Avila Bar Cen As

8/18/2019 Avila Bar Cen As

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UNIVERSIDAD VERACRUZANA

FACULTAD DE INGENIERÍA CIVILREGIÓN XALAPA

“Proyecto y Construcción del Puente Flor del Ejido “

MEMORIA

QUE PARA OBTENER EL TÍTULO DEINGENIERO CIVIL

PRESENTAMarina Ávila Bárcenas

DIRECTOR o DIRECTORESIng. David Hernández Santiago

Xalapa Enríquez Veracruz 2011


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

debe preceder. Samuel González


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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!


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ÍNDICE

INTRODUCCIÓN………………………………………………………………………....5

CAPITULO I. ANTECEDENTES HISTÓRICOSDEFINICIÓN DE PUENTE……...………………….……………...…………….8CLASIFICACIÓN DE PUENTES……………………………………..………...8DISEÑO DE LOS ELEMENTOS DE LA SUPERESTRUCTURA………...11DISEÑO DE LOS ELEMENTOS DE LA SUBESTRUCTURA……….……18

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

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

LÍNEAS DE INFLUENCIA PARA ESTRUCTURAS ISOSTÁTICAS……..25FUERZA CORTANTE:………………………………………………...27LÍNEAS DE INFLUENCIA Y TREN DE CARGAS………………….28MOMENTO FLEXIONANTE MÁXIMO EN UNA SECCIÓN DE UNA VIGA……………………………………………………………………..29MOMENTO FLEXIÓNATE MÁXIMO MAXIMORUM……………….31

LÍNEAS DE INFLUENCIA EN EL ANÁLISIS DE PUENTES……..31EFECTOS DINÁMICOS O DE IMPACTO SOBRE LA CARGA VIVA……………………………………………………………………..32

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

CAPITULO II. ANTECEDENTES DEL PROYECTO.

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


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

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

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

CAPITULO III. MEMORIA DE CÁLCULO.ANTEPROYECTOPROYECTO DEFINITIVO.

CAPITULO IVANEXOSCARGAS VIVAS………………………………………………………………….56ESTÚDIOS HIDROLÓGICOS…………………………………………………..57ESTUDIO DE MECÁNICA DE SUELOS………………………………………60ANÁLISIS DE LA CIMENTACIÓN……………………………………………..62FOTOGRAFIASGLOSARIOBIBLIOGRAFÍA.


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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.


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l hombre desde el comienzo de su existencia necesitó desplazarse

de un lugar a otro por diversos motivos, algunas veces parasubsistir, otras por necesidad de intercambio con sus semejantes.Encontró obstáculos para realizar su desplazamiento, tales como la presencia deríos, hondonadas, y otros accidentes geográficos, algunas insalvables con losmedios a su alcance. Buscó la manera de vencerlos; inicialmente, en una formarudimentaria y con el transcurso del tiempo fue perfeccionándolos. Entre lassoluciones halladas para vencer las dificultades de desplazamiento encontró lospuentes 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 decada 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 dela gente sino la corriente de los grandes ríos y el paso de animales de carga ycarretas. Las estructuras de madera han sido de las más utilizadas desde laantigüedad, pero por ser construcciones perecederas, se buscaron materiales y sedesarrollaron sistemas constructivos mucho más resistentes al clima y a lasinclemencias del tiempo.

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

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

Los puentes realizados con postes de madera han sido los más utilizadosdesde la antigüedad, pero indudablemente la vida útil de estas estructuras en

muchas ocasiones es corta por ser éste un material perecedero. Por tal razón, ensiglos posteriores el hombre desarrolló estructuras a base de piedra.

Uno de los sistemas constructivos más antiguos que existen son los arcosde piedra y tabique, éstos tienen muchas ventajas con respecto a los puentes demadera, 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.

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La manera en que trabajan este tipo de estructuras es muy sencilla: se tieneuna 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 setransmiten sobre los muros de contención que se desplantan sobre la tierra. Losprimeros puentes de piedra se construyeron sobre aguas poco profundas, ya quelos ingenieros y constructores todavía no contaban con los recursos tecnológicosnecesarios para excavar en aguas de mayor profundidad. El máximo esplendor deeste tipo de estructuras podemos ubicarlo en el siglo XVI, fundamentalmente en laciudad de Venecia.

