aceptable.

Fuerza proporcionada a la trabe por el presfuerzo:

F final = 9994 kg/cm2

P= 499690 kg

Donde:

P= 499690 kg

A a= 6750 cm2

e= 74,8 cm

Si a= 286400 cm3

Ss a= 337000 cm3

Esfuerzos por el presfuerzo:

fi = 2.045,34 tn/m2

fs = -368,82 tn/m2

Revisión de esfuerzos en la trabe, al centro del claro.fs (t/m2) Acom fi (t/m2) Acom

Peso propio 727,00 -855,45

Presfuerzo -368,82 358,18 2045,34 1189,89

Losa 392,58 750,76 -461,94 727,95

Cargas de servicio 62,51 813,27 -154,11 573,84

Carga viva 308,91 1122,19 -761,56 -187,72

��

Esfuerzos permisiblesConcreto: f'c = 350 kg/cm2

Compresión inicial 0.60 f'c = 210 kg/cm2

Compresión en servicio 0.40 f'c = 140 kg/cm2

Tensión inicial 1.6 � f'c = 30 kg/cm2

fs= 112,2 kg/cm2 ES CORRECTO

fi= -18,8 kg/cm2 ES CORRECTO

Los esfuerzos actuantes son menores que los permisibles.

Revisión por resistencia ultima en flexión.a) Calculo de momento resistente ultimo:

Donde:

frs= 19000 kg/cm2

f´c= 350 kg/cm2

f= 0,95

fps = 18175 kg/cm2 N= 50 torones

Mur= 1204693 kg-m d= 148,8

MCM= 430128 kg-m

MCV= 261061 kg-m

Momento actuante:

Mu = 1124799,5 kg-m < Mur ¡BIEN!

��

Revisión por cortante.b) Cortante actuante:

Donde:

VCM= 49157,5 kg

Vu = 144866,6 kg VCV= 37367,0 kg

f= 0,9

d= 148 cm

Considerando que se debe cumplir:

Vc = 0.06 x 350 x 2 x 12 x 123

VC = 74592 kg Vs = 86371 kg

Refuerzo de acero para cortante:Donde:

Fy= 4200 kg/m

d= 148 cm

As = 0,07 S 3C As= 0,71 cm2

S 3C= 10 cm 4C As= 0,91 cm2

S 4C= 13 cm

Por lo tanto, se puede proponer ESTRIBOS:

3C@ 10 cm

4C@ 13 cm

��

ESFUERZOS EN LA TRANSFERENCIA Y ENCAMISADOS. Se consideran las cargas por peso propio y las de esfuerzos con perdidas instantan-

neas, considerando como esfuerzos permisibles: 140 kg/cm2

30 kg/cm2

Se revisara en diferentes secciones. En la siguiente tabla se muestra un resumen de ---

estos calculos en dondes se indica el estado de los torones y los esfuerzos en la viga --

para algunas distancias x desde el extremo. Las secciones en donde se decide encami-

sar son arbitrarias pero es recomendable encamisar torones en grupos de 2 a 6 de --

manera simetrica para no provocar torsiones en la viga.

Datos:

Pepo= 160000 kg/cm

A a= 6750 cm2

e= 74,8 cm

Si a= 286400 cm3

TABLA DE ENCAMISADOS:fi (kg/cm2) fs (kg/cm2)

168,00 -16,73

17,5 24500000 665000 50 0 186,65 10,38

15 18000000 532000 40 10 A 154,91 2,72

12,5 12500000 505400 38 2 B 163,23 -13,48

10 8000000 372400 28 10 C 124,50 -14,16

8 5120000 292600 22 6 D 101,89 -15,19

6 2880000 212800 16 6 E 77,05 -14,00

5 2000000 186200 14 2 F 69,23 -14,06

3 720000 159600 12 2 G 62,81 -15,52

2 320000 133000 10 2 H 53,32 -13,92

1 80000 133000 10 0 I 54,16 -14,75

0,5 20000 133000 10 0 J 54,37 -14,96

x (m) Mpp (kg-cm) Toron tipoPi (kg)Torones

s/encamisar

Torones a

encamisar

��

REVISON DE DEFLEXIONES.Las deflexiones deben ser menores que las permisibles;

�perm= 15,08 cm

L= 3500 cm

CONTRAFLECHAS: Se obtienen con el pesopropio del elemento, ya la --

fuerza de presfuerzo con perdidas inciales y el concreto al 80 % de su capa ---

cidad.

Donde:

frs= 19000 kg/cm2

�presf= -10,7 cm N= 50 torones

Eci= 288000 kg/cm2

I a= 24770000 cm4

e= 74,8 cm

�pp= 4,4 cm P= 499689,63 kg

Pi= 665000 kg

I c= 39020000 cm4

�C= -6,3 cm Wlosa= 8,64 kg/m

Correcto Wpar= 1,25 kg/m

Wcarp= 2,2 kg/m

FLECHA FINAL:

��= -5,1 cm ��= -6,8 cm

�pp= 4,4 cm ��= 2,4 cm

��= 0,6 cm ��= 3,0 cm

� = 5,5 cm Correcto, valor dentro del permisible

��

��

PUENTE "LA FLOR DEL EJIDO" SUBESTRUCTURA

DATOS PARA DISEÑOLongitud del claro = 35,00 m

Número de claros = 1 claro

Ancho total = 8,00 m

Ancho de calzada = 7,20 m

Carga viva = IMT-20.5 en dos bandas de tránsito

Se propone resolver con una superestructura formada por un tramo de losa de con-

creto reforzado en colaboración con trabes presforzadas tipo cajón y subestructura

con dos estribos de concreto ciclópeo.

ESTRIBOANALISIS DE CARGAS

Se considera un tramo de superestructura de 35.80 m de longitud.

CARGA MUERTA. Carga permanente de Super estructura.

Ancho Longitud Espesor Peso Parapeto --------- 35,80 0,25 2 17,90Losa 8,00 35,8 0,18 2,4 123,72Carpeta 7,20 35,8 0,05 2,2 28,35Trabes cajón (200 x 160)1,6 35,8 4 ------ 229,12

Pcm= 399,10 ton Descarga para un estribo:

Ps = 199,55 tn

CARGA VIVA. Para un claro de 35 m. y carga IMT-20.5 en dos bandas, se tiene la des---

carga máxima en estribo:

por IMT-20.5 R = 37,4 = 37,4 tn

por IMT-20.5 R = 37,4 = 37,4 tn

Pcv = 74,80 tn

��

��

a) Cargas de superestructura distribuidas:

Se considera un ancho de distribución de : 8,00 m

Cargas permanentes Ws = 24,94 tn/m

Carga viva Wv = 9,35 tn/m34,29 tn/m

CARGA MUERTA Carga permanente de Sub estructura. Los estribos son los componentes del puente que soportan la superestruc-

tura en los extremos y contienen el terraplen de aproximacion y transmiten la

carga al terreno de cimentacion.

