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Anejo 3: Cálculos estabilidad Jordi Rofes Ruiz 01/05/2014

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Anejo 3: Cálculos

estabilidad

Jordi Rofes Ruiz 01/05/2014

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Diseño de la sección tipo del muelle de baleares en el puerto de Tarragona. Anejo 3: cálculos estabilidad

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Memória _____________________________________________________________ 3

1.- INTRODUCCIÓN _____________________________________________________ 3

2.- FACTORES CONDICIONANTES DEL DISEÑO _______________________________ 3

3.- METODOLOGÍA DE CÁLCULO __________________________________________ 4

4.- SECCIÓN TIPO PLANTEADA ____________________________________________ 5

Base de cálculo ________________________________________________________ 6

1.- INTRODUCCIÓN _____________________________________________________ 6

2.- CONDICIONES LOCALES DE LA OBRA ____________________________________ 6

2.1.- Geotecnia _____________________________________________________________ 6

2.2.- Condiciones ambientales ________________________________________________ 6

2.2.1.- Viento _____________________________________________________________________ 6

2.2.2.- Mareas ____________________________________________________________________ 7

2.2.3.- Corrientes _________________________________________________________________ 7

2.2.4.- Oleaje _____________________________________________________________________ 7

2.2.5.- Efecto Sísmico ______________________________________________________________ 7

3.- CARACTERÍSTICAS DE LOS MATERIALES __________________________________ 7

4.- ESTRUCTURAS DE GRAVEDAD. VALORACIÓN DE ACCIONES__________________ 8

4.1.- Cargas permanentes ____________________________________________________ 8

4.2.- Cargas hidráulicas ______________________________________________________ 8

4.3.- Cargas del terreno ______________________________________________________ 8

4.4.- Sobrecargas de uso y explotación del muelle _______________________________ 11

4.5.- Cargas de atraque y amarre _____________________________________________ 15

5.- CRITERIOS DE COMBINACIÓN DE ACCIONES _____________________________ 15

6.- COMPROBACIÓN DE MUELLES DE GRAVEDAD ___________________________ 16

6.1.- Cálculo de los Coeficientes de Seguridad ___________________________________ 16

6.1.1.-FS deslizamiento ____________________________________________________________ 16

6.1.2.-FS Vuelco rígido ____________________________________________________________ 17

6.1.3.-FS Vuelco plástico ___________________________________________________________ 17

6.1.4.-FS hundimiento_____________________________________________________________ 18

6.2.- Coeficientes de seguridad requeridos _____________________________________ 19

7.- NORMAS DE APLICACIÓN ____________________________________________ 19

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Memória

1.- INTRODUCCIÓN El objeto del presente estudio es diseñar la sección tipo de la ampliación del Muelle de

Baleares del Puerto de Tarragona i calcular la estabilidad de la reutilización de 3 cajones

almacenados en una dársena.

La tipología típica de la Autoridad Portuaria de Tarragona para los muelles es la de cajones

prefabricados de hormigón armado.

En una primera parte del estudio se enumerarán todos aquellos factores que pueden

condicionar el diseño. Los factores condicionantes serán de tipo físico (geotecnia, batimetría,

oleajes, mareas) y los debidos al uso a que se destinará el muelle (tipos de cargas, calado).A

continuación se pasará a describir la metodología de cálculo empleada para verificar y ajustar

el diseño.

Posteriormente se describirá la sección tipo planteada para las dos hipótesis de carga

fundamentales que se pueden presentar.

Finalmente se mostrarán los resultados de los cálculos, el proceso seguido hasta llegar al

diseño final y la interpretación de los resultados.

Se presentan en tres documentos independientes la recopilación de las bases de cálculo (Anejo

1) y los desarrollos de los cálculos de estabilidad (Anejo 2) y estructurales (Anejo 3).

2.- FACTORES CONDICIONANTES DEL DISEÑO A continuación se enumeran los factores condicionantes que se han tenido en cuenta para el

diseño y verificación de las secció tipo. E el a ejo , “Bases de Cálculo”, se desarrollan con

mayor detalle los factores que a continuación se enumeran:

La tipología estructural del muelle será de cajones prefabricados de hormigón armado.

El calado del muelle será de 20 m.

La cota de coronación del muelle será la +2,70 m.

El efecto de la marea se considera despreciable a efectos del cálculo.

No se considera el efecto del sismo al tratarse de un estudio preliminar.

No se considera la actuación de corrientes en la zona de afección de las obras.

No se considera la actuación del oleaje en la zona de afección de las obras.

Según la columna estratigráfica tipo, que se muestra a continuación, existe una capa

de material que es necesario sustituir. Se estima que será necesario dragar hasta la

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cota -22m hasta la eliminación de los fangos para poder cimentar adecuadamente la

banqueta del muelle.

NIVEL Descripción Cota techo

del estrato

γsat (t/m3) c’ (kp/cm

2) φ º

A Fango superficial

-20 1.98 0 22.5

B Arena y grava -22 2.03 0 38

C Sustrato rocoso 40 0 50

A falta de concesionarios se desconoce el uso del muelle, pero se dimensionará

teniendo en cuenta otros posibles usos más exigentes con la estructura como son los

graneles sólidos y la mercancía general.

La carga de amarre será de 6 tn/m (tiro de 150 tn cada 25 m).

3.- METODOLOGÍA DE CÁLCULO Se empleará el método descrito en la ROM 0.5-05 "Recomendaciones Geotécnicas para Obras

Marítimas y Portuarias" para verificar la seguridad del muelle frente a estados límite últimos.

Siguiendo esa metodología, para el análisis de estructuras de gravedad cimentadas

superficialmente, es necesario evaluar los estados límites últimos condicionados por las

características geotécnicas del terreno (GEO). Dichos Estados Límite son:

E.L.U. de deslizamiento.

E.L.U. de hundimiento.

E.L.U. de vuelco plástico.

Los pasos seguidos para dimensionar la sección tipo del muelle se enumeran a continuación.

Se trata de un proceso iterativo, en el que se ha ido ajustando la manga de los cajones y las

dimensiones de la banqueta hasta cumplir con los requisitos de seguridad fijados.

E el a ejo , “Cálculos de Estabilidad”, se desarrollan los cálculos que se resumen en la

presenta memoria. A continuación se enumeran los pasos seguidos:

1) Definición de los parámetros geotécnicos de los suelos que tienen influencia en la

sección tipo. Como en el momento actual no se conocen las características del relleno

de la explanada se han supuesto unos parámetros para el relleno que deberán se

corroborados en su momento.

2) Valoración de las acciones. Para ello se ha seguido la metodología descrita en la

ROM 2.0-11 recomendaciones para el proyecto y ejecución en las obras de atraque y

amarre: criterios generales y factores del proyecto.

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3) Combinación de acciones. Cálculo de las diferentes combinaciones de acciones

definidas en la ROM 0.5-05.Se consideran combinaciones fundamentales.

4) Cálculo analítico de los coeficientes de seguridad para los modos de fallo

deslizamiento, estabilidad global, hundimiento, y vuelco plástico. Los resultados

obtenidos para los tres últimos tienen una validez limitada, ya que la metodología de

cálculo no tiene en cuenta la geometría de la banqueta o la existencia de diferentes

suelos bajo la misma. Para este cálculo se emplea una hoja de cálculo de elaboración

propia.

4.- SECCIÓN TIPO PLANTEADA Se han planteado dos secciones tipo diferentes. La primera de ellas representa la alineación

general del muelle, calculada para las cargas de manipulación y almacenamiento de graneles y

mercancía general.

La siguiente sección se trata de la utilización de un cajón reaprovechado de un proyecto

antiguo. Las diferencias más evidentes son su punta y manga que son más pequeñas.

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Base de cálculo

1.- INTRODUCCIÓN El objetivo del presente documento es recopilar los parámetros de cálculo que se han

empleado para calcular la estabilidad de la sección tipo definida para el Muelle de Baleares. En

una primera parte del informe se especifican los criterios generales de proyecto. A

continuación se recopilan los parámetros fundamentales de las condiciones locales de la obra:

topografía, geotecnia y condiciones ambientales (vientos, mareas, corrientes, oleaje).

Posteriormente, se definen las acciones de cálculo y los criterios de combinación de acciones.

Finalmente se detallan los modos de fallo a estudiar, la metodología a seguir para valorarlos y

las recomendaciones de cálculo utilizadas.

La información de partida ha sido aportada por la Autoridad Portuaria de Tarragona.

2.- CONDICIONES LOCALES DE LA OBRA

2.1.- Geotecnia Los datos geotécnicos necesarios para el cálculo de estabilidad han sido proporcionados por la

Autoridad Portuaria de Tarragona.

De acuerdo con informes geotécnicos elaborados para la Autoridad Portuaria de Tarragona, la

columna estratigráfica tipo de la zona es la siguiente:

NIVEL Descripción Cota techo

del estrato

γsat (t/m3) c’ (kp/cm

2) φ º

A Fango superficial

-20 1.98 0 22.5

B Arena y grava -22 2.03 0 38

C Sustrato rocoso 40 0 50

2.2.- Condiciones ambientales

2.2.1.- Viento Por su influencia sobre las maniobras los elementos de atraque y amarre se han seleccionado

tres sectores: El viento de Levante (NE-E-SE) del 22-25% de frecuencia, con una dirección

media ponderada del Este. El viento de tierra, Mistral, (W-NW-N) presenta una frecuencia de

entre el 40% y el 43%, con una dirección media de WNW, llegando a alcanzar intensidades

superiores al Levante. Finalmente, el viento Sur, más habitual en verano, llega al 12-17% de

presentación, con velocidades claramente menores.

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2.2.2.- Mareas Para caracterizar el régimen de mareas en el Puerto de Tarragona se han utilizado los datos de

Información Climática de Nivel de Mar correspondientes al mareógrafo de Barcelona (Red

REDMAR-Puertos del Estado) por ser el más próximo entre los mareógrafos de los que se

disponen de datos.

Según esos datos, la máxima carrera de marea astronómica es de 44 cm, por lo que se puede

considerar que Puerto de Tarragona no está afectado por situaciones de marea astronómica

significativa.

Por lo que respecta a las estructuras de atraque, los muros de cajones pueden considerarse

como impermeables cimentados sobre terrenos permeables, por lo que según la tabla

3.4.2.1.2. de la ROM 2.0-11 se les puede asignar un desfase en el nivel de marea de las caras

interior y exterior de 0,30 veces la carrera de marea. La tabla3.4.2.1.1. establece, en

condiciones normales de operación, una sobreelevación de 0,30 m respecto del nivel medio

del mar. En estas condiciones, la diferencia de nivel entre el trasdós e intradós de los muros,

resultaría ser de 0,09 m, por lo que se puede considerar despreciable a efectos de cálculo.

Consecuentemente no se considera diferencia de nivel a efectos del cálculo de estabilidad del

muro de cajones.

2.2.3.- Corrientes No se considera la actuación de corrientes en la zona de afección de las obras.

2.2.4.- Oleaje No se considera la actuación del oleaje en la zona de afección de las obras.

2.2.5.- Efecto Sísmico No se considera la actuación de efectos sísmicos en la zona de afección de las obras.

3.- CARACTERÍSTICAS DE LOS MATERIALES A continuación se resumen las características de los materiales y terrenos que intervienenen

las obras objeto de este proyecto.

Hormigón

o De sidad del hor igó ar ado: γs = , t/

o De sidad del hor igó e asa: γs = , t/

Escollera en cimientos.

o De sidad seca: γd = 1,80 t/m3

o De sidad saturada: γsat = , t/

o De sidad su ergida: γsu = , t/

o Ángulo de rozamiento interno: 40º

o Coeficiente de rozamiento escollera-hormigón: 0,625

Relleno de trasdós (pedraplén)

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o De sidad seca: γd = , t/

o Densidad saturada: γsat = , t/

o De sidad su ergida: γsu = , t/

o Ángulo de rozamiento interno: 35º

Relleno de celdas

o De sidad seca: γd = , t/

o De sidad saturada: γsat = , t/

o De sidad su ergida: γsu = , t/

o Ángulo de rozamiento interno: 30º

Relleno general

o De sidad seca: γd = , t/

o De sidad saturada: γsat = , t/

o De sidad su ergida: γsu = , t/

o Ángulo de rozamiento interno: 30º

4.- ESTRUCTURAS DE GRAVEDAD. VALORACIÓN DE ACCIONES

4.1.- Cargas permanentes El valor característico se deducirá aplicando a las dimensiones reales de los distintos

elementos los pesos específicos correspondientes.

4.2.- Cargas hidráulicas Se toman las siguientes situaciones del nivel de agua como valores de cálculo:

Intradós: ±0,00 m

Trasdós: ±0,00 m

4.3.- Cargas del terreno Para el material del trasdós de los muros de gravedad se utilizará un pedraplén con un ángulo

de rozamiento interno φ = 35º y una cohesión c = 0, según valores obtenidos de la tabla

3.4.2.2.9. de la ROM 0.2-90.

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El ángulo de rozamiento terreno-estructura, de acuerdo con la tabla 3.4.2.2.10. de la misma

ROM 0.2-90, viene dado por la expresión:

= 2/3 φ = 23,33º

Por tanto el coeficiente de empuje activo para α=90º y β=0º será:

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4.4.- Sobrecargas de uso y explotación del muelle En el sentido transversal de la explanada del muelle se consideran dos áreas: área de operación y área de almacenamiento. La ROM 2.0-11 establece unos valores nominales minimos de sobrecargas de estacionamiento y almacenamiento en obras de atraque y amarre.

El valor de la carga será el mismo para ambas zonas debido a que como se comenta en la nota 1 las condiciones de uso y explotación no están definidas y se empleara la sobrecarga mínima Correspondiente al área de almacenamiento.

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Sobrecarga operación y almacenamiento: 20T/m2 4.4.2.- Sobrecargas de equipos de manipulación de mercancías Los equipos de manipulación considerados son: a) Equipos de movilidad restringida según la tabla 4.6.4.9 de la ROM 2.0-11

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Se tomara como carga tipo los valores correspondientes a grúas 500/40 con separación 12

metros entre patas.

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b) Equipos de rodadura no restringida según la tabla 4.6.14 de la ROM2.0-11

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Se selecciona el tren de carga correspondiente a las gruas 400/45 porque el buque máximo

permitido en el Puerto de Tarragona son de tamaño Post-Panamax.

4.5.- Cargas de atraque y amarre Las cargas de atraque no se consideran a efectos del cálculo de estabilidad. En cuanto a las

cargas de amarre, se considera una carga por bolardo de 150 t de tiro cada 25 metros.

5.- CRITERIOS DE COMBINACIÓN DE ACCIONES Se empleará el método estándar ROM 0.5 para verificar la seguridad del muelle frente a

estados límite últimos. Se considerarán tres tipos de combinaciones de acciones:

Combinación fundamental o característica.

Donde:

o G= acciones permanentes

o Q1= acción variable principal o predominante y acciones variables de actuación

simultánea directamente dependientes de la predominante

o Qi= acciones variables de actuación simultánea compatibles con la

predominante e independientes estadísticamente de la misma

o Ψ0,1= coeficiente de compatibilidad fundamental o característico

o γg, γq = coeficientes de ponderación parciales

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Combinación cuasi-permanente.

Donde:

o G = acciones permanentes

o Qi = acciones variables de actuación simultánea

o Ψ2,i = coeficientes de compatibilidad cuasi-permanente

Los valores de γi se to ará del pu to . . . de la ROM 0.5-05, y son los siguientes:

En el presente caso, los modos de fallo a estudiar son los de tipo geotécnico (GEO) y los de

equilibrio estático (EQU).

6.- COMPROBACIÓN DE MUELLES DE GRAVEDAD

6.1.- Cálculo de los Coeficientes de Seguridad Siguiendo la metodología propuesta la ROM 0.5-05: "Recomendaciones Geotécnicas para

Obras Marítimas y Portuarias" para el análisis de estructuras de gravedad cimentadas

superficialmente, es necesario evaluar los estados límites últimos condicionados por las

características geotécnicas del terreno (GEO). Dichos Estados Límite son:

E.L.U. de deslizamiento.

E.L.U. de hundimiento.

E.L.U. de vuelco plástico.

Adicionalmente se calculará un modo de pérdida de equilibrio estático (EQU)

E.L.U. de vuelco rígido.

6.1.1.-FS deslizamiento El cálculo del coeficiente de seguridad a deslizamiento se refiere al contacto entre la

estructura de gravedad y el terreno sobre el que descansa, que se supone de superficie libre

horizontal.

En este caso el coeficiente de seguridad a deslizamiento queda definido por:

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Diseño de la sección tipo del muelle de baleares en el puerto de Tarragona. Anejo 3: cálculos estabilidad

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donde:

V: Carga Vertical

H: Carga Horizontal

a: Adhesión cimiento-terreno

S: Superficie de apoyo

Ep: Empuje pasivo a la profundidad de cimentación

Ea: Empuje activo a la profundidad de cimentación

Rc: Otras posibles resistencias del contorno de los alzados laterales del cimiento

φc: Ángulo de rozamiento del contacto del cimiento con el terreno.

Considerando que las componentes de la resistencia debida al terreno situado por encima del

nivel de cimentación (Ep - Ea) y Rc, son despreciables del lado de la seguridad, y que, para el

caso de muelles de gravedad formados por bloques de hormigón, hormigón sumergido y

cajones, el término de adhesión es despreciable, resulta:

6.1.2.-FS Vuelco rígido El coeficiente de seguridad al vuelco rígido puede calcularse cómo el cociente entre

momentos producidos por las fuerzas estabilizadoras y momentos producidos por las fuerzas

volcadoras. El eje de giro respecto del cual se calculan dichos momentos es la arista del muelle

en el caso teórico de que la cimentación fuera infinitamente rígida (como en el caso particular

de un contacto entre bloques de hormigón). En este supuesto, el coeficiente de seguridad

queda definido como:

6.1.3.-FS Vuelco plástico Vuelco plástico. En el caso en que no se pueda considerar el cimiento como una estructura

rígida (cimentaciones sobre banqueta de escollera), la rotura del terreno bajo el cimiento

precede al vuelco, produciéndose el hundimiento del muelle cuando la franja de contacto con

el terreno es lo suficientemente estrecha como para que la presión actuante "σ" alcance la

presión de hundimiento del terreno "ph" para esa anchura de contacto, es decir, cuando:

En esta situación puede suponerse que el muelle vuelca con eje de giro la línea equidistante de

las dos que definen la franja de anchura x, es decir, con eje de giro a distancia x/2 de la arista

extrema del muelle; por tanto los momento se toman respecto a dicho eje.

