diseno de puente peatonal
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DISEÑO DE UN PUENTE PEATONAL
1. MEMORIA DESCRIPTIVA.
1.1. GENERALIDADES
Los primeros puentes construidos por la humanidad fueron puentes de vigas:
troncos atravesados sobre ríos u hondonadas. Cuando el hombre tuvo bestias de
carga se vio obligado a colocar dos o más troncos juntos y tender sobre ellos una
cubierta o piso plano para que éstas pudieran pasar. Cuando la distancia a salvarse
resultaba mayor que la longitud práctica de las vigas de troncos, se recurrió a la
colocación de tramos de maderos sobre una serie de soportes intermedios o pilas.
1.2. INTRODUCCIÓN
Una de las necesidades que la sociedad requiere para cumplir sus actividades
diarias es la buena comunicación vial a través de la construcción de puentes
peatonales el cual permite ir de un lugar a otro sin ningún inconveniente o
imprevisto, los cuales están localizados en lugares o puntos estratégicos.
Es por eso que nuestro curso de diseño de Infraestructura de Riego está orientado
a brindar la solución que la persona o población requiera para realizar sus
actividades como es el caso de los pobladores del sector Mariátegui el cual está
situado a una distancia de 8 Km de la provincia de Lambayeque y que requiere una
construcción de un puente peatonal que ayudaría a los agricultores a tener una
libre circulación de sus productos y poder cumplir sus actividades diarias.
1.3. OBJETIVOS.
1.3.1. OBJETIVOS GENERALES.
Diseñar un puente Peatonal con dos vigas laterales.
Mejorar su nivel de vida del poblador a través del sistema vial.
DISEÑO DE INFRAESTRUCTURA
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1.3.2. OBJETIVOS ESPECIFICOS.
hasta llegar a un dren, luego se continua el dren aguas arriba aproximadamente
4km seguidamente se continua por el canal san José hasta llegar al lugar
indicado.
1.4. CLIMA Y VEGETACIÓN.
La zona en estudio presenta un clima cálido. La vegetación de la zona no es
abundante constituido básicamente por arbustos (faique) debido a la tala
producida en el sector, la tierra de los alrededores es apta para diferentes
tipos de cultivos como caña, pan llevar y frutales y otros cultivos menores.
1.5. TOPOGRAFIA.
Presenta una topografía moderadamente plana con cambios bruscos de
pequeños niveles en las áreas circundantes.
1.6. HIDROLOGIA.
Las aguas proveniente del canal Lambayeque (canal de primer orden) se
distribuyen al sector Lambayeque a través de tres canales los cuales se
derivan desde el partidor ATAJOS uno de estos canales es el canal San José el
cual es de segundo orden y en donde vamos a ubicar el puente peatonal
correspondiente a nuestro informe.
1.7. ACTIVIDADES ECONOMICAS.
Los ingresos de la población asentada en los sectores del ámbito real del
Proyecto provienen de la agricultura, crianza de animales y el empleo eventual
como peones agrícolas en los sectores vecinos; además de la agricultura
algunos pobladores se dedican a la actividad comercial entre otros.
1.8. BENEFICIOS.
Con la culminación del proyecto se beneficiarán aproximadamente 10 familias
conductoras de parcelas agrícolas el cual les permitirá el fácil acceso a sus
diferentes labores.
1.9. SITUACION ACTUAL DEL PROYECTO.
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El lugar donde se va ubicar el Puente Peatonal cuenta con un puente rustico
construido por los pobladores y las cuales se encuentra en mal estado como se
muestra en las fotos (anexos), es por ello que se ha tomado el criterio de
diseñar el Puente Peatonal en este sector.
2. METODOS DE TRABAJO
2.1. TRABAJO DE CAMPO.
Fase de información y reconocimiento:
Se ha efectuado las siguientes actividades:
Visita y recorrido del área partiendo desde Lambayeque por el canal san
Romualdo, pasando por el canal San Nicolás y por el san José, donde se decidió
realizar el proyecto.
Recopilado información geológica y social que nos permitió conocer la
problemática del sector y así poder elaborar el proyecto que brindara un mejor
modo de vida para estos pobladores del sector Mariátegui.
2.2. TRABAJOS DE CABINETE.
Consistió en procesar y ordenar todos los datos de campo, comprendió:
Diseño de la losa analizada como voladizo
Diseño de las vigas laterales.
Diseño del muro de contención
Calculo de los aceros de refuerzo.
Elaboración de los planos definitivos.
3. REVISION BIBLIOGRAFICA.
A. PUENTE PEATONAL
Es una estructura que proporciona una vía de paso sobre el agua, una carretera
o un valle. Los puentes suelen sustentar un camino, una carretera o una vía
férrea, pero también pueden transportar tuberías y líneas de distribución de
energía. Los que soportan un canal o conductos de agua se llaman Acueductos.