Se propone la geometría del estribo mostrada en la figura:

A

��

��

Con el predimensionamiento propuesto para el estribo, se tiene para un ancho unitario: Considerando momentos con respecto al punto A:

AreaAncho Altura Peso vol PePo Brazo Ma

1 0,26 2,42 2,40 1,51 3,07 4,642 1,17 0,45 2,40 1,26 2,35 2,973 2,20 9,33 2,20 22,58 3,93 88,734 1,33 9,33 2,20 27,30 2,53 69,075 0,59 5,83 2,20 3,78 1,67 6,326 0,59 3,50 2,20 4,54 1,57 7,137 1,28 3,50 2,20 4,93 0,86 4,248 5,40 0,40 2,20 4,75 2,70 12,839 2,20 2,42 1,60 8,52 4,30 36,6310 2,20 9,33 1,60 16,42 4,67 76,69

Wsb = 95,60 tn 309,24 tn-m

FUERZAS HORIZONTALES. Se consideran actuando sobre el estribo en un ancho unitario:

a) Empuje de terreno

Et= 34,23 tn

Siendo:

c= 0,23

h= 12,2 m

b) Fuerzas sísmicas horizontales:

Super estructura: Tts= 2,49 tn Sub estructura: Ttb= 9,56 tn

Donde: c= 0,1

REVISION DE ESTABILIDAD Y ESFUERZOS El estudio de mecánica de suelos recomienda para cimentación superficial una capa --

cidad de carga admisible de 50 tn/m2.

Se analizará la estabilidad del estribo por combinación de grupos de carga, de acuerdo con lo establecido en las normas técnicas SCT y las especificaciones AASHTO.

Se efectuará la revisión para los grupos de carga I y VII; dado que resultan ser los -

mas desfavorables.

��

��

Calculando los esfuerzos en el desplante de la zapata para los grupo de carga

mencionados:

Dist. (m) Momento

Ws= 2,50 62,36

Wsb= ------ 309,24

Wv= 2,50 23,38

Et= 4,07 -139,22

Total 129,89 tn 34,23 tn 255,76 tn-m

Considerando una seccion unitaria:

A = 5,4 m2

I = 13,12 m4

x= 1,97 m

e= 0,73 m

Mt= 94,95 tn-m

Esfuerzos

f máx. = 43,59 tn/m2f min = 4,52 tn/m2

Los esfuerzos son menores que la capacidad de

carga admisible = 50,0 tn/m2

Dist. (m) Momento

Ws= 2,50 62,36

Wsb= ------ 309,24

Et= 4,07 -139,22

TTs -25,19

TTb -38,24

Total 120,54 tn 46,29 tn 168,95 tn-m


A = 5,4 m2

I = 13,12 m4

x= 1,40 m

e= 1,30 m

Mt= 156,51 tn-m

Esfuerzos

f máx. = 54,53 tn/m2f min = -9,88 tn/m2

9,56

-------

-------

Grupo VIICarga vertical (Fv)

-------

95,60 -------

-------

34,23

24,94

Carga vertical (Fv)

Grupo IFz horizontal (Fh)

2,49

95,60

9,35

-------

-------

-------

Fz horizontal (Fh)

24,94

------- 34,23

��

��

De acuerdo con AASHTO,es posible incrementar los esfuerzos admisible en un 33%

en el caso del Grupo VII; por lo que se tendría:

Q adm = 66,5 tn/m2

Donde:

Q= 50 tn/m2

Se puede observar que los esfuerzos calculados son menores que la capacidad de

carga admisible en el nivel del desplante.

a) Estabilidad por volteo

Ws= 62,36 tn-m Et= -139,22 tn-m

Wsb= 309,24 tn-m TTs -25,19 tn-m

M FV= 371,60 tn-m TTb -38,24 tn-m

M FH= 202,65 tn-m

FSV= 1,83

Por ser Grupo VII

FSV t= 2,44 > 2 ¡BIEN!

Estabilidad por deslizamiento:

FSD= 1,56

Donde:

c= 0,6

Por ser Grupo VII

FSD t= 2,08 > 2 ES CORRECTO

Se observa que los esfuerzos y la estabilidad calculados son aceptables, por lo que

se considera que la geometría propuesta es adecuada.

Momentos: Momentos:

MEMORIA DE CÁLCULO.

Proyecto definitivo.

PUENTE "LA FLOR DEL EJIDO" SISTEMA DE PISO

Se propone un sistema de piso con losetas precoladas de 8 cm de espesor mínimo, en

colaboracion con una capa de compresión de 12 cm de espesor promedio, todo con

concreto de f'c = 250 kg/cm2.

Análisis de cargas:

Lv= 1,60 m

Esp= 0,155 m

Esp= 0,175 m

CALCULO DE MOMENTOS. CARGA MUERTA (Carga permanente en losa ):

De acuerdo a la AASHTO, los pesos a considerar en elementos estructurales para puentes serán los siguientes:

Datos: Peso volumétrico

Concreto---------------- 2400 kg/m3

Carpeta asfáltica-------- 2200 kg/m3

Espesor Long unit Peso Vol.Losa 0,20 1,00 2400 480

Carpeta 0,1 1,00 2200 220

700 kg/m

SU��

Momento flexionante, considerando voladizo :

Long= 1,60 m

Mp= 179,20 kg-m

CARGA VIVA: El momento flexionante por metro de ancho de losa, de acuerdo a la AASHTO, se calculara

de acuerdo a lo siguiente:

Caso A: Refuerzo perpendicular a la dirección del transito.

Se considera una carga por rueda del tipo HS-20, por ser la mas desfavorable

a) Momento por distribución de la carga por rueda, según AASHTO:

Datos:

a= 5,25 m

Mcv = 1644,16 kg-m P= 7257 kg

Impacto por carga viva:

I = 0,384 > 30% I =30%

Lv= 1,60 m

por lo tanto, considerar: FI= 1,30

b) Momento flexionante por carga viva e impacto: Mcvi = 2137,41 kg-m

c) Momento flexionante total: Mt = 2316,61 kg-m

DISEÑO ESTRUCTURAL. CALCULO DE REFUERZO. Revisando ahora por el método de esfuerzos de trabajo se tiene, para concreto de:

f'c = 250 kg/cm2:

a) Peralte requerido: Datos:

c= 0,247

b= 1,00 m

SU��

d = 11,89 cmb) Peralte disponible:

d disp.= 16,00 cm > 11,89 ¡BIEN!

r= 4 cm

c) Acero de refuerzo principal:Datos:

fs= 2000 kg/cm2

j= 0,9

As = 8,04 cm2 d= 16,00 cm

Vars Área No Vars Sep. c/m4C 1,27 7 14

5C 1,79 5 18

6C 2,15 5 21

8C 2,87 4 26

Se proponen Varillas:

4C @ 14 cm

d) Acero para distribución Por especificaciones de la AASTHO, se colocara cierto porcentaje del acero

perpendicular al acero principal (flexión) para lograr una distribución de las --

cargas vivas concentradas.

