Universidad de Guayaquil

Facultad de Ciencias Matemáticas y Físicas

Carrera de Ingeniería Civil

PROYECTO DEL PRIMER PARCIAL

GRUPO N°2

TEMA:
DISEÑO ESTRUCTURAL DE LA LOSA DEL TABLERO DE UN
PUENTE

INTEGRANTES:
➢ GUERRERO LABORDA ANTHONY DAVID

➢ JÉRVEZ PINEDA JULIO CÉSAR

➢ MACIAS MACIAS CRISTHOPER JUNIOR

➢ PILLIGUA ARTEAGA GERALDINE INDIRA

➢ RODRIGUEZ MUÑOZ CARLOS VICTOR

ASIGNATURA:
PUENTES

GRUPO:
ICI-S-CO-8-4 2A

DOCENTE:
ING. LINDAO TOMALA PABLO JULIO

CICLO ACADÉMICO
2021-2022 CII (ON-LINE)
Índice
Introducción ........................................................................................................................3
Ejercicio de aplicación...........................................................................................................4
Datos del Tablero .............................................................................................................4
Primera Parte- Predimensionamiento del Tablero. .............................................................4
1. Determinar el ancho total del puente. ....................................................................4
2. Determinar la separación de las vigas y el volado. ...................................................4
3. Determinar el espesor de la losa. ............................................................................5
4. En vigas de hormigón preesforzado existen 6 tipos de vigas indicadas por la .............6
AASHTO, tipo I, II, III, IV, V, VI, de acuerdo con la longitud del puente...............................6
seleccionar que tipo de viga según la AASHTO se puede aplicar en su puente. ..................6
5. Determinar las cantidades y ubicación en planta de los diafragmas. .........................7
6. Dibujar la sección transversal e implantación del puente. ........................................8
Segunda Parte- Predimensionamiento del Tablero..............................................................9
1. Determinar las cargas muertas y vivas que actúan en la losa del tablero de l proyecto.
9
2. Dibuje el esquema estructural de la losa del tablero con sus respectivas cargas. ..... 12
3. Elaborar el modelo estructural en SAP2000 de losa de tablero del puente. ............. 14
4. Determine los máximos momentos que actúan en la losa. ..................................... 23
5. Determine los momentos mayorados en el punto más crítico de la losa.................. 26
 Introducción
Los puentes son elementos principales en las carreteras y sus funciones son
distintas desde unir grandes tramos por la separación de un río, o los viaductos que sirven
para unir caminos separados por terrenos profundos. Estos además se deben construir de
una manera funcional y segura para facilitar el desplazamiento de la población y realizar
labores económicas y sociales. En nuestro país son muchas las condiciones que se deben
tomar en cuenta al momento de analizar y diseñar puentes, la peligrosidad y la
vulnerabilidad sísmica, las cargas que soportan estas estructuras como: cargas vivas,
accidentales, de impacto, etc. El mal diseño de estas cargas producirá daños en el concreto
y el acero.

Las primeras estructuras de los puentes provinieron de la misma naturaleza, tales

como troncos de árboles y piedras. Luego, con el desarrollo de la civilización, también
fue evolucionando su tecnología, que se puede dividir en dos grandes épocas: la era del
arco, desde 2000 AC hasta finales del siglo XVIII, y la Era Contemporánea, que comenzó
con la Revolución Industrial, donde la expansión de los transportes y de las
comunicaciones marcó la necesidad de construir puentes y floreció a partir de la
producción comercial del acero a mediados del siglo XIX. Hoy, la tecnología sigue
evolucionando, en parte por el desarrollo y aplicación de nuevos materiales de menor
peso y mayor resistencia (fibra de carbono, fibra de vidrio y aleaciones metálicas) y, por
otro lado, el desarrollo de técnicas constructivas con equipos especiales de construcción
y montaje (grúas de gran capacidad de carga, equipos de lanzamientos de vigas y dovelas
con sistema de control inteligente, sistemas de encofrados y cimbras autopropulsadas).
 Ejercicio de aplicación
Datos del Tablero
Ancho de Ancho de Separación
Grupo Longitud # Carril
Espaldón Acera de Vigas
2 25,8 3 1,9 1,7 2,7

Considerar:
Ancho de carril: 3,65 m
Ancho de acera: incluye bordillo de barrera

Primera Parte- Predimensionamientos del Tablero.