Los puentes construidos sobre terreno seco o en un valle y formados por un
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conjunto de tramos cortos se suelen llaman viaductos; se llaman pasos
elevados los puentes que cruzan las autopistas y las vías de tren. Un puente
bajo, pavimentado, sobre aguas pantanosas o en una bahía y formado por
muchos tramos cortos se suele llamar carretera elevada.
B. LA LOSA.
Son elementos estructurales bidimensionales, en lo que la tercera dimensión
(peralte) es pequeña comparada con las otras dimensiones básicas. Las cargas
que actúan sobre las losas son esencialmente perpendiculares al plano principal
de la misma, por lo que su comportamiento está dominado por la flexión.
Existen diferentes tipos de losas:
- Según su proceso contractivo:
Maciza, cuando el concreto ocupa todo el espesor de la losa,
conjuntamente con el acero.
Aligerada, cuando parte del volumen de la losa es además ocupada por
materiales más livianos como el ladrillo hueco (ejemplo: techo aligerado)
- Según su soporte:
Sustentada sobre vigas, cuando la losa está soportada perimetral e
interiormente por vigas monolíticas de mayor peralte por vigas de otros
materiales independientes integradas a las losas.
Sustentada sobre columnas, (losas planas) que son adecuadas para
zonas de lato riesgo sísmico.
- Según su geometría y tipo de apoyos:
Bidireccionales, si la geometría de la losa y el tipo de apoyo determine
que las magnitudes de los esfuerzos en dos direcciones ortogonales sean
comparables.
Unidireccionales, si los esfuerzos de una dirección son preponderantes
sobre los esfuerzos en las dirección ortogonal.
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Pero análisis de la losa se le considera formada por una serie de vigas
adyacente de ancho unitario, altura de espesor de la losa (t) y longitud (1), la
distancia entre los apoyos (vigas)
Como todas las cargas que actúan sobre las losas deben ser transmitidas a las
vigas, se deduce que el acero principal de la losa debe colocarse perpendicular
a las vigas.
El acero de temperatura, parte constituyente de la losa, se coloca paralela a la
posición de la viga.
C. MUROS DE CONTENCION.
Se define como muro: “Toda estructura continua que de forma activa o pasiva
produce un efecto estabilizador sobre una masa de terreno”.
El carácter fundamental de los muros es el de servir de elemento de contención
de un terreno, que en unas ocasiones es un terreno natural y en otras un
relleno artificial.
En la situación anterior, el cuerpo del muro trabaja esencialmente a flexión y la
compresión vertical debida a su propio peso es generalmente despreciable.
Sin embargo, en ocasiones el muro desempeña una segunda misión que es la
de transmitir cargas verticales al terreno, desempeñando una función de
cimiento. La carga vertical puede venir de una cubierta situada sensiblemente a
nivel del terreno o puede ser producida también por uno o varios forjados
apoyados sobre el muro y por pilares que apoyan en su coronación
transmitiéndole las cargas de las plantas superiores.
a. COMPONENTES.
Puntera: Parte de la base del muro (cimiento) que queda debajo del
intradós y no introducida bajo el terreno contenido.
Tacón: Parte del cimiento que se introduce en el suelo para ofrecer
una mayor sujeción.
Talón: Parte del cimiento opuesta a la puntera, queda por debajo del
trasdós y bajo el terreno contenido.
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Alzado o cuerpo: Parte del muro que se levanta a partir de los
cimientos de este, y que tiene una altura y un grosor determinados en
función de la carga a soportar.
Intradós: Superficie externa del alzado.
Trasdós: Superficie interna del alzado, está en contacto con el terreno
contenido.
b. TIPOS GENERALES DE UN MURO DE CONTENCION
1.- MUROS DE GRAVEDAD
“Utiliza su propio peso como elemento estabilizador, no estando
diseñado para que trabaje a tracción”
Son muros de hormigón en masa en los que la resistencia se consigue
por su propio peso. Normalmente carecen de cimiento diferenciado,
aunque pueden tenerlo.
Su ventaja fundamental es que no van armados.
2.- MUROS DE HORMIGÓN ARMADO
“Son muros armados interiormente con barras de acero diseñado
para poder soportar esfuerzos de tracción”.
Tipos:
Muros de semi-gravedad
Similar al de gravedad pero ligeramente armado.
Muros ménsula o en “L”
En estos muros el momento al vuelco, producido por el empuje de las
tierras, es contrarrestado por el peso de las tierras sobre la zapata.
