TESIS REESTRUCTURACION DEL PUENTE RIO VIEJO

INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA

EDGAR FAUSTO CANO ESPINOZA SHERLEY VELÁZQUEZ MENDOZA

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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL

ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA

REESTRUCTURACION DEL PUENTE

“ RÍO VIEJO “

T E S I S QUE PARA OBTENER EL TITULO DE :

INGENIERO CIVIL

P R E S E N T A N :

EDGAR FAUSTO CANO ESPINOZA

SHERLEY VELÁZQUEZ MENDOZA

ASESOR ING. VICTOR MANUEL PRESILLA JUÁREZ

MÉXICO, D.F. OCTUBRE DE 2005



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INDICE GENERAL

1. ANTECEDENTES 4

2. INTRODUCCION 5

CAPITULO I

GENERALIDADES

3. LOCALIZACIÓN, PLANTA Y ELEVACION 7

4. DESCRIPCIÓN DE LA ESTRUCTURA EXISTENTE 9

4.1. REPORTE DE INSPECCION 13

4.2. REPORTE FOTOGRAFICO 19

CAPITULO II

ESTUDIOS PREVIOS

5. CALCULO DEL GASTO DE DISEÑO 38

6. ESTUDIO PREVENTIVO DE IMPACTO AMBIENTAL 48

7. RESULTADO DE EXTRACCIÓN DE CORAZONES

DE CONCRETO DE LA SUBESTRUCTURA 55

8. ESTUDIO GEOTECNICO 57

CAPITULO III

ALTERNATIVAS DE SOLUCION

9. ALTERNATIVAS DE SOLUCION 1, 2 y 3 69



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CAPITULO IV

ALTERNATIVA VIABLE

10. MEMORIA DE CALCULO 76

11. PLANOS EJECUTIVOS

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

BIBLIOGRAFÍA



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1.-ANTECEDENTES

El arte de construir puentes tiene su origen en la misma prehistoria. Puede decirse que nace cuando un buen día se le ocurrió al hombre prehistórico derribar un árbol en forma tal que, al caer, enlazara las dos riberas de una corriente sobre la que deseaba establecer un vado. También utilizó el hombre primitivo losas de piedra para salvar las corrientes de pequeña anchura cuando no había árboles a la mano.

El arte de construir puentes no experimentó cambios sustanciales durante más de 2000 años. La piedra y la madera eran utilizadas en tiempos napoleónicos de manera similar a como lo fueron en época de julio Cesar e incluso mucho tiempo antes. Hasta finales del siglo XVIII no se pudo obtener hierro colado y forjado a precios que hicieran de él un material estructural accesible y hubo que esperar casi otro siglo a que pudiera emplearse el acero en condiciones económicas.

Al igual que ocurre en la mayoría de los casos, la construcción de puentes ha evolucionado paralelamente a la necesidad que de ellos se sentía. Recibió su primer gran impulso en los tiempos en que Roma dominaba la mayor parte del mundo conocido.

La locomotora de vapor inició una nueva era al demostrar su superioridad sobre los animales de tiro. La rápida expansión de las redes ferroviarias obligó a un ritmo paralelo en la construcción de puentes sólidos y resistentes. Por último, el automóvil creó una demanda de puentes jamás conocida. Los impuestos sobre la gasolina y los derechos de portazgo suministraron los medios económicos necesarios para su financiación y en sólo unas décadas se construyeron más obras notables de esta clase que en cualquier siglo anterior. El gran número de accidentes ocasionados por los cruces y pasos a nivel estimularon la creación de diferencias de nivel, que tanto en los pasos elevados como en los inferiores requerían el empleo de puentes. En una autopista moderna todos los cruces de carreteras y pasos a nivel son salvados por este procedimiento.



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2.- INTRODUCCIÓN

Un puente es una estructura destinada a salvar obstáculos naturales, como ríos, valles, lagos o brazos de mar; y obstáculos artificiales, como vías férreas o carreteras, con el fin de unir caminos de viajeros, animales y mercancías.

Los puentes constan fundamentalmente de dos partes, la superestructura, o conjunto de tramos que salvan los vanos situados entre los soportes, y la subestructura (apoyos o soportes), formada por las pilas, que soportan directamente los tramos citados, los estribos o pilas situadas en los extremos del puente, que conectan con el terraplén, y los cimientos, o apoyos de estribos y pilas encargados de transmitir al terreno todos los esfuerzos. Cada tramo de la superestructura consta de un tablero o piso, una o varias armaduras de apoyo y de las riostras laterales. El tablero soporta directamente las cargas dinámicas y por medio de la armadura transmite las tensiones a pilas y estribos. Las armaduras trabajarán a flexión (vigas), a tracción (cables), a flexión y compresión (arcos y armaduras), etc. La cimentación bajo agua es una de las partes más delicadas en la construcción de un puente, por la dificultad en encontrar un terreno que resista las presiones, siendo normal el empleo de pilotes de cimentación. Las pilas deben soportar la carga permanente y sobrecargas sin asientos, ser insensibles a la acción de los agentes naturales, viento, grandes riadas, etc. Los estribos deben resistir todo tipo de esfuerzos; se construyen generalmente en hormigón armado y formas diversas. A continuación se ilustra las partes que conforman un puente:

Según su función y utilización se les puede clasificar en:

• Puentes peatonales. • Puentes, viaductos o pasos carreteros. • Puentes, viaductos o pasos ferroviarios.

Según sus materiales de construcción, los puentes podrán ser de:

• Madera. • Mampostería. • Acero Estructural.

Imagen tomada del plano general 1



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• Concreto Armado. • Concreto Preesforzado.

Dependiendo del tipo de estructura, los puentes podrán ser de:

• Libremente Apoyados. • Tramos continuos. • Arcos. • Atirantados. • Colgantes. • Doble Voladizos.

En la actualidad numerosos puentes de la red nacional de carreteras presentan daños importantes, como consecuencia de la acción agresiva de los agentes naturales y del crecimiento desmesurado de las cargas.

El deterioro causado por los agentes naturales es común a todas las obras de la ingeniería civil, en cuanto a las cargas de diseño, como el 70% de los puentes fueron construidos antes de 1970, se proyectaron, por lo mismo, para un vehículo tipo (H-15) con peso de 13.6 ton. y carga máxima para un eje de 10.9 ton. de 1950 a 1960, el vehículo de diseño fue el HS-15 de 24.5 ton. con una descarga máxima por eje de 10.9 ton. y, a partir de 1970, se adopto un incremento en el peso del vehículo tipo (HS-20), para llegar a una carga total de 32.8 ton. con una descarga máxima por eje de 14.6 ton.

A partir de 1980, cargas como la T3-S3, con un peso total de 46 ton. y otras de mayores pesos están circulando por nuestra red nacional, de tal manera que la normatividad vigente al peso y otras dimensiones de los vehículos, permita mayor carga en los ejes Tandem que en el 66% de los reglamentos del ámbito mundial y en los tres ejes nuestro reglamento permite mas carga que el 52% de todos los reglamentos del mundo. pero es más notable en la doble combinación vehicular compuesta por tractor, Semiremolque y Remolque (T3-S2-R4) de 77.5 ton. de peso y descarga máxima por eje de 18 ton., en la que se supera el 96% de los países.

Esta situación explica los daños en las estructuras de pavimentos y puentes, causados por el aumento de las solicitaciones mecánicas al aumentar el peso de las cargas rodantes y por la disminución de resistencia por efecto de la fatiga estructural ocasionada por la frecuencia en la aplicación de esas carga, por estas razones, conservarlos es una necesidad.



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3.-LOCALIZACION, PLANTA Y ELEVACION PUENTE : “ RIO VIEJO 1 ” CARRETERA: TAPANATEC – TALISMAN. TRAMO: PIJIJIAPAN – MASTEPEC. KM: 187 + 600 ORIGEN: TAPANATEC.



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3.- PLANTA PUENTE : “ RIO VIEJO 1 ” CARRETERA: TAPANATEC – TALISMAN. TRAMO: PIJIJIAPAN – MASTEPEC. KM: 187 + 600 ORIGEN: TAPANATEC.

3.- ELEVACIÓN

PUENTE : “ RIO VIEJO 1 ” CARRETERA: TAPANATEC – TALISMAN. TRAMO: PIJIJIAPAN – MASTEPEC. KM: 187 + 600 ORIGEN: TAPANATEC.





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4 - DESCRIPCION DE LA ESTRUCTURA EXISTENTE PUENTE : “ RIO VIEJO 1 ” CARRETERA: TAPANATEC – TALISMAN. TRAMO: PIJIJIAPAN – MASTEPEC. KM: 187 + 600 ORIGEN: TAPANATEC. El puente “ río viejo “ se encuentra ubicado en el km 187 + 600 de la carretera tapanatepec – talisman, en el estado de Chiapas. GEOMETRIA: Esta formado por un solo claro de 18.40 m, y un ángulo de esviaje de 27° 43’ 36’’ derecha, el ancho total del puente es de 9.63 m, con un ancho de calzada de 8.07 m y banquetas de 0.78 m por ambos lados. la superficie de rodamiento es asfalto, su localización tanto en elevación como en plantas es tangente. SUPERESTRUCTURA: La superestructura es simplemente apoyada y esta compuesta por una losa sobre 4 nervaduras de concreto armado, la losa tiene un peralte de 17 cm de espesor, las nervaduras tienen un peralte de 112 cm un espesor en la parte inferior (bulbo) de 42 cm, y en la parte superior (alma) de 22cm, se encuentra espaciada a cada 190 cm. La superficie de rodamiento es de asfalto Tiene remates, pilastras, vigas pasamanos y banquetas de concreto armado. Los drenes son cuadrados de acero de 10 x 10 cm. No presenta junta de dilatación. ESTADO DE LA SUPERESTRUCTURA: La superestructura en general presenta buen estado, los parapetos y banqueta en ambos costados no presenta impactos, los drenes se encuentran parcialmente obstruidos por la vegetación y la grava desplazada a los costados. además los drenes provocan filtraciones en la parte inferior de la losa.

Ancho de calzada = 80778

( EXISTENTE )

ESC. : 1:50

SECCION DE SUPERESTRUCTURA

pend. -2% pend. -2%

EJE DE CARRETERA

2092

17

963

136232227232136

Ancho total = 963

78




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SUBESTRUCTURA La subestructura esta formada por estribos de mampostería con aleros integrados del mismo material, la corona es de concreto reforzado de 40 cm de espesor, la cimentación es por superficie. La subestructura presenta niveles de azolve de aproximadamente 1.20 m el claro libre bajo el puente es de 1.80 m.



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Estado de la Subestructura: Debido a los niveles de azolve existe reducción del área hidráulica bajo el puente, tanto estribos como aleros presentan buenas condiciones, no existe muro de respaldo.

ESTRIBO No 1 Y No 2 Imágenes tomadas del Plano

general 1



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APOYOS: Los apoyos móviles son mecedoras de acero y los apoyos fijos son placas de acero.

Estado de los Apoyos: Se encuentran oxidados por lo que su funcionamiento es defectuoso.

ACCESOS: Los accesos se encuentran en talud, estando estos en buenas condiciones.