1. Determinar el ancho total del puente.

Ancho Total del Puente = (Ancho de carril * # carril) + (Ancho de espaldón * 2) +

(Ancho de acera * 2)

𝑨𝒏𝒄𝒉𝒐 𝑻𝒐𝒕. = (3,65 𝑚 ∗ 3 ) + (1,7 𝑚 ∗ 2) + (1,9 𝑚 ∗ 2) = 𝟏𝟖, 𝟏𝟓 𝒎

2. Determinar la separación de las vigas y el volado.

𝑺𝒆𝒑𝒂𝒓𝒂𝒄𝒊ó𝒏 𝒅𝒆 𝒗𝒊𝒈𝒂𝒔 = 2,7 𝑚

𝑨𝒏𝒄𝒉𝒐 𝑻𝒐𝒕. 18,15 𝑚

#𝑽𝒂𝒏𝒐𝒔 = = = 6,72 ≈ 𝟔 𝒗𝒂𝒏𝒐𝒔
𝑺𝒆𝒑𝒂𝒓𝒂𝒄𝒊ó𝒏 𝒅𝒆 𝑽𝒊𝒈𝒂𝒔 2,7

𝑽𝒐𝒍𝒂𝒅𝒐 = 𝑨𝒏𝒄𝒉𝒐 𝑻𝒐𝒕𝒂𝒍 𝒅𝒆𝒍 𝑷𝒖𝒆𝒏𝒕𝒆 − (# 𝒗𝒂𝒏𝒐𝒔 ∗ 𝑺𝒆𝒑𝒂𝒓𝒂𝒄𝒊ó𝒏 𝒅𝒆 𝒗𝒊𝒈𝒂𝒔)

𝑽𝒐𝒍𝒂𝒅𝒐 = 18,15 𝑚 − (6 ∗ 2.7 𝑚)

𝑽𝒐𝒍𝒂𝒅𝒐 = 𝟏, 𝟗𝟓 𝒎
1,95
𝑽𝒐𝒍𝒂𝒅𝒐 𝒆𝒏 𝒄𝒂𝒅𝒂 𝒆𝒙𝒕𝒓𝒆𝒎𝒐 = = 𝟎, 𝟗𝟕𝟓 𝒎
2
 3. Determinar el espesor de la losa.

A partir que el diseño será de una losa de hormigón armado, se determinará el espesor
con la siguiente ecuación para tramos continuos:
(𝑺 + 𝟑𝟎𝟎𝟎)
≥ 𝟏𝟔𝟓 𝒎𝒎
𝟑𝟎

𝑺 = 2,7 𝑚 ≈ 2700 𝑚𝑚

(2700 + 3000)
≥ 𝟏𝟔𝟓 𝒎𝒎
30
190 𝑚𝑚 ≥ 165 𝑚𝑚
𝒉𝒎í𝒏 = 190 𝑚𝑚

Agregar 20 mm para desgaste

𝒉 = 190 𝑚𝑚 + 20 𝑚𝑚
𝒉 = 𝟐𝟏𝟎 𝒎𝒎 ≈ 𝟐𝟏𝒄𝒎
 4. En vigas de hormigón Preesforzado existen 6 tipos de vigas indicadas por la
AASHTO, tipo I, II, III, IV, V, VI, de acuerdo con la longitud del puente
seleccionar que tipo de viga según la AASHTO se puede aplicar en su puente.

𝑳𝒐𝒏𝒈𝒊𝒕𝒖𝒅 𝒅𝒆 𝑷𝒖𝒆𝒏𝒕𝒆 = 25,8 𝑚

Con la siguiente tabla de las Propiedades de la AASHTO para puentes, se podrá

seleccionar un tipo de viga en función de la longitud del puente (Claro).

Tipo H (cm) B1 (cm) B2 (cm) Claro (m) A (cm²)

I 71 40 30 10 a 13 1,743
II 91 45 30 12 a 18 2,325
III 115 56 40 16 a 24 3,629
IV 135 66 50 21 a 30 4,974
V 160 71 107 27 a 36 6,463
VI 183 71 107 33 a 42 6,923

La viga seleccionada es la Viga IV, debido a que la longitud del puente se

encuentra en el rango de 21 a 30 m.
 5. Determinar las cantidades y ubicación en planta de los diafragmas.