A partir del siglo XIX con el uso del acero en la industria de la construcciónse 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 tiempode edificación y reducir los costos de la obra.

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

DEFINICIÓN DE PUENTE. (SECRETARIA DECOMUNICACIONES Y TRANSPORTE)

Estructura con longitud mayor de 6 metros, construidos sobre corrientes ocuerpos 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 .

.


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• 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 lacorriente de agua):

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


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La estructura de un puente está formada por la superestructura, lasubestructura 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 lasuperestructura 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 , .


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Diseño de los elementos de la superestructura.

La mayor parte de los puentes de claro medio que se construyen en estepaís están hechos con superestructuras de elementos prefabricados de concreto

presforzado empleando secciones de la AASHTO: Cajón, T y doble T, sobre lasque se cuela una losa de concreto reforzado. Esta losa, integrada a la trabepresforzada, dará lugar a la sección compuesta que aumenta sensiblemente lacapacidad de la sección.

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

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


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

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

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


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superestructura tanto en el sentido vertical, para repartir las cargas vivasuniformemente a todas las trabes, como en el horizontal, para evitar movimientos

relativos entre las vigas y hacer las funciones de un diafragma rígido. La losadebe estar perfectamente ligada a las trabes, por lo que éstas estarán provistas deconectores 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 formarotro grupo de conectores .Para el análisis y diseño de la losa se le considera comouna viga continua perpendicular a las trabes presforzadas donde hay momentospositivos 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 5cm, 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 peraltetotal de la losa más el espesor del patín de la T o las aletas de la trabe cajón; parael momento resistente positivo el peralte total será sólo el de la losa. Para soportarlas 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 delpuente.

DIAFRAGMAS.- Estos proporcionan rigidez lateral a las trabes y a lasuperestructura en general. Estos consisten en trabes transversales a loselementos presforzados, generalmente de concreto reforzado, que se ubican enlos extremos del puente y en puntos intermedios del mismo. Los diafragmasextremos unen a las vigas entre sí y con la losa, y le dan una gran rigidez al


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puente. Los diafragmas intermedios tienen como función primordial restringir elpandeo lateral de las vigas principales garantizando el trabajo en conjunto y un

adecuado funcionamiento a flexión. La cantidad y separación de diafragmasintermedios estará en función de la rigidez lateral y la longitud del claro delpuente. En general, claros mayores a 10 m con vigas I ó T deberán llevar almenos un diafragma intermedio, con espaciamientos de alrededor de 5 m entreellos. Debido a su gran rigidez lateral, las vigas presforzadas tipo cajón con aletaspueden prescindir de diafragmas, al menos hasta claros de 30 m. Las vigasdeberán contar con preparaciones adecuadas como ductos para el paso devarillas o torones para postensar, varillas ahogadas en la trabe que se desdoblanen obra, placas para soldar diafragmas metálicos, entre otros.

PRESFUERZO. Este consiste en crear deliberadamente esfuerzospermanentes en un elemento estructural para mejorar su comportamiento deservicio y aumentar su resistencia.

En este método los tendones se tensan antes de colar el concreto. Se requiere demoldes o muertos (bloques de concreto enterrados en el suelo) que seancapaces de soportar el total de la fuerza de presfuerzo durante el colado y curadodel concreto antes de cortar los tendones y que la fuerza pueda ser transmitida alelemento. 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 seda por adherencia. Las trayectorias del presfuerzo son siempre rectas y enmoldes adaptados es posible hacer desvíos para no provocar esfuerzosexcesivos. En aquellas secciones donde resulten esfuerzos excesivos, como enlos extremos de las vigas simplemente apoyadas sin desvíos de torones, se debedisminuir la fuerza presforzante encamisando algunos de ellos.

VENTAJAS:

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

• Permite el uso óptimo de materiales de alta resistencia.

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

• Mayor rapidez de construcción

DESVENTAJAS:

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


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

•

Se requiere un diseño relativamente especializado deconexiones, uniones y apoyos.

• Se debe plantear y ejecutar cuidadosamente elproceso constructivo, sobre todo en las etapas demontaje y colados en el sitio.