En lecho inferior:Asd= 5,39 cm2

Vars Área (cm2) No Vars Sep. c/m

4C 1,27 5 19

5C 1,79 4 25

6C 2,15 4 29

8C 2,87 3 35

Se proponen Vars 4C a.c. 25 cm.

4C @ 20 cm

SU��

Revisión de loseta precolada por peso propioSe proponen losetas precoladas de 8 cm de espesor mínimo, de concreto de

f'c = 250 kg/cm2, con el refuerzo calculado anteriormente.

Carga por peso propio

Espesor Long unit Peso Vol.Loseta 0,08 1,00 2400 192

Losa 0,12 1,00 2400 288

Peatones 290 290

770 kg/mMomento flexionante actuante:

� = 1,6 m

Ma = 246,40 kg-m

Momento flexionante resistente:

Mr = 8.04 x 2000 x 0.9 x 4.0

Mr = 57888 kg-cm

Mr = 578,88 kg-m > Ma

Por lo tanto, se aceptan las dimensiones y refuerzo propuestos.

PUENTE "LA FLOR DEL EJIDO" SUPERESTRUCTURA (TRABES AASHTO III)

Se propone una superestructura con 5 (cinco) trabes pretensadas tipo AASHTO III en

colaboración con una losa de concreto reforzado de 20 cm de espesor.



Carga viva = T3 S3 y HS-20

��

��

��


A a= 0,363 m2 A c = 0,633 m2

I a= 0,638 m4 I c= 0,522 m4

Yi a= 0,512 m Yi c= 0,828 m

Ys a= 0,053 m Ys c= 0,138 m

Si a= 0,083 m3 Si c= 0,264 m3

Ss a= 0,103 m3 Ss c= 0,167 m3

b= 1,6 m




Trabe --------- --------- 900 900 64800 11160

Losa 1,60 0,20 2400 768 55296 9523

Parapeto --------- 0,5 250 125 9000 1550

Carpeta 1,60 0,05 2200 176 12672 2182

1969 141768 24416


a) Se considera la carga viva T3-S3 con HS-20 en dos bandas de transito:

M = 202,23 t-m

V = 33,41 t

b) Factor de distribución transversal (Courbon)

Donde:

N= 5 trabes

i= 1

Fc= 0,52 S= 1,6 m


��

��

��

d) Elementos mecánicos por carga viva e impacto, por trabe:MCV = 131 t-mVCV = 22 t




frs= 19000 kg/cm2

fry= 16200 kg/cm2

Donde:



Concreto fć=350 kg/cm2 para trabes pretensadas

Se tiene un claro libre de 16 m y un ancho de calzada de 8m. La superestructura

esta formada por trabes tipo AASHTO III y una losa de concreto. La superficie de ro--

damiento es asfáltica de un espesor de 10cm . Se utilizaran torones de relajación de -

1/2" de diámetro con un esfuerzo de ruptura de 19 000 kg/cm2. El concreto de las -

trabes tiene una resistencia de 350 kg/cm2 y el de la losa de 250 kg/cm2.

Ancho efectivo del patin: Datos:

be= L/4 = 600 cm L= 24 m

Separacion de trabes = 160 cm S= 1,6 m

12 Esp losa+bv = 280 cm Esp losa= 20 cm

bf= 40 cm

Por lo tanto, utilizar (cm) 160

Propiedades de los materiales:yia= 51,2 cm

e´= 7,5 cm DATOS:

fć losa = 250 kg/cm2

e= 43,7 cm fć trabes = 350 kg/cm2

Ec losa= 241000 kg/cm2

Ec trabe= 285000 kg/cm2

nc= 1,18

fb+= 30 kg/cm2 frs= 19000 kg/cm2

fpi= 13300 kg/cm2

Presfuerzo


��

��

��

Pe requerido: A a= 3630 cm2

Ss a= 103000 cm3

Mpp= 64800 kg-m

Mlosa= 55296 kg-m

Mcv= 202230 kg-m

Pe= 296809,9 kg Ss c= 167000 cm3

As presf 1/2"= 0,987 cm2

Pi requerido:

Pi= 361963,2 kg

Area de presfuerzo requerido:

Ap= 27,2 cm2

Número requerido detorones de 12,7mm= 28 torones

Se utilizaran 28 torones de 1/2" de diámetro en tres camas,acomodados

como se indica en la figura .

��

��

��

La excentricidad del presfuerzo es:


g= 230

28

g= 8,21 cm

ess= 42,99 cm


Donde:

frs= 19000 kg/cm2

P.vol = 2400 kg/cm3

Eci= 301320 kg/cm2 f´c= 350 kg/cm2



fsp= 14630 kg/cm2




P= 409640 kg

Donde:

Mpp= 5.529.600 kg-cm

yia= 51 cm

fcgp= -122,54 kg/cm2 Aa= 3.630 cm2

I a= 63.800.000 cm4

ess= 42,99 cm

�AE= 773 kg/cm2

��

��

��


Donde:

Mlosa= 5.529.600 kg-cm

M par/guar= 2.167.200 kg-cm

fcgp= 122,5 kg/cm2 I a= 63.800.000 cm4

fcdp= 5,2 kg/cm2 ess= 42,98571 cm

�FP= 1434 kg/cm2

Siendo:









�FP= 280 kg/cm2

Donde=

R= 0,7


Es= 2000000 kg/cm2


�FP= 748,08 kg/cm2

��

��

��





3235 kg/cm2



11395 kg/cm2





P= 296230 kg

Donde:

P= 296230 kg

A a= 3630 cm2

e= 42,99 cm

Si a= 83000 cm3

Ss a= 103000 cm3


fi = 2052,338 tn/m2

fs = -718,12 tn/m2


Peso propio 780,72 -629,13

Presfuerzo -718,12 62,61 2052,34 1423,21

Losa 666,22 728,82 -536,85 886,36


Carga viva 496,09 1354,68 -784,23 -27,65

��

��

��






fi= 2,8 kg/cm2 ES CORRECTO



Donde:

frs= 19000 kg/cm2

f´c= 350 kg/cm2

f= 0,95


Mur= 498717 kg-m d= 110

MCM= 141768 t-m

MCV= 131 t-m

Momento actuante:

Mu = 184582,2 kg-m < Mur ¡BIEN!


