ICIV-ROQ-YES-2021.pdf

UNIVERSIDAD NACIONAL DE PIURA
FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL
TESIS
“ANÁLISIS COMPARATIVO DE COSTOS DE UN PUENTE
VEHICULAR DE 30.00 M DE LUZ USANDO VIGAS DE CONCRETO
ARMADO, CONCRETO PRESFORZADO Y ACERO ESTRUCTURAL”
Presentada por:
BR. IRVIN LUIGGI ROQUE YESQUÉN
PARA OPTAR EL TÍTULO PROFESIONAL DE
INGENIERO CIVIL
Línea de investigación:
INGENIERÍA CIVIL, ARQUITECTURA Y URBANISMO
Sub línea de investigación
ESTRUCTURAS
Piura, Perú
2021

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INDICE
INTRODUCCIÓN........................................................................................................................ 7
I. ASPECTOS DE LA PROBLEMÁTICA....................................................................................... 9
1.1 DESCRIPCIÓN DE LA REALIDAD PROBLEMÁTICA.................................................................9
1.2 FORMULACIÓN Y PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA DE INVESTIGACIÓN..........................9
1.3 JUSTIFICACIÓN E IMPORTANCIA DE LA INVESTIGACIÓN ..................................................10
1.4 OBJETIVOS........................................................................................................................11
1.4.1 Objetivo General ......................................................................................................11
1.4.2 Objetivos Específicos ................................................................................................11
II. MARCO TEÓRICO............................................................................................................. 11
2.1 ANTECEDENTES DE LA INVESTIGACIÓN............................................................................11
2.1.1 Internacional ............................................................................................................11
2.1.2 Nacional....................................................................................................................12
2.2 BASES TEÓRICAS...............................................................................................................13
2.2.1 Concreto armado......................................................................................................13
2.2.2 Concreto presforzado...............................................................................................14
2.2.3 Acero estructural......................................................................................................15
2.2.4 Presupuesto de obra ................................................................................................17
2.3 HIPOTESIS.........................................................................................................................17
2.3.1 Hipótesis General .....................................................................................................17
2.3.2 Hipótesis Especificas.................................................................................................17
2.4 DEFINICIÓN DE VARIABLES...............................................................................................18
2.4.1 Variable independiente ............................................................................................18
2.4.2 Variables dependientes ............................................................................................18
III. MARCO METODOLÓGICO ................................................................................................ 18
3.1 ENFOQUE..........................................................................................................................18
3.2 DISEÑO .............................................................................................................................18
3.3 NIVEL................................................................................................................................18
3.4 TIPO..................................................................................................................................19
3.5 MÉTODOS Y PROCEDIMIENTOS........................................................................................19
IV. RESULTADOS Y DISCUCION .............................................................................................. 20
4.1 RESULTADOS ....................................................................................................................20

6
4.1.1 DESARROLLO DE PUENTE USANDO ACERO ESTRUCTURAL.......................................20
4.1.2 DESARROLLO DE PUENTE USANDO CONCRETO ARMADO........................................22
4.1.3 DESARROLLO DE PUENTE USANDO CONCRETO POSTENSADO.................................24
4.2 DISCUSION........................................................................................................................26
4.2.1 COMPARACION ECONOMICA ENTRE LAS ALTERNATIVAS PROPUESTAS...................26
CONCLUSIONES. ..................................................................................................................... 34
RECOMENDACIONES............................................................................................................... 35
V. ASPECTOS ADMINISTRATIVOS ......................................................................................... 36
5.1 CRONOGRAMAS DE ACTIVIDADES....................................................................................36
5.2 PRESUPUESTO ..................................................................................................................37
5.3 FINANCIAMIENTO.............................................................................................................37
VI. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ........................................................................................ 37
ANEXOS.................................................................................................................................. 39
SUSTENTO DE METRADOS............................................................................................................40
ANALISIS DE PRECIOS UNITARIOS.................................................................................................41
RELACION DE INSUMOS ...............................................................................................................42
MEMORIAS DE CALCULO..............................................................................................................45
PLANOS ESTRUCTURALES EN ACERO ESTRUCTURAL..................................................................125
PLANOS ESTRUCTURALES EN CONCRETO ARMADO...................................................................126
PLANOS ESTRUCTURALES EN CONCRETO POSTENSADO............................................................127
MATRIZ GENERAL DE CONSISTENCIA .........................................................................................128

7
INTRODUCCIÓN
Los puentes son obras civiles complejas, los cuales requieren el estudio de diversos
parámetros de diseño y condiciones de sitios, evaluando los resultados obtenidos para la
elección del tipo de puente que resulte más adecuado, tomando en cuenta su estética, su
seguridad y su economía. Dependiendo del uso que se les dé a esta clase de estructuras,
algunos de ellos reciben nombres particulares como acueductos; cuando se emplean para la
conducción del agua; viaductos, si soportan el paso de carreteras o líneas férreas; o pasarelas,
si están destinados exclusivamente a la circulación de personas.
En la actualidad el diseño de puentes se encuentra ampliamente documentada por normas
internacionales que han sido usadas durante muchos años, destacando entre estos reglamentos
las Especificaciones de diseño AASHTO LRFD (Estado Unidos de Norteamérica); la cual se
ha mostrado como base para la elaboración del Manual de Diseño de Puentes del Ministerio
de Transportes y Comunicaciones (MTC – DGCF), el mismo que brinda las pautas necesarias
para el planeamiento, el análisis y diseño de puentes vehiculares; constituyéndose de esta
manera en un documento de carácter normativo, que rige a nivel nacional y es de
cumplimiento obligatorio. En esta normativa también se ha incluido un capítulo detallando
las disposiciones constructivas, el cual es un compendio de las especificaciones importantes
del campo de la construcción de puentes; en donde se mencionan los pasos a seguir para la
ejecución de superestructuras dependiendo del material resistente. Sin embargo, los
lineamientos técnicos que muestra este manual, no se proporcionan los criterios adecuados
para la opción más económica a desarrollar en una propuesta estructural de un puente
vehicular de luces típicas.
A pesar de lo antes descrito se puede encontrar bibliografía para la elección de los materiales
y sistemas estructurales que se pueden utilizar dependiendo de la luz del puente. Sin embargo,
ninguna documentación muestra un criterio de elección de los diferentes sistemas
estructurales basado en factores económicos, como el presupuesto de obra (costo total de
obra), quedando este proceso de evaluación y elección a experiencia del profesional
responsable.
Por consiguiente, en el presente trabajo de investigación pretende realizar el diseño de las
distintas propuestas para un puente vehicular de 30.00m usando concreto armado, concreto
presforzado y acero estructural para determinar el costo total de obra y el tiempo de ejecución
de los diferentes proyectos, obteniendo una base científica que respalde los criterios de
elección de los diferentes sistemas estructurales que se presentan en bibliografías referentes
al tópico de estudio, hablando en términos económicos, siendo consciente que este aspecto
tiene que ser consecuente con los factores técnicos del mismo.

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ABSTRACT
Bridges are complex civil works, which require the study of various design parameters and
site conditions, evaluating the results obtained for choosing the most suitable type of bridge,
taking into account its aesthetics, safety and economy. Depending on the use given to this
class of structures, some of them receive particular names such as aqueducts; when they are
used for the conduction of water; viaducts, if they support the passage of roads or rail lines;
or walkways, if they are intended exclusively for the movement of people.
At present, the design of bridges is widely documented by international standards that have
been used for many years, highlighting among these regulations the AASHTO LRFD (United
State of North America) Design Specifications; which has been shown as the basis for the
elaboration of the Bridge Design Manual of the Ministry of Transport and Communications
(MTC - DGCF), which provides the necessary guidelines for the planning, analysis and
design of vehicular bridges; thus becoming a normative document, which governs at the
national level and is mandatory. This regulation has also included a chapter detailing the
construction provisions, which is a compendium of the important specifications in the field
of bridge construction; where the steps to follow for the execution of superstructures are
mentioned depending on the resistant material. However, the technical guidelines shown in
this manual do not provide adequate criteria for the most economical option to be developed
in a structural proposal of a typical lights vehicular bridge.
Despite the aforementioned, bibliography can be found for the choice of materials and
structural systems that can be used depending on the span of the bridge. However, no
documentation shows a criterion for choosing the different structural systems based on
economic factors, such as the work budget (total cost of work), leaving this evaluation and
choice process to the experience of the responsible professional.
Therefore, in this research work, the aim is to design the different proposals for a 30.00m
vehicular bridge using reinforced concrete, prestressed concrete and structural steel to
determine the total cost of the work and the execution time of the different projects. obtaining
a scientific basis that supports the criteria for choosing the different structural systems that
are presented in bibliographies referring to the topic of study, speaking in economic terms,
being aware that this aspect has to be consistent with the technical factors of the same.

9
I. ASPECTOS DE LA PROBLEMÁTICA
1.1 DESCRIPCIÓN DE LA REALIDAD PROBLEMÁTICA
En la actualidad el diseño de puentes se encuentra bastamente documentada por normas
internacionales que han sido usadas durante muchos años como son las Normas DIN
(Alemania), la Norma Francesa, la Norma Británica, el Eurocódigo (Unión Europea) y las
Especificaciones de diseño AASHTO LRFD (Estado Unidos de Norteamérica) (Seminario,
2004) ; y en esta última normativa se basa el Manual de Diseño de Puentes del Ministerio de
Transportes y Comunicaciones (MTC – DGCF), el mismo que brinda las pautas necesarias
para el planeamiento, el análisis y diseño de puentes vehiculares; constituyéndose de esta
manera en un documento de carácter normativo, que rige a nivel nacional y es de
cumplimiento obligatorio.
En este manual, en su Capítulo 2 se describen de forma detallada todos los parámetros de
diseño para la concepción estructural de un puente vehicular, como lo son los elementos del
proyecto, consideraciones generales del proyecto, cargas y factores de carga, especificaciones
técnicas de los materiales; así también como los distintos metodologías para el análisis
estructural, verificación de la seguridad de la estructura, el diseño de la cimentación y de la
superestructura (Ministerio de Transportes y Comunicaciones [MTC], 2018). En cada caso
mencionado se especifican los requisitos mínimos, quedando a criterio del ingeniero
estructural utilizar los límites más estrictos o complementar estas especificaciones en lo que
resulte pertinente.
Además, en esta normativa también se ha incluido el Capítulo 2.12 de Disposiciones
Constructivas, el cual es un compendio de las especificaciones importantes del vasto campo
de la construcción de puentes; en donde se mencionan de descriptiva los pasos a seguir para
la ejecución de superestructuras de concreto y de acero en sus diferentes tipologías. Sin
embargo, y a pesar de los lineamientos técnicos que muestra este manual, no se proporcionan
los criterios adecuados para la opción más económica a desarrollar en una propuesta
estructural de un puente vehicular de luces típicas, quedando este proceso de evaluación y
elección a criterio y experiencia del profesional responsable.
1.2 FORMULACIÓN Y PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA DE
INVESTIGACIÓN
Los puentes son obras civiles complejas, los cuales requieren el estudio de diversos
parámetros y aspectos antes de su concepción definitiva; siendo la localización de la
estructura, la luz del tramo o tramos, forma geométrica y dimensiones, trazo geométrico de
la vía, accesos y obras complementarias algunos de estos aspectos a evaluar para la elección
del tipo de puente que resulte más adecuado para el sitio escogido, tomando en cuenta su
estética, su seguridad y su economía.
Una vez escogido la ubicación del puente, es necesario realizar con mayor exactitud los
estudios básicos del puente como los estudios topográficos, hidráulicos, hidrológicos,
mecánica de suelos y geotecnia, los cuales nos proporcionarán los parámetros para determinar
la luz y tramo(s) del puente (…) Una vez determinada la luz total de la obra se debe elegir el
sistema estructural que se empleará (Seminario, 2004). En este punto se hace una revisión de
la bibliografía existente para los materiales y sistemas estructurales que se pueden utilizar

