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HST18 Puente de tramo central suspendido
Manual de instrucciones
P. A. HILTON LTD.
MANUAL DE INSTRUCCIONES
HST18 Puente de Tramo
Central Suspendido
CURSO: PUENTES Y OBRAS DE ARTE
CICLO: 10
GRUPO: 2
DOCENTE: ING. Aguilar Chuquimia Henry Antonio
TRADUCIDO POR:
Camasita Ticona Sharo Karina
Chaquilla Chahuara Holwer Cesar.
De la Ciencia Puma Fiorella
Yerba Cuela Brian Alison
Zúñiga Sullca Franco
2022
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HST18 Puente de tramo central suspendido
Manual de instrucciones
INDICE
TECNICA DE LABORATORIO ................................................................................................... 3
Seguridad en el Laboratorio ................................................................................................ 3
Éxito en el Laboratorio. ...................................................................................................... 3
Diseño de Modelos Experimentales.................................................................................... 4
Fuentes de Resistencia ........................................................................................................ 5
Repetibilidad de Lecturas ................................................................................................... 5
DECLARACIÓN DE CONFORMIDAD: ...................................................................................... 6
PUENTE SUSPENDIDO DE TRAMO CENTRAL ...................................................................... 7
INTRODUCCIÓN .......................................................................................................................... 7
Descripción del Aparato ..................................................................................................... 8
MONTAJE DE APARATOS ....................................................................................................... 10
INTERFAZ HDA200........................................................................................................ 13
EXPERIMENTO .......................................................................................................................... 17
Objetos .............................................................................................................................. 17
Procedimiento .................................................................................................................. 17
Procesamiento de resultado............................................................................................... 19
Observaciones ................................................................................................................... 19
TEORIA ....................................................................................................................................... 20
Cargas en tándem .............................................................................................................. 22
EJEMPLO DE RESULTADOS .................................................................................................... 23
MANTENIMIENTO..................................................................................................................... 25
Reemplazo y repuestos ..................................................................................................... 25
Especímenes de prueba ..................................................................................................... 25
DETALLES DE CONTACTO ..................................................................................................... 25
Tableta de resultados para fotocopiar ............................................................................... 26
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Manual de instrucciones
TECNICA DE LABORATORIO
Seguridad en el Laboratorio
Los principales peligros en el uso de aparatos que demuestren lo estático y dinámico el
rendimiento de los teoremas asociados y los supuestos involucrados son donde rotativo o se
produce movimiento lineal y donde se manipulan objetos pesados sueltos, por ejemplo pesos, es
parte del procedimiento.
De los artículos sueltos, los pesos más pesados deben considerarse como los más
peligrosos. Objetos. En caso de que uno de estos caiga sobre los pies de los que rodean el
aparato, el potencial de daño está presente. Por lo tanto, se recomienda que los pesos de hierro
fundido sean manejados con cuidado y al mover y colocar los más pesados (digamos 10 N hacia
arriba) en las perchas de carga, esto debe considerarse como una operación a dos manos. Es
sorprendentemente fácil de derramar una pila completa de pesas de una percha al agregar una
más.
Además de los pesos hay algunas piezas pesadas que tienen que ser intercambiadas.
durante algunos experimentos y un enfoque similar utilizando dos manos cuando sea necesario
es propuesto. También puede ser sensato y necesario que dos personas participen en cambios en
el aparato.
Éxito en el Laboratorio.
El trabajo en el laboratorio depende de la comprensión, la observación y la habilidad. En
la primera colocar una buena comprensión del rendimiento, y las limitaciones, de la
experimentación se necesitan modelos. Conocer la teoría involucrada es útil pero no esencial. En
segundo lugar, la observación aguda conduce a mejores resultados y a evitar errores mecánicos.
Por último, la forma en que los estudiantes manejan el aparto puede influir en la precisión
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y velocidad del trabajo.
Para ayudar a los estudiantes a adquirir experiencia y mejorar su técnica experimental un
rango de la información se ofrece en las siguientes notas. Ten en cuenta que en el mundo de lo
real Ingeniería a menudo es necesario comprobar el rendimiento de los nuevos diseños utilizando
el métodos e instrumentos de experimentos de laboratorio.
