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PUENTES II. PRÁCTICA Nº4. PUENTES ARCO. PUENTES II. PROCESOS CONSTRUCTIVOS Construcción con cimbra sobre andamiajes. Avance en voladizo con rigidización por tirantes. Construcción del arco con voladizos compensados. Construcción del arco apoyado sobre el tablero.
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PUENTES II • PRÁCTICA Nº4. PUENTES ARCO
PUENTES II • PROCESOS CONSTRUCTIVOS • Construcción con cimbra sobre andamiajes. • Avance en voladizo con rigidización por tirantes. • Construcción del arco con voladizos compensados. • Construcción del arco apoyado sobre el tablero. • Construcción del arco con estabilización por tirantes. • Prefabricación de semiarcos y colocación directa.
PUENTES II • Enunciado • En las figuras adjuntas aparece el modelo estructural de un puente en arco de tablero superior de 15m de anchura. Todos los elementos de la estructura son metálicos, excepto el tablero que está constituido por unas losas prefabricadas de hormigón de 30 cm de espesor. • Los arranques del arco y de la primera pila se consideran empotrados y los extremos de los vanos de aproximación están apoyados permitiéndose el movimiento longitudinal del tablero. • Las secciones de los diferentes elementos barra que modelan la estructura son: • Perfil en cajón de 1.2 · 0.5 m2 para el arco. • Perfil en cajón de 0.5 · 0.25 m2 para las barras horizontales que arriostran el arco. • Perfil en cajón de 0.7 · 0.4 m2 para las vigas longitudinales del tablero. • Perfil en cajón de 0.4 · 0.2 m2 para las vigas transversales del tablero. • Perfil en cajón cuadrado de 0.5 m de lado para las barras situadas entre el tablero y el arco. • Todos ellos de 0.025 m de espesor.
PUENTES II El puente se va a construir progresando desde ambos extremos de forma simétrica, y para rigidizar la estructura durante la construcción se va a disponer un tirante provisional entre el tablero y el arco en cada uno de los tramos. Además se plantea la posibilidad de introducir un tirante trasero tal y como se muestra en la figura. Las características elásticas y físicas de los materiales son: Acero estructural: Acero de tirantes: Hormigón:
PUENTES II • Se desea: • Suponiendo que hay la siguiente combinación de cargas: • Peso propio. • Losas de hormigón asumiendo que cargan sobre las vigas longitudinales. • Una grúa de 200 kN que se supone distribuida entre dos cargas de 120 kN y 80 kN en los nudos frontales en cada fase de cota z = 0. • Dimensionar los tirantes en cada una de las 4 fases de construcción con la condición de que el movimiento vertical de la sección frontal no supere respectivamente la proporción de 1/2000, 1/1500, 1/1000, 1/750 de la luz del voladizo. • Realizar el cálculo anterior en teoría no lineal. Comentar si existen diferencias entre ambos cálculos. • Realizar el cálculo anterior en teoría no lineal teniendo en cuenta el proceso constructivo. Comparar los resultados con los obtenidos en los apartados anteriores. • 4) Una vez construido totalmente el puente, calcularlo para una combinación de acciones compuesta por el peso propio, las losas de hormigón y una sobrecarga de uso de 4 kN/m2 en el tablero y un par de cargas de 500 kN y 100 kN en los nudos centrales. Realizar este cálculo en teoría lineal, no lineal y teniendo en cuenta el proceso constructivo.
PUENTES II • MODELO ESTRUCTURAL
PUENTES II • PUENTE SOBRE EL EMBALSE DE RICOBAYO
PUENTES II • PUENTE SOBRE EL EMBALSE DE RICOBAYO
PUENTES II Apartados 1 Y 2 • Limitaciones de flecha:
PUENTES II Apartados 1 Y 2 D I M E N S I O N A D O D E T I R A N T E S • FASE 1 • NO CUMPLE 1=5 cm • NO CUMPLE • SIN PRETENSAR =10 cm • NO CUMPLE 1=5 cm • SIN PRETENSAR
PUENTES II Apartados 1 Y 2 D I M E N S I O N A D O D E T I R A N T E S • FASE 1 =10 cm 1=5 cm • CUMPLE
PUENTES II Apartados 1 Y 2 D I M E N S I O N A D O D E T I R A N T E S • FASE 2 =10 cm 1=5 cm • NO CUMPLE =10 cm 2=5 cm 1=5 cm • CUMPLE
PUENTES II Apartados 1 Y 2 D I M E N S I O N A D O D E T I R A N T E S • FASE 3 =10 cm 2=5 cm 1=5 cm • NO CUMPLE 3=5 cm =10 cm 2=5 cm 1=5 cm • CUMPLE (hay poco margen) 3=5 cm =10 cm 2=5 cm 1=5 cm • CUMPLE