Donde:VCM= 24415,6 kg

Vu = 78619,9 kg VCV= 21636,8 kg

f= 0,9

d= 110 cm


VC = 55440 kg Vs = 31915 kg

��

��

��


Fy= 4200 kg/m

d= 110 cm

As = 0,035 S 3C As= 0,71 cm2

S 3C= 21 cm 4C As= 0,91 cm2

S 4C= 26 cm


3C@ 21 cm

4C@ 26 cm

LONGITUD DE DESARROLLO.fpe/ frs = 0,57

fps= 18430

Diam presf= 1,27 cm

fpe= 10900 kg/cm2

Ld= 201 cm

ESFUERZOS EN LA TRANSFERENCIA Y ENCAMISADOS. Se consideran las cargas por peso propio y las de esfuerzos con perdidas instanta-


30 kg/cm2


estos cálculos en donde se indica el estado de los torones y los esfuerzos en la viga --



manera simétrica para no provocar torsiones en la viga.

Datos:

Pepo= 90000 kg/cm

A a= 3630 cm2

e= 42,99 cm

Si a= 83000 cm3

��

��

��


168,00 -16,73

12,0 6480000 372400 28 0 217,38 -12,20

7,0 2205000 345800 26 2 A 247,79 -57,26

6,0 1620000 319200 24 2 B 233,73 -57,86

5,0 1125000 292600 22 2 C 218,59 -57,38

4,0 720000 266000 20 2 D 202,36 -55,81

3,0 405000 239400 18 2 E 185,06 -53,16

2,0 180000 212800 16 2 F 166,66 -49,42

1,0 45000 186200 14 2 G 147,19 -44,60

0,5 11250 159600 12 2 H 126,49 -38,55


�perm= 7,17 cm

L= 1600 cm

CONTRAFLECHAS: Se obtienen con el peso propio del elemento, ya la --

fuerza de presfuerzo con perdidas iniciales y el concreto al 80 % de su capa-

cidad.

Donde:

frs= 19000 kg/cm2


Eci= 288000 kg/cm2

I a= 63800000 cm4

e= 42,99 cm

�pp= 0,1 cm P= 296230 kg

Pi= 372400 kg

I c= 52200000 cm4

�C= -0,204 cm Wlosa= 7,68 kg/m


Wcarp= 1,76 kg/m

x (m) Mpp (kg-cm) Torón tipoPi (kg)Torones

s/encamisar

Torones a

encamisar

��

��

��

FLECHA FINAL:

��= -0,3 cm ��= -0,3 cm

�pp= 0,1 cm ��= 0,04 cm

��= 0,017 cm ��= 0,05 cm

� = -0,555 cm Correcto, valor dentro del permisible

PUENTE "LA FLOR DEL EJIDO" SUPERESTRUCTURA (TRABES AASHTO III)

Se propone una superestructura con 5 (cinco) trabes pretensadas tipo AASHTO III en

colaboración con una losa de concreto reforzado de 20 cm de espesor.



Carga viva = T3 S3 y HS-20

��

��

��


A a= 0,363 m2 A c = 0,633 m2

I a= 0,638 m4 I c= 0,522 m4

Yi a= 0,512 m Yi c= 0,828 m

Ys a= 0,053 m Ys c= 0,138 m

Si a= 0,083 m3 Si c= 0,264 m3

Ss a= 0,103 m3 Ss c= 0,167 m3

b= 1,6 m




Trabe --------- --------- 900 900 28800 7560

Losa 1,60 0,20 2400 768 24576 6451

Parapeto --------- 0,5 250 125 4000 1050

Carpeta 1,60 0,05 2200 176 5632 1478

1969 63008 16540


a) Se considera la carga viva T3-S3 con HS-20 en dos bandas de transito:

M = 103,51 t-m

V = 28,23 t

b) Factor de distribución transversal (Courbon)

Donde:

N= 5 trabes

i= 1

Fc= 0,52 S= 1,6 m


��

��

��

d) Elementos mecánicos por carga viva e impacto, por trabe:MCV = 69 t-mVCV = 19 t




frs= 19000 kg/cm2

fry= 16200 kg/cm2

Donde:



Concreto fć=350 kg/cm2 para trabes pretensadas

Se tiene un claro libre de 16 m y un ancho de calzada de 8m. La superestructura

esta formada por trabes tipo AASHTO III y una losa de concreto. La superficie de ro--

damiento es asfáltica de un espesor de 10cm . Se utilizaran torones de relajación de -

1/2" de diámetro con un esfuerzo de ruptura de 19 000 kg/cm2. El concreto de las -

trabes tiene una resistencia de 350 kg/cm2 y el de la losa de 250 kg/cm2.

Ancho efectivo del patin: Datos:

be= L/4 = 400 cm L= 16 m

Separacion de trabes = 160 cm S= 1,6 m

12 Esp losa+bv = 280 cm Esp losa= 20 cm

bf= 40 cm

Por lo tanto, utilizar (cm) 160

Propiedades de los materiales:yia= 51,2 cm

e´= 7,5 cm DATOS:

fć losa = 250 kg/cm2

e= 43,7 cm fć trabes = 350 kg/cm2

Ec losa= 241000 kg/cm2

Ec trabe= 285000 kg/cm2

nc= 1,18

fb+= 30 kg/cm2 frs= 19000 kg/cm2

fpi= 13300 kg/cm2

Presfuerzo


��

��

��

Pe requerido: A a= 3630 cm2

Ss a= 103000 cm3

Mpp= 28800 kg-m

Mlosa= 24576 kg-m

Mcv= 103510 kg-m

Pe= 119761,2 kg Ss c= 167000 cm3

As presf 1/2"= 0,987 cm2

Pi requerido:

Pi= 146050,3 kg

Area de presfuerzo requerido:

Ap= 11,0 cm2

Número requerido detorones de 12,7mm= 12 torones

Se utilizaran 12 torones de 1/2" de diámetro en dos camas,acomodados

como se indica en la figura .

��

��

��

La excentricidad del presfuerzo es:


g= 70

12

g= 5,83 cm

ess= 45,37 cm


Donde:

frs= 19000 kg/cm2

P.vol = 2400 kg/cm3

Eci= 301320 kg/cm2 f´c= 350 kg/cm2



fsp= 14630 kg/cm2




P= 175560 kg

Donde:

Mpp= 2.457.600 kg-cm

yia= 51 cm

fcgp= -52,78 kg/cm2 Aa= 3.630 cm2

I a= 63.800.000 cm4

ess= 45,37 cm

�AE= 333 kg/cm2

��

��

��


Donde:

Mlosa= 2.457.600 kg-cm

M par/guar= 963.200 kg-cm

fcgp= 52,8 kg/cm2 I a= 63.800.000 cm4

fcdp= 2,4 kg/cm2 ess= 45,36667 cm

�FP= 616 kg/cm2

Siendo:









�FP= 280 kg/cm2

Donde=

R= 0,7


Es= 2000000 kg/cm2


�FP= 1087,59 kg/cm2

��

��

��





2317 kg/cm2



12313 kg/cm2





P= 147758 kg

Donde:

P= 147758 kg

A a= 3630 cm2

e= 45,37 cm

Si a= 83000 cm3

Ss a= 103000 cm3


fi = 1214,676 tn/m2

fs = -243,76 tn/m2


Peso propio 346,99 -279,61

Presfuerzo -243,76 103,23 1214,68 935,06

Losa 296,10 399,33 -238,60 696,46


Carga viva 261,32 718,32 -413,10 225,69

��

��

��






fi= 22,6 kg/cm2 ES CORRECTO



Donde:

frs= 19000 kg/cm2

f´c= 350 kg/cm2

f= 0,95


Mur= 289126 kg-m d= 148,8

MCM= 63008 t-m

MCV= 69 t-m

Momento actuante:

Mu = 82059,9 kg-m < Mur ¡BIEN!