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4.1.-REPORTE DE INSPECCION

REPORTE DEL ESTADO FISICO DEL PUENTE:

JEFE DE BRIGADA: ING. JUAN RODRIGUEZ MEJIA 1. CARRETERA :TAPANATEPEC – TALISMAN COLINEAL A LA CARRETERA ____________

________________________________________ TRANSVERSAL A LA CARRETERA____________ NO EXISTE _______________________________ 2. TRAMO : PIJIJIAPAN – MAPASTEPEC___ 3. SUBTRAMO: ___-----------------------------_____ 4. KILOMETRO: ________187 + 600__________ 5. ESTADO: CHIAPAS__________ 6. NOMBRE: “ RIO VIEJO I “__________ No de SIPUMEX ____07-500-00.0- 0- 35.2___ 7. TIPO DE SUPERESTRUCTURA CONCRETO REFORZADO X CONCRETO PRESFORZADO_______________________ METALICO ________________ METALICO CONCRETO __________________________ OTRO ESPECIFICAR ____________________________________________________________________ 8. TIPO DE SUBESTRUCTURA CONCRETO _______________ CONCRETO ________________ PILAS ( 3 ) ESTRIBOS ( 2 ) MAMPOSTERIA____________ MAMPOSTERIA____X________ 9. TRAZO GEOMETRICO TANGENTE X______ TANGENTE X________ EN PLANTA CURVA DERECHA_________ EN ELEVACION EN CRESTA____________ CURVA IZQUIERDA_________ EN COLUMPIO___________ 10. TABLEROS ( 1 TRAMO ) NORMAL_____ESVIAJADO__27 GRADOS DER. ESVIAJADO_______ GRADOS IZQ 11. JUNTAS DE DILATACION SE APRECIAN _____________ NO SE APRECIAN_____________ DESCRIPCION : NO SE LOGRARON OBSERVAR ALGUN DISPOSITIVO DE JUNTAS POR LA CARPETA ASFALTICA______________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ESTADO: NECESITA LA COLOCACION DE DISPOSITIVOS PARA EVITAR LOS ESCURRIMIENTOS EN LAS CORONAS Y LOS APOYOS.____________________________ _______________________________________________________________________________



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12. APOYOS METALICO X PLOMO _____________ NEOPRENO ______________ OTRO ______________________ DESCRIPCION __________________________________ DESCRIPCION: EN LOS APOYOS DEL ESTRIBO No. 1 SE CUENTA CON MECEDORAS METALICAS Y EN EL ESTRIBO No. 2 SE TIENEN PLACAS METALICAS COMO APOYOS FIJOS_______________________________________________________________________ ESTADO: LA MECEDORA EN EL E –1 SE ENCUENTRA DESPLOMADA, EN EL E – 2 LAS PLACAS DE APOYO SE ENCUENTRAN OXIDADAS, POR LO QUE REQUIERE EL CAMBIO DE DISPOSITIVOS DE APOYO__________________________________________________ 13. BARANDAL DESCRIPCION: PARAPETO DE CONCRETO REFORZADO CONSTITUIDO POR ILASTRAS, VIGA, CON REMATES DE CONCRETO REFORZADO._______________________________ ____________________________________________________________________________ ESTADO: EL PARAPETO SE ENCUENTRA EN BUENAS CONDICIONES Y SOLO REQUIERE LIMPIEZA Y PINTURA._______________________________________________ 14. TABLEROS DE CONCRETO ( 1 TRAMO DE LOSA ) DIAFRAGMAS NUMERO 3______ DESCRIPCION:____LOS DIAFRAGMAS EXTREMOS E INTERMEDIOS SON DE CONCRETO REFORZADO,________________________________________________________________ ESTADO: PRESENTA UN LIGERO FISURAMIENTO QUE NO ES DE RIESGO PARA LA ESTRUCTURA._______________________________________________________________ NERVADURAS NUMERO 4______ DESCRIPCION:____LAS NERVADURAS SON DE CONCRETO REFORZADO Y ESTAN FORMADAS POR UN BULBO INFERIOR EN EL PATIN._______________________________ ESTADO: PRESENTA UN LIGERO FISURAMIENTO, EN LA NERVADURA EXTREMA AGUAS ARRIBA, EN LA UNION CON LA LOSA SE PRESENTA UNA PEQUEÑA GRIETA QUE VA A TODO LO LARGO DE ESTA HORIZONTALMENTE._________________________ LOSA DE CONCRETO DESCRIPCION:____ES UNA LOSA DE CONCRETO REFORZADO COLADA EN SITIO._____ ____________________________________________________________________________ ESTADO: SU ESTADO ES REGULAR YA QUE PRESENTA UN LIGERO FISURAMIENTO QUE NO AFECTA EL ESTADO DE ESTA.__________________________________________ FLECHAS SE APRECIAN _______________________ NO SE APRECIAN X_________



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15. ESTUDIOS DEL CAUCE A LOS LADOS DE LA ESTRUCTURA, EXISTE: RIO X____ CARRETERA X_____ FERROCARRIL ___________ OTRO __________ ESPECIFICAR LA AUTOPISTA DE DOS CARRILES DE CIRCULACION _____________________________________________ EFECTOS DE SOCAVACION NO SE APRECIAN X________ SE APRECIAN _________ DESCRIPCION:_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ENCAUZAMIENTO DEFINIDO X______ TANGENTE _______________ EN CURVA ___X______ INDEFINIDO _______________ CROQUIS ( MOSTRANDO PILAS Y ESTRIBOS )

OBSTRUCCION NO SE APRECIAN ______________ SE APRECIAN X____ DESCRIPCION: SE APRECIA UN LIGERO ASOLVAMIENTO DEBAJO DEL PUENTE.______




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16. ESTADO DE LA SUBESTRUCTURA SOCAVACION NO SE APRECIAN X_______ SE APRECIAN ____ ____ DESCRIPCION : ( LUGAR Y TIPO) _______________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ DAÑOS DE IMPACTO NO SE APRECIAN X_______ SE APRECIAN ____ ____ DESCRIPCION : ( LUGAR Y TIPO) _______________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ HUNDIMIENTOS NO SE APRECIAN X_______ SE APRECIAN ____ ____ MANDAR MEDIR _________________ DESCRIPCION : ( LUGAR Y TIPO) _______________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ DESPLOMES NO SE APRECIAN X_______ SE APRECIAN ____ ____ MANDAR MEDIR _________________ DESCRIPCION : ( LUGAR Y TIPO) _______________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ AGRIETAMIENTOS NO SE APRECIAN X_______ SE APRECIAN ____ ____ DESCRIPCION :______________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________



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17. REVISION DE ACCESOS Y CONOS DE DERRAME ACCESOS EN TALUD X___ EN TALUD X______ ENTRADA EN CORTE ________________ SALIDA EN CORTE ________________ A NIVEL ________________ A NIVEL ______________ ESTADO DE ACCESOS Y CONOS; DESCRIPCION (REVISAR HUNDIMIENTOS Y DETERIORO) SE OBSERVAN EN BUEN ESTADO, SE REQUIERE LIMPIEZA_________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 18. DRENAJES SUPERESTRUCTURA EXISTEN X_______ NO EXISTEN ____________________ ESTADO: ___________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ SUBESTRUCTURA ESCURRE X_______ NO ESCURRE____________________ ESTADO: NO SE OBSERVAN._________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 19. SEÑALAMIENTO INDICACION DE EXISTENCIA DE PUENTE Y/O REDUCCION DEL ACOTAMIENTO EXISTE X___ EXISTE X______ ENTRADA SALIDA NO EXISTE ________________ NO EXISTE ______________ 20. ALUMBRADO NO EXISTEN X_______ EXISTEN ____________________ ESTADO: NO ES NECESARIO_________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________



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21. MANTENIMIENTO DESCRIPCION : LIMPIEZA GENERAL DE LOS TERRAPLENES DE ACCESO.____________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 22. REPARACION DESCRIPCION :1. AMPLIACION DEL GALIBO BAJO EL PUENTE______________________ 2. CAMBIO DE DISPOSITIVOS DE APOYO____________________________ 3. CONSTRUCCION DE LAVADEROS________________________________

4. DE ACUERDO AL ANALISIS ESTRUCTURAL QUE SE REALISE,__ REFORZAMIENTO EN LA SUPERESTRUCTU__________ ____------

5.COLOCACION DE DISPOSITIVOS DE JUNTAS DE CALZADA._________ 6. PINTURA DEL PARAPETO._______________________________________ 7. ADECUACION DE DRENES EN LA SUPERESTRUCTURA_____________ 23. OTRAS PARTICULARIDADES DESCRIPCION:__________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 24. CALIFICACION : ___B__ GRADO A: PUENTES O ESTRUCTURAS QUE PRESENTAN UNA O MAS DEFICIENCIAS GRAVES QUE IMPIDEN UN PELIGRO INMINENTE PARA LA SEGURIDAD PUBLICA O QUE PUEDAN OCASIONAR LA INTERRUPCION PROLONGADA DEL TRANSITO SOBRE EL PUENTE. ESTOS PUENTES REQUIEREN DE ATENCION INMEDIATA. GRADO B: AQUELLOS QUE PRESENTAN UNA O VARIAS DEFICIENCIAS IMPORTANTES, QUE DE NO ATENDERSE PUEDEN EVOLUCIONAR HACIA DEFICIENCIAS GRAVES. ESTOS PUENTES REQUIEREN ATENCION A MEDIANO PLAZO. GRADO C: LOS QUE SOLO PRESENTAN DEFICIENCIAS MENORES CON EVOLUCION LENTA Y UNICAMENTE REQUIEREN DE TRABAJOS RUTINARIOS DE CONSERVACION.



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4.2-REPORTE FOTOGRAFICO



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5.- GASTO DE DISEÑO

CALCULO DEL GASTO DE DISEÑO POR FORMULAS EMPIRICAS Los datos necesarios para la utilización de las formulas empíricas son el área de la cuenca y el periodo de retorno en años. CUENCAS DEL PUENTE “ RIO VIEJO “

DATOS OBTENIDOS ÁREA DE LA CUENCA = 16.33 KM2 PERIODO DE RETORNO = 50 AÑOS

TRAMO LONGITUD MTS

ELEVACION PUNTO ALTO

ELEVACION PUNTO BAJO

PENDIENTE %

L1 L2 L3

7880.00 5140.00 360.00

200 180 65

65 65 55

1.71 2.24 2.78

LONGITUD = 13.38 KM PENDIENTE PROMEDIO = 2.2 % = 0.022 * VER BIBLIOGRAFIA LIBRO 3



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1. METODO DE CREAGER Para la utilización de este método se utilizan las graficas de los gastos máximos por unidad de área de la Secretaría de agricultura y Recursos hidráulicos. ÁREA DE LA CUENCA = 16.33 KM2 GASTO UNITARIO OBTENIDO DE LA GRAFICA = 9.5 M3 / S / KM2

Q = A Qu

EN DONDE:----- Qu = Es el gasto unitario en m3 / seg A= Es el área de la cuenca en km2.

1. GASTO DE DISEÑO = 155.14 M3 / SEG. LA CUENCA NO ESTA AFORADA, NI EXISTE CUENCAS CERCANAS CON LAS MISMAS CARACTERISTICAS HIDROLOGICAS, QUE ESTEN AFORADAS. 2. POR LA FORMULA RACIONAL AMERICANA El método para el calculo hidrológico se estableció del criterio fundamental de hidrología en el que intervienen las características fisiográficas de la cuenca y la intensidad de lluvia – duración y periodo de retorno de 50 años cuya expresión es : CiAQ 278.0= EN DONDE:----- Q= Es el gasto de diseño en m3 / seg C= Es el coeficiente de escurrimiento de la cuenca en km2. I = Es la intensidad de lluvia para una duración igual al tiempo de concentración en mm / hr A= Es el área drenada de la cuenca en km2. 0.278 Es un factor de homogeneidad de unidades

COEFICIENMTES DE ESCURRIMIENTO DE LAS TABLAS PARA METODOS HIDROLOGICOS PARA PREVENCION DE ESCURRIMIENTOS DE LA S.C.T.

CARACTERISTICAS TOPOGRAFICAS DE LA CUENCA VALOR DE C MONTAÑOSA Y ESCARPADA CON MUCHO LOMERIO CON LOMERIO MUY ONDULADA POCO ONDULADA CASI PLANA PLANA

1 0.8 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2

* VER BIBLIOGRAFIA LIBRO 3



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Para el empleo de la formula racional americana se requiere determinar previamente el tipo de concentración; puede obtenerse empleando alguna de las expresiones empíricas que existen para valuarlo; por ejemplo la de Kirpich es:

385.0

77.0

0662.0SLTc =

EN DONDE: Tc = Tiempo de concentración en horas L = Longitud del cauce principal, mas la distancia entre el inicio de éste y el parte aguas, medida perpendicularmente a las curvas de nivel, en km. S = Pendiente del cauce en decimales, adimensionales. DATOS: L = 13.38 KM S = 0.022 Tc = 2.10 Hrs = 126 Min Se dejará para una duración de 126 Min. De las isoyectas de INTENSIDAD – DURACION – FRECUENCIA DE LA REPUBLICA MEXICANA de la Secretaría de Comunicaciones y Transportes. Para un periodo de retorno

de Y una duración de

I = C=

50 126 67

0.50

Años Min.

