PROYECTO ESTRUCTURAL PUENTE « QUILCA» CARACTERISTICAS DEL PUENTE • El puente Quilca es un puente tipo «Gerber». Esta conformado por 6 tramos, cuatro de ellos suspendidos. • El puente tipo gerber se caracteriza por tener «tramos suspendidos». Un tramo suspendido es aquel que se apoya sobre el voladizo de un tramo vecino. • El puente es de concreto postensado. El puente tiene 4 vigas. Los tramos centrales, tienen sección cajón y los tramos suspendidos son de sección T. SECCION VIGAS T SECCION CAJON • Los puentes postensados tienen la particularidad que la fuerza de compresión transmitida por cables colocados a propósito, anulan o reducen las tracciones producidas por las cargas en la sección del puente. El material (concreto en este caso) prácticamente trabaja totalmente a compresión o a tracciones bastante pequeñas. Es una ventaja en un puente cercano al mar. • Todas las secciones del puente cumplen con los esfuerzos permitidos por la Norma, tanto por compresión como por tracción. Con esto se asegura la resistencia por flexión del puente. TRAMO SUSPENDIDO - VIGA INTERIOR: ACCIONES PRODUCIDAS POR POSTENSADO - ESTADO : VIGA + VEREDAS + ASFALTO + HL93 (LL+IM) DIST 0 3000 6000 9000 12000 15000 18000 21000 24000 27000 30000 D f pF 0.0000 0.0080 0.0160 0.0240 0.0320 0.0400 0.0320 0.0240 0.0160 0.0080 0.0000 Exc.Pe (ton-m) -14.56 -213.72 -368.62 -479.27 -545.66 -567.79 -545.66 -479.27 -368.62 -213.72 -14.56 ft 1.6 f c f t = -29.93 kg/cm2 (Tracción) fc 0.60 f c f c = 210.00 kg/cm2 (Compresión) M DC (ton-m) 0.00 119.00 211.55 277.66 317.33 330.55 317.33 277.66 211.55 119.00 0.00 M ver+bar (ton-m) 0.00 14.46 25.70 33.73 38.55 40.16 38.55 33.73 25.70 14.46 0.00 M DW (ton-m) 0.00 10.04 17.86 23.44 26.78 27.90 26.78 23.44 17.86 10.04 0.00 M S/C (ton-m) 0.00 6.08 10.80 14.18 16.20 16.88 16.20 14.18 10.80 6.08 0.00 M(+) LL+IM (ton-m) 0.01 99.01 176.51 227.05 258.90 266.71 258.90 227.05 176.51 99.01 0.01 ft (Kg/cm 2 ) 51.53 58.74 64.75 68.60 71.35 72.04 71.35 68.60 64.75 58.74 51.53 fb ...OK!!! ...OK!!! ...OK!!! ...OK!!! ...OK!!! ...OK!!! ...OK!!! ...OK!!! ...OK!!! ...OK!!! ...OK!!! (Kg/cm 2 ) 58.74 47.89 38.22 31.62 26.17 23.71 26.17 31.62 38.22 47.89 58.74 ...OK!!! ...OK!!! ...OK!!! ...OK!!! ...OK!!! ...OK!!! ...OK!!! ...OK!!! ...OK!!! ...OK!!! ...OK!!! TRAMO CENTRAL - VIGA INTERIOR: ACCIONES PRODUCIDAS POR POSTENSADO - ESTADO : VIGA + VEREDAS + ASFALTO + HL93 (LL+IM) DIST 0 4000 8000 12400 16800 21200 25600 30000 34400 38800 43200 47600 52000 56000 60000 DIST 0 4000 8000 12400 16800 21200 25600 30000 34400 38800 43200 47600 52000 56000 60000 ft 1.6 f c f t = -29.93 Kg/cm 2 (Tracción) fc 0.60 f c f c = 210.00 Kg/cm 2 (Compresión) D f pF Exc.Pe (ton-m) M DC (ton-m) 0.0112 0.0223 0.0335 0.0335 0.0512 0.0689 0.0867 0.1044 0.0867 0.0689 0.0512 0.0335 0.0335 0.0223 0.0112 -21.41 318.61 431.95 318.61 -35.84 -355.88 -507.78 -558.42 -507.78 -355.88 -35.84 318.61 431.95 318.61 -21.41 0.00 -249.39 -557.52 -237.60 11.24 185.44 288.75 327.09 288.75 185.44 11.24 -237.60 -557.52 -249.39 0.00 D f pF Mp (ton-m) M DC (ton-m) 0.0112 0.0223 0.0335 0.0335 0.0512 0.0689 0.0867 0.1044 0.0867 0.0689 0.0512 0.0335 0.0335 0.0223 0.0112 -21.409 318.611 431.951 318.611 -35.839 -355.876 -507.783 -558.419 -507.783 -355.876 -35.839 318.611 431.951 318.611 -21.409 0.00 -249.39 -557.52 -237.60 11.24 185.44 288.75 327.09 288.75 185.44 11.24 -237.60 -557.52 -249.39 0.00 M ver+bar (ton-m) 0.00 -24.28 -54.26 -23.16 1.03 18.31 28.67 32.13 28.67 18.31 1.03 -23.16 -54.26 -24.28 0.00 M ver+bar (ton-m) 0.00 -24.28 -54.26 -23.16 1.03 18.31 28.67 32.13 28.67 18.31 1.03 -23.16 -54.26 -24.28 0.00 M DW (ton-m) 0.00 -16.86 -37.70 -16.09 0.71 12.72 19.92 22.32 19.92 12.72 0.71 -16.09 -37.70 -16.86 0.00 M DW (ton-m) 0.00 -16.86 -37.70 -16.09 0.71 12.72 19.92 22.32 19.92 12.72 0.71 -16.09 -37.70 -16.86 0.00 M S/C (ton-m) 0.00 -10.20 -22.80 -9.73 0.43 7.69 12.05 13.50 12.05 7.69 0.43 -9.73 -22.80 -10.20 0.00 M S/C (ton-m) 0.00 -10.20 -22.80 -9.73 0.43 7.69 12.05 13.50 12.05 7.69 0.43 -9.73 -22.80 -10.20 0.00 M(+) LL+IM (ton-m) 0.00 0.00 0.00 155.16 285.31 371.66 423.17 438.49 423.17 371.66 285.31 155.16 0.00 0.00 0.00 M(-) LL+IM (ton-m) 0.00 -142.58 -294.87 -274.67 -264.71 -243.65 -222.60 -201.54 -222.60 -243.65 -264.71 -274.67 -294.87 -142.58 0.00 ft fb 2 (Kg/cm ) 41.78 44.60 16.60 61.26 69.61 74.79 78.77 80.60 78.77 74.79 69.61 61.26 16.60 44.60 41.78 ...OK!!! ...OK!!! ...OK!!! ...OK!!! ...OK!!! ...OK!!! ...OK!!! ...OK!!! ...OK!!! ...OK!!! ...OK!!! ...OK!!! ...OK!!! ...OK!!! ...OK!!! ft (Kg/cm 2 ) 46.37 42.03 71.33 26.28 18.68 18.04 12.29 8.29 12.29 18.04 18.68 26.28 71.33 42.03 46.37 ...OK!!! ...OK!!! ...OK!!! ...OK!!! ...OK!!! ...OK!!! ...OK!!! ...OK!!! ...OK!!! ...OK!!! ...OK!!! ...OK!!! ...OK!!! ...OK!!! ...OK!!! fb 2 (Kg/cm ) 41.78 33.00 -7.35 22.65 18.13 12.48 12.57 14.54 12.57 12.48 18.13 22.65 -7.35 33.00 41.78 ...OK!!! ...OK!!! ...OK!!! ...OK!!! ...OK!!! ...OK!!! ...OK!!! ...OK!!! ...OK!!! ...OK!!! ...OK!!! ...OK!!! ...OK!!! ...OK!!! ...OK!!! (Kg/cm 2 ) 46.37 58.41 105.25 71.68 74.51 97.38 94.47 89.13 94.47 97.38 74.51 71.68 105.25 58.41 46.37 ...OK!!! ...OK!!! ...OK!!! ...OK!!! ...OK!!! ...OK!!! ...OK!!! ...OK!!! ...OK!!! ...OK!!! ...OK!!! ...OK!!! ...OK!!! ...OK!!! ...OK!!! • Para resistir los efectos de corte, las secciones están reforzadas con estribos que garantizan la capacidad por corte de la estructura. TRAMO SUSPENDIDO - VIGA INTERIOR: VERIFICACION POR CORTE X (mm) Y (mm) bv (mm) dv (mm) Vu (N) fps (MPa) 0 3000 6000 9000 12000 15000 18000 21000 24000 27000 30000 1350 943 627 401 265 220 265 401 627 943 1350 300.00 300.00 300.00 300.00 300.00 300.00 300.00 300.00 300.00 300.00 300.00 1422.00 1422.00 1422.00 1422.00 1422.00 1422.00 1422.00 1422.00 1422.00 1422.00 1422.00 1653733 1383565 1117492 856657 599947 348444 599947 856657 1117492 1383565 1653733 1779 1821 1837 1844 1848 1849 1848 1844 1837 1821 1779 X (mm) β Vc (N) Vs (N) Vs (Kg) 0 3000 6000 9000 12000 15000 18000 21000 24000 27000 30000 6.32 6.32 6.32 6.32 6.32 6.32 6.32 6.32 6.32 6.32 6.32 1323884 1323884 1323884 1323884 1323884 1323884 1323884 1323884 1323884 1323884 1323884 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 f Estribo Vp (N) 1243644 997727 749950 500760 250619 0 250619 500760 749950 997727 1243644 1/2 1/2 1/2 1/2 1/2 1/2 1/2 1/2 1/2 1/2 1/2 nu / f'c 1.39 1.26 1.15 1.06 0.98 0.91 0.98 1.06 1.15 1.26 1.39 0.041 0.037 0.034 0.031 0.028 0.026 0.028 0.031 0.034 0.037 0.041 # Ramas