Son los de empleo más corriente y aunque su campo de aplicación
depende, lógicamente, de los costes relativos de excavación,
hormigón, acero, encofrados y relleno, puede en primera
aproximación pensarse que constituyen la solución más económica
hasta alturas de 10 ó 12 metros
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3.- MUROS CON CONTRAFUERTES
Constituyen una solución evolucionada de la anterior, en la que al
crecer la altura y por lo tanto los espesores del hormigón, compensa
el aligerar las piezas. Esto conduce a ferrilla y encofrados mucho más
complicados y a un hormigonado más difícil y por lo tanto mucho
más costoso, al manejarse espesores más reducidos. Sin embargo, a
partir de los 10 ó 12 m de altura es una solución que debe tantearse
para juzgar su interés.
Puede tener los contrafuertes en el trasdós o en el intradós:
Con contrafuerte en el intradós
Consiste en aligerar un muro de gravedad, suprimiendo hormigón en
las zonas que colaboran muy poco en el efecto estabilizador.
Con contrafuerte en el trasdós.
Su idea es igual al del muro con contrafuerte en el intradós, pero en
este caso los contrafuertes son interiores, es decir, no se ven.
La segunda solución es técnica y económicamente mejor, por
disponer el alzado en la zona comprimida de la sección en T que se
forma. La primera solución, al dejar los contrafuertes vistos produce
además, generalmente, una mala sensación estética.
4.- MUROS CON PLATAFORMA ESTABILIZADORA O DE BANDEJAS.
En el trasdós se sitúa una o varias plataformas estabilizadoras
(bandejas) que reducen el empuje producido por las tierras y los
momentos de pantalla.
Su concepto es muy diferente del que origina el muro de
contrafuertes. Aquí no se trata de resistir el mismo momento flector,
aumentando el canto y aligerando la sección, sino de reducir los
momentos flectores debidos al relleno mediante los producidos por
la carga del propio relleno sobre las bandejas.
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Su inconveniente fundamental radica en la complejidad de su
construcción. Pude resultar una alternativa al muro de contrafuertes
para grandes alturas.
5.- MUROS DE BOVEDAS HORIZONTALES
Su filosofía es análoga a la del muro anterior, pero su construcción se
remonta más años atrás.
PANTALLAS
Ejecutadas en el interior del terreno, previamente a la excavación.
Hay varios tipos:
- Empotradas
- Ancladas
- Pilotes
6.- MUROS PREFABRICADOS
“Los muros prefabricados de hormigón son aquellos fabricados total
o parcialmente en un proceso industrial mediante elementos de
hormigón”.
Posteriormente son trasladados a su ubicación final, en donde son
instalados o montados, con la posibilidad de incorporar otros
elementos prefabricados o ejecutados en la propia obra.
Estos se han clasificado según su diseño estructural:
6.1 MUROS PREFABRICADOS EMPOTRADOS
Es el formado por un elemento plano o nervado, continuo o
discontinuo, prefabricado de hormigón armado, pretensado o
potenzado y empotrado en su base.
Trabajan en voladiza con un empotramiento en su base o zapata.
Puede considerarse activo, es decir, entra en carga cuando se le
aplica el material de relleno. Sus dos funciones principales son el
sostenimiento y contención de tierras. La construcción de la zapata
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requiere una excavación previa, lo que dificulta a este muro tener
una función de revestimiento.
a. Muros de pantalla prefabricada y zapata “in situ”
Estos muros se definen como muros de elementos modulares
prefabricados de hormigón, de secciones nervadas, colocadas de
forma continua, adosadas unos a otros, que empotrados en una
zapata realizada “in situ”, constituyen el paramento exterior del
muro.
La máxima altura que puede alcanzar este tipo de muro varía
según el fabricante, no superándose para un muro de contención
los 9 metros.
El acabado de su cara vista puede tener diferentes formas,
reduciéndose así el impacto visual que el muro podría originar en
su entorno.
b. Muros de pantalla prefabricada con tirante y zapata “in situ”
A estos muros los podemos definir como muros de paneles
prefabricados de hormigón, planos o nervados, con un tirante y
anclados, ambos elementos a una zapata construida “in situ”.
Su utilización más frecuente es en la construcción de muros de
contención de alturas considerables.
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Una degeneración de este muro, modificando la solución de
tirante, debido al alto volumen de excavación que requiere,
consistente en aplicar una plataforma estabilizadora a media
altura, logrando de este modo dos cosas: reducir la excavación
requerida y reducir las leyes de empuje, pudiendo alcanzar una
altura máxima algo superior.
c. Muros completamente prefabricados
Son muros en donde el panel y la zapata se han prefabricado
conjuntamente formando un solo elemento.
