Subido por Mariscal Fernando Gustavo

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Perfil de Puente
Puentes (Universidad Mayor de San Simón)
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UNIVERSIDAD MAYOR DE SAN SIMÓN
DIRECCIÓN DE PLANIFICACIÓN ACADÉMICA
PROGRAMA DE TITULACIÓN DE ALUMNOS ANTIGUOS NO GRADUADOS
FACULTAD DE CIENCIAS Y TECNOLOGÍA
CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL
DISEÑO DE UN PUENTE VEHICULAR DE HORMIGÓN
ARMADO CON VIGAS POSTENSADAS SOBRE EL RÍO
KHORA PARA LA OTB NOR-ESTE DEL MUNICIPIO DE
TIQUIPAYA – COCHABAMBA
TRABAJO DIRIGIDO INTERDISCIPLINARIO PARA
OPTAR EL GRADO ACADÉMICO DE LICENCIATURA EN
INGENIERÍA CIVIL
PARTICIPANTES: CHACA QUISPIA RUDY GONZALO
ESCOBAR CAMACHO JUAN CARLOS
VILLCA CHOQUE RODRIGO
TUTOR:
ING. M.Sc. ANDRADE UZIEDA MARKO JORGE
TEC34TD001
COCHABAMBA – BOLIVIA
2019
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ÍNDICE GENERAL
Página
FICHA RESUMEN
CAPÍTULO 1
ASPECTOS GENERALES
1.1. ANTECEDENTES ......................................................................................................... 1
1.2. INTRODUCCIÓN ......................................................................................................... 1
1.3. INFORMACIÓN GENERAL ....................................................................................... 2
1.4. DATOS GENERALES .................................................................................................. 3
1.4.1. Ubicación del puente vehicular ........................................................................ 3
1.4.2. Coordenadas de ubicación del sector de proyecto.......................................... 5
1.4.3. Ubicación geográfica ......................................................................................... 5
1.5. JUSTIFICACIÓN DEL PROYECTO ........................................................................ 6
1.6. OBJETIVOS DEL PROYECTO .................................................................................. 7
1.6.1. Objetivo general ................................................................................................ 7
1.6.2. Objetivos específicos.......................................................................................... 7
1.7. PROGRAMAS COMPUTACIONALES DE APOYO ............................................... 8
CAPÍTULO 2
DESCRIPCIÓN DEL ÁREA DE PROYECTO
2.1. DESCRIPCIÓN FISIOGRÁFICA ............................................................................... 9
2.1.1. Rutas de acceso y diagnóstico del camino actual ............................................ 9
2.2. CARACTERÍSTICAS DEL ECOSISTEMA ............................................................ 10
2.2.1. Clima................................................................................................................. 10
2.2.2. Flora .................................................................................................................. 11
2.2.3. Suelos ................................................................................................................ 13
2.2.4. Fauna ................................................................................................................ 14
2.3. ASPECTOS Y CONDICIONES SOCIOECONÓMICAS ....................................... 15
2.3.1. Descripción de las características sociales..................................................... 15
2.3.2. Producción de productos ................................................................................ 18
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2.3.3. Atractivos turísticos ........................................................................................ 20
2.3.4. Ferias ................................................................................................................ 20
2.3.5. Festividades ...................................................................................................... 21
2.3.6. Servicios básicos existentes ............................................................................. 21
CAPÍTULO 3
MARCO TEÓRICO
3.1. INTRODUCCIÓN ....................................................................................................... 28
3.2. DEFINICIÓN ............................................................................................................... 28
3.2.1. Superestructura ............................................................................................... 28
3.2.1.1. Tablero .................................................................................................. 29
3.2.1.2. Diafragmas transversales. ................................................................... 29
3.2.1.3. Vigas principales .................................................................................. 29
3.2.2. Infraestructura ................................................................................................ 30
3.2.2.1. Pilares ................................................................................................... 30
3.2.2.2. Estribos ................................................................................................. 30
3.2.2.3. Fundaciones ......................................................................................... 31
3.3. CLASIFICACIÓN DE PUENTES ............................................................................. 32
3.4. UBICACIÓN Y ELECCIÓN DEL TIPO DE PUENTE .......................................... 33
3.5. ESTUDIOS BÁSICOS PARA EL DISEÑO DE PUENTES .................................... 33
3.6. FILOSOFIA DE DISEÑO POR ESFUERZOS ADMISIBLES .............................. 34
3.7. PUENTES DE HORMIGON PREESFORZADO .................................................... 35