10
dependiendo de la luz del puente. Por ejemplo, el ingeniero Arturo Rodríguez Serquén, en
su libro Puentes con AASHTO LRFD 2014 presenta cuadros para luces comunes de puentes
simplemente apoyados y continuos usando concreto armado, concreto presforzado, acero
estructural y madera, así también lo muestra el Capítulo de Estudiantes de la Universidad
Nacional de Ingeniería del ACI en el libro Puentes - Análisis, Diseño y Construcción,
indicando el rango de luces para los diferentes tipos de puentes, mostrando los materiales
usados como el concreto armado, el concreto presforzado y el acero, y los tipos de estructuras
como losa, viga-losa, arco, reticulado, atirantado y colgante. Sin embargo, ninguna
documentación muestra un criterio de elección de los diferentes sistemas estructurales basado
en factores económicos, como el presupuesto de obra (costo total de obra) .
Por consiguiente, teniendo en cuenta que hay una inexistencia en criterios económicos para
seleccionar los diferentes sistemas estructurales y los materiales que los componen, se
desprende la siguiente pregunta general:
Qué propuesta estructural al diseñar un puente vehicular de 30.00m de luz usando vigas de
concreto armado, concreto presforzado y acero estructural será más económica.
De la cual se generan las siguientes preguntas específicas:
¿El diseño un puente vehicular de 30.00m de luz usando vigas de concreto armado es más
económico que un diseño con vigas de concreto presforzado?
¿El diseño un puente vehicular de 30.00m de luz usando vigas de concreto armado es más
económico que un diseño con vigas de acero estructural?
¿El diseño un puente vehicular de 30.00m de luz usando vigas de concreto presforzado es
más económico que un diseño con vigas de acero estructural?
1.3 JUSTIFICACIÓN E IMPORTANCIA DE LA INVESTIGACIÓN
El presente trabajo de investigación se justifica porque al revisar la normativa internacional
y nacional que rige el diseño de puentes, nos encontramos ante una inexistencia de criterios
para la elección de los tipos de estructuras, hablando en términos económicos, por lo tanto al
realizar el diseño de las distintas propuestas para un puente vehicular de 30.00m usando
concreto armado, concreto presforzado y acero estructural se puede determinar el costo total
de obra de diferentes proyectos, obteniendo una base científica que respalde los criterios de
elección de los diferentes sistemas estructurales que se presentan en manuales de diseño y en
bibliografías referentes al tópico de estudio, hablando en términos económicos, siendo
consciente que este aspecto tiene que ser consecuente con los factores técnicos del mismo.
El presente trabajo de investigación tiene una importancia relevante tanto para la Región y
como para el país, debido a que, aún en pleno Siglo XXI, no se han cerrado en su totalidad
las brechas económicas en el Perú con respecto a países vecinos, siendo la deficiencia en
infraestructura vial uno de los parámetros para determinar esta brecha, y un campo en el que
aún se necesita trabajar de forma ardua y sin descanso; esto a la vez involucra el desarrollo
de las diferentes obras de arte que conformar una vía, como lo son los puentes vehiculares,
los cuales son sinónimo de modernidad y desarrollo para cualquier actividad social y
económica, más aun teniendo en cuenta que el país lidera índices de exportación de materia
prima, por lo cual es necesario contar con esta estructura esencial para dar continuidad a la
vía. Por otro lado, también se muestra ante los profesionales relacionados con la ingeniería
estructural como una guía detallada con base científica para la selección del sistema

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estructural para puentes vehiculares de luces típicas o aproximadas a la luz estudiada en esta
investigación.
1.4 OBJETIVOS
1.4.1 Objetivo General
El objetivo principal del presente trabajo de investigación es conocer la propuesta estructural
más económica al construir un puente vehicular de 30.00 m de luz usando concreto armado,
concreto presforzado y acero estructural.
1.4.2 Objetivos Específicos
a) Definir las bases teóricas del diseño estructural y presupuesto de obra para las diferentes
propuestas del puente vehicular de 30.00 m de luz.
b) Elaborar diseño estructural y presupuesto de obra de un puente vehicular de 30.00 m de
luz usando concreto armado.
c) Elaborar diseño estructural y presupuesto de obra de un puente vehicular de 30.00 m de
luz usando concreto presforzado.
d) Elaborar diseño estructural y presupuesto de obra de un puente vehicular de 30.00 m de
luz usando acero estructural.
e) Realizar la comparación de costos de las diferentes propuestas estructurales para un puente
vehicular de 30.00m de luz.
II. MARCO TEÓRICO
2.1 ANTECEDENTES DE LA INVESTIGACIÓN
2.1.1 Internacional
TESIS: COMPARACIÓN TÉCNICA ECONÓMICA DE PUENTE DE LOSA
VERSUS PUENTE DE VIGAS.
(Por Pavani Bañados Esteban Andrés – Universidad de Chile – Chile, Mayo de 2008).
El uso de puentes de losas en Chile se ha iniciado en obras urbanas de sólo dos autopistas
concesionadas, el resto se constituyen en general de puentes de vigas, esto influye en la
actualidad en distintas obras viales en sectores urbanos, donde a pesar de ser ambas
soluciones físicamente factibles, el desconocimiento de los factores influyentes y costos
comparativos discrimina a los puentes de losas. Este estudio se basará en el caso del Puente
Lazo de Salida del Enlace San Francisco, en Costanera Norte, donde se modificó el diseño
inicial basado en una estructura de vigas a una estructura de losa aligerada, para mejorar el
diseño con un radio de curvatura más amplio acordado con el MOP. Se estudiaron los costos
de la obra realizada y de una nueva solución en base a una estructura de vigas cumpliendo
con la curvatura exigida, determinando la relación de costos. En este caso los factores
influyentes más significativos, corresponden a la facilidad en sortear las restricciones
geométricas y la entrega de un producto estético menos invasivo al entorno y a la ciudad.
Tras el estudio de costos de la obra mencionada y la comprensión de las características
principales de las tipologías analizadas junto a su sistema constructivo, se logra concluir que
no existe una diferencia considerable en los costos comparativos entre tipologías que
fundamente la discriminación actual en el uso de puentes de losa. Más aún, en obras

12
caracterizadas por trazados complejos, especialmente curvos, existe una alta posibilidad de
una factibilidad económica en el uso de la tipología de losa.
TESIS: EVALUACIÓN PRESUPUESTAL PARA DOS TIPOLOGÍAS
ESTRUCTURALES DE PUENTES EN CONCRETO EN CUNDINAMARCA
(Por Castro Triana Diana Milena y Céspedes Lozano Edgar Orlando – Universidad
Católica de Colombia – Colombia, 2017).
El proyecto identifica la tipología de puente (viga y placa o viga cajón/dovelas sucesivas),
que presenta mayores ventajas desde el punto de vista presupuestal (costo-beneficio), para
puente en concreto. Se fundamenta el proyecto en la recopilación de información de
Cundinamarca, corredor vial municipio de Villeta. En llevar a cabo una investigación de los
rendimientos de obra para las actividades de construcción. En efectuar el cálculo de las
cantidades de obra, con base en proyectos reales y análisis de precios unitarios (APUS) y
(NPS), para los ítems de construcción. En realizar los presupuestos. En efectuar el análisis
costo-beneficio. Y en identificar la tipología que presenta mayores ventajas desde el punto
de vista costo-beneficio. La metodología aplicada es la descripción de las dos tipologías,
descomponer las actividades de un presupuesto y determinar la alternativa de mayor
efectividad. Se obtuvo que al diseñar un puente de vigas cajón/dovelas sucesivas y un puente
de viga y placa, para una misma longitud de puente y optimizar costos en el diseño, se
procurará escoger el diseño del puente de siete luces de 40m de viga y placa. Si se sigue la
proyección de utilizar las luces de la misma longitud y se diseña el puente de 280m con siete
luces se optimiza aún más las secciones y la cantidad de refuerzo suministrado obteniendo un
menor costo en las cantidades de obra. Se puede concluir que el puente de viga y placa, es
una alternativa que ofrece un menor costo, ya que es 57%, $6.181.760.114,00 más
económico.
2.1.2 Nacional
TESIS: ELECCIÓN Y DISEÑO DE ALTERNATIVA DE PUENTE SOBRE EL RÍO
CHILLOROYA (CUSCO) PARA ACCESO A LA PLANTA DE PROCESOS DEL
PROYECTO CONSTANCIA.
(Por Vargas Márquez Enrique Arturo – Pontificia Universidad Católica del Perú –
Perú, Agosto de 2015).
Resumen
La presente tesis alcanza una alternativa de cruce vehicular para atravesar el río Chilloroya,
en el departamento de cusco, que sustituya el puente existente. Se desarrolla el problema, se
plantean cuatro alternativas, se las compara usando una metodología de toma de decisiones,
y se elige una de ellas. Finalmente, la opción elegida se diseña estructuralmente y se presentan
las conclusiones del caso.
En primer lugar, está el capítulo introductorio, que presenta de manera resumida y cualitativa
el tema de la tesis y las motivaciones del caso. Finaliza esta sección una breve descripción de
los antecedentes históricos de los puentes en el Perú, en especial en la zona del proyecto.
En segundo lugar, se desarrolla el problema planteado por el escarpado acceso al proyecto,
los restos arqueológicos, los bofedales y las comunidades cercanas. Complementa esto una