Mm/ hr ------

Por lo tanto CiAQ 278.0=

segmQ /08.152 3=

RESUMEN GASTO DE DISEÑO POR LA FORMULA DE

CREAGER= Q= 155.14 m3 / seg

POR LA FORMULA RACIONAL AMERICANA = Q= 152.08 m3 / seg

GASTO PROMEDIO DE LA AVENIDA DE DISEÑO POR FORMULAS EMPIRICAS

Q= 153.61 m3 / seg




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ESTUDIO HIDRÁULICO

CALCULO DEL GASTO DE DISEÑO POR EL METODO DE SECCION Y PENDIENTE

CALCULO DEL GASTO EN LA SECCION HIDRAULICA UBICADA EN EL SITIO DE CRUCE DEL PUENTE

SECCION HIDRAULICA EN EL SITIO DE CRUCE OBTENCION DE LA PENDIENTE HIDRAULICA COTA PUNTO 1 = 100.1042 M. COTA PUNTO 2 = 97. 24 M. LONGITUD = 340 M PENDIENTE 0.0084 PENDIENTE 0.84 % EMPLEANDO LA FORMULA DE MANNING V = (1 / n ) r 2/3 S 1/2

EN DONDE: V = Velocidad media de la corriente. n = Coeficiente de rugosidad que depende de la naturaleza del cauce. r = Radio hidráulico de la sección, expresado en metros, que es igual al coeficiente que resulta de dividir el área de la sección ( A), expresada en m, entre el perímetro mojado ( P) expresado en metros. s = Pendiente hidráulica, que es aproximadamente, el cociente que resulta de dividir la diferencia de nivel que existe entre los puntos extremos del tramo, entre la distancia que los separan. Rigurosamente debe ser la pendiente del gradiente de la energía, y es un número abstracto que no tiene por lo tanto, unidades. * VER BIBLIOGRAFIA LIBRO 3



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VALORES DE “ n ” DE HORTON PARA LA FORMULA DE MANNING Canales de corrientes naturales:

SUPERFICIE OPTIMO BUENO REGULAR MALO

Limpios, de riberas rectas, a plena altura sin hendiduras ni rebalsas profundas. Con maleza y piedras, de riberas rectas, a plena altura, sin hendiduras ni rebalsas profundas. Sinuosos, algunos bancos y rebalsas, limpios Sinuosos, algunos bancos y rebalsas, limpios, alturas mas bajas, pendientes y secciones más inefectivas. Sinuosos, algunos bancos y rebalsas, con alguna maleza y piedras. Sinuosos, algunos bancos y rebalsas, limpios, alturas mas bajas, pendientes y secciones pedregosas. Tramos lentos de río, con maleza o con rebalsas muy profundas. Tramos con mucha maleza.

0.025

0.030

0.033

0.040

0.035

0.045

0.050

0.075

0.0275

0.033

0.035

0.045

0.040

0.050

0.060

0.100

0.030

0.035

0.040

0.050

0.045

0.055

0.070

0.125

0.033

0.040

0.045

0.055

0.050

0.060

0.080

0.150




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OBTENCION DE VALORES n = Para obtener este valor en forma adecuada se dividió la sección hidráulica en tramos representativos, para los cuales se tienen los siguientes valores. PARA TRAMO No. 1 n = 0.035 r = Para el calculo del radio hidráulico se obtuvo tanto el área como el perímetro mojado.

TRAMO ÁREA HIDRAULICA PERIMETRO MOJADO

RADIO HIDRAULICO

1 41.88 88.97 0.47 s = La pendiente hidráulica ya fue calculada s = 0. 0084 POR LO TANTO:

PARA EL TRAMO No. 1

segmV

V

V

/59.1

0917.06051.057.28

0084.047.0035.01 2/13/2

=

××=

××=

EL GASTO SE CALCULA COMO SIGUE: VAQ ∗=

ÁREA VELOCIDAD GASTO PARCIAL ( m2 ) ( m / seg.) ( m3 / Seg.) TRAMO No.1 = 41.88 1.59 66.41

GASTO TOTAL EN EL SITIO DE CRUCE = 66.41 m3 / Seg.




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SECCION HIDRAULICA AGUAS ARRIBA DE EL SITIO DE CRUCE

OBTENCION DE VALORES. n = Para obtener este valor en forma adecuada se dividió la sección hidráulica en tramos representativos, para los cuales se tienen los siguientes valores.

67.10515176

PARA TRAMO No. 1 n = 0.035 r = Para el calculo del radio hidráulico se obtuvo tanto el área como el perímetro mojado.


RADIO HIDRAULICO


PARA EL TRAMO No. 1

segmV

V

V

/44.1

0917.05502.057.28

0084.041.0035.01 2/13/2

=

××=

××=







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SECCION HIDRAULICA AGUAS ABAJO DE EL SITIO DE CRUCE

OBTENCION DE VALORES. n = Para obtener este valor en forma adecuada se dividió la sección hidráulica en tramos representativos, para los cuales se tienen los siguientes valores.

PARA TRAMO No. 1 n = 0.035 r = Para el calculo del radio hidráulico se obtuvo tanto el área como el perímetro mojado.


RADIO HIDRAULICO


PARA EL TRAMO No. 1

segmV

V

V

/33.2

0917.08395.030.30

0084.077.0033.01 2/13/2

=

××=

××=

EL GASTO SE CALCULA COMO SIGUE:

VAQ ∗=



Q = 153.61 m3 / Seg. POR FORMULAS EMPIRICAS

Q = 67.11 m3 / Seg. GASTO PROMEDIO EL GASTO POR DISEÑO SERÁ:

Q = 67.11 m3 / Seg.




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PARA CONOCER EL N.A.M.E. DE DISEÑO SE HARA TRANSITAR EL GASTO DE DISEÑO EN LA SECCION HIDRAULICA DE CRUCE. POR TANTEOS SE DETERMINARA EL ÁREA QUE PROVOCA EL GASTO DE DISEÑO

GASTOS EN LA SECCION DE CRUCE DE BAJO DEL PUENTE

DATOS CONOCIDOS

PENDIENTE HIDRAULICA = 0.0084 PENDIENTE HIDRAULICA EN % = 0.84 %

ÁREA HIDRAULICA ACTUAL = 34.08 m2 PERIMETRO MOJADO ACTUAL = 37.14 m

EMPLEANDO LA FORMULA DE MANNING PARA CONOCER LA VELOCIDAD

( ) 2/13/2./1 srnV =

n = 0.030 Este valor se obtuvo de la tabla de Horton

RADIO HIDRAULICO

ÁREA HIDRAULICA PERIMETRO MOJADO RADIO HIDRAULICO 34.08 37.14 0.92 POR LO TANTO:

PARA EL TRAMO No. 1

segmV

V

V

/89.2

0917.09443.033.33

0084.092.0030.01 2/13/2

=

××=

××=




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EL GASTO QUE PASA POR DEBAJO DEL PUENTE SERÁ:

Q3 = 98.38 m3 / Seg.

CONCIDERANDO QUE EL GASTO QUE PASA ACTUALMENTE POR LA SECCION DEL PUENTE ES MAYOR QUE EL GASTO OBTENIDO POR EL METODO DE SECCION Y PENDIENTE TAN SOLO EN UN 46 % SIN EL ESPACIO LIBRE VERTICAL SE CONCIDERA CONVENIENTE ELEVAR EL NIVEL DE RASANTE ACTUAL DEL PUENTE POR LO MENOS UN METRO POR ENCIMA DEL NIVEL DE RASANTE EXISTENTE. * VER BIBLIOGRAFIA LIBRO 3



48

6.-ESTUDIO PREVENTIVO DE IMPACTO AMBIENTAL SECRETARIA DE COMUNICACIONES Y TRANSPORTES

CENTRO S.C.T. CHIAPAS INFORME PREVENTIVO

CON EL OBJETO DE CUMPLIR CON EL REGLAMENTO DE LA LEY GENERAL DEL EQUILIBRIO ECOLOGICO Y LA PROTECCION AL AMBIENTE EN MATERIAL DE IMPACTO AMBIENTAL SE DESCRIBEN A CONTINUACION LAS ACTIVIDADES QUE ORIGINARA LA CONSTRUCCION DE LA OBRA: PUENTE : “ RIO VIEJO “ DATOS GENERALES 1. Nombre de la empresa u organismo solicitante: Secretaria de Comunicaciones y

Transportes S.C.T. CHIAPAS 2. R.F.C.: SCT – 850101 – 819 3. Nombre y puesto del responsable del proyecto: Ing. Lino Palacios Peralta (Director del

Centro S.C.T. CHIAPAS) 4. Nacionalidad de la empresa. Mexicana. 5. Actividad principal de la empresa: organismo que se encarga de la construcción,

reconstrucción, modernización y conservación de caminos rurales, caminos alimentadores, carreteras federales, puentes etc.

6. Clasificación mexicana de actividades y productos (CMPA) 7. Domicilio para oír y recibir notificaciones: Av. Central oriente No. 1228 Tuxtla

Gutiérrez Chiapas. UBICACIÓN Y DESCRIPCION GENERAL DE LA OBRA Nombre de la Obra: PUENTE “ RIO VIEJO “ Naturaleza del proyecto: Con el objetivo de modernizar la red federal de carreteras y en

particular reparar y reforzar en forma integral, se construye el siguiente puente Río Viejo de acuerdo a las normas de la Secretaría de Comunicaciones y Transportes. Es un puente tipo “B” de acuerdo a la clasificación de SCT, con una longitud de 18.00 m, requiriéndose una inversión de $ 1, 197, 815 pesos, con las siguientes características:

ALTURA MAXIMA =4.50 mts. ANCHO TOTAL = 9.63 mts. ANCHO DE CALZADA = 8.0 mts. VELOCIDAD DE PROYECTO = 60 Km / h MATERIAL DE SUBESTRUCTURA = MAMPOSTERIA. MATERIAL DE SUPERESTRUCTURA = CONCRETO ARMADO. CAPACIDAD TPDA = 100 unidades.



49

SE REALIZAN LOS SIGUIENTES TRABAJOS: • ACONDICIONAMIENTO PARA DESVIAR TRAFICO POR LA AUTOPISTA • CONSTRUIR BLOQUES PARA ABSORVER LA NUEVA ALTURA DE 1.10 M • CONSTRUIR DIAFRAGMAS DE GATEO O POSTENSAR LOS EXISTENTES • POSTENSADO EXTERIOR A NERVADURAS. • ACONDICIONAR UN LUGAR ALTERNO PARA RESIBIR LA

SUPERESTRUCTURA • GATEO PARA ELIMINAR APOYOS EXISTENTES. • IZAJE DE SUPERESTRUCTURA PARA COLOCAR FUERA DE ZONA DE

ESTRIBOS. • IZAJE DE BLOQUES PARA SU COLOCACIÓN EN CORONAS. • COLOCACIÓN DE PLACAS DE NEOPRENO INTEGRAL. • IZAJE DE SUPERESTRUCTURA PARA COLOCARLA SOBRE LOS NUEVOS

APOYOS. • CONSTRUCCION DE SOBRELOSA. • CONSTRUCCION DE MURO DE RESPALDO DE ESTRIBOS. • ADECUACION DE ALEROS DE ESTRIBOS DEBIDO A LA NUEVA ALTURA. • ENCAMIZADO DE ESTRIBOS PARA SU PROTECCION. • LEVANTAR LA SUPERFICIE DE RODAMIENTO EXISTENTE. • CONSTRUIR ACCESOS DEBIDO AL CAMBIO DE PENDIENTES. • CONSTRUCCION DE BORDILLOS Y LAVADEROS. • COLOCAR DEFENSAS METALICAS EN ACCESOS • LIMPIEZA GENERAL DEL PUENTE. 3. Vida útil del proyecto: La vida útil de la obra se estima de 50 años. 4. Programa de trabajo sobre el eje: 5. Ubicación: CARRETERA: TAPANATEC – TALISMAN. TRAMO: PIJIJIAPAN – MASTEPEC. KM: 187 + 600 6. Situación legal del predio: La totalidad del área a construir esta dentro del derecho de

vía. 7. Superficie requerida: La superficie requerida es de 8200 m2 ha tomado en cuenta el

derecho de vía. 8. Colindancia del predio y actividad que se desarrolla: La totalidad del área a construir

esta dentro del derecho de vía, aguas abajo y aguas arriba en el acceso de entrada colinda con potreros, en el acceso de salida colinda con terrenos de propiedad privada fuera del derecho de vía.