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Diseño de la sección tipo del muelle de baleares en el puerto de Tarragona. Anejo 3: cálculos estabilidad

18

El cálculo de ph se realiza según lo prescrito en el apartado 4 de la citada ROM, referente al

coeficiente de seguridad de hundimiento (fórmula de Brinch-Hansen), empleando como como

ancho efectivo de cimentación la anchura x de contacto en el instante del hundimiento y como

ángulo de inclinación de la resultante de las acciones ', siendo:

Por tanto, el coeficiente de seguridad a vuelco, queda definido como el factor por el que se ha

de multiplicar la componente horizontal H de la resultante de las acciones, para que el muro se

hunda -vuelque- sobre la franja de anchura x:

6.1.4.-FS hundimiento Para evaluar el coeficiente de seguridad a hundimiento es preciso calcular la carga de

hundimiento. Para dicho cálculo la ROM 0.5-05 propone la fórmula polinómica de Brinch-

Hansen cuya expresión general es:

donde:

q: Sobrecarga de tierras a la profundidad de cimentación, en el entorno del cimiento.

c: Cohesión.

: Peso específico aparente del cimiento.

Nq, Nc, N : Coeficientes de capacidad de carga según apartado 3.5.3 de la ROM 0.5-

05.

sq, sc, s : Coeficientes de forma según apartado 3.5.3 de la ROM 0.5-05.

iq, ic, i : Coeficientes de inclinación según apartado 3.5.3. de la ROM 0.5-05.

B*: Anchura de contacto con el terreno en el momento del hundimiento. (Nótese que

es distinta a la definitiva para vuelco).

Para el cálculo de los coeficientes anteriores se considerarán los valores tg y el ángulo de

rozamiento interno del cimiento, φ.

El coeficiente de seguridad a hundimiento se define como el cociente entre la componente

vertical de presión que produce el hundimiento pv,h y la presión media actuante en B*:

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19

6.2.- Coeficientes de seguridad requeridos La definición de la sección tipo del muelle, se ha llevado a cabo mediante el cálculo de los

coeficientes de seguridad frente a deslizamiento y vuelco plástico, hundimiento y estabilidad

global siguiendo el método estándar ROM 0.5, de manera que no se superasen los valores

mínimos definidos en la ROM 0.5-05 en su apartado 4.2.3.8.

Dichos coeficientes son:

7.- NORMAS DE APLICACIÓN Para la redacción del presente informe se han utilizado las siguientes Normas y

Recomendaciones:

R.O.M. 0.2-90: Acciones en el proyecto de obras marítimas y portuarias.

R.O.M. 0.3-91: Recomendaciones para acciones climáticas I: Oleaje.

R.O.M. 0.4-95: Recomendaciones para acciones climáticas II: Viento.

R.O.M 0.5-05: Recomendaciones geotécnicas para obras marítimas y portuarias.

R.O.M. 2.0-11: Recomendaciones para el proyecto y ejecución en las obras de atraque

y amarre: criterios generales y factores del proyecto.

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Anejo: 3

Documento nº1

Estabilidad cajón

creado

Jordi Rofes Ruiz 03/05/2014

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Anejo: 3

Documento nº1 Estabilidad cajón creado

2

1.- Parámetros geotécnicos y ambientales __________________________________ 3

2.- Geometría de la sección tipo __________________________________________ 4

3 Datos de partida para las acciones ______________________________________ 4

4.- Acciones características consideradas ___________________________________ 5

4.1.- Peso propio ___________________________________________________________ 7

4.2.- Cargas hidráulicas ______________________________________________________ 8

4.2.1.- Empuje del líquido desalojado: _________________________________________________ 8

4.3.- Carga del terreno _______________________________________________________ 9

4.4.- Estacionamiento ______________________________________________________ 10

4.5.- Almacenamiento ______________________________________________________ 11

4.6.- Manipulación no restringida _____________________________________________ 12

4.7.- Manipulación restringida _______________________________________________ 13

4.8.- Amarre ______________________________________________________________ 14

4.9.- Oleaje _______________________________________________________________ 15

5.- Resumen de acciones _______________________________________________ 16

6.- Combinación de acciones ____________________________________________ 16

6.1.- Coeficientes aplicados a las acciones para los modos de fallo de tipo geotécnico: __ 17

6.2.- Coeficientes aplicados a las acciones para los modos de fallo de equilibrio: _______ 17

6.3.- Resumen de combinaciones de cálculo para los modos de fallo de tipo geotécnico: 18

6.4.- Resumen de combinaciones de cálculo para los modos de fallo de equilibrio: _____ 18

7.- Resultados de estabilidad ___________________________________________ 18

7.1.- Determinación de la estabilidad al vuelco rígido: ____________________________ 18

7.2.- Determinación de la estabilidad al deslizamiento: ___________________________ 19

7.3.- Determinación de la estabilidad al hundimiento: ____________________________ 19

7.4.- Determinación de la estabilidad al vuelco plástico: __________________________ 20

8.- Resumen de coeficientes de seguridad _________________________________ 21

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Anejo: 3

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3

1.- Parámetros geotécnicos y ambientales

Densidad del agua de mar: 1.025 t/m3

Densidad hormigón armado: 2.50 t/m3

Densidad saturada del relleno de celdas: 2.10 t/m3

- Relleno de trasdós:

Densidad seca relleno: 1.70 t/m3

Densidad sumergida del relleno 1.10 t/m3

Á gulo de roza ie to i ter o del relle o Φ : 5.00 º

I li a ió de los e pujes e el trasdós : . º

- Banqueta:

Coeficiente de rozamiento en la cimentación del cajón: 0.58

Altura banqueta de cimentación: 2 m

Ángulo de apertura de tensiones en banqueta: 15.00 º

Densidad sumergida de la banqueta: 1.10 t/m3

Ángulo de rozamiento de la banqueta de cimentación: 40.00 º

- Cimentación:

Cohesión del terreno de cimentación: 0.00 t/m2

Sobrecarga en las inmediaciones del cimiento: 0.00 t/m2

Ángulo de rozamiento del terreno de cimentación: 38.00 º

Densidad sumergida del terreno de cimentación: 1.10 t/m3

Cota del fondo natural ante el muelle: -22.00 m

- Características del oleaje y marea:

Altura de ola significante asociada a un periodo de retorno de 50 años (H1/3):

0.00m

Periodo significante (T1/3): 0 s

Nivel PMVE: 0.00 m

Nivel BMVE: 0.00 m

Carrea de marea (mar sin marea astronómica significativa) 0.00 m

Nivel medio: 0.00 m

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Anejo: 3

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4

2.- Geometría de la sección tipo - Dimensiones del muelle:

Altura del muelle: 23.3 m

Cota coronación del muelle: 2.70 m

Cota de fondeo del cajón: -20 m

Desnivel agua trasdós/intradós: 0.00 m

Inclinación del terreno del trasdós 0.00 %

- Dimensiones del cajón:

Superficie de juntas: 10.02 m2

Espesor de la solera en juntas: 0.00 m

Superficie de celdas: 383.53 m2

- Cargas muertas que actúan sobre la estructura:

Peso Brazo

Superestructura 20.49t/m 1.65m

Relleno sobre el fuste 48.88t/m 8.625m

3 Datos de partida para las acciones -Sobrecargas repartidas mínimas:

Estacionamiento Almacenamiento

Sobrecarga 20t/m 20t/m

- Equipos de manipulación de mercancías (equipos de rodadura restringida):

Carga pata delantera grúa: 70 t/m

Distancia pata delantera al cantil: 2.50 m Entre 2 y 3 m

Carga pata trasera grúa: 45 t/m

Distancia entre patas de grúa: 12.0 m Entre 4,5 y 15 m

Distancia pata trasera al trasdós del muelle: 0 m

Componente horizontal de la grúa (HVT): 0.13·V t/m

Canto de viga trasera: 0.50 m

Pleamar Bajamar

Trasdós 0.0 0.0

Intradós 0.0 0.0

Francobordo 2.70 2.70

Eslora 33.75 Puntal 20.60 Z. mar +0.6

Manga 16.95 Solera 13.95 Z. tierra +0.6

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Anejo: 3

Documento nº1 Estabilidad cajón creado

5

- Equipos de manipulación de mercancías (equipos de rodadura NO restringida):

Carga pata delantera grúa: 100 t/m

Distancia pata delantera al cantil: 2.50 m Entre 2 y 3 m

Carga pata trasera grúa: 100 t/m2

Distancia entre patas de grúa: 12 m Entre 4,5 y 15 m

Distancia pata trasera al trasdós del muelle: 0.55 m

Componente horizontal de la grúa (HVT): 0.05·V t/m

Canto de viga trasera: 0.50 m - Tiro del bolardo:

Tiro del bolardo: 6.00 t/m

Inclinación respecto de la horizontal del tiro del bolardo: 0.00 º

Distancia al punto de vuelco del muelle: 0.50 m

4.- Acciones características consideradas Con los datos antes definidos se pueden cuantificar las acciones a las que se va a ver sometido el muelle. Una vez obtenido el valor de las citadas acciones se utilizarán para poder determinar los coeficientes de seguridad del muelle. A continuación se presenta un breve guión de las acciones que se van a considerar:

4.1.- Peso propio

4.2.- Cargas hidráulicas

4.3.- Carga del terreno

4.4.- Estacionamiento

4.5.- Almacenamiento

4.6.- Manipulación no restringida

4.7.- Manipulación restringida

4.8.- Amarre

4.9.- Oleaje - Criterio de signos:

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Anejo: 3

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6

- Nomenclatura utilizada:

Fx Fuerza horizontal [t]

Fy Fuerza vertical [t]

X Brazo de las fuerzas verticales [m]

Y Brazo brazo de las fuerzas horizontales [m]

Mx Momento provocado por una fuerza horizontal de brazo Y [mt]

My Momento provocado por una fuerza vertical de brazo X [mt]

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Anejo: 3

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7

4.1.- Peso propio

- Esquema de las acciones consideradas:

Nota: En el cálculo de los pesos no se ha tenido en cuenta la acción del empuje del agua, ya

que ésta se considera como una acción independiente que se obtiene en el apartado de cargas

hidráulicas.

-Cálculo de pesos:

Fy X My

Hormigón del cajón 145.65 6.975 1015.96

Relleno de celdas 384.43 6.975 2681.42

Superestructura 20.493 1.65 33.81

Relleno sobre fuste 48.88 8.625 421.620

Tierras sobre zapata de trasdós 33.83 14.45 488.84

-Resumen

Fx Fy Mest Mvolc

0 633.30 4641.70 0

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Anejo: 3

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8

4.2.- Cargas hidráulicas

4.2.1.- Empuje del líquido desalojado:

- Esquema de las acciones consideradas:

Nota: Se ha considerado una variación lineal de la cota de agua entre el trasdós y el intradós.

Fy X My

-285.97 6.975 -1994.67

-Resumen

Fx Fy Mest Mvolc

0 -285.95 -1994.67 0

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9

4.3.- Carga del terreno

- Esquema de las acciones consideradas:

Fx Y Mx Fy X My

76.64 8.15 624.94 33.01 16.95 559.582

-Resumen

Fx Fy Mest Mvolc

76.64 33.01 559.582 624.94

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10

4.4.- Estacionamiento

- Esquema de las acciones consideradas:

Estacionamineto: 20t/m a: 13.95m

Fx Y Mx Fy X My

0 0 0 279 6.975 1946.02

-Resumen

Fx Fy Mest Mvolc

0 279 1946.02

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11

4.5.- Almacenamiento

- Esquema de las acciones consideradas:

Ç: b:100m ’:20.6m Caso nº:3 Sobrecarga:

20t/m

Fx Y Mx Fy X My

92.48 10.30 952.59 39.83 13.95 555.63

-Resumen

Fx Fy Mest Mvolc

92.48 39.83 555.63 952.59

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12

4.6.- Manipulación no restringida

- Esquema de las acciones consideradas:

q:45t/m Ç:88.47º l:0.55 a:0 ’:0.9134m c:0 b:0 s:0 Pah:0

Fx Y Mx Fy X My

59.01 20,1 1185.99 177.07 8 1417.80

-Resumen

Fx Fy Mest Mvolc

59.01 177.07 1417.80 1185.99

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Anejo: 3

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13

4.7.- Manipulación restringida

- Esquema de las acciones consideradas:

a: 2.5m b: 12m

Carga pata delantera grúa: 70.00 t/m

Carga pata trasera grúa: 45.00 t/m

Componente horizontal de la grúa (H): 0.13·V t/m

Ancho de viga trasera: 0.5 m

Fx Y Mx Fy X My

14.95 23.3 348.33 115 7.19 827.5

-Resumen

Fx Fy Mest Mvolc

14.95 115 827.5 348.33

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Anejo: 3

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14

4.8.- Amarre

- Esquema de las acciones consideradas:

Tiro del bolardo: 5.00 t/m

Inclinación respecto de la horizontal: 0.00 º

Distancia al punto de vuelco: 0.50 m

Fx Y Mx Fy X My

5 21 105 0 0 0

-Resumen

Fx Fy Mest Mvolc

5 0 0 105

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15

4.9.- Oleaje

- Esquema de las acciones consideradas:

E1 E2 E3 E Mve S MeS

0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0

Fx Y Mx Fy X My

0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0

-Resumen

Fx Fy Mest Mvolc

0.0 0.0 0.0 0.0

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16

5.- Resumen de acciones

Fx Fy Mest Mvolc

4.1.-Peso Propio 0 633.30 -4641.70 0

4.2.-Cargas hidráulicas

0 -285.95 1994.67 0

4.3.-Carga del terreno

76.64 33.01 559.582 624.94

4.4.-Estacionamiento

0 279 1946.02 0

4.5.-Almacenamiento

92.48 39.83 555.63 952.59

4.6.-Manipulación NO restringida

59.01 177.07 1417.80 1185.99

4.7.-Manipulación restringida

14.95 115 827.5 348.33

4.8.-Amarre 5 0 0 105

4.9.-Oleaje 0 0 0 0

6.- Combinación de acciones - Combinaciones consideradas:

- Coeficientes de ponderación de acciones:

- Coeficientes de combinación de acciones:

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Anejo: 3

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17

6.1.- Coeficientes aplicados a las acciones para los modos de fallo de

tipo geotécnico:

Hip1 Hip2 Hip3 Hip4 Hip5 Hip6 Hip7 Hip8

4.1.-Peso Propio 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0

4.2.-Cargas hidráulicas

1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0

4.3.-Carga del terreno

1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0

4.4.-Estacionamiento

1.3 0.91 0.91 0.91 1.3 0.91 0.91 0.91

4.5.-Almacenamiento

0.91 1.3 0.91 0.91 0.91 1.3 0.91 0.91

4.6.-Manipulación NO restringida

0.0 0.0 0.0 0.0 0.91 0.91 0.91 1.3

4.7.-Manipulación restringida

0.91 0.91 0.91 1.3 0.0 0.0 0.0 0.0

4.8.-Amarre 0.91 0.91 1.3 0.91 0.91 0.91 1.3 0.91

4.9.-Oleaje 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0

6.2.- Coeficientes aplicados a las acciones para los modos de fallo de

equilibrio:

Hip1 Hip2 Hip3 Hip4 Hip5 Hip6 Hip7 Hip8

4.1.-Peso Propio 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1

4.2.-Cargas hidráulicas

1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1

4.3.-Carga del terreno

1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1

4.4.-Estacionamiento

1.5 1.05 1.05 1.05 1.5 1.05 1.05 1.05

4.5.-Almacenamiento

1.05 1.5 1.05 1.05 1.05 1.5 1.05 1.05

4.6.-Manipulación NO restringida

0.0 0.0 0.0 0.0 1.05 1.05 1.05 1.5

4.7.-Manipulación restringida

1.05 1.05 1.05 1.5 0.0 0.0 0.0 0.0

4.8.-Amarre 1.05 1.05 1.5 1.05 1.05 1.05 1.5 1.05

4.9.-Oleaje 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0

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Anejo: 3

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18

6.3.- Resumen de combinaciones de cálculo para los modos de fallo de

tipo geotécnico:

Fx Fy Mest Mvolc

Hip1 178.96 883.93 6995.03 1902.52

Hip2 215.03 790.65 6452.78 2274.03

Hip3 180.19 775.12 6236.08 1942.69

Hip4 184.79 819.97 6558.81 2035.37

Hip5 219.06 940.42 7532.25 2664.78

Hip6 255.13 847.14 6990.00 3036.30

Hip7 221.01 831.61 6773.30 2704.95

Hip8 242.07 900.67 7326.26 3127.32

6.4.- Resumen de combinaciones de cálculo para los modos de fallo de

equilibrio:

Fx Fy Mest Mvolc

Hip1 202.37 999.44 7898.53 2161.56

Hip2 243.98 891.81 7272.86 2590.23

Hip3 204.62 873.89 7022.82 2207.91

Hip4 209.09 925.64 7395.20 2318.32

Hip5 248.63 1065.62 8518.40 3041.10

Hip6 290.25 956.99 7892.72 3469.77

Hip7 250.88 939.07 7642.69 3087.45

Hip8 275.19 1018.75 8280.723 3574.80

7.- Resultados de estabilidad

7.1.- Determinación de la estabilidad al vuelco rígido:

FS V.rígido

Hip1 3.65

Hip2 2.80

Hip3 3.18

Hip4 3.18

Hip5 2.80

Hip6 2.27

Hip7 2.47

Hip8 2.31

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Anejo: 3

Documento nº1 Estabilidad cajón creado

19

7.2.- Determinación de la estabilidad al deslizamiento:

FS deslizamiento

Hip1 2.86

Hip2 2.13

Hip3 2.48

Hip4 2.57

Hip5 2.48

Hip6 2.05

Hip7 2.18

Hip8 2.15

7.3.- Determinación de la estabilidad al hundimiento:

El estudio de la estabilidad frente al hundimiento se ha realizado según el método de Brinch

Hansen, estudiando el valor de la carga de hundimiento del terreno y comparando el resultado

con la que ha de soportar el cajón. De este modo se ha obtenido el coeficiente de seguridad

Fh. El coeficiente en este caso está calculado en la intersección de la banqueta de cimentación

con el terreno natural.