Están formados por piezas de hormigón en forma de “L”, donde
alzado y zapata forman un cuerpo monolítico, pudiendo su cara
vista tener diferentes acabados (hormigón liso, árido visto,
imitación piedra, etc.). Existen sistemas en los que la zapata está
parcialmente construida, es decir, la pieza lleva la armadura
necesaria para terminar de completar la zapata “in situ”.
d. Muros de lamas
Muros formados por placas transversales prefabricadas, lamas,
situadas entre unos contrafuertes verticales empotrados a la
zapata hecha “in situ”.
Este tipo de muro lleva una cobertura vegetal.
El aspecto final de la cara vista es el formado por unas bandejas
fijadas lateralmente a los contrafuertes y ligeramente inclinadas,
que sirven de apoyo para el crecimiento de la vegetación.
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El material de relleno en contacto con el muro está compuesto
por una capa de tierra vegetal que sirve de base para el
crecimiento posterior de vegetación, proporcionando así un
aspecto final verde y una reducción del impacto visual.
El número de placas depende de la altura del muro. Oscilando la
máxima altura para estos los ocho metros, con una separación
entre ejes de aproximadamente 2,20 metros.
Estos muros tienen la ventaja de poder sustituir fácilmente una
placa, cuando esta sufra algún daño o rotura.
e. Muro pantalla aligerado
Es el muro formado por una pantalla aligerada o alveolar
prefabricada, anclada a otro panel prefabricado o zapata hecha
“in situ”.
Este tipo de muro está formado por una placa alveolar anclada a
una zapata, la cual puede ser:
Pantalla aligerada de menor dimensión, unida al alzado mediante
una pieza prefabricada con forma triangular.
Formada por piezas prefabricadas.
Realizada “in situ”.
La cara vista puede tener varios acabados, de forma similar a lo
que ocurría para los de pantalla prefabricada y zapata “in situ”,
según el entorno en el que se encuentre el muro.
La máxima altura que se puede llegar a alcanzar con este tipo de
muro oscila los siete metros. La anchura de las piezas está
condicionada por las limitaciones del transporte.
6.2 MUROS PREFABRICADOS DE GRAVEDAD
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Se entiende por muro prefabricado de gravedad aquel formado por
elementos prefabricados, que es estable por su propio peso, sin que
existan esfuerzos de tracción en alguno de sus elementos.
Sus funciones van a ser tanto de recubrimiento como de Los muros de
gravedad construidos mediante unidades prefabricadas pueden ser de
módulos huecos o de bloques macizos. sostenimiento o contención de
tierras.
La anchura de la solera de la base es variable, dependiendo de la altura
del muro y de las condiciones de terreno.
a- Muros de módulos prefabricados verdes
Se define como muro de módulos prefabricados verdes aquel muro
formado por piezas prefabricadas huecas que se van encajando
unas con otras rellenando posteriormente su interior con tierra.
Este tipo de muro admite el cultivo de flores y plantas reduciendo
de este modo el impacto visual provocado por el muro. El aspecto
visual que se obtiene es el de una combinación de superficies lisas
de hormigón y vegetación.
Estos módulos son elementos prefabricados de hormigón armado de
longitud y anchura diferentes, según las necesidades del muro. Las
formas de estas piezas son variables dependiendo del sistema
comercial empleado.
La altura máxima aconsejable para este tipo de muro oscila entre los
20 y los 24 metros.
b- Muros de bloques macizos
Son muros de bloques macizos de hormigón encajados entre sí.
Existen en el mercado una amplia tipología de bloques utilizados en
la construcción de muros. Todos ellos tienen distintas dimensiones,
pesos y resistencias, dependiendo del fabricante.
El manejo de estos bloques se realiza habitualmente de forma
manual, sin requerir medio auxiliar alguno, debido a las pequeñas
dimensiones y pesos.
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Estos muros, pueden ser macizos o abiertos. Los últimos dejan
huecos libres, para normalmente, permitir el crecimiento de
vegetación, pero así mismo supone una limitación para la altura que
puede alcanzar el muro.
La máxima altura aconsejable que se puede alcanzar con un muro de
este tipo, sin existir ningún tipo de refuerzo y dependiendo de la
densidad de ajardinamiento de la cara vista, no supera los tres
metros, para el caso de obra continúa.
6.3 MUROS DE BLOQUES PREFABRICADOS DE HORMIGÓN
Son muros realizados mediante la superposición de bloques abiertos,
no macizos, unidos entre sí por un mortero de cemento.
Su uso se limita a muros pequeños y medianos. En algunos casos
puede ser necesario armarlos interiormente con barras de acero y
hormigón, y unirlos mediante armaduras de espera a la zapata para
resistir los momentos que se pueden dar en esta unión, en estos casos
los huecos se rellenan con mortero.
Es un muro completamente vertical.
