trabajo de estructuras especiales-final 1

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  • 8/16/2019 Trabajo de Estructuras Especiales-final 1

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    UNIVERSIDAD NACIONAL DANIEL ALCIDES CARRION FACULTAD DE INGENIERÍA

      ESCUELA DE FORMACION PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL

    UNIVERSIDAD NACIONAL DANIEL ALCIDESCARRION-UNDAC

    CONSIDERACIONES ESTRUCTURALES EN EL ANÁLISIS YDISEÑO DE PUENTE COLGANTE REFERENCIALES PARA

    EL PUENTE COLGANTE-PROTOTIPO

    DOCENTE: Ing. Earle TANGOA BERNARDO

    ALUMNOS:

    • Ger!n SANTIAGO ESPINO"A• Da#$% COTRINA PAUCAR • &$l're%! AMBROSIO PA(UELO• (e''er!n CORNELIO MUÑO"

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    ESTRUCTURAS ESPECIALES : ANALISIS Y DISEÑO DE PUENTE Y CARACTERISTICAS DE PROTOTIPO  0 

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    UNIVERSIDAD NACIONAL DANIEL ALCIDES CARRION FACULTAD DE INGENIERÍA

      ESCUELA DE FORMACION PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL

    ÍNDICE 1

    RESUMEN 4

    INTRODUCCIÓN   11

    CAPÍTULO I. GENERALIDADES 12

    1.1 OBJETIVO Y ALCANCES 12

    1.2 ORGANIZACIÓN DEL DOCUMENTO 12

    1.3 CARACTERÍSTICAS 12

    1.4 RESEÑA HISTÓRICA 13

    1.5 NORMATIVIDAD DE PUENTES 1

    CAPÍTULO II. ELEMENTOS DE UN PUENTE COLGANTE   2!

    2.1 LOS CABLES 2!

    2.1.1 D"#$%$&$'% (" )*+,$%- 2!

    2.1.2 P+-/$"(0(" ")+&)+0" (" - &0" 22

    2.1.3 P+-)"&&$'% &-%)+0 0 &-++-$'% 24

    2.2 LAS PNDOLAS 2

    2.3 LA VIGA DE RIGIDEZ 2

    2.4 TORRES DE PUENTES COLGANTES 32

    CAPÍTULO III. ESTUDIO ANALÍTICO DE PUENTES COLGANTES   34

    3.1 HIPÓTESIS Y RELACIONES B6SICAS PARA EL AN6LISIS 34

    3.1.1 R"0&$'% "%)+" #"+70 "% " &0" 34

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    UNIVERSIDAD NACIONAL DANIEL ALCIDES CARRION FACULTAD DE INGENIERÍA

      ESCUELA DE FORMACION PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL

    4.1 DESCRIPCIÓN GENERAL DEL PROYECTO 2

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    4.2 AN6LISIS Y DISEÑO DE LA LOSA DEL PUENTE

    4.3 AN6LISIS ESTRUCTURAL SEGN LA TERORÍA DE LAS

    DE>LE?IONES !

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    CAPÍTULO V CARACTERISTICAS DEL PROTOTIPO 115

    CAPÍTULO V CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES   115

    5.1 CONCLUSIONES 115

    5.2 RECOMENDACIONES 11

    BIBLIOGRAFÍA 11

    ANEXOS

    ESTRUCTURAS ESPECIALES : ANALISIS Y DISEÑO DE PUENTE Y CARACTERISTICAS DE PROTOTIPO  2 

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    UNIVERSIDAD NACIONAL DANIEL ALCIDES CARRION 

    FACULTAD DE INGENIERÍA  ESCUELA DE FORMACION PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL

    RESUMEN

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    UNIVERSIDAD NACIONAL DANIEL ALCIDES CARRION 

    FACULTAD DE INGENIERÍA  ESCUELA DE FORMACION PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL

    INTRODUCCIÓN

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    FACULTAD DE INGENIERÍA  ESCUELA DE FORMACION PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL

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    ESTRUCTURAS ESPECIALES : ANALISIS Y DISEÑO DE PUENTE Y CARACTERISTICAS DE PROTOTIPO  5 