Diseño de Modelos Experimentales
El propósito de cada experimento es ilustrar un elemento de la teoría estructural, o
mostrar qué tan bien corresponden los supuestos simplificadores en las matemáticas aplicadas a
los reales comportamiento. Esto a menudo requiere que el modelo exagere el comportamiento de
un real. estructura.
Para lograr objetivos específicos, cada experimento tiene una disposición particular. más
adecuado al requisito teórico. Estas disposiciones del aparato son descritas en el Apéndice de
Construcción, cuando se incluya, de cada experimento Manual. Antes de comenzar un
experimento, los estudiantes deben leer el Manual de instrucciones y prepárese para seguir el
procedimiento recomendado.
El aumento de las deflexiones generalmente se logra mediante el uso de modelos muy
flexibles. El la rigidez depende de EI o EA por lo que un cambio de material de acero (E = 205
kN/mm2) al aluminio (E aproximadamente 1/3 E para el acero) o a un plástico (E
aproximadamente 1/80 E para el acero) es una solución. La alternativa es utilizar vigas delgadas
de acero con una I baja.
Una desventaja experimental es que la fricción en los rodamientos puede afectar los
desplazamientos. y mediciones de fuerza. La otra es que los grandes cambios en la dimensión
(geometría) de los modelos deben acomodarse si es posible.
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Los resultados se pueden mejorar mediante el uso de modelos más rígidos y cargas más
grandes, pero esto reduce efectos visuales como la curvatura de las vigas.
Fuentes de Resistencia
Un filo de cuchilla puede simular un pasador o rodamiento sin fricción, pero horizontal y
rotacional los movimientos exigen rodamientos de bolas. Estos están llenos de grasa y equipados
con escudos para mantener alejado el polvo y la arena. Por lo tanto, los rodamientos de bolas
tienen cierta restricción torsional, que afecta a fuerzas del orden de magnitud 1 N. Esto se
muestra como una diferencia en lecturas para carga y descarga.
Las juntas de pasador en las cerchas también están sujetas a fricción, que aumenta en
proporción a la carga.
Repetibilidad de Lecturas
La capacidad de obtener resultados experimentales precisos y repetibles es generalmente
una cuestión de cuidado y técnica. Por supuesto que ayuda conocer las fuentes del error y
reconocer cuando el aparato contribuye a la variabilidad de las lecturas.
La variación por fricción se puede minimizar mediante el uso de vibraciones. El alcance
de la fricción puede ser observado primero aumentando y luego disminuyendo una carga
aplicada a mano para obtener la diferencia en las lecturas. Tocar el marco en el que está montado
el experimento reducirá la variación.
Los pesos de hierro fundido para la carga siempre deben aplicarse suavemente. Una carga
añadida de repente aplicará instantáneamente el doble de su valor estático. Aunque las pesas
están acabadas a mano existe una tolerancia de fabricación del ± ½ %. Esto puede afectar la
linealidad en la experimentación Lecturas.
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EQUIPO DE EDUCACIÓN Y FORMACIÓN
DECLARACIÓN DE CONFORMIDAD:
Directivas (cuando corresponda)
2006/42/EC
2006/95/EC
2004/108/CE
declaramos que la siguiente unidad cumple con las directivas CEE anteriores:
HST18 Puente suspendido de vano central
El uso del aparato fuera del aula, laboratorio, área de estudio o similar dicho lugar invalida la
conformidad con los requisitos de protección del Directiva de compatibilidad electromagnética
(2004/108/CE) y podría conducir a procesamiento.
En nombre y representación de
P.A. HILTON LIMITED
Directora técnica
P. A. HILTON LIMITED
Horsebridge Mill, King’s Somborne,
Stockbridge, Hampshire, SO20 6PX,
Inglaterra.
Teléfono:
Romsey nacional (01794) 388382
Internacional +44 1794 388382
Numero de fax: +44 1794 388382
Correo electrónico: sales@p-a-hilton.co.uk.
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PUENTE SUSPENDIDO DE TRAMO CENTRAL
INTRODUCCIÓN
Los puentes son ejemplos comunes de ingeniería civil. A medida que aumenta el
transporte motorizado en volumen y carga se realza la importancia del diseño económico. Un
problema particular es proporcionar un gran tramo central claro sobre un amplio río o autopista.
