Carga Viva vehicular HL 93 PDF

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TIPO DE CARGA AASHTO...

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UNIVERSIDAD TECNICA DE AMBATO ASIGNATURA: PUENTES METALICOS NORMATIVA: AASHTO LRFD 2017

DOCENTE:

CARGA VIVA VEHICULAR La carga viva con la cual se diseñará el puente corresponde a la HL-93, compuesta por: Camión de diseño:

Pc = 7.27 t

4.27m

1.80

4.27 a 9.14m

(1.83m)

4.27m

4.27 a 9.14m

0.5

2 Pc

2 Pc

0.25 Pc

Pc

Pc

1,80 (1,83m)

0.25 Pc

Pc 4.27m

Pc 4.27 a 9.14m

Tandem de diseño:

Pt = 5.669

1.22m

1.80

(1.83m)

Ing. Luis Maya A.

1.22m

2 Pt

2 Pt

Pt

Pt

1,80

Pt

(1.83m)

Pt

1.22m

Carga de Carril de diseño:

(Carga Uniforme)

w(LL) = 0,952 t/m

w(LL) = 0,952 t/m

3,00m (3,05m)

w(LL) = 0,952 t/m

Camión de diseño (para Estado Límite: Fatiga):

Pc = 7.27 t

4.27m

9.14m

1.80 (1.83m)

4.27m

0.5 Pc

9.14m

2 Pc

2 Pc

Pc

Pc

0.25 Pc

1,80m (1.83m)

0.25 Pc

Pc

4.27m

Pc

9.14m

APLICACIÓN DE LA CARGA VIVA VEHICULAR DE DISEÑO CASO 1: - Tandem más la carga de carril de diseño:

2 Pt

2 Pt

11,338 t

11,338 t 1.22m

w(LL) = 0,952 t/m

x

(L-x) L

CASO 2: - Camión de diseño más la carga de carril de diseño:

2 Pc

2 Pc

14,54 t

14,54 t

0.5 Pc 3,635 t

4.27 a 9.14m

4.27m w(LL) = 0,952 t/m

x

(L-x)

L

CASO 3: - Camiones de diseño más la carga de carril de diseño:

2 Pc 14,54

2 Pc 14,54

2 Pc 14,54

0.5 Pc 3,635

4.27m

2 Pc 14,54

0.5 Pc 3,635

15,24m

4.27m

4.27m

4.27m

w(LL) = 0,952

x

(L1 - x) L1

L2

Nota: Tanto los carriles de diseño, como el ancho cargado de 3.00m (3.05m) de cada carril se deberán ubicar de manera que se produzcan las solicitaciones máximas, tal como se muestra en las siguientes figuras: Figura 1: 3,65

3,65

3,05

3,05

1,83

0,60

0,60

1,83

Figura 2:

3,65

3,65

3,05 0,60

1,83

3,05 1,22

0,60

1,83

APLICACIÓN DE LA CARGA VIVA VEHICULAR - POSICIONES A CONSIDERAR - EN VIGA SIMPLEMENTE APOYADA: 1. Camión de diseño:

Pc = 7.27 t a. Posición 1: a.1. Corte y Momento

2 Pc

2 Pc 0.5 Pc 4.27m

4.27m

x

(L-x) L

b. Posición 2: b.1. Momento (No corte)

2 Pc

2 Pc

0.5 Pc 4.27m

4.27m

x

(L-x)

L

2. Tandem:

Pt = 5.669 a. Posición: a.1 Corte y Momento:

2 Pt

2 Pt 1.22m

x

(L-x) L

3. Carga de Carril de diseño:

(Carga uniforme)

w(LL) = 0,952 t/m a. Momento:

w(LL) = 0,952 t/m

x

(L-x) L

b. Corte:

w(LL) = 0,952 t/m

x

(L-x) L

EJERCICIO DE APLICACIÓN 1: - Determinar los valores de momentos y cortes por carga viva más impacto por vía, de acuerdo con la norma AASHTO LRFD, en la abscisa " x " y conforme a los siguientes datos: Datos Generales: - Geometría L= x=