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    CAPÍTULO I: GENERALIDADES

    1.1 OBJETIVO Y ALCANCES

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    CAPÍTULO II: ELEMENTOS DE UN PUENTE COLGANTE

    2.1 LOS CABLES

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    ESTRUCTURAS ESPECIALES : ANALISIS Y DISEÑO DE PUENTE Y CARACTERISTICAS DE PROTOTIPO 14

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    ESTRUCTURAS ESPECIALES : ANALISIS Y DISEÑO DE PUENTE Y CARACTERISTICAS DE PROTOTIPO 15 

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  • 8/16/2019 Trabajo de Estructuras Especiales-final 1

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    ESTRUCTURAS ESPECIALES : ANALISIS Y DISEÑO DE PUENTE Y CARACTERISTICAS DE PROTOTIPO 18 

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    2.2 LAS P8NDOLAS

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    ESTRUCTURAS ESPECIALES : ANALISIS Y DISEÑO DE PUENTE Y CARACTERISTICAS DE PROTOTIPO 21

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    ESTRUCTURAS ESPECIALES : ANALISIS Y DISEÑO DE PUENTE Y CARACTERISTICAS DE PROTOTIPO 23

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    /+$%&$/0,"%)" 0 0 /*%(-0 &-+)0 (" &"%)+- (" 0 7 0 )"+"0 (" ,0%)"%"+ 0

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    )-++" " +"(&"% 0 0 ,$)0(.

    CAPÍTULO III: ESTUDIO ANALÍTICO DE PUENTES COLGANTES

    9.1 IPÓTESIS Y RELACIONES BÁSICAS PARA EL ANÁLISIS

    P0+0 /+""%)0+ - /+-&"($,$"%)- (" 0%@$$ (" /"%)" &-;0%)" " %"&"0+$-

    $%($&0+ 0

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    FIGURA N= 9>1: R"0&$-%" "%)+" #"+70 "% " &0"L0 "&0&$-%" (" "$$+$- (" "","%)- ($#"+"%&$0 (" -%;$)( $%($&0(- "% 0

    #$;+0 3.1 -%

      ( )∑   =++−⇒=   00  x x x x   dT T T  F    K31

      ( ) ( )∑   =+++−⇒=   00   dx xqdT T T  F   z  z  z  z    K32D" K31 "

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    ( )dx xqdT  z    −=   K35

    D" 0 #$;+0 3.1 " "%&"%)+0 "

    dx

    dz  H  Htg tg T T   x z    ===   φ φ 

    D$#"+"%&$0%(- ")0 "&0&$'%

    dxdx

     z d  H dx

    dx

    dT dT    z  z    2

    2

    ==

    R"",/070%(- ")" 90-+ "% K35 " )$"%"

    ( )dx xqdxdx

     z d  H    −=

    2

    2

    ( )

     H 

     xq

    dx

     z d  −=2

    2

    K3

    E)0 " 0 "&0&$'% ($#"+"%&$0 (" 0 "@)$&0 (" &0". I%)";+0%(- ")0 "&0&$'%

    ( )dx xq H dx

    dz   x

    ∫ −=0

    1K3

    E% T$,-

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    R"",/070%(- K3 "% K3 " -)$"%"

    ( )  ( )

    1

    0

    1C 

     H 

     xQdx xq

     H dx

    dz   x

    +=−= ∫   

    ( ) ( )21

    0

    1   C  xC  H 

     x M dxC 

     H 

     xQ z 

     x

    ++=

    += ∫ 

    P0+0 &0&0+ 0 &-%)0%)" C1 8 C2 " )$"%" "

    00 =⇒=   z  x   ( )   000 2 =⇒=   C  M 

    h z  L x =⇒=   ( ) L

    hC  L M    =⇒=   10

    L";-

    ( ) L

    h

     H 

     xQ

    dx

    dz +=

      ( ) x

     L

    h

     H 

     x M  z    += K3=

    S$ - (- 0/-8- (" &0" ")@% 0 ,$,- %$9":