3.7.1. Introducción ..................................................................................................... 35
3.7.2. Ventajas ............................................................................................................ 36
3.7.3. Clasificación ..................................................................................................... 36
3.7.4. Secciones transversales empleados en puentes preesforzados .................... 37
3.7.5. Métodos de preesfuerzo .................................................................................. 38
3.7.5.1. Introducción ......................................................................................... 38
3.7.5.2. Hormigón pretensado o pretesado ....................................................... 38
3.7.5.3. Hormigón postensado o postesado ...................................................... 40
3.7.6. Sistema Freyssinet ........................................................................................... 41
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3.7.7. Materiales para vigas postensadas................................................................. 45
3.7.7.1. Acero ..................................................................................................... 45
3.7.7.2. Torones ................................................................................................. 45
3.7.7.3. Materiales auxiliares............................................................................ 47
3.7.7.3.1. Ductos o vainas ........................................................................ 47
3.7.7.3.2. Anclajes .................................................................................... 47
3.7.7.3.3. Cono hembra ............................................................................ 48
3.7.7.3.4. Cono macho .............................................................................. 49
3.8. PARÁMETROS DE DISEÑO SEGÚN LA NORMA AASHTO STANDARD ..... 49
3.8.1. Altura de viga................................................................................................... 49
3.8.2. Separación entre ejes de vigas ........................................................................ 50
3.8.3. Resistencia admisible del hormigón a compresión y tracción ..................... 51
3.8.4. Resistencias admisibles del acero ................................................................... 52
3.8.5. Carga viva ........................................................................................................ 52
3.8.5.1. Sobrecarga vehicular ........................................................................... 52
3.8.5.2. Cargas sobre aceras barandas y bordillos........................................... 53
3.8.5.2.1. Carga en aceras ....................................................................... 53
3.8.5.2.2. Carga en los bordillos .............................................................. 53
3.8.5.2.3. Carga en barandas ................................................................... 54
3.8.6. Cargas permanentes ........................................................................................ 54
3.8.7. Combinaciones de carga ................................................................................. 55
CAPÍTULO 4
ESTUDIOS BÁSICOS
4.1. ESTUDIO TOPOGRÁFICO ...................................................................................... 58
4.1.1. Introducción ..................................................................................................... 58
4.1.2. Objetivos y alcances ........................................................................................ 58
4.1.3. Trabajos realizados ......................................................................................... 58
4.1.4. Altitud del área de proyecto ........................................................................... 59
4.1.5. Red de control .................................................................................................. 59
4.1.6. Plano topográfico ............................................................................................. 60
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4.1.7. Conclusiones..................................................................................................... 62
4.2. ESTUDIO GEOTÉCNICO ......................................................................................... 62
4.2.1. Introducción ..................................................................................................... 62
4.2.2. Identificación del sitio de estudio ................................................................... 63
4.2.3. Alcance de trabajo ........................................................................................... 63
4.2.4. Fase 1: Trabajo de campo............................................................................... 64
4.2.4.1. Perforación ........................................................................................... 64
4.2.5. Fase 2: Trabajo de laboratorio....................................................................... 64
4.2.6. Fase 3: Trabajo de gabinete ........................................................................... 65
4.2.6.1. Análisis de fundaciones ....................................................................... 66
4.2.7. Conclusiones..................................................................................................... 67
4.3. ESTUDIO HIDROLÓGICO E HIDRÁULICO ....................................................... 68
4.3.1. Estudio hidrológico.......................................................................................... 68