40,000 m 12,000 m

Longitud del puente Abscisa a considerar para el cálculo

- Carga Viva 1. Camión de diseño: Pr (c) = 7,270 t sEJES (C) = 4,270 m s'EJES (C) = 1,800 m

Carga de rueda del camión de diseño Separación entre cada eje transversal (3 ejes) Separación entre los ejes longitudinales (2 ejes)

2. Tándem: Pr (t) = sEJES (t) =

5,669 t 1,220 m

Carga de rueda del tándem Separación entre cada eje transversal (2 ejes)

s'EJES (t) =

1,800 m

Separación entre los ejes longitudinales (2 ejes)

3. Carril de diseño: wLL =

0,952 t/m

Carga del carril de diseño

a(LL) =

3,000 m

Ancho de la carga de carril de diseño

Procedimiento: 1. Carril de diseño: Datos: wLL = 0,952 t/m a(LL) = 3,000 m a. Momento:

w = 0,952 t/m

x =12,000

(L-x) =28,000 L=

40,000

Ri Ri = Ri = Mx = Mx =

wL 2 19,040 t wx (L-x) 2 159,936 t-m

b. Corte:

w=

x = 12,000

0,952 t/m

(L-x) =28,000

L=

40,000

Ri = Vx Vx = Vx =

w ( L - x )2 2L 9,330 t

2. Carga de Tandem: Datos: Pr (t) = 5,669 t Pt = 5,669 t 2 Pt = 11,338 t sEJES (t) = 1,22 m s'EJES (t) = 1,80 m

Carga de rueda del tándem Carga de rueda del tándem Carga de eje del tándem Separación entre cada eje transversal (2 ejes) Separación entre los ejes longitudinales (2 ejes)

a. Corte y Momento:

R = 4 Pt 0,61

0,61

2 Pt 11,338

2 Pt 11,338 1,22

x = 12,000

(L-x) = 28,000 L = 40,000

Ri = Vx R=

Peso total del Tandem

(L - x) - 0.61 L (L - x) - 0.61 L

Ri = Vx =

R *

Ri = Vx =

4 Pt *

Ri = Vx =

15,527 t 15,527 t

Mx = Mx =

Ri * x 186,329 t-m

3. Camión de diseño: Datos: Pr (c) = 7,27 t Pc = 7,27 t 0,5 Pc = 3,635 t 2 Pc = 14,54 t sEJES (C) = 4,27 m s'EJES (C) =

4,00 Pt

Carga de rueda del camión de diseño Carga de rueda del camión de diseño Carga de eje del camión de diseño (eje delantero) Carga de eje del camión de diseño (ejes traseros) Separación entre cada eje transversal (3 ejes)

1,80 m

Separación entre los ejes longitudinales (2 ejes)

3.1. Posición 1: a. Corte y Momento:

R = 4,5 Pc (L - x) - 2,847

2,847 2,847

1,423

2 Pc 14,54

2 Pc 14,54 0.5 Pc 3,635 4,27

x = 12,000

4,27

(L-x) = 28,000 L = 40,000

Ri = Vx

R=

4,50 Pc

Ri = Vx =

R *

Ri = Vx =

4,50 Pc *

Ri = Ri = Vx =

Peso total del camión

(L - x) - 2,847 L (L - x) - 2,847 L

2,830 Pc 20,572 t 20,572 t

Mx = Mx =

Ri * x 246,864 t-m

3.2. Posición 2: a. Momento (No corte)

R = 4,5 Pc (L - x) - 1,423

1,423 1,423

2,847

2 Pc 14,54

0.5 Pc

2 Pc 14,54

3,635 4,27

x=

4,27

12,000

(L-x) =

L=

28,000

40,000

Ri

R=

4,50 Pc

Ri =

R *

Ri =

4,50 Pc *

Peso total del camión

(L - x) - 1,423 L (L - x) - 1,423 L

Ri = Ri =

2,990 Pc 21,737 t

Mx = Mx =

Ri * x - 0,5 * Pc * 4.27 245,319 t-m

4. Incremento por Efecto de Carga Dinámica (Impacto) [ IM ]: IM = IM =

33% 1,33

Incremento por Efecto de Carga Dinámica (Impacto) (Se debe tomar en cuenta únicamente en el Camión de diseño y en el Tandem)