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    L0 #"&

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    2

    2

    4 L

     x  f   z  =

    2

    8

     L

      fx

    dx

    dz  = K315

    R"",/070%(- K315 "% K314 " )$"%"

    dx L

     x  f   s

     L 2

    12/

    0

    4

    22

    0

    6412 ∫   

    += K31

    E% (" L-0(0 1=51: /@;. 4=1: " )$"%" 0 -&$'% (" ")0 $%)";+0:

    -)"%$*%(-"

    ++++= 2

    22

    2

    2

    0

    161

    4

    8

    161

    2   L

      f  

     L

      f   L

      f  

     L

     L

      f   L s e K31

    D-%(": L"  $%($&0 -;0+$),- %"/"+$0%-. U%0 -&$'% 0/+-$,0(0 (" 90-+ (" 0

    -%;$)( (" &0" " -)$"%" ("0++-0%(- "% %0 "+$" $%#$%$)0 " +0($&0 (" 0

    $%)";+0 "% K31

    dx L

     x  f  

     L

     x  f  

     L

     x  f   s

     L

    ∫   

    −+−+=

    2/

    0

    12

    663

    8

    442

    4

    22

    0   ...16

    64

    8

    64

    2

    6412

    L";-

    −+−+=   ...

    7

    256

    5

    32

    3

    81

    6

    6

    4

    4

    2

    2

    0 L

      f  

     L

      f  

     L

      f   L s

    L0 +"0&$-%" #L 0" "% /"%)" &-;0%)" %- "&"("% (" !.11 &-,- "

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    E)- &0- " /+""%)0 "% - )+0,- 0)"+0" (" % /"%)" &-;0%)". D"

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    "&0&$'% (" &0" &-++"/-%($"%)" 0 ")" &0-

     x L

    h

     L

     x

     L

     x  f   z    + 

      

       −=   14 K31=

    C0&0,- " 90-+ (" D  &-++"/-%($"%)" 0 /%)- (-%(" " &0" )$"%" 0

    )0%;"%)"

  • 8/16/2019 Trabajo de Estructuras Especiales-final 1

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    L0 "&0&$'% (" 0 &+90 " )-,0 " &0" "% ")" &0- (" &0+;0 " ("%-,$%0

    %0 &0)"%0+$0 8 &-++"/-%(" 0 &0+;0 ","F0%)" 0 /"- /+-/$- (" &0".

    E -+$;"% (" &--+("%0(0 8 0 -+$"%)0&$'% (" - "F" " 0(-/)0% &-,- " $%($&0

    "% 0 #$;+0 $;$"%)"

    >IGURA N 3.2 C0" &-% 0/-8- 0 ,$,- %$9": -,")$(- 0 %0 &0+;0%$#-+,","%)" +"/0+)$(0 0 - 0+;- (" &0"

    S$ " 0 -%;$)( (" &0" "%)+" D 8 P: " /"- (" ";,"%)- DP (" &0" " :

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    /%)- P (" 0 #$;+0 3.2: )"%$"%(- "% &"%)0 " +")0(- &0&0(- "% 0 "&0&$'%

    K33: "

     H T    =φ cos   qsTsen   =φ 

    D"#$%$,- %0 &-%)0%)" C " "0 " &-&$"%)" (" 0 &-%)0%)" H "%)+" " /"-

    : (" 90-+ &-%)0%)" /-+ %$(0( (" -%;$)( (" &0"

    qC  H q

     H C    =⇒=   K322

     s

    qC 

    qs

     H 

    qs

    Tsentg    ====

    φ 

    φ φ 

    cos

    L";-

    ( )φ tg C  s  =   K323

    ESTRUCTURAS ESPECIALES : ANALISIS Y DISEÑO DE PUENTE Y CARACTERISTICAS DE PROTOTIPO 33

  • 8/16/2019 Trabajo de Estructuras Especiales-final 1

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    E)0 " 0 "&0&$'% (" 0 &0)"%0+$0 8 0 &-%)0%)" C: &8- 90-+ ")0 "% K322:

    " 0,0(0 " /0+@,")+- (" 0 &0)"%0+$0. T+0%#-+,0,- ")0 "&0&$'% 0

    &--+("%0(0 &0+)"$0%0

     sdxdz C    =

    D"+$90%(- ")0 "&0&$'% +"/"&)- 0

    2

    2

    2

    1      

      +==dx

    dz 

    dx

    ds

    dx

     z d C 

    P0+0 /-("+ $%)";+0+ ")0 "&0&$'% ($#"+"%&$0: 0 ,-($#$&0,- (" 0 $;$"%)"

    #-+,0

    1

    1

    2=

       

      +

       

      

    dx

    dz 

    dx

    dz 

    dx

    C  K324

    E% G+0%9$" 1=52: /0;. 521: " "%&"%)+0 " ")" &-&$"%)" " 0 ("+$90(0 ("

    11 =

       

      −dx

    dz  senh

    dz 

    d C 

    D-%(": " ")@ ",/"0%(- 0 ("+$90(0 (" 0 #%&$'% $%9"+0 (" "%-

  • 8/16/2019 Trabajo de Estructuras Especiales-final 1

    36/82

    P0+0 &0&0+ " 90-+ (" 0 &-%)0%)" A " &-%-&" " /0+0 ! 0 )0%;"%)" "

  • 8/16/2019 Trabajo de Estructuras Especiales-final 1

    37/82

    P"+-

       

      ===C 

     xCsenh

    dx

    dz C Ctg  s   φ 

    2222222 1cosh   C  z C 

     xC C 

     x senhC  s −=

    − 

      

      = 

      

      =

    R"",/070%(- ")" 90-+ "% K32 " )$"%"

    ( ) ( )   2222222222  z qC C  z qC  sqT  =+−=+=

    L";-

    ( )   qC  H T  f  C qT qz T  ==⇒+=⇒=   minmax

    K32

    22 C  z C 

     xCsenh s   −= 

      

      = K32=

    S$ " &-,/0+0% - +")0(- -)"%$(- (" % &0" /0+0'$&- 8 %- &-% 0

    "&0&$'% (" %0 &0)"%0+$0: &-% 0 ,$,0 7 L: #"&

  • 8/16/2019 Trabajo de Estructuras Especiales-final 1

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    9.2.1. E-($-+0, ?'+-$ %* "$ @+#$ %* &+#+%*

    L0 $;$"%)"

  • 8/16/2019 Trabajo de Estructuras Especiales-final 1

    39/82

    8 O+("%0(0 (" &0" 0F- 0 &0+;0 ,"+)0

    8] 6%;- (" &0" 0F- 0 &0+;0 ,"+)0

    8 ]] C+90)+0 (" &0" 0F- 0 &0+;0 ,"+)0

    C-% 0 "+70 ($)+$$(0 "% 0 /*%(-0 9"+)$&0" ("$(- 0 0 &0+;0 9$90

    D"#"$'% (" &0" 0F- &0+;0 9$90: $;0 0 0 ("#"$'% (" 0 9$;0 ("

    0&"+(- 0 0

  • 8/16/2019 Trabajo de Estructuras Especiales-final 1

    40/82

      K33

    >IGURA N 34 C0+;0 "% " &0" 8 "% 0 9$;0K>"%)" P+"$,$%0+8 A%08$ -# S/"%$-% B+$(;"

    C-% 0 &0+;0 ,-)+0(0 "% 0 K#$;+0 3‐2 0 "&0&$'% ($#"+"%&$0 "

    ("&+$" 0 9$;0 (" +$;$("7 &-% %0 &-%)0%)" (" 0&"+(- 0 0

  • 8/16/2019 Trabajo de Estructuras Especiales-final 1

    41/82

    ("&+$" %0 9$;0 &-% %0 )"%$'% 0$0 0F- %0 &0+;0 )+0%9"+0. E)0

    0%0-;0 " $)+0(0 "% 0 K#$;+0 32=.