Coeficientes de la carga de hundimiento Nq: 48.9 Nc: 61.4 Nγ: 74.9

correspondientes a Ø:38º

Coeficientes de forma Coeficiente inclinación

Sq Sc S Iq Ic i B* Pvh Pv Fh

Hip1 1,32 1,32 0,84 0,63 0,62 0,51 13,72 224,78 64,44 3,49

Hip2 1,29 1,29 0,85 0,53 0,52 0,39 12,27 156,07 64,44 2,42

Hip3 1,31 1,31 0,85 0,59 0,58 0,45 13,01 191,21 59,58 3,21

Hip4 1,31 1,31 0,85 0,60 0,59 0,46 13,05 197,79 62,83 3,15

Hip5 1,29 1,29 0,85 0,59 0,58 0,45 12,35 183,59 76,12 2,41

Hip6 1,29 1,29 0,86 0,49 0,48 0,34 12,22 137,60 69,31 1,99

Hip7 1,27 1,27 0,86 0,54 0,53 0,40 11,52 151,84 72,21 2,10

Hip8 1,28 1,28 0,86 0,54 0,53 0,39 12,07 155,98 74,63 2,09

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Anejo: 3

Documento nº1 Estabilidad cajón creado

20

7.4.- Determinación de la estabilidad al vuelco plástico:

El coeficiente de seguridad al vuelco plástico se define como el número por el que habría que

multiplicar H (componente horizontal de la resultante de acciones) para provocar la

plastificación local del terreno. Otra definición del coeficiente de seguridad sería el cociente

entre los momentos de las fuerzas estabilizadoras y el de las volcadoras respecto al punto "O"

próximo al pie de muro, pero que no coincide con él; la distancia entre ambos es d0 (=B*/2).

En el estado límite de vuelco el muro se apoyaría sobre una franja estrecha, centrada en "O", y

se produciría la plastificación del terreno en la zona próxima al pié del muro.

Si se introduce esta expresión en la fórmula de Brinch-Hansen, particularizada para el caso de

cimentación del muelle sobre una banqueta, resulta:

Por tanto, para obtener la incógnita B* (ancho efectivo de la cimentación), llegamos al

siguiente cálculo:

FS V. Plástico B*

Hip1 1,86 7,83

Hip2 1,47 7,85

Hip3 1,69 7,64

Hip4 1,69 7,61

Hip5 1,49 7,56

Hip6 1,32 7,06

Hip7 1,37 7,38

Hip8 1,37 6,79

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21

8.- Resumen de coeficientes de seguridad A continuación se presenta un resumen de los coeficientes de seguridad obtenidos en el

cálculo de la estabilidad del muelle.

FS Fs mínimo

Vuelco rígido 2.27 1.3

Deslizamiento 1.93 1.3

Hundimiento 1.99 2

Vuelco plástico 1.32 1.3

El muelle cumple con todos los factores de seguridad excepto con el hundimiento. Su

resultado es muy cercano al exigido y se acepta porque las cargas disminuirán una vez se haya

fijado el uso del muelle.

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Anejo 3:

Documento nº 2

Estabilidad cajón

reaprovechado Alternativa 1: Función línea atraque. Posición longitudinal.

Jordi Rofes Ruiz 27/05/2014

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Anejo 3:

Documento nº 2 Estabilidad cajón reaprovechado

2

1.- Parámetros geotécnicos y ambientales __________________________________ 3

2.- Geometría de la sección tipo __________________________________________ 4

3.-Datos de partida para las acciones ___________________________________________ 4

4.- Acciones características consideradas ___________________________________ 5

4.1.- Peso propio ___________________________________________________________ 7

4.2.- Cargas hidráulicas ______________________________________________________ 8

4.2.1.- Empuje del líquido desalojado: _________________________________________________ 8

4.3.- Carga del terreno _______________________________________________________ 9

4.4.- Estacionamiento ______________________________________________________ 10

4.5.- Almacenamiento ______________________________________________________ 11

4.6.- Manipulación no restringida _____________________________________________ 12

4.7.- Manipulación restringida _______________________________________________ 13

4.8.- Amarre ______________________________________________________________ 14

4.9.- Oleaje _______________________________________________________________ 15

5.- Resumen de acciones _______________________________________________ 16

6.- Combinación de acciones ____________________________________________ 16

6.1.- Coeficientes aplicados a las acciones para los modos de fallo de tipo geotécnico: __ 17

6.2.- Coeficientes aplicados a las acciones para los modos de fallo de equilibrio: _______ 17

6.3.- Resumen de combinaciones de cálculo para los modos de fallo de tipo geotécnico: 18

6.4.- Resumen de combinaciones de cálculo para los modos de fallo de equilibrio: _____ 18

7.- Resultados de estabilidad ___________________________________________ 18

7.1.- Determinación de la estabilidad al vuelco rígido: ____________________________ 18

7.2.- Determinación de la estabilidad al deslizamiento: ___________________________ 19

7.3.- Determinación de la estabilidad al hundimiento: ____________________________ 19

7.4.- Determinación de la estabilidad al vuelco plástico: __________________________ 20

8.- Resumen de coeficientes de seguridad ______________________________________ 21

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Anejo 3:

Documento nº 2 Estabilidad cajón reaprovechado

3

1.- Parámetros geotécnicos y ambientales

Densidad del agua de mar: 1.025 t/m3

Densidad hormigón armado: 2.50 t/m3

Densidad saturada del relleno de celdas: 2.10 t/m3

- Relleno de trasdós:

Densidad seca relleno: 1.70 t/m3

Densidad sumergida del relleno 1.10 t/m3

Á gulo de roza ie to i ter o del relle o Φ : 5.00 º

I li a ió de los e pujes e el trasdós : . º

- Banqueta:

Coeficiente de rozamiento en la cimentación del cajón: 0.63

Altura banqueta de cimentación: 9.90 m

Ángulo de apertura de tensiones en banqueta: 15.00 º

Densidad sumergida de la banqueta: 1.10 t/m3

Ángulo de rozamiento de la banqueta de cimentación: 40.00 º

- Cimentación:

Cohesión del terreno de cimentación: 0.00 t/m2

Sobrecarga en las inmediaciones del cimiento: 0.00 t/m2

Ángulo de rozamiento del terreno de cimentación: 38.00 º

Densidad sumergida del terreno de cimentación: 1.10 t/m3

Cota del fondo natural ante el muelle: -22.00 m

- Características del oleaje y marea:

Altura de ola significante asociada a un periodo de retorno de 50 años (H1/3):

0.00m

Periodo significante (T1/3): 0 s

Nivel PMVE: 0.00 m

Nivel BMVE: 0.00 m

Carrea de marea (mar sin marea astronómica significativa) 0.00 m

Nivel medio: 0.00 m

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Anejo 3:

Documento nº 2 Estabilidad cajón reaprovechado

4

2.- Geometría de la sección tipo - Dimensiones del muelle:

Altura del muelle: 23.3 m

Cota coronación del muelle: 2.70 m

Cota de fondeo del cajón: -12.10m

Desnivel agua trasdós/intradós: 0.00 m

Inclinación del terreno del trasdós 0.00 %

- Dimensiones del cajón:

Superficie de juntas: 10.02 m2

Espesor de la solera en juntas: 0.70 m

Superficie de celdas: 162.12 m2

- Cargas muertas que actúan sobre la estructura:

Peso Brazo

Superestructura 20.49t/m 1.65m

Relleno sobre el fuste 29.26t/m 6.48

3.-Datos de partida para las acciones

-Sobrecargas repartidas mínimas:

Estacionamiento Almacenamiento

Sobrecarga 20t/m 20t/m

- Equipos de manipulación de mercancías (equipos de rodadura restringida):

Carga pata delantera grúa: 70 t/m

Distancia pata delantera al cantil: 2.50 m Entre 2 y 3 m

Carga pata trasera grúa: 45 t/m

Distancia entre patas de grúa: 12.0 m Entre 4,5 y 15 m

Distancia pata trasera al trasdós del muelle: 0 m

Componente horizontal de la grúa (HVT): 0.13·V t/m

Canto de viga trasera: 0.50 m

Pleamar Bajamar

Trasdós 0.0 0.0

Intradós 0.0 0.0

Francobordo 2.70 2.70

Eslora 22.27 Puntal 12.70 Z. mar +0.6

Manga 11.67 Solera 9.67 Z. tierra +0.6

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Anejo 3:

Documento nº 2 Estabilidad cajón reaprovechado

5

- Equipos de manipulación de mercancías (equipos de rodadura NO restringida):

Carga pata delantera grúa: 100 t/m

Distancia pata delantera al cantil: 2.50 m Entre 2 y 3 m

Carga pata trasera grúa: 100 t/m2

Distancia entre patas de grúa: 12 m Entre 4,5 y 15 m

Distancia pata trasera al trasdós del muelle: 0.55 m

Componente horizontal de la grúa (HVT): 0.05·V t/m

Canto de viga trasera: 0.50 m - Tiro del bolardo:

Tiro del bolardo: 6.00 t/m

Inclinación respecto de la horizontal del tiro del bolardo: 0.00 º

Distancia al punto de vuelco del muelle: 0.50 m

4.- Acciones características consideradas Con los datos antes definidos se pueden cuantificar las acciones a las que se va a ver sometido el muelle. Una vez obtenido el valor de las citadas acciones se utilizarán para poder determinar los coeficientes de seguridad del muelle. A continuación se presenta un breve guión de las acciones que se van a considerar:

4.1.- Peso propio

4.2.- Cargas hidráulicas

4.3.- Carga del terreno

4.4.- Estacionamiento

4.5.- Almacenamiento

4.6.- Manipulación no restringida

4.7.- Manipulación restringida

4.8.- Amarre

4.9.- Oleaje - Criterio de signos:

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Anejo 3:

Documento nº 2 Estabilidad cajón reaprovechado

6

- Nomenclatura utilizada:

Fx Fuerza horizontal [t]

Fy Fuerza vertical [t]

X Brazo de las fuerzas verticales [m]

Y Brazo de las fuerzas horizontales [m]

Mx Momento provocado por una fuerza horizontal de brazo Y [mt]

My Momento provocado por una fuerza vertical de brazo X [mt]

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Anejo 3:

Documento nº 2 Estabilidad cajón reaprovechado

7

4.1.- Peso propio

- Esquema de las acciones consideradas:

Nota: En el cálculo de los pesos no se ha tenido en cuenta la acción del empuje del agua, ya

que ésta se considera como una acción independiente que se obtiene en el apartado de cargas

hidráulicas.

-Cálculo de pesos:

Fy X My

Hormigón del cajón 80,70 4,84 390,41

Relleno de celdas 150,95 4,84 730,32

Superestructura 20,49 1,65 33,81

Relleno sobre fuste 29,27 6,49 189,88

Tierras sobre zapata de trasdós 20,74 14,45 299,69

-Resumen

Fx Fy Mest Mvolc

0 302.14 1644.11 0

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Anejo 3:

Documento nº 2 Estabilidad cajón reaprovechado

8

4.2.- Cargas hidráulicas

4.2.1.- Empuje del líquido desalojado:

- Esquema de las acciones consideradas:

Nota: Se ha considerado una variación lineal de la cota de agua entre el trasdós y el intradós.

Fy X My

-120.00 4.83 -580.59

-Resumen

Fx Fy Mest Mvolc

0 -120 -580.59 0

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Anejo 3:

Documento nº 2 Estabilidad cajón reaprovechado

9

4.3.- Carga del terreno

- Esquema de las acciones consideradas:

Fx Y Mx Fy X My

35,39 5,44 192,52 15,24 11,67 177,88

-Resumen

Fx Fy Mest Mvolc

35.39 15.24 177.88 192.52

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Anejo 3:

Documento nº 2 Estabilidad cajón reaprovechado

10

4.4.- Estacionamiento

- Esquema de las acciones consideradas:

Estacionamiento: 20t/m a: 11.67m

Fx Y Mx Fy X My

0 0 0 193,52 4,83 936,24

-Resumen

Fx Fy Mest Mvolc

0 193.52 4.83 936.24

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Anejo 3:

Documento nº 2 Estabilidad cajón reaprovechado

11

4.5.- Almacenamiento

- Esquema de las acciones consideradas:

Ç: b:100m ’:12.70m Caso nº:3 Sobrecarga: 20t/m

Fx Y Mx Fy X My

57,02 6,35 362,06 24,56 9,68 237,60

-Resumen

Fx Fy Mest Mvolc

57.02 24.56 237.60 362.06

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Anejo 3:

Documento nº 2 Estabilidad cajón reaprovechado

12

4.6.- Manipulación no restringida

- Esquema de las acciones consideradas:

q:0t/m q(s): 50t/m Ç:88.47º l:2.83 a:1.98 ’:0m c:8.02 b:4.70 s:2

Pah:12.34 Caso: 1

Fx Y Mx Fy X My

42,28 8,38 354,25 114,60 3,85 441,25

-Resumen

Fx Fy Mest Mvolc

42.28 114.60 441.25 354.25

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Anejo 3:

Documento nº 2 Estabilidad cajón reaprovechado

13

4.7.- Manipulación restringida

- Esquema de las acciones consideradas:

a: 2.5m b: 12m

Carga pata delantera grúa: 70.00 t/m

Carga pata trasera grúa: 45.00 t/m

Componente horizontal de la grúa (H): 0.13·V t/m

Ancho de viga trasera: 0.5 m

Fx Y Mx Fy X My

14,95 24,77 370,36 79,53 3,36 267,17

-Resumen

Fx Fy Mest Mvolc

14.95 79.53 267.17 370.36

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Anejo 3:

Documento nº 2 Estabilidad cajón reaprovechado

14

4.8.- Amarre

- Esquema de las acciones consideradas:

Tiro del bolardo: 6.00 t/m

Inclinación respecto de la horizontal: 0.00 º

Distancia al punto de vuelco: 0.50 m

Fx Y Mx Fy X My

5,00 12,70 63,50 0,00 0,00 0,00

-Resumen

Fx Fy Mest Mvolc

5.00 0.00 0.00 63.50

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Anejo 3:

Documento nº 2 Estabilidad cajón reaprovechado

15

4.9.- Oleaje

- Esquema de las acciones consideradas:

E1 E2 E3 E Mve S MeS

0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0

Fx Y Mx Fy X My

0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0

-Resumen

Fx Fy Mest Mvolc

0.0 0.0 0.0 0.0

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Anejo 3:

Documento nº 2 Estabilidad cajón reaprovechado

16

5.- Resumen de acciones

Fx Fy Mest Mvolc

4.1.-Peso Propio 0,00 302,15 1644,11 0,00

4.2.-Cargas hidráulicas 0,00 -120,01 -580,59 0,00

4.3.-Carga del terreno 35,39 15,24 177,88 192,52

4.4.-Estacionamiento 0,00 193,52 936,25 0,00

4.5.-Almacenamiento 57,02 24,56 237,60 362,06

4.6.-Manipulación NO restringida 42,28 114,60 441,25 354,25

4.7.-Manipulación restringida 14,95 79,53 267,17 370,36

4.8.-Amarre 5,00 0,00 0,00 63,50

4.9.-Oleaje 0 0 0 0

6.- Combinación de acciones - Combinaciones consideradas:

- Coeficientes de ponderación de acciones:

- Coeficientes de combinación de acciones:

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Anejo 3:

Documento nº 2 Estabilidad cajón reaprovechado

17

6.1.- Coeficientes aplicados a las acciones para los modos de fallo de

tipo geotécnico:

Hip1 Hip2 Hip3 Hip4 Hip5 Hip6 Hip7 Hip8

4.1.-Peso Propio 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0

4.2.-Cargas hidráulicas

1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0

4.3.-Carga del terreno

1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0

4.4.-Estacionamiento

1.3 0.91 0.91 0.91 1.3 0.91 0.91 0.91

4.5.-Almacenamiento

0.91 1.3 0.91 0.91 0.91 1.3 0.91 0.91

4.6.-Manipulación NO restringida

0.0 0.0 0.0 0.0 0.91 0.91 0.91 1.3

4.7.-Manipulación restringida

0.91 0.91 0.91 1.3 0.0 0.0 0.0 0.0

4.8.-Amarre 0.91 0.91 1.3 0.91 0.91 0.91 1.3 0.91

4.9.-Oleaje 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0

6.2.- Coeficientes aplicados a las acciones para los modos de fallo de

equilibrio:

Hip1 Hip2 Hip3 Hip4 Hip5 Hip6 Hip7 Hip8

4.1.-Peso Propio 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1

4.2.-Cargas hidráulicas

1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1

4.3.-Carga del terreno

1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1

4.4.-Estacionamiento

1.5 1.05 1.05 1.05 1.5 1.05 1.05 1.05

4.5.-Almacenamiento

1.05 1.5 1.05 1.05 1.05 1.5 1.05 1.05

4.6.-Manipulación NO restringida

0.0 0.0 0.0 0.0 1.05 1.05 1.05 1.5

4.7.-Manipulación restringida

1.05 1.05 1.05 1.5 0.0 0.0 0.0 0.0

4.8.-Amarre 1.05 1.05 1.5 1.05 1.05 1.05 1.5 1.05

4.9.-Oleaje 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0

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Anejo 3:

Documento nº 2 Estabilidad cajón reaprovechado

18

6.3.- Resumen de combinaciones de cálculo para los modos de fallo de

tipo geotécnico:

Fx Fy Mest Mvolc

Hip1 105,43 543,68 2917,86 916,81

Hip2 127,67 477,78 2645,39 1058,01

Hip3 107,38 468,20 2552,72 941,57

Hip4 111,26 499,22 2656,92 1061,25

Hip5 130,30 575,59 3076,28 902,16

Hip6 152,54 509,70 2803,80 1043,36

Hip7 132,25 500,12 2711,14 926,92

Hip8 146,79 544,81 2883,23 1040,32

6.4.- Resumen de combinaciones de cálculo para los modos de fallo de

equilibrio:

7.- Resultados de estabilidad

7.1.- Determinación de la estabilidad al vuelco rígido:

FS V.Rígido

Hip1 3,15

Hip2 2,47

Hip3 2,68

Hip4 2,47

Hip5 3,38

Hip6 2,65

Hip7 2,89

Hip8 2,74

Fx Fy Mest Mvolc

Hip1 119,75 616,69 3299,92 1047,49

Hip2 145,40 540,66 2985,53 1210,42

Hip3 122,00 529,61 2878,61 1076,07

Hip4 126,47 565,39 2998,83 1214,15

Hip5 148,45 653,52 3482,70 1030,58

Hip6 174,10 577,48 3168,31 1193,51

Hip7 150,70 566,43 3061,39 1059,16

Hip8 167,47 618,00 3259,96 1190,00

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Anejo 3:

Documento nº 2 Estabilidad cajón reaprovechado

19

7.2.- Determinación de la estabilidad al deslizamiento:

FS Hundimiento

Hip1 2,99

Hip2 2,17

Hip3 2,53

Hip4 2,60

Hip5 2,56

Hip6 1,94

Hip7 2,19

Hip8 2,15

7.3.- Determinación de la estabilidad al hundimiento:

El estudio de la estabilidad frente al hundimiento se ha realizado según el método de Brinch

Hansen, estudiando el valor de la carga de hundimiento del terreno y comparando el resultado

con la que ha de soportar el cajón. De este modo se ha obtenido el coeficiente de seguridad

Fh. El coeficiente en este caso está calculado en la intersección de la banqueta de cimentación

con el terreno natural.