ACERO DE PRESFUERZO (TORÓN). Este cable está compuesto de seisalambres dispuestos en forma helicoidal sobre uno central, con unpaso uniforme no menor de doce ni mayor de dieciséis veces eldiámetro nominal del torón. Los torones se clasifican en dos gradossegún su resistencia ultima mínima, como se indica a continuación:

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

(kg/cm2), mínimo:176 17 590190 18 967

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

ETAPAS DEL PRESFUERZO.

• TRANSFERENCIA. Tiene lugar al cortarse los tendones enelementos pretensados o cuando se libera en los anclajes lapresión del gato en elemento s postensados. Aquí ocurren lasperdidas instantáneas y las acciones a considerar son elpresfuerzo que actúa en ese instante y el peso propio delelemento. Dado que la acción del presfuerzo solo escontrarrestada por el peso propio del elemento, en esta etapase presentara la contra flecha máxima.

Dp (mm) Ap (mm2) 9.5 55

11.1 7412.7 9915.2 139


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ENCAMISADOS EN ELEMENTOS PRETENSADOS. La cantidad de acerode presfuerzo en un elemento pretensado está regida por lascondiciones de flexión más críticas, tanto en niveles de serviciocomo finales. En el caso de elementos isostáticos, la sección querige el diseño es la del centro del claro por lo que en los extremosdel elemento, si nos se desviaron los torones, el presfuerzo esexcesivo y en la mayoría de los casos se sobrepasan los esfuerzospermisibles. El instante crítico se presenta durante la transferencia,donde el concreto aun no ha alcanzado el 100% de la resistencia, yla única carga que contrarresta la acción del presfuerzo es el peso

propio. La solución a esto es encamisar o enductar algunos toronesen los extremos para eliminar la acción del presfuerzo. En esteanálisis las pérdidas que deben considerarse son las instantáneaso iniciales.

Para encamisar torones se acostumbra, en general, revisar primerohasta que distancia, a partir del extremo del elemento, todos lostorones que actúan sin rebasar los esfuerzos permisibles. Una vezdeterminada esta distancia, se definen cuantos torones seencamisan, generalmente en número par, y se vuelve a revisar


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hasta que distancia los torones que aun actúan pueden permanecersin 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 elelemento, sin embargo esto no es recomendable debido a que no seelimina totalmente el contacto entre ambos elementos y laconsecuente adherencia puede provocar los problemasmencionados. Los elementos de encamisado más usados son depolietileno debido a su bajo costo y eficiencia. Los tubos de PVCreaccionan químicamente con el concreto por lo que son obsoletospara estas aplicaciones.

DISEÑO DE LOS ELEMENTOS DE LA SUBESTRUCTURA.

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

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

PILAS.

APOYOS.- Existe una gran variedad de apoyos con distintas

características y utilidades. Las funciones de los apoyos, además de transferir lasfuerzas de la superestructura, son las de disipar y aislar los desplazamientos detraslación 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, estosdispositivos están siendo adoptados como una solución de aislamiento sísmico.Los apoyos más sencillos y utilizados son los de neopreno con placas de acero.


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

. .

.

, 20/0


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Estos apoyos se fabrican con materiales sintéticos con características deresistencia y flexibilidad que le permiten combinar rigidez y amortiguamiento en el

mismo elementos. Las ventajas de este tipo de apoyo respecto al hule natural sonsu mejor comportamiento a baja temperatura, mayor resistencia a la acción delozono y menor deterioro bajo condiciones ambientales.

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

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

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

• Permitir el desplazamiento longitudinal de la estructura.

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

PROYECTO DE PUENTES Y ESTRUCTURAS.Comprende desde la ejecución de la ingeniería de detalle necesaria paradiseñarlo geométrica y estructuralmente, de manera que permita la continuidad deltránsito sobre un obstáculo, con seguridad y eficiencia, hasta la elaboración deplanos, especificaciones y otros documentos en los que se establezcan lascaracterísticas geométricas, estructurales, de materiales y de acabados de cadauno de sus elementos para proporcionar al constructor los datos que le permitansu correcta ejecución. Además, de establecerse, incluye la ingeniería básica parala elaboración de anteproyecto correspondiente, que defina el tipo y lascaracterísticas 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


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

Referencias topográficas.

b) El estudio topográfico que muestre detalladamente la topografía del áreadonde se ubicara la estructura, en el caso de un puente, el estudiohidráulico-hidrológico correspondiente el cual contendrá el levantamientotopográfico 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 lascaracterísticas de la estructura por proyectar.