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descripción de cómo el puente actual se definió por los stakeholders del proyecto como la
solución al problema, justificando su decisión por ser la construcción del puente parte de la
ruta crítica, es aquí donde se plantean los objetivos y alcances de la tesis.
En tercer lugar y habiendo descrito las características más relevantes del puente existente y
del sitio en donde se encuentra, se proponen cuatro tipos de estructuras. Se discute cada tipo
y se predimensiona. A continuación, se definen las características comunes de los materiales
estructurales a utilizar, además de las cargas vivas de servicio y diseño especiales necesarias.
Para cada una de las alternativas propuestas se estima costos y tiempo de construcción.
En cuarto lugar, se estima dos tipos de impacto ambiental y la necesidad de mantenimiento
por cada alternativa. Luego se presentan cuadros comparativos de las alternativas para cada
uno de los cuatro criterios de comparación ya definidos, y un cuadro resumen final.
En quinto lugar, se presenta el método de toma de decisiones multi-criterio AHP y su
procedimiento, y se argumenta su uso como ayuda para la selección de la mejor alternativa.
Una vez justificado su uso, se presentan los resultados de la aplicación del método al
problema planteado por la tesis y se define la mejor alternativa.
En sexto lugar se presenta y se discute las normas y los métodos más utilizados en diversas
partes del mundo para el diseño de estructuras como la alternativa escogida, y se elige la más
apropiada para las condiciones del proyecto. Naturalmente se procederá a presentar el proceso
de diseño estructural completo utilizando el método elegido, y se finaliza presentando las
conclusiones, lecciones aprendidas, comentarios y reflexiones de diversa índole que
surgieron durante la realización de la tesis.
2.2 BASES TEÓRICAS
2.2.1 Concreto armado
El concreto es una mezcla formada por partículas sueltas e inertes de tamaño graduado
(comúnmente arena y grava) que se mantienen unidas mediante un aglutinante común en la
industria de la construcción, conocido como cemento portland (…) Con variaciones mínimas,
este es el material que se utiliza con mayor frecuencia como concreto estructural para
construir edificaciones, pavimentos u obras de arte como alcantarillas y puentes (Parker y
Ambrose, 2008).
El indicador principal para el uso de concreto como material de construcción de miembros
estructurales es su resistencia específica a la compresión, denominada f’c. Este es el esfuerzo
unitario de compresión utilizado en el diseño estructural y el objetivo en el diseño de una
mezcla (Parker y Ambrose, 2008). Sin embargo, cuando un elemento estructural de concreto
se somete a esfuerzos de flexión, en su fibra inferior se producen tensiones, que por lo general
el concreto por sí solo no puede soportar, ya que su resistencia a la tracción f’r se encuentra
en un valor del 15% de su resistencia a la compresión aproximadamente; por tal motivo se
utiliza acero de refuerzo, el cual absorbe los esfuerzos de tensión, evitando el agrietamiento
del concreto. El acero empleado en el concreto reforzado consiste en varillas redondas
corrugadas, con rebordes o salientes en su superficie, las cuales deben protegerse mediante
un recubrimiento que puede proporcionar el concreto.
En el diseño de las estructuras de concreto, el análisis se realiza para determinar previamente
para las acciones estructurales que producirán el esfuerzo de tensión, principalmente las

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acciones de flexión, cortante y torsión. Sin embargo, la tensión también puede ser provocada
por la contracción del concreto o los cambios de temperatura (Parker y Ambrose, 2008).
2.2.1.1 Puentes de concreto armado
Los puentes de concreto armado por lo general presentas diferentes sistemas constructivos
dependiendo del tiempo de ejecución, ya que los miembros estructurales pueden ser colados
in-situ o presentarse como elementos prefabricados, lo cual permite un montaje rápido de la
estructura. Estas estructuras presentan una buena resistencia ante las solicitaciones y/o cargas
de diseño, lo cual permiten superar luces mayores que los puentes de piedra, aunque menores
que los de acero estructural. Además, tienen una resistencia considerable frente a la acción
de los agentes atmosféricos, obteniendo gastos de mantenimiento muy escasos.
Básicamente, para puentes vehiculares de concreto armado de un solo tramo simplemente
apoyado se adopta la tipología viga-losa, el cual está formado fundamentalmente por
elementos horizontales que se apoyan en sus extremos sobre estribos. Mientras que la fuerza
se transmite a través de los apoyos es vertical y hacia abajo, generando esfuerzos de
compresión, las vigas o miembros estructurales horizontales paralelos al eje del puente
tienden a flexionarse como consecuencia de las cargas que soportan.
2.2.2 Concreto presforzado
El presfuerzo consiste en la introducción deliberada de cierta condición de esfuerzo interno,
en el miembro estructural, antes de que se someta a las cargas de servicio (Mc.Cormac y
Brown, 2011) El objeto es compensar, con anterioridad, algún esfuerzo por carga de servicio,
lo que para el concreto armado significaría un nivel elevado de acero de refuerzo en tensión.
Por lo tanto, el concreto pretensado o postensado son, comúnmente, esfuerzos de compresión
o flexionante inverso.
El uso principal del presfuerzo es para diseñar elementos que cubre claros, en los que las
mayores condiciones de esfuerzos que deben ser contrarrestados son de tensión debido a
flexión y de tensión diagonal debido a cortante.
La ventaja principal del presfuerzo es que, cuando se logra aplicarlo adecuadamente, no
produce el agrietamiento debido a la tensión natural que se asocia con el concreto armado
convencional. Como el agrietamiento por flexión es proporcional al peralte del miembro, el
cual a su vez es proporcional a la luz, el uso de presfuerzo elimina la limitación de la longitud
del claro a cubrir por el miembro, condición que se asocia con el refuerzo común (Mc.Cormac
y Brown, 2011).
El problema del agrietamiento también el uso efectivo de resistencia de concreto muy
elevadas al utilizar concreto armado. Al eliminarse esta restricción de diseño, en el elemento
presforzado se pueden utilizar de manera efectiva mayores resistencias alcanzables del
concreto, por lo tanto es posible una disminución del peso, lo cual da como resultado una
relación de luz a peso que, en parte, vence la voluminosidad común de las estructuras de
concreto armado convencional (Mc.Cormac y Brown, 2011).

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El concreto postensado es la técnica mayor difundida dentro de la industria de la construcción
en el Perú; este método consiste en colocar los torones de acero de alta resistencia dentro de
ductos y tensarlos después de que el concreto a fraguado y haya alcanzado una resistencia
igual o mayor al 80% de la resistencia a la compresión (f’c) del elemento. Debido a esto se
entiende que el presfuerzo es siempre ejecutado externamente una vez que el concreto se ha
endurecido, y los torones son anclados contra el concreto después de ser tensado, requiriendo
un sistema de anclaje especial. Este procedimiento puede aplicarse tanto para elementos
prefabricados como para elementos fabricados in-situ.
2.2.2.1 Puente de concreto presforzado
El concreto presforzado ha mostrado ser técnicamente ventajoso y económicamente
competitivo tanto para puentes de claros medios donde por lo general se elementos
pretensados estándar producidos en serie, así también como para puentes de claros
considerables como los empujados o los atirantados En la actualidad una gran cantidad de
puentes se construyen con esta técnica, en donde la rapidez de ejecución y la eficiencia de los
elementos estructurales son algunas ventajas que justifican su aplicación.
Entre los sistemas estructurales que se utilizan para puentes de concreto presforzado tenemos:
losas extruidas o alveolares pretensada con losa colada in-situ, vigas T, I o cajón con losa
colada in-situ, vigas postensadas con losa ambas coladas in-situ, vigas de sección cajón, en
una sola pieza o en dovelas, pretensadas o postensadas.
Las losas extruidas o alveolares pueden ser utilizadas para tramos cortos, menores de 8.00m,
aunque presentan una gran desventaja porque al no tener acero de refuerzo pueden presentar
falla frágil por cortante ante cargas extraordinarias. Al igual que las losas antes mencionadas;
sobre las superestructuras formadas por vigas presforzadas T, I, AASHTO o cajón, el colado
del tablero se realizada in-situ. Para luces cortas menores de 25.00m, la sección T es muy
efectiva, y para luces mayores, la sección I o cajón con voladizos son más eficientes.
Los puentes con sistemas postensados son cada vez menos empleados, sobre todo en zonas
urbanas, por el tiempo que debe permanecer el encofrado obstaculizando el tráfico vehicular;
sin embargo, es un sistema eficiente en zonas de difícil acceso para elementos de gran
longitud o en sitios lejanos a plantas de fabricación, donde se encarece el transporte y el
montaje. Cuando el elemento postensado se fabrica i-situ, el tablero se cola al mismo tiempo
que las vigas; pero cuando se fabrica a pie de obra, el tablero se colará en una segunda etapa
sobre el elemento ya montado.
Por último, existen secciones prefabricadas tipo cajón de grandes dimensiones de una sola
pieza o en dovelas, las cuales son muy eficientes debido a su bajo peso y a su alta rigidez
torsional. Estas estructuras se suelen usar en puentes atirantados y lanzados.
2.2.3 Acero estructural
El término acero usualmente se refiere a los aceros al carbono comunes, que no contienen
más del 2% de carbono y que son maleables en forma de bloques o lingotes (Disponible
en:https://es.slideshare.net/lollorolol/acero-estructural).
El acero estructural es fundamentalmente una aleación de hierro (mínimo 98%) con
contenidos de carbono menores al 1% y otras pequeñas cantidades de minerales, como el

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manganeso para mejorar su resistencia, y el fósforo, azufre, sílice y vanadio para mejorar su
soldabilidad y su resistencia al intemperismo (Disponible en:
https://es.scribd.com/presentation/225913729/EL-ACERO). Sus características como su
gran resistencia a la tensión y compresión, así como su costo razonable, convierten a este
material estructural como el más usado para construcción de estructuras en el mundo.
Antes de 1783, los únicos perfiles fabricados mediante rolado eran barras planas o cuadradas
(…) No obstante, en este mismo año, el inglés Henry Cort construyó los rodillos acanelados
que permitieron el acero en otras formas geométricas. Los primeros perfiles estructurales
hechos en Estados Unidos, en 1819, fueron ángulos de hierros laminados, y las vigas de
sección W de acero se laminaron por primera vez en ese país en 1884. Siendo de esta forma
que el acero se muestra como un gran aporte a la ingeniería estructural (Mc.Cormac y
Csernak, 2012).
El acero estructural puede laminarse en forma económica en una gran variedad de formas y
tamaños sin cambios apreciables en sus propiedades físicas. Generalmente los miembros
estructurales más apropiados para la construcción son aquellos con grandes momentos de
inercia en relación a sus áreas (…) Los aceros estructurales se puede laminar como ángulos
de lados iguales o desiguales, placas y perfiles W, S, C y WT; teniendo en cuenta que en la
actualidad la gran mayoría de los perfiles estructurales en acero se encuentran estandarizados
(Mc.Cormac y Csernak, 2012).
2.2.3.1 Puentes de acero
El fundamento del sistema estructural en los puentes de acero, básicamente está determinado
por la superestructura, ya que como componente principal de ella dependen del tipo y las
condiciones de apoyo. Las superestructuras compuestas por acero estructural se pueden
clasificar en puentes colgantes, atirantados, armaduras rectas, armaduras en arco, o en puentes
de vigas laminadas, armadas y tipo cajón. Independientemente a los sistemas estructurales
descritos, los parámetros de diseño trascendentales que debe plantearse el ingeniero
estructural es la selección del grado de acero y su sistema de protección contra la corrosión,
los cuales se enfocan a satisfacer necesidades técnicas y económicas.
De acuerdo al artículo publicado por el ingeniero Telmo Andrés Sánchez; la ventaja de la
construcción con acero, en ciertos casos convierte a este tipo de estructuras en la solución
más adecuada para puentes vehiculares. Factores como la velocidad de construcción,
facilidad de transporte, adaptabilidad a cambios de diseño, entre otros, son algunas de las
virtudes de un puente de acero.
Sin embargo, existen características inherentes a este tipo de estructuras que se deben
considerar al momento de diseñarlas. Los retos que enfrentan los ingenieros estructurales al
diseñar un puente de acero empiezan desde la correcta selección del tipo de material a ser
usado en el puente y pasan por aspectos como el control de las flexiones en las vigas durante
la construcción, o el control de una posible falla prematura por fatiga cuando el puente está
en servicio.
Ventajosamente, en la actualidad existen métodos y normativas, tanto internacionales como
nacionales, que deben ser aplicados al diseño, de tal manera que los aspectos mencionados
anteriormente no dificulten el desempeño de la estructura durante su construcción o el tiempo
de vida útil en servicio.

