DISEÑO DE ESTRIBOSIng. LUIS A. CAMPUZANO CASTRO Mg. Sc. 1.- ESTRIBOS Son estructuras que sirven de apoyo extremo al puente y que además de soportar la carga de la superestructura, sirven de contención de los terraplenes de acceso y por consiguiente están sometidos al empuje de tierra. Los estribos como son muros de contención, pueden ser de concreto simple (estribos de gravedad), o de concreto armado (muros en voladizo o con pantalla y contrafuertes). TIPOS DE ESTRIBOS .CONSIDERACIONES GENERALES PARA EL DISEÑO DE ESTRIBOS PREDIMENSIONAMIENTO: a) DE GRAVEDAD (CONCRETO SIMPLE) Estos estribos con macizos que utilizan su propio peso para resistir las fuerzas laterales debido al empuje del terreno y otras cargas. No necesitan refuerzo y son adecuados cuando el terreno es de buena capacidad portante y la altura a cubrir no es superior a 6 metros.2. No son admitidas tracciones en cualquier sección del estribo . PREDIMENSIONAMIENTO DE ESTRIBOS: a) DE GRAVEDAD (CONCRETO SIMPLE) . CONSIDERACIONES GENERALES PARA EL DISEÑO DE ESTRIBOS ANCHO DE CAJUELA: El ancho mínimo de cajuela se determinan eligiendo el mayor de los valores obtenidos entre calcular los máximos desplazamientos o como un porcentaje del ancho empírico de la cajuela N determinada por la ecuación: donde: . CONSIDERACIONES GENERALES PARA EL DISEÑO DE ESTRIBOS ANCHO DE CAJUELA: . CONSIDERACIONES GENERALES PARA EL DISEÑO DE ESTRIBOS PREDIMENSIONAMIENTO: b) EN VOLADIZO (CONCRETO ARMADO) Estos estribos son económicos cuando su altura está entre 4 y 10 metros. Adecuados en la presencia de terrenos de baja capacidad portante y cuando los agregados son escasos o el transporte de los mismos no es económico. . PREDIMENSIONAMIENTO DE ESTRIBOS: b) EN VOLADIZO (CONCRETO ARMADO) . CONSIDERACIONES GENERALES PARA EL DISEÑO DE ESTRIBOS PREDIMENSIONAMIENTO: c) ESTRIBOS CON PANTALLA Y CONTRAFUERTES (CONCRETO ARMADO) En este caso la pantalla vertical no se encuentra en voladizo sino mas bien apoyada en los contrafuertes y el cimiento . PREDIMENSIONAMIENTO DE ESTRIBOS: c) CON PANTALLA Y CONTRAFUERTES (CONCRETO ARMADO) . . compactación. efectos sísmicos.. sobrecarga.3. contenido de agua. pendiente de relleno e inclinación de muro. fluencia lenta del suelo. interacción suelo – estructura.EMPUJE DE SUELO • • • • • EH: Empuje horizontal del suelo ES: Sobrecarga de suelo LS: Sobrecarga viva DD: Fricción negativa Para el empuje de suelo se considera: tipo y densidad de suelo. nivel freático. EMPUJE LATERAL DEL SUELO 3.11.5.1 • Se asumirá que le empuje lateral del suelo es linealmente proporcional a la altura del suelo y se deberá tomar como: . 5.11.EMPUJE LATERAL DEL SUELO 3. siendo H la altura total del muro medida desde la superficie del terreno en el respaldo del muro hasta la parte inferior de la zapata o la parte superior de la plataforma de nivelación (para estructuras de tierra estabilizadas mecánicamente) .1 • Se asumirá que la carga de suelo lateral resultante debida al peso del relleno actúa a una altura igual a H/3 desde la base del muro. Ko 3.11.COEFICIENTE DE EMPUJE LATERAL EN REPOSO.5.2 . Ko 3.2 .COEFICIENTE DE EMPUJE LATERAL EN REPOSO.11.5. 3 . Ka 3.5.11.COEFICIENTE DE EMPUJE LATERAL EN ACTIVO. 5. Ka 3.COEFICIENTE DE EMPUJE LATERAL EN ACTIVO.3 .11. COEFICIENTE DE EMPUJE LATERAL EN ACTIVO. Ka 3.5.3 .11. . . . Kp 3.COEFICIENTE DE EMPUJE LATERAL PASIVO.4 .5.11. . . Kp 3.COEFICIENTE DE EMPUJE LATERAL PASIVO.4 .5.11. 5.11.METODO DEL FLUIDO EQUIVALENTE PARA ESTIMAR EMPUJES LATERALES DE RANKINE 3.5 . 