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

EJECUCIÓN DEL PROYECTO.

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


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• Elaboración de anteproyecto. Con el propósito de seleccionar el tipo ylas características de la estructura a proyectar, siendo recomendable que

cuando menos sean tres. Tomando en cuenta lo siguiente:

Contemplar diferentes sistemas de estructuración, tipos demateriales, procedimientos constructivos y otras características quese estimen necesarias según el caso particular.

Cada anteproyecto se elaborara considerando los siguientesaspectos:

Tipo de material de la estructura. Se seleccionará tomandoen 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 laestructura.

Pre dimensionamiento. Se definirán las dimensionespreliminares 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 noestructurales (carpeta asfáltica en la calzada de la estructura. guarniciones,banquetas y parapetos). En el diseño de la subestructura también seconsidera el peso del relleno de las excavaciones para su construcción y elpeso de terraplenes que graviten sobre la cimentación.

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


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• Ubicación de las cargas vivas vehiculares en los carriles de

circulación.

• El número de carriles a considerar en el diseño de la estructura, sedetermina 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 delcarril, en la posición más desfavorable.

MODELOS DE CARGAS VIVAS VEHICULARES.Para los análisis longitudinal y transversal o tridimensional de lasuperestructura, se consideran los modelos de cargas vivas debidas a losvehículos, 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 asícomo para caminos rurales.

El modelo para carreteras alimentadoras se denomina IMT 20.5 en lanorma, y considera que los vehículos más grandes que pueden transitar por ellasson 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 vehículosarticulados pesados.

En la siguiente figura se presenta el modelo IMT 20.5. Los sistemas decargas concentradas y uniforme son los nominales, por lo cual éstas, debenmultiplicarse por los factores de carga señalados en la norma SCT, que


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

.

. .


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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 cargasen movimiento, en las cuales las fuerzas internas varían no solo con la magnitudde las cargas sino también con su posición. En el caso de los puentes, enocasiones, es posible determinar por inspección donde deben situarse las cargaspara producir los efectos máximos; sin embargo, en muchas, es necesarioemplear técnicas analíticas que definan la ubicación de las cargas másdesfavorables para la estructura. En la práctica, el uso de las líneas de influenciaha 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 cargaunitaria se desplaza sobre ella. Mediante líneas de influencia es posible calcularmomentos flexionantes, fuerzas cortantes, fuerzas axiales o desplazamientos enelementos bajo estas solicitaciones de cargas móviles o arreglos alternativos deestas.

LÍNEAS DE INFLUENCIA PARA ESTRUCTURAS ISOSTÁTICAS.

A) LÍNEAS DE INFLUENCIA PARA VIGAS LIBREMENTE APOYADAS:

MOMENTO FLEXIONANTE:

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

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


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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:

0 0

1

1 0

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


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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 lacarga, por el valor de la magnitud de la carga y sumando los productosresultantes.

FUERZA CORTANTE:

Se trazara la línea de influencia para la fuerza cortante en el punto C de laviga mostrada en la figura”. Por convención las fuerzas a la derecha de unasección 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 con signo opuesto:

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

1

1

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

Para:

x=0

X=a

y

X=1


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La línea de influencia para la fuerza cortante en el punto C se indica acontinuación, observándose que cuando la carga se localiza en C existen dos

valores de la fuerza cortante, uno positivo y otro negativo.

LÍNEAS DE INFLUENCIA Y TREN DE CARGAS:

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

Los efectos de los trenes de carga, empleando líneas de influencia seobtiene sumando los productos resultantes de multiplicar las cargas por susordenadas correspondientes del diagrama de línea de influencia. Sea F el efectototal del tren de cargas de la figura, se tiene:


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Por otra parte, si la condición de carga es una carga uniformementedistribuida 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 entreD y E.

MOMENTO FLEXIONANTE MÁXIMO EN UNA SECCIÓN DE UNA VIGA.

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


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

Para que sea un máximo:

Entonces:

Si , se tiene:

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

Se sabe que el momento flexionante máximo en una sección se obtienecuando una de las cargas se localiza precisamente sobre la sección. La condiciónanterior 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 y

cuando se incluye en R hace que Q sea menor que

.


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MOMENTO FLEXIÓNATE MÁXIMO MAXIMORUM.