Donde:VCM= 16539,6 kg

Vu = 62267,0 kg VCV= 18814,9 kg

f= 0,9

d= 110 cm


VC = 55440 kg Vs = 13746 kg

��

��

��


Fy= 4200 kg/m

d= 110 cm

As = 0,015 S 3C As= 0,71 cm2

S 3C= 48 cm 4C As= 0,91 cm2

S 4C= 61 cm


3C@ 48 cm

4C@ 61 cm

LONGITUD DE DESARROLLO.fpe/ frs = 0,57

fps= 18430

Diam presf= 1,27 cm

fpe= 10900 kg/cm2

Ld= 201 cm

ESFUERZOS EN LA TRANSFERENCIA Y ENCAMISADOS. Se consideran las cargas por peso propio y las de esfuerzos con perdidas instanta-


30 kg/cm2


estos cálculos en donde se indica el estado de los torones y los esfuerzos en la viga --



manera simétrica para no provocar torsiones en la viga.

Datos:

Pepo= 90000 kg/cm

A a= 3630 cm2

e= 45,37 cm

Si a= 83000 cm3

��

��

��


168,00 -16,73

8,0 2880000 159600 12 0 96,50 -8,57

7,0 2205000 133000 10 2 A 82,77 -9,49

6,0 1620000 106400 8 2 B 67,95 -9,33

5,0 1125000 79800 6 2 C 52,05 -8,08

4,0 720000 53200 4 2 D 35,06 -5,75

3,0 405000 26600 2 2 E 16,99 -2,33

2,0 180000 0 0 2 F -2,17 2,17

1,0 45000 -26600 -2 2 G -22,41 7,75

0,5 11250 -53200 -4 2 H -43,87 14,56


�perm= 7,17 cm

L= 1600 cm

CONTRAFLECHAS: Se obtienen con el peso propio del elemento, ya la --

fuerza de presfuerzo con perdidas iniciales y el concreto al 80 % de su capa-

cidad.

Donde:

frs= 19000 kg/cm2


Eci= 288000 kg/cm2

I a= 63800000 cm4

e= 45,37 cm

�pp= 0,1 cm P= 147758,495 kg

Pi= 159600 kg

I c= 52200000 cm4

�C= -0,052 cm Wlosa= 7,68 kg/m


Wcarp= 1,76 kg/m

x (m) Mpp (kg-cm) Torón tipoPi (kg)Torones

s/encamisar

Torones a

encamisar

��

��

��

FLECHA FINAL:

��= -0,1 cm ��= -0,2 cm

�pp= 0,1 cm ��= 0,04 cm

��= 0,017 cm ��= 0,05 cm

� = -0,065 cm Correcto, valor dentro del permisible

PUENTE "LA FLOR DEL EJIDO" SUBESTRUCTURA





Carga viva = T3-S3 y HS-20 en dos bandas de transito

Se propone resolver con una superestructura formada por dos tramos de losa de

concreto reforzado en colaboración con trabes presforzadas AASHTO III y subes---

tructura con estribos y pila de concreto ciclópeo.

ESTRIBOANALISIS DE CARGAS

Se considera un tramo de superestructura de 24,80 m de longitud.


Ancho Longitud Espesor Peso Parapeto --------- 24,80 0,25 2 12,40Losa 8,00 24,80 0,2 2,4 95,23Carpeta 7,20 24,80 0,05 2,2 19,64T.AASHTO III 0,9 24,80 5 ------ 111,60

Pcm= 238,87 ton Descarga para un estribo:

Ps = 119,44 tn

CARGA VIVA. Para un claro de 24m. y carga T3-S3 y HS-20 , se tiene la

descarga máxima en estribo:

por T3 S3 R = 33,41 = 33,41 tn

por HS 20 R = 28,81 = 28,81 tn

Pcv = 62,22 tn

��


Se considera un ancho de distribución de : 8,00 m



CARGA MUERTA Carga permanente de Sub estructura. Los estribos son los componentes del puente que soportan la super -

estructura en los extremos y contienen el terraplen de aproximacion y -

transmiten la carga al terreno de cimentacion.

Se propone la geometría del estribo mostrada en la figura:

��

Con el predimensionamiento propuesto para el estribo, se tiene para un ancho unitario. Considerando momentos con respecto al punto A:

AreaAncho Altura Peso vol PePo Brazo Ma

1 0,26 1,97 2,40 1,23 2,67 3,282 1,03 0,45 2,40 1,11 2,04 2,273 2,23 9,33 2,20 22,89 3,52 80,564 1,16 9,33 2,20 23,81 2,19 52,145 0,62 5,83 2,20 3,98 1,41 5,616 0,62 3,20 2,20 4,36 1,31 5,727 1,28 3,20 2,20 4,51 0,66 2,978 5,00 0,40 2,20 4,40 2,50 11,009 2,20 1,97 1,60 6,93 3,90 27,0410 2,20 9,33 1,60 16,42 4,27 70,12

Wsb = 89,64 tn 260,71 tn-m

FUERZAS HORIZONTALES. Se consideran actuando sobre el estribo en un ancho unitario:

a) Empuje de terreno

Et= 31,48 tn

Siendo:

c= 0,23

h= 11,7 m

b) Fuerzas sísmicas horizontales:


Donde: c= 0,1

REVISION DE ESTABILIDAD Y ESFUERZOS El estudio de mecánica de suelos recomienda para cimentación superficial una

capacidad de carga admisible de 50 tn/m2.

Se analizará la estabilidad del estribo por combinación de grupos de carga, de acuerdo con lo establecido en las normas técnicas SCT y las especificaciones AASHTO.

Se efectuará la revisión para los grupos de carga I y VII; dado que resultan ser

los mas desfavorables.