Un aspecto de la solución es la rigidez del suelo de soporte bajo los pilares del puente. Donde se
espera el asentamiento, a menudo se decide construir un puente determinado estáticamente en el
que no habrá tensiones inducidas si los muelles se asientan de manera desigual. El modelo de
puente utilizado en este experimento es un ejemplo típico de una estructura determinada de largo
plazo. Debido a que es difícil visualizar este tipo de puente a partir del diagrama de líneas típico
en un libro de texto, se proporciona una versión simplificada del puente como el aparato
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experimental. La forma transmite la idea de la forma de arco que brota de los muelles en el río
con anclas de tierra en cada extremo de las orillas. El tramo central, una viga simplemente
soportada por los extremos en voladizo de los dos tramos de tierra, se despega para mostrar las
almohadillas de reacción. El tramo central debe sujetarse en un extremo para soportar las fuerzas
horizontales debidas al frenado de los vehículos en la carretera. El asentamiento vertical de los
muelles o anclajes no alterará las reacciones causadas por las cargas que cruzan el puente. El
diseño generalmente implica el uso de líneas de influencia.
Descripción del Aparato
El modelo de puente tiene enjutas sólidas apoyadas en pilares interiores (río) y anclados a
pilares exteriores (suelo) de modo que los extremos estén en voladizo hacia el centro del río. En
los extremos del voladizo se suspende una viga simplemente apoyada de 250 mm de luz con
forma de seguir el plafón curvo del vano central de 625 mm. Los tramos de aproximación son de
250 mm. Los pilares incluyen una celda de carga con cables que están conectados a un medidor
HDA200. Los soportes del tramo central también incluyen celdas de carga.
Se proporcionan dos cargas cilíndricas, una de 25 N y otra de 10 N. Un enlace extraíble
permite mantener las dos cargas separadas a 100 mm. Fíjese bien en la forma en que las partes
del puente simplemente se sostienen con extremos fijos para sostener cualquier carga horizontal
y cojinetes deslizantes en los otros soportes para mantener una reacción vertical. Cualquier
cambio en la longitud debido a la temperatura no puede alterar las reacciones.
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Figura 1.1. Carga de rodadura en el puente
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MONTAJE DE APARATOS
Figura 2.2. Aparato etiquetado
El aparato se construye en el marco del HST1 en una configuración permanente para el
experimento (como se muestra en la figura 1 .2). Debe completarse antes de que el aparato se
utilice para un experimento.
Utilizando las placas de anclaje y los pernos provistos, fije ambos soportes fijos de celdas
de carga a los lados del marco HST1. Estos deben colocarse con un espacio de 66 mm desde la
cara inferior del soporte de celda de carga fija hasta la cara interior del marco HST1.
A continuación, conecte las dos celdas de carga marcadas con 2 y 5 a la estructura HST1.
La celda de carga 2 se coloca con un espacio de 288 mm desde su cara izquierda hasta la cara
interior izquierda del marco HST1. La celda de carga 5 está configurada con un espacio de 630
mm entre los centros de la celda de carga 2.
Fije la sección del puente de la mano izquierda. 1, 2 y 3. a la celda de carga fija de la
izquierda.
Soporte (1) con un espacio de 22 mm entre el borde de la Sección del Puente y la cara
interior del marco HST1. Nivele la sección del puente subiendo o bajando los soportes fijos de la
celda de carga.
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Figura 3.3. Célula de carga fija 1
Conecte la sección del puente del lado derecho, 4, 5 y 6, al soporte de la celda de carga
fija del lado derecho con un espacio de 22 mm entre el borde de la sección del puente y la cara
interior del marco HST1. Nivele la sección del puente subiendo o bajando los soportes fijos de la
celda de carga.
Coloque la sección del puente central en su posición. Puede ser necesario ajustar la
posición horizontal de la sección del puente de mano izquierda y derecha para permitir que el
Centro los pasadores de ubicación de la sección del puente encajan en las posiciones de
ubicación de las celdas de carga 3 y 4. Con la llave hexagonal provista, ajuste la sección central
del puente hasta que esté nivelada y no se balancee. Asegúrese de que las celdas de carga 2 y 5
estén en el centro de los soportes del puente.