5.METODO DEL FLUIDO EQUIVALENTE PARA ESTIMAR EMPUJES LATERALES DE RANKINE 3.5 .11. 5 .11.5.METODO DEL FLUIDO EQUIVALENTE PARA ESTIMAR EMPUJES LATERALES DE RANKINE 3. . 11.SOBRECARGA VIVA (LS).4 .6. 3. CARGAS DE DISEÑO .4.. . .1 • Los estribos y muros de sostenimiento se deben dimensionar de manera de asegurar su estabilidad contra fallas por vuelco.5.CONSIDERACIONES PARA LA ESTABILIDAD.3.6. 11. deslizamiento y presiones en la base . A. Las fuerzas y momentos que causan vuelco se usan como factores de carga ᵞ máximos (cargas EH y otras). DW. etc. Las fuerzas y momentos que resisten el vuelco se usan con factores de carga ᵞ mínimos (caso de cargas tipo DC. EV.). . VUELCO – Estados Limites de Resistencia y Evento Extremo • Se debe calcular la excentricidad de la resultante alrededor del punto A en la base del estribo. A. VUELCO – Estados Limites de Resistencia y Evento Extremo . 6. Esto es: .3) • El valor de la resistencia factorada al deslizamiento corresponde a una componente friccional actuando a lo largo de la base del estribo y una componente debido a la presión pasiva del terreno actuando en la cara vertical correspondiente.B.3. DESLIZAMIENTO – Estados Limites de Resistencia y Evento Extremo (10. 3.6. DESLIZAMIENTO – Estados Limites de Resistencia y Evento Extremo (10.3) .B. 2) • Se calculan los esfuerzos basados en una distribución uniforme. .C. Hallar la excentricidad e con respecto al punto central de la base del cimiento con las cargas aplicables factoradas. PRESIONES EN LA BASE – Estados Limites de Resistencia y Evento Extremo (11.6.3. en estribos cargados excéntricamente cimentados sobre roca. • METODO DE MEYERHOF: • 1. se supone una distribución de presiones triangular o trapezoidal. C.2) • 2. • Basados en una distribución de presión uniforme actuando en la base (suelo no rocoso). el valor de q es: . Si la estructura está cargada bi-axialmente. Determinar los esfuerzos verticales factorados. el calculo se realiza en ambas direcciones.6. PRESIONES EN LA BASE – Estados Limites de Resistencia y Evento Extremo (11.3. C. PRESIONES EN LA BASE – Estados Limites de Resistencia y Evento Extremo (11.2) • Para suelo rocoso la distribución de presiones es trapezoidal o triangular: .3.6. TERRENO NO ROCOSO . TERRENO ROCOSO . que incluyen factores de carga. PRESIONES EN LA BASE – Estados Limites de Resistencia y Evento Extremo • 3. multiplicado por el factor de resistencia apropiado). Comparar q ó qmax. La capacidad de apoyo factorada (resistencia) debe ser mayor o igual que el esfuerzo de apoyo factorado: . con la capacidad portante del terreno (capacidad última de apoyo para el suelo.C. . . 1 .CONSIDERACIONES SISMICAS APENDICE A11..6. . . . • Considerar un coeficiente sísmico de aceleración horizontal A=0.00m de altura. La fuerza de frenado BR=1.2. ángulo de fricción interna Øf=30°.67 kg/cm² (FS=3).8 Ton/m. • Las cargas verticales provenientes de la superestructura que inciden sobre el estribo son: PDC=12 Ton/m y PDW=1. el suelo es no cohesivo de peso unitario t=1925 kg/m³. .99 ton/m. • El relleno es de 7. capacidad admisible qadm=2.3 y coeficiente de sitio=1.ENUNCIADO DEL PROBLEMA • Diseñar el estribo de concreto armado mostrado para un puente simplemente apoyado de una sola vía. . PREDIMENSIONAMIENTO . PREDIMENSIONAMIENTO . PREDIMENSIONAMIENTO DE LA CAJUELA DEL ESTRIBO . . de longitud CARGAS DC: Peso propio de estribo de concreto armado (DC) .ESTRIBO CON PUENTE CARGAS VERTICALES: Se considera franja de 1 mt..CASO