La altura máxima de este tipo de muros depende de la existencia, o no,
de un refuerzo interno de los bloques. Es una situación favorable
puede oscilar en torno a los tres metros.
La cara vista del bloque puede ser lisa, tosca o con formas
geométricas.
6.4 MUROS DE TIERRA REFORZADA
Se definen como los muros construidos mediante tongadas de material
de relleno, colocándose entre éstas elementos que arman el mismo,
estando su paramento exterior formado por elementos prefabricados
de hormigón.
La combinación de las distintas piezas prefabricadas junto con la tierra
compactada y las armaduras refuerzo dan como resultado un sistema
estructuralmente resistente y estable debido a su gran peso propio.
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Estos muros pueden estar construidos con bermas, de forma
escalonada.
La ocupación requerida por este tipo de muro, que va a depender de
las características geotécnicas del relleno, es muy superior a la que
necesitan los muros de pantalla y contrafuerte. El principal uso de
estos muros son los de sostenimiento o contención de tierras.
a. Muro celular verde
Son muros de piezas prefabricadas, con forma de celdas,
constituyendo una estructura celular de contención, reforzándose el
trasdós o relleno mediante un geotextil.
Estas piezas se encajan entre sí gracias a unas muescas o ranuras
dispuestas a tal modo. El montaje entre ellas se realiza normalmente
en seco, es decir, sin necesidad de mortero.
Este sistema formará muros de contención con alturas superiores a
los 10 metros, capaz de soportar empujes importantes de tierras.
b. Muro de bloques aligerados
Son muros cuyo paramento exterior está formado por bloques
aligerados prefabricados de hormigón unidos entre sí mediante
pernos, sin cama de mortero, y de donde parte el refuerzo del
terreno mediante un geotextil.
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DISEÑO DE UN PUENTE PEATONAL
Estas unidades celulares no llevan vegetación en el paramento
exterior. Estas piezas van unidas entre sí, sin mortero, gracias a la
propia geometría de la pieza o a la ayuda de otros elementos
auxiliares. Se pueden llegar a alcanzar altas máximas de doce metros.
c. Formas De Agotamiento De Los Muros De Contención
En general el muro puede alcanzar los siguientes estados límite:
Giro excesivo del muro considerado como un cuerpo rígido. Causa
probable: reblandecimiento del terreno bajo la puntera por
encauzamiento inadecuado del agua de drenaje.
Deslizamiento del muro. Desplazamiento lateral del muro.
Deslizamiento profundo del muro. Es debido a la formación de una
superficie de deslizamiento profunda, de forma aproximadamente
circular. Este tipo de fallo puede presentarse si existe una capa de
suelo blando en una profundidad igual a vez y media la altura del
muro, contada desde el plano de cimentación de la zapata. En ese
caso debe investigarse la seguridad frente a este estado límite por los
procedimientos clásicos.
Deformación excesiva del alzado. Es una situación rara salvo en
muros muy esbeltos, lo cual es un caso poco frecuente.
Fisuración excesiva. Puede presentarse en todas las zonas de tracción
y se trata de una fisuración especialmente grave si su ancho es
excesivo, ya que en general el terreno puede cambiar de sequedad a
humedad alta y este defecto no es observable. En este sentido, la
impermeabilización adecuada del trasdós y de la cara inferior del
cimiento supone una alta garantía con un incremento ligero de coste.
Rotura por flexión. Puede producirse en el alzado, la puntera o el
talón. Los síntomas de pre-rotura sólo son observables en la cara de
tracción, que en todos los casos está oculta, con lo cual no existe
ningún síntoma apreciable de aviso.
DISEÑO DE INFRAESTRUCTURA
DISEÑO DE UN PUENTE PEATONAL
Rotura por esfuerzo cortante. Puede presentarse en el alzado, la
puntera, el talón o el tacón.
Rotura por esfuerzo rasante. La sección peligrosa suele ser la de
arranque del alzado, AB, que es una junta de hormigonado obligada,
en zona de máximo momento flector y de máximo esfuerzo cortante.
Rotura por fallo de solape. La sección peligrosa suele ser la de
arranque de la armadura de tracción del alzado, donde la longitud ls
de solape debe ser cuidadosamente estudiada, ya que por razones
constructivas el solape se hace para la totalidad de la armadura en la
zona de máximos esfuerzos de flexión y de corte y en la zona de junta
de hormigonado.
D. VIGA
La viga es una estructura horizontal que puede sostener carga entre dos apoyos
sin crear empuje lateral en éstos. En este tipo de estructura se desarrolla
compresión en la parte de arriba y tensión en la parte de abajo. La madera y la
mayoría de los metales son capaces de resistir ambos tipos de esfuerzo, al igual
que el hormigón con refuerzo de acero.
