DISEÑO ESTRUCTURAL DE UN PUENTE COLGANTE PROYECTO: PUENTE COLGANTE PUCACHUPA UBICACIÓN: SAN ANTON CARACTERISTICAS DE LA MADERA ESTRUCTURAL GRUPO Esfuerzo adm. (Kg/cm2) DENSIDAD FLEXION CORTE ( Kg/m3 ) A 210 15 750 B 150 12 650 C 100 5 450 DATOS A INGRESAR PARA EL DISEÑO Longitud del puente LP= 125.13 m, Sobrecarga máxima (Kg/ m2) SC= 150 Kg/m² Equivalente a: 37.5 Ton / Todo el puente Factor de impacto (25% AL 50%) Fi = 0.25 Separación entre largeros (eje a eje) SL= 0.65 m, Separación entre vigas (eje a eje) SV= 2.00 m, Ancho máximo del puente (tablero) AP= 2.00 m, Madera del grupo estructural ( A; B; C )= B N° de vigas de amarre en torre de suspension 2 CALCULO DE LA FLECHA DEL CABLE (Fc) Fc1= 9.65% LP= 12.08 Fc = 12.075045m Fc2= 8.00% LP= 10.01 Fc= 12.08 CALCULO DE LA CONTRA FLECHA DEL CABLE (Cf) Cf = 0.83 (2/3 % luz) Cf = 0.83 mts CALCULO DE LA ALTURA DE LA TORRRE DE SUSPENSION Fc= 12.0750 ALTURA DE COLUMNA DE SUSPENSION= 16.41 m 1.00 2.50 CL a) DISEÑO DEL ENTABLADO Sección de madera asumida: HE =1.5 ALTURA (HE)= 1.5 " BE =8 BASE (BE)= 8 " 2.00 m S=BE*HE^2/6 S= 49.1700 cm3 R=2*BE*HE/3 R= 51.600 cm2 WE (peso por unidad de longitud) WE= 5.03 Kg/m MCPE (momento por carga permanente del entablado) MCPE=WE*SL^2/8 MCPE= 26.577 Kg-cm MSCE (momento por sobre carga del entablado) MSCE=S/C*BE*6*(1+Fi)*SL^2/8 MSCE= 1207.3 Kg-cm Mser=MCPE + MSCE Mser= 1233.9 kg-cm 1233.9 kg-cm VCPE (cortante por carga permanente del entablado) VCPE=WE*SL/2 VCPE= 1.6 Kg
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DISEÑO ESTRUCTURAL DE UN PUENTE COLGANTE
PROYECTO: PUENTE COLGANTE PUCACHUPAUBICACIÓN: SAN ANTON
CARACTERISTICAS DE LA MADERA ESTRUCTURAL
GRUPO Esfuerzo adm. (Kg/cm2) DENSIDAD FLEXION CORTE ( Kg/m3 )
A 210 15 750 B 150 12 650 C 100 5 450
DATOS A INGRESAR PARA EL DISEÑO
Longitud del puente LP= 125.13 m,Sobrecarga máxima (Kg/ m2) SC= 150 Kg/m² Equivalente a: 37.5 Ton / Todo el puenteFactor de impacto (25% AL 50%) Fi = 0.25Separación entre largeros (eje a eje) SL= 0.65 m,Separación entre vigas (eje a eje) SV= 2.00 m,Ancho máximo del puente (tablero) AP= 2.00 m,Madera del grupo estructural ( A; B; C )= BN° de vigas de amarre en torre de suspension 2
CALCULO DE LA FLECHA DEL CABLE (Fc)
Fc1= 9.65% LP= 12.08 Fc = 12.075045mFc2= 8.00% LP= 10.01
Fc= 12.08
CALCULO DE LA CONTRA FLECHA DEL CABLE (Cf)
Cf = 0.83 (2/3 % luz) Cf = 0.83 mts
CALCULO DE LA ALTURA DE LA TORRRE DE SUSPENSION
Fc= 12.075045m
ALTURA DE COLUMNA DE SUSPENSION= 16.41 m
1.00
2.50 CL