17
2.2.4 Presupuesto de obra
El presupuesto de obra es el costo total aproximado del proyecto, resultado de la sumatoria
de los precios unitarios analizados en cada tarea o actividad por los metrados cuantificados
del proyecto.
El metrado se define como el proceso de cuantificar los materiales de construcción necesarios
para la terminación de una tarea del proyecto, los cuales deben realizarse siguiendo de forma
detallada lo indicado en la Norma Técnica Peruana de Metrados en Edificaciones y
Habilitaciones Urbanas (Ministerio de Vivienda, Construcción y Saneamiento [MVCS],
2011). También cabe indicar que es recomendable, si ser obligatorio, que los metrados sean
redondeados a solo un decimal, puesto que los centésimos no tienen incidencia en el
presupuesto.
El costo de los materiales se determina de acuerdo al aporte de precios unitarios y el precio
del material. El aporte de precios unitarios se refiere calcular la cantidad de mano de obra
calificada o no calificada, materiales, equipos y maquinaria que se requiere por unidad de
medida, tomando en cuenta sus rendimientos.
En un presupuesto de obra nos encontramos con distintos tipos de costos, como son los costos
directos y los costos indirectos. Los costos directos están conformados por la mano de obra,
el cual es la suma de jornales que se insumen en el proceso constructivo de la obra, incluyendo
las leyes sociales; los materiales, que son productos nacionales e importados que quedan
incorporados en la obra; y los equipos de construcción se refieren a las maquinarias y
herramientas que emplea el ejecutor de obra durante la construcción del mismo; y los costos
directos, los cuales están conformados por los gastos generales, que son aquellos que debe
efectuar el contratista durante la construcción; y la utilidad, que es el monto que percibe el
contratista por ejecutar la obra (Instituto de la Construcción y Gerencia [ICG], 2014).
Un aspecto importante que está ligado al presupuesto de obra es la programación de la misma
de obra, en donde se detallan todas las tareas necesarias para concluir el proyecto en los plazos
previstos al igual que las duraciones, el inicio y fin de cada tarea y los recursos y costos de
cada actividad. El fin de realizar la programación de obra es encontrar la ruta crítica del
proyecto que no es otra cosa que el conjunto de tareas vinculadas entre sí que no teniendo
holgura determina el plazo de ejecución de la obra. Un retraso en cualquiera de las tareas que
conforman la ruta crítica significará un retraso en el plazo de ejecución del proyecto (ICG,
2014).
2.3 HIPOTESIS
2.3.1 Hipótesis General
El diseño de un puente vehicular de 30.00 m de luz es más económico utilizando vigas de
acero estructural en comparación con el resto de materiales.
2.3.2 Hipótesis Especificas
a) Al elaborar el presupuesto de obra de las distintas propuestas estructurales para un puente
vehicular de 30.00m de luz se obtienen diferencias de costos considerables entre un
material y otro.

18
b) Al realizar la comparación de costos totales de las diferentes propuestas estructurales, el
uso de vigas de acero estructural como material de construcción es más económico que el
concreto presforzado.
c) Al realizar la comparación de costos totales de las diferentes propuestas estructurales, el
uso de vigas de concreto presforzado como material de construcción es más económico
que el concreto armado.
2.4 DEFINICIÓN DE VARIABLES
2.4.1 Variable independiente
a) Diseño de puente vehicular de 30.00m de luz usando concreto armado.
b) Diseño de puente vehicular de 30.00m de luz usando concreto presforzado.
c) Diseño de puente vehicular de 30.00m de luz usando acero estructural.
2.4.2 Variables dependientes
a) Presupuesto de obra.
III. MARCO METODOLÓGICO
3.1 ENFOQUE
El presente proyecto de investigación se realizará bajo un enfoque cuantitativo, debido a que
se realizará el presupuesto de obra (costo total del proyecto en soles) de las distintas
propuestas estructurales para un puente vehicular de 30.00 m de luz usando concreto armado,
concreto presforzado y acero estructural como materiales constituyentes de los miembros
resistentes; sustentados bajo los metrados y el análisis de precios unitarios, aplicando
herramientas computacionales como Microsoft Excel y S10 Costos y Presupuestos.
3.2 DISEÑO
El diseño del proyecto de investigación cuantitativa es experimental debido a que utiliza la
manipulación de las variables independientes para ver los efectos de las variables
dependientes. Es decir; el diseño de las distintas propuestas estructurales para un puente
vehicular de 30.00 m de luz bajo la aplicación del Manual de Diseño de Puentes del MTC
Ed.2018, lo cual genera diferentes presupuestos de obra. Cabe resaltar que el análisis
estructural, diseño y cálculo de la superestructura de las propuestas estructurales usando
concreto armado, concreto presforzado y acero estarán a cargo del asesor de la presente tesis.
3.3 NIVEL
El nivel de nuestra investigación cuantitativa experimental es correlacional y explicativa,
porque estudia el efecto que tendría al aplicar las propuestas para un puente vehicular de
30.00 m de luz usando concreto armado, concreto presforzado y acero (variables
independientes) sobre el presupuesto de obra (variable dependiente); y al obtener y comparar
las diferencias (resultados) se puede determinar un criterio económico para la selección de la
propuesta más factible económicamente.

19
3.4 TIPO
El tipo de nuestro proyecto de investigación cuantitativa, experimental, correlacional y
explicativa es transeccional debido a que se realizó la recopilación de datos en un solo
momento, en un tiempo único. Es así que se busca realizar la comparación económica de las
variables independientes del presente trabajo de investigación.
3.5 MÉTODOS Y PROCEDIMIENTOS
La investigación se basará, en una primera etapa, en el desarrollo de los aspectos de la
problemática que surgieron para su concepción, detallando la descripción d
En la segunda etapa se procederá con la recopilación de conceptos y fundamentos teóricos
necesarios para el desarrollo de la tesis, iniciando con la descripción de la base teórica de los
materiales que conformarían las distintas propuestas estructurales del puente vehicular de
30.00 m de luz, usando concreto armado, concreto presforzado y acero estructural, así como
también las ventajas y desventajas que pudieran mostrar el uno respecto al otro; siguiendo
con los conceptos fundamentales para elaborar el presupuesto de obras.
En la tercera etapa se procederá a definir los diseños del puente vehicular de 30.00 m de luz
usando los distintos materiales descritos anteriormente, elaborados por el asesor de la
presente investigación. Teniendo como base la definición de las propuestas estructurales
planteadas en esta tesis, se elaboran los presupuestos de obra para cada diseño mencionado.
Una vez concluidas las etapas de estudio e investigación antes descrita, se inicia la cuarta
etapa del presente trabajo, el cual consiste en el análisis comparativo de costos de las distintas
propuestas estructurales detalladas líneas arriba.
El texto finalizará relatando las conclusiones y recomendaciones que se han podido extraer
del trabajo de investigación.

20
IV. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
4.1 RESULTADOS
4.1.1 DESARROLLO DE PUENTE USANDO ACERO ESTRUCTURAL
Ilustración 1: PLANTEAMIENTO PROPUESTA DE PUENTE CON VIGAS METALICAS

21
4.1.1.1 SECCIONES TRANSVERSALES EN ACERO ESTRUCTURAL
Ilustración 2: SECCION TRANSVERSAL, EJES INTERNOS
Ilustración 3: SECCION TRANSVERSAL, EJES DE BORDES

22
4.1.2 DESARROLLO DE PUENTE USANDO CONCRETO ARMADO
Ilustración 4: PLANTEAMIENTO DE PROPUESTA PARA PUENTE DE CONCRETO ARMADO

23
4.1.2.1 SECCIONES TRANSVERSALES EN CONCRETO ARMADO
Ilustración 5: SECCION TRANSVERSAL DE PUENTE DE CONCRETO ARMADO, EJES INTERIORES
Ilustración 6: SECCION TRANSVERSAL DE PUENTE DE CONCRETO ARMADO, EJES DE BORDE

24
4.1.3 DESARROLLO DE PUENTE USANDO CONCRETO POSTENSADO
Ilustración 7: PLANTEAMIENTO DE PROPUESTA PARA PUENTE DE CONCRETO POSTENSADO

25
4.1.3.1 SECCIONES TRANSVERSALES EN CONCRETO POSTENSADO
Ilustración 8: SECCION TRANSVERSAL DE PUENTE DE CONCRETO POSTENSADO, EJE INTERIORES
Ilustración 9: SECCION TRANSVERSAL DE PUENTE DE CONCRETO POSTENSADO, EJE DE BORDE

26
4.2 DISCUSION
4.2.1 COMPARACION ECONOMICA ENTRE LAS ALTERNATIVAS
PROPUESTAS
Los resultados están basados para hacer una comparación de costo global del proyecto,
donde se compara la incidencia según cada alternativa propuesta.
4.2.1.1 COSTO DIRECTO
Costo directo es el resultado de la suma de todas las partidas que se ven involucradas
para llegar a la meta de construir un puente según sea su material.
Gráfico 1: Costo Directo
4.2.1.2 PRESUPUESTO TOTAL
El presupuesto total toma como resultado un pies de presupuesto cuyos porcentajes de
utilidad están al 10% y los gastos generales al 15%, todo afectado por el impuesto general
a las ventas (I.G.V 18%)
1,432,701.72
916,318.07
832,239.85
0.00
200,000.00
400,000.00
600,000.00
800,000.00
1,000,000.00
1,200,000.00
1,400,000.00
1,600,000.00
PUENTE DE VIGAS
METALICAS
PUENTE DE CONCRETO
ARMADO
PUENTE DE CONCRETO
POSTENSADO
COMPARACION COSTO DIRECTO

27
Gráfico 2: Presupuesto Total
4.2.1.3 POR RECURSOS DE MANO DE OBRA
El monto por mano de obra considera mano de obra calificada y no calificada en
unidades de hora hombre y valorizadas de acuerdo a lo que le corresponde al operario,
oficial y peón.
Gráfico 3: Mano de Obra
4.2.1.4 POR RECURSOS DE MATERIALES
Todos los recursos materiales que se quedarán físicamente en la obra han sido
computados y valorizados según sus precios.
2,113,235.04
1,351,569.16
1,227,553.79
0.00
500,000.00
1,000,000.00
1,500,000.00
2,000,000.00
2,500,000.00
PUENTE DE VIGAS
METALICAS
PUENTE DE CONCRETO
ARMADO
PUENTE DE CONCRETO
POSTENSADO
COMPARACION PRESUPUESTO TOTAL
112,133.17
256,503.57
222,254.40
0.00
50,000.00
100,000.00
150,000.00
200,000.00
250,000.00
300,000.00
PUENTE DE VIGAS
METALICAS
PUENTE DE CONCRETO
ARMADO
PUENTE DE CONCRETO
POSTENSADO
MANO DE OBRA