Las vigas se pueden clasificar según tengan su alma sólida ("viga de alma llena")
o consista ésta total o parcialmente de un entramado diagonal de elementos
finos ("viga de celosía"). La celosía se usaba para aligerar las vigas de tramos
mayores y reducir su costo en material. Para tramos cortos y viguetas se
prefiere usar viga de alma llena por su menor costo de ensamblaje.
E. CARGAS EN PUENTES PEATONALES
Los puentes para uso peatonal y para el paso de bicicletas, las cargas deberán
ser diseñadas para una carga viva uniformemente repartida de 5 KN/m2.
El proyectista deberá evaluar el posible uso del puente peatonal por vehículos
de emergencia o mantenimiento. Las cargas correspondientes a tales vehículos
no requerirán incrementarse por efectos dinámicos.
DISEÑO DE INFRAESTRUCTURA
DISEÑO DE UN PUENTE PEATONAL
4. INGENIERÍA DEL PROYECTO
4.1. DISEÑO A NIVEL CONSTRUCTIVO
4.1.1. PUENTE PEATONAL
ESPECIFICACIONES TECNICAS.
Método de diseño : Esfuerzo de trabajo
Losa maciza, rígida con la viga
Viga semi- empotrada, apoyada en un muro de contención
f’c = 210 kg/cm2
fy = 4200 kg/cm2
fs = 1700 kg/cm2
Ancho de losa = 2.50 m
Luz libre de la viga : 6.5 m
Recubrimiento de losa = 2cm
Recubrimiento de viga = 4cm
S/C peatonal = 250 Kg/cm2
Pasamano
Peso del tubo = 15 kg/m
Peso vertical por apoyo de peatón = 60 kg/m
r Características del muro de contención
El relleno a ambos lados de la estructura es (el menor nivel tendrá un
revestimiento de cantos rodados propios de la zona)
Material de relleno
Textura: arena fina.
Características del material de cimentación
Textura: arena gruesa muy firme
DISEÑO DE INFRAESTRUCTURA
DISEÑO DE UN PUENTE PEATONAL
Características de la estructura
SIMBOLOGIA
l : Longitud del puente peatonal
b : Ancho de viga
h : Altura de viga
t : Espesor de losa
L : Luz entre viga y muro de contención
Ec : Módulo de elasticidad del acero
I : Momento de inercia
r : Recubrimiento, para losa es 2cm y para viga es 4cm
fs : Esfuerzo de trabajo del acero
c : Cuantía (ver tab. 1.2 , tab. 1.3).
as : Área de la sección transversal del refuerzo (tab. A.2)
S : Espaciamiento
: Perímetro
: Esfuerzo por adherencia calculado
: Esfuerzo por adherencia admisible
l’ : Luz entre ejes
4.2. DISEÑO DEL PUENTE PEATONAL
DISEÑO DE INFRAESTRUCTURA
DISEÑO DE UN PUENTE PEATONAL
DISEÑO DE LA LOSA
A) Dimensionamiento Previo
A.1) Cálculo del Espesor de la Losa (t)
La losa es rígida con la viga
Según ACI :
En la figura
Respecto a la viga esta será SEMIEMPOTRADA
Según ACI:
Siendo L, longitud del puente peatonal
Entonces:
Si consideramos , tendremos que b = 18.06 cm
Asumimos finalmente :
b = 25 cm
h = 50 cm
Por lo tanto:
l = 200 cm.
Luego :
Asumo t = 10 cm.
A.2) Calculo de la Luz de Diseño (1)
DISEÑO DE INFRAESTRUCTURA
DISEÑO DE UN PUENTE PEATONAL
l = l + b = ll
l = 200 + 25
l = 225cm
A.3) Metrado de Cargas (W)
P.P.L = 2400 × 0.10 ×1 = 240kg/m
= 250 2 × 1 = 250
W = 490
Peso del pasamano: 3 x 15 = 45 kg/m
Peso por apoyo del peatón: 60 kg/m
Peso total (P) = peso del pasamano + peso por apoyo del peatón
DISEÑO DE INFRAESTRUCTURA
DISEÑO DE UN PUENTE PEATONAL
P = 45 + 60
P = 105 kg/m
A.4) Calculo de los Momentos
Cuando
Remplazando
A.5) Calculo de la Deflexión
DISEÑO DE INFRAESTRUCTURA
DISEÑO DE UN PUENTE PEATONAL
L = 100 cm
Según el RNC:
Entonces: 0.032 < 0.28 OK
A.6) Calculo de la atura Útil (d)
d =
DISEÑO DE INFRAESTRUCTURA
DISEÑO DE UN PUENTE PEATONAL
Calculo del (d) con el momento positivo
< asumido
5,11 < 10 cm OK
Calculo del (d) con el momento negativo
< asumido
6.19 < 10 cm OK
DISEÑO DE INFRAESTRUCTURA
DISEÑO DE UN PUENTE PEATONAL
A.7) Calculo del acero principal (As) cm2
Confrontando con As min.