a) DISEÑO DEL ENTABLADO
Sección de madera asumida: HE =1.5
ALTURA (HE)= 1.5 " BE =8 BASE (BE)= 8 " 2.00 m
S=BE*HE^2/6 S= 49.1700 cm3
R=2*BE*HE/3 R= 51.600 cm2
WE (peso por unidad de longitud)WE= 5.03 Kg/m
MCPE (momento por carga permanente del entablado)MCPE=WE*SL^2/8 MCPE= 26.577 Kg-cm
MSCE (momento por sobre carga del entablado)MSCE=S/C*BE*6*(1+Fi)*SL^2/8 MSCE= 1207.3 Kg-cm
Mser=MCPE + MSCEMser= 1233.9 kg-cm
1233.9 kg-cm
VCPE (cortante por carga permanente del entablado)VCPE=WE*SL/2 VCPE= 1.6 Kg
DISEÑO ESTRUCTURAL DE UN PUENTE COLGANTE
PROYECTO: PUENTE COLGANTE PUCACHUPAUBICACIÓN: SAN ANTON
VSCE (cortante por sobre carga del entablado)VSCE=S/C*BE*6*(1+Fi)*SL/2 VSCE= 74.3 Kg
75.9 kgVser=VCPE + VSCE
Vser= 75.9 Kg
75.9 kg
ESFUERZOS MAXIMOS ACTUANTES
ESFUERZO A FLEXION => E flex = Mser/S E flex= 25.094 kg/cm2 < 150.0 kg/cm2 OK !
ESFUERZO A CORTE => E cort = Vser/R E cort= 1.47152 kg/cm2 < 12.0 kg/cm2 OK !
b) DISEÑO DEL LARGERO
Sección de madera asumida:
HL =4 ALTURA (HL)= 4 "
BASE (BL)= 4 " BL =4
3.0 m
S=BL*HL^2/6 S= 174.8 cm3
R=2*BL*HL/3 R= 68.8 cm2
Peso por unidad de longitud del entablado = 16.1 kg/mPeso por unidad de longitud del largero = 6.7 kg/mPeso por unidad de longitud de clavos y otros = 3.0 kg/mPeso por unidad de sobrecarga S/C( 1+ Fi ) = 121.9 kg/m
WL= 148.0 kg/m2m
MCSL (momento por carga de servicio del largero)MCSL=WL*SV^2/8 MCSL= 7400.0 Kg-cm
7400.0 Kg-cm
VCSL (cortante por carga servicio del largero) 148.0 KgVCSL=WL*SV/2 VCSL= 148.0 Kg
148.0 Kg
ESFUERZOS MAXIMOS ACTUANTES
ESFUERZO A FLEXION => E flex = Mser/S E flex= 42.3 kg/cm2 < 150.0 kg/cm2 OK !
ESFUERZO A CORTE => E cort = Vser/R E cort= 2.15 kg/cm2 < 12.0 kg/cm2 OK !
c) DISEÑO DE VIGUETAS
Sección de madera asumida:
HL = 7 ALTURA (HL)= 7 "
BASE (BL)= 5 " BL = 5
3.0 m
S=BL*HL^2/6 S= 669.3 cm3
R=2*BL*HL/3 R= 150.5 cm2
DISEÑO ESTRUCTURAL DE UN PUENTE COLGANTE
PROYECTO: PUENTE COLGANTE PUCACHUPAUBICACIÓN: SAN ANTON
Peso por unidad de longitud del entablado = 49.5 kg/mPeso por unidad de longitud del largero = 27.4 kg/mPeso por unidad de longitud de viguetas = 14.7 kg/mPeso por unidad de longitud de clavos, pernos y otros = 15.0 kg/mPeso por unidad de sobrecarga S/C( 1+ Fi ) = 375.0 kg/m
WL= 482.0 kg/m
MCSL (momento por carga de servicio del largero)MCSL=WL*AP^2/8 MCSL= 24100.0 Kg-cm
24100 Kg-cm
VCSL (cortante por carga servicio del largero) 482.0 KgVCSL=WL*AP/2 VCSL= 482.0 Kg
482.0 kg
ESFUERZOS MAXIMOS ACTUANTES
ESFUERZO A FLEXION => E flex = Mser/S E flex= 36.0 kg/cm2 < 150.0 kg/cm2 OK !