28
Gráfico 4: Materiales
4.2.1.5 POR RECURSOS DE EQUIPOS Y HERRAMIENTAS
Maquinaria de toda índole que se ve involucrada en la ejecución de los trabajos, además
del porcentaje que corresponde a herramientas manuales, cuyo monto equivale de (3 a
5%) de la mano de obra.
Gráfico 5: Equipos y Herramientas
1,298,238.66
633,186.91
568,285.48
0.00
200,000.00
400,000.00
600,000.00
800,000.00
1,000,000.00
1,200,000.00
1,400,000.00
PUENTE DE VIGAS
METALICAS
PUENTE DE CONCRETO
ARMADO
PUENTE DE CONCRETO
POSTENSADO
MATERIALES
22,329.89
26,627.59
41,699.97
0.00
5,000.00
10,000.00
15,000.00
20,000.00
25,000.00
30,000.00
35,000.00
40,000.00
45,000.00
PUENTE DE VIGAS
METALICAS
PUENTE DE CONCRETO
ARMADO
PUENTE DE CONCRETO
POSTENSADO
EQUIPOS Y HERRAMIENTAS

29
4.2.1.6 RESUMEN: COMPARACION ECONOMICA DE MANO DE OBRA,
MATERIALES, EQUIPOS Y HERRAMIENTAS Y COSTO DIRECTO
Gráfico 6: Comparación por Grupos de Recursos
4.2.1.7 INCIDENCIAS DE RECURSOS EN CADA PROPUESTA
Para entender la fluctuación de los recursos agrupados en tres grupos según corresponde
por cada propuesta.
a. PUENTE VIGAS METALICAS
Gráfico 7: Porcentaje por Grupos de Insumos
112,133.17
1,298,238.66
22,329.89
1,432,701.72
256,503.57
633,186.91
26,627.59
916,318.07
222,254.40
568,285.48
41,699.97
832,239.85
MAN O D E OB R A MAT E R IAL E S E Q U IP OS COST O D IR E CT O
RESUMEN DE COMPARACION POR RECURSOS
PUENTE DE VIGAS
METALICAS
PUENTE DE
CONCRETO
ARMADO
PUENTE DE
CONCRETO
POSTENSADO
8%
91%
1%
PUENTE VIGAS METALICAS
MANO DE OBRA
MATERIALES
MAQUINARIA Y
EQUIPOS

30
b. PUENTE DE CONCRETO ARMADO
c. PUENTE DE CONCRETO POSTENSADO
28%
69%
3%
PUENTE CONCRETO
ARMADO
MANO DE OBRA
MATERIALES
MAQUINARIA Y
EQUIPOS
27%
68%
5%
PUENTE CONCRETO
POSTENSADO
MANO DE OBRA
MATERIALES
MAQUINARIA Y
EQUIPOS

31
4.2.1.8 RESUMEN DE INSUMOS EN CADA PROPUESTA
Gráfico 10: Montos por Recursos
4.2.1.9 COMPARACION DE PARTIDAS PARA EL CASO DEL TABLERO DE
CONCRETO VIGA LOSA
A. PARTIDAS
De las partidas agrupadas y desagregadas se hace el análisis comparativo solo de
aquellas que se ven cambiantes por la presencia de tres alternativas, en este apartado
se limitara a las partidas de la propuesta de concreto armado y concreto postensado
solamente. La justificación de esta comparación es por lo que ambas propuestas
comparten montos cercanos y partidas similares, por lo que es necesario hacer el
comparativo.
PARTIDAS
PUENTE CONCRETO
ARMADO
PUENTE CONCRETO
POSTENSADO
CONCRETO F´C=280 KG/cm2 140,890.88 129,979.24
ENCOFRADO Y DESENCOFRADO NORMAL - CARA VISTA 74,077.10 65,576.33
ACERO DE REFUERZO fy=4200 kg/cm2 296,494.04 211,641.87
CURADO CON ADITIVO QUIMICO EN CONCRETO 4,882.18 4,440.54
POSTENSADO DE VIGAS 0.00 20,628.00
112,133.17
256,503.57
222,254.40
1,298,238.66
633,186.91
568,285.48
22,329.89
26,627.59
41,699.97
P U E N T E D E V IGAS
ME T AL ICAS
P U E N T E D E CON CR E T O
AR MAD O
P U E N T E D E CON CR E T O
P OST E N SAD O
RESUMEN MONTOS POR RECURSOS
MANO DE OBRA MATERIALES EQUIPOS

32
Gráfico 11: Partidas de concreto y servicio de postensado de vigas
B. ESTRUCTURA
El análisis comparativo a continuación es a cerca de las partidas de concreto para la
losa y vigas del tablero, y postensado para cada propuesta.
PARTIDAS CONCRETOARMADO CONCRETO POSTENSADO
CONCRETO ARMADO 516,344.20 411,637.98
POSTENSADO DE VIGAS 0.00 20,628.00
140,890.88
74,077.10
296,494.04
4,882.18
0.00
129,979.24
65,576.33
211,641.87
4,440.54
20,628.00
CONCRETO F´C=280 KG/cm2
ENCOFRADO Y DESENCOFRADO NORMAL - CARA
VISTA
ACERO DE REFUERZO fy=4200 kg/cm2
CURADO CON ADITIVO QUIMICO EN CONCRETO
POSTENSADO DE VIGAS
COMPARACION DE PARTIDAS DEL TABLERO VIGA
LOSA
PUENTE CONCRETO POSTENSADO PUENTE CONCRETO ARMADO

33
Gráfico 12: Resumen Comparación Económica
516,344.20
411,637.98
0.00
20,628.00
CON CR E T OAR MAD O
CON CR E T O P OST E N SAD O
COMPARACION DE COSTOS DE
SUPERESTRUCTURA
CONCRETO ARMADO POSTENSADO DE VIGAS

34
CONCLUSIONES.
1.- De la presente investigación se concluye que al diseñar y construir un puente
vehicular de 30m de longitud y dos carriles, resulta más económico el ejecutar UN
PUENTE DE VIGAS DE CONCRETO POSTENSADO, en lugar de construir un
puente de Concreto Armado o un puente de Acero Estructural.
2.- El peralte de la estructura del puente de Concreto Armado medido desde la
superficie de rodadura del puente hasta la parte inferior de la viga de concreto armado es de
2.0m.
3.- El peralte de la estructura del puente de Concreto Postensado medido desde la
superficie de rodadura del puente hasta la parte inferior de la viga de concreto armado es de
1.60m.
4.- El peralte de la estructura del puente tablero de concreto armado con vigas metálicas
medido desde la superficie de rodadura del puente hasta la parte inferior de la viga de
concreto armado es de 2.0m.
5.- La variación de costos según la tecnología para diseño y construcción para un
puente de 30m es la siguiente:
Gráfico 13: PRESUPUESTO TOTAL
Siendo el uso más óptimo para un puente de 30m el empleo del sistema de concreto
postensado, seguido de la tecnología de concreto armado y por último la tecnología de vigas
de acero estructural.
Gráfico 1: Presupuesto Total

35
RECOMENDACIONES
1.- De la presente investigación se recomienda tener en cuenta la tecnología de concreto
postensado para puentes de 30m, puesto que resulta más económico el uso de esta
tecnología en lugar de los comúnmente usados como lo son los de concreto armado y los de
vigas metálicas.

36
V. ASPECTOS ADMINISTRATIVOS
5.1 CRONOGRAMAS DE ACTIVIDADES
S1 S2 S3 S4 S1 S2 S3 S4 S1 S2 S3 S4 S1 S2 S3 S4 S1 S2 S3 S4 S1 S2 S3 S4
1.1. DESCRIPCIÓN DE LA REALIDAD PROBLEMÁTICA
1.2. FORMULACIÓN YPLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA DE INVESTIGACIÓN
1.3. JUSTIFICACIÓN E IMPORTANCIA DE LA INVESTIGACIÓN
1.4. OBJETIVOS
1.5. DELIMITACIÓN DE LA INVESTIGACIÓN
2.1. BASES TEÓRICAS
2.2. MARCO REFERENCIAL
2.3. HIPÓTESIS
3.1. SUPERESTRUCTURA DE PUENTE VEHICULAR DE 30M DE LUZ USANDO
VIGAS DE CONCRETO ARMADO.
3.2. SUPERESTRUCTURA DE UN PUENTE VEHICULAR DE 30M DE LUZ USANDO
VIGAS DE CONCRETO POSTENSADO
3.3. SUPERESTRUCTURA DE UN PUENTE VEHICULAR DE 30M DE LUZ USANDO
VIGAS DE ACERO ESTRUCTURAL.
4.1. RESULTADOS
4.2. DISCUSIONES
RECOMENDACIONES
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
ANEXOS
MES 6
CAPÍTULO I: ASPECTOS DE
LA PROBLEMÁTICA
CAPÍTULO II: MARCO
TEÓRICO
CAPÍTULO III: MARCO
METODOLÓGICO
CAPÍTULO IV: RESULTADOS
YDISCUSIÓN
CONCLUSIONES
MES 1 MES 2 MES 3 MES 4 MES 5
ACTIVIDAD

37
5.2 PRESUPUESTO
5.3 FINANCIAMIENTO
El presente estudio será autofinanciado
VI. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
1. MINISTERIO DE TRANSPORTES Y COMUNICACIONES [MTC] –
DIRECCIÓN GENERAL DE CAMINOS Y FERROCARRILES (2018),
MANUAL DE DISEÑO DE PUENTES.
2. MINISTERIO DE VIVIENDA, CONSTRUCCIÓN Y SANEAMIENTO
[MVCS] (2010), REGLAMENTO NACIONAL DE METRADOS.
3. REGLAMENTO NACIONAL DE EDIFICACIONES [RNE] (2006), NORMA
TÉCNICA PERUANA E-020 CARGAS.
TÉCNICA PERUANA E-030 DISEÑO SISMORRESISTENTE.
TÉCNICA PERUANA E-060 CONCRETO ARMADO.
TÉCNICA PERUANA E-090 ACERO.
7. AMERICAN CONCRETE INSTITUTE [ACI] (2014), REQUISITOS DE
REGLAMENTO PARA CONCRETO ESTRUCTURAL (ACI 318S-14).
8. AMERICAN INSTITUTE OF STEEL CONSTRUCTION: INSTITUTO
ESTADOUNIDENSE DE LA CONSTRUCCIÓN EN ACERO [AISC] (2010),
STEEL CONSTRUCTION MANUAL (MANUAL DE CONSTRUCCIÓN EN
ACERO)
9. AMERICAN ASSOCIATION OF STATE HIGHWAY AND
TRANSPORTATION OFFICIALS (2017), AASHTO LRFD BRIDGE DESIGN
SPECIFICATIONS.
Material bibliográfico S/ 400.00
Impresiones y anillados S/. 350.00
Útiles de escritorio S/. 300.00
Internet S/. 350.00
Software de uso y aplicación S/. 3000.00
COSTO TOTAL S/. 4400.00

38
10.JACK MC.CORMAC y STEPHEN F. CSERNAK (2012), DISEÑO DE
ESTRUCTURAS DE ACERO, de Alfaomega Grupo Editor, quinta edición.
11.JACK Mc.CORMAC y RUSSELL H BROWN (2011), DISEÑO DE
CONCRETO REFORZADO, de Alfaomega Grupo Editor, octava edición.
12.INSTITUTO DE LA CONSTRUCCIÓN Y GERENCIA [ICG] (2014), COSTOS
Y PRESUPUESTOS DE OBRA.
13.INSTITUTO DE LA CONSTRUCCIÓN Y GERENCIA [ICG] (2014),
PROGRAMACIÓN DE OBRA CON MS PROJECT.
14.MSC. ING. ARTURO RODRIGUEZ SERQUÉN (2016), PUENTES CON
AASHTO-LRFD 2014 (7th
EDITION).
15.HARRY PARKER – JAMES AMBROSE (2008), DISEÑO SIMPLIFICADO DE
CONCRETO REFORZADO, tercera edición de LIMUSA WILEY, México.