En conclusión:
1,7 cumple
0,92<1,7 no cumple
A.8) Calculo de y
Para el acero de los momentos positivos:
Con los valores de y un área de 1,7cm2 vamos a la tabla para
determinar y , como en la tabla no existe y para estos
valores, en este caso se aplican las siguientes formulas:
DISEÑO DE INFRAESTRUCTURA
DISEÑO DE UN PUENTE PEATONAL
Confrontando el S máx. Exigido por el reglamento para el refuerzo
principal:
En conclusión:
Como es mayor que el S máx. Por lo tanto se toma S máx.
S=30cm
Perímetro
Para el acero de los momentos negativos:
Con los valores de y un área de 1,84cm2 vamos a la tabla para
determinar y , como en la tabla no existe y para estos
valores, en este caso se aplican las siguientes formulas:
Confrontando el S máx. Exigido por el reglamento para el refuerzo
principal:
DISEÑO DE INFRAESTRUCTURA
DISEÑO DE UN PUENTE PEATONAL
En conclusión:
Como es mayor que el S máx. Por lo tanto se toma S máx.
S=30cm
Perímetro
En conclusión:
A.9) Chequeo de esfuerzo de adherencia (u)
adm corresponde caso “b”
DISEÑO DE INFRAESTRUCTURA
DISEÑO DE UN PUENTE PEATONAL
adm =1.3
adm =18.84
c < adm ok
A.10) Longitud de Anclaje (la)
a.
b. si
Pero el RNC establece una longitud mínima de 30cm, por lo tanto la longitud de
anclaje es de 30cm.
A.11) Calculo del acero de temperatura.
En la tabla:
Verificando S con el exigido por el reglamento para acero de temperatura.
Entonces:
DISEÑO DE INFRAESTRUCTURA
DISEÑO DE UN PUENTE PEATONAL
En conclusión:
12.5<45 OK
A.12) Presentación del fierro en el plano.
DISEÑO DE INFRAESTRUCTURA
DISEÑO DE UN PUENTE PEATONAL
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DISEÑO DE UN PUENTE PEATONAL
DISEÑO DE LA VIGA
A) Dimensionamiento Previo.
h=50cm b=25cm l=6.50m
A.1) Longitud de diseño (L)
A.2) Metrado de cargas (W V)
=
=
Pasa mano=15×3 =
Apoyo peatonal =
A.3) Calculo del momento (
DISEÑO DE INFRAESTRUCTURA
DISEÑO DE UN PUENTE PEATONAL
Si x = 0 Mx = 0
x = 3L/8 Mx = (9WL2)/128
X = L Mx = -WL2/8
x = 0 Vx = 3WL/8
x = L Vx = -5WL/8
DISEÑO DE INFRAESTRUCTURA
DISEÑO DE UN PUENTE PEATONAL
Cálculo:
A.4) Deflexión ()
DISEÑO DE INFRAESTRUCTURA
DISEÑO DE UN PUENTE PEATONAL
Calculo de la altura útil (d)
Calculo de (d) con el momento negativo
Por ser
Calculo de (d) con el momento positivo
Por ser
Calculo del peralte definitivo (d)
DISEÑO DE INFRAESTRUCTURA
DISEÑO DE UN PUENTE PEATONAL
A.5) Calculo de acero (AS)
A.6) Calculo de refuerzo.
A.7) Chequeo por adherencia ( )
DISEÑO DE INFRAESTRUCTURA
DISEÑO DE UN PUENTE PEATONAL
En el extremo simplemente apoyado
En el extremo empotrado
El esfuerzo admisible se considera la fórmula de barras en la capa superior, d>30cm
A.8) Longitud de angaje
a.
b. si
DISEÑO DE INFRAESTRUCTURA
DISEÑO DE UN PUENTE PEATONAL
A.9) Cálculos de estribos
Cálculo del refuerzo cortante en el extremo simplemente apoyado
….. No requiere de estribos, pero se colocan con fines de armadura
y espaciamiento máximo.
Cálculo del refuerzo cortante en el extremo empotrado
….. No requiere de estribos, pero se colocan con fines de
armadura y espaciamiento máximo.
Cálculo de S
Para el extremo empotrado.