4.3.1.1. Introducción ......................................................................................... 68
4.3.1.2. Características de la cuenca rio Khora ............................................... 68
4.3.1.2.1. Área de la cuenca ..................................................................... 69
4.3.1.2.2. Perímetro de la cuenca ............................................................. 69
4.3.1.2.3. Cauce principal de una cuenca ................................................ 69
4.3.1.2.4. Pendiente del cauce principal .................................................. 69
4.3.1.3. Medición de la precipitación................................................................ 70
4.3.1.3.1. Instrumentos de medición ......................................................... 70
4.3.1.4. Período de retorno ................................................................................ 72
4.3.1.5. Distribuciones de probabilidad para las variables hidrológicas ........ 73
4.3.1.5.1. Distribución normal ................................................................. 73
4.3.1.5.2. Distribución log-normal ........................................................... 76
4.3.1.5.3. Distribución Gumbel tipo I....................................................... 76
4.3.1.6. Prueba de bondad de ajuste Kolmogorov-Smirnov ............................ 78
4.3.1.7. Coeficientes de desagregación ............................................................. 79
4.3.1.8. Curvas intensidad-duracion-frecuencia (I-D-F) ................................ 79
4.3.1.9. Tiempo de concentración ..................................................................... 81
4.3.1.10. Relación precipitación-escurrimiento ............................................... 82
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4.3.1.10.1. Método racional modificado .................................................. 83
4.3.1.11. Ubicación de la estación meteorológica ............................................ 84
4.3.1.12. Registros de precipitación máxima anual en 24 horas ..................... 84
4.3.1.13. Distribución de probabilidad normal ................................................ 86
4.3.1.14. Distribución de probabilidad log-normal .......................................... 87
4.3.1.15. Distribución de probabilidad de Gumbel tipo I................................. 89
4.3.1.16. Prueba de bondad de ajuste Kolmogorov-Smirnov .......................... 90
4.3.1.17. Curvas intensidad-duración-frecuencia (I-D-F) .............................. 91
4.3.1.18. Calculo del caudal de diseño ............................................................. 97
4.3.1.18.1. Características de la cuenca .................................................. 97
4.3.1.18.2. Tiempo de concentración ....................................................... 99
4.3.1.18.3. Periodo de retorno de diseño ............................................... 100
4.3.1.18.4. Cálculo del caudal de diseño por el método racional.......... 100
4.3.2. Estudio hidráulico ......................................................................................... 102
4.3.2.1. Introducción ....................................................................................... 102
4.3.2.2. Geometría del cauce ........................................................................... 103
4.3.2.3. Corrido del programa......................................................................... 107
4.3.3. Conclusiones................................................................................................... 111
CAPÍTULO 5
DISEÑO DE LA SUPERESTRUCTURA
5.1. INTRODUCCIÓN ..................................................................................................... 113
5.2. SECCIÓN TRANSVERSAL .................................................................................... 113
5.2.1. Cálculo de la separación entre vigas ............................................................ 113
5.2.2. Elección de la viga ......................................................................................... 116
5.2.3. Cálculo de espesor de la losa ........................................................................ 118
5.2.4. Cálculo de los elementos de la estructura superior .................................... 118
5.2.4.1. Diseño del poste .................................................................................. 120
5.2.4.2. Diseño del pasamanos........................................................................ 125
5.2.4.3. Diseño de la acera .............................................................................. 127
5.2.4.4. Diseño del bordillo ............................................................................. 129
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5.2.5. Diseño de losa interior ................................................................................... 134
5.2.6. Diseño de losa exterior (losa en voladizo) .................................................... 138
5.2.7. Diseño del diafragma..................................................................................... 143
5.3. SECCIÓN LONGITUDINAL .................................................................................. 148
5.3.1. Diseño de viga BPR ....................................................................................... 148
5.3.1.1. Geometría de la sección compuesta................................................... 152
5.3.2. Determinación del preesfuerzo inicial “P O ” ............................................... 154
5.3.2.1. Determinación de momentos y cortantes .......................................... 155
5.3.2.2. Determinación de excentricidad ........................................................ 166