41
ANALISIS DE PRECIOS UNITARIOS

43
PUENTE DE VIGAS METALICAS
Código Recurso Unidad Cantidad Precio S/. Parcial S/.
MANO DE OBRA
0101010003 OPERARIO hh 1,888.5384 21.90 41,358.99
0101010004 OFICIAL hh 1,742.3174 17.55 30,577.67
0101010005 PEON hh 2,511.3293 15.82 39,729.23
0101030000 TOPOGRAFO hh 2.9149 24.70 72.00
111,737.89
MATERIALES
02030300010004 TRANSPORTE DE ESTRUCTURA METALICA PARA EL
PUENTE, DESDE PIURA AL LUGAR DE MONTAJE (90KM
APROX)
ton 74.4100 590.00 43,901.90
02040100010002 FABRICACION DE ESTRUCTURA METALICA ASTM A-709,
GR50
ton 75.3375 7,190.00 541,676.63
02040100020001 ALAMBRE NEGRO N° 16 kg 1,930.2619 4.85 9,361.77
0204010011 ALAMBRE NEGRO N°8 kg 88.6978 4.50 399.14
0204020017 MONTAJE DE FALSO PUENTE ton 74.4100 4,260.00 316,986.60
0204020018 CONSTRUCCION DE BARANDAS METALICAS VEHICULARES
SEGUN DISEÑO (INCLUYE INSTALACIÓN).
m 2.7930 7,190.00 20,081.67
0204020019 CONSTRUCCION DE FALSO PUENTE METALICO, H=2.10m und 1.0000 100,000.00 100,000.00
02040600010022 ACERO CORRUGADO FY=4200 KG/CM2 GRADO 60 kg 20,241.4775 4.00 80,965.91
0204120008 CLAVOS PARA MADERA C/C 3" kg 161.7394 4.00 646.96
0207010001 PIEDRA CHANCADA m3 115.8144 70.00 8,107.01
0207020001 ARENA m3 103.8336 55.00 5,710.85
0207030001 HORMIGON m3 14.8500 45.00 668.25
0207070002 AGUA m3 37.7880 15.00 566.82
0213010008 CEMENTO PORTLAND TIPO I (42.5 kg) bol 2,795.1844 22.50 62,891.65
0213030001 YESO bol 1.8218 9.00 16.40
02221800010017 CURADOR QUIMICO gal 22.9360 25.80 591.75
0231010001 MADERA TORNILLO p2 1,565.2229 3.50 5,478.28
0231010002 ESTACA DE MADERA 2"X2"X1" pza 91.0900 1.10 100.20
0240020001 PINTURA ESMALTE gal 1.8218 50.00 91.09
0240150003 JUNTA DE DILATACION CON SELLO ELASTOMERICO
(INCLUYE COLOCACION)
m 6.0000 38.70 232.20
0240180011 APOYOS DE NEOPRENO und 8.0000 6,722.49 53,779.92
0240180012 DISPOSITIVO DE CONTROL SISMICO ACERO ASTM G 55
(INCLUYE INSTALACION).
und 6.0000 6,500.00 39,000.00
0240180014 JUNTA LOSA TRANSVERSAL - PUENTE SEGUN DISEÑO
m 9.0000 180.00 1,620.00
0240180015 ANGULO DE REFUERZO EN BORDE DE LOSA m 9.0000 45.00 405.00
02460200020006 SUMIDERO DE BRONCE DE 3" pza 10.0000 24.29 242.90
0246250007 TUBO PVC-SAP - 3" DE 3m m 2.5000 10.17 25.43
0292010001 CORDEL m 45.5450 2.50 113.86
1,293,662.19
EQUIPOS
0301000011 TEODOLITO hm 2.9149 14.00 40.81
03011000060004 hm 1.1214 175.00 196.25

44
RODILLO LISO VIBRATORIO AUTOPROPULSADO 70-100 HP
7- 9 ton
0301140021 COMPACTADOR VIBR. TIPO PLANCHA 9 HP hm 3.6000 12.50 45.00
03011600010007 CARGADOR S/LLANTAS DE 125 HP 2.5 YD3 hm 0.2424 150.00 36.36
03012000010006 MOTONIVELADORA 125 HP hm 1.1214 190.00 213.07
0301220010 PRUEBA DE CARGA DE PUENTE INCLUYE INFORME
ESTRUCTURAL
und 1.0000 15,000.00 15,000.00
03012900010007 VIBRADOR DE CONCRETO 4 HP 1.25" hm 159.7440 15.00 2,396.16
0301290006 MEZCLADORA DE CONCRETO DE 9-11P3 hm 172.9407 25.00 4,323.52
22,251.17
Total S/. 1,427,651.25
PUENTE DE VIGAS Y LOSA DE CONCRETO ARMADO
MANO DE OBRA
0101010003 OPERARIO hh 4,703.7712 21.90 103,012.59
0101010004 OFICIAL hh 4,416.8068 17.55 77,514.96
0101010005 PEON hh 4,599.3603 15.82 72,761.88
0101030000 TOPOGRAFO hh 2.9149 24.70 72.00
253,361.43
MATERIALES
0204010011 ALAMBRE NEGRO N°8 kg 240.3528 4.50 1,081.59
m 2.7930 7,190.00 20,081.67
0204120008 CLAVOS PARA MADERA C/C 3" kg 438.2904 4.00 1,753.16
0207020001 ARENA m3 169.6500 55.00 9,330.75
0207030001 HORMIGON m3 14.8500 45.00 668.25
0207070002 AGUA m3 60.5707 15.00 908.56
0213030001 YESO bol 1.8218 9.00 16.40
02221800010017 CURADOR QUIMICO gal 70.7314 25.80 1,824.87
m 6.0000 38.70 232.20
und 6.0000 6,500.00 39,000.00
0240180014 m 9.0000 180.00 1,620.00

45
JUNTA LOSA TRANSVERSAL - PUENTE SEGUN DISEÑO
0246250007 TUBO PVC-SAP - 3" DE 3m m 2.5000 10.17 25.43
0292010001 CORDEL m 45.5450 2.50 113.86
625,430.45
EQUIPOS
0301000011 TEODOLITO hm 2.9149 14.00 40.81
03011000060004 RODILLO LISO VIBRATORIO AUTOPROPULSADO 70-100 HP
7- 9 ton
hm 1.1214 175.00 196.25
ESTRUCTURAL
und 1.0000 15,000.00 15,000.00
26,301.41
Total S/. 905,093.29
PUENTE DE VIGAS Y LOSA DE CONCRETO POSTENSADO
MANO DE OBRA
0101010003 OPERARIO hh 4,070.7941 21.90 89,150.39
0101010004 OFICIAL hh 3,568.5929 17.55 62,628.81
0101010005 PEON hh 4,200.7200 15.82 66,455.39
0101010007 MAESTRO hh 12.0600 35.00 422.10
0101030000 TOPOGRAFO hh 2.9149 24.70 72.00
0103010016 INGENIERO ESPECIALISTA hh 12.0600 50.00 603.00
0103010017 TECNICO ESPECIALISTA hh 12.0600 30.00 361.80
219,693.49
MATERIALES
0204010011 ALAMBRE NEGRO N°8 kg 221.2281 4.50 995.53
m 2.7930 7,190.00 20,081.67
0204120008 CLAVOS PARA MADERA C/C 3" kg 395.5400 4.00 1,582.16
0207020001 ARENA m3 153.7329 55.00 8,455.31
0207030001 HORMIGON m3 14.8500 45.00 668.25
0207070002 AGUA m3 55.0607 15.00 825.91

46
0213030001 YESO bol 1.8218 9.00 16.40
0219170003 DUCTO CORRUGADO kg 9.7200 28.07 272.84
0219170005 ANCLAJE MOVIL MULTIPLE und 0.3600 1,530.27 550.90
02221800010017 CURADOR QUIMICO gal 65.2112 25.80 1,682.45
m 6.0000 38.70 232.20
und 6.0000 6,500.00 39,000.00
0240180014 JUNTA LOSA TRANSVERSAL - PUENTE SEGUN DISEÑO
m 9.0000 180.00 1,620.00
0246250007 TUBO PVC-SAP - 3" DE 3m m 2.5000 10.17 25.43
0292010001 CORDEL m 45.5450 2.50 113.86
561,737.45
EQUIPOS
0301000011 TEODOLITO hm 2.9149 14.00 40.81
03011000060004 RODILLO LISO VIBRATORIO AUTOPROPULSADO 70-100 HP
7- 9 ton
hm 1.1214 175.00 196.25
0301160002 BOMBA DE TENSADO día 1.4400 2,000.00 2,880.00
0301160003 BOMBA DE INYECCION día 1.4400 2,800.00 4,032.00
0301160004 GRUPO ELECTROGENO 10 KW día 1.4400 560.00 806.40
ESTRUCTURAL
und 1.0000 15,000.00 15,000.00
0301270015 MAQUINA DE DUCTOS día 1.4400 1,200.00 1,728.00
0301270016 GATO TENSADO día 1.4400 1,600.00 2,304.00
0301270017 TRANSPORTE DE MATERIALES día 1.4400 1,440.00 2,073.60
03013400010010 ANDAMIAJE día 1.4400 1,440.00 2,073.60
41,219.49
Total S/. 822,650.43

48
MEMORIA DE CALCULO DE DISEÑO DE PUENTE
METALICO TIPO VIGA LOSA DE ACERO
ESTRUCUTRAL:
“TESIS: ANÁLISIS COMPARATIVO DE COSTOS DE UN
PUENTE VEHICULAR DE 30.00 M DE LUZ USANDO
VIGAS DE CONCRETO ARMADO, CONCRETO
PRESFORZADO Y ACERO ESTRUCTURAL”
PUENTE LONGITUD 30m
I.NOMBRE DEL EXPEDIENTE TÉCNICO: “TESIS: ANÁLISIS COMPARATIVO DE COSTOS DE UN
PUENTE VEHICULAR DE 30.00 M DE LUZ USANDO VIGAS DE CONCRETO ARMADO,
CONCRETO PRESFORZADO Y ACERO ESTRUCTURAL”

49
II.UBICACIÓN DEL PROYECTO
 Distrito : PIURA
 Provincia : PIURA
 Región : PIURA
III.INGENIERO CALCULISTA: Ing.Carlos Javier Silva Castillo
IV.METODO DE DISEÑO: AASHTO - LRFD 2017
V.NORMATIVA A USAR:
 MANUAL DE PUENTES MTC-2018
 NORMA E020 METRADO DE CARGAS
 NORMA E030 DISEÑO SISMORRESISTENTE
 NORMA E050 SUELOS Y CIMENTACIONES
 NORMA E060 CONCRETO ARMADO
 NORMA E090 ESTRUCTURAS METALICAS
 MANUAL DE CONSTRUCCION AISC
VI.SOFTWARE EMPLEADO: CSiBridge V21.2.0

50
1. DESCRIPCION DEL PROYECTO
1.1. SUPERESTRUCTURA
El proyecto comprende la construcción de un puente carrozable de dos carriles, el cual se construirá
en base a un sistema de vigas rectangulares de acero estructural el cual resistirá a una losa de
concreto armado de 22 cm. La longitud del puente es de 30m, el sistema estructural está compuesto
por 4 vigas de acero estructural en sentido longitudinal del puente (denominadas vigas principales) y
5 vigas transversal (denominadas vigas diafragma). El ancho total de puente (o tablero) es de 10.45m.
Figura 1. Elevación lateral de puente
La sección vial en el puente está constituida por dos carriles de 3.60m más dos bermas de 0.40m cada
una y dos veredas de 1.20m a ambos lados, además se ha considerado barandas metálicas de
protección las cuales esta adosadas al borde interno de la armadura.
Figura 2. Elevación Transversal de puente

51
La configuración de la subestructura del puente está compuesta por dos estribos tipo tarjeta de
concreto armado, los cuales tienen un espesor de 0.50m, los que se construirán con un concreto
F´c=280Kg/cm2, los estribos entregaran su carga a sus respectivas zapatas rectangulares, y estas
transmitirán la carga del puente al suelo.
Figura 3. Isométrico de modelo 3d de puente metálico tipo cercha.
La altura libre (galibo) entre la losa y la parte inferior de los elementos superiores de arriostre es de
5.60m, y la altura libre con respecto al nivel de aguas máximo esperado es de 4.50m (según estudio
hidráulico).
Figura 4. Elevación lateral sobre el curso de agua a superar.