𝐿𝑜𝑛𝑔𝑖𝑡𝑢𝑑 𝑑𝑒𝑙 𝑝𝑢𝑒𝑡𝑒

𝑺𝒆𝒑𝒂𝒓𝒂𝒄𝒊ó𝒏 𝒅𝒆 𝒅𝒊𝒂𝒇𝒓𝒂𝒈𝒎𝒂𝒔 =
3

25.8
𝑺𝒆𝒑𝒂𝒓𝒂𝒄𝒊ó𝒏 𝒅𝒆 𝒅𝒊𝒂𝒇𝒓𝒂𝒈𝒎𝒂𝒔 =
3

𝑺𝒆𝒑𝒂𝒓𝒂𝒄𝒊ó𝒏 𝒅𝒆 𝒅𝒊𝒂𝒇𝒓𝒂𝒈𝒎𝒂𝒔 = 8.6𝑚

𝐿𝑜𝑛𝑔𝑖𝑡𝑢𝑑 𝑑𝑒𝑙 𝑝𝑢𝑒𝑛𝑡𝑒

𝑵𝒖𝒎𝒆𝒓𝒐 𝒅𝒆 𝒅𝒊𝒂𝒇𝒓𝒂𝒈𝒎𝒂𝒔 =
𝑆𝑒𝑝𝑎𝑟𝑎𝑐𝑖𝑜𝑛 𝑑𝑒 𝑑𝑖𝑎𝑓𝑟𝑎𝑔𝑚𝑎𝑠

25.8
𝑵𝒖𝒎𝒆𝒓𝒐 𝒅𝒆 𝒅𝒊𝒂𝒇𝒓𝒂𝒈𝒎𝒂𝒔 =
8.6

𝑵𝒖𝒎𝒆𝒓𝒐 𝒅𝒆 𝒅𝒊𝒂𝒇𝒓𝒂𝒈𝒎𝒂𝒔 = 3

Mediante el siguiente calculo se obtuvo que habrá 3 diafragmas cada 8.6m

6. Dibujar la sección transversal e implantación del puente.
Segunda Parte- Predimensionamientos del Tablero.
1. Determinar las cargas muertas y vivas que actúan en la losa del tablero del
proyecto.
Carga Muerta “DC”
✓ Para la Losa:

𝑳𝒐𝒔𝒂 (𝒆) = 21 𝑐𝑚 = 0,21 𝑚

𝜸𝒉 = 2,4 𝑡𝑜𝑛/ 𝑚3

𝒒𝑳𝒐𝒔𝒂 = 0,21 𝑚 ∗ 2,4 𝑡𝑜𝑛/𝑚3

𝒒𝑳𝒐𝒔𝒂 = 0,504 𝑡𝑜𝑛/𝑚²

Analizando para 1m de ancho:

𝒒𝑳𝒐𝒔𝒂 = 0,504 𝑡𝑜𝑛/𝑚² ∗ 1𝑚

𝒒𝑳𝒐𝒔𝒂 = 0,504 𝑡𝑜𝑛/𝑚

∗Para análisis de tramos interiores

✓ Para Volado:

Carga de Acera
𝑳𝒐𝒔𝒂 (𝒆) = 21 𝑐𝑚 = 0,21 𝑚

𝑾𝑨𝑪𝑬𝑹𝑨 = 0,21 𝑚 ∗ 2,4 𝑡𝑜𝑛/𝑚3

𝑾𝑨𝑪𝑬𝑹𝑨 = 0,504 𝑡𝑜𝑛/𝑚²

✓ Carga de la barrera de tráfico

Para barreras metálicas:

𝒒𝒃𝒂𝒓𝒓𝒆𝒓𝒂𝒔 = 0,15 𝑡𝑜𝑛/𝑚
(Considerado a lo largo del puente)

Analizando para 1m de ancho (considerando una carga puntual):

𝑷𝒃𝒂𝒓𝒓𝒆𝒓𝒂𝒔 = 0,15 𝑡𝑜𝑛/𝑚 ∗ 1𝑚

𝑷𝒃𝒂𝒓𝒓𝒆𝒓𝒂𝒔 = 0,15 𝑡𝑜𝑛

Carga de barandas peatonales

 ✓ Para barandas metálicas:
𝒒𝒃𝒂𝒓𝒂𝒏𝒅𝒂𝒔 = 0,10 𝑡𝑜𝑛/𝑚
(Considerado a lo largo del puente)