      K33=

    D-%("

    N T"%$'% 0$0

    C0+;0 )+0%9"+0

    >IGURA N 35 A%0-;0 (" %0 9$;0 0 T"%$'%K>"%)" P+"$,$%0+8 A%08$ -# S/"%$-% B+$(;"

    C-% &-%($&$-%" (" -+(" (0(0: K33= /"(" "+ +"")0 /0+0 0 ("#"$'% :

    8 "&"%)","%)" /0+0 " @%;- X^: " ,-,"%)- MEI^^ 8 " &-+)0%)"

    VEI^^̂ . E% 0 K#$;+0 33! " /+""%)0 0 -&$-%" /0+0 %0 9$;0

    $,/","%)" 0/-80(0 &-% )"%$'% 0$0 8 /0+0 - &0- (" &0+;0 (" $%)"+* "%

    " 0%@$$ (" /"%)" &-;0%)". L0 )00

  • 8/16/2019 Trabajo de Estructuras Especiales-final 1

    42/82

    9.2.2. E-($-+0, %* -!4)$++"+%$% )$&$ *" -$"*:

    P0+0 "900+ 0 #'+,0 "% 0 K#$;+0 33!: 0 #"+70 "% " &0" H/

    ("" "+ &-%-&$(0. U%0 &-%($&$'% /0+0 (")"+,$%0+ ")0 #"+70 " (0(0 /-+ "

    +""+$,$"%)- (" &-,/0)$$$(0( (" 0 /+-8"&&$'%

  • 8/16/2019 Trabajo de Estructuras Especiales-final 1

    43/82

    /0+0 90-+" )/$&- (" ` 8 a: - +")0(- (" 0 "/+"$-%" "0&)0 8

    0/+-$,0(0 -% &"+&0%0,"%)" $%($)$%;$". P-+ - )0%)-: " /"(" "&+$$+ 

    /0+0 0 #'+,0 3‐430 8 3‐43.

    K3430:

    E$,$%0%(- a (" 0 3430 8 343 " ";0 0

      K344

    E &0" ")$+0(- ("$(- 0 0 &0+;0 9$90 8 &0,$- (" )",/"+0)+0 " (0(- /-+

      K345

    D-%("

    EcAc: C0" (" +$;$("7

    T: C0,$- (" )",/"+0)+0 "% " &0" (" /"%$'%

    α  t  C-"#$&$"%)" "/0%$'% )*+,$&0

    C-,$%0%(- K3‐41: K3‐44 8 K3‐45 8 &-% y’= dy/dx, w’ = dw/dx, y u’dx : "-)$"%".

    . K34

    E /+$,"+ )*+,$%- "% " $%)";+0%(- (" 0 #'+,0 K34 /"(" "+ 0/+-$,0(- /-+ 

      K34

    S)$)8"%(- "% "&. K331 /-+ 8^ 8 " ("0++-- (" 0 $%)";+0&$'% /+""%)0 0"&0&$'% (" &-,/0)$$$(0( /0+0 " &0".

    K340

    D-%("

      K34

      K34&

    ESTRUCTURAS ESPECIALES : ANALISIS Y DISEÑO DE PUENTE Y CARACTERISTICAS DE PROTOTIPO 42 

    dydxd#   ψ ε    −=   dxdydw   ψ ε    +=

    dx

    dydw

    dx

    dydxd#   −+=   ])(1[   2ε 

    T dx

    dy

     A E 

     H T 

     A E 

     H T 

    cc

     p

    cc

     pα α 

    θ ε    ++=+=   2

    12 ])(1[

    cos

    i" T 

    cc

     pl 

    dx yw yT  y A E 

     H δ δ α    −=−+++∫    ]'')'1()'1([

      223

    2

    0

    ...)'8

    3'

    2

    31()'1(   422

    32 +++≈+   y y

     A E 

     H  y

     A E 

     H 

    cc

     p

    cc

     p

    i" l 

    T T c

    cc

     pwdx yTL L

     A E 

     H δ δ α    −=++ ∫ ''

    ]cos

    1)(8[

    3

    2

    α +=

      f  l  Lc

    ]cos

    1)(

    3

    16[

    2

    2

    α +=

      f  l  LT 

  • 8/16/2019 Trabajo de Estructuras Especiales-final 1

    44/82

    CUADRO N= 9>1 E&0&$-%" /0+0 0 9$;0 &-% )"%$'% 0$0 K0(0/)0&$'% ("P0)"0"% K1==3 8 R$'% 8 V-;" K1=2

    K>"%)" P+"$,$%0+8 A%08$ -# S/"%$-% B+$(;"

     

    ESTRUCTURAS ESPECIALES : ANALISIS Y DISEÑO DE PUENTE Y CARACTERISTICAS DE PROTOTIPO 43

  • 8/16/2019 Trabajo de Estructuras Especiales-final 1

    45/82

    >IGURA N 3 E&0&$-%" (" &-,/0)$$$(0( /0+0 " &0" K>"%)" P+"$,$%0+8 A%08$ -# S/"%$-% B+$(;".