5.3.2.3. Cálculo del preesfuerzo inicial “P O ”................................................. 167
5.3.3. Cálculo de pérdidas ....................................................................................... 168
5.3.3.1. Cálculo del preesfuerzo final ............................................................. 173
5.3.4. Verificación de tensiones en fibras extremas .............................................. 173
5.3.5. Verificación a la rotura ................................................................................. 176
5.3.6. Momentos estáticos........................................................................................ 179
5.3.7. Cálculo de estribos......................................................................................... 182
5.3.8. Coordenadas de las vainas ............................................................................ 185
5.3.9. Deflexiones ..................................................................................................... 199
CAPÍTULO 6
DISEÑO DE INFRAESTRUCTURA
6.1. INTRODUCCIÓN ..................................................................................................... 203
6.2. DISEÑO DE LOS ESTRIBOS.................................................................................. 204
6.2.1. Predimensionamiento .................................................................................... 204
6.2.2. Definición de cargas ...................................................................................... 206
6.2.3. Presión estática del suelo .............................................................................. 214
6.2.4. Combinaciones de carga ............................................................................... 216
6.2.5. Análisis de estabilidad .................................................................................. 217
6.2.6. Verificaciones a las condiciones de estabilidad y seguridad ...................... 218
6.2.7. Diseño estructural del estribo ....................................................................... 220
6.3. DISEÑO DE ALERO ................................................................................................ 226
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6.3.1. Alero ............................................................................................................... 226
6.3.1.1. Predimensionamiento ........................................................................ 226
6.3.1.2. Definición de cargas .......................................................................... 227
6.3.1.3. Solicitaciones de cargas ..................................................................... 228
6.3.1.3.1. Peso de la zapata (W z ) ........................................................... 228
6.3.1.3.2. Peso del vástago (W b ) ............................................................ 229
6.3.1.3.3. Peso del relleno posterior (W rp ) ............................................. 231
6.3.1.3.4. Peso del relleno anterior (W ra ) .............................................. 232
6.3.1.3.5. Fuerza total debido al empuje de la tierra (E t ) ...................... 233
6.3.1.4. Verificación de las condiciones de estabilidad y seguridad.............. 234
6.3.1.5. Diseño estructural de alero ................................................................ 236
6.4. APARATO DE APOYO ............................................................................................ 240
6.4.1. Diseño del aparato de apoyo ......................................................................... 241
6.4.2. Dimensiones en planta................................................................................... 242
6.4.3. Dimensiones en elevación.............................................................................. 247
6.4.4. Verificaciones finales..................................................................................... 248
CAPÍTULO 7
PRESUPUESTO GENERAL
7.1. COMPUTOS MÉTRICOS........................................................................................ 250
7.1.1. Trabajos preliminares ................................................................................... 250
7.1.2. Infraestructura .............................................................................................. 250
7.1.3. Superestructura ............................................................................................. 252
7.1.4. Conformación de la plataforma ................................................................... 255
7.1.5. Trabajos complementarios ........................................................................... 256
7.2. ANÁLISIS DE PRECIOS UNITARIOS.................................................................. 257
7.3. PRESUPUESTO ........................................................................................................ 281
CAPÍTULO 8
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIÓNES
8.1. CONCLUSIONES ..................................................................................................... 282
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8.2. RECOMENDACIONES ........................................................................................... 283
BIBLIOGRAFÍA .............................................................................................................. 284
ANEXOS
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ÍNDICE DE TABLAS
Página
CAPÍTULO 1
Tabla 1.1. Datos generales.................................................................................................... 3
Tabla 1.2. Ubicación del proyecto ....................................................................................... 5
CAPÍTULO 2