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Figure 4.4: Sección del Puente Central
Una vez que se ha construido el puente, la interfaz HDA 200 se puede instalar en el
marco HST1. Como las celdas de carga se entregan ensambladas en la estructura del puente,
simplemente conéctelas a los canales 1 a 6 en la interfaz HDA200. Conéctelas a su vez de
izquierda a derecha. Las instrucciones para el uso de la interfaz HDA200 se pueden encontrar a
continuación.
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INTERFAZ HDA200
La imagen de arriba muestra las áreas del HDA200 que se utilizan con este experimento
de hardware. Hay muchas más entradas que se pueden usar con el HDA200, pero las anteriores
son en las que nos concentraremos.
Los cables de la celda de carga deben tener conectores verdes instalados. De lo contrario,
la celda de carga debe conectarse exactamente como se muestra a continuación:
Las seis celdas de carga conectadas a HDA200
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Dónde
Verde (si se incluye)
Negro (si se incluye)
Blanco
Rojo
=
=
=
=
+BS (Suministro de Puente Positivo)
-BS (suministro de puente negativo)
+IP (Entrada Positiva)
-IP (Entrada Negativa)
Los conectores de la celda de carga encajan en la interfaz HDA200 como se muestra en la
imagen de arriba. Conéctelos como se muestra.
Conecte la interfaz HDA200 a la fuente de alimentación suministrada; asegúrese de
utilizar el adaptador de enchufe correcto para el país en el que se utiliza la interfaz HDA200.
Cuando se enciende la fuente de alimentación, la interfaz HDA200 mostrará una pantalla
de la siguiente manera:
Seguido por:
Si HST 18 no se muestra en la pantalla de bienvenida inicial anterior, apague la unidad,
vuelva a encenderla, pero al mismo tiempo presione el botón VERDE superior. La siguiente
pantalla aparecerá.
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Manual de instrucciones
Presione el botón VERDE junto a las palabras CAMBIAR. La siguiente pantalla
aparecerá.
Presione el botón de FLECHA AZUL ARRIBA para desplazarse hasta HST18 como se
muestra en la imagen a continuación.
Presione el botón verde al lado de las palabras SELECCIONAR. Aparecerá la siguiente
pantalla:
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Presione el botón verde junto a las palabras NO aparecerá la siguiente pantalla:
Presione el botón verde junto a las palabras LOCAL. Aparecerá la siguiente
pantalla.
Los datos de las celdas de carga ahora deberían aparecer en la pantalla.
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Para tarar los valores de las celdas de carga, simplemente presione el botón
verde superior durante unos 2-3 segundos y aparecerá la siguiente pantalla.
EXPERIMENTO
Objetos
El objeto de este experimento es construir un conjunto completo de líneas de
influencia de reacción para un puente de vano central suspendido.
Procedimiento
Se supone que el puente se instala con el nivel del tablero a través de la
estructura de acuerdo con la sección de Construcción de Aparatos. La interfaz
HDA200 está conectada y alimentada.
Parte 1
Tome la carga de 25N por sí sola para que actúe como una carga puntual móvil
para las líneas de influencia. Colóquelo en el muelle exterior de la izquierda y lea las seis
reacciones a medida que se desplazan por los canales. Tenga en cuenta que convención
estándar denota reacciones ascendentes como +ve.
Con cualquier método, registre las lecturas en las posiciones de carga en la Tabla
1. Repita el procedimiento con la carga en las otras posiciones de carga en la Tabla 1.
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Tabla 1
Valores de línea de influencia y reacción
Distancia
Cargas Puntos
Reacciones en
desde extremo
izq.