Av (cm 2 ) S (cm) 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2.58 2.58 2.58 2.58 2.58 2.58 2.58 2.58 2.58 2.58 2.58 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 (") 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 nu (MPa) Mu (KN-m) 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 q Asumido Єx*1000 22.30 22.30 22.30 22.30 22.30 22.30 22.30 22.30 22.30 22.30 22.30 -0.318 -0.327 -0.331 -0.333 -0.334 -0.334 -0.334 -0.333 -0.331 -0.327 -0.318 S mín (cm) S máx (cm) S final (cm) 30.00 30.00 30.00 30.00 30.00 30.00 30.00 30.00 30.00 30.00 30.00 60.00 60.00 60.00 60.00 60.00 60.00 60.00 60.00 60.00 60.00 60.00 30.00 30.00 30.00 30.00 30.00 30.00 30.00 30.00 30.00 30.00 30.00 TRAMO CENTRAL - VIGA INTERIOR: VERIFICACION POR CORTE X (mm) Y (mm) bv (mm) dv (mm) Vu (N) fps (MPa) 0 4000 8000 12400 16800 21200 25600 30000 34400 38800 43200 47600 52000 56000 60000 1000 1506 1675 1506 979 602 375 300 375 602 979 1506 1675 1506 1000 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 1422 1422 1422 1422 1422 1422 1422 1422 1422 1422 1422 1422 1422 1422 1422 1678610 2019418 2324829 1877375 1499953 1109837 762506 421299 762506 1109837 1499953 1877375 2324829 2019418 1678610 1798 1828 1834 1703 1797 1822 1831 1834 1831 1822 1797 1703 1834 1828 1798 X (mm) β Vc (N) Vs (N) Vs (Kg) 0 4000 8000 12400 16800 21200 25600 30000 34400 38800 43200 47600 52000 56000 60000 3.79 2.63 2.63 3.79 6.32 6.32 6.32 6.32 6.32 6.32 6.32 3.79 2.63 2.63 3.79 793912 550920 550920 793912 1323884 1323884 1323884 1323884 1323884 1323884 1323884 793912 550920 550920 793912 -469606 905601 2032224 289918 0 0 0 0 0 0 0 289918 2032224 905601 -469606 -47870 92314 207158 29553 0 0 0 0 0 0 0 29553 207158 92314 -47870 f Estribo Vp (N) 1540817 787276 0 1002142 1316018 891759 448909 0 448909 891759 1316018 1002142 0 787276 1540817 nu / f'c 0.76 3.41 6.06 2.54 0.82 0.80 0.93 1.10 0.93 0.80 0.82 2.54 6.06 3.41 0.76 0.022 0.100 0.176 0.074 0.024 0.023 0.027 0.032 0.027 0.023 0.024 0.074 0.176 0.100 0.022 # Ramas Av (cm 2 ) S (cm) 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2.58 2.58 2.58 2.58 2.58 2.58 2.58 2.58 2.58 2.58 2.58 2.58 2.58 2.58 2.58 (") 1/2 1/2 1/2 1/2 1/2 1/2 1/2 1/2 1/2 1/2 1/2 1/2 1/2 1/2 1/2 nu (MPa) -98.48 36.29 16.17 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 16.17 36.29 -98.48 Mu (KN-m) 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 S mín (cm) 30.00 30.00 30.00 30.00 30.00 30.00 30.00 30.00 30.00 30.00 30.00 30.00 30.00 30.00 30.00 q Asumido Єx*1000 18.10 24.70 24.70 18.10 22.30 22.30 22.30 22.30 22.30 22.30 22.30 18.10 24.70 24.70 18.10 -0.448 -0.408 -0.359 -0.376 -0.447 -0.452 -0.449 -0.444 -0.449 -0.452 -0.447 -0.376 -0.359 -0.408 -0.448 S máx (cm) S final (cm) 60.00 60.00 60.00 60.00 60.00 60.00 60.00 60.00 60.00 60.00 60.00 60.00 60.00 60.00 60.00 30.00 30.00 15.00 30.00 30.00 30.00 30.00 30.00 30.00 30.00 30.00 30.00 15.00 30.00 30.00 • El puente tipo «Gerber» es un puente isostático con las ventajas de un puente hiperestático. Un puente isostático es un puente solamente con dos apoyos en los cuales teóricamente los asentamientos diferenciales (que podrían presentarse) no afectan la resistencia de la estructura. • Los puentes isostáticos