Se presenta el caso del cálculo del momento flexionante máximomaximorum 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 cargasconcentradas separadas una distancia fija. La posición del sistema de cargas estádada por x, la distancia desde el apoyo A hasta la carga P.

Sea la resultante del sistema de cargas Q P P, el momento flexionantebajo P puede expresarse como:

Derivando para encontrar x correspondiente a M maximo:

2 Esto es igual a cero cuando:

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 flexionantemáximo para una serie de cargas concentradas ocurre bajo una de las cargas, loque resta es determinar cuál es la carga que, cuando se coloca de acuerdo a laregla antes mencionada, produce el momento máximo maximorum sobre elclaro. Generalmente la carga crítica es la más cercana al centro de gravedad delsistema de cargas. Si hay incertidumbre al respecto, deberán verificarsediferentes posiciones y comparar resultados.

LÍNEAS DE INFLUENCIA EN EL ANÁLISIS DE PUENTES.

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


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En el análisis global se determinan los esfuerzos generados por la acciónde las cargas sobre los elementos principales de soporte del tablero. El análisis

local obtiene los elementos mecánicos en la losa inducidos por el contacto directode 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 dossentidos del tablero. El análisis longitudinal determina los esfuerzos a lo largo delpuente, considerando que las cargas no son excéntricas y que la seccióntransversal permanece horizontal. Estudia los efectos que producen el pesopropio y las cargas aplicables al caso que pueden considerarse estáticas; asítambién, 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 sedesplaza sobre ella, es claro que su aplicación en el estudio longitudinal paracargas móviles, proporciona una idealización muy apropiada del funcionamientoestructural del puente.

Así pues, mediante el uso de líneas de influencia, es posible obtenervalores de reacciones, elementos mecánicos e incluso desplazamientos en sitiode 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 vehicularessobre la calzada, para tomar en cuenta los efectos de la vibración de laestructura, que es causada por la respuesta dinámica como un conjunto, a laexcitación producida por las ruedas, la suspensión de los vehículos y el golpeteode las primeras al pasar sobre irregularidades en la superficie de rodamiento, talescomo juntas de dilatación, grietas, pequeños baches. Los elementos estructuralesen 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 %):


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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, seatenderá lo siguiente:

• Los esfuerzos admisibles de los elementos por diseñar, se

multiplicaran por el factor de incremento de esfuerzos admisibles. , según el grupo de cargas considerado, salvo en los casos delos grupos II y II, en los que intervine el viento, en cuyo caso no seincrementan dichos esfuerzos.

• En el grupo I, cuando se revise el diseño de la losa de la calzadabajo el supuesto de que una carga de rueda actúa sobre la banquetaa una distancia de 30 cm de la cara del parapeto o de la guarnicióndel lado de la calzada, los esfuerzos admisibles se incrementanmultiplicándolos por un factor de incremento, de 1,5.

• El valor del coeficiente β es en general igual a 1, excepto paramarcos rígidos, en los que se aplica con un valor de 0.5, paraaquellos elementos en que el empuje de tierras sea favorable.

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


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• Cada carga y acción de las combinaciones de carga, se multiplicaademás 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 vivavehicular incluyendo la carga por impacto, con un factor de carga(¥=1.5) o la combinación de los efectos de la carga viva sobre labanqueta mas la carga viva vehicular, incluyendo la carga porimpacto, con un factor de carga (¥=1.25) tomando el másdesfavorable.


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• Para el grupo I, cuando se diseñe la losa de la calzada bajo elsupuesto 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 dellado de la calzada, para la carga viva incluyendo la carga porimpacto se aplica un coeficiente β 1, sustituyendo al indicado enla tabla anterior.

• Los coeficientes β 1 para miembros a flexión y tensión. Paracolumnas sujetas a flexocompresión se analizaran 2 alternativas:con un coeficiente β 1 al verificar la columna para la condiciónde máxima carga axial y mínimo momento y con uno de β 0. 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 marcosrígidos, con la exclusión de alcantarillas rígidas, se toma uncoeficiente de β 1., para empujes laterales de tierra en reposo;de β 1.1, 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 estructuralmentetodos los elementos de la estructura que integren su cimentación, subestructura ysuperestructura, así como las obras secundarias (guarniciones, banquetas,parapetos, defensas, losas de aproximación, aleros y terraplenes de acceso, 40 mantes 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 queestas tienen un comportamiento elástico, aun cuando el diseño serealice por factores de carga, considerando la plastificación de lassecciones críticas.


