Modelación de puente segmental en CSiBridge

 Estructuras que proporcionan una vía de paso.
 Tienen que contar por lo menos, con un carril para
circulación del tráfico.
 Debe tener un claro, medido a lo largo del centro de la vía,
que exceda de 6.00 metros entre los apoyos.
PUENTE

ELEMENTOS DE UN PUENTE
VigaDiafragma
Barandas
Calzada
Aceras

 Se usan por su rigidez economia, apariencia,
resitencia torsional. Las vigas cajón tambien pueden
apoyarse en pilas y columnas esbeltas.
PUENTE VIGA CAJÓN

 La armadura es pasiva
 Adelantarse a las acciones que van a actuar sobre la
estructura con unas contra-acciones.
HORMIGÓN PRE-ESFORZADOS
Zona de
tensado

 La sección transversal es un cajón, mono o
multicelular, donde en la parte superior
existen voladizos.
VIGAS CAJÓN

PILAS CAJÓN
• Son los apoyos intermedios de los puentes y
están constituidos por el sistema de
fundación, el cuerpo de la pila y el cabezal de
apoyo.

 Carga muerta de elementos estructurales y
elementos no estructurales unidos.
 Carga muerta de superficie de revestimiento y
accesorios.
 La carga viva se refiere a toda la carga vehicular o
peatonal que circule por el puente
CARGAS

 Cargas de vehículos
 Cargas debidas al peso de los vehículos
 Cargas de Peatones
CARGA MÓVIL

LANES
• Número de lineas o rutas que se planea usar
para cruzar el puente.
• El ancho típico de una línea de tráfico es 3.05
m.

DATOS GEOMÉTRICOS
1.
DATOS GENERALES.
1.1 GEOMETRÍA DEL PUENTE.
Longitud total LT 300,0 m
Longitud entre tramos
Tramo 1-2 Lt1 75,0 m
Tramo 2-3 Lt2 150,0 m
Tramo 3-4 Lt3 75,0 m
Ancho de la calzada Ae 12,2 m
Ancho de vereda Av 1,4 m
Ancho total At 15,0 m
Pendiente longitudinal Pl 0,5 %
Pendiente transversal Pt 2,0 %
Capa de rodadura Ecr 0,05 m
Altura de losa de hormigón Alh 0,35 m
1.2 MATERIALES.
Hormigón tablero F’c 300 kg/cm2
Tendones Fy 17232,23 kg/cm2
Módulo de elasticidad acero Ee 2,00E6 kg/cm2
Módulo elasticidad de hormigón Es 2,08E5 kg/cm2
1.3 NORMAS DE DISEÑO.
AASHTO LRFD 2007

DISEÑO DE PUENTES 2013
1 Décimo “B”
MODELACIÓN DE UN PUENTE SEGMENTAL UTILIZANDO EL SOFTWARE
CSiBRIDGE v15
DATOS:
 f’c=300Kg/cm2
(Para superestructura, pilas, pasamanos y adicionales).
PROCESO DE MODELACIÓN:
Nota: Las secciones encerradas en los recuadros rojos son las partes a modificar en la
modelación del presente puente.
1. Abrir el programa con el ícono.
2. Definir las unidades con las que se va a trabajar (Kgf, m, C).
3. Crear un nuevo modelo en la opción NEW.

2 Décimo “B”
4. Crear la nueva línea de diseño en la pestaña LAYOUT  AÑADIR NUEVA LINEA DE
DISEÑO y los datos a ingresar es la longitud total del puente (L=300 m y G=0,50%).
5. Definir los materiales con los que se pretende trabajar, en la pestaña COMPONENTS 
TYPE  MATERIAL PROPERTIES  CREAR UN NUEVO MATERIAL, como se detalla
en las imágenes siguientes.
Nota: El cálculo del módulo de elasticidad se realiza con la siguiente formula:
√
Para que éste sea más eficiente.
√
Recordar que el módulo de Poison es 0,15 y el Peso Volumétrico del Hormigón es 2410Kg/m3
.