Tabla 2.1. Resumen de especies presentes en el Municipio ............................................. 14
Tabla 2.2. Principales cultivos y variedades ..................................................................... 19
Tabla 2.3. Calendario festivo ............................................................................................. 21
Tabla 2.4. Número de Unidades Educativas por núcleos educativos, Gestión 2015 ..... 25
Tabla 2.5. Distribución de Unidades Educativas según área geográfica ....................... 26
Tabla 2.6. Distribución y tipos de establecimientos de salud pública ............................ 26
CAPÍTULO 3
Tabla 3.1. Propiedades del torón de 7 alambres sin revestimiento ................................ 46
Tabla 3.2. Fracciones de carga .......................................................................................... 50
Tabla 3.3. Pesos específicos ................................................................................................ 55
Tabla 3.4. Factores de combinación de cargas ................................................................. 56
CAPÍTULO 4
Tabla 4.1. Proyección UTM de los BM’S.......................................................................... 59
Tabla 4.2. Características de resistencia del material Crespo (2004) ............................ 66
Tabla 4.3. Máxima capacidad de apoyo admisible para distintas profundidades ........ 67
Tabla 4.4. Valores de la función F(z) ................................................................................ 75
Tabla 4.5. Valores críticos “d” para la prueba Kolmogorov-Smirnov .......................... 78
Tabla 4.6. Coeficientes de desagregación.......................................................................... 79
Tabla 4.7. Ecuaciones para determinar el tiempo de concentración ............................. 82
Tabla 4.8. Registro de precipitaciones máximas anuales estación La Violeta .............. 85
Tabla 4.9. Precipitaciones máximas anuales para distintos periodos de retorno ......... 86
Tabla 4.10. Logaritmos naturales de los datos de precipitación estación La Violeta ... 87
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Tabla 4.11. Precipitaciones máximas anuales para distintos periodos de retorno ....... 89
Tabla 4.12. Precipitaciones máximas anuales para distintos periodos de retorno ....... 90
Tabla 4.13. Prueba de bondad de ajuste Kolmogorov-Smirnov ..................................... 91
Tabla 4.14. Valores de intensidades máximas para diferentes periodos de retorno..... 92
Tabla 4.15. Aplicación del método de la regresión múltiple por mínimos cuadrados .. 93
Tabla 4.16. Periodos de retorno para diseño .................................................................. 100
Tabla 4.17. Valores de coeficiente de escorrentía según Schwab ................................. 101
Tabla 4.18. Intensidades máximas de lluvia ................................................................... 102
Tabla 4.19. Valores del coeficiente de rugosidad de Manning ...................................... 103
Tabla 4.20. Coeficiente de contracción y expansión para flujo subcrítico .................. 104
Tabla 4.21. Resultados del comportamiento del flujo ................................................... 110
CAPÍTULO 5
Tabla 5.1. Propiedades geométricas de tubería galvanizada ASTM A123 Grado A.. 126
Tabla 5.2. Momento por carga muerta ........................................................................... 140
Tabla 5.3. Determinación del centro de gravedad ......................................................... 149
Tabla 5.4. Determinación del módulo de sección .......................................................... 151
Tabla 5.5. Determinación de inercia de sección compuesta .......................................... 153
Tabla 5.6. Momentos flexionantes y reacción................................................................. 160
Tabla 5.7. Distribución de torones .................................................................................. 168
Tabla 5.8. Ficha de tesado ................................................................................................ 175
Tabla 5.9. Verificación de ecuaciones de las vainas ....................................................... 189
Tabla 5.10. Coordenadas de las vainas ........................................................................... 190
CAPÍTULO 6
Tabla 6.1. Dimensiones para el diseño del estribo ......................................................... 204
Tabla 6.2. Cálculo del peso propio del vástago .............................................................. 212
Tabla 6.3. Cálculo del peso propio de la zapata ............................................................. 213
Tabla 6.4. Cálculo del peso del suelo de relleno posterior ............................................. 213
Tabla 6.5. Cálculo del peso del suelo de relleno anterior .............................................. 213
Tabla 6.6. Cálculo de momentos – Estabilidad “GRUPO I” ........................................ 217
Tabla 6.7. Cálculo de momentos – Estabilidad “GRUPO II” ....................................... 217
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Tabla 6.8. Cálculo de momentos – Estabilidad “GRUPO III” ..................................... 218
Tabla 6.9. Cálculo de momentos – Diseño “GRUPO I” ................................................ 221
Tabla 6.10. Cálculo de momentos – Diseño “GRUPO II” ............................................. 221
Tabla 6.11. Cálculo de momentos – Diseño “GRUPO III” ........................................... 221
Tabla 6.12. Dimensiones para el diseño del alero inicial ............................................... 227