Analizando para 1m de ancho (considerando una carga puntual):

𝑷𝒃𝒂𝒓𝒂𝒏𝒅𝒂𝒔 = 0,10 𝑡𝑜𝑛/𝑚 ∗ 1𝑚

𝑷𝒃𝒂𝒓𝒓𝒆𝒓𝒂𝒔 = 0,10 𝑡𝑜𝑛

Carga Sobreimpuesta “DW”

✓ Carga de Asfalto

𝑨𝒔𝒇𝒂𝒍𝒕𝒐 (𝒆) = 0,075 𝑚

𝑷𝒆𝒔𝒐 𝒆𝒔𝒑𝒆𝒄í𝒇𝒊𝒄𝒐 = 2,2 𝑡𝑜𝑛/ 𝑚3

𝒒𝑨𝒔𝒇𝒂𝒍𝒕𝒐 = 0,075 𝑚 ∗ 2,2 𝑡𝑜𝑛/𝑚3

𝒒𝑨𝒔𝒇𝒂𝒍𝒕𝒐 = 0,165 𝑡𝑜𝑛/𝑚²

(En la dirección transversal del puente)

Analizando para 1m de ancho:

𝒒𝑨𝒔𝒇𝒂𝒍𝒕𝒐 = 0,165 𝑡𝑜𝑛/𝑚² ∗ 1𝑚

𝒒𝑨𝒔𝒇𝒂𝒍𝒕𝒐 = 0,165 𝑡𝑜𝑛/𝑚

✓ Carga de Servicios: Alumbrado, Agua potable, A. servidas, entre

otras.

𝒒𝑺𝒆𝒓𝒗. = 0,10 𝑡𝑜𝑛/𝑚² ∗ 1𝑚

𝒒𝑺𝒆𝒓𝒗 . = 0,10 𝑡𝑜𝑛/𝑚

 Carga Viva de Peatones

𝒒𝑷𝑳 = 0,36 𝑡𝑜𝑛/𝑚²

Analizando para 1m de ancho:

𝒒𝑷𝑳 = 0,36 𝑡𝑜𝑛/𝑚² ∗ 1𝑚

𝒒𝑷𝑳 = 0,36 𝑡𝑜𝑛/𝑚

2. Dibuje el esquema estructural de la losa del tablero con sus respectivas cargas.

- DEAD DC

- BARRERAS DC

- ASFALTO DW
- SERVICIO DW

- PEATONAL DLL
 3. Elaborar el modelo estructural en SAP2000 de losa de tablero del puente.
Modelo de Elaboración del Modelo Estructural
1. Abrimos el software SAP2000.

2. Verificamos si las unidades están correctas, luego damos clic en File y seleccionamos
New Model.

3. A continuación, aparecerá la ventana de New Model, luego damos clic sobre el cuadro
de Beam.
4. Luego nos abrirá la ventana de Beam en donde marcaremos la casilla de “Use
Custom Grid Spacing and Locate Origin” , seguido a esto daremos clic en Edit
Grid, en esta ventana seleccionaremos dentro de Display Grids as la opción
Spacing.

5. Nos resultará el siguiente modelo estructural

6. Asignamos un nuevo material, en este caso será hormigón con un f’c= 3500
Ton/m2
7. Creamos la sección de la losa, con un espesor e=21 cm.
8. Definimos los patrones de carga a utilizar
9. Agregaremos los casos de carga CARGA DW y CARGA DC

- CARGA DW

- CARGA DC

10. Asignamos las cargas puntuales y distribuidas:

- DEAD DC
- BARRERAS DC

- ASFALTO DW

- SERVICIO DW

- PEATONAL DLL
- Seleccionamos el tipo de análisis y los casos a tomar en cuenta
11. Gráfica de momentos para cada patrón/caso de carga

- DEAD DC

- BARRERAS DC

- ASFALTO DW

- SERVICIO DW

- PEATONAL DLL
- CASO DE CARGA “CARGA DC”

- CASO DE CARGA “CARGA DW”

4. Determine los máximos momentos que actúan en la losa.

Momentos para Carga Muerta “DC”

Max. Momento Negativo

= 0.31 ton-m

Max. Momento Positivo

= 0.16 ton-m
 Momentos por Carga Sobreimpuesta “DW”

Max. Momento Negativo

= 0.18 ton-m

Max. Momento Positivo

= 0.11 ton-m
Momentos por Carga Viva Peatonal “PL”

Max. Momento Negativo

= 0.17 ton-m
Carga Viva Vehicular
Para determinar los momentos por Carga Viva se usó la tabla A4-1 de la norma
AASHTO 2017.