��

Calculando los esfuerzos en el desplante de la zapata para los grupo de carga

mencionados:

Dist. (m) Momento

Ws= 2,50 37,32

Wsb= ------ 260,71

Wv= 2,50 19,44

Et= 3,90 -122,79

Total 112,35 tn 31,48 tn 194,69 tn-m


A = 5 m2

I = 10,42 m4

x= 1,73 m

e= 0,77 m

Mt= 86,18 tn-m

Esfuerzos

f máx. = 43,15 tn/m2f min = 1,79 tn/m2



Dist. (m) Momento

Ws= 2,50 37,32

Wsb= ------ 260,71

Et= 3,90 -122,79

TTs -15,08

TTb -34,06

Total 104,57 tn 41,94 tn 126,11 tn-m


A = 5 m2

I = 10,42 m4

x= 1,21 m

e= 1,29 m

Mt= 135,32 tn-m

Esfuerzos

f máx. = 53,39 tn/m2f min = -11,56 tn/m2

1,49

89,64

7,78

-------

-------

-------

Fz horizontal (Fh)

14,93

------- 31,48

-------

31,48

14,93

Carga vertical (Fv)


8,96

-------

-------


-------

89,64 -------

��

De acuerdo con AASHTO,es posible incrementar los esfuerzos admisible en un

33% en el caso del Grupo VII; por lo que se tendría:

Q adm = 66,5 tn/m2

Donde:

Q= 50 tn/m2

Se puede observar que los esfuerzos calculados son menores que la capacidad

de carga admisible en el nivel del desplante.

a) Estabilidad por volteo

Ws= 37,32 tn-m Et= -122,79 tn-m

Wsb= 260,71 tn-m TTs -15,08 tn-m

M FV= 298,04 tn-m TTb -34,06 tn-m

M FH= 171,93 tn-m

FSV= 1,73

Por ser Grupo VII

FSV t= 2,31 > 2 ¡BIEN!

Estabilidad por deslizamiento:

FSD= 2,49

Por ser Grupo VII

FSD t= 3,32 > 2 ES CORRECTO



Momentos: Momentos:

PUENTE "LA FLOR DEL EJIDO" SUBESTRUCTURA (PILA)





Carga viva = T3-S3 y HS-20 en dos bandas de transito

Se propone resolver con una superestructura formada por dos tramos de losa de con-

creto reforzado en colaboración con trabes presforzadas AASTHO III y subestructura

con estribos y pila de concreto ciclópeo.

ANALISIS DE CARGAS Se considera un tramo de superestructura de 24,8 m de longitud.


Ancho Longitud Espesor Peso

Parapeto --------- 24,80 0,25 2 12,40Losa 8,00 24,80 0,2 2,4 95,23Carpeta 7,20 24,80 0,05 2,2 19,64T. AASHTO III 0,9 24,80 5 ------ 111,60

Pcm= 238,87 ton

��

Descarga para un estribo:

Ps = 238,87 tnCARGA VIVA. Para un claro de 24 m. y carga T3-S3 y HS20, se tiene la descarga

maxima en estribo:

por T3 S3 R = 33,41 = 33,41 tn

por HS 20 R = 28,87 = 28,87 tn

Pcv = 62,28 tn




CARGA MUERTA Carga permanente de Sub estructura.

Se propone la geometría de la pila mostrada en la figura:

��

Con el dimensionamiento propuesto para la pila, se tiene para un ancho unitario:

Ancho Longitud Altura Peso

Zapata: 2,9 10,00 1,6 2,2 102,08

C. Pila: 1,47 10,00 8,5 2,2 273,96

Pcm= 376,04 ton

FUERZAS HORIZONTALES. Se consideran actuando sobre la pila en un ancho unitario:

a) Fuerzas sísmicas horizontales:


Donde: c= 0,1

REVISION DE ESTABILIDAD Y ESFUERZOS El estudio de mecánica de suelos recomienda para cimentación superficial una ca---

pacidad de carga admisible de 50 tn/m2.

Se analizará la estabilidad del estribo por combinación de grupos de carga, de --acuerdo con lo establecido en las normas técnicas SCT y las especificaciones AASHTO.

Se efectuará la revisión para los grupos de carga I y VII; dado que resultan ser los -

mas desfavorables.

a) Calculando los esfuerzos en el desplante de la zapata para los grupos de -

carga mencionados:

Dist. (m) Momento

Ws= 0,00 0,00

Wsb= ------ 0,00

Wv= 0,00 0,00

Total 677,19 tn 0,00 tn 0,00 tn-m


A = 24,88 m2

I = 17,43 m4

Mt= 0,00 tn-m

Esfuerzosf máx. = 27,22 tn/m2f min = 27,22 tn/m2

376,04

62,28

-------

-------

-------238,87

Carga vertical (Fv)


��



Dist. (m) Momento

Ws= 0,00 0,00

Wsb= ------ 0,00

TTs -255,59

TTb -176,74

Total 614,91 tn 61,49 tn -432,33 tn-m


A = 24,88 m2

I = 17,43 m4

Mt= 432,33 tn-m

Esfuerzos

f máx. = 60,68 tn/m2f min = -11,25 tn/m2

De acuerdo con AASHTO,es posible incrementar los esfuerzos admisible en un 33%

en el caso del Grupo VII; por lo que se tendría:

Q adm = 66,5 tn/m2

Donde:

Q= 50 tn/m2

Se puede observar que los esfuerzos calculados son menores que la capacidad de

carga admisible en el nivel del desplante.

CALCULO DE ESTABILIDAD:a) Estabilidad por volteo

Wsb= 346,37 tn-m

Ws= 545,25 tn-m TTs 255,59 tn-m

M FV= 891,62 tn-m TTb 176,74 tn-m

M FH= 432,33 tn-m

FSV= 2,06 > 1,5 ¡BIEN!

23,89

Fz horizontal (Fh)

238,87

Momentos: Momentos:

37,60

-------

-------


-------

376,04 -------

��

b) Estabilidad por deslizamiento:FSD= 6,00 > 2 ¡BIEN!

Donde:

c= 0,6



CAPITULO IV

ANEXOS

CARGAS VIVAS.

Con el fin de proporcionar ayudas para el diseño preliminar de los puentes simplemente apoyados con claros de 1 a 60 m, se calcularon las fuerzas cortantes y los momentos flexionantes máximos que cada modelo de cargas vivas les ocasiona, mismos que se presentan en las siguientes figuras.1

1 SISTEMA DE CARGAS VIVAS VEHICULARES PARA DISEÑO DE PUENTES EN CARRETERAS ALIMENTADORAS.SCT. IMT

ESTÚDIOS HIDROLÓGICOS.

MÉTODO RACIONAL.

Período de Retorno = 50 Años Qp = 0.278 CIA

Tc = 0.0662 385.0

77.0

S

L

Tc = 2.23 hrs ≈ 134 min.

Q = (0.278)(0.40)(71.97)(72.46)

Período de Retorno = 100 Años Qp = 0.278 CIA

Tc = 0.0662 385.0

77.0

S

L

Tc = 2.23 hrs ≈ 134 min.