(mm)
A
A
N
B
IL
N
C
IL
N
D
IL
N
E
IL
N
F
IL
N
0.00
125.00
B
250.00
350.00
C
437.50
562.50
D
687.50
775.00
E
875.00
1000.00
F
1125.00
IL = valor de línea de influencia
Parte 2
Antes de empezar esta parte es imprescindible configurar falsos ceros para los canales B
(2) y E (5) porque para algunas posiciones de carga la reacción será mayor que la escala
completa del transductor, es decir, 50 N. Por lo tanto, se recomienda configurar y registrar un
cero positivo de 10 N para estos dos canales. Durante o después de que se hayan tomado los
resultados, será necesario emanar el ION de lecturas para mayor precisión, de lo contrario, se
producirá una 'compensación' falsa en los resultados. Acople las dos cargas rodantes con el
enlace proporcionado que está diseñado para mantener los centros de las cargas separados 100
mm. Con la carga de 10N a su derecha y adelante y posicione la carga de 25 N en las primeras
diez posiciones de Parte 1 y repita las lecturas y registre usando la Tabla 2. A medida que la
carga se mueve de una posición a la siguiente, observe loque sucede con las reacciones con
mucho cuidado y tome lecturas adicionales si es necesario.
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IL
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Tabla 2
Reacciones debidas a rodillos tándem
Distancia
Cargas
desde extremo izq
Puntos
(mm)
0.00
A
125.00
250.00
B
350.00
437.50
C
562.50
687.50
D
775.00
875.00
E
1000.00
F
1125.00
A
N
B
N
Reacciones en
C
D
N
N
E
N
F
N
Procesamiento de resultado
Al procesar las lecturas, recuerde cancelar el falso cero realizado en los transductores B
(2) y E (5) en la parte 2 anterior. Las lecturas de carga de la Parte 1 deben usarse para construir
seis líneas de influencia para las seis reacciones del puente. Debido a la simetría, los pares de
líneas de influencia serán imágenes especulares entre sí. Use las líneas de influencia para
desarrollar la línea de influencia para el momento de flexión en un pilar interior. Trace las
lecturas de carga de la Parte contra la posición de la carga de 50N. Use las líneas de influencia de
la Parte 1 para construir gráficos para comparar con estos puntos graficados.
Observaciones
¿Con qué precisión se compararon los gráficos superpuestos en la Parte 2 con los puntos
graficados?
Se notará que aunque la estructura es simétrica, la carga de rodadura gemela no producir
resultados simétricos. Sin embargo, en un diseño de puente normal con tráfico en dos sentidos, la
carga podría cruzar con el rodillo más pequeño que conduce desde cualquier dirección. Utilice
los resultados experimentales para mostrar cómo se pueden evaluar las cargas de diseño para los
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pilares y los anclajes al suelo para una carga compuesta de este tipo. Si no hubiera restricciones
en la relación entre el lado y el centro de la luz, ¿cómo debería seleccionarse la relación para
minimizar los mayores momentos de flexión +ve y -ve?
1. ¿Para una carga muerta uniforme?
2. ¿Para la carga rodante gemela?
TEORIA
Para acompañar esta sección, recomendamos consultar el libro de texto IITB2
"Understanding Structural Mechanics" de Roberts. En este libro se tratan los principios
generales de las líneas de influencia.
Carga puntual
Es considerarla como tres partes separadas y la interacción entre ellas (ver figura3)
Figura 5
La carga en C A es completamente soportada en A y B y no tiene efecto en CD o DF
La carga en CD es compatible con C y D y por lo tanto AC como DF. Esto se ilustra
mediante la línea de influencia del momento de flexión en el punto medio de AB
Carga A —*G MG = RB . 1/2L
Carga G --> F MG = RA . 'ALABAMA
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Figura 6
Para minimizar los momentos de flexión +ve debidos a una carga puntual, sería
necesario hacer AB y CD de la misma longitud. La flexión —ve en B puede hacerse
numéricamente igual para una carga puntual si BC es %L. Para carga distribuida
se deben considerar las áreas bajo las líneas de influencia en cuyo caso MG probablemente no
será +ve.
Con puentes de mayor envergadura, el peso propio es un factor importante en el
diseño. La línea de influencia muestra cómo esto puede minimizarse mediante compromisos
hábiles entre la longitud del tramo y la variación de la elevación del puente. El gran canto
del puente en B resistirá un gran momento en B mientras que el peso propio solo afecta a la
pila B.