9. Obra civil desarrollada para la zona: Ninguna. 10. Vías de acceso: Carretera Tepanatepec – Talismán.



50

11. Vinculación con las normas y regulaciones sobre el uso del suelo en el área correspondiente: Esta zona carece de regulaciones sobre el uso del suelo.

12. Requerimientos de mano de obra: En este proyecto se utilizara mano de obra a nivel de peones, ya que serán utilizados en la extracción de piedra y arena provenientes del lugar. También se ocuparan operadores y personal especializado.

13. Obras de servicio de apoyo a utilizar en las diferentes etapas del proyecto: Por tener este proyecto una corta duración, solo se requerirán de construcciones provisionales para almacenamiento de herramientas, materiales industrializados y combustibles, así como campamentos con servicio de comedor, sanitarios y taller mecánico.

14. Sitios alternativos para el desarrollo de la obra: Ninguno ya que el trazo se encuentra bien definido, por lo tanto el sitio para alojar la estructura es único.

DESCRIPCION DEL PROCESO 1. Materiales y sustancias que serán utilizadas en las etapas de preparación del sitio,

construcción y mantenimiento de la obra: a) Materiales industrializados: • Cemento • Neopreno • Acero • Plástico • Asfalto • Resina Epóxica • Tubo de cartón comprimido b) Materiales regionales: • Piedras • Arena • Agua 2. Equipo requerido para las etapas de preparación del sitio de construcción y

mantenimiento de la obra o actividad proyectada: • Camión volteo de 7 m3. • Motoconformadora caterpillar. • Compactador de dos rodillos. • Cargador frontal. • Bulldozer. • Retroexcavadora. • Compactador “pata de cabra” • Grúas de gran capacidad de carga



51

3. Recursos naturales del área que será aprovechados en las diferentes etapas: a) Materiales regionales: • Piedra • Arena • Agua 4. En caso de la industria de la transformación y/o educativa indicar las sustancias o

materiales que sean utilizadas en el proceso: NINGUNA. 5. Fuentes de suministro de energía o combustible: Para la operación de la maquinaría se requerirá de lo siguiente: • Diesel • Gasolina 6. Requerimiento de agua cruda, potable y fuente de suministro: La fuente de suministro de agua es el río viejo. 7. Residuos que serán generados en las diferentes etapas del proyecto y destino final de los

mismos: Sólo en la etapa de construcción serán generados desechos orgánicos, combustibles quemados, aceite quemado y material producto de la excavación y del despalme estos materiales tendrá como destino el lugar indicado por el proyecto o la secretaría de comunicaciones y transportes. MEDIDAS DE MITIGACIÓN DE IMPACTO AMBIENTAL. La evaluación de los proyectos de puentes se ha orientado hasta la fecha sobre la base de su vialidad técnica y económica, en tanto sus impactos sociales y ambientales han sido rara vez encaminados en forma explícita o rigurosa. En la actualidad, la idea es tratar tales impactos en el sentido que en los proyectos no resulten adversos para que no agraven la situación ambiental.

Escenario del paisaje antes del proyecto. 1.1 Tipo de Clima El clima en esta región de acuerdo a los datos proporcionados por el INEGI es de tipo Cálido – Húmedo. 1.2 Temperatura La temperatura promedio en esta región de acuerdo a los datos proporcionados por el INEGI es de 25.2 ° C.



52

1.3 Precipitación promedio anual. La precipitación promedio anual en esta región de acuerdo a los datos proporcionados por el INEGI es de 2000 mm. 1.4 Intemperismos severos. En la región se presentan intemperismos normales, no se han presentado intemperismos severos. 1.5 Geomorfología. En la región donde se localiza el puente se describe como sensiblemente plana. 1.6 Tipo de suelo. El tipo de suelo predominante es el tipo limo – arcilloso con depósitos aluviales. 1.7 Principales ríos o arroyos cercanos. Donde esta localizado el puente se encuentra el río Viejo. 1.8 Embalses y cuerpos de agua cercanos. No existen embalses ni cuerpos de agua cercanos. 1.9 Tipo de vegetación de la zona. El tipo de vegetación de la zona de acuerdo a los datos proporcionados por el INEGI se clasifican como selva húmeda. 2.0 Objetivos ambientales 2.1 Evitar al máximo la contaminación del suelo, del agua y del aire. 2.2 Evitar al máximo la destrucción de la vegetación natural. 2.3 No utilizar el fuego para la eliminación de ningún desecho o material de cualquier naturaleza. 2.4 Evitar al máximo la erosión. 3. Especificaciones técnicas ambientales generales por actividades principales. La ejecución de obras viales conlleva a reunir en espacios delimitados personal, equipos, maquinaría, materiales y plantas de procesamiento. 3.1 Los campamentos y patios de maquinaría o talleres mecánicos. • Los campamentos deberán ubicarse perfectamente a partir de un radio mínimo de 2

kilómetros de la periferia de la localidad o comunidad, los sitios deben estar aprobados por la supervisión y autoridad municipal bajo las condiciones de salubridad e higiene establecidas.

• Los patios de maquinaría se ubicarán fuera del perímetro del centro poblado de la comunidad.



53

3.2 Trabajos en el ancho de las terracerías. • Al realizar estas obras se evitara la destrucción de la cobertura vegetal y la excavación

de la misma fuera del derecho de vía y en lo posible dentro del mismo derecho de vía. • Preservar árboles de gran tamaño o de valor genético, ecológico o paisajístico. 3.3 Taludes y cunetas. • Todos los taludes y cunetas deben ser estables y no estar sujetos a la erosión o

desplazamiento en el corto o largo plazo, para esto se adoptarán las medidas de protección adecuadas ( pendientes, revestimientos con materiales constructivos o cobertura vegetal).

• La vegetación utilizada para proteger las cunetas, taludes o terraplenes deberán estar constituida perfectamente por especies nativas.

4.4 Contaminación del Aire, Agua, Suelo y Ruido. • Se ejercerá toda la precaución posible durante la ejecución para impedir la

contaminación química, física, biológica o microbiológica de agua superficiales o subterráneas.

• No utilizar el fuego para la eliminación de cualquier material liquido o sólido. • Los camiones de volteo serán equipados con cubiertas de lona para evitar el polvo y los

derrames de sobrantes durante el transporte de los materiales. • Las plantas procesadoras de asfalto o maquinaria y vehículos, deberán estar regulados

para disminuir al máximo la emisión de contaminantes al aire. • Los tiraderos propuestos están ubicados en el proyecto y estará a juicio del centro

S.C.T. • El equipo no será alterado de ninguna forma, para que los niveles de ruido sean más

altos que los producidos por el equipo original, y estos no deberán superar los 80 decibeles, durante el periodo de tal actividad.



54

ESCENARIO DEL PAISAJE DESPUÉS DEL PROYECTO • TIPO DE CLIMA. El clima en esta región de acuerdo a los datos proporcionados por el INEGI es de tipo Cálido – Húmedo. • TEMPERATURA. La temperatura promedio en esta región de acuerdo a datos proporcionados por el INEGI es de 25.2 ° C • PRECIPITACION PROMEDIO ANUAL. La precipitación promedio anual en esta región de acuerdo a datos proporcionados por el INEGI es de 2000 mm. • INTEMPERISMOS SEVEROS. En la región se presentan intemperismos normales, no se han presentado intemperismos severos. • GEOMORFOLOGIA. En la región donde se localiza el puente se describe como sensiblemente plana. • TIPO DE SUELO. El tipo de suelo predominante es el tipo limo – arcilloso con depósitos aluviales. • PRINCIPALES RÍOS O ARROYOS CERCANOS. Donde esta localizado el puente se encuentra el río viejo. • EMBALSES Y CUERPOS DE AGUA CERCANOS. No existen embalses y cuerpos de agua cercanos. • TIPO DE VEGETACIÓN DE LA ZONA. El tipo de vegetación de la zona de acuerdo a los datos proporcionados por el INEGI se clasifica como selva húmeda.



55

7.-RESULTADO DE LA EXTRACCION DE CORAZONES DE CONCRETO EXPLORACION Y MUESTREO Con la finalidad de determinar la resistencia a la compresión simple y el esfuerzo real de los elementos de concreto que conforman la subestructura del puente denominado “ Río Viejo “ ubicado en carretera: Tapanatepec – Talismán, tramo: pijijiapan – mapastepec, Km: 187+600, en el estado de Chiapas. Se extrajeron 2 núcleos (corazones) de 9.9 x 18.0 cm de sección correspondiente a los diferentes elementos estructurales, y que a continuación se detallan:

No. 1 No. 2 No. 3 No. 4RIO VIEJO LOSA NERVADURA 2

NUCLEOS DE CONCRETOPUENTE TOTAL

PRUEBAS DE LABORATORIO Ensaye a la compresión simple de núcleos de concreto. Se realizó el procedimiento de prueba a la compresión simple de los especímenes y núcleos de concreto de acuerdo a las Normas de la A.S.T.M C42, C83 y C109 y NMS – C- 169, previamente obteniéndose las características y dimensiones de cada uno de ellos. Se anexan resultados de ensayes.



56

ENSAYOS A LA COMPRESION SIMPLE DE NUCLEOS DE CONCRETO

“ NORMA: ASTM- C42, C83 Y C109, NMX – C- 169. “

DATOS GENERALES: DATOS DEL ESPECIMEN: OBRA: PUENTE RIO VIEJO UBICACIÓN: MAPASTEPEC, CHIAPAS CIA: ANGEL GARCIA GARCIA. SUPERVISORA: ELEMENTO: VARIOS

Fć ( Kg / Cm2)

Ae (Cm2 ) He ( Cm )

L / R

77.9 18.0 1.81

No. SECCION ÁREA PROM.Cm2

CARGA KGS

ESFUERZO Kg / Cm2

F. ESBELTEZ F/R

E. CORREG. Kg / Cm2

1 2

LOSA

NERVADURA

76.04

77.44

27000

15400

355

198

0.99

0.99

351

196

DATOS ESTADISTICOS OBSERVACIONES GENERALES MEDI. DESV. VARI.

273.50 77.50

6006.25

Los núcleos de concreto fueron ensayados

de acuerdo a la norma ASTM Y NMX. Los resultados a la compresión simple promedio es de fć= 274 Kg / cm2

CALCULO REVISO

ING. FREDDY NANGUELU HDEZ.

M.C. JORGE ORDOÑEZ RUIZ.

CED. PROF. 257815



57

8.-ESTUDIO GEOTÉCNICO

CONTENIDO

8.1 INTRODUCCION 58 8.2 TRABAJOS DE CAMPO 58 8.3 ESTATIGRAFIA Y PROPIEDADES 58 8.4 CARACTERISTICAS HIDRAULICAS EN EL CRUCE 58 8.5 ANALISIS DE CIMENTACION 59 • CIMENTACION POR SUPERFICIE • ZAPATAS CORRIDAS • CAPACIDAD DE CARGA • EXCAVACIONES 8.6 TERRAPLENES DE ACCESO 60 8.7 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 60 8.8 MEMORIA DE CÁLCULO 62 • CALCULO DE SOCAVACION • CAPACIDAD DE CARGA • CALCULO DE ASENTAMIENTOS • EMPUJE DE TIERRAS



58

8.1 INTRODUCCION Se proyecta la construcción del puente PUENTE : “ RIO VIEJO 1 ” CARRETERA: TAPANATEC – TALISMAN. TRAMO: PIJIJIAPAN – MASTEPEC. KM: 187 + 600 El puente tendrá un claro del orden de 17 m. Con el fin de determinar el tipo de cimentación más apropiado para este puente, se hizo un estudio del puente para conocer las condiciones, estratigráficas, topográficas y determinar las propiedades mecánicas del subsuelo en el sitio. 8.2 TRABAJOS DE CAMPO Los trabajos de campo considerados en la ejecución de un sondeo SE- 1, 1. En el sondeo la profundidad alcanzada fue de 3.80 m, combinado el uso de pozo a cielo abierto ( P.C.A.), el avance con broca tricónica y a rotación utilizando un muestreador AX. 8.3 ESTATIGRAFIA Y PROPIEDADES En el SE – 1 se encontró lo siguiente: De 0.00 a 3.80 m depósitos fluviales constituidos por boleos hasta de 80 cm de diámetro empacados en grava y arena limosa. Fin del sondeo 3.80 m. En la profundidad explorada no se encontró el nivel de agua freática ( N.A.F.) 8.4 CARACTERISTICAS HIDRAULICAS EN EL CRUCE En el cruce en estudio se encontró un nivel de aguas máximas extraordinarias ( NAME) de 98.38 m, una sobre elevación de 0.04 m, un gasto de 67.11 m3/seg, un área hidráulica de 34.08 m2 y una elevación de 2.89 m/seg. * VER BIBLIOGRAFIA LIBRO 1 Y 2



59

8.5 ANALISIS DE CIMENTACION Tomando en cuenta las características estatigráficas y mecánicas en la zona de cruce y con base en el anteproyecto estructural del puente, se proponen las siguientes alternativas: • Cimentación por superficie • Zapatas corridas • Capacidad de carga • Excavaciones La capacidad de carga, bajo el nivel del terreno natural, se calculo en base a la siguiente expresión.