Coeficientes de la carga de hundimiento Nq: 48.9 Nc: 61.4 Nγ: 74.9 correspondientes a Ø:38º

Coeficientes de forma Coeficiente inclinación

Sq Sc S Iq Ic i B* Pvh Pv Fh

Hip1 1,3210 1,3210 0,8388 0,6455 0,6381 0,5238 13,603 246,18 39,97 6,16

Hip2 1,2961 1,2961 0,8513 0,5373 0,5276 0,3935 12,547 173,13 38,08 4,55

Hip3 1,3057 1,3057 0,8465 0,5916 0,5830 0,4577 12,953 206,73 36,15 5,72

Hip4 1,3002 1,3002 0,8492 0,6012 0,5929 0,4693 12,724 208,90 39,24 5,32

Hip5 1,3266 1,3266 0,8360 0,5960 0,5875 0,4630 13,841 220,68 41,59 5,31

Hip6 1,3040 1,3040 0,8473 0,4940 0,4834 0,3441 12,881 154,70 39,57 3,91

Hip7 1,3131 1,3131 0,8427 0,5411 0,5315 0,3980 13,269 183,32 37,69 4,86

Hip8 1,3105 1,3105 0,8441 0,5342 0,5245 0,3899 13,156 178,37 41,41 4,31

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Anejo 3:

Documento nº 2 Estabilidad cajón reaprovechado

20

7.4.- Determinación de la estabilidad al vuelco plástico:

El coeficiente de seguridad al vuelco plástico se define como el número por el que habría que

multiplicar H (componente horizontal de la resultante de acciones) para provocar la

plastificación local del terreno. Otra definición del coeficiente de seguridad sería el cociente

entre los momentos de las fuerzas estabilizadoras y el de las volcadoras respecto al punto "O"

próximo al pie de muro, pero que no coincide con él; la distancia entre ambos es d0 (=B*/2).

En el estado límite de vuelco el muro se apoyaría sobre una franja estrecha, centrada en "O", y

se produciría la plastificación del terreno en la zona próxima al pié del muro.

Si se introduce esta expresión en la fórmula de Brinch-Hansen, particularizada para el caso de

cimentación del muelle sobre una banqueta, resulta:

Por tanto, para obtener la incógnita B* (ancho efectivo de la cimentación), llegamos al

siguiente cálculo:

FS. V.Rígido B*

Hip1 1,60 5,33

Hip2 1,29 5,38

Hip3 1,43 5,14

Hip4 1,34 4,97

Hip5 1,52 5,92

Hip6 1,33 5,55

Hip7 1,37 5,75

Hip8 1,37 5,35

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Anejo 3:

Documento nº 2 Estabilidad cajón reaprovechado

21

8.- Resumen de coeficientes de seguridad

A continuación se presenta un resumen de los coeficientes de seguridad obtenidos en el

cálculo de la estabilidad del muelle.

FS FS mínimo

Vuelco rígido 2.47 1.3

Deslizamiento 1.94 1.3

Hundimiento 3.91 2

Vuelco plástico 1.29 1.3

La sección cumple con todos los FFSS excepto con el vuelco plástico donde su hipótesis más

desfavorable tiene un FS ligeramente inferior al exigido. Se acepta como estable la sección

porque una vez se defina la función del muelle los trenes de carga serán inferiores y

probablemente cumpla todos los FFSS.

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Anejo 3:

Documento nº3

Estabilidad cajón

reaprovechado Alternativa 2. Función línea de atraque. Posición transversal.

Jordi Rofes Ruiz 29/05/2014

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Anejo 3:

Documento nº3 Estabilidad cajón reaprovechado

2

1.- Parámetros geotécnicos y ambientales __________________________________ 3

2.- Geometría de la sección tipo __________________________________________ 4

3.-Datos de partida para las acciones ______________________________________ 4

4.- Acciones características consideradas ___________________________________ 5

4.1.- Peso propio ___________________________________________________________ 7

4.2.- Cargas hidráulicas ______________________________________________________ 8

4.2.1.- Empuje del líquido desalojado: _________________________________________________ 8

4.3.- Carga del terreno _______________________________________________________ 9

4.4.- Estacionamiento ______________________________________________________ 10

4.5.- Almacenamiento ______________________________________________________ 11

4.6.- Manipulación no restringida _____________________________________________ 12

4.7.- Manipulación restringida _______________________________________________ 13

4.8.- Amarre ______________________________________________________________ 14

4.9.- Oleaje _______________________________________________________________ 15

5.- Resumen de acciones _______________________________________________ 16

6.- Combinación de acciones ____________________________________________ 16

6.1.- Coeficientes aplicados a las acciones para los modos de fallo de tipo geotécnico: __ 17

6.2.- Coeficientes aplicados a las acciones para los modos de fallo de equilibrio: _______ 17

6.3.- Resumen de combinaciones de cálculo para los modos de fallo de tipo geotécnico: 18

6.4.- Resumen de combinaciones de cálculo para los modos de fallo de equilibrio: _____ 18

7.- Resultados de estabilidad ___________________________________________ 18

7.1.- Determinación de la estabilidad al vuelco rígido: ____________________________ 18

7.2.- Determinación de la estabilidad al deslizamiento: ___________________________ 19

7.3.- Determinación de la estabilidad al hundimiento: ____________________________ 19

7.4.- Determinación de la estabilidad al vuelco plástico: __________________________ 20

8.- Resumen de coeficientes de seguridad ______________________________________ 21

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Anejo 3:

Documento nº3 Estabilidad cajón reaprovechado

3

1.- Parámetros geotécnicos y ambientales

Densidad del agua de mar: 1.025 t/m3

Densidad hormigón armado: 2.50 t/m3

Densidad saturada del relleno de celdas: 2.10 t/m3

- Relleno de trasdós:

Densidad seca relleno: 1.70 t/m3

Densidad sumergida del relleno 0.8 t/m3

Ángulo de rozamiento i ter o del relle o Φ : 25.00 º

Inclinación de los e pujes e el trasdós : 0 º

- Banqueta:

Coeficiente de rozamiento en la cimentación del cajón: 0.58

Altura banqueta de cimentación: 9.90 m

Ángulo de apertura de tensiones en banqueta: 15.00 º

Densidad sumergida de la banqueta: 1.10 t/m3

Ángulo de rozamiento de la banqueta de cimentación: 40.00 º

- Cimentación:

Cohesión del terreno de cimentación: 0.00 t/m2

Sobrecarga en las inmediaciones del cimiento: 0.00 t/m2

Ángulo de rozamiento del terreno de cimentación: 38.00 º

Densidad sumergida del terreno de cimentación: 1.10 t/m3

Cota del fondo natural ante el muelle: -22.00 m

- Características del oleaje y marea:

Altura de ola significante asociada a un periodo de retorno de 50 años (H1/3):

0.00m

Periodo significante (T1/3): 0 s

Nivel PMVE: 0.00 m

Nivel BMVE: 0.00 m

Carrea de marea (mar sin marea astronómica significativa) 0.00 m

Nivel medio: 0.00 m

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Anejo 3:

Documento nº3 Estabilidad cajón reaprovechado

4

2.- Geometría de la sección tipo - Dimensiones del muelle:

Altura del muelle: 23.3 m

Cota coronación del muelle: 2.70 m

Cota de fondeo del cajón: -12.10m

Desnivel agua trasdós/intradós: 0.00 m

Inclinación del terreno del trasdós 0.00 %

- Dimensiones del cajón:

Superficie de juntas: 10.02 m2

Espesor de la solera en juntas: 0.5 m

Superficie de celdas: 162.12 m2

- Cargas muertas que actúan sobre la estructura:

Peso Brazo

Superestructura 20.49t/m 1.65m

Relleno sobre el fuste 87.07 /m 12.785 m

3.-Datos de partida para las acciones -Sobrecargas repartidas mínimas:

Estacionamiento Almacenamiento

Sobrecarga 20t/m 20t/m

- Equipos de manipulación de mercancías (equipos de rodadura restringida):

Carga pata delantera grúa: 70 t/m

Distancia pata delantera al cantil: 2.50 m Entre 2 y 3 m

Carga pata trasera grúa: 45 t/m

Distancia entre patas de grúa: 12.0 m Entre 4,5 y 15 m

Distancia pata trasera al trasdós del muelle: 0 m

Componente horizontal de la grúa (HVT): 0.13·V t/m

Canto de viga trasera: 0.50 m

Pleamar Bajamar

Trasdós 0.0 0.0

Intradós 0.0 0.0

Francobordo 2.70 2.70

Eslora 11.67 Puntal 12.70 Z. mar +0.6

Manga 22.27 Solera 22.27 Z. tierra +0.6

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Anejo 3:

Documento nº3 Estabilidad cajón reaprovechado

5

- Equipos de manipulación de mercancías (equipos de rodadura NO restringida):

Carga pata delantera grúa: 100 t/m

Distancia pata delantera al cantil: 2.50 m Entre 2 y 3 m

Carga pata trasera grúa: 100 t/m2

Distancia entre patas de grúa: 12 m Entre 4,5 y 15 m

Distancia pata trasera al trasdós del muelle: 0.55 m

Componente horizontal de la grúa (HVT): 0.05·V t/m

Canto de viga trasera: 0.50 m - Tiro del bolardo:

Tiro del bolardo: 6.00 t/m

Inclinación respecto de la horizontal del tiro del bolardo: 0.00 º

Distancia al punto de vuelco del muelle: 0.50 m

4.- Acciones características consideradas Con los datos antes definidos se pueden cuantificar las acciones a las que se va a ver sometido el muelle. Una vez obtenido el valor de las citadas acciones se utilizarán para poder determinar los coeficientes de seguridad del muelle. A continuación se presenta un breve guión de las acciones que se van a considerar:

4.1.- Peso propio

4.2.- Cargas hidráulicas

4.3.- Carga del terreno

4.4.- Estacionamiento

4.5.- Almacenamiento

4.6.- Manipulación no restringida

4.7.- Manipulación restringida

4.8.- Amarre

4.9.- Oleaje

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Anejo 3:

Documento nº3 Estabilidad cajón reaprovechado

6

- Criterio de signos:

- Nomenclatura utilizada:

Fx: Fuerza horizontal [t]

Fy: Fuerza vertical [t]

X: Brazo de las fuerzas verticales [m]

Y: Brazo de las fuerzas horizontales [m]

Mx: Momento provocado por una fuerza horizontal de brazo Y [mt]

My: Momento provocado por una fuerza vertical de brazo X [mt]

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Anejo 3:

Documento nº3 Estabilidad cajón reaprovechado

7

4.1.- Peso propio

- Esquema de las acciones consideradas:

Nota: En el cálculo de los pesos no se ha tenido en cuenta la acción del empuje del agua, ya

que ésta se considera como una acción independiente que se obtiene en el apartado de cargas

hidráulicas.

-Cálculo de pesos:

Fy X My

Hormigón del cajón 260,70 11,14 2902,85

Relleno de celdas 288,12 11,14 3208,22

Superestructura 20,49 1,65 33,81

Relleno sobre fuste 87,07 12,79 1113,22

Tierras sobre zapata de trasdós 20,74 14,45 299,69

-Resumen

Fx Fy Mest Mvolc

0 677.12 7557.80 0

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Anejo 3:

Documento nº3 Estabilidad cajón reaprovechado

8

4.2.- Cargas hidráulicas

4.2.1.- Empuje del líquido desalojado:

- Esquema de las acciones consideradas:

Nota: Se ha considerado una variación lineal de la cota de agua entre el trasdós y el intradós.

Fy X My

-276.20 11.135 -3075.52

-Resumen

Fx Fy Mest Mvolc

0 -276.20 -3075.52 0

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Anejo 3:

Documento nº3 Estabilidad cajón reaprovechado

9

4.3.- Carga del terreno

- Esquema de las acciones consideradas:

Fx Y Mx Fy X My

55,08 5,67 312,14 0,00 22,27 0,00

-Resumen

Fx Fy Mest Mvolc

55.08 0.00 0.00 312.14

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Anejo 3:

Documento nº3 Estabilidad cajón reaprovechado

10

4.4.- Estacionamiento

- Esquema de las acciones consideradas:

Estacionamiento: 20t/m a: 22.27m

Fx Y Mx Fy X My

0 0 0 445,40 11,13 4959,52

-Resumen

Fx Fy Mest Mvolc

0.00 445.40 4959.52 0.00

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Anejo 3:

Documento nº3 Estabilidad cajón reaprovechado

11

4.5.- Almacenamiento

- Esquema de las acciones consideradas:

Ç: b:100m b’:12.70m Caso nº:3 Sobrecarga: 20t/m

Fx Y Mx Fy X My

103,09 6,35 654,61 0,00 22,27 0,00

-Resumen

Fx Fy Mest Mvolc

103.09 0.00 0.00 654.61

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Anejo 3:

Documento nº3 Estabilidad cajón reaprovechado

12

4.6.- Manipulación no restringida

- Esquema de las acciones consideradas:

q:100t/m Ç:0.00º l:0.00 a:0 b’:0.00m c:0 b:0 s:0 Pah:0

Fx Y Mx Fy X My

10,00 12,70 127,00 200,00 9,25 1850,00

-Resumen

Fx Fy Mest Mvolc

10.00 200.00 1850.00 127.00

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Anejo 3:

Documento nº3 Estabilidad cajón reaprovechado

13

4.7.- Manipulación restringida

- Esquema de las acciones consideradas:

a: 2.5m b: 12m

Carga pata delantera grúa: 70.00 t/m

Carga pata trasera grúa: 45 t/m

Componente horizontal de la grúa (H): 0.13·V t/m

Ancho de viga trasera: 0.5 m

Fx Y Mx Fy X My

14,95 15,40 230,23 115,00 2,50 287,50

-Resumen

Fx Fy Mest Mvolc

14.95 115.00 287.50 230.23

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Anejo 3:

Documento nº3 Estabilidad cajón reaprovechado

14

4.8.- Amarre

- Esquema de las acciones consideradas:

Tiro del bolardo: 6.00 t/m

Inclinación respecto de la horizontal: 0.00 º

Distancia al punto de vuelco: 0.50 m

Fx Y Mx Fy X My

5,00 12,70 63,50 0,00 0,00 0,00

-Resumen

Fx Fy Mest Mvolc

5.00 0.00 0.00 63.50

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Anejo 3:

Documento nº3 Estabilidad cajón reaprovechado

15

4.9.- Oleaje

- Esquema de las acciones consideradas:

E1 E2 E3 E Mve S MeS

0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0

Fx Y Mx Fy X My

0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0

-Resumen

Fx Fy Mest Mvolc

0.0 0.0 0.0 0.0

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Anejo 3:

Documento nº3 Estabilidad cajón reaprovechado

16

5.- Resumen de acciones

Fx Fy Mest Mvolc

4.1.-Peso Propio 0,00 677,12 7557,80 0,00

4.2.-Cargas hidráulicas 0,00 -276,20 -3075,53 0,00

4.3.-Carga del terreno 55,08 0,00 0,00 312,14

4.4.-Estacionamiento 0,00 445,40 4959,53 0,00

4.5.-Almacenamiento 103,09 0,00 0,00 654,61

4.6.-Manipulación NO restringida 10,00 200,00 1850,00 127,00

4.7.-Manipulación restringida 14,95 115,00 287,50 230,23

4.8.-Amarre 5,00 0,00 0,00 63,50

4.9.-Oleaje 0,00 677,12 7557,80 0,00

6.- Combinación de acciones - Combinaciones consideradas:

- Coeficientes de ponderación de acciones:

- Coeficientes de combinación de acciones:

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Anejo 3:

Documento nº3 Estabilidad cajón reaprovechado

17

6.1.- Coeficientes aplicados a las acciones para los modos de fallo de

tipo geotécnico:

Hip1 Hip2 Hip3 Hip4 Hip5 Hip6 Hip7 Hip8

4.1.-Peso Propio 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0

4.2.-Cargas hidráulicas

1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0

4.3.-Carga del terreno

1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0

4.4.-Estacionamiento

1.3 0.91 0.91 0.91 1.3 0.91 0.91 0.91

4.5.-Almacenamiento

0.91 1.3 0.91 0.91 0.91 1.3 0.91 0.91

4.6.-Manipulación NO restringida

0.0 0.0 0.0 0.0 0.91 0.91 0.91 1.3

4.7.-Manipulación restringida

0.91 0.91 0.91 1.3 0.0 0.0 0.0 0.0

4.8.-Amarre 0.91 0.91 1.3 0.91 0.91 0.91 1.3 0.91

4.9.-Oleaje 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0

6.2.- Coeficientes aplicados a las acciones para los modos de fallo de

equilibrio:

Hip1 Hip2 Hip3 Hip4 Hip5 Hip6 Hip7 Hip8

4.1.-Peso Propio 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1

4.2.-Cargas hidráulicas

1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1

4.3.-Carga del terreno

1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1

4.4.-Estacionamiento

1.5 1.05 1.05 1.05 1.5 1.05 1.05 1.05

4.5.-Almacenamiento

1.05 1.5 1.05 1.05 1.05 1.5 1.05 1.05

4.6.-Manipulación NO restringida

0.0 0.0 0.0 0.0 1.05 1.05 1.05 1.5

4.7.-Manipulación restringida

1.05 1.05 1.05 1.5 0.0 0.0 0.0 0.0

4.8.-Amarre 1.05 1.05 1.5 1.05 1.05 1.05 1.5 1.05

4.9.-Oleaje 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0

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Anejo 3:

Documento nº3 Estabilidad cajón reaprovechado

18

6.3.- Resumen de combinaciones de cálculo para los modos de fallo de

tipo geotécnico:

Fx Fy Mest Mvolc

Hip1 167,04 1084,59 11191,29 1175,12

Hip2 207,24 910,88 9257,07 1430,42

Hip3 168,99 910,88 9257,07 1199,89

Hip4 172,87 955,73 9369,20 1264,91

Hip5 162,54 1161,94 12613,16 1081,18

Hip6 202,74 988,23 10678,95 1336,48

Hip7 164,49 988,23 10678,95 1105,95

Hip8 166,44 1066,23 11400,45 1130,71

6.4.- Resumen de combinaciones de cálculo para los modos de fallo de

equilibrio:

Fx Fy Mest Mvolc

Hip1 189,77 1229,86 12671,67 1339,10

Hip2 236,16 1029,43 10439,88 1633,68

Hip3 192,02 1029,43 10439,88 1367,68

Hip4 196,50 1081,18 10569,26 1442,71

Hip5 184,58 1319,11 14312,30 1230,71

Hip6 230,97 1118,68 12080,51 1525,29

Hip7 186,83 1118,68 12080,51 1259,29

Hip8 189,08 1208,68 12913,01 1287,86

7.- Resultados de estabilidad

7.1.- Determinación de la estabilidad al vuelco rígido:

FS V.rígido

Hip1 9,46

Hip2 6,39

Hip3 7,63

Hip4 7,33

Hip5 11,63

Hip6 7,92

Hip7 9,59

Hip8 10,03

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Anejo 3:

Documento nº3 Estabilidad cajón reaprovechado

19

7.2.- Determinación de la estabilidad al deslizamiento:

FS Deslizamiento

Hip1 3,77

Hip2 2,55

Hip3 3,13

Hip4 3,21

Hip5 4,15

Hip6 2,83

Hip7 3,48

Hip8 3,72

7.3.- Determinación de la estabilidad al hundimiento:

El estudio de la estabilidad frente al hundimiento se ha realizado según el método de Brinch

Hansen, estudiando el valor de la carga de hundimiento del terreno y comparándo el resultado

con la que ha de soportar el cajón. De este modo se ha obtenido el coeficiente de seguridad

Fh. El coeficiente en este caso está calculado en la intersección de la banqueta de cimentación

con el terreno natural.

Coeficientes de la carga de hundimiento Nq: 48.9 Nc: 61.4 Nγ: 74.9 correspondientes a Ø:38º

Coeficientes de forma Coeficiente inclinación

Sq Sc S Iq Ic i B* Pvh Pv Fh

Hip1 2,7340 2,7340 0,1291 0,7102 0,7041 0,6055 25,408 81,82 42,69 1,92

Hip2 2,6675 2,6675 0,1625 0,5943 0,5858 0,4610 24,435 75,39 37,28 2,02

Hip3 2,7021 2,7021 0,1451 0,6588 0,6517 0,5403 24,941 80,57 36,52 2,21

Hip4 2,7012 2,7012 0,1456 0,6662 0,6593 0,5496 24,928 82,15 38,34 2,14

Hip5 2,7549 2,7549 0,1186 0,7341 0,7285 0,6363 25,714 79,95 45,19 1,77

Hip6 2,6973 2,6973 0,1475 0,6281 0,6203 0,5022 24,871 75,91 39,73 1,91

Hip7 2,7291 2,7291 0,1315 0,6896 0,6831 0,5792 25,337 79,52 39,00 2,04

Hip8 2,7371 2,7371 0,1275 0,7067 0,7006 0,6010 25,454 80,37 41,89 1,92

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Anejo 3:

Documento nº3 Estabilidad cajón reaprovechado

20

7.4.- Determinación de la estabilidad al vuelco plástico:

El coeficiente de seguridad al vuelco plástico se define como el número por el que habría que

multipllicar H (componente horizontal de la resultante de acciones) para provocar la

plastificación local del terreno. Otra definición del coeficiente de seguridad sería el cociente

entre los momentos de las fuerzas estabilizadoras y el de las volcadoras respecto al punto "O"

próximo al pie de muro, pero que no coincide con él; la distancia entre ambos es d0 (=B*/2).

En el estado límite de vuelco el muro se apoyaría sobre una franja estrecha, centrada en "O", y

se produciría la plastificación del terreno en la zona próxima al pié del muro.

Si se introduce esta expresión en la fórmula de Brinch-Hansen, particularizada para el caso de

cimentación del muelle sobre una banqueta, resulta:

Por tanto, para obtener la incógnita B* (ancho efectivo de la cimentación), llegamos al

siguiente cálculo:

FS V.Plástico B*

Hip1 3,42 13,2277073

Hip2 2,39 12,8176715

Hip3 2,91 12,6567935

Hip4 2,86 12,0427784

Hip5 3,89 14,4752033

Hip6 2,88 13,8141157

Hip7 3,36 14,0837608

Hip8 3,69 13,5609506

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Anejo 3:

Documento nº3 Estabilidad cajón reaprovechado

21

8.- Resumen de coeficientes de seguridad

A continuación se presenta un resumen de los coeficientes de seguridad obtenidos en el

cálculo de la estabilidad del muelle.

FS Fs mínimo

Vuelco rígido 6,39 1.3

Deslizamiento 2,55 1.3

Hundimiento 1,77 2

Vuelco plástico 2,39 1.3

Esta sección del muelle no se puede considerar estable porqué no cumple con el FS al

hundimiento. El aumento de manga debido a la posición transversal provoca que actue mucha

más carga vertical sobre el cajón y lo hace fallar por hundimiento.

Recordar que esta evaluación de la sección se ha hecho sin pedraplén en el trasdós.

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Anejo 3:

Documento nº4

Estabilidad cajón

reaprovechado. Alternativa 3. Función trasdós. Posición longitudinal

Jordi Rofes Ruiz 01/06/2014

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Anejo 3:

Documento nº4 Estabilidad cajón reaprovechado.

2

1.- Parámetros geotécnicos y ambientales __________________________________ 3

2.- Geometría de la sección tipo __________________________________________ 4

3.- Datos de partida para las acciones _____________________________________ 4

4.- Acciones características consideradas ___________________________________ 5

4.1.- Peso propio ___________________________________________________________ 6

4.2.- Cargas hidráulicas ______________________________________________________ 7

4.2.1.- Empuje del líquido desalojado: _________________________________________________ 7

4.3.- Carga del terreno _______________________________________________________ 8

4.4.- Estacionamiento _______________________________________________________ 9

4.5.- Almacenamiento ______________________________________________________ 10

5.- Resumen de acciones _______________________________________________ 11

6.- Combinación de acciones ____________________________________________ 11

6.1.- Coeficientes aplicados a las acciones para los modos de fallo de tipo geotécnico: __ 12

6.2.- Coeficientes aplicados a las acciones para los modos de fallo de equilibrio: _______ 12

6.3.- Resumen de combinaciones de cálculo para los modos de fallo de tipo geotécnico: 13

6.4.- Resumen de combinaciones de cálculo para los modos de fallo de equilibrio: _____ 13

7.- Resultados de estabilidad ___________________________________________ 13

7.1.- Determinación de la estabilidad al vuelco rígido: ____________________________ 13

7.2.- Determinación de la estabilidad al deslizamiento: ___________________________ 14

7.3.- Determinación de la estabilidad al hundimiento: ____________________________ 14

7.4.- Determinación de la estabilidad al vuelco plástico: __________________________ 15

8.- Resumen de coeficientes de seguridad _________________________________ 16

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Anejo 3:

Documento nº4 Estabilidad cajón reaprovechado.

3

1.- Parámetros geotécnicos y ambientales

Densidad del agua de mar: 1.025 t/m3

Densidad hormigón armado: 2.50 t/m3

Densidad saturada del relleno de celdas: 2.10 t/m3

- Relleno de trasdós:

Densidad seca relleno: 1.70 t/m3

Densidad sumergida del relleno 0.8 t/m3

Ángulo de rozamiento i ter o del relle o Φ : 25.00 º

Inclinación de los e pujes e el trasdós : 0 º

- Banqueta:

Coeficiente de rozamiento en la cimentación del cajón: 0.58

Altura banqueta de cimentación: 9.90 m

Ángulo de apertura de tensiones en banqueta: 15.00 º

Densidad sumergida de la banqueta: 1.10 t/m3

Ángulo de rozamiento de la banqueta de cimentación: 40.00 º

- Cimentación:

Cohesión del terreno de cimentación: 0.00 t/m2

Sobrecarga en las inmediaciones del cimiento: 0.00 t/m2

Ángulo de rozamiento del terreno de cimentación: 38.00 º

Densidad sumergida del terreno de cimentación: 1.10 t/m3

Cota del fondo natural ante el muelle: -22.00 m

- Características del oleaje y marea:

Altura de ola significante asociada a un periodo de retorno de 50 años (H1/3):

0.00m

Periodo significante (T1/3): 0 s

Nivel PMVE: 0.00 m

Nivel BMVE: 0.00 m

Carrea de marea (mar sin marea astronómica significativa) 0.00 m

Nivel medio: 0.00 m

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Anejo 3:

Documento nº4 Estabilidad cajón reaprovechado.

4

2.- Geometría de la sección tipo - Dimensiones del muelle:

Altura del muelle: 23.3 m

Cota coronación del muelle: 2.70 m

Cota de fondeo del cajón: -12.10m

Desnivel agua trasdós/intradós: 0.00 m

Inclinación del terreno del trasdós 0.00 %

- Dimensiones del cajón:

Superficie de juntas: 10.02 m2

Espesor de la solera en juntas: 0.5 m

Superficie de celdas: 162.12 m2

- Cargas muertas que actúan sobre la estructura:

Peso Brazo

Superestructura 0.00t/m 0.0.m

Relleno sobre el fuste 53.56t/m 5.835m

3.- Datos de partida para las acciones -Sobrecargas repartidas mínimas:

Estacionamiento Almacenamiento

Sobrecarga 20t/m 20t/m

Pleamar Bajamar

Trasdós 0.0 0.0

Intradós 0.0 0.0

Francobordo 2.70 2.70

Eslora 22.27 Puntal 12.70 Z. mar +0.6

Manga 11.67 Solera 9.67 Z. tierra +0.6

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Anejo 3:

Documento nº4 Estabilidad cajón reaprovechado.

5

4.- Acciones características consideradas Con los datos antes definidos se pueden cuantificar las acciones a las que se va a ver sometido el muelle. Una vez obtenido el valor de las citadas acciones se utilizarán para poder determinar los coeficientes de seguridad del muelle. A continuación se presenta un breve guión de las acciones que se van a considerar:

4.1.- Peso propio

4.2.- Cargas hidráulicas

4.3.- Carga del terreno

4.4.- Estacionamiento

4.5.- Almacenamiento - Criterio de signos:

- Nomenclatura utilizada:

Fx: Fuerza horizontal [t]

Fy: Fuerza vertical [t]

X: Brazo de las fuerzas verticales [m]

Y: Brazo de las fuerzas horizontales [m]

Mx: Momento provocado por una fuerza horizontal de brazo Y [mt]

My: Momento provocado por una fuerza vertical de brazo X [mt]

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Anejo 3:

Documento nº4 Estabilidad cajón reaprovechado.

6

4.1.- Peso propio

- Esquema de las acciones consideradas:

Nota: En el cálculo de los pesos no se ha tenido en cuenta la acción del empuje del agua, ya

que ésta se considera como una acción independiente que se obtiene en el apartado de cargas

hidráulicas.

-Cálculo de pesos:

Fy X My

Hormigón del cajón 134,31 5,84 783,70

Relleno de celdas 150,98 5,84 880,98

Superestructura 0,00 0,00 0,00

Relleno sobre fuste 53,57 5,84 312,55

Tierras sobre zapata de trasdós 20,74 14,45 299,69

-Resumen

Fx Fy Mest Mvolc

0.00 359.58 2276.93 0.00

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Anejo 3:

Documento nº4 Estabilidad cajón reaprovechado.

7

4.2.- Cargas hidráulicas

4.2.1.- Empuje del líquido desalojado:

- Esquema de las acciones consideradas:

Nota: Se ha considerado una variación lineal de la cota de agua entre el trasdós y el intradós.

Fy X My

-144,74 5,84 -844,54

-Resumen

Fx Fy Mest Mvolc

0.00 -144.74 -844.54 0.00

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Anejo 3:

Documento nº4 Estabilidad cajón reaprovechado.

8

4.3.- Carga del terreno

- Esquema de las acciones consideradas:

Fx Y Mx Fy X My

55,08 5,67 312,14 0,00 9.67 0,00

-Resumen

Fx Fy Mest Mvolc

55.08 0.00 0.00 312.14

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Anejo 3:

Documento nº4 Estabilidad cajón reaprovechado.

9

4.4.- Estacionamiento

- Esquema de las acciones consideradas:

Estacionamineto: 20t/m a: 11.67

Fx Y Mx Fy X My

0 0 0 233,40 5,83 1361,88

-Resumen

Fx Fy Mest Mvolc

0.00 233.40 1361.88 0.00

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Anejo 3:

Documento nº4 Estabilidad cajón reaprovechado.

10

4.5.- Almacenamiento

- Esquema de las acciones consideradas:

Ç: b:100m b’:12.70m Caso nº:3 Sobrecarga: 20t/m

Fx Y Mx Fy X My

103,09 6,35 654,61 0,00 11.67 0,00

-Resumen

Fx Fy Mest Mvolc

103.09 0.00 0.00 654.61

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Anejo 3:

Documento nº4 Estabilidad cajón reaprovechado.

11

5.- Resumen de acciones

Fx Fy Mest Mvolc

4.1.-Peso Propio 0,00 359,60 2276,93 0,00

4.2.-Cargas hidráulicas 0,00 -144,74 -844,54 0,00

4.3.-Carga del terreno 55,08 0,00 0,00 312,14

4.4.-Estacionamiento 0,00 233,40 1361,89 0,00

4.5.-Almacenamiento 103,09 0,00 0,00 654,61

4.6.-Manipulación NO restringida 0,00 0,00 0,00 0,00

4.7.-Manipulación restringida 0,00 0,00 0,00 0,00

4.8.-Amarre 0,00 0,00 0,00 0,00

4.9.-Oleaje 0,00 0.00 0.00 0.00

6.- Combinación de acciones - Combinaciones consideradas:

- Coeficientes de ponderación de acciones:

- Coeficientes de combinación de acciones:

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Anejo 3:

Documento nº4 Estabilidad cajón reaprovechado.

12

6.1.- Coeficientes aplicados a las acciones para los modos de fallo de

tipo geotécnico:

Hip1 Hip2 Hip3 Hip4 Hip5 Hip6 Hip7 Hip8

4.1.-Peso Propio 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0

4.2.-Cargas hidráulicas

1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0

4.3.-Carga del terreno

1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0

4.4.-Estacionamiento

1.3 0.91 0.91 0.91 1.3 0.91 0.91 0.91

4.5.-Almacenamiento

0.91 1.3 0.91 0.91 0.91 1.3 0.91 0.91

4.6.-Manipulación NO restringida

0.0 0.0 0.0 0.0 0.91 0.91 0.91 1.3

4.7.-Manipulación restringida

0.91 0.91 0.91 1.3 0.0 0.0 0.0 0.0

4.8.-Amarre 0.91 0.91 1.3 0.91 0.91 0.91 1.3 0.91

4.9.-Oleaje 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0

6.2.- Coeficientes aplicados a las acciones para los modos de fallo de

equilibrio:

Hip1 Hip2 Hip3 Hip4 Hip5 Hip6 Hip7 Hip8

4.1.-Peso Propio 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1

4.2.-Cargas hidráulicas

1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1

4.3.-Carga del terreno

1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1

4.4.-Estacionamiento

1.5 1.05 1.05 1.05 1.5 1.05 1.05 1.05

4.5.-Almacenamiento

1.05 1.5 1.05 1.05 1.05 1.5 1.05 1.05

4.6.-Manipulación NO restringida

0.0 0.0 0.0 0.0 1.05 1.05 1.05 1.5

4.7.-Manipulación restringida

1.05 1.05 1.05 1.5 0.0 0.0 0.0 0.0

4.8.-Amarre 1.05 1.05 1.5 1.05 1.05 1.05 1.5 1.05

4.9.-Oleaje 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0

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Anejo 3:

Documento nº4 Estabilidad cajón reaprovechado.