Q = (0.278)(0.40)(80.62)(72.46)

Q= 649.57 m3/s

Q = 650.00 m3/s

Q = 579.88 m3/s

MÉTODO VEN TE CHOW

d (min)

d (hrs) i (cm/hr)

P (cm)

Pe (cm) X Tp d/Tp Z Q (m3/s)

5 0.083 28.10 2.33 0.0606 0.7300 1.7922 0.0463 0.0376 5.53 10 0.167 21.50 3.59 0.3942 2.3607 1.7922 0.0932 0.0732 34.81 20 0.333 16.60 5.53 1.2888 3.8703 1.7922 0.1858 0.1435 111.89 30 0.500 13.30 6.65 1.9484 3.8969 1.7922 0.2790 0.2143 168.19 60 1.000 10.10 10.10 4.3700 4.3700 1.7922 0.5580 0.4162 366.39 120 2.000 7.50 15.00 8.3788 4.1894 1.7922 1.1159 0.7142 602.70 240 4.000 4.90 19.60 12.4476 3.1119 1.7922 2.2318 1.0000 626.86

Para Tr = 50 años Q(máx.) = 627.00 m3/s

d (min)

d (hrs) i (cm/hr)

P (cm)

Pe (cm) X Tp d/Tp Z Q (m3/s)

5 0.083 31.80 2.64 0.1183 1.4257 1.7922 0.0463 0.0376 10.80 10 0.167 24.10 4.02 0.5611 3.3599 1.7922 0.0932 0.0732 49.54 20 0.333 18.60 6.19 1.6704 5.0161 1.7922 0.1858 0.1435 145.01 30 0.500 14.90 7.45 2.4644 4.9288 1.7922 0.2790 0.2143 212.73 60 1.000 11.30 11.30 5.3062 5.3062 1.7922 0.5580 0.4162 444.87 120 2.000 8.40 16.80 9.9459 4.9729 1.7922 1.1159 0.7142 715.42 240 4.000 5.50 22.00 14.6388 3.6597 1.7922 2.2318 1.0000 737.21

Para Tr = 100 años Q(máx.) = 737.00 m3/s

MÉTODO DE GUMBEL Y COMPARACIÓN DE CUENCAS

Para Tr = 50 años. Q (máx.) =793.00 m3/s

Para Tr = 100 años Q (máx.) =902.00 m3/s

MÉTODO TRIANGULAR UNITARIO

GASTOS ESCURIMIENTO DIRECTO

INTENSIDADES GASTOS DIRECTOS

29.98 8.66 13.30 7.14 24.98 3.66 6.90 2.15 34.97 13.03 7.25 12.14 89.93 67.98 2.55 67.10 552.06 529.49 4.25 529.23 627.00 603.80 2.95 604.17 392.19 368.99 1.65 369.35

U 0.65 0.06 0.59 4.77 37.01 23.60 4.67 Q QD

0.65 0.66 7.79 30.63 0.06 0.06 2.21 25.04 0.59 0.60 12.73 35.56 4.77 4.84 71.87 94.70 37.01 37.57 566.24 589.07 23.60 23.95 627.76 650.60 4.67 4.7 374.03 396.86

Para Tr = 50 años Q(máx) = 651.00 m3/s

MÉTODO TRIANGULAR UNITARIO

GASTOS ESCURIMIENTO DIRECTO

INTENSIDADES GASTOS DIRECTOS

35.24 10.18 14.90 8.40 29.36 4.30 7.70 2.52 41.11 15.31 8.00 14.27 105.71 79.91 3.00 78.87 648.91 622.38 4.80 622.07 737.00 709.73 3.30 710.16 460.99 433.72 1.91 434.15

U 0.68 0.06 0.63 5.00 38.85 24.87 4.60 Q QD

0.68 0.69 9.08 35.92 0.06 0.07 2.59 29.43 0.63 0.64 14.90 41.74 5.00 5.08 83.87 110.71 38.85 39.43 660.92 687.76 24.87 25.24 735.03 761.87 4.60 4.7 438.75 465.59

Para Tr = 100 años Q(máx) = 762.00 m3/s


TABLAS DE RESULTADOS. CÁLCULOS DE SOCAVACIÓN

Para el cálculo de socavación se utilizaron los datos obtenidos del levantamiento topo hidráulico y del estudio hidrológico, como son el gasto, esviaje y un perfil detallado.

Socavación General

Se utiliza la expresión de Lischtvan- Levediev para suelos cohesivos, que son los que se tienen en la superficie del cauce:

Hs= (� H05/3 / 0.60�s

1.18 �k y �= Q / Hm5/3 Be �

Donde:

Hs = Profundidad de socavación (m)

Hm = Tirante medio (m)

H0 = Tirante de agua en el punto calculado (m)

Q = Gasto (m³)

Be = Ancho efectivo (m)

� = Coeficiente de estrechamiento

�S = Peso volumétrico del material seco (t/m³)

� = Coeficiente en función del período de retorno

k = Coeficiente en función del tipo de suelo

��0.458 Con esto calculamos la socavación en diversos puntos del cauce.

En una tabla anexa se relacionan los puntos donde se calculó la socavación y los valores obtenidos en cada uno de ellos.

Socavación Local

Para la socavación local en los apoyos extremos se utiliza la expresión de “Artamonov”:

ST = P� Pq Pk H0

Donde:

ST = Socavación al pie del estribo (m)

P� = Coeficiente que depende del esviaje.

Pq = Coeficiente que depende del estrechamiento

Pk = Coeficiente que depende del talud de los estribos

H0 = Tirante en el punto calculado (m)

En la tabla se proporcionan los resultados obtenidos.

Socavación Total

Estación S. Gral. S. Local S. Total 0+678.0 0.42 3.51 3.93 0+713.0 2.38 4.74 7.12

ANÁLISIS DE LA CIMENTACIÓN Entre los dos sondeos efectuados se encontraron algunas similitudes, como

el que en los dos se encontró la capa de roca a poca profundidad, en ambos está cubierto por un acarreo, solo que en el sondeo S-1 esa capa de acarreos tiene en forma intermedia, fragmentos de roca.

La profundidad teórica de socavación alcanza el estrato rocoso, que por lógica no se afectará; por lo que se considera una socavación real hasta el nivel superior de dicho estrato.

Dado que la capa rocosa se encuentra a poca profundidad, se considera lo más conveniente desplantarse con una cimentación de tipo superficial.

Cimentación superficial

Para fines de cálculo a la roca se le considera como un material del tipo cohesivo, por lo que para el cálculo de la capacidad de carga utilizaremos la expresión propuesta por Skempton.

qc = C N’c + � Df

Donde:

qc = Capacidad de carga a la falla (t/m²)

C = Cohesión del suelo (t/m²)

� = Peso volumétrico del suelo (t/m³)

Df = Profundidad de desplante (m)

Nc = Factor de capacidad de carga que depende de la relación entre el ancho de la cimentación y la profundidad de penetración de la cimentación en el estrato resistente.