52
2. MATERIALES
Se ha especificado en el proyecto estructural los siguientes materiales:
 Concreto de f ´c = 280 kg/cm2 en losas.
 Concreto de f ´c = 280 kg/ cm2 en estribos
 Acero corrugado de f y =4200 kg/cm2
 Acero estructural de superestructura de puente ASTM A 709 Grado 50
 Pernos ASTM A325
 Soldadura E7018.
Los pesos específicos de los materiales usados son los siguientes:
 Concreto armado: 2.50 t/m3
 Acero estructural: 7.85 t/m3
 Asfalto: 2.25 t/m3
3. BASES DE DISEÑO
Se ha considerado como reglamento básico para el diseño estructural el manual de Diseño puentes
del Ministerio de transportes y comunicaciones en su última edición del año 2018; y el estándar
norteamericano para el diseño de puentes “AASHTO LRFD Bridge Design specifications” en su octava
edición del año 2017. Estos documentos establecen la carga viva vehicular HL – 93 para el diseño de
los puentes, así como todas las consideraciones para la carga aceptadas de diseño, cargas de diseño,
factores de carga y coeficientes de seguridad para cada uno de los elementos estructurales y de los
materiales.
El análisis de las estructuras se ha realizado mediante programas elaborados en nuestra oficina y con
el software de análisis estructural CSI BRIDGE versión 21.2.0, desarrollado por computers & structures
inc. De Berkeley – California, USA.
En el diseño de los estribos se ha tenido en cuenta la consideración de probabilidad de ocurrencia de
simultaneidad de sismo con condiciones de material de relleno completamente saturado, esto ultimo
por las constantes lluvias que se producen en el lugar donde se emplazara la estructura.
4. CARGAS Y FACTORES Y COMBINACIONES DE CARGA
De acuerdo con la sección 2.3.2 del Manual de Diseño de Puentes, 2018, del Ministerio de transportes
y comunicaciones MTC- DGCF y/o la sección 1.3 de AASTHTO BDS 2014 los puentes serán
diseñados para satisfacer estado limites específicos, los cuales son definidos para satisfacer objetivos
de servicio, seguridad y constructibilidad.

53
De acuerdo a lo anterior, las componentes y conexiones deberán satisfacer la ecuación (1) para cada
estado limite, a menos que se especifique otra cosa. Se definen estados límites de SERVICIO, FATIGA
Y FRACTURA, RESISTENCIA Y EVENTO EXTREMO.

54
6.0 CARGAS
Se consideran los siguientes estados de carga:
DC: Carga Muerta de Componentes estructurales y no estructurales. Se ha considerado el peso
propio de la estructura metálica, peso de tablero de concreto.
DW: carga Muerta de superficie de rodadura, se ha considerado 50mm de espesor, y para el peso
de veredas se ha considerado 0.20m de espesor de losa.
.
6.1.1. CARGAS VIVA VEHICULAR LL+I
AASHTO HL-93 Ver Sección 2.4.3.2 en Manual de Diseño de puentes, 2018, del Ministerio de
Transportes y comunicaciones MTC – DGCF.
Figura 5. Clase de vehículo de diseño
Figura 6. Tándem de diseño HL-93M

55
Figura 7. Factor de escala en eje de carga del HL-93M
Figura 8. Camión de diseño HL-93K

56
6.2. FACTORES DE CARGA Y COMBINACIONES DE CARGA.
De acuerdo con la sección 2.4.5. del Manual de Diseño de puentes, 2018, del ministerio de transportes
y Comunicaciones MTC – DGCF y/o la sección 3.4. de AASTHTO BDS 2014, se definen factores de
carga 𝛾i según cada estado limite. Se consideraron los siguientes estados límites: SERVICIO II,
RESISTENCIA I, EVENTO EXTREMO I.
por lo tanto, para cada estado limite, se definen diferentes combinaciones de carga, las cuales
producen efectos de carga, que deben ser iguales o
inferiores a la resistencia de las componentes Rr, según se indica en ecuación (1). La tabla 1 y tabla
2 reproduce los Factores de Carga de AASHTO LRFD 2014, para las diferentes combinaciones de
cargas usadas en el presente documento.

57
Figura 9. Combinación de carga SERVICIO II.
Figura 10. Combinación de carga Resistencia I.

58
Figura 11. Combinación de carga Evento Extremo I.
6.3 ANALISIS Y DISEÑO DE TABLERO
6.3.1DISEÑO POR FLEXION
Cálculo de acero longitudinal del acero de refuerzo en el tablero.
Figura 12: Calculo de acero de refuerzo longitudinal en la cara superior de la losa.

59
Figura 13: Cuantía de acero de refuerzo longitudinal en la cara superior
de la losa
Distribución de acero de refuerzo por metro lineal,
As = 15.55cm2
en cada metro de ancho de la cara superior de la losa del
tablero.
Planteando usar diámetro de barra de refuerzo de 5/8” (As= 15.84cm2
).

60
Por lo tanto, usaremos refuerzo de 5/8” cada 12.5cm alternado con acero de
refuerzo de 5/8” cada 12.5cm en sentido transversal del puente, en la cara
superior de la losa.

61
Figura 15: Cuantía de acero de refuerzo longitudinal en la cara inferior de la losa
As = 6.13cm2
en cada metro de ancho en sentido longitudinal malla superior
de acero de la losa del tablero.
)=
5*1/2”=6.35cm2
Por lo tanto, usaremos refuerzo de 1/2” cada 20.0cm alternado.

62
Cálculo de acero transversal del acero de refuerzo en el tablero.

63
Figura 17: Cuantía de acero de refuerzo transversal en la cara inferior de la losa
As = 12.8395cm2
tablero.
),
8*2.85= 22.80cm2
Por lo tanto, usaremos refuerzo de 3/4” cada 12.50 cm en sentido transversal
del puente, en la malla inferior de la losa.

64
Figura 18: Calculo de acero de refuerzo longitudinal en la cara inferior de la losa.

65
As = 7.632cm2
tablero.
Planteando usar diámetro de barra de refuerzo de 5/8” (As= 1.98cm2).
5*1.98cm2=9.90cm2.
Por lo tanto, usaremos refuerzo de 5/8” cada 20.00 cm en el sentido
longitudinal del puente, en la cara inferior de la losa.
7 ANALISIS Y DISEÑO DE VIGAS LONGITUDINALES Y VIGAS
TRANSVERSALES
Las vigas longitudinales y transversales han sido diseñadas simplemte
apoyadas y trabajando en seccion compuesta con el tablero de concreto
armado.
7.1 ANALISIS Y DISEÑO DE VIGA LONGITUDINALES. Viga a
analizar
Apoyo
fijo
Apoyo
móvil

66
Figura 20. Viga transversal inferior a diseñar en extremos (por evento extremo I).
Figura 21. Fuerza cortante y momento flector en sección completa del puente (por evento extremo I).

67
Figura 22. Momento flector en viga transversal (por evento extremo I).
Figura 23. Fuerza cortante en viga transversal (por evento extremo I).

68
Figura 24. Geometria de viga transversal propuesta (en Kg,m)
Figura 25. Geometria de viga transversal propuesta (en pulg)

69
Figura 26. Propiedades geometricas de viga trasnversal (en pulg, Klb).
Calculamos la resistencia de diseño por flexión del perfil soldado propuesto como viga
transversal de extremo.
ØMn= 0.90*(Fy-Fr)*Zx
Donde:
Fy= esfuerzo de fluencia, 50Ksi.
Fr= esfuerzo residual por ser un perfil soldado, 16.5Ksi
Por lo tanto:
ØMn= 0.90*(50-16.50)*Ksi*2090.251pulg
ØMn= 63,021.067Klb.pulg
El perfil de sección propuesto como viga transversal es capaz de resistir un momento flector de
63,021.067Klb.pulg
Comparando el momento resistente con el momento flector último, Mu= 619.563Tn.m
(53,775.69klb*pulg) podemos apreciar que el perfil es capaz de resistir la flexión a la que está
sometido.
La ratio de trabajo por flexión de la viga transversal en análisis es:
Ratio flexión: Mu/ ØMn = 53,775.69Klb.pulg/ 63,021.06Klb.pulg=0.853597
Ratio flexión=85.36%.
Calculamos la resistencia de diseño por cortante del perfil soldado propuesto como viga
transversal de extremo.
Verificamos la estabilidad del alma:
Si:
523/√𝐹𝑦 < h/tw ≤ 260, el estado límite es el pandeo elástico del alma …………………………(a)
Donde:
h= peralte del perfil analizado, 70.86pulg.
tw= espesor del alma, 0.748pulg.
Fy= esfuerzo de fluencia del material.
Reemplazando en (a).
70.86 < 88.22 < 260

70
Por lo tanto
ØVn= 132,000Aw/(h/tw)2
Donde:
Aw= área de la sección transversal del alma de la viga= 70.86pulg*0.748pulg= 53.00pulg2.
h/tw= 70.86pulg/0.748pulg= 94.733
ØVn= 132,000*53/(94.733)2
ØVn= 779.555Klb
ØVn= 354.34tn.
Comparando el cortante resistente con el cortante último, Vu= 88.23Tn, podemos apreciar que el
perfil es capaz de resistir la fuerza cortante a la que está sometido.
La ratio de trabajo por flexión de la viga transversal en análisis es:
Ratio flexión: Vu/ ØVn = 88.23tn/ 354.34tn= 0.2448
Ratio de cortante=24.89%.