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• El diseño estructural de todos los elementos de la estructura, cuyopropósito 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 delos apoyos, debe ser como mínimo, los que se determinen con base en laslongitudes mínimas de los claros que establezca el estudio hidráulico-hidrológico

correspondiente.

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

PARAPETOS. Los parapetos son sistemas de postes verticales y elementoslongitudinales que se colocan sobre las guarniciones o las banquetas, a lo largode los extremos longitudinales de la estructura, principalmente para la protección

de los usuarios. Los elementos longitudinales pueden ser uno o varios y estarconstituidos por vigas de concreto, tubos y perfiles metálicos, o defensasmetálicas de lamina. Los materiales a emplear en la construcción de losparapetos pueden ser concreto reforzado o presforzado, acero, madera o unacombinación de ellos.


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

de 12.00 m), afectando el paso vehicular en ese tramo y por consecuencia lacomunicación y economía de los habitantes de ésa región. Por tal situación esnecesario, 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 laRegión Hidrológica Nº 28 (Papaloapan) según la clasificación de la ComisiónNacional del Agua.

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

El período de lluvias comprende los meses de junio a octubre, con unaprecipitación 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 ubicaentre los 95º 18’ y 95º 19’ de longitud oeste y 18º 33’ y 18º 34’ de latitud norte.

A


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MEMORIA DESCRIPTIVA DE LA LOCALIDAD DE

SANTIAGO TUXTLA, VER.CRONOLOGÍA DE LA CIUDAD.

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

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, razónpor la que se llama Toxtla (Conejo).

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

1825, Se crea el cantón de Santiago Tuxtla.


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1872, El maestro Enrique Laubsher inicia las obras de los puentes Real yVictoria, 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 sustradiciones y costumbres hispana

MEDIO FÍSICO Y GEOGRÁFICO.

LOCALIZACIÓN. Ubicado en la zona sur del Estado en las estribacionesde 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 nortecon Ángel R. Cabada; al este con San Andrés Tuxtla; al sur con Hueyapan deOcampo; 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 estributario del San Juan, afluente del Papaloapan.

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

RECURSOS NATURALES. Su riqueza está representada por mineralescomo 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 altasusceptibilidad 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.


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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 alSanto 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 queaportan las nueve manzanas. El 25, día principal de la festividad, cada barrio portasu estandarte y sus banderas en fila; organizándose para la procesión del Señor

Santiago por las principales calles de la ciudad acompañados de instrumentos deviento, platillos y cantos. Al día siguiente se hacen torneos d cintas, conferenciasrelacionadas con las fiestas y tradiciones del lugar, encuentros jaraneros. Otratradición digna de admirarse es la del 24 de diciembre llamada el “Acarreo de NiñoDios”, que consiste en conseguir madrinas que lleven al niño a la misa celebrada alas 12 de la noche, dicha procesión se hace con numerosos pastores vestidos y lausanza de las jarochas llaneras.

PERFIL SOCIODEMOGRÁFICO

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

EVOLUCIÓN DEMOGRÁFICA. Municipio que tiene una población hasta elaño de 1995 de 54,522 habitantes, este mismo año reporta 2,009 nacimientos y170 defunciones. De acuerdo a los resultados preliminares 2000, la población enel 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 seencuentra dividida entre las siguientes religiones: católica 29,971, evangélica5,227, otras 827 y ninguna 8,419.


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INFRAESTRUCTURA SOCIAL Y DE COMUNICACIONES.

EDUCACIÓN. La educación básica es impartida por 65 planteles depreescolar, 106 de primaria, 22 de secundaria. Además cuenta con 5 institucionesque brindan el bachillerato; así como con centros de enseñanza técnica yprofesional medio.

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

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

ACTIVIDAD ECONÓMICA. PRINCIPALES SECTORES,PRODUCTOS Y SERVICIOS.

AGRICULTURA. Los principales productos agrícolas que se cosechan sonlos 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 actividadde cría y explotación de animales.

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

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

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


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ESTUDIOS PREVIOS.ESTUDIO TOPOGRAFICO E HIDROLÓGICO.