γγγ BNNDCNq qfCC 2/1++= DONDE C = Fuerza de cohesión actuante en la superficie Nc, Nq y Nγ = Coeficientes adimensionales que dependen del ángulo de fricción interna del suelo γ = Peso especifico del suelo Df = Profundidad de desplante B = Ancho del cimiento ZAPATAS CORRIDAS La cimentación del puente podrá resolverse a base de una cimentación por superficie con zapatas corridas, con un ancho( B) mayor de 2.50 m, desplantadas en las elevaciones y con los esfuerzos máximos permisibles que se indican en la siguiente tabla:

APOYO No.

ESTACION Km

ELEVACION De desplante en m.

ESFUERZO MAX. PERMISIBLE

Ton/ m2

ESTRIBO 1

187+590.80

91.50

50

ESTRIBO 2

187+609.20

91.50

50

EXCAVACIONES Las excavaciones para alojar los elementos de la cimentación, podrán hacerse con talud 1:1, las filtraciones de agua que se presenten durante las excavaciones para alojar las zapatas de cimentación, en época de estiaje, se podrá extraer con un sistema de bombeo. * VER BIBLIOGRAFIA LIBRO 1 Y 2



60

8.6 TERRAPLENES DE ACCESO • ALTURA MAXIMA DE LOS TERRAPLENES DE ACCESO. Para terraplenes de altura del orden de 6.0 m no se tendrán problemas de estabilidad. • EMPUJE DE TIERRAS. El empuje lateral sobre los estribos, debido al relleno formado por suelo areno - limoso o granular limpio con un peso especifico de 1.6 Ton/m3 estará determinado de acuerdo con su movimiento relativo con respecto a estos: a) Empuje pasivo ( Ep = ½ Kp H2) si la lectura tiene movimientos horizontales relativos

hacia el relleno y será 2.22 H2. b) Empuje activo (Ea = ½ Ka H2) si la estructura y terraplén tienden a separarse será

0.29 H2. c) Empuje en reposo (Eo= ½ Ko H2) si no se esperan movimientos relativos entre

estructuras y el terraplén Eo=0.80 H2. Donde: Eh= Empuje horizontal expresado en Ton/m. H = Altura en m. El empuje horizontal, se considera actuando en un tercio de la altura h. 8.7 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES. Para definir el tipo de cimentación más apropiada del puente “Río viejo” en la carretera Tapanatepec – Talisman, tramo Pijijiapan – Talisman y con Km 187+600, se llevó a cabo la exploración del subsuelo los cálculos y los análisis correspondientes. Atendiendo a las características de la obra y a las condiciones Topohidráulicas y Estatigráficas del sitio de cruce, se propone la siguiente alternativa: 1. La cimentación del puente podrá resolverse a base de una cimentación por superficie

con zapatas corridas, con un ancho (B) mayor de 2.50 m, desplantadas en las elevaciones y con los esfuerzos máximos permisibles que se indican en la siguiente tabla:

APOYO No.

ESTACION Km

ELEVACIÓN DE DESPLANTE

M

ESFUERZO MAX. PERMISIBLE

Ton/m2 ESTRIBO 1 187+590.80 91.50 50 ESTRIBO 2 187+609.20 91.50 50

* VER BIBLIOGRAFIA LIBRO 1 Y 2



61

2. Una vez alcanzada la profundidad de desplante, se deberá verificar que los materiales encontrados en el fondo de las excavaciones sean los previstos; en caso contrario se recomienda solicitar una vista a la obra de un ingeniero especialista, con objeto de determinar lo que procede en dicho caso.

3. Las filtraciones de agua que se presentan durante las excavaciones para alojar las

zapatas de cimentación. En época de estiaje, se podrá extraer con un sistema simple de bombeo.

4. Las excavaciones para alojar los elementos de la cimentación, podrán hacerse con talud

1:1. 5. Una vez efectuadas las excavaciones para alojar las zapatas, se colocaran en el fondo

una plantilla de concreto simple con fć = 100 kg /cm2, de 5.0 cm de espesor. Después se construirán las zapatas y se rellenarán las excavaciones con material de terraplén compactado al 95 % de su peso volumétrico seco máximo.

6. Bajo estas condiciones los asentamientos totales que se pudieran presentar en la

estructura no serán mayores de 0.05 m y se presentarán en su mayor parte durante la construcción.

7. El terraplén de acceso, se podrá construir con arena limosa cuyo peso volumétrico sea

de 1.6 Ton /m3. 8. Se prevé la construcción de terraplenes de acceso con una altura del orden de 6.0 m,

para los cuales se considera que no hay problemas por capacidad de carga ni de hundimientos.

9. Se considera que no existirán problemas de estabilidad en los terraplenes de acceso con

taludes 1.5:1. 10. El empuje lateral sobre los estribos, debido al relleno formado por suelo areno – limoso

o granular limpio con un peso especifico de 1.6 Ton /m3 estará determinado de acuerdo con su movimiento relativo con respecto a estos:

a) Empuje pasivo ( Ep = ½ Kp H2) si la lectura tiene movimientos horizontales relativos

hacia el relleno y será 2.22 H2. b) Empuje activo (Ea = ½ Ka H2) si la estructura y terraplén tienden a separarse será 0.29

H2. c) Empuje en reposo (Eo= ½ Ko H2) si no se esperan movimientos relativos entre

estructuras y el terraplén Eo=0.80 H2. 11. Se recomienda subir la rasante del puente, hasta tener el espacio libre vertical necesario

para permitir el paso de los cuerpos flotantes. * VER BIBLIOGRAFIA LIBRO 1 Y 2



62

8.8 MEMORIA DE CALCULO a) CALCULO DE SOCAVACION La socavación general se estimó utilizando el criterio de Lischtvan – Levediev, a continuación se muestra la socavación total (ST) para diferentes tirantes Ho: N.A.M.E = 97.15 m Qd =67.71 m3/ seg Gasto de diseño Ah =26.96 m2 Área de diseño V =2.26 m/ seg Velocidad media. Be =16.87 m Ancho efectivo de la sup. libre ∆h =0.04 m Sobreelevación. Hm =3.90 m Tirante medio de la sección. β =0.97 Coeficiente de paso µ =0.95 Coeficiente de extracción. Tr =50 Tiempo de retorno. dm =102.50 mm Diámetro medio. X =0.28 Exponente en función del diámetro medio. Ho = Tirante de agua. Hs = ( ) xdmHo +∗∗ 1/128.03/5 68.0 βα Altura de socavación. SG =Hs – Ho Socavación general SL =Kf Kv(e+KH) (V2/g) –0.30d Socavación local ST = SG + SL Socavación total

Qd

(m3/ seg) Hm (m) Hm5/3 Be

(m) µ Hm5/3*Be*µ α

67.71

1.78 2.60 16.87 0.95 41.74 1.62




63

APOYO

No.

α

Ho (m)

Ho5/3

dm

(mm)

dm0.28

β

αHo5/3

0.60*β*γs 0.28

Hs (m)

SG (m)

ST (m)

1.62 1.62 2.23 102.5 3.66 0.97 3.62 2.41 1.38 -0.24

0.00

1.62 1.67 2.35 102.5 3.66 0.97 3.81 2.41 1.43 -0.24

0.00

1.62 1.85 2.79 102.5 3.66 0.97 4.52 2.41 1.64 -0.21

0.00

1.62 1.86 2.81 102.5 3.66 0.97 4.56 2.41 1.65 -0.21

0.00

1.62 1.88 2.86 102.5 3.66 0.97 4.65 2.41 1.67 -0.21

0.00

1.62 1.83 2.74 102.5 3.66 0.97 4.44 2.41 1.61 -0.22

0.00

1.62 1.75 2.54 102.5 3.66 0.97 4.12 2.41 1.52 -0.23

0.00

1.62 1.77 2.59 102.5 3.66 0.97 4.20 2.41 1.54 -0.23

0.00

b) CALCULO DE CAPACIDAD DE CARGA. Para zapatas corridas en el estribo 1 y estribo 2: El desplante se hará sobre depósitos aluviales constituidos por boleos y grava empacados en arena limosa, al cual se le considera un comportamiento friccionante con los siguientes parámetros de resistencia al esfuerzo cortante:

φ = 38 ° C = 0 ton / m2

Utilizando el criterio de K. Terzaghi tenemos los siguientes factores de capacidad de carga para zapatas corridas:

Nq= 65 Nγ= 76

Para una profundidad mínima de desplante de 2.50 m para el estribo No.1 y el estribo 2. Para una zapata con un ancho mínimo (B) mayor a 2.5 m. γ1

ton/m3 Df m Nq γ2

ton/m3 B m Nγ γDf Nq

ton/m2 1/2γB Nγ

ton/m2 qc

ton/m2 qp

ton/m2

0.60 2.00 65 0.80 2.50 76 78 76 154 51.33




64

c) CALCULO DE ASENTAMIENTOS TOTALES

IwEs

qBm

−=

21 µδ

q= Presión máxima admisible. B= Ancho de la zapata en m. µ= Módulo de poisson. Iw= Coeficiente de forma. Es= Módulo de elasticidad en ton / m2. PARA ZAPATAS CORRIDAS:

q ton/m2

B m µ 1-µ2 Iw qB(1-µ2)Iw Es

ton/m2 δm m

51.33 3.00 0.3 0.91 1.30 182.17 3500 0.05 d) EMPUJE DE TIERRAS Considerando ϕ= 28° y γm =1.6

φϕ

φϕ

ϕϕ

ϕ

ϕ

NKtanK

NKtanK

Kotantan

tantan

P

P

A

A

==+°=

==−°=

==°=°

°=°+°=+°°=°−°=−°

=

=

77.2)2/45(

/136.0)2/45(

16643.15960086.031

5914452/453114452/45

2827.0)5317.0(

2

2

2

22

EMPUJE ACTIVO:

2

2

2

29.0

6.1*36.0*2/12/1

HE

HEHNE

A

A

A

=

=

= φγ

• VER BIBLIOGRAFIA LIBRO 1 Y 2



65

EMPUJE PASIVO:

2

2

2

22.2

6.1*77.2*2/1

2/1

HE

HE

HNE

A

P

P

=

=

= φγ

EMPUJE EN REPOSO:

2

2

2

80.0

6.1*2/1

2/1

HE

HE

HE

O

O

O

=

=

= γ

HE

HE

HKE

HE

HE

HKE

HE

HE

HKE

O

O

mOO

P

P

mPP

A

A

mAA

80.0

)6.1)(00.1(2/1

2/1

22.2

)6.1)(77.2(2/1

2/1

29.0

)6.1)(36.0(2/1

2/1

2

2

2

2

2

2

=

=

=

=

=

=

=

=

=

γ

γ

γ

El empuje horizontal provocado por el material del terraplén sobre los estribos se podrá calcular de acuerdo con su movimiento relativo con respecto a la estructura: • Empuje pasivo, si la estructura tiene movimientos horizontales relativos hacia el

relleno, será 2.22 H2. • Empuje activo, si la estructura y el terraplén tienden a separarse, será 0.29 H2. • Empuje en reposo, si no se esperan movimientos relativos entre la estructura y el

terraplén, será 0.80 H2. **LISTADO DE ANEXOS 1. Croquis de localización del sondeo SE-1 2. Perfil de suelo a lo largo del sondeo SE-1 3. Perfil estratigráfico del sondeo SE-1 * VER BIBLIOGRAFIA LIBRO 1 Y 2