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Cargas en tándem
Para una carga rodante en tándem, la suma de las dos cargas por las ordenadas
correspondientes de la línea de influencia proporciona el efecto conjunto. Los valores máximos
dependen del posicionamiento visual de las cargas en la línea de influencia. Por ejemplo,
considere la reacción en B.
Figura 7
Carga moviéndose de izquierda a derecha (carga de 25 N)
Figura 8
Si la carga se mueve de derecha a izquierda con los 25 N adelante, entonces el Re máximo
aumenta a 121.25 N. También se verá que si la carga líder fuera, digamos, 30 N, entonces el valor
máximo de Re ocurriría cuando los 30 N la carga estaba en C.
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Manual de instrucciones
EJEMPLO DE RESULTADOS
Parte 1
Distancia desde
Cargas
extremo izquierda
Puntos
(mm)
N
A
B
C
D
E
F
0.00
125.00
250.00
350.00
437.50
562.50
687.50
775.00
875.00
1000.00
1125.00
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A
IL
25.60 1.02
13.10 0.53
0.10
0.00
-10.40 -0.42
-19.80 -0.80
-9.90 -0.40
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
B
N
0.00
12.90
26.00
36.60
45.70
22.70
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
IL
0.00
0.52
1.04
1.46
1.83
0.91
Reacciones en
C
D
N
IL
N
IL
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
26.10 1.04 0.00 0.00
12.90 0.52 13.10 0.52
0.00 0.00 25.10 1.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
E
N
IL
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
23.30 0.94
44.80 1.81
36.60 1.48
26.10 1.04
13.70 0.55
0.20 0.00
F
N
IL
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
-10.30 -0.30
-19.40 -0.56
-10.20 -0.29
-10.20 0.00
12.00 0.35
26.20 1.05
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HST18 Puente de tramo central suspendido
Manual de instrucciones
Parte 2
Distancia desde
Cargas
Extremo izquierdo
A
Puntos
(mm)
N
A
0.00
-32.3
125.00
-9.7
B
250.00
-4.6
350.00
17.6
C
437.50
24.1
562.50
10.0
D
687.50
0.0
775.00
0.0
E
875.00
0.0
1000.00
0.0
F
1125.00
-32.3
HST18/M/E/05
B
N
-4.4
-26.8
-40.8
-53.2
-55.6
-22.8
0.0
0.0
0.0
0.0
-4.4
Reacciones en
C
D
N
N
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
-9.5
0.0
-30.5
-3.9
-12.3
-22.0
0.0
-26.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
E
N
0.0
0.0
0.0
0.0
-7.4
-40.5
-58.8
-45.9
-31.9
-13.1
0.0
F
N
0.0
0.0
0.0
0.0
3.3
16.9
22.2
9.7
-3.8
-22.0
0.0
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Manual de instrucciones
MANTENIMIENTO
Los equipos de P.A. Hilton Ltd necesitan poco mantenimiento ya que en la medida de lo
posible los materiales y los acabados son resistentes a la corrosión y duraderos.
Reemplazo y repuestos
Estos se pueden ordenar usando el experimento y el número de pieza más una
descripción.
Especímenes de prueba
La mayoría de los experimentos están dentro del rango elástico lineal de la muestra de
prueba y materiales usados.
DETALLES DE CONTACTO
DIRECCION:
P.A. HILTON Ltd
King´s Somborne
Stockbridge
Hampshire, SO20 6PX, Reino Unido
Teléfono:
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HST18/M/E/05
pág. 25 de 26
HST18 Puente de tramo central suspendido
Manual de instrucciones
Tableta de resultados para fotocopiar
Parte 1
Distancia
Cargas
desde extremo izq
Puntos
(mm)
0.00
A
125.00
250.00
B
350.00
437.50
C
562.50
687.50
D
775.00
875.00
E
1000.00
F
1125.00
A
N
B
IL
N
IL
Reacciones en
C
D
N
IL
N
IL
E
N
F
IL
N
IL
Parte 2
Distancia
Cargas
desde extremo izq
Puntos
(mm)
0.00
A
125.00
250.00
B
350.00
437.50
C
562.50
687.50
D
775.00
875.00
E
1000.00
F
1125.00
HST18/M/E/05
A
N
B
N
Reacciones en
C
D
N
N
E
N
F
N
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