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

1. Planta detallada de la zona de cruce, cubriendo 60 m hacia aguasarriba, 60 m hacia aguas abajo y 100 m hacia la margen izquierda y100 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 delcauce, abarcando 400 m hacia aguas arriba y 200 m hacia aguasabajo del cruce.

4. También se levantaron dos secciones hidráulicas ubicadas una en elsitio 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 paradeterminar el gasto en el cruce utilizando los métodos semi empíricos: Ven TeChow, Racional y Triangular Unitario, apoyándose en los datos de gastosmáximos registrados en la estación hidrométrica “Ángel R. Cabada” y en

información de las isoyetas de Intensidad de Lluvia-Duración-Periodo de Retornopara la República Mexicana (períodos de retorno de 50 y 100 años).


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Obteniendo com

RESUMEN DEMETODO GA

TrRacionalVen Te ChowTriangular unitario.

Para el Estudio

apoyándose en las seccauce y en los datoshabitantes del lugar con

CONCLUSIONE

La zona de crucdefinido aunque tiene teresultados obtenidos cosiguientes recomendaci

gasto de diseño:

ESULTADOS DEL ESTUDIO HIDROSTO m /s

50 añosGASTO m /sTr = 100 años

O

580.00 650.00627.00 737.00 G651.00 762.00

idráulico se analizó el método de Sec

ciones hidráulicas levantadas, en el pde niveles de la avenida máxima, prmás de 50 años de residir en la zona es

Y RECOMENDACIONES.

e se encuentra en un tramo donde eldencia a formar llanuras de inundación

nforme a la metodología referida, se punes:

GICO. BSERVACIONES

asto de diseño.

ción y Pendiente,

rfil a lo largo deloporcionados porudiada.

cauce está bienconsiderando los

eden plantear las


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• Adoptar como gala sección del pu

de 202.1 m, con• Construir un pue

las estacionesconstrucción de e

• Con el fin de quedeberá elevarsevertical de 1.0 mAguas de Diseñtener la elevación

• Es conveniente qcabo una limpiezhidráulica libre, rlosa del puente a

ESTUD

De acuerdo concontempla la construcciubicado entre las estaci

sto de diseño el de 737 m³/s. Este gaente, Obteniéndose un nivel de aguas

na velocidad bajo la obra de 2.9 m/s.te de 35.0 m de longitud, en un solo cl+678.0 y 0+713.0, con esviaje deste puente no provocará ninguna sobre

se permita el paso de cuerpos flotantela rasante de tal manera que se dejeentre la parte inferior de la superestruc, esto es, la parte inferior de la super203.1 m.

e una vez terminada la construcción deldel cauce en la zona del cruce, con el f

comendando la demolición de los estriterior.

O DE MECÁNICA DE SUEL

las recomendaciones del estudio ton de un puente de un solo claro con lnes 0+678 y 0+713.

to se transitó porde diseño (NADI)

aro, ubicado entre20º derecha; lalevación.

s en todo tiempo,un espacio libre

tura y el Nivel deestructura deberá

puente se lleve ain de dejar el áreaos y restos de la

S.

po hidráulico, seongitud de 35 m.,


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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 posibilidadde programar los sondeos, su ubicación y la profundidad a la que pudieranllevarse, 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 penetraciónestándar con el avance mediante lavado y la rotación en roca o fragmentos deella. Se ubicaron uno en cada margen, se les denominó S-1 y S-2, su localizaciónsegún el levantamiento topo hidráulico, corresponde para el S-1 a 7.7 m izquierdadel 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 tipoalterado a cada 0.60 m. A las muestras en campo se les sometió a una primeraclasificación manual y visual y se empacaron en recipientes impermeables paraevitar la pérdida de humedad en su traslado al laboratorio. Con la rotación seobtuvieron núcleos de roca.

ENSAYES DE LABORATORIO

En el laboratorio las muestras de suelo son sometidas a una segundaclasificación manual y visual, juntando las correspondientes a un mismo estratopara someterlas a pruebas encaminadas a su clasificación según el SistemaUnificado 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.


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La profundidad teórica de socavación alcanza el estrato rocoso, que porlógica 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 elevación192.82 y el apoyo 2 (0+713.0) a 1.7 m en la elevación 195.39, ambospenetrando 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 anteriorescondiciones serían despreciables.