Tabla 6.13. Calculo del área vástago “a-Estabilidad” ................................................... 230
Tabla 6.14. Cálculo de área vástago “b-Diseño” ........................................................... 230
Tabla 6.15. Calculo de área vástago “a-Estabilidad” .................................................... 232
Tabla 6.16. Calculo de área vástago “b-Diseño” ........................................................... 233
Tabla 6.17. Calculo de Momentos y pesos “a-Estabilidad” .......................................... 234
Tabla 6.18. Análisis de diseño respecto “b-Diseño” ....................................................... 236
Tabla 6.19. Propiedades del elastómero para diferentes durezas ................................ 245
CAPÍTULO 7
Tabla 7.1. Volumen acumulado del terraplén ................................................................ 255
xvi
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ÍNDICE DE FIGURAS
Página
CAPÍTULO 1
Figura 1.1. Ubicación política del proyecto a nivel nacional ............................................ 3
Figura 1.2. Ubicación política del proyecto a nivel departamental y municipal ............. 4
Figura 1.3. Ubicación satelital del área de proyecto .......................................................... 4
CAPÍTULO 2
Figura 2.1. Acceso oeste ........................................................................................................ 9
Figura 2.2. Acceso este .......................................................................................................... 9
Figura 2.3. Mapa clasificación climática según Koppen ................................................. 10
Figura 2.4. Mapa de vegetación ......................................................................................... 13
Figura 2.5. Principales fuentes de agua para consumo, zona valle ................................ 22
Figura 2.6. Principales fuentes de agua para consumo, zona cordillera........................ 22
Figura 2.7. Disposición de servicio sanitario. Urbana rural ........................................... 23
Figura 2.8. Suministro de energía eléctrica. Urbana rural ............................................. 24
CAPÍTULO 3
Figura 3.1. Sección transversal de superestructura......................................................... 29
Figura 3.2. Componentes de estribo .................................................................................. 31
Figura 3.3. Secciones transversales en puentes con vigas de H° P° ................................ 37
Figura 3.4. Campo de tesado – Sistema Pretensado ........................................................ 39
Figura 3.5. Núcleo central .................................................................................................. 39
Figura 3.6. Fabricación de un elemento Postensado........................................................ 40
Figura 3.7. Sistema Postensado ......................................................................................... 41
Figura 3.8. Anclaje Freyssinet ........................................................................................... 42
Figura 3.9. Sistema cono macho y hembra ....................................................................... 42
Figura 3.10. Partes de un gato de tesado .......................................................................... 43
Figura 3.11. Gato hidráulico Freyssinet ........................................................................... 44
Figura 3.12. Detalles de anclajes Freyssinet ..................................................................... 44
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Figura 3.13. Torón .............................................................................................................. 46
Figura 3.14. Vaina metálica ............................................................................................... 47
Figura 3.15. Sistema de anclaje cono hembra y cono macho .......................................... 48
Figura 3.16. Cono hembra ................................................................................................. 48
Figura 3.17. Conos machos ................................................................................................ 49
Figura 3.18. Camión HS-25 ................................................................................................ 53
Figura 3.19. Cargas sobre el barandado ........................................................................... 54
CAPÍTULO 4
Figura 4.1. Puntos tomados en campo .............................................................................. 59
Figura 4.2. Fotografía de los BM’s .................................................................................... 60
Figura 4.3. Topografía de la zona ...................................................................................... 61
Figura 4.4. Ubicación del sector de proyecto.................................................................... 63
Figura 4.5. Trabajo de campo en el sector de proyecto................................................... 64
Figura 4.6. Tamizado de la muestra de suelo ................................................................... 65
Figura 4.7. Pluviómetro ...................................................................................................... 71
Figura 4.8. Pluviógrafo ....................................................................................................... 72
Figura 4.9. Relación lluvia escurrimiento ......................................................................... 83
Figura 4.10. Ubicación estación La Violeta ...................................................................... 84
Figura 4.11. Curvas I-D-F para 100 y 150 años de periodo de retorno ......................... 92