DISEÑO DE INFRAESTRUCTURA
DISEÑO DE UN PUENTE PEATONAL
Si Smax=d/2
Smax=d/4
Para extremo simplemente apoyado: 2.03<11.6
Para extremo empotrado: 3.38<11.6
Por lo tanto consideramos Smax=d/2
Smax=45.05/2
Smax=22.53cm
Selección del diámetro de estribos
De acuerdo a la área de acero determinada, consideramos barras de
A.10) Calculo del número de estribos
Extremo simplemente apoyado
DISEÑO DE INFRAESTRUCTURA
DISEÑO DE UN PUENTE PEATONAL
Nº de estribos:
Nº de estribos = 10
Extremo empotrado
Nº de estribos:
Nº de estribos = 17
DISEÑO DE INFRAESTRUCTURA
DISEÑO DE UN PUENTE PEATONAL
A.11) Representación del acero en el plano
a. Prolongación del acero
a.1) Para fierro negativo se prolonga por lo menos el 33.3% a
una distancia (d) o (l/16). Y se escoge el mayor.
a.2) Para fierro positivo se prolonga a todas las barras una
distancia (d) o 12 y se escoge el mayor. Por lo menos el 25%
del acero positivo para un elemento continuo, o por lo
menos el 33% del acero positivo para un elemento
simplemente apoyado se prolonga hasta el apoyo
incrustándose por lo menos 15cm.
b. Cálculos
Fierro negativo
Alternativa asumida
de suma un área de 2.85
Determinación de la longitud a prolongar
DISEÑO DE INFRAESTRUCTURA
DISEÑO DE UN PUENTE PEATONAL
Nota: se escoge para la prolongación el fierro
Fierro visto en planta
Figura Nº 1
Fierro visto en Perfil
Figura Nº 2
Fierro positivo
DISEÑO DE INFRAESTRUCTURA
DISEÑO DE UN PUENTE PEATONAL
Determinación de la longitud a prolongar
Nota: se escoge para la prolongación el fierro por ser el mayor y se prolonga dicha distancia a todas las barras.
DISEÑO DE INFRAESTRUCTURA
DISEÑO DE UN PUENTE PEATONAL
Por lo menos el 25% del acero positivo para un elemento continuo se prolongara hasta el apoyo incrustándose por lo menos 15cm
De su área es 2.85 cm2
Por ser 2.85>1.43 se prolongara la barra hacia el apoyo rígido incrustándose como minino 15cm, cumpliéndose con el reglamento.
Al 33% del acero positivo se prolongara hasta el elemento simplemente apoyado incrustándose por lo menos 15cm.
DISEÑO DE INFRAESTRUCTURA
DISEÑO DE UN PUENTE PEATONAL
de su área es 2.85 cm2
Por ser 2.85>1.88 se prolongara la barra hacia el apoyo simplemente apoyado incrustándose como minino 15cm, cumpliéndose con el reglamento.
DISEÑO DE INFRAESTRUCTURA
DISEÑO DEL MURO DE CONTENCIÓN TIPO GRAVEDAD
a. Dimensionamiento Previo
b. Chequeo por Volcadura
Condición crítica Ep =0
Cálculo del momento que resiste el volteo
Calculo de “P” (kg)
L = 6.80 m
Wv = 895x2kg/m
Nº
1
2
3
4
5
6
7
W(Kg)
1000*0.6*1=600.00
1570*1.7*0.14*1=373.66
1570*1.7*0.46/2*1=613.87
2300*1.7*0.46/2*1=899.30
2300*1.7*0.3*1=1173
2300*1.20*0.3*1=828.00
6086
X
0.90
1.13
0.91
0.75
0.45
0.60
0.45
M
540.00
422.24
558.62
674.48
527.85
496.80
2738.7
En conclusión: la estructura no falla por volteo.
c. Chequeo por Asentamiento
Calculo de b.
Por lo tanto la estructura no falla por asentamiento,
Porque:
d. Chequeo por deslizamiento
La estructura no falla por deslizamiento porque:
CONCLUSIONES
Con los cálculos realizados en gabinete se determino las dimensiones de la LOSA ,VIGA Y el tipo de MURO DE CONTENCION como se puede apreciar en los cálculos obtenidos.
El poblador podrá sacar su producto con mayor facilidad desde la zona de cultivo hasta la zona de entrega o almacenamiento
RECOMENDACIONES
Se recomienda hacer el revestimiento del canal por lo menos 5 metros tanto aguas arriba como aguas abajo para evitar el problema de socavamiento del muro producido por el agua
Se recomienda diseñar mas estructuras como puentes peatonales por la necesidad de la población de la zona hacia sus centros de trabajo y para sacar con mayor facilidad sus productos.
CONCEPTO AÑO INCREMENTO
ConceptoAño Incremento
2004 2005
Pagos Hola
Año precio cantidad
2005 123 12
2006 456 14
2007 789 15
I