66

Imagen tomada del Plano del perfil de construcción



67

Imagen tomada del Plano de Levantamiento Geométrico



68



69

9.-ALTERNATIVAS DE SOLUCION

ALTERNATINVA DE SOLUCION No.1

(REFORZAMIENTO DE LA SUPERESTRUCTURA EXISTENTE Y ELEVACIÓN DE LA RASANTE 1.10 Mts)

Los estribos se encuentran en buenas condiciones, solo azolvados aproximadamente 1.20 m con boleos de hasta 0.50 m de diámetro, al elevar el nivel de rasante 1.10 m será necesario adecuar la subestructura para absorber esta nueva altura, sobre todo en aleros, los cuerpos de estribos serán encamisados mediante concreto armado, se adecuara la corona de estribos por medio de unos bloques previamente construidos para izarlos justo debajo de cada apoyo, además se construirán topes sismorresistentes. Se construirán muros de respaldo en estribos debido a que no se cuentan con estos y para poder instalar la junta de dilatación. SUPERESTRUCTURA: La superestructura se encuentra en buen estado únicamente presenta fisuras por debajo de 0.3 mm que serán tratadas con calafateo, de tal manera que al realizar el análisis con las cargas vivas originales y cargas vivas actuales se encontró una diferencia que tomara el postensado exterior de cada nervadura. Se construirá una sobrelosa de 8 cm de espesor y será necesario construir un diafragma extremo existente. Una vez realizados estos trabajos se procederá al desmontaje de la superestructura para colocarla en un espacio previamente dispuesto con apoyos nivelados, se izaran los bloques que absorberán la nueva altura de rasante, la superestructura nuevamente se montara sobre los estribos pero con la corona adecuada con los bloques. En cuanto a los parapetos y remates se encuentra en buen estado, será necesario únicamente mantenimiento con pintura, los drenes están parcialmente obstruidos necesitan adecuarse mediante una extensión y un codo para alejar el flujo de las nervaduras ya que es común que provoquen humedad en la parte inferior de la losa. No existen juntas de dilatación por lo que se instalaran juntas de dilatación MEXT-50. ACCESOS Al tener una nueva elevación de rasante se tiene que modificar los accesos por lo tanto, se retirara la carpeta existente para dar paso a un nuevo pavimento debidamente estructurado, se instalaran defensas metálicas antes y después de tener acceso al puente además se construirán bordillos y lavaderos.



70

LAS ACTIVIDADES A DESARROLLAR EN ESTA ALTERNATIVA SERÁN: • Acondicionamiento para desviar trafico por la autopista • Construir bloques para absorber la nueva altura de 1.10 m • Construir diafragmas de gateo o postensar los existentes. • Postensado exterior a nervaduras. • Acondicionar un lugar alterno para recibir la superestructura. • Gateo para eliminar apoyos existentes. • Izaje de superestructura para colocar fuera de zona de estribos. • Izaje de bloques para su colocación en coronas. • Colocación de placas de neopreno integral. • Izaje de superestructura para colocarla sobre los nuevos apoyos. • Construcción de sobre losa de 8 cm. • Construcción de muro de respaldo de estribos. • Adecuación de aleros de estribos debido a la nueva altura. • Encamisado de estribos para su protección. • Levantar la superficie de rodamiento existente. • Construir accesos debido al cambio de pendiente. • Construcción de bordillos y lavaderos. • Colocar defensas metálicas en accesos. • Limpieza general del puente.

78 Ancho de calzada = 807 78

Ancho total = 963

136 232 227 232 136

963

1792

2012

9

ESC. : 1:50SUPERESTRUCTURA

sobrelosaConstrucción de

pend. -2% pend. -2%

de Ø=32mmpresfuerzoBarras de

desviadorBloque

Cables de 5 torones Cables de 5 torones

Bloquedesviador

de Ø=32mmpresfuerzoBarras de

Imagen tomada del Plano Alternativa de solución



71

ALTERNATIVA DE SOLUCION No. 2

ALTERNATINVA DE SOLUCION No.2 (SUSTITUCION DE SUPERESTRUCTURA POR UNA LOSA ALIGERADA DE

L= 18.00 Mts Y ELEVACION DE LA RASANTE 1.10 Mts)

SUBESTRUCTURA Los estribos se encuentran en buenas condiciones, solo azolvados aproximadamente 1.20 m con boleos de hasta 0.50 m de diámetro, al elevar el nivel de rasante 1.10 m será necesario adecuar la subestructura para absorber esta nueva altura, sobre todo en aleros, se adecuara la corona de estribos por medio de un bloque de concreto armado. Además se construirán topes sismorresistentes y se encamizaran los cuerpos de estribos mediante concreto armado. Se construirán muros de respaldo en estribos debido a que no se cuentan con estos y para poder instalar la junta de dilatación. SUPERESTRUCTURA: La superestructura en esta alternativa será sustituida por una losa de concreto reforzado aligerada de 18.00 m de claro con parapeto y banqueta de concreto reforzado con un ancho total de 10.00 m y un ancho de calzada de 8.40 m, banqueta de 0.80m No existen juntas de dilatación por lo que se instalaran juntas de dilatación MEXT-50. ACCESOS Al tener una nueva elevación de rasante se tiene que modificar los accesos por lo tanto, se retirara la carpeta existente para dar paso a un nuevo pavimento debidamente estructurado, se instalaran defensas metálicas antes y después de tener acceso al puente además se construirán bordillos y lavaderos.



72

LAS ACTIVIDADES A DESARROLLAR EN ESTA ALTERNATIVA SERÁN: • Acondicionamiento para desviar trafico por la autopista • Demolición de la superestructura • Retiro de mecedoras y placas de acero ( apoyos) • Adecuación de coronas de estribos • Colocación de apoyos de placas de neopreno integral • Construcción de losa aligerada de L =18.00m • Construcción de muro de respaldo de estribos. • Adecuación de aleros de estribos debido a la nueva altura. • Encamisado de estribos para su protección. • Construir accesos debido al cambio de pendiente. • Construcción de bordillos y lavaderos. • Colocar defensas metálicas en accesos. • Limpieza general del puente.

pend. -2%pend. -2%

SUPERESTRUCTURA ESC. : 1:50

129

2092

17

1000

250250250250

Ancho total = 1000

80Ancho de calzada = 84080

Eje de carretera



73

ALTERNATIVA DE SOLUCION No.3

ALTERNATINVA DE SOLUCION No.3 (SUSTITUCION DE SUPERESTRUCTURA POR UNA LOSA SOBRE 6 TRABES PRECOLADAS REFORZADAS TIPO ASSHTO DE L= 18.00 Y ELEVACION DE

LA RASANTE 1.10 Mts)

SUBESTRUCTURA Los estribos se encuentran en buenas condiciones, solo azolvados aproximadamente 1.20 m con boleos de hasta 0.50 m de diámetro, al elevar el nivel de rasante 1.10 m será necesario adecuar la subestructura para absorber esta nueva altura, sobre todo en aleros, se adecuara la corona de estribos por medio de unos bloques de concreto armado, además se construirán topes sismorresistentes y se encamisaran los cuerpos de estribos mediante concreto armado. Se construirán muros de respaldo en estribos debido a que no se cuentan con estos y para poder instalar la junta de dilatación. SUPERESTRUCTURA: La superestructura en esta alternativa será sustituida por una losa de concreto reforzado sobre 6 trabes precoladas reforzadas tipo ASSHTO de 18.00 m de longitud, contara con parapeto y banqueta de concreto reforzado con un ancho total de 10.00 m y un ancho de calzada de 8.40 m, banqueta de 0.80m No existen juntas de dilatación por lo que se instalaran juntas de dilatación MEXT-50. ACCESOS Al tener una nueva elevación de rasante se tiene que modificar los accesos por lo tanto, se retirara la carpeta existente para dar paso a un nuevo pavimento debidamente estructurado, se instalaran defensas metálicas antes y después de tener acceso al puente además se construirán bordillos y lavaderos.



74

LAS ACTIVIDADES A DESARROLLAR EN ESTA ALTERNATIVA SERÁN: • Acondicionamiento para desviar trafico por la autopista • Demolición de la superestructura • Retiro de mecedoras y placas de acero ( apoyos) • Adecuación de coronas de estribos • Colocación de apoyos de placas de neopreno integral • Construcción de trabes de L=18.00m • Montaje de trabes precoladas reforzadas. • Construcción de losa sobre trabes precoladas reforzadas • Construcción de muro de respaldo de estribos. • Adecuación de aleros de estribos debido a la nueva altura. • Encamisado de estribos para su protección. • Construir accesos debido al cambio de pendiente. • Construcción de bordillos y lavaderos. • Colocar defensas metálicas en accesos. • Limpieza general del puente.

pend. -2%pend. -2%

SECCION A-A' SUPERESTRUCTURAESC. : 1:50

129

2092

17

1000

160100

Ancho total = 1000

Ancho de calzada = 84080 80

160 160 160 160 100

Eje de carretera

(UBICACION DE TRABES TIPO ASSHTO)



75

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

ALTERNATIVA MONTO TIEMPO DE EJECUCION VENTAJAS DESVENTAJAS

No.1 REFORZAMIENTO DE SUPERESTRUCTURA, ELEVACION DE RASANTE, ENCAMISADO DE ESTRIBOS, SOBRELOSA.

1,197,814.76

2.5 MESES

• EL USO DE

CIMBRA ES MINIMO.

• EL MENOR TIEMPO DE EJECUCION

• GENERA MANO DE OBRA PARA LA COMUNIDAD.

• CONTROL DE CALIDAD RASONABLE.

• REQUIERE EQUIPO ESPECIAL PARA MONTAJE Y DESMONTAJE

No.2

SUSTITUCION DE SUPERESTRUCTURA POR LOSA ALIGERASDA, ELEVACION DE RASANTE, ENCAMISADO DE ESTRIBOS.

.

1,258,408.06

3.5 MESES

• EL USO DE

CIMBRA ES MAYOR.


• SE OBSTRUYE EL AREA HIDRAULICA.

• GENERA MANO DE OBRA PARA LA COMUNIDAD

• MAYOR TIEMPO DE EJECUCION.

• LA CIMBRA OBSTRUYE EL AREA HIDRAULICA BAJO EL PUENTE

No.3

SUSTITUCION DE SUPERESTRUCTURA POR LOSA SOBRE 6 TRABES PRECOLADAS, REFORZADAS, ENCAMISADO DE ESTRIBOS Y ELEV. DE RASANTE.

1,285,153.68

3.5 MESES

• EL USO DE

CIMBRA ES MAYOR.


• NO SE OBSTRUYE EL AREA HIDRAULICA.

• MAYOR VIDA UTIL.

• MAYOR

TIEPO DE EJECUCION

• REQUIERE EQUIPO ESPECIAL PARA MONTAJE.



76

10.-MEMORIA DE CALCULO

CONTENIDO.

10.1 DESCRIPCION DEL REFORZAMIENTO. 77 10.2 ANALISIS DE LA ESTRUCTURA EN SU ESTADO

ORIGINAL. 78 10.3 ANALISIS DE LA ESTRUCTURA EN SU ESTADO ACTUAL.

81 10.4 ANALISIS DE LA ESTRUCTURA EN SU ESTADO DE

REFORZAMIENTO. 84 10.5 CALCULO DE LA SOBRELOSA. 87 10.6 CALCULO DEL PREESFUERZO LONGITUDINAL. 89 10.7 CALCULO DE LOS BLOQUES DESVIADORES. 92 10.8 CALCULO DE LOS DISPOSITIVOS DE ANCLAJE. 101 10.9 CALCULO DE DIAFRAGMAS DE IZAJE. 104 10.10 CALCULO DE LOS MUROS DE RESPALDO. 110 10.11 CALCULO DE LOS TOPES SISMORRESISTENTES. 115 10.12 CALCULO DE LOS BANCOS DE APOYO. 118 10.13 CALCULO DE LAS NUEVAS CORONAS. 119 10.14 REFORZAMIENTO DEL ESTRIBO. 122



77

10.1 DESCRIPCIÓN DEL REFORZAMIENTO

Para la elaboración del estudio, proyecto y planos ejecutivos para la reparación del puente Río Viejo se propuso: La construcción de una sobre losa de 8 cm de espesor en la superestructura. Según el estudio Topohidráulico se realizara la elevación de la superestructura y para esto se construirán diafragmas de izaje, adecuación de los cabezales de los estribos así como la construcción de la parte superior de los aleros de los estribos. La construcción de defensas metálicas, bordillos y lavaderos en ambos lados del acceso y salida del puente. La construcción del preesfuerzo exterior longitudinal de las nervaduras, así como la construcción de los bloques desviadores, dispositivos de anclaje y muros de respaldo. El cambio de apoyos de la superestructura. La instalación de juntas y drenes. Construcción de topes sismorresistentes.