Figura 4.12. Cuenca del rio Khora .................................................................................... 97
Figura 4.13. Parámetros geomorfológicos de la cuenca .................................................. 98
Figura 4.14. Vista satelital de la cuenca de estudio.......................................................... 99
Figura 4.15. Representación de las zonas de contracción y expansión ........................ 104
Figura 4.16. Vista en planta de las secciones importadas del Civil 3D ........................ 105
Figura 4.17. Vista en planta de la sección interpolada .................................................. 105
Figura 4.18. Asignación de condiciones para modelo tipo “Normal Depth” ............... 106
Figura 4.19. Asignación del caudal de diseño ................................................................. 106
Figura 4.20. Isométrico de comportamiento flujo simulado en el cauce ..................... 107
Figura 4.21. Sección transversal en HEC-RAS, Prog. 0+000 ....................................... 107
Figura 4.22. Sección transversal en HEC-RAS, Prog. 0+020 ....................................... 108
x
Descargado por fernado mariscal ([email protected])
lOMoARcPSD|10000677
Figura 4.23. Sección transversal en HEC-RAS, Prog. 0+040 ....................................... 108
Figura 4.24. Sección transversal en HEC-RAS, Prog. 0+060 ....................................... 109
Figura 4.25. Sección transversal en HEC-RAS, Prog. 0+080 ....................................... 109
Figura 4.26. Sección transversal en HEC-RAS, Prog. 0+100 ....................................... 110
Figura 4.27. Resultados del comportamiento del flujo en el eje del camino ............... 111
CAPÍTULO 5
Figura 5.1. Separación entre vigas .................................................................................. 114
Figura 5.2. Resumen, separación de vigas ...................................................................... 116
Figura 5.3. Elección de la viga BPR ................................................................................ 117
Figura 5.4. Cálculo de espesor de la losa ........................................................................ 118
Figura 5.5. Sección transversal de la estructura superior............................................. 119
Figura 5.6. Diagrama del poste ........................................................................................ 120
Figura 5.7. Momento por carga muerta “M CM ” respecto de A .................................... 121
Figura 5.8. Momento por carga viva “𝑴𝑴𝑪𝑪𝑪𝑪 ” respecto de A .......................................... 122
Figura 5.9. Sección transversal y longitudinal de los pasamanos ................................ 125
Figura 5.10. Sección transversal de la acera y cargas ................................................... 127
Figura 5.11. Sección transversal del bordillo ................................................................. 129
Figura 5.12. Vista de perfil de la losa .............................................................................. 134
Figura 5.13. Cargas en sección transversal de losa exterior ......................................... 138
Figura 5.14. Sección transversal de losa exterior .......................................................... 140
Figura 5.15. Vista en planta de los diafragmas .............................................................. 143
Figura 5.16. Carga muerta distribuida debido al diafragma ....................................... 144
Figura 5.17. Reacciones debido al diafragma ................................................................. 144
Figura 5.18. Diagrama de cortantes debido al diafragma ............................................. 145
Figura 5.19. Diagrama de momentos debido al diafragma ........................................... 145
Figura 5.20. Geometría de la viga BPR 11 ..................................................................... 149
Figura 5.21. Eje neutro de viga BPR ............................................................................... 150
Figura 5.22. Geometría de la sección compuesta ........................................................... 152
Figura 5.23. Reacciones debido a la carga muerta del diafragma ............................... 156
Figura 5.24. Reacciones sobre la viga debido al diafragma .......................................... 157
xi
Descargado por fernado mariscal ([email protected])
lOMoARcPSD|10000677
Figura 5.25. Diagrama de cortantes sobre la viga ......................................................... 157
Figura 5.26. Diagrama de cortantes sobre la viga ......................................................... 158
Figura 5.27. Diagrama de momentos sobre la viga ........................................................ 158
Figura 5.28. Cargas de la estructura superior ............................................................... 159
Figura 5.29. Determinación de distancia “x” ................................................................. 161
Figura 5.30. Determinación momento por carga viva ................................................... 162
Figura 5.31. Determinación de cortante por carga viva ................................................ 163
Figura 5.32. Momento por carga equivalente ................................................................ 164
Figura 5.33. Cortante por carga equivalente ................................................................. 164
Figura 5.34. Ecuación de vainas ...................................................................................... 171
Figura 5.35. Determinación de “a”.................................................................................. 177