    >IGURA N 3 E&0&$-%" (" &-,/0)$$$(0( /0+0 " &0" K>"%)" P+"$,$%0+8 A%08$ -# S/"%$-% B+$(;".

    >IGURA N 3 A/+-$,0&$'% /0+0 ((K>"%)" P+"$,$%0+8 A%08$ -# S/"%$-% B+$(;"

    9.2.9. S!"(-+0, %* "$' *-($-+!,*' 3(,%$4*,$"*'

    L0 0/$&0&$'% 8 -&$'% (" 0 "&0&$-%" #%(0,"%)0" ("+$90(0

    0%)"+$-+,"%)" "+@% (",-)+0(0 "% " $)",0 ,-)+0(- "% 0 K#$;+0 334. L0

    +$;$("7 0 0 #"$'% (" 0 )-++" " +"/+""%)0(0 /-+ +"-+)"

  • 8/16/2019 Trabajo de Estructuras Especiales-final 1

    46/82

    $;%-+0(0.

    D"$(- 0 0 +$;$("&" (" 0 )-++" 0 #"+70 IGURA N 3= I("0$70&$'% (" /"%)" /"%($(-K>"%)" P+"$,$%0+8 A%08$ -# S/"%$-% B+$(;"

     K35!0

    K35!

    ESTRUCTURAS ESPECIALES : ANALISIS Y DISEÑO DE PUENTE Y CARACTERISTICAS DE PROTOTIPO 45 

    a

     p

    a" 

     H  1

    =δ  $

     p p

    $" 

     H  H  12 −=δ 

    c

     p p

    c" 

     H  H  23 −=δ d 

     p

    d " 

     H  3−=δ 

    0''  3212

    22

    2

    2

    =−

    +−

    +++ ∫ c

     p p

    $

     p p

    l T T c

    cc

     p

     H  H 

     % 

     H  H wdx yTL L

     A E 

     H α 

    0''  323

    33

    3

    3

    =+−+++ ∫ d 

     p

    c

     p p

    l T T c

    cc

     p

    "  H 

     %  H  H wdx yTL L

     A E  H  α 

    0''  211

    11

    1

    1

    =−

    ++++ ∫ $

     p p

    a

     p

    l T T c

    cc

     p

     H  H 

     % 

     H wdx yTL L

     A E 

     H α 

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    CAPÍTULO V: PROTOTIPO DE PUENTE COLGANTE>CARACTERISTICAS:

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    UBICACIÓN REFERENCIAL: RIO MARAÑON EN EL DEPARTAMENTO DECAJAMARCA

    ESTRUCTURAS ESPECIALES : ANALISIS Y DISEÑO DE PUENTE Y CARACTERISTICAS DE PROTOTIPO 77 

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    ANALISIS DE DISEÑO DE PUENTE REFERENCIAL Y LA PROPUESTA PARA

    EL PROTOTIPOESTRUCTURAS ESPECIALES : ANALISIS Y DISEÑO DE PUENTE Y CARACTERISTICAS DE PROTOTIPO 

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    CAPÍTULO VI: CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

    .1 CONCLUSIONES

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    .2 RECOMENDACIONES

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    ESTRUCTURAS ESPECIALES : ANALISIS Y DISEÑO DE PUENTE Y CARACTERISTICAS DE PROTOTIPO 79

    79

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    ESTRUCTURAS ESPECIALES : ANALISIS Y DISEÑO DE PUENTE Y CARACTERISTICAS DE PROTOTIPO 80 

    80 

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    BIBLIOGRAFÍA

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