78

10.2 ANALISIS DE LA SUPERESTRUCTURA EN SU ESTADO ORIGINAL

1. GENERALIDADES La superestructura esta constituida por una losa nervadura de concreto reforzado formando un claro de 17.90 m entre apoyos y un ancho total de 9.63 m, ancho de calzada de 8.07 m. la losa esta apoyada en 4 nervaduras.

2. CARACTERISTICAS GEOMETRICAS. ANCHO TOTAL = ANCHO DE CALZADA = LONGITUD TOTAL = CLARO = PERALTE DE NERVADURAS = ESPESOR DEL VOLADO = ALINEAMIENTO HORIZONTAL = ALINEAMIENTO VERTICAL = ESVIAJE =

3. CONSIDERACIONES GENERALES

• ESFUERZO DE RUPTURA DEL

CONCRETO EN LA NERVADURA.

• ESFUERZO DE RUPTURA DEL CONCRETO EN LA LOSA

• MODULO DE ELASTICIDAD DEL CONCRETO

• LIMITE DE FLUENCIA DEL ACERO DE REFUERZO

• MODULO DE ELASTICIDAD DEL ACERO DE REFUERZO

• ESFUERZO PERMISIBLE A LA COMPRESION DEL CONCRETO.

• ESFUERZO PERMISIBLE A LA TENSION DEL ACERO DE REFUERZO.

• CARGA MOVIL = • NUMERO DE CARRILES =

* VER BIBLIOGRAFIA LIBRO 5 9.6 m 8.07 m 18.40 m 17.90 m 1.12 m 0.15 m EN TANGENTE EN TANGENTE 27° 43^36” DERECHO fc = 196 Kg/cm2. fc = 250 Kg/cm2. EC = 222040 Kg/cm2. fy = 2300 Kg/cm2. ES = 2000000 Kg/cm2. 0.40 fc = 78.4 Kg /cm2. = 1265 Kg /cm2.



79

H15-S12 2

4. ELEMENTOS MECANICOS EN LA SUPERESTRUCTURA

COEFICIENTE DE IMPACTO= 1.27%

Factor de concentración c.v.

Factor de concentración P/.Peatonal

UN CARRIL SEGUNDO CARRIL UN CARRIL SEGUNDO

CARRIL

Fc1=

0.614

Fc1=

0.220

Fc1=

0.803

Fc1=

-0.303

Fc2=

0.371

Fc2=

0.240

Fc2=

0.434

Fc2=

0.066

Fc3=

0.129

Fc3=

0.260

Fc3=

0.066

Fc3=

0.434

Fc4=

-0.114

Fc4=

0.280

Fc4=

-0.303

Fc4=

0.803

PARA DISEÑO DE LAS NERVADURAS Cortante de diseño de apoyos = Cortante de diseño en el centro del claro = Momento total de diseño = PARA DISEÑO DE LA LOSA

47.42 ton 9.25 ton 185.11 ton

Ancho de distribución = Momento total de diseño = Cortante total de diseño = PARA DISEÑO DE DIAFRAGMAS Momento total de diseño =

Cortante total de diseño =



80

1.28 m 2.01 ton-m 6.56 ton

2.00 ton-m 4.59 ton * VER BIBLIOGRAFIA LIBRO 5

5. REVISIÓN DE LOS ESFUERZOS ACTUANTES CON LOS PERMISIBLES EN LA NERVADURA ANCHO DE PATIN = FLEXION: ARMADO: 13 Varillas de 12 C Esfuerzos actuantes: CONCRETO = ACERO = Esfuerzos permisibles: CONCRETO = ACERO = ACERO POR TEMPERATURA = CORTANTE: ARMADO: Fuera en la zona de varillas = DOBLADAS Esfuerzo Actuante = Esfuerzo resistente por el acero = En zona de varillas dobladas = Esfuerzo Actuante = Esfuerzo resistente por el acero = Esfuerzos que absorben 2 varillas dobladas = Esfuerzo que resiste el concreto a cortante = FLECHA: ∆ Permisible = ∆ Calculada = EN LA LOSA Flexión: Armado: Esfuerzos actuantes: CONCRETO = ACERO = Esfuerzos permisibles: CONCRETO = ACERO = CORTANTE: Esfuerzos actuantes: Esfuerzo permisible concreto:

Acero por distribución = Acero por temperatura = EN LOS DIAFRAGMAS FLEXION: Armado: CORTANTE: Armado: * VER BIBLIOGRAFIA LIBRO 5 142 cm 76.85 Kg / cm2. 1177.42 Kg / cm2. 78.40 Kg / cm2. 1265.0 Kg / cm2. 4 varillas No. 4 C 4 C @ 20 cm en 2 ramas 3.20 Kg / cm2. 3.82 Kg / cm2. 4 C @ 25 cm en 2 ramas 2.00 Kg / cm2. 3.05 Kg / cm2. 4.17 Kg / cm2. 3.53 Kg / cm2. 4.97 cm 3.09 cm 4 C @ 15 cm



81

68.86 Kg / cm2. 1226.66 Kg / cm2. 112.5 Kg / cm2. 1265.0 Kg / cm2. 3.86 Kg / cm2. 3.98 Kg / cm2.

5 C @ 14 cm 4 C @ 40 cm 2 varillas de 5 C 4 C @ 30 cm en 2 ramas

10.3 ANALISIS DE LA SUPERESTRUCTURA EN SU ESTADO ACTUAL

1. GENERALIDADES la superestructura esta constituida por una losa nervadura de concreto reforzado formando un claro de 17.90 m entre apoyos y un ancho total de 9.63 m, ancho de calzada de 8.07 m. la losa esta apoyada en 4 nervaduras.


3. CONSIDERACIONES

GENERALES

• ESFUERZO DE RUPTURA DEL CONCRETO EN LA NERVADURA.








9.6 m 8.07 m 18.40 m 17.90 m 1.12 m 0.15 m EN TANGENTE EN TANGENTE 27° 43^36” DERECHO fc = 196 Kg/cm2. fc = 250 Kg/cm2.



82

EC = 222040 Kg/cm2. fy = 2300 Kg/cm2. ES = 2000000 Kg/cm2. 0.40 fc = 78.4 Kg /cm2. = 1265.0 Kg /cm2.

T3-S3 y HS-20 2* VER BIBLIOGRAFIA LIBRO 5


COEFICIENTE DE IMPACTO= 1.27%

Factor de concentración C.V.


UN CARRIL SEGUNDO CARRIL UN CARRIL SEGUNDO CARRIL

Fc1=

0.614

Fc1=

0.220

Fc1=

0.803

Fc1=

-0.303

Fc2=

0.371

Fc2=

0.240

Fc2=

0.434

Fc2=

0.066

Fc3=

0.129

Fc3=

0.260

Fc3=

0.066

Fc3=

0.434

Fc4=

-0.114

Fc4=

0.280

Fc4=

-0.303

Fc4=

0.803


63.75 ton 11.32 ton 250.03 ton

Ancho de distribución = Momento total de diseño = Cortante total de diseño = PARA DISEÑO DE DIAFRAGMAS

Momento total de diseño = Cortante total de diseño =



83

1.28 m 2.61 ton-m 8.55 ton

2.55 ton-m 5.75 ton

* VER BIBLIOGRAFIA LIBRO 5 5. REVISIÓN DE LOS ESFUERZOS ACTUANTES CON LOS PERMISIBLES

EN LA NERVADURA ANCHO DE PATIN = FLEXION: Esfuerzos actuantes: CONCRETO = ACERO = Esfuerzos permisibles: CONCRETO = ACERO = FLECHA: ∆ Permisible = ∆ Calculada = EN LA LOSA Flexión: Esfuerzos actuantes: CONCRETO = ACERO = Esfuerzos permisibles: CONCRETO = ACERO = CORTANTE: Esfuerzos actuantes: Esfuerzo permisible concreto:

142 cm 103.80 Kg / cm2. 1590.36 Kg / cm2. 78.40 Kg / cm2. 1265.0 Kg / cm2. 4.97 cm 4.18 cm 89.20 Kg / cm2. 1589.08 Kg / cm2. 100.0 Kg / cm2. 1265.0 Kg / cm2. 5.03 Kg / cm2. 3.98 Kg / cm2.



84

* VER BIBLIOGRAFIA LIBRO 5 10.4 ANALISIS DE LA SUPERESTRUCTURA EN SU ESTADO DE REFORZAMIENTO

1. GENERALIDADES La superestructura esta constituida por una losa nervadura de concreto reforzado formando un claro de 17.90 m entre apoyos y un ancho total de 9.63 m, ancho de calzada de 8.07 m. la losa esta apoyada en 4 nervaduras.


3. CONSIDERACIONES

GENERALES

• ESFUERZO DE RUPTURA DEL CONCRETO EN LA NERVADURA.








* VER BIBLIOGRAFIA LIBRO 5 9.63 m 8.07 m 18.40 m 17.90 m 1.12 m 0.15 m EN TANGENTE EN TANGENTE 27° 43^36” DERECHO fc = 196 Kg/cm2. fc = 250 Kg/cm2.



85

EC = 222040 Kg/cm2. fy = 2300 Kg/cm2. ES = 2000000 Kg/cm2. 0.40 fc = 78.4 Kg /cm2. = 1265.0 Kg /cm2.

T3- S3 y HS- 20 2


COEFICIENTE DE IMPACTO = 1.27%

Factor de concentración c.v.


UN CARRIL SEGUNDO CARRIL UN CARRIL SEGUNDO CARRIL

Fc1=

0.614

Fc1=

0.220

Fc1=

0.803

Fc1=

-0.303

Fc2=

0.371

Fc2=

0.240

Fc2=

0.434

Fc2=

0.066

Fc3=

0.129

Fc3=

0.260

Fc3=

0.066

Fc3=

0.434

Fc4=

-0.114

Fc4=

0.280

Fc4=

-0.303

Fc4=

0.803


64.04 ton 11.32 ton 251.32 ton

Ancho de distribución = Momento total de diseño = Cortante total de diseño = PARA DISEÑO DE DIAFRAGMAS

Momento total de diseño = Cortante total de diseño =



86

1.28 m 2.68 ton-m 9.81 ton

2.62 ton-m 5.96 ton * VER BIBLIOGRAFIA LIBRO 5

5. REVISIÓN DE LOS ESFUERZOS ACTUANTES CON LOS PERMISIBLES EN LA NERVADURA ANCHO DE PATIN = 142 cm REVISION AL MOMENTO DEL COLADO DE LA SOBRELOSA (SIN C.V) Esfuerzos actuantes: CONCRETO = ACERO = Esfuerzos permisibles: CONCRETO = ACERO = REVISION DE LAS CARGAS TOTALES CON TODO Y SOBRELOSA (SIN C.V.) Esfuerzos actuantes: CONCRETO = ACERO = Esfuerzos permisibles: CONCRETO = ACERO = FLECHA: ∆ Permisible = ∆ Calculada = EN LA LOSA Flexión: Esfuerzos actuantes: CONCRETO = ACERO = Esfuerzos permisibles: CONCRETO = ACERO = CORTANTE: Esfuerzos actuantes: Esfuerzo permisible concreto: APOYOS DE NEOPRENO Giros en el extremo de la trabe POR CARGA MUERTA POR CARGA VIVA Deformaciones horizontales Por contracción de fraguado Por temperatura 1

Por temperatura 2 Por giro de carga muerta Por giro de carga viva T = 2UI = DIMENSIONES PROPUESTAS Esfuerzo actuante: Esfuerzo permisible: * VER BIBLIOGRAFIA LIBRO 5 45.01 Kg / cm2. 689.63 Kg / cm2. 78.40 Kg / cm2. 1265.0 Kg / cm2. 44.86 Kg / cm2. 797.13 Kg / cm2. 78.40 Kg / cm2. 1265.0 Kg / cm2. 4.97 cm 3.45 cm 43.69 Kg / cm2. 1016.48 Kg / cm2. 100.0 Kg / cm2. 1265.0 Kg / cm2.