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

6. Durante las excavaciones para alojar la cimentación podrá presentase flujode agua esta podrá disminuirse mediante la utilización de equipoconvencional de bombeo.

Terraplenes

7. Los terraplenes de acceso tendrán una altura máxima de 4.0 m, si lainclinación 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 delorden de los 3.0 cm.


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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


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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 m

a= 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


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- 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= 8.74

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= 0P (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


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M Rb= 0P (t) Dist (m) M (t-m)

Ra 35.00

3.65 22.48 82.05

14.52 18.21 264.4114.52 13.94 202.41

548.87

Rb= 17.01 ton

Ra= 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-mVMAX = 30027.96 kg


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CARGAS VEHICULARES

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

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

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

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 m

a= 16.30 m


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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 13.9116.30 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= 8.71

x4= 16.30 y4= 7.59x5= 15.11 y5= 7.04

x6= 13.91 y6= 6.48


= -


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- Determinando cortantes por lineas de influencia:

31.50

30.30

26.05

24.85

23.65

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


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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 m

a= 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


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b= 11.29 m

y= 5.98 m


x i (m) yi (m)

a= 12.71 ymax= 5.98

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



Rb 24.00

3.65 7.02 25.62

14.52 11.29 163.93

14.52 15.56 225.93

415.49


65/158

M Rb= 0P (t) Dist (m) M (t-m)

Ra 24.00

3.65 16.98 61.98

14.52 12.71 184.5514.52 8.44 122.55

369.07

Rb= 17.31 ton

Ra= 15.38 ton

- Calculo de cortante maximo:

M Rb= 0 P (t) Dist (m) M (t-m)Ra=Vmax 24.00

14.52 24.00 348.48

14.52 19.73 286.48

3.65 15.46 56.43

691.39

Vmax= 28.81 ton

RESUMEN:

MMAX = 154069.342 kg-mVMAX = 28807.8583 kg


66/158


CARGAS VEHICULARES



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

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 m

a= 10.80 m


67/158

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 8.4010.80 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= 5.94

x4= 10.80 y4= 4.86x5= 9.60 y5= 4.32

x6= 8.40 y6= 3.78


= -


68/158


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

RESUMEN:

Mmax= 192717.61 kg-m

Vmax. = 33409.4 kg

CORTANTE MAXIMO

Vmax. = 33409.375 kg


69/158



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 m

a= 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


70/158


b= 7.29 m

y= 3.97 m


x i (m) yi (m)

a= 8.71 ymax= 3.97

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



Rb 16.00

3.65 3.02 11.02

14.52 7.29 105.85

14.52 11.56 167.85

284.73


71/158


72/158


CARGAS VEHICULARES



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

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 m

a= 6.80 m


73/158

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 4.406.80 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= 3.91

x4= 6.80 y4= 2.89x5= 5.60 y5= 2.38

x6= 4.40 y6= 1.87


= -


74/158


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

RESUMEN:

Mmax= 99359.435 kg-m

Vmax. = 27114.1 kg

CORTANTE MAXIMO

Vmax. = 27114.0625 kg


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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 de10 pies (3.05 m).

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


76/158

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 estructuralespara 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

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%


77/158


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

= , 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


78/158


d) Acero para distribuciónPor 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, quetienen 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).


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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 deneopreno.

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

los cuales están formados or ca as de neo reno vulcanizadas con lacas 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/cm2L= 3500 cm

- Deformación por cargas permanentes:

Donde:

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

Mcvi= 261061 kg-m


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- Deformación por contracción

c= 0,58 cm Donde:L= 3500 cm

- Deformación por temperaturaDonde:

t = 0,39 cm Dº= 10 ºL= 3500 cm

- Deformaciones máximas:

Contracción = 0,89 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


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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


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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 38502809 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


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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-m

VCV = 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.


84/158

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.


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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


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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/cm2

Siendo:f cgp= 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.

f cdp= 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


87/158

e) Perdidas totales Acortamiento 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


88/158

Esfuerzos permisibles

Concreto: 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/cm2f´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!


89/158

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 cm2S 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


90/158

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 -14,750,5 20000 133000 10 0 J 54,37 -14,96

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

s/encamisar

Torones a

encamisar


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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=

8,64kg/mCorrecto 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


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SUBESTRUCTURADATOS PARA DISEÑO

Longitud 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 co

Date post:	07-Jul-2018
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