Figura 5.36. Momentos estáticos de torones .................................................................. 179
Figura 5.37. Cortante absorbido por el Preesfuerzo ..................................................... 184
Figura 5.38. Posición de las vainas .................................................................................. 185
Figura 5.39. Coordenadas de las vainas .......................................................................... 199
CAPÍTULO 6
Figura 6.1. Estribo con aleros .......................................................................................... 203
Figura 6.2. Predimensionamiento del estribo ................................................................. 204
Figura 6.3. Resultado del descenso de cargas (Carga muerta) ..................................... 206
Figura 6.4. Resultados del descenso de cargas (Carga viva) ......................................... 207
Figura 6.5. Sección Transversal de la acera y cargas .................................................... 208
Figura 6.6. Fuerzas actuantes en el estribo para el análisis de estabilidad ................. 208
Figura 6.7. Fuerzas actuantes en el estribo para el análisis de diseño ......................... 209
Figura 6.8. Dimensiones de la baranda ........................................................................... 211
Figura 6.9. Dimensiones de la losa ................................................................................... 211
Figura 6.10. Presiones sobre el suelo ............................................................................... 219
Figura 6.11. Presiones y cargas equivalente sobre el suelo ........................................... 223
Figura 6.12. Predimensionamiento del alero ................................................................. 226
Figura 6.13. Solicitaciones en el alero para el análisis de estabilidad y diseño ........... 228
Figura 6.14. Vista transversal de la zapata 𝑾𝑾𝒁𝒁 .............................................................. 228
xii
Descargado por fernado mariscal ([email protected])
lOMoARcPSD|10000677
Figura 6.15. Vista transversal del vástago 𝑾𝑾𝑩𝑩 ............................................................... 229
Figura 6.16. Vista transversal del relleno posterior 𝑾𝑾𝑹𝑹𝑹𝑹 ............................................. 231
Figura 6.17. Vista transversal relleno anterior 𝑾𝑾𝑹𝑹𝑹𝑹 ..................................................... 232
Figura 6.18. Vista transversal del empuje del terreno E T ............................................. 233
Figura 6.19. Esfuerzos máximo y mínimo en la zapata ................................................. 235
Figura 6.20. Esfuerzos y cargas equivalentes en la zapata............................................ 237
Figura 6.21. Dimensiones del aparato de apoyo ............................................................. 241
Figura 6.22. Comportamiento de deflexión de composturas elastoméricas ................ 244
CAPÍTULO 7
Figura 7.1. Vista en planta del estribo y aleros .............................................................. 250
Figura 7.2. Vista lateral de los estribos izquierdo y derecho ........................................ 251
Figura 7.3. Vista frontal con dimensiones del estribo y aleros ..................................... 251
Figura 7.4. Esquema diafragma exterior ........................................................................ 252
Figura 7.5. Esquema de la viga maciza y viga tipo ........................................................ 253
xiii
Descargado por fernado mariscal ([email protected])
lOMoARcPSD|10000677
ÍNDICE DE ANEXOS
ANEXO – A (LEVANTAMIENTO TOPOGRÁFICO)
ANEXO – B (ESTUDIO GEOTÉCNICO)
ANEXO – C (ESPECIFICACIONES TÉCNICAS)
ANEXO – D (FICHA AMBIENTAL)
ANEXO – E (CRONOGRAMA DE EJECUCIÓN)
ANEXO – F (PLANOS)
xvii
Descargado por fernado mariscal ([email protected])
lOMoARcPSD|10000677
FICHA RESUMEN
GRADO
: LICENCIATURA
TIPO DE TRABAJO
: TRABAJO DIRIGIDO INTERDISCIPLINARIO
FACULTAD
: CIENCIAS Y TECNOLOGÍA
CARRERA
: INGENIERÍA CIVIL
TÍTULO DEL TRABAJO : DISEÑO DE UN PUENTE VEHICULAR DE
HORMIGÓN ARMADO CON VIGAS POSTENSADAS
SOBRE EL RÍO KHORA PARA LA OTB NOR-ESTE
DEL MUNICIPIO DE TIQUIPAYA - COCHABAMBA
AUTORES
: CHACA QUISPIA RUDY GONZALO
ESCOBAR CAMACHO JUAN CARLOS
VILLCA CHOQUE RODRIGO
TUTOR
: ING. M.Sc. ANDRADE UZIEDA MARKO JORGE
RESUMEN: El presente proyecto propone el Diseño de un Puente Vehicular en la OTB
Nor-Este sobre el río Khora del Municipio de Tiquipaya, con una luz de 36 metros de un
solo tramo, con un ancho de calzada de 7.10 metros con 2 carriles de circulación que
beneficiará al desarrollo de actividades productivas e integración regional.
Se observó que el Municipio de Tiquipaya cuenta con pocas alternativas de tránsito en las
vías paralelas a la red fundamental, la cual genera congestionamiento vehicular en horas
pico y actividades de mantenimiento.
Se recopiló y realizó los estudios correspondientes para el diseño del puente, comprendidos
por el levantamiento topográfico, estudio geotécnico, estudio hidrológico e hidráulico.
La superestructura e infraestructura se diseñó con hormigón armado sobre cuatro vigas
Postensadas tipo BPR 11, un espesor de losa de 20 centímetros, con estribos a los extremos,
basados en las normas ACI-05 y AASHTO STANDARD 2002.
La fundación está compuesta de dos estribos con aleros fundados a cuatro metros de
profundidad de la superficie del terreno.
De acuerdo al presupuesto realizado el costo por metro lineal del puente es: 15 647.73 $
(Quince mil seiscientos cuarenta y siete con 73/100 Dólares).
Palabras clave: Diseño, Puente, Viga postensada BPR, Infraestructura, Superestructura,
Estribos, AASHTO Standard 2002.
Descargado por fernado mariscal ([email protected])
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