5. Resultados obtenidos: Datos: L= x=

40,00 m 12,00 m

Longitud del puente Abscisa a considerar para el cálculo

a. Momentos: Abscisa x (m) 12,00 Mcv+IM = Mcv+IM =

(L-x) (m) 28,00

Carril de diseño (t-m) 159,936

159,936 + 246,864*1,33 488,265 t-m

Tandem (t-m) 186,329

Camión de diseño Pos 1 (t-m) 246,864

Pos 2 (t-m) 245,319

Momento mayor (t-m) 246,864

Momento de carga vehicular+IM (por vía)

b. Cortes:

Abscisa x (m) 12,00 Vcv+IM = Vcv+IM =

(L-x) (m) 28,00

Carril de diseño (t) 9,330

9,33 + 20,572*1,33 36,690 t

Tandem (t) 15,527

Camión de diseño Pos 1 (t) 20,572

Corte mayor (t) 20,572

Corte de carga vehicular+IM (por vía)

Vcv + IM (vía) (t) 36,690

Mcv + IM (vía) (t-m) 488,265

EJERCICIO DE APLICACIÓN 2: - Determinar los valores de momentos y cortes por carga viva más impacto por vía, de acuerdo con la norma AASHTO LRFD, en la abscisa " x= L/2 " y conforme a los siguientes datos: Datos Generales: - Geometría LTOTAL = Lc = L= x=

35,000 m

Longitud del puente

34,400 m 34,400 m 17,200 m

Longitud de cálculo del puente Longitud de cálculo del puente Abscisa a considerar para el cálculo

- Carga Viva 1. Camión de diseño: Pr (c) = 7,270 t sEJES (C) = 4,270 m s'EJES (C) = 1,800 m

Carga de rueda del camión de diseño Separación entre cada eje transversal (3 ejes) Separación entre los ejes longitudinales (2 ejes)

2. Tándem: Pr (t) = sEJES (t) =

5,669 t 1,220 m

Carga de rueda del tándem Separación entre cada eje transversal (2 ejes)

s'EJES (t) =

1,800 m

Separación entre los ejes longitudinales (2 ejes)

3. Carril de diseño: wLL =

0,952 t/m

Carga del carril de diseño

a(LL) =

3,000 m

Ancho de la carga de carril de diseño

Procedimiento: 1. Carril de diseño: Datos: wLL = 0,952 t/m a(LL) = 3,000 m a. Momento:

w = 0,952 t/m

x = 17,200

(L-x) =17,200 L=

34,400

Ri wL 2 16,374 t

Ri = Ri =

wx (L-x) 2 140,820 t-m

Mx = Mx =

b. Corte:

w = 0,952 t/m

x=

17,200

(L-x) =17,200

L=

34,400

Ri = Vx Vx = Vx =

w ( L - x )2 2L 4,094 t

2. Carga de Tandem: Datos: Pr (t) = 5,669 t Pt = 5,669 t 2 Pt = 11,338 t sEJES (t) = 1,22 m s'EJES (t) = 1,80 m

Carga de rueda del tándem Carga de rueda del tándem Carga de eje del tándem Separación entre cada eje transversal (2 ejes) Separación entre los ejes longitudinales (2 ejes)

a. Corte y Momento:

R = 4 Pt 0,61

0,61

2 Pt

2 Pt

11,338

11,338 1,22

x=

17,200

(L-x) = 17,200 L=

34,400

Ri = Vx R=

4,00 Pt (L - x) - 0.61 L (L - x) - 0.61 L

Ri = Vx =

R *

Ri = Vx =

4 Pt *

Ri = Vx =

10,936 t 10,936 t

Mx = Mx =

Peso total del Tandem

Ri * x 188,097 t-m

3. Camión de diseño: Datos: Pr (c) = 7,27 t Pc = 7,27 t 0,5 Pc = 3,635 t 2 Pc = 14,54 t sEJES (C) = 4,27 m s'EJES (C) = 1,80 m