Se obtuvo una capacidad de carga a la falla de:

qc = 280.0 + 0.3 ton/m²

qa = 280.0/3 + 0.3 = 93.7 ton/m²

qa = 93.7 ton/m²

Una capacidad de carga de 50 ton/m² se considera suficiente para fines de diseño.

Cálculo de asentamientos

Se efectuó el análisis de asentamientos para la opción de cimentación propuesta y para el caso de los terraplenes por construir, resultando:

Para zapatas los asentamientos serán nulos.

Para los terraplenes asentamientos totales de 3 cm.

FOTOGRAFIAS

VISTA DEL EQUIPO DE PERFORACION PARA EL ESTUDIO DE MECANICA DE SUELOS Y DE LOS TRABAJOS DE CAMPO PARA EL ESTUDIO TOPOHIDRAULICO.

ASPECTO DE LOS TRABAJOS DE CAMPO PARA EL ESTUDIO TOPOHIDRAULICO.

VISTA DEL EQUIPO DE PERFORACION PARA EL ESTUDIO DE MECANICA DE SUELOS Y DE LOS TRABAJOS DE CAMPO PARA EL ESTUDIO TOPOHIDRAULICO.

ASPECTO DE LOS TRABAJOS DE CAMPO PARA EL ESTUDIO TOPOHIDRAULICO.

VISTA DEL EQUIPO DE PERFORACION PARA EL ESTUDIO DE MECANICA DE SUELOS Y DE LOS TRABAJOS DE

VISTA DE LOS ESTRIBOS DEL PUENTE ANTERIOR Y EXCAVACIONES.

EXCAVACIÓN PARA DESPLANTE DE CIMENTACIÓN.

DE LOS ESTRIBOS DEL PUENTE ANTERIOR Y EXCAVACIONES.

EXCAVACIÓN PARA DESPLANTE DE CIMENTACIÓN.

ZAPATA DE CIMENTACION CON CONCRETO CICLOPEO.

ZAPATA DE CIMENTACION CON CONCRETO CICLOPEO.

CONSTRUCCION DEL ESTRIBO NO 1 DE CONCRETO CICLOPEO, CON CORONA DE CONCRETO REFORZADO



PILA NO 2 CON CUERPO DE CONCRETO CICLOPEO Y CORONA DE CONCRETO REFORZADO.

PILA NO 2 CON CUERPO DE CONCRETO CICLOPEO Y CORONA DE CONCRETO REFORZADO.

VISTA GENERAL DE LA SUBESTRUCTURA DEL PUENTE

ASPECTO DE LA OBRA; SE OBSERVA PARTE DE TERRACERIAS EN EL RESPALDO DE ESTRIBO ASPECTO DE LA OBRA; SE OBSERVA PARTE DE TERRACERIAS EN EL RESPALDO ASPECTO DE LA OBRA; SE OBSERVA PARTE DE TERRACERIAS EN EL RESPALDO

VISTA DE ESTRIBOS, PILA Y SUPERESTRUCTURA

SUPERESTRUCTURA

CAPITULO V

GLOSARIO

ALAS, ALEROS .Unidades destinadas a contener el relleno proveniente del terraplén de aproximación.

ARRIATE. Espacio destinado para la división de dos carriles en sentido contrario de una carretera.

CAUCE DEL RÍO. Lecho de un río que tiene forma geométrica irregular.

CAUDAL. Volumen de un líquido que pasa por unidad de tiempo.

CIMENTACIÓN. Elemento estructural que distribuye las cargas provenientes de la superestructura al suelo.

COTA RASANTE. Altura por donde circulan los vehículos en la carpeta de rodadura, referida a un nivel determinado.

DIAFRAGMAS. Elementos estructurales que dan rigidez torsional al puente y distribuyen las cargas laterales de viento y sismo.

ESTRIBO. Estructura en los extremos del puente que soportan las cargas de la superestructura y las transmiten al suelo.

LÍNEA DE INFLUENCIA. Diagrama que indica la variación de una acción o efecto, en un punto determinado de una estructura, cuando una carga unitaria se desplaza sobre ella.

LOSA. Elemento estructural plano que soporta directamente las cargas provenientes al tráfico y las transmite a los apoyos.

SOCAVACIÓN. Es el resultado de la acción erosiva del flujo de agua que arranca y acarrea material de lecho y de las bancas de un cauce, convirtiéndose en una de las causas más comunes de falla en puentes.

SUBESTRUCTURA. Conjunto de elementos diseñados para soportar las cargas provenientes de la superestructura y transmitirlas al terreno de cimentación.

SUPERESTRUCTURA. Conjunto de elementos diseñados para soportar las cargas de diseño y transmitirlas a la subestructura.

TALUD. Superficie inclinada respecto a la vertical, usado para protección de terrenos suaves o irregulares.

TRÁNSITO. Se refiere a los vehículos que circulan por una determinada vía, carretera o camino

TIRANTE. Altura del agua sobre una sección determinada de un río.

TREN DE CARGAS. Sistema o arreglo múltiple de cargas que se desplazan sobre la estructura.

VOLTEO. Es el momento de la fuerza horizontal, que tiende a voltear a un elemento respecto al borde exterior.

CAPITULO VI

BIBLIOGRAFÍA.

Normas de la Secretaría de Comunicaciones y Transportes (SCT) Libro 03 Parte 6 Proyecto de puentes y estructuras 2001. Standar Specifications for Highway Bridges AASHTO Edición 17. Año 2002.+

Ponton, J.M. Apuntes de Puentes Guerrero y Gama, V. Puentes Ed. Henkel, O. Estática Gráfica Ed.

Manual del ingeniero civil. Tomo II. Ingeniería de puentes.

Vías de comunicación: Caminos, ferrocarriles, aeropuertos, puentes y puertos. Carlos crespo Villalaz. Pág. 680

Tesis: Conservación de Puentes Carreteros. Jesús Flores Sánchez

Sistema de cargas vivas vehiculares para diseño de puentes en carreteras alimentadoras. Instituto Mexicano del Transporte. Octavio A. Rascón Chávez.

Rascón, O.A., Modelo de Cargas Vivas Vehiculares para Diseño Estr uctural de Puentes en México . Publicación Técnica No. 118, Instituto Mexicano del Transporte, 1999. Rascón, O.A., Desarrollo de un Modelo de Cargas Vivas para Diseño de Puentes en México . Revista Ingeniería Civil, octubre de 1999, del Colegio de Ingenieros Civiles de México. Instituto de Ingeniería. UNAM. Diseño de puentes con elementos Prefabricados y presforzados

Análisis y mecánica de las estructura. W.M. Jenkis. Capitulo 9 Líneas de influencia. Análisis de estructuras. Alfonso Olvera López

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