I. ESTRIBO CON PUENTE CARGAS VERTICALES: Se considera franja de 1 mt.CASO I.. de longitud CARGAS DW: Peso propio de carpeta de asfalto . .CASO I.ESTRIBO CON PUENTE CARGAS EV: Peso del terreno . ESTRIBO CON PUENTE CARGAS LL + IM: Carga viva e impacto desde la superestructura CASO I. En este caso para H= 7.60 m.11. Terreno equivalente extendido en 2.75m.. h= 0.ESTRIBO CON PUENTE CARGAS LS: Sobrecarga por carga viva en el terreno Altura equivalente de suelo por S/C (Tabla 3. Del talón del estribo: .00 m.. agregamos una porción equivalente de suelo.CASO I..6.4-1) Por cargas vehiculares actuando sobre el terreno. ESTRIBO CON PUENTE RESUMEN DE CARGAS VERTICALES: .CASO I.. CARGAS HORIZONTALES (Se considera franjas de 1 m. de longitud de estribo) Cálculo del coeficiente de empuje activo (Ka) . CARGAS ACTUANTES: . CARGAS ACTUANTES: . CARGAS ACTUANTES: . CARGAS ACTUANTES: . CARGAS ACTUANTES: . CARGAS ACTUANTES: . A) ESTADOS LIMITES APLICABLES Y COMBINACIONES DE CARGAS . ESTRIBO CON PUENTE CARGAS VERTICALES Vu ESTRIBO CON PUENTE MOMENTO ESTABILIZADOR (POR CARGAS VERTICALES Mvu) ESTRIBO CON PUENTE CARGAS HORIZONTALES Hu ESTRIBO CON PUENTE MOMENTOS DE VUELCO (POR CARGAS HORIZONTALES) MHU . B) CHEQUEO DE ESTABILIDAD Y ESFUERZOS a) Vuelco alrededor del punto «A» Cálculo de emax: . B) CHEQUEO DE ESTABILIDAD Y ESFUERZOS a) Vuelco alrededor del punto «A» Cálculo de emax: . B) CHEQUEO DE ESTABILIDAD Y ESFUERZOS b) Deslizamiento en base del estribo . B) CHEQUEO DE ESTABILIDAD Y ESFUERZOS b) Deslizamiento en base del estribo . B) CHEQUEO DE ESTABILIDAD Y ESFUERZOS b) Deslizamiento en base del estribo . B) CHEQUEO DE ESTABILIDAD Y ESFUERZOS b) Deslizamiento en base del estribo . B) CHEQUEO DE ESTABILIDAD Y ESFUERZOS c) Presiones actuantes en la base del estribo . B) CHEQUEO DE ESTABILIDAD Y ESFUERZOS c) Presiones actuantes en la base del estribo . CASO II..ESTRIBO SIN PUENTE A) ESTADOS LIMITES APLICABLES Y COMBINACIONES DE CARGAS CARGAS VERTICALES Vu . ESTRIBO SIN PUENTE A) ESTADOS LIMITES APLICABLES Y COMBINACIONES DE CARGAS MOMENTO ESTABILIZADOR POR CARGAS VERICALES Mvu ..CASO II. ESTRIBO SIN PUENTE A) ESTADOS LIMITES APLICABLES Y COMBINACIONES DE CARGAS CARGAS HORIZONTALES Hu ..CASO II. .CASO II.ESTRIBO SIN PUENTE A) ESTADOS LIMITES APLICABLES Y COMBINACIONES DE CARGAS MOMENTOS DE VUELCO POR CARGAS HORIZONTALES MHU . ESTRIBO SIN PUENTE B) CHEQUEO DE ESTABILIDAD Y ESFUERZOS a) Vuelco alrededor del punto «A» ..CASO II. ESTRIBO SIN PUENTE B) CHEQUEO DE ESTABILIDAD Y ESFUERZOS b) Deslizamiento en base del estribo .CASO II.. ESTRIBO SIN PUENTE B) CHEQUEO DE ESTABILIDAD Y ESFUERZOS b) Deslizamiento en base del estribo ..CASO II. ESTRIBO SIN PUENTE B) CHEQUEO DE ESTABILIDAD Y ESFUERZOS b) Deslizamiento en base del estribo ..CASO II. CASO II.ESTRIBO SIN PUENTE B) CHEQUEO DE ESTABILIDAD Y ESFUERZOS b) Deslizamiento en base del estribo .. CASO II.ESTRIBO SIN PUENTE B) CHEQUEO DE ESTABILIDAD Y ESFUERZOS b) Deslizamiento en base del estribo .. CASO II.ESTRIBO SIN PUENTE B) CHEQUEO DE ESTABILIDAD Y ESFUERZOS c) Presiones actuantes en la base del estribo .. CALCULO DEL ACERO I) DISEÑO DE PANTALLA . CARGAS EN BASE DE PANTALLA . a) Acero por flexión Momento de diseño en la base de la pantalla . a) Acero por flexión . . . . . . . . CALCULO DEL ACERO 2) DISEÑO DE CIMENTACION . CALCULO DEL ACERO 2) DISEÑO DE CIMENTACION a) Acero parte superior de zapata . CALCULO DEL ACERO 2) DISEÑO DE CIMENTACION a) Acero parte superior de zapata . . . . . . . . . . . GRACIAS .