Momento Máximo Positivo

𝑺 = 2,7 𝑚 ≈ 2700 𝑚𝑚
𝑴𝒑𝒐𝒔𝑳𝑳 = 28120 𝑁 − 𝑚𝑚 ≈ 2,812 𝑡𝑜𝑛 − 𝑚

Momento Máximo Negativo

Se determina el momento a la distancia de bf/4 del apoyo. Si bf= 40cm, entonces el
momento seria a una distancia de 10cm 𝑀𝑛𝑒𝑔𝐿𝐿 ,optamos por el valor a una distancia de
7,5 cm.
𝑴𝒏𝒆𝒈𝑳𝑳 = 26920 𝑁 − 𝑚𝑚 ≈ 2,6920 𝑡𝑜𝑛 − 𝑚
5. Determine los momentos mayorados en el punto más crítico de la losa.

Estado Limite de Resistencia I

𝑴𝒖 = 𝒏 [𝟏, 𝟐𝟓 𝑴𝑫𝑪 + 𝟏, 𝟓𝟎 𝑴𝑫𝑾 + 𝟏, 𝟕𝟓 𝑴𝑳𝑳+𝑰𝑴+𝑷𝑳 ]

𝒏= 1

Momento Negativo en Apoyo Interior.

𝑴𝑫𝑪 = 0,31 𝑡𝑜𝑛 − 𝑚
𝑴𝑫𝑾 = 0,18 𝑡𝑜𝑛 − 𝑚
𝑴𝑳𝑳 = 2,692 𝑡𝑜𝑛 − 𝑚

𝑴𝒖 = 𝒏 [𝟏, 𝟐𝟓 𝑴𝑫𝑪 + 𝟏, 𝟓𝟎 𝑴𝑫𝑾 + 𝟏, 𝟕𝟓 𝑴𝑳𝑳+𝑰𝑴+𝑷𝑳 ]

𝑴𝒖 = [1,25 ∗ 0.31 + 1,50 ∗ 0.18 + 1,75 ∗ 2,692]
𝑴𝒖 = 5,369 𝑡𝑜𝑛 − 𝑚

Momento Positivo en Tramo Interior.

𝑴𝑫𝑪 = 0,16 𝑡𝑜𝑛 − 𝑚
𝑴𝑫𝑾 = 0,11 𝑡𝑜𝑛 − 𝑚
𝑴𝑳𝑳 = 2,812 𝑡𝑜𝑛 − 𝑚
𝑴𝒖 = 𝒏 [𝟏, 𝟐𝟓 𝑴𝑫𝑪 + 𝟏, 𝟓𝟎 𝑴𝑫𝑾 + 𝟏, 𝟕𝟓 𝑴𝑳𝑳+𝑰𝑴+𝑷𝑳 ]
𝑴𝒖 = [1,25 ∗ 0,16 + 1,50 ∗ 0,11 + 1,75 ∗ 2,812]
𝑴𝒖 = 𝟓, 𝟐𝟖𝟔 𝒕𝒐𝒏 − 𝒎

Momento Negativo en el Volado.

𝑴𝑫𝑪 = 0,58 𝑡𝑜𝑛 − 𝑚
𝑴𝑫𝑾 = 0,05 𝑡𝑜𝑛 − 𝑚
𝑴𝑷𝑳 = 0,17 𝑡𝑜𝑛 − 𝑚

𝑴𝒖 = 𝒏 [𝟏, 𝟐𝟓 𝑴𝑫𝑪 + 𝟏, 𝟓𝟎 𝑴𝑫𝑾 + 𝟏, 𝟕𝟓 𝑴𝑳𝑳+𝑰𝑴+𝑷𝑳 ]

𝑴𝒖 = [1,25 ∗ 0,58 + 1,50 ∗ 0,05 + 1,75 ∗ 0,17]
𝑴𝒖 = 𝟏, 𝟎𝟗𝟖 𝒕𝒐𝒏 − 𝒎