ESFUERZO A CORTE => E cort = Vser/R E cort= 3.20 kg/cm2 < 12.0 kg/cm2 OK !
d) DISEÑO DE PENDOLAS(transversal al transito)
Peso por unidad de longitud del entablado = 49.5 kg/mPeso por unidad de longitud del largero = 27.4 kg/mPeso por unidad de longitud de viguetas = 14.7 kg/mPeso / longitud de clavos, pernos y abrazadera inferior = 20.0 kg/mPeso / long.de grapas inf.,cable secundario y pendolas = 20.0 kg/mPeso por unidad de sobrecarga S/C( 1+ Fi ) = 375.0 kg/m
SE ADOPTARA CABLE DE 5/8 1/4 " TIPO BOA ( 6x19 ) ó As= Tension a la rotura / pendola = 1.429 cm2
VARIILA LISA DE 5/8 " Fadm,
e) DISEÑO DE CABLES PRINCIPALES(paralelo al transito)
Peso por unidad de longitud del entablado = 49.5 kg/mPeso por unidad de longitud del largero = 27.4 kg/mPeso por unidad de longitud de viguetas = 35.2 kg/mPeso total de clavos, pernos y abrazadera inferior = 20.0 kg/mPeso total de grapas inf.,cable secundario y pendolas = 10.0 kg/mPeso total de abrazadera sup,grapa sup,cable principal = 20.0 kg/mPeso total de barandas y otros(var.3/8",alambres,etc) = 25.0 kg/mPeso por unidad de sobrecarga S/C( 1+ Fi ) = 375 kg/m
WL= 562.0 kg/m
Pvi (Peso por unidad de longitud por efecto de viento )Pvi =0.005*0.7*velocidad viento^2*ancho del puente
Pvi= 47.3 kg/m
DISEÑO ESTRUCTURAL DE UN PUENTE COLGANTE
PROYECTO: PUENTE COLGANTE PUCACHUPAUBICACIÓN: SAN ANTON
Psis (Peso por unidad de longitud por efecto de sismo )Psis =0.18*Peso de servicio (zona tipo 2)
Psis= 101.2 kg/m
(Peso por unidad de longitud maxima) Wmax= 710.5 kg/m
Mmax.ser (Momento maximo por servicio)Mmax.ser=Wmax*luz puente^2/8)
Mmax.ser= 1390.6 Ton-m
Tmax.ser (Tension maxima de servicio)Tmax.ser=Mmax.ser / flecha cable
Tmax.ser= 115.2 Ton (HORIZONTAL)
Tmax.ser= 124.0 Ton (REAL)
Factor de seguridad a la tension (2 -5)= 3
Tmax.rot (Tension maxima a la rotura)Tmax.rotr=Mmax.ser * Fac.seguridad
Tmax.rot= 345.5 Ton
Tmax.rot/banda= 173 Ton
¿ NUMERO DE CABLES PRINCIPALES POR BANDA? 2
Tmax.rot/cable (Tension maxima a la rotura por cable)
Tmax.rot / cable= 87 Ton
Tmax.ser / cable= 31 Ton ( DATO DE COMPARACION )
DIAMETROS TIPO BOA (6x19) Pulg, Peso (Kg/m) Rotura (Ton)