3 Décimo “B”
6. Definir las secciones a emplear en la modelación, en la pestaña COMPONENTS  TYPE 
FRAME SECTION  CREAR UNA NUEVA SECCIÓN, como se detalla a continuación.
VIGAS CABEZALES

4 Décimo “B”

5 Décimo “B”
COLUMNAS CAJÓN

6 Décimo “B”
BASES

7 Décimo “B”
PILA CON SECCIÓN VARIABLE

8 Décimo “B”

9 Décimo “B”
7. Diseñar el tablero, en la pestaña COMPONENTS  ITEM de la Superestructura  DECK
SECTIONS  CREAR UNA NUEVA SECCIÓN DEL TABLERO, como se detalla a
continuación:
Item Value
General Data
Bridge Section Name TABLERO CAJON
Material Property HORMIGON 300
Number of Interior Girders 0

10 Décimo “B”
Total Width 15
Total Depth 3
Left Exterior Girder Bottom Offset (L3) 0,2
Right Exterior Girder Bottom Offset (L4) 0,2
Keep Girders Vertical When Superelevate? (Area & Solid Models) No
Slab and Girder Thickness
Top Slab Thickness (t1) 0,35
Bottom Slab Thickness (t2) 0,4
Exterior Girder Thickness (t3) 0,4
Fillet Horizontal Dimension Data
f1 Horizontal Dimension 0,46
Fillet Vertical Dimension Data
f1 Vertical Dimension 0,15
Left Overhang Data
Left Overhang Length (L1) 4
Left Overhang Outer Thickness (t5) 0,35
Right Overhang Data
Right Overhang Length (L2) 4
Right Overhang Outer Thickness (t6) 0,35
Live Load Curb Locations
Distance To Inside Edge of Left Live Load Curb 0,
Distance To Inside Edge of Right Live Load Curb 0,
Distance To Centerline of Median Live Load Curb 0,
Width of Median Live Load Curb 0,
Insertion Point Location
Offset X From Reference Point To Insertion Point 0,
Offset Y From Reference Point To Insertion Point 0,
Design Data
Top Slab Cut Line Distance (From Top of Section) 0,605
Bottom Slab Cut Line Distance (From Bottom of Section) 0,355

11 Décimo “B”
Quedando la sección definida de la siguiente manera:
8. Diseñar los diafragmas, en la pestaña COMPONENTS  opción ITEM de la Superestructura
 DIAPHRAGMS  CREAR UN NUEVO DIAFRAGMA, como se detalla a
continuación:
Nota: El 0,3 es el espesor del diafragma en metros impuesto para dicho puente.

12 Décimo “B”
9. Definir la variación paramétrica del tablero en COMPONENTS  ITEM de la
Superestructura  PARAMETRIC VARIATIONS  AÑADIR UNA NUEVA
VARIACIÓN PARAMÉTRICA AL PUENTE, como se detalla a continuación:

13 Décimo “B”

14 Décimo “B”
10. Diseñar los apoyos del puente, en la pestaña COMPONENTS  ITEM de la infraestructura
 BEARINGS  CREAR UN NUEVO APOYO, como se detalla a continuación:
Nota: En el apoyo móvil se libera el U3 que se refiere a la traslación a lo largo de la línea de
diseño permitiendo de esta manera el movimiento del puente en esta dirección ya que este es el
apoyo móvil, mientras que en el apoyo 1 que es el fijo donde todo se encuentra restringido.
11. Diseñar la pila del puente, en la pestaña COMPONENTS  ITEM de la infraestructura 
BENTS  CREAR LA NUEVA PILA, como se detalla a continuación:
PILA CENTRAL

15 Décimo “B”
PILA LATERAL

16 Décimo “B”
Nota: Se escoge la opción MODIFY/SHOW COLUM DATA… para crear la pila de sección
variable como columna (elemento FRAME).
12. Crear el objeto puente en la pestaña BRIDGE  CREAR EL NUEVO OBJETO PUENTE y
dividir a la línea de diseño en vanos en vista de que el puente tiene tres tableros con
dimensiones distintas.