no tienen capacidad para redistribuir los efectos producidos por las cargas; los puentes hiperestáticos si. • Los puentes tipo gerber siendo isostáticos, tienen capacidad para redistribuir los efectos producidos por las cargas. • La cimentación (subestructura) del puente esta conformado por dos estribos y 4 pilares intermedios. Todos son de concreto reforzado y todos se apoyan sobre pilotes excavados a excepción del estribo izquierdo que se apoya en roca competente. ELEVACION La subestructura, esta diseñada desde el punto de vista sísmico, conforme al Manual de Diseño de puentes del MTC, para una aceleración pico de 0.44. La demanda en los pilotes resulta del análisis, luego la geotecnia define la longitud de los pilotes en base a demanda y la Capacidad calculada. ESTADO I - (SOCAVACIÓN) ESTADO II - (NO SOCAVACIÓN) Las estructuras bajo la acción de las cargas se deforman. Las vigas se deforman por las cargas de gravedad como su peso propio. La deformaciones que sufren luego de desencofradas, se llaman deformaciones instantáneas. A las deformaciones en vigas se acostumbra llamarlas flechas. Las flechas producidas por las cargas de gravedad deforman la viga hacia abajo y se dice que las flechas son positivas. • El concreto es un material que si en el tiempo la carga aplicada sigue actuando, la flecha se incrementa; a ese incremento de flecha se la llama flecha diferida. La flecha diferida podría alcanzar un valor que varía aproximadamente entre 2 a 4 veces la flecha instantánea. Por esta razón a los puentes de concreto se les da una contra flecha (flecha negativa) para que en el tiempo la estructura quede más o menos horizontal. La variación de la flecha diferida va a depender de muchos factores como la armadura de las vigas, cantidad de cemento de la mezcla, la relación agua:cemento, la humedad del medio ambiente, la temperatura durante el vaciado, el proceso de curado, el agregado utilizado, el tiempo de aplicación de la carga muerta ( así se llama al peso de veredas, barandas, asfalto etc). Si a un puente de concreto reforzado no se le da contra flecha, con el tiempo la superficie de rodadura quedaría cóncava, pero eso no daña la resistencia del puente solo representaría una lectura incomoda de la superficie del puente. Al puente Quilca, se le dio una contra flecha que con el tiempo se reduciría alcanzando la estructura cierta horizontalidad. La contra flecha que consideró el proyecto en los tramos suspendidos es de 55 mm que sumado a la flecha por preesforzado alcanza aproximadamente 80mm que para la longitud de 30 000 mm que posee no representa una deformación incómoda para el usuario. En el tramo central de 44 000 mm de longitud, la contra flecha del proyecto es de 85mm que con la flecha del postensado alcanza aproximadamente 110 mm. que igualmente en términos de pendiente representa menos del 0.5%. A los puentes flexibles como los puentes colgantes, la contra flecha que se le da a la estructura es el 1% de la luz??esto significa para un puente de 100 000mm de luz, está contra flecha significa 1000mm. Para el tramo de 30 000 mm que tiene el tramo suspendido del puente Quilca, correspondería una contraflecha de 300 mm. Muchas gracias por su atención.