PUENTES II Apartados 1 Y 2 D I M E N S I O N A D O D E T I R A N T E S • FASE 4 =10 cm 3=5 cm 2=5 cm 1=5 cm • NO CUMPLE 4=5 cm =10 cm 3=5 cm 2=5 cm 1=5 cm • El cable nº1 • aparece descargado • NO CUMPLE 4=5 cm 3=5 cm =10 cm 2=5 cm • CUMPLE
PUENTES II Apartados 1 Y 2 • FASE 4 (atención a los cables que entran en compresión) • Cable a compresión • A. Lineal • A. No Lineal
PUENTES II Apartado 3 • CÁLCULO NO LINEAL TENIENDO EN CUENTA EL PROCESO CONSTRUCTIVO • FASE 1
PUENTES II Apartado 3 • CÁLCULO NO LINEAL TENIENDO EN CUENTA EL PROCESO CONSTRUCTIVO • FASE 2 • CAMBIAR EL PRETENSADO
PUENTES II Apartado 3 • CÁLCULO NO LINEAL TENIENDO EN CUENTA EL PROCESO CONSTRUCTIVO • FASE 3 • CAMBIAR EL PRETENSADO
PUENTES II Apartado 3 • CÁLCULO NO LINEAL TENIENDO EN CUENTA EL PROCESO CONSTRUCTIVO • FASE 4 • CAMBIAR EL PRETENSADO
PUENTES II • RESUMEN DE RESULTADOS (flechas durante la construcción)
PUENTES II • ESFUERZOS SOBRE EL ARCO AXILES (fase 1) T T1 T T T1 T1 A1 A1 A1 NL+ Proceso constructivo Análisis No Lineal Análisis Lineal Máx axil A1= -408.53 KN Axil T = 358.95 KN Axil T1= 405.73 KN Máx axil A1= -408.68 KN Axil T = 359.01 KN Axil T1= 405.70 KN Máx axil A1= -408.18 KN Axil T = 361.53 KN Axil T1= 405.39 KN
PUENTES II • ESFUERZOS SOBRE EL ARCO AXILES (fase 2) T T T2 T2 T1 T1 T T2 T1 A2 A2 A2 A1 A1 A1 NL+ Proceso constructivo Análisis No Lineal Análisis Lineal Máx axil A1 = -1353.67 KN Máx axil A2 = -504.32 KN Axil T = 982.27 KN Axil T1= 647.18 KN Axil T2 = 563.31 KN Máx axil A1 = -1377.76 KN Máx axil A2 = -459.42 KN Axil T = 938.45 KN Axil T1= 639.07 KN Axil T2 = 519.93 KN Máx axil A1 = -1379.28 KN Máx axil A2 =-459.35 KN Axil T = 984.83 KN Axil T1= 637.24 KN Axil T2 = 546.46 KN
PUENTES II • ESFUERZOS SOBRE EL ARCO AXILES (fase 3) T3 T3 T3 T2 T2 T2 T T1 T1 A3 T T1 A3 T A3 A2 A2 A2 A1 A1 A1 NL+ Proceso constructivo Análisis Lineal Análisis No Lineal Máx axil A1 = -2720.68 KN Máx axil A2 = -1746.21 KN Máx axil A3 = -766.86 KN Axil T = 2044.99 KN Axil T1 = 534.59 KN Axil T2 = 836.53 KN Axil T3 = 825.56 KN Máx axil A1 = -2742.75 KN Máx axil A2 = -1730.20 KN Máx axil A3 = -713.91 KN Axil T = 2047.53 KN Axil T1 = 525.24 KN Axil T2 = 863.17 KN Axil T3 = 659.92 KN Máx axil A1 = -2744.95 KN Máx axil A2 = -1731.58 KN Máx axil A3 = -713.92 KN Axil T = 2046.98 KN Axil T1 = 522.75 KN Axil T2 = 860.28 KN Axil T3 = 659.17 KN
PUENTES II • ESFUERZOS SOBRE EL ARCO AXILES (fase 4) T4 T4 T4 T2 T3 T2 T3 T3 A4 A4 T2 T T A3 A4 A3 A3 T A2 A2 A2 A1 A1 A1 NL+ Proceso constructivo Análisis Lineal Análisis No Lineal Máx axil A1 = -4447.15 KN Máx axil A2 = -3322.17 KN Máx axil A3 = -2081.15KN Máx axil A4 = -387.45 KN Axil T = 4730.63 KN Axil T2 = 1163.59 KN Axil T3 = 1638.43 KN Axil T4 = 1622.50 KN Máx axil A1 = -4634.02 KN Máx axil A2 = -3614.65 KN Máx axil A3 = -2569.60 KN Máx axil A4 = -1101.55 KN Axil T = 3768.401 KN Axil T2 = 859.79 KN Axil T3 = 1263.55 KN Axil T4 = 1169.63 KN Máx axil A1 = -4639.81 KN Máx axil A2 = -3613.09 KN Máx axil A3 = -2569.91 KN Máx axil A4 = -1101.39 KN Axil T = 3770.71 KN Axil T2 = 862.29 KN Axil T3 = 1262.46 KN Axil T4 = 1169.05 KN
PUENTES II Apartado 4 • PUENTE COMPLETO (flecha) • Análisis lineal
PUENTES II Apartado 4 • PUENTE COMPLETO (flecha) • Análisis no lineal
PUENTES II Apartado 4 • PUENTE COMPLETO (flecha) • Análisis no lineal teniendo en cuenta el proceso constructivo
PUENTES II Apartado 4 • PUENTE COMPLETO (esfuerzos) • Análisis lineal -7006.704 KN 4446.39 KN·m 7706.48 KN·m
PUENTES II Apartado 4 • PUENTE COMPLETO (esfuerzos) • Análisis no lineal -7046.763 KN 4793.21 KN·m 8319.35 KN·m
PUENTES II Apartado 4 • PUENTE COMPLETO (esfuerzos) • Análisis no lineal + procedimiento constructivo -7018.32 KN 5356.56 KN·m 8230.59 KN·m
PUENTES II Apartado 4 • Etapas constructivas consideradas:
PUENTES II Apartado 4 • PUENTE COMPLETO • Evolución del axiles durante la construcción.
PUENTES II Apartado 4 • PUENTE COMPLETO • - Resultados durante la construcción y puesta en servicio. Ux (nudo superior de 1ª pila) Rz empotramiento del arco Rx empotramiento del arco Axil barra arranque del arco
PUENTES II Apartado 4 • PUENTE COMPLETO Ux (nudo superior de 1ª pila)
PUENTES II Apartado 4 • PUENTE COMPLETO Ux (nudo superior de 1ª pila)