17 Décimo “B”
Nota: Para crear los nuevos vanos se debe poner un nombre nuevo al vano (SPAN1) y la longitud
de éste.
13. Realizar un UPDATE para ensamblar el objeto puente, en la pestaña BRIDGE.
VISTA DEL OBJETO PUENTE ENSAMBLADO

18 Décimo “B”
14. Seleccionar los tipos de vehículos que se estima que sean parte de la carga móvil del puente,
en la pestaña LOAD  TYPE  VEHICLES  AÑADIR NUEVO VEHÍCULO como se
detalla a continuación.

19 Décimo “B”
15. Crear el CONVOY de carga con los tipos de vehículos añadidos en la opción anterior, en la
pestaña LOAD  TYPE  VEHICLE CLASSES  AÑADIR NUEVO CONVOY como se
detalla a continuación.
16. Definir los patrones de carga a emplearse, en la pestaña LOAD  LOAD PATTERNS 
como se detalla a continuación.

20 Décimo “B”
17. Asignar los datos y posición de las cargas sobrepuestas según sea el caso como puntual, lineal
o área, en la pestaña LOAD  TYPE  como se detalla a continuación:
Carga Puntual
Carga Lineal

21 Décimo “B”
Carga como Área

22 Décimo “B”
18. Asignar las cargas, en la pestaña BRIDGE  LOAD de acuerdo al tipo de carga (como
puntual, lineal o área) como se detalla a continuación:
Carga puntual

23 Décimo “B”
Carga lineal
Carga como área

24 Décimo “B”
19. Modificar para que se muestren los vanos de sección variable en el objeto puente en la
pestaña BRIDGE  SPANS como se muestra a continuación:

25 Décimo “B”

26 Décimo “B”
20. Insertar los diafragmas y las pilas laterales en los apoyos del puente en la pestaña BRIDGE
 SUPPORTS  ABUTMENS como se detalla a continuación:

27 Décimo “B”
21. Ajustar la altura a los que se encuentran los links en las pilas centrales teniendo en cuanta la
variación más grande de los vanos en la pestaña BRIDGE  SUPPORTS  BENTS como
se detalla a continuación:

28 Décimo “B”
PUENTE ASIGNADO LAS PILAS LATERALES

29 Décimo “B”
22. Añadir la carga de pretensado del puente en la pestaña BRIDGE  PRESTRESS TENDONS
así:

30 Décimo “B”
F = 500 KIPS = 6,452*10-3
m2
A = 10 IN = 226796,2 Kgf

31 Décimo “B”

32 Décimo “B”
23. Diseñar los carriles en la pestaña LAYOUT  AÑADIR NUEVO CARRIL, para lo cual se
realizó un cálculo previo así:
A = Ancho libre de la vía (15m).

33 Décimo “B”

34 Décimo “B”
Nota: Para el tercer carril el desplazamiento desde el centro será negativo.
24. Insertar la carga móvil, en la pestaña ANALYSIS  TYPE  MOVING LOAD  CREAR
NUEVA como se detalla a continuación:

35 Décimo “B”
25. Realizar el análisis del objeto puente en la pestaña ANALYSIS  RUN ANALYSIS así:
Nota: No considerar el caso modal ya que no es un análisis dinámico.
26. Obtener los valores de cortante y momento en la pestaña HOME  MOSTRAR LAS
FUERZAS Y ESFUERZOS DE LA SUPERESTRUCUTRA DEL PUENTE

36 Décimo “B”
CÁLCULOS TÍPICOS
CARGA DE POSTES
Datos:
Postes de hormigón armado.
Peso específico (W) = 2410Kg/m3
e = 0,25m
a = 0,25m
h = 0,90m

37 Décimo “B”
CARGA DE TUBOS
Datos:
Postes de acero.
9,63Kg/m
Φ = 4”
e=4mm
CARGA DE ACERAS
Datos:
Aceras de hormigón armado.
Peso específico (W) = 2410Kg/m3
e = 0,12m
a = 1,40m
L = 300m
CARGA DE ASFALTO

38 Décimo “B”
Datos:
Peso específico del asfalto (W) = 1300Kg/m3
e = 0,05m
CARGA PEATONAL
12,20m
6,10m 6,10m

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