Carga de rueda del camión de diseño Carga de rueda del camión de diseño Carga de eje del camión de diseño (eje delantero) Carga de eje del camión de diseño (ejes traseros) Separación entre cada eje transversal (3 ejes) Separación entre los ejes longitudinales (2 ejes)

3.1. Posición 1: a. Corte y Momento:

R = 4,5 Pc (L - x) - 2,847

2,847 2,847

1,423

2 Pc 14,54

2 Pc 14,54 0.5 Pc 3,635 4,27

x=

17,200

4,27

(L-x) = 17,200 L = 34,400

Ri = Vx

R=

4,50 Pc

Ri = Vx =

R *

Ri = Vx =

4,50 Pc *

Ri = Ri = Vx =

Peso total del camión

(L - x) - 2,847 L (L - x) - 2,847 L

1,878 Pc 13,650 t 13,650 t

Mx = Mx =

Ri * x 234,779 t-m

3.2. Posición 2: a. Momento (No corte)

R = 4,5 Pc (L - x) - 1,423

1,423 1,423

2,847

2 Pc 14,54

2 Pc 14,54

0.5 Pc 3,635 4,27

x=

4,27

17,200

(L-x) = 17,200 L = 34,400

Ri

R=

4,50 Pc

Ri =

R *

Ri =

4,50 Pc *

Peso total del camión

(L - x) - 1,423 L (L - x) - 1,423 L

Ri = Ri =

2,064 Pc 15,004 t

Mx = Mx =

Ri * x - 0,5 * Pc * 4.27 242,551 t-m

4. Incremento por Efecto de Carga Dinámica (Impacto) [ IM ]: IM = IM =

33% 1,33

Incremento por Efecto de Carga Dinámica (Impacto) (Se debe tomar en cuenta únicamente en el Camión de diseño y en el Tandem)

5. Resultados obtenidos: Datos: L= x=

34,40 m 17,20 m

Longitud de cálculo del puente Abscisa a considerar para el cálculo

a. Momentos: Abscisa x (m) 17,20

(L-x) (m) 17,20

Carril de diseño (t-m) 140,820

Tandem (t-m) 188,097

Camión de diseño Pos 1 (t-m) 234,779

Pos 2 (t-m) 242,551

Momento mayor (t-m) 242,551

a.1. Momento de Carga viva vehicular + IM (por vía): Mcv+IM = Mcv+IM =

140,82 + 242,551*1,33 463,412 t-m

Momento de carga vehicular+IM (por vía)

a.2. Momento de Carga viva vehicular + IM (por viga): Mcv+IM = gm =

gm * [ Mcv+IM (por vía) ] 0,794

Momento de carga vehicular+IM (por viga) Factor de distribución para MOMENTO

Mcv+IM = Mcv+IM =

0,794 * 463,412 367,949 t-m

Momento de carga vehicular+IM (por viga)

b. Cortes:

Abscisa x (m) 17,20

(L-x) (m) 17,20

Carril de diseño (t) 4,094

Tandem (t) 10,936

Camión de diseño Pos 1 (t) 13,650

Corte mayor (t) 13,650

b.1. Corte de Carga viva vehicular + IM (por vía): Vcv+IM = Vcv+IM =

4,094 + 13,65*1,33 22,248 t

Corte de carga vehicular+IM (por vía)

b.2. Corte de Carga viva vehicular + IM (por viga): Vcv+IM = gv =

gv * [ Vcv+IM (por vía) ] 1,063

Corte de carga vehicular+IM (por viga) Factor de distribución para CORTE

Vcv+IM = Vcv+IM =

1,063 * 22,248 23,650 t

Corte de carga vehicular+IM (por viga)

Vcv + IM (vía) (t) 22,248

Mcv + IM (vía) (t-m) 463,412...