13

6.3.- Resumen de combinaciones de cálculo para los modos de fallo de

tipo geotécnico:

Fx Fy Mest Mvolc

Hip1 148,89 518,28 3202,85 907,83

Hip2 189,09 427,26 2671,71 1163,13

Hip3 148,89 427,26 2671,71 907,83

Hip4 148,89 427,26 2671,71 907,83

Hip5 148,89 518,28 3202,85 907,83

Hip6 189,09 427,26 2671,71 1163,13

Hip7 148,89 427,26 2671,71 907,83

Hip8 148,89 427,26 2671,71 907,83

6.4.- Resumen de combinaciones de cálculo para los modos de fallo de

equilibrio:

Fx Fy Mest Mvolc

Hip1 168,83 586,45 3618,46 1030,69

Hip2 215,22 481,42 3005,61 1325,26

Hip3 168,83 481,42 3005,61 1030,69

Hip4 168,83 481,42 3005,61 1030,69

Hip5 168,83 586,45 3618,46 1030,69

Hip6 215,22 481,42 3005,61 1325,26

Hip7 168,83 481,42 3005,61 1030,69

Hip8 168,83 481,42 3005,61 1030,69

7.- Resultados de estabilidad

7.1.- Determinación de la estabilidad al vuelco rígido:

FS V.Rígido

Hip1 3,51

Hip2 2,27

Hip3 2,92

Hip4 2,92

Hip5 3,51

Hip6 2,27

Hip7 2,92

Hip8 2,92

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Anejo 3:

Documento nº4 Estabilidad cajón reaprovechado.

14

7.2.- Determinación de la estabilidad al deslizamiento:

FS Deslizamiento

Hip1 2,02

Hip2 1,31

Hip3 1,66

Hip4 1,66

Hip5 2,02

Hip6 1,31

Hip7 1,66

Hip8 1,66

7.3.- Determinación de la estabilidad al hundimiento:

El estudio de la estabilidad frente al hundimiento se ha realizado según el método de Brinch

Hansen, estudiando el valor de la carga de hundimiento del terreno y comparando el resultado

con la que ha de soportar el cajón. De este modo se ha obtenido el coeficiente de seguridad

Fh. El coeficiente en este caso está calculado en la intersección de la banqueta de cimentación

con el terreno natural.

Coeficientes de la carga de hundimiento Nq: 48.9 Nc: 61.4 Nγ: 74.9 correspondientes a Ø:38º

Coeficientes de forma Coeficiente inclinación

Sq Sc S Iq Ic i B* Pvh Pv Fh

Hip1 1,4103 1,4103 0,7939 0,5099 0,4997 0,3621 11,472 135,85 45,18 1,92

Hip2 1,3408 1,3408 0,8288 0,3288 0,3148 0,1732 9,531 56,36 44,83 2,02

Hip3 1,3836 1,3836 0,8073 0,4322 0,4203 0,2766 10,726 98,66 39,83 2,21

Hip4 1,3836 1,3836 0,8073 0,4322 0,4203 0,2766 10,726 98,66 39,83 2,14

Hip5 1,4103 1,4103 0,7939 0,5099 0,4997 0,3621 11,472 135,85 45,18 1,77

Hip6 1,3408 1,3408 0,8288 0,3288 0,3148 0,1732 9,531 56,36 44,83 1,91

Hip7 1,3836 1,3836 0,8073 0,4322 0,4203 0,2766 10,726 98,66 39,83 2,04

Hip8 1,3836 1,3836 0,8073 0,4322 0,4203 0,2766 10,726 98,66 39,83 1,92

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Anejo 3:

Documento nº4 Estabilidad cajón reaprovechado.

15

7.4.- Determinación de la estabilidad al vuelco plástico:

El coeficiente de seguridad al vuelco plástico se define como el número por el que habría que

multiplicar H (componente horizontal de la resultante de acciones) para provocar la

plastificación local del terreno. Otra definición del coeficiente de seguridad sería el cociente

entre los momentos de las fuerzas estabilizadoras y el de las volcadoras respecto al punto "O"

próximo al pie de muro, pero que no coincide con él; la distancia entre ambos es d0 (=B*/2).

En el estado límite de vuelco el muro se apoyaría sobre una franja estrecha, centrada en "O", y

se produciría la plastificación del terreno en la zona próxima al pié del muro.

Si se introduce esta expresión en la fórmula de Brinch-Hansen, particularizada para el caso de

cimentación del muelle sobre una banqueta, resulta:

Por tanto, para obtener la incógnita B* (ancho efectivo de la cimentación), llegamos al

siguiente cálculo:

FS V.Plástico B*

Hip1 1,52 7,03822402

Hip2 1,04 6,83449166

Hip3 1,33 6,86470037

Hip4 1,33 6,86470037

Hip5 1,52 7,03822402

Hip6 1,10 6,49144852

Hip7 1,33 6,86470037

Hip8 1,41 6,52350999

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Anejo 3:

Documento nº4 Estabilidad cajón reaprovechado.

16

8.- Resumen de coeficientes de seguridad A continuación se presenta un resumen de los coeficientes de seguridad obtenidos en el

cálculo de la estabilidad del muelle.

FS Fs Mínimo

Vuelco rígido 2,27 1,3

Deslizamiento 1,31 1,3

Hundimiento 1,26 2

Vuelco plástico 1,04 1,3

Según los resultados no se alcanzan los FS mínimos y no se puede asegurar que soporte todas

las cargas resistidas por el terreno por eso se descarta como opción para que substituya el

trasdós.

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Anejo 3:

Documento nº 5

Estabilidad cajón

reaprovechado Alternativa 4. Función trasdós. Posición Transversal.

JORDIRR [Seleccionar fecha]

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Anejo 3:

Documento nº 5 Estabilidad cajón reaprovechado

2

1.- Parámetros geotécnicos y ambientales __________________________________ 3

2.- Geometría de la sección tipo __________________________________________ 4

3.- Datos de partida para las acciones _____________________________________ 4

4.- Acciones características consideradas ___________________________________ 5

4.1.- Peso propio ___________________________________________________________ 6

4.2.- Cargas hidráulicas ______________________________________________________ 7

4.2.1.- Empuje del líquido desalojado: _________________________________________________ 7

4.3.- Carga del terreno _______________________________________________________ 8

4.4.- Estacionamiento _______________________________________________________ 9

4.5.- Almacenamiento ______________________________________________________ 10

5.- Resumen de acciones _______________________________________________ 11

6.- Combinación de acciones ____________________________________________ 11

6.1.- Coeficientes aplicados a las acciones para los modos de fallo de tipo geotécnico: __ 12

6.2.- Coeficientes aplicados a las acciones para los modos de fallo de equilibrio: _______ 12

6.3.- Resumen de combinaciones de cálculo para los modos de fallo de tipo geotécnico: 13

6.4.- Resumen de combinaciones de cálculo para los modos de fallo de equilibrio: _____ 13

7.- Resultados de estabilidad ___________________________________________ 13

7.1.- Determinación de la estabilidad al vuelco rígido: ____________________________ 13

7.2.- Determinación de la estabilidad al deslizamiento: ___________________________ 14

7.3.- Determinación de la estabilidad al hundimiento: ____________________________ 14

7.4.- Determinación de la estabilidad al vuelco plástico: __________________________ 15

8.- Resumen de coeficientes de seguridad _________________________________ 16

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Anejo 3:

Documento nº 5 Estabilidad cajón reaprovechado

3

1.- Parámetros geotécnicos y ambientales

Densidad del agua de mar: 1.025 t/m3

Densidad hormigón armado: 2.50 t/m3

Densidad saturada del relleno de celdas: 2.10 t/m3

- Relleno de trasdós:

Densidad seca relleno: 1.70 t/m3

Densidad sumergida del relleno 0.8 t/m3

Ángulo de rozamiento i ter o del relle o Φ : 25.00 º

Inclinación de los e pujes e el trasdós : 0 º

- Banqueta:

Coeficiente de rozamiento en la cimentación del cajón: 0.58

Altura banqueta de cimentación: 9.90 m

Ángulo de apertura de tensiones en banqueta: 15.00 º

Densidad sumergida de la banqueta: 1.10 t/m3

Ángulo de rozamiento de la banqueta de cimentación: 40.00 º

- Cimentación:

Cohesión del terreno de cimentación: 0.00 t/m2

Sobrecarga en las inmediaciones del cimiento: 0.00 t/m2

Ángulo de rozamiento del terreno de cimentación: 38.00 º

Densidad sumergida del terreno de cimentación: 1.10 t/m3

Cota del fondo natural ante el muelle: -22.00 m

- Características del oleaje y marea:

Altura de ola significante asociada a un periodo de retorno de 50 años (H1/3):

0.00m

Periodo significante (T1/3): 0 s

Nivel PMVE: 0.00 m

Nivel BMVE: 0.00 m

Carrea de marea (mar sin marea astronómica significativa) 0.00 m

Nivel medio: 0.00 m

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Anejo 3:

Documento nº 5 Estabilidad cajón reaprovechado

4

2.- Geometría de la sección tipo - Dimensiones del muelle:

Altura del muelle: 23.3 m

Cota coronación del muelle: 2.70 m

Cota de fondeo del cajón: -12.10m

Desnivel agua trasdós/intradós: 0.00 m

Inclinación del terreno del trasdós 0.00 %

- Dimensiones del cajón:

Superficie de juntas: 10.02 m2

Espesor de la solera en juntas: 0.5 m

Superficie de celdas: 162.12 m2

- Cargas muertas que actúan sobre la estructura:

Peso Brazo

Superestructura 0t/m 0 m

Relleno sobre el fuste 102.21/m 11.135 m

3.- Datos de partida para las acciones -Sobrecargas repartidas mínimas:

Estacionamiento Almacenamiento

Sobrecarga 20t/m 20t/m

Pleamar Bajamar

Trasdós 0.0 0.0

Intradós 0.0 0.0

Francobordo 2.70 2.70

Eslora 11.67 Puntal 12.70 Z. mar +0.6

Manga 22.27 Solera 22.27 Z. tierra +0.6

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Anejo 3:

Documento nº 5 Estabilidad cajón reaprovechado

5

4.- Acciones características consideradas Con los datos antes definidos se pueden cuantificar las acciones a las que se va a ver sometido el muelle. Una vez obtenido el valor de las citadas acciones se utilizarán para poder determinar los coeficientes de seguridad del muelle. A continuación se presenta un breve guión de las acciones que se van a considerar:

4.1.- Peso propio

4.2.- Cargas hidráulicas

4.3.- Carga del terreno

4.4.- Estacionamiento

4.5.- Almacenamiento - Criterio de signos:

- Nomenclatura utilizada:

Fx: Fuerza horizontal [t]

Fy: Fuerza vertical [t]

X: Brazo de las fuerzas verticales [m]

Y: Brazo de las fuerzas horizontales [m]

Mx: Momento provocado por una fuerza horizontal de brazo Y [mt]

My: Momento provocado por una fuerza vertical de brazo X [mt]

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Anejo 3:

Documento nº 5 Estabilidad cajón reaprovechado

6

4.1.- Peso propio

- Esquema de las acciones consideradas:

Nota: En el cálculo de los pesos no se ha tenido en cuenta la acción del empuje del agua, ya

que ésta se considera como una acción independiente que se obtiene en el apartado de cargas

hidráulicas.

-Cálculo de pesos:

Fy X My

Hormigón del cajón 260,70 11,14 2902,85

Relleno de celdas 288,12 11,14 3208,22

Superestructura 0,00 0,00 0,00

Relleno sobre fuste 102,22 11,14 1138,21

Tierras sobre zapata de trasdós 20,74 14,45 299,69

-Resumen

Fx Fy Mest Mvolc

0 671.77 7548.98 0

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Anejo 3:

Documento nº 5 Estabilidad cajón reaprovechado

7

4.2.- Cargas hidráulicas

4.2.1.- Empuje del líquido desalojado:

- Esquema de las acciones consideradas:

Nota: Se ha considerado una variación lineal de la cota de agua entre el trasdós y el intradós.

Fy X My

-276.20 11.135 -3075.52

-Resumen

Fx Fy Mest Mvolc

0 -276.20 -3075.52 0

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Anejo 3:

Documento nº 5 Estabilidad cajón reaprovechado

8

4.3.- Carga del terreno

- Esquema de las acciones consideradas:

Fx Y Mx Fy X My

55,08 5,67 312,14 0,00 22,27 0,00

-Resumen

Fx Fy Mest Mvolc

55.08 0.00 0.00 312.14

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Anejo 3:

Documento nº 5 Estabilidad cajón reaprovechado

9

4.4.- Estacionamiento

- Esquema de las acciones consideradas:

Estacionamiento: 20t/m a: 22.27m

Fx Y Mx Fy X My

0 0 0 445,40 11,13 4959,52

-Resumen

Fx Fy Mest Mvolc

0.00 445.40 4959.52 0.00

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Anejo 3:

Documento nº 5 Estabilidad cajón reaprovechado

10

4.5.- Almacenamiento

- Esquema de las acciones consideradas:

Ç: b:100m b’:12.70m Caso nº:3 Sobrecarga: 20t/m

Fx Y Mx Fy X My

103,09 6,35 654,61 0,00 22,27 0,00

-Resumen

Fx Fy Mest Mvolc

103.09 0.00 0.00 654.61

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Anejo 3:

Documento nº 5 Estabilidad cajón reaprovechado

11

5.- Resumen de acciones

Fx Fy Mest Mvolc

4.1.-Peso Propio 0,00 671,78 7548,98 0,00

4.2.-Cargas hidráulicas 0,00 -276,20 -3075,53 0,00

4.3.-Carga del terreno 55,08 0,00 0,00 312,14

4.4.-Estacionamiento 0,00 445,40 4959,53 0,00

4.5.-Almacenamiento 103,09 0,00 0,00 654,61

4.6.-Manipulación NO restringida 0,00 0,00 0,00 0,00

4.7.-Manipulación restringida 0,00 0,00 0,00 0,00

4.8.-Amarre 0,00 0,00 0,00 0,00

4.9.-Oleaje 0,00 0,00 0,00 0,00

6.- Combinación de acciones - Combinaciones consideradas:

- Coeficientes de ponderación de acciones:

- Coeficientes de combinación de acciones:

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Anejo 3:

Documento nº 5 Estabilidad cajón reaprovechado

12

6.1.- Coeficientes aplicados a las acciones para los modos de fallo de

tipo geotécnico:

Hip1 Hip2 Hip3 Hip4 Hip5 Hip6 Hip7 Hip8

4.1.-Peso Propio 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0

4.2.-Cargas hidráulicas

1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0

4.3.-Carga del terreno

1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0

4.4.-Estacionamiento

1.3 0.91 0.91 0.91 1.3 0.91 0.91 0.91

4.5.-Almacenamiento

0.91 1.3 0.91 0.91 0.91 1.3 0.91 0.91

4.6.-Manipulación NO restringida

0.0 0.0 0.0 0.0 0.91 0.91 0.91 1.3

4.7.-Manipulación restringida

0.91 0.91 0.91 1.3 0.0 0.0 0.0 0.0

4.8.-Amarre 0.91 0.91 1.3 0.91 0.91 0.91 1.3 0.91

4.9.-Oleaje 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0

6.2.- Coeficientes aplicados a las acciones para los modos de fallo de

equilibrio:

Hip1 Hip2 Hip3 Hip4 Hip5 Hip6 Hip7 Hip8

4.1.-Peso Propio 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1

4.2.-Cargas hidráulicas

1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1

4.3.-Carga del terreno

1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1

4.4.-Estacionamiento

1.5 1.05 1.05 1.05 1.5 1.05 1.05 1.05

4.5.-Almacenamiento

1.05 1.5 1.05 1.05 1.05 1.5 1.05 1.05

4.6.-Manipulación NO restringida

0.0 0.0 0.0 0.0 1.05 1.05 1.05 1.5

4.7.-Manipulación restringida

1.05 1.05 1.05 1.5 0.0 0.0 0.0 0.0

4.8.-Amarre 1.05 1.05 1.5 1.05 1.05 1.05 1.5 1.05

4.9.-Oleaje 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0

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Anejo 3:

Documento nº 5 Estabilidad cajón reaprovechado

13

6.3.- Resumen de combinaciones de cálculo para los modos de fallo de

tipo geotécnico:

Fx Fy Mest Mvolc

Hip1 148,89 974,59 10920,84 907,83

Hip2 189,09 800,89 8986,63 1163,13

Hip3 148,89 800,89 8986,63 907,83

Hip4 148,89 800,89 8986,63 907,83

Hip5 148,89 974,59 10920,84 907,83

Hip6 189,09 800,89 8986,63 1163,13

Hip7 148,89 800,89 8986,63 907,83

Hip8 148,89 800,89 8986,63 907,83

6.4.- Resumen de combinaciones de cálculo para los modos de fallo de

equilibrio:

Fx Fy Mest Mvolc

Hip1 168,83 1103,23 12360,09 1030,69

Hip2 215,22 902,80 10128,31 1325,26

Hip3 168,83 902,80 10128,31 1030,69

Hip4 168,83 902,80 10128,31 1030,69

Hip5 168,83 1103,23 12360,09 1030,69

Hip6 215,22 902,80 10128,31 1325,26

Hip7 168,83 902,80 10128,31 1030,69

Hip8 168,83 902,80 10128,31 1030,69

7.- Resultados de estabilidad

7.1.- Determinación de la estabilidad al vuelco rígido:

FS V.Rígido

Hip1 11,99

Hip2 7,64

Hip3 9,83

Hip4 9,83

Hip5 11,99

Hip6 7,64

Hip7 9,83

Hip8 9,83

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Anejo 3:

Documento nº 5 Estabilidad cajón reaprovechado

14

7.2.- Determinación de la estabilidad al deslizamiento:

FS Deslizamiento

Hip1 3,80

Hip2 2,46

Hip3 3,12

Hip4 3,12

Hip5 3,80

Hip6 2,46

Hip7 3,12

Hip8 3,12

7.3.- Determinación de la estabilidad al hundimiento:

El estudio de la estabilidad frente al hundimiento se ha realizado según el método de Brinch

Hansen, estudiando el valor de la carga de hundimiento del terreno y comparando el resultado

con la que ha de soportar el cajón. De este modo se ha obtenido el coeficiente de seguridad

Fh. El coeficiente en este caso está calculado en la intersección de la banqueta de cimentación

con el terreno natural.