71
METALICO TIPO VIGA LOSA DE CONCRETO ARMADO:
PRESFORZADO Y ACERO ESTRUCTURAL””
PUENTE LONGITUD 30m

72
VII.NOMBRE DEL EXPEDIENTE TÉCNICO: ANÁLISIS COMPARATIVO DE COSTOS DE UN PUENTE
VEHICULAR DE 30.00 M DE LUZ USANDO VIGAS DE CONCRETO ARMADO, CONCRETO
VIII.UBICACIÓN DEL PROYECTO
 Región : PIURA
IX.INGENIERO CALCULISTA: Ing.Carlos Javier Silva Castillo
X.METODO DE DISEÑO: AASHTO - LRFD 2017
XI.NORMATIVA A USAR:
 MANUAL DE CONSTRUCCION AISC
XII.SOFTWARE EMPLEADO: CSiBridge V21.2.0

73
El proyecto comprende la construcción un puente carrozable de dos carriles, el cual se construirá en
base a un sistema de vigas rectangulares de concreto armado el cual resistirá a una losa de concreto
armado de 22cm. La longitud del puente es de 30m, el sistema estructural está compuesto por 4 vigas
de concreto armado en sentido longitudinal del puente (denominadas vigas principales) y 5 vigas
transversal (denominadas vigas diafragma). El ancho total de puente (o tablero) es de 10.45m.
La sección vial en el puente está constituida por dos carril de 3.60m más dos bermas de 0.40m cada

74
La configuración de la subestructura del puente está compuesta por dos estribos tipo tarjeta de
concreto armado, los cuales tienen un espesor de 0.60m, los que se construirán con un concreto
F´c=280Kg/cm2, los estribos entregaran su carga a sus respectivas zapatas rectangulares, y estas
transmitirán la carga del puente al suelo.
Figura 29. Isométrico de modelo 3d de puente metálico tipo cercha.
La altura libre (galibo) entre la parte inferior de la viga y la altura libre con respecto al nivel de aguas
máximo esperado es de 1.5m (según estudio hidráulico).

75
6. MATERIALES
7. BASES DE DISEÑO
materiales.

76

77
6.0 CARGAS
.

78

79

80

81
7.3 ANALISIS Y DISEÑO DE TABLERO
Calculo de acero longitudinal del acero de refuerzo en el tablero.

82

83
de la losa
As = 15.55cm2
tablero.
).

84

85
As = 6.13cm2
en cada metro de ancho en sentido longitudinal malla superior
de acero de la losa del tablero.
)=
5*1/2”=6.35cm2
Por lo tanto, usaremos refuerzo de 1/2” cada 20.0cm alternado.

86
Cálculo de acero transversal del acero de refuerzo en el tablero.

87
Figura 43: Cuantía de acero de refuerzo transversal en la cara inferior de la losa
As = 12.8395cm2
tablero.
),
8*2.85= 22.80cm2
Por lo tanto, usaremos refuerzo de 3/4” cada 12.50 cm en sentido transversal
del puente, en la malla inferior de la losa.

88
Figura 44: Calculo de acero de refuerzo longitudinal en la cara inferior de la losa.

89
As = 7.632cm2
tablero.
Planteando usar diámetro de barra de refuerzo de 5/8” (As= 1.98cm2).
5*1.98cm2=9.90cm2.
Por lo tanto, usaremos refuerzo de 5/8” cada 20.00 cm en el sentido
longitudinal del puente, en la cara inferior de la losa.
8 ANALISIS Y DISEÑO DE VIGAS LONGITUDINALES Y VIGAS
TRANSVERSALES
Las vigas longitudinales y transversales han sido diseñadas simplemte
apoyadas y trabajando en seccion compuesta con el tablero de concreto
armado.
7.2 ANALISIS Y DISEÑO DE VIGA LONGITUDINALES. Viga a
analizar
Apoyo
fijo
Apoyo
móvil

90
Figura 46. Viga longitudinal inferior a diseñar en extremos (por evento extremo I).
Figura 47. Fuerza cortante y momento flector en seccion completa (por evento extremo I).

91
Figura 22. Fuerza cortante y momento flector en viga lateral (por evento extremo I).
Figura 48. Fuerza cortante y momento flector en viga transversal (por evento extremo I).

92
Figura 49. Geometria de viga transversal propuesta (en m)
Figura 50. Propiedades geometricas de viga trasnversal (en pulg, Klb).
CALCULAMOS LA RESISTENCIA DE DISEÑO POR FLEXIÓN DE LA VIGA PRINCIPAL DE
CONCRETO ARMADO DEL PUENTE.
CALCULO DEL ACERO LONGITUDINAL EN VIGA CENTRAL. .
Acero longitudinal en centro de la viga.
Datos para el diseño:
Concreto, fć=280Kg/cm2
Sección de viga: b=25cm; d=190cm
Fy= 4,200Kg/cm2
Momento último actuante: 915,973Kg.m= 91,597,300 kg.cm
Cortante máximo: 124.4348tn= 124,434.80Kg.
Calculo del diseño por flexión de la viga:
Asumiremos una viga simplemente reforzada con acero de refuerzo en 1 capa.
Peralte efectivo, d= 190cm
Índice de refuerzo, ω= ρfy/fć
Mu=ØMn= φ*fć*b*d2*ω(1 - 0.59ω)
91,597,300kg.cm = 0.90*280Kg/cm*50cm*(190cm)2*ω(1-0.59ω)
0.201375= ω - 0.59ω²
0.59ω² - ω + 0.201375= 0
ω= 1.46136

93
ω= 0.23356
Tomamos el menor valor del índice de refuerzo y con ese valor calculamos la cuantía por flexión de
la viga.
ω= ρfy/fć
ρ= ω*fć/fy
ρ= 0.23356*280/4200
ρ= 0.01557
Verificamos si la cuantía necesaria es menor a la cuantía máxima permitida. Podemos apreciar que
la cuantía a usar es menor que la cuantía máxima permitida para un concreto de Fć= 210Kg/cm².
ρ= As/(b*d)
donde:
As= área de acero por flexión
b= 50cm
d= 190cm
Despejando As:
As= ρ*b*d
As= 0.01557*50cm*190cm
As= 147.921cm2
Distribución de acero de refuerzo longitudinal: 16Ф1 3/8” = 16*9.58cm2 =153.28cm2
Acero longitudinal por momento negativo de la viga.
Datos para el diseño:
Concreto, fć=210Kg/cm2
Sección de viga: b=50cm; d=190cm
Fy= 4,200Kg/cm2
Momento último actuante: aproximadamente cero, 0.0Kg.m= 0.0kg.cm
Cálculo del diseño por flexión de la viga:
Asumiremos una viga simplemente reforzada con acero de refuerzo en 1 capa.
Como el momento flector negativo es prácticamente nulo, la cuantía de acero de refuerzo en la parte
superior de la viga es igual a la cuantía mínima por flexión.
La cuantía mínima a usar es igual a 0.0033571.

94
ρ= 0.0033571
Verificamos si la cuantía necesaria es menor a la cuantía máxima permitida. Podemos apreciar que
la cuantía a usar es menor que la cuantía máxima permitida para un concreto de Fć= 280Kg/cm².
ρ= As/(b*d)
donde:
As= área de acero por flexión
b= 50cm
d= 190cm
Despejando As:
As= ρ*b*d
As= 0.0033571*50cm*190cm
As= 31.892cm2
Distribución de acero de refuerzo longitudinal: 7Ф1” = 7*5.07cm2 =35.49cm2
CALCULO DEL ACERO TRANSVERSAL EN VIGA CENTRAL.
Verificación de resistencia del concreto por corte.
El código del ACI sugiere usar la siguiente formula simplificada para calcular la resistencia al corte
de los elementos de concreto armado:
Vc= 0.53*(√fć)*bw*d
ØVc= 0.75*0.53*(√fć)*bw*d
Donde:
Fć= 280Kg/cm2
bw= Ancho de la sección transversal del elemento sometido corte=50cm
d= Peralte efectivo de la sección transversal a analizar=190cm
Por lo tanto:
ØVc= 0.75*0.53*(√280)*50*190
ØVc= 63,188.75Kg
Cortante ultimo actuante, Vu= 124,434.80Kg

95
Como se puede apreciar el valor del cortante actuante es mayor que el cortante resistente, por lo
tanto, se debe de usar acero de refuerzo transversal con la finalidad de poder controlar los esfuerzos
cortantes a los que está sometida la viga, según la norma E060.
Por lo tanto, la fuerza cortante que debería de absorber los estribos de acero es: 23,651.06Kg –
13,824.77= 9,826.286Kg
Calculamos la fuerza que aportan los estribos usando una separación máxima de 15cm
Vs=Av.Fy.d/s
Av= 2x1.27= 2.54cm2
Fy=4200Kg/cm2
d=190cm
s=15
Vs=2.54*4200*190/15
Vs=135,128kg
Por lo tanto, el ambos es acero usando la mayor separación entre ambos (15cm) es correcto
En cumplimiento a las recomendaciones de diseño de elementos con compromiso sísmico,
desarrollaremos la siguiente distribución de estribos:
10 @5cm, 10 @10cm, 10@15cm, 10@20cm, resto a 25cm

96
METALICO TIPO VIGA LOSA DE CONCRETO
POSTENSADO:
PRESFORZADO Y ACERO ESTRUCTURAL””
PUENTE LONGITUD 30m

97
XIII.NOMBRE DEL EXPEDIENTE TÉCNICO: ANÁLISIS COMPARATIVO DE COSTOS DE UN PUENTE
VEHICULAR DE 30.00 M DE LUZ USANDO VIGAS DE CONCRETO ARMADO, CONCRETO
XIV.UBICACIÓN DEL PROYECTO
 Región : PIURA
XV.INGENIERO CALCULISTA: Ing.Carlos Javier Silva Castillo
XVI.METODO DE DISEÑO: AASHTO - LRFD 2017
XVII.NORMATIVA A USAR:
XVIII.MANUAL DE CONSTRUCCION AISCSOFTWARE EMPLEADO: CSiBridge V21.2.0

98
El proyecto comprende la construcción un puente carrozable de dos carriles, el cual se construirá en
base a un sistema de vigas rectangulares de concreto postensado el cual resistirá a una losa de
concreto armado de 22cm. La longitud del puente es de 30m, el sistema estructural está compuesto
por 4 vigas de concreto postensado en sentido longitudinal del puente (denominadas vigas principales)
y 5 vigas transversal (denominadas vigas diafragma). El ancho total de puente (o tablero) es de
10.45m.
La sección vial en el puente está constituida por dos carriles de 3.60m más dos bermas de 0.40m cada

99
La configuración de la subestructura del puente está compuesta está compuesta por dos estribos tipo
tarjeta de concreto armado, los cuales tienen un espesor de 0.60m, los que se construirán con un
concreto F´c=350Kg/cm2, los estribos entregarán su carga a sus respectivas zapatas rectangulares, y
estas transmitirán la carga del puente al suelo.
Figura 53. Isométrico de modelo 3d de puente metálico tipo
La altura libre (galibo) entre la parte inferior de la viga y la altura libre con respecto al nivel de aguas
máximo esperado es de 1.5m (según estudio hidráulico).

100
10. MATERIALES
11. BASES DE DISEÑO
materiales.

101

102
6.0 CARGAS
.

103

104

105

106

107
8.3 ANALISIS Y DISEÑO DE TABLEO
Calculo de acero longitudinal del acero de refuerzo en el tablero.

108
de la losa
As = 15.55cm2
tablero.
).

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