Coeficientes de la carga de hundimiento Nq: 48.9 Nc: 61.4 Nγ: 74.9 correspondientes a Ø:38º

Coeficientes de forma Coeficiente inclinación

Sq Sc S Iq Ic i B* Pvh Pv Fh

Hip1 2,7547 2,7547 0,1187 0,7123 0,7063 0,6081 25,712 76,45 37,90 2,02

Hip2 2,6837 2,6837 0,1544 0,5816 0,5729 0,4458 24,671 69,94 32,46 2,15

Hip3 2,7272 2,7272 0,1325 0,6582 0,6511 0,5395 25,308 74,55 31,65 2,36

Hip4 2,7272 2,7272 0,1325 0,6582 0,6511 0,5395 25,308 74,55 31,65 2,36

Hip5 2,7547 2,7547 0,1187 0,7123 0,7063 0,6081 25,712 76,45 37,90 2,02

Hip6 2,6837 2,6837 0,1544 0,5816 0,5729 0,4458 24,671 69,94 32,46 2,15

Hip7 2,7272 2,7272 0,1325 0,6582 0,6511 0,5395 25,308 74,55 31,65 2,36

Hip8 2,7272 2,7272 0,1325 0,6582 0,6511 0,5395 25,308 74,55 31,65 2,36

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Anejo 3:

Documento nº 5 Estabilidad cajón reaprovechado

15

7.4.- Determinación de la estabilidad al vuelco plástico:

El coeficiente de seguridad al vuelco plástico se define como el número por el que habría que

multiplicar H (componente horizontal de la resultante de acciones) para provocar la

plastificación local del terreno. Otra definición del coeficiente de seguridad sería el cociente

entre los momentos de las fuerzas estabilizadoras y el de las volcadoras respecto al punto "O"

próximo al pie de muro, pero que no coincide con él; la distancia entre ambos es d0 (=B*/2).

En el estado límite de vuelco el muro se apoyaría sobre una franja estrecha, centrada en "O", y

se produciría la plastificación del terreno en la zona próxima al pié del muro.

Si se introduce esta expresión en la fórmula de Brinch-Hansen, particularizada para el caso de

cimentación del muelle sobre una banqueta, resulta:

Por tanto, para obtener la incógnita B* (ancho efectivo de la cimentación), llegamos al

siguiente cálculo:

FS V.Plástico B*

Hip1 3,83 15,2770041

Hip2 2,57 14,9836356

Hip3 3,27 15,0372991

Hip4 3,27 15,0372991

Hip5 3,83 15,2770041

Hip6 2,68 14,6459437

Hip7 3,27 15,0372991

Hip8 3,41 14,7025187

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Anejo 3:

Documento nº 5 Estabilidad cajón reaprovechado

16

8.- Resumen de coeficientes de seguridad A continuación se presenta un resumen de los coeficientes de seguridad obtenidos en el

cálculo de la estabilidad del muelle.

FS Fs minímo

Vuelco rígido 7,64 1,3

Deslizamiento 2,46 1,3

Hundimiento 2,02 2

Vuelco plástico 2,57 1,3

Según los resultados se espera que el cajón pueda resistir las cargas horizontales producidas

sobre el terreno y por lo tanto podría actuar en el trasdós del cajón de la alineación

liberándolo de soportar los empujes producidos y transmitidos por el terreno.

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Anejo 3:

Documento nº6

Estabilidad cajón

reaprovechado Alternativa 5.Función cerramiento. Posición longitudinal.

Jordi Rofes Ruiz 02/06/2014

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Anejo 3:

Documento nº6 Estabilidad cajón reaprovechado

2

1.- Parámetros geotécnicos y ambientales __________________________________ 3

2.- Geometría de la sección tipo __________________________________________ 4

4.- Acciones características consideradas ___________________________________ 5

4.1.- Peso propio ___________________________________________________________ 6

4.2.- Cargas hidráulicas ______________________________________________________ 7

4.2.1.- Empuje del líquido desalojado: _________________________________________________ 7

4.3.- Carga del terreno _______________________________________________________ 8

4.4.- Estacionamiento _______________________________________________________ 9

4.5.- Almacenamiento ______________________________________________________ 10

5.- Resumen de acciones _______________________________________________ 11

6.- Combinación de acciones ____________________________________________ 11

6.1.- Coeficientes aplicados a las acciones para los modos de fallo de tipo geotécnico: __ 12

6.2.- Coeficientes aplicados a las acciones para los modos de fallo de equilibrio: _______ 12

6.3.- Resumen de combinaciones de cálculo para los modos de fallo de tipo geotécnico: 13

6.4.- Resumen de combinaciones de cálculo para los modos de fallo de equilibrio: _____ 13

7.- Resultados de estabilidad ___________________________________________ 13

7.1.- Determinación de la estabilidad al vuelco rígido: ____________________________ 13

7.2.- Determinación de la estabilidad al deslizamiento: ___________________________ 14

7.3.- Determinación de la estabilidad al hundimiento: ____________________________ 14

7.4.- Determinación de la estabilidad al vuelco plástico: __________________________ 15

8.- Resumen de coeficientes de seguridad _________________________________ 16

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Anejo 3:

Documento nº6 Estabilidad cajón reaprovechado

3

1.- Parámetros geotécnicos y ambientales

Densidad del agua de mar: 1.025 t/m3

Densidad hormigón armado: 2.50 t/m3

Densidad saturada del relleno de celdas: 2.10 t/m3

- Relleno de trasdós:

Densidad seca relleno: 1.70 t/m3

Densidad sumergida del relleno 0.8 t/m3

Ángulo de rozamiento i ter o del relle o Φ : 25.00 º

Inclinación de los e pujes e el trasdós : 0 º

- Banqueta:

Coeficiente de rozamiento en la cimentación del cajón: 0.58

Altura banqueta de cimentación: 9.90 m

Ángulo de apertura de tensiones en banqueta: 15.00 º

Densidad sumergida de la banqueta: 1.10 t/m3

Ángulo de rozamiento de la banqueta de cimentación: 40.00 º

- Cimentación:

Cohesión del terreno de cimentación: 0.00 t/m2

Sobrecarga en las inmediaciones del cimiento: 0.00 t/m2

Ángulo de rozamiento del terreno de cimentación: 38.00 º

Densidad sumergida del terreno de cimentación: 1.10 t/m3

Cota del fondo natural ante el muelle: -22.00 m

- Características del oleaje y marea:

Altura de ola significante asociada a un periodo de retorno de 50 años (H1/3):

0.00m

Periodo significante (T1/3): 0 s

Nivel PMVE: 0.00 m

Nivel BMVE: 0.00 m

Carrea de marea (mar sin marea astronómica significativa) 0.00 m

Nivel medio: 0.00 m

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Anejo 3:

Documento nº6 Estabilidad cajón reaprovechado

4

2.- Geometría de la sección tipo - Dimensiones del muelle:

Altura del muelle: 23.3 m

Cota coronación del muelle: 2.70 m

Cota de fondeo del cajón: -12.10m

Desnivel agua trasdós/intradós: 0.00 m

Inclinación del terreno del trasdós 0.00 %

- Dimensiones del cajón:

Superficie de juntas: 10.02 m2

Espesor de la solera en juntas: 0.5 m

Superficie de celdas: 162.12 m2

- Cargas muertas que actúan sobre la estructura:

Peso Brazo

Superestructura 0.00t/m 0.0.m

Relleno sobre el fuste 53.56t/m 5.835m

3.- Datos de partida para las acciones

-Sobrecargas repartidas mínimas:

Estacionamiento Almacenamiento

Sobrecarga 5t/m 20t/m

Pleamar Bajamar

Trasdós 0.0 0.0

Intradós 0.0 0.0

Francobordo 2.70 2.70

Eslora 22.27 Puntal 12.70 Z. mar +0.6

Manga 11.67 Solera 9.67 Z. tierra +0.6

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Anejo 3:

Documento nº6 Estabilidad cajón reaprovechado

5

4.- Acciones características consideradas Con los datos antes definidos se pueden cuantificar las acciones a las que se va a ver sometido el muelle. Una vez obtenido el valor de las citadas acciones se utilizarán para poder determinar los coeficientes de seguridad del muelle. A continuación se presenta un breve guión de las acciones que se van a considerar:

4.1.- Peso propio

4.2.- Cargas hidráulicas

4.3.- Carga del terreno

4.4.- Estacionamiento

4.5.- Almacenamiento - Criterio de signos:

- Nomenclatura utilizada:

Fx: Fuerza horizontal [t]

Fy: Fuerza vertical [t]

X: Brazo de las fuerzas verticales [m]

Y:Brazo de las fuerzas horizontales [m]

Mx: Momento provocado por una fuerza horizontal de brazo Y [mt]

My: Momento provocado por una fuerza vertical de brazo X [mt]

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Anejo 3:

Documento nº6 Estabilidad cajón reaprovechado

6

4.1.- Peso propio

- Esquema de las acciones consideradas:

Nota: En el cálculo de los pesos no se ha tenido en cuenta la acción del empuje del agua, ya

que ésta se considera como una acción independiente que se obtiene en el apartado de cargas

hidráulicas.

-Cálculo de pesos:

Fy X My

Hormigón del cajón 134,31 5,84 783,70

Relleno de celdas 150,98 5,84 880,98

Superestructura 0,00 0,00 0,00

Relleno sobre fuste 53,57 5,84 312,55

Tierras sobre zapata de trasdós 20,74 14,45 299,69

-Resumen

Fx Fy Mest Mvolc

0.00 359.58 2276.93 0.00

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Anejo 3:

Documento nº6 Estabilidad cajón reaprovechado

7

4.2.- Cargas hidráulicas

4.2.1.- Empuje del líquido desalojado:

- Esquema de las acciones consideradas:

Nota: Se ha considerado una variación lineal de la cota de agua entre el trasdós y el intradós.

Fy X My

-144,74 5,84 -844,54

-Resumen

Fx Fy Mest Mvolc

0.00 -144.74 -844.54 0.00

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Anejo 3:

Documento nº6 Estabilidad cajón reaprovechado

8

4.3.- Carga del terreno

- Esquema de las acciones consideradas:

Fx Y Mx Fy X My

55,08 5,67 312,14 0,00 9.67 0,00

-Resumen

Fx Fy Mest Mvolc

55.08 0.00 0.00 312.14

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Anejo 3:

Documento nº6 Estabilidad cajón reaprovechado

9

4.4.- Estacionamiento

- Esquema de las acciones consideradas:

Estacionamiento: 5t/m a: 11.67

Fx Y Mx Fy X My

0,00 0,00 0,00 58,35 5,84 340,47

-Resumen

Fx Fy Mest Mvolc

0.00 58.35 340.47 0.00

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Anejo 3:

Documento nº6 Estabilidad cajón reaprovechado

10

4.5.- Almacenamiento

- Esquema de las acciones consideradas:

Ç: b:100m ’:12.70m Caso nº:3 Sobrecarga: 20t/m

Fx Y Mx Fy X My

103,09 6,35 654,61 0,00 11.67 0,00

-Resumen

Fx Fy Mest Mvolc

103.09 0.00 0.00 654.61

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Anejo 3:

Documento nº6 Estabilidad cajón reaprovechado

11

5.- Resumen de acciones

Fx Fy Mest Mvolc

4.1.-Peso Propio 0,00 359,60 2276,93 0,00

4.2.-Cargas hidráulicas 0,00 -144,74 -844,54 0,00

4.3.-Carga del terreno 55,08 0,00 0,00 312,14

4.4.-Estacionamiento 0,00 58,35 340,47 0,00

4.5.-Almacenamiento 103,09 0,00 0,00 654,61

4.6.-Manipulación NO restringida 0,00 0,00 0,00 0,00

4.7.-Manipulación restringida 0,00 0,00 0,00 0,00

4.8.-Amarre 0,00 0,00 0,00 0,00

4.9.-Oleaje 0,00 0.00 0.00 0.00

6.- Combinación de acciones - Combinaciones consideradas:

- Coeficientes de ponderación de acciones:

- Coeficientes de combinación de acciones:

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Anejo 3:

Documento nº6 Estabilidad cajón reaprovechado

12

6.1.- Coeficientes aplicados a las acciones para los modos de fallo de

tipo geotécnico:

Hip1 Hip2 Hip3 Hip4 Hip5 Hip6 Hip7 Hip8

4.1.-Peso Propio 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0

4.2.-Cargas hidráulicas

1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0

4.3.-Carga del terreno

1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0

4.4.-Estacionamiento

1.3 0.91 0.91 0.91 1.3 0.91 0.91 0.91

4.5.-Almacenamiento

0.91 1.3 0.91 0.91 0.91 1.3 0.91 0.91

4.6.-Manipulación NO restringida

0.0 0.0 0.0 0.0 0.91 0.91 0.91 1.3

4.7.-Manipulación restringida

0.91 0.91 0.91 1.3 0.0 0.0 0.0 0.0

4.8.-Amarre 0.91 0.91 1.3 0.91 0.91 0.91 1.3 0.91

4.9.-Oleaje 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0

6.2.- Coeficientes aplicados a las acciones para los modos de fallo de

equilibrio:

Hip1 Hip2 Hip3 Hip4 Hip5 Hip6 Hip7 Hip8

4.1.-Peso Propio 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1

4.2.-Cargas hidráulicas

1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1

4.3.-Carga del terreno

1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1

4.4.-Estacionamiento

1.5 1.05 1.05 1.05 1.5 1.05 1.05 1.05

4.5.-Almacenamiento

1.05 1.5 1.05 1.05 1.05 1.5 1.05 1.05

4.6.-Manipulación NO restringida

0.0 0.0 0.0 0.0 1.05 1.05 1.05 1.5

4.7.-Manipulación restringida

1.05 1.05 1.05 1.5 0.0 0.0 0.0 0.0

4.8.-Amarre 1.05 1.05 1.5 1.05 1.05 1.05 1.5 1.05

4.9.-Oleaje 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0

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Anejo 3:

Documento nº6 Estabilidad cajón reaprovechado

13

6.3.- Resumen de combinaciones de cálculo para los modos de fallo de

tipo geotécnico:

Fx Fy Mest Mvolc

Hip1 148,89 290,72 1875,00 907,83

Hip2 189,09 267,96 1742,22 1163,13

Hip3 148,89 267,96 1742,22 907,83

Hip4 148,89 267,96 1742,22 907,83

Hip5 148,89 290,72 1875,00 907,83

Hip6 189,09 267,96 1742,22 1163,13

Hip7 148,89 267,96 1742,22 907,83

Hip8 148,89 267,96 1742,22 907,83

6.4.- Resumen de combinaciones de cálculo para los modos de fallo de

equilibrio:

Fx Fy Mest Mvolc

Hip1 168,83 323,87 2086,34 1030,69

Hip2 215,22 297,61 1933,12 1325,26

Hip3 168,83 297,61 1933,12 1030,69

Hip4 168,83 297,61 1933,12 1030,69

Hip5 168,83 323,87 2086,34 1030,69

Hip6 215,22 297,61 1933,12 1325,26

Hip7 168,83 297,61 1933,12 1030,69

Hip8 168,83 297,61 1933,12 1030,69

7.- Resultados de estabilidad

7.1.- Determinación de la estabilidad al vuelco rígido:

FS V.Rígido

Hip1 2,02

Hip2 1,46

Hip3 1,88

Hip4 1,88

Hip5 2,02

Hip6 1,46

Hip7 1,88

Hip8 1,88

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Anejo 3:

Documento nº6 Estabilidad cajón reaprovechado

14

7.2.- Determinación de la estabilidad al deslizamiento:

FS Deslizamiento

Hip1 1,13

Hip2 0,82

Hip3 1,04

Hip4 1,04

Hip5 1,13

Hip6 0,82

Hip7 1,04

Hip8 1,04

7.3.- Determinación de la estabilidad al hundimiento:

El estudio de la estabilidad frente al hundimiento se ha realizado según el método de Brinch

Hansen, estudiando el valor de la carga de hundimiento del terreno y comparando el resultado

con la que ha de soportar el cajón. De este modo se ha obtenido el coeficiente de seguridad

Fh. El coeficiente en este caso está calculado en la intersección de la banqueta de cimentación

con el terreno natural.

Coeficientes de la carga de hundimiento Nq: 48.9 Nc: 61.4 Nγ: 74.9 correspondientes a Ø:38º

Coeficientes de forma Coeficiente inclinación

Sq Sc “ Iq Ic i B* Pvh Pv Fh

Hip1 1,3122 1,3122 0,8432 0,2640 0,2486 0,1161 8,730 35,21 33,30 1,06

Hip2 1,2251 1,2251 0,8870 0,1296 0,1114 0,0255 6,294 5,86 42,57 0,14

Hip3 1,2932 1,2932 0,8527 0,2282 0,2121 0,0877 8,200 25,27 32,68 0,77

Hip4 1,2932 1,2932 0,8527 0,2282 0,2121 0,0877 8,200 25,27 32,68 0,77

Hip5 1,3122 1,3122 0,8432 0,2640 0,2486 0,1161 8,730 35,21 33,30 1,06

Hip6 1,2251 1,2251 0,8870 0,1296 0,1114 0,0255 6,294 5,86 42,57 0,14

Hip7 1,2932 1,2932 0,8527 0,2282 0,2121 0,0877 8,200 25,27 32,68 0,77

Hip8 1,2932 1,2932 0,8527 0,2282 0,2121 0,0877 8,200 25,27 32,68 0,77

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Anejo 3:

Documento nº6 Estabilidad cajón reaprovechado

15

7.4.- Determinación de la estabilidad al vuelco plástico:

El coeficiente de seguridad al vuelco plástico se define como el número por el que habría que

multiplicar H (componente horizontal de la resultante de acciones) para provocar la

plastificación local del terreno. Otra definición del coeficiente de seguridad sería el cociente

entre los momentos de las fuerzas estabilizadoras y el de las volcadoras respecto al punto "O"

próximo al pie de muro, pero que no coincide con él; la distancia entre ambos es d0 (=B*/2).

En el estado límite de vuelco el muro se apoyaría sobre una franja estrecha, centrada en "O", y

se produciría la plastificación del terreno en la zona próxima al pié del muro.

Si se introduce esta expresión en la fórmula de Brinch-Hansen, particularizada para el caso de

cimentación del muelle sobre una banqueta, resulta:

Por tanto, para obtener la incógnita B* (ancho efectivo de la cimentación), llegamos al

siguiente cálculo:

FS V.Plástico B*

Hip1 1,01 6,61332669

Hip2 0,74 6,54367746

Hip3 0,95 6,57919718

Hip4 0,95 6,57919718

Hip5 1,01 6,61332669

Hip6 0,78 6,23166202

Hip7 0,95 6,57919718

Hip8 0,99 6,26898674

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Anejo 3:

Documento nº6 Estabilidad cajón reaprovechado

16

8.- Resumen de coeficientes de seguridad A continuación se presenta un resumen de los coeficientes de seguridad obtenidos en el

cálculo de la estabilidad del muelle.

FS Fs mínimo

Vuelco rígido 1,46 1,3

Deslizamiento 0,82 1,3

Hundimiento 0,14 2

Vuelco plástico 0,74 1,3

Esta sección no es funcional como cerramiento porqué muchos de los FFSS no llegan a la

unidad produciéndose el fallo. Especialmente crítico es el FS Hundimiento debido a que en la

formula de Brich-Ha se el pará etro de i li a ió de la arga i es uy desfavorable por la

igualdad en magnitud de las resultantes verticales y horizontales.

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Anejo 3:

Documento nº:7

Estabilidad cajón

reaprovechado Alternativa 7. Función cerramiento. Posición Transversal

Jordi Rofes Ruiz 04/06/2014

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Anejo 3:

Documento nº:7 Estabilidad cajón reaprovechado

2

1.- Parámetros geotécnicos y ambientales __________________________________ 3

2.- Geometría de la sección tipo __________________________________________ 4

3.- Datos de partida para las acciones _____________________________________ 4

4.- Acciones características consideradas ___________________________________ 5

4.1.- Peso propio ___________________________________________________________ 6

4.2.- Cargas hidráulicas ______________________________________________________ 7

4.2.1.- Empuje del líquido desalojado: _________________________________________________ 7

4.3.- Carga del terreno _______________________________________________________ 8

4.4.- Estacionamiento _______________________________________________________ 9

4.5.- Almacenamiento ______________________________________________________ 10

5.- Resumen de acciones _______________________________________________ 11

6.- Combinación de acciones ____________________________________________ 11

6.1.- Coeficientes aplicados a las acciones para los modos de fallo de tipo geotécnico: __ 12

6.2.- Coeficientes aplicados a las acciones para los modos de fallo de equilibrio: _______ 12

6.3.- Resumen de combinaciones de cálculo para los modos de fallo de tipo geotécnico: 13

6.4.- Resumen de combinaciones de cálculo para los modos de fallo de equilibrio: _____ 13

7.- Resultados de estabilidad ___________________________________________ 13

7.1.- Determinación de la estabilidad al vuelco rígido: ____________________________ 13

7.2.- Determinación de la estabilidad al deslizamiento: ___________________________ 14

7.3.- Determinación de la estabilidad al hundimiento: ____________________________ 14

7.4.- Determinación de la estabilidad al vuelco plástico: __________________________ 15

8.- Resumen de coeficientes de seguridad _________________________________ 16

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Anejo 3:

Documento nº:7 Estabilidad cajón reaprovechado

3

1.- Parámetros geotécnicos y ambientales

Densidad del agua de mar: 1.025 t/m3

Densidad hormigón armado: 2.50 t/m3

Densidad saturada del relleno de celdas: 2.10 t/m3

- Relleno de trasdós:

Densidad seca relleno: 1.70 t/m3

Densidad sumergida del relleno 0.8 t/m3

Ángulo de rozamiento i ter o del relle o Φ : 25.00 º

Inclinación de los e pujes e el trasdós : 0 º

- Banqueta:

Coeficiente de rozamiento en la cimentación del cajón: 0.58

Altura banqueta de cimentación: 9.90 m

Ángulo de apertura de tensiones en banqueta: 15.00 º

Densidad sumergida de la banqueta: 1.10 t/m3

Ángulo de rozamiento de la banqueta de cimentación: 40.00 º

- Cimentación:

Cohesión del terreno de cimentación: 0.00 t/m2

Sobrecarga en las inmediaciones del cimiento: 0.00 t/m2

Ángulo de rozamiento del terreno de cimentación: 38.00 º

Densidad sumergida del terreno de cimentación: 1.10 t/m3

Cota del fondo natural ante el muelle: -22.00 m

- Características del oleaje y marea:

Altura de ola significante asociada a un periodo de retorno de 50 años (H1/3):

0.00m

Periodo significante (T1/3): 0 s

Nivel PMVE: 0.00 m

Nivel BMVE: 0.00 m

Carrea de marea (mar sin marea astronómica significativa) 0.00 m

Nivel medio: 0.00 m

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Anejo 3:

Documento nº:7 Estabilidad cajón reaprovechado

4

2.- Geometría de la sección tipo - Dimensiones del muelle:

Altura del muelle: 23.3 m

Cota coronación del muelle: 2.70 m

Cota de fondeo del cajón: -12.10m

Desnivel agua trasdós/intradós: 0.00 m

Inclinación del terreno del trasdós 0.00 %

- Dimensiones del cajón:

Superficie de juntas: 10.02 m2

Espesor de la solera en juntas: 0.5 m

Superficie de celdas: 162.12 m2

- Cargas muertas que actúan sobre la estructura:

Peso Brazo

Superestructura 0t/m 0 m

Relleno sobre el fuste 102.21/m 11.135 m

3.- Datos de partida para las acciones -Sobrecargas repartidas mínimas:

Estacionamiento Almacenamiento

Sobrecarga 5t/m 20t/m

Pleamar Bajamar

Trasdós 0.0 0.0

Intradós 0.0 0.0

Francobordo 2.70 2.70

Eslora 11.67 Puntal 12.70 Z. mar +0.6

Manga 22.27 Solera 22.27 Z. tierra +0.6

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Anejo 3:

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5

4.- Acciones características consideradas Con los datos antes definidos se pueden cuantificar las acciones a las que se va a ver sometido el muelle. Una vez obtenido el valor de las citadas acciones se utilizarán para poder determinar los coeficientes de seguridad del muelle. A continuación se presenta un breve guión de las acciones que se van a considerar:

4.1.- Peso propio

4.2.- Cargas hidráulicas

4.3.- Carga del terreno

4.4.- Estacionamiento

4.5.- Almacenamiento - Criterio de signos:

- Nomenclatura utilizada:

Fx: Fuerza horizontal [t]

Fy: Fuerza vertical [t]

X: Brazo de las fuerzas verticales [m]

Y: Brazo de las fuerzas horizontales [m]

Mx: Momento provocado por una fuerza horizontal de brazo Y [mt]

My: Momento provocado por una fuerza vertical de brazo X [mt]

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Anejo 3:

Documento nº:7 Estabilidad cajón reaprovechado

6

4.1.- Peso propio

- Esquema de las acciones consideradas:

Nota: En el cálculo de los pesos no se ha tenido en cuenta la acción del empuje del agua, ya

que ésta se considera como una acción independiente que se obtiene en el apartado de cargas

hidráulicas.

-Cálculo de pesos:

Fy X My

Hormigón del cajón 260,70 11,14 2902,85

Relleno de celdas 288,12 11,14 3208,22

Superestructura 0,00 0,00 0,00

Relleno sobre fuste 102,22 11,14 1138,21

Tierras sobre zapata de trasdós 20,74 14,45 299,69

-Resumen

Fx Fy Mest Mvolc

0 671.77 7548.98 0

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Anejo 3:

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7

4.2.- Cargas hidráulicas

4.2.1.- Empuje del líquido desalojado:

- Esquema de las acciones consideradas:

Nota: Se ha considerado una variación lineal de la cota de agua entre el trasdós y el intradós.

Fy X My

-276.20 11.135 -3075.52

-Resumen

Fx Fy Mest Mvolc

0 -276.20 -3075.52 0

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Anejo 3:

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8

4.3.- Carga del terreno

- Esquema de las acciones consideradas:

Fx Y Mx Fy X My

55,08 5,67 312,14 0,00 22,27 0,00

-Resumen

Fx Fy Mest Mvolc

55.08 0.00 0.00 312.14

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Anejo 3:

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9

4.4.- Estacionamiento

- Esquema de las acciones consideradas:

Estacionamiento: 5t/m a: 22.27m

Fx Y Mx Fy X My

0,00 0,00 0,00 111,35 11,14 1239,88

-Resumen

Fx Fy Mest Mvolc

0.00 111.35 1239.88 0.00

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Anejo 3:

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4.5.- Almacenamiento

- Esquema de las acciones consideradas:

Ç: b:100m b’:12.70m Caso nº:3 Sobrecarga: 20t/m

Fx Y Mx Fy X My

103,09 6,35 654,61 0,00 22,27 0,00

-Resumen

Fx Fy Mest Mvolc

103.09 0.00 0.00 654.61

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Anejo 3:

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5.- Resumen de acciones

Fx Fy Mest Mvolc

4.1.-Peso Propio 0,00 671,78 7548,98 0,00

4.2.-Cargas hidráulicas 0,00 -276,20 -3075,53 0,00

4.3.-Carga del terreno 55,08 0,00 0,00 312,14

4.4.-Estacionamiento 0,00 111,35 1239,88 0,00

4.5.-Almacenamiento 103,09 0,00 0,00 654,61

4.6.-Manipulación NO restringida 0,00 0,00 0,00 0,00

4.7.-Manipulación restringida 0,00 0,00 0,00 0,00

4.8.-Amarre 0,00 0,00 0,00 0,00

4.9.-Oleaje 0,00 0,00 0,00 0,00

6.- Combinación de acciones - Combinaciones consideradas:

- Coeficientes de ponderación de acciones:

- Coeficientes de combinación de acciones:

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Anejo 3:

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6.1.- Coeficientes aplicados a las acciones para los modos de fallo de

tipo geotécnico:

Hip1 Hip2 Hip3 Hip4 Hip5 Hip6 Hip7 Hip8

4.1.-Peso Propio 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0

4.2.-Cargas hidráulicas

1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0

4.3.-Carga del terreno

1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0

4.4.-Estacionamiento

1.3 0.91 0.91 0.91 1.3 0.91 0.91 0.91

4.5.-Almacenamiento

0.91 1.3 0.91 0.91 0.91 1.3 0.91 0.91

4.6.-Manipulación NO restringida

0.0 0.0 0.0 0.0 0.91 0.91 0.91 1.3

4.7.-Manipulación restringida

0.91 0.91 0.91 1.3 0.0 0.0 0.0 0.0

4.8.-Amarre 0.91 0.91 1.3 0.91 0.91 0.91 1.3 0.91

4.9.-Oleaje 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0

6.2.- Coeficientes aplicados a las acciones para los modos de fallo de

equilibrio:

Hip1 Hip2 Hip3 Hip4 Hip5 Hip6 Hip7 Hip8

4.1.-Peso Propio 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1

4.2.-Cargas hidráulicas

1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1

4.3.-Carga del terreno

1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1

4.4.-Estacionamiento

1.5 1.05 1.05 1.05 1.5 1.05 1.05 1.05

4.5.-Almacenamiento

1.05 1.5 1.05 1.05 1.05 1.5 1.05 1.05

4.6.-Manipulación NO restringida

0.0 0.0 0.0 0.0 1.05 1.05 1.05 1.5

4.7.-Manipulación restringida

1.05 1.05 1.05 1.5 0.0 0.0 0.0 0.0

4.8.-Amarre 1.05 1.05 1.5 1.05 1.05 1.05 1.5 1.05

4.9.-Oleaje 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0

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Anejo 3:

Documento nº:7 Estabilidad cajón reaprovechado

13

6.3.- Resumen de combinaciones de cálculo para los modos de fallo de

tipo geotécnico:

Fx Fy Mest Mvolc

Hip1 148,89 540,33 6085,30 907,83

Hip2 189,09 496,90 5601,75 1163,13

Hip3 148,89 496,90 5601,75 907,83

Hip4 148,89 496,90 5601,75 907,83

Hip5 148,89 540,33 6085,30 907,83

Hip6 189,09 496,90 5601,75 1163,13

Hip7 148,89 496,90 5601,75 907,83

Hip8 148,89 496,90 5601,75 907,83

6.4.- Resumen de combinaciones de cálculo para los modos de fallo de

equilibrio:

Fx Fy Mest Mvolc

Hip1 168,83 602,15 6780,62 1030,69

Hip2 215,22 552,05 6222,68 1325,26

Hip3 168,83 552,05 6222,68 1030,69

Hip4 168,83 552,05 6222,68 1030,69

Hip5 168,83 602,15 6780,62 1030,69

Hip6 215,22 552,05 6222,68 1325,26

Hip7 168,83 552,05 6222,68 1030,69

Hip8 168,83 552,05 6222,68 1030,69

7.- Resultados de estabilidad

7.1.- Determinación de la estabilidad al vuelco rígido:

FS V.Rígido

Hip1 6,58

Hip2 4,70

Hip3 6,04

Hip4 6,04

Hip5 6,58

Hip6 4,70

Hip7 6,04

Hip8 6,04

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Anejo 3:

Documento nº:7 Estabilidad cajón reaprovechado

14

7.2.- Determinación de la estabilidad al deslizamiento:

FS Deslizamiento

Hip1 2,10

Hip2 1,52

Hip3 1,94

Hip4 1,94

Hip5 2,10

Hip6 1,52

Hip7 1,94

Hip8 1,94

7.3.- Determinación de la estabilidad al hundimiento:

El estudio de la estabilidad frente al hundimiento se ha realizado según el método de Brinch

Hansen, estudiando el valor de la carga de hundimiento del terreno y comparando el resultado

con la que ha de soportar el cajón. De este modo se ha obtenido el coeficiente de seguridad

Fh. El coeficiente en este caso está calculado en la intersección de la banqueta de cimentación

con el terreno natural.

Coeficientes de la carga de hundimiento Nq: 48.9 Nc: 61.4 Nγ: 74.9 correspondientes a Ø:38º

Coeficientes de forma Coeficiente inclinación

Sq Sc S Iq Ic i B* Pvh Pv Fh

Hip1 2,653 2,653 0,170 0,526 0,516 0,380 24,215 64,48 22,31 2,89

Hip2 2,562 2,562 0,215 0,395 0,382 0,238 22,894 48,27 21,70 2,22

Hip3 2,633 2,633 0,180 0,494 0,483 0,344 23,921 60,96 20,77 2,93

Hip4 2,633 2,633 0,180 0,494 0,483 0,344 23,921 60,96 20,77 2,93

Hip5 2,653 2,653 0,170 0,526 0,516 0,380 24,215 64,48 22,31 2,89

Hip6 2,562 2,562 0,215 0,395 0,382 0,238 22,894 48,27 21,70 2,22

Hip7 2,633 2,633 0,180 0,494 0,483 0,344 23,921 60,96 20,77 2,93

Hip8 2,633 2,633 0,180 0,494 0,483 0,344 23,921 60,96 20,77 2,93

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Anejo 3:

Documento nº:7 Estabilidad cajón reaprovechado

15

7.4.- Determinación de la estabilidad al vuelco plástico:

El coeficiente de seguridad al vuelco plástico se define como el número por el que habría que

multiplicar H (componente horizontal de la resultante de acciones) para provocar la

plastificación local del terreno. Otra definición del coeficiente de seguridad sería el cociente

entre los momentos de las fuerzas estabilizadoras y el de las volcadoras respecto al punto "O"

próximo al pie de muro, pero que no coincide con él; la distancia entre ambos es d0 (=B*/2).

En el estado límite de vuelco el muro se apoyaría sobre una franja estrecha, centrada en "O", y

se produciría la plastificación del terreno en la zona próxima al pié del muro.

Si se introduce esta expresión en la fórmula de Brinch-Hansen, particularizada para el caso de

cimentación del muelle sobre una banqueta, resulta:

Por tanto, para obtener la incógnita B* (ancho efectivo de la cimentación), llegamos al

siguiente cálculo:

FS V.Plástico B*

Hip1 2,35 14,6122266

Hip2 1,72 14,4727564

Hip3 2,19 14,5318553

Hip4 2,19 14,5318553

Hip5 2,35 14,6122266

Hip6 1,79 14,173092

Hip7 2,19 14,5318553

Hip8 2,27 14,2348974

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Anejo 3:

Documento nº:7 Estabilidad cajón reaprovechado

16

8.- Resumen de coeficientes de seguridad A continuación se presenta un resumen de los coeficientes de seguridad obtenidos en el

cálculo de la estabilidad del muelle.

FS Fs minímo

Vuelco rígido 4,70 1,3

Deslizamiento 1,52 1,3

Hundimiento 2,22 2

Vuelco plástico 1,72 1,3

Esta sección trabajando en el cerramiento en posición transversal cumple con todos los FFSS y

se considera estable.

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Anejo 3:

Documento nº: 8

Definición partes

de la mota de

cierre.

Jordi Rofes Ruiz

17/05/2014

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Anejo 3:

Documento nº: 8 Definición partes de la mota de cierre.

Estabilidad de la mota de cierre.

Las características del oleaje que puede alcanzar la mota de cierre son:

Altura de ola significante: Hs= 1.2m

Este valor se ha considerado a partir de la experiencia del oleaje considerado en otros

proyectos de la zona resguardada del puerto. Además la agitación media del interior del

puerto es de +-0.5m.

Para el cálculo del peso mínimo que deberá tener la escollera se empleará la fórmula de

Hudson que nos asegurará su estabilidad.

Donde:

: Densidad de la escollera= 2.65t/m3

: Densidad del agua de mar= 1.025t/m3

: Altura de ola de cálculo = 1,2m

Cotg α = 1.5

Por recomendación del tutor se decide aumentar el peso del manto ya que las pedreras lo

suministran de manera regular y nos movemos del lado de la seguridad.

EL W escogido es de 500 a 1000 kg.

Este peso está asociado a un tamaño medio que se calcula:

La mota estará formada por 3 capas, la capa de filtro tendrá W/10 de peso de sus elementos

usándose una escollera de elementos con peso comprendido entre 50 y 500kg.

Por último el núcleo se realizará con una capa de todo uno ya que la relación habitual entre el

peso de los elementos del manto y el núcleo es W/200 lo que nos da un peso entre 2.5 y 25 kg;

alcanzable por un todo uno.

Para el grueso de capa de la mota se utilizaran las recomendaciones típicas para estructuras en

talud del CEM(2001). Se trata de para el manto y 1.5 para el filtro.