87

3.92 Kg / cm2. 3.98 Kg / cm2. 0.00678198 rad. 0.00298885 rad. 0.18 cm

0.31325 cm 0.201375 cm 0.61 cm 0.27 cm 1.004 cm 2.55 x 25 x 35 73.19 Kg / cm2. 89.74 Kg / cm2.

10.5 ANALISIS DE LA SOBRELOSA

1. GENERALIDADES La superestructura está constituida por una losa nervadura de concreto reforzado. La losa tiene un espesor de 17 cm la cual con las cargas actuales no es suficiente por lo que se construirá una sobre losa de 8 cm de espesor para absorber los esfuerzos excedentes.

2. CARACTERISTICAS GEOMETRICAS

ANCHO DE CALZADA

8.07 m

LONGITUD TOTAL

18.40 m

CLARO

17.90 m

ESPESOR DE LA LOSA

0.17 m

3. CONSIDERACIONES GENERALES Esfuerzo de ruptura del concreto en la losa. Fć=

250 Kg / cm2.

Modulo de elasticidad del concreto. EC=

250,769 Kg / cm2.

Limite de fluencia del acero de refuerzo. Fy=

4,200 Kg / cm2.

Modulo de elasticidad del acero. ES=

2,040,000 Kg / cm2.

Esfuerzo permisible a la compresión del concreto. 0.4 Fć=

100 Kg / cm2.

Esfuerzo permisible a la tensión del acero.

Fs=

2,310 Kg / cm2.


MOMENTO TOTAL DE DISEÑO = 2.68 TON- M CORTANTE TOTAL DE DISEÑO = 9.81 TON



88


5. REVISION DE LOS ESFUERZOS ACTUANTES CON LOS PERMISIBLES FLEXION:

Esfuerzos actuantes:

CONCRETO =

60.87 Kg / cm2.

ACERO =

2053.64 Kg / cm2.

Esfuerzos permisibles:

CONCRETO =

100.0 Kg / cm2.

ACERO =

2310.0 Kg / cm2.

CORTANTE

ESFUERZO ACTUANTE =

3.92 Kg / cm2.

ESFUERZO PERMISIBLE (concreto)

3.98 Kg / cm2.

6. ARMADO DE LA SOBRELOSA

ARMADO: 4 C @ 20 cm EN LOS DOS SENTIDOS.



89

* VER BIBLIOGRAFIA LIBRO 5 10.6 CALCULO DEL PREESFUERZO LONGITUDINAL

1. DATOS GENERALES

Fć=

250 Kg / cm2. PARA : LOSA

Fć=

196 Kg / cm2. PARA : NERVADURAS

Fy=

2,300 Kg / cm2.

fpu=

19,000 Kg / cm2.

fpy=

16,200 Kg / cm2.

2. PROPIEDADES DE LA SECCION

Yi = 92.51 cm

Ysi =

19.49 cm

Ys2 =

44.49 cm

IT =

13,414, 206.6 cm4.

Si =

145, 004.68 cm3.

Ss1 = 688, 218.00 cm3.

Ss2 = 301, 502.35 cm3.

A = 7073.32 cm2.

3. MOMENTO POR CUBRIR



90

MD = 9, 092, 900.33 Kg –cm LO CUAL RESULTA UNA P = 84, 186.49 Kg * VER BIBLIOGRAFIA LIBRO 5

4. SOLUCION

SE EMPLEARAN:

10 TORONES EN DOS CABLES EN UNA NERVADURA

CUYA AREA TOTAL ES:

9.9 cm2.

5. REVISION DE ESFUERZOS EN LA TRANSFERENCIA

Fi (Kg / cm2.)

Fs1 (Kg / cm2.)

Fs2 (Kg / cm2.)

ESTADO DE CARGA

FIBRA

INTERIOR

FIBRA

SUPERIOR

FIBRA

SUPERIOR PRESFUERZO

98.08

1.87

-19.60

SOBRELOSA + BLOQUES

-27.75

5.85

13.34

CARGA VIVA

-34.96

7.37

16.81

SUMA

35.37

15.09

10.56

6. PERDIDAS POR PRESFUERZO

EL TOTAL DE PERDIDAS POR PRESFUERZO SON: 3282.50 Kg / cm2.

7. REVISION DE ESFUERZOS EN SERVICIO.

Fi (Kg /

cm2.)

Fs1 (Kg / cm2.)

Fs2 (Kg / cm2.)

ESTADO DE CARGA

FIBRA

INTERIOR

FIBRA

SUPERIOR

FIBRA

SUPERIOR



91

PRESFUERZO + PERDIDAS

71.36 1.36 -14.26

SOBRELOSA

-27.75

5.85

13.34

CARGA VIVA

-34.96

7.37

16.81

SUMA

8.66

14.57

15.90

8. CONCLUSIONES CON EL NUMERO DE TORONES QUE SE ESTAN PROPONIENDO, EL MOMENTO ES CUBIERTO Y LOS ESFUERZOS EN EL CONCRETO SON ACEPTABLES, POR LO QUE SE ACEPTAN. SOLO CUANDO YA SE HAYA COLOCADO LA SOBRE LOSA SE PROCEDERA AL TENSADO DE LOS TORONES.



92

10.7 CALCULO DE LOS BLOQUES DESVIADORES

1. GEOMETRIA DEL BLOQUE DESVIADOR.

2. CALCULO DEL BLOQUE INFERIOR DE LA NERVADURA.

CALCULO DEL BLOQUE REVISIÓN POR EL PERALTE Py = (senf) P = 17566.05 Kg

Imagen tomada del Plano de Preesfuerzo



93

P = 131,670.0 Kg Px = (cosf) P = 130493.00 Kg

Y F = 7.67 º F = 0.134 rad X * VER BIBLIOGRAFIA LIBRO 4

3. DIAGRAMA DE CUERPO LIBRE EN EL BLOQUE.

CALCULO DEL PERALTE Y ACERO EN LA PARTE INFERIOR Fć = 350 Kg / cm2. Fy = 4200 Kg / cm2. Ec = 296, 713.43 Kg / cm2. Es = 2000,000 Kg / cm2. Fs = 2310 Kg / cm2. Fc = 140 Kg / cm2. I = 59 cm. b = 84 cm. n = 6.74 OBTENCION DEL MOMENTO ACTUANTE Ra = 8783.02 Kg. Rb = 8783.02 Kg. Carga distribuida = 297.73 Kg / cm2. Mu = (w * I2.) / 8 Mu =129549.6 Kg / cm. OBTENCION DE LA PROFUNDIDAD DEL EJE NEUTRO




94

dKd

nfsfc

fcdKd

29.0

*

=

+

=


OBTENCION DEL BRAZO DE PALANCA

dJd

KddJd

90.0

3

=

−=

OBTENCION DEL PERALTE

cmddMrc

jdKdbFcMrc

2.952.1540

****5.02

==

=

OBTENCION DEL AREA DEL ACERO

( )28.6

*

cmAs

jdfsMAs

=

=

PROPONIENDO: VARILLAS DE 4 C CON UN AREA =1.27 cm2. No. DE VARILLAS = 5.3 FINALMENTE = 6 VARILLAS DEL No: 4 C GEOMETRIA DE LOS BLOQUES.

Según las normas de S.C.T. nos dice que: • De preferencia el ancho de los bloques será igual o mayor que el patín más

angosto de la viga. • La longitud será cuando menos, igual a ¾ del peralte de la trabe. • Pero en ningún caso menor de 61 cm

Ancho del patín de la nervadura = 42 Máximo = 65 por lo tanto se acepta el peralte. PARA LA LONGITUD DEL BLOQUE Peralte de la trabe = 112 ¾ de 112 será = 84 por lo tanto se acepta la longitud. DISEÑO POR CORTANTE



95

T.2 REVISION DE ESFUERZOS CORTANTES EN EL BLOQUE INFERIOR BAJO LA NERVADURA.

( )2/71.8

**

cmKgVapoyo

dwbVv

=

=


CORTANTE QUE RESISTE EL CONCRETO Fć = 350 Kg / cm2.

( )2/71.4

**

cmKgVconcreto

dwbVv

=

=

REQUIERE ESTRIBOS EN EL APOYO V apoyo > V permisible PROPONEMOS ESTRIBOS DEL No. 4 C EN DOS RAMAS

( )

cmSepav

bvcavfsSep

4.1727.1

*

==

=

PROPONEMOS UNA SEP = 15 cm NORMAS DE S.C.T. Se colocar cerca de la cara extrema del bloque, una parrilla cerrada de varillas horizontales y verticales, para evitar el agrietamiento en el concreto. Asimismo, se recomienda distribuir el refuerzo en toda la longitud del bloque, tanto en sentido vertical como horizontal, con espaciamientos cortos. Cuando no se disponga de recomendaciones especificas, el emparrillado estará formado con varillas del No. 3 espaciadas a cada 7.6 cm centro a centro y colocadas en ambas direcciones a no mas de 3.8 cm de la cara interior de la placa de anclaje. * VER BIBLIOGRAFIA LIBRO 6



96

4. CALCULO DE LAS BARRAS DE PRESFUERZO DEL BLOQUE. DIAMETRO DE LA BARRA A UTILIZAR = 32 mm AREA DEL TORNILLO = Ab = 8.042 cm2. BARRAS = 3 PZAS Fy = 10519.4 Kg / cm2. Fs = 7363.6 Kg / cm2. Fc = 140 Kg / cm2. d = 18 cm2. b = 84 cm. n = 6.74

cmKgMucmKgMrs

cmKgMrc

−=−=

−=

9.1624853.3197957

6.702149

LA SECCION SUPERIOR DEL BLOQUE RESISTE

263.162 cmnAs = OBTENCION DE LA PROFUNDIDAD DEL EJE NEUTRO

cmKdKdKd

63.6070.6987.32

==−+

OBTENCION DEL BRAZO DE PALANCA

cmJd 79.15=




97

OBTENCION DE LA COMPRESION

KgCKdbfcC

3.39008***5.0

==

OBTENCION DE LA TENSION

kgTfsAsT

3.177664*

==


DIAMETRO DE LA BARRA A UTILIZAR =

32 mm

AREA DEL TORNILLO = Ab =

8.042 cm2.

P = FUERZA TOTAL APLICADA =

131670.00 Kg

RESISTENCIA DE fy A LA TENSION =

10519.4 Kg / cm2.

ESFUERZO PERMISIBLE 0.7 Fpy =

7363.58 Kg / cm2.

AREA DE ACEROA UTILIZAR As =

17.88 cm2.

SE PROPONE UTILIZAR No. DE BARRAS

2.22

SE EMPLEARAN BARRAS DE ALTA DENSIDAD

3

DUCTO PARA BARRA DE ALTA RESISTENCIA DE

40 mm

DIAMETRO

REVISION POR TENSION DE LA BARRA AREA DEL TORNILLO = At = 3 x 8.04 = 24.13 cm2. RESISTENCIA DE CADA TORNILLO P / At =5457.27 Kg / cm2.



98

COMPARANDO RESISTENCIA A TENSION

RESISTENCIA ACTUANTE

RESISTENCIA PERMISIBLE

5457.27

<

7363.58

74 %

SE ACEPTA EL DIAMETRO DE LA BARRA =131670.00 FINALMENTE CADA UNA DE LAS BARRAS SE TENSARAN A: 43890 Kg * VER BIBLIOGRAFIA LIBRO 4 REFUERZO DE LOS BLOQUES DE ANCLAJE EL BLOQUE DE CONCRETO QUE SE CONSIDERA EN EL CALCULO ES DE 84 x 36 = 3024 cm2. LA SECCION DE LA PLACA QUE SE CONSIDERA EN EL CALCULO ES DE 71 x 14 = 994 cm2.

DIAMETRO

AREA DEL DUCTO A UTILIZAR =

12.57 cm2.

EL DIAMETRO DEL DUCTO ES DE =

40 mm

LA FUERZA P =

131,670 Kg



99

* VER BIBLIOGRAFIA LIBRO 4 LA RESISTENCIA CUBICA A LOS 28 DIAS ES DE 350 Kg / cm2 .Y EL VALOR r = 30 Kg / cm2 . LA RELACION a1 / a = 71 / 84 = 0.85 LOS VALORES DE B, C Y K CORRESPONDIENTES SON:




100

VALORES DE LOS COEFICIENTES B, C Y K EN FUNCION DE A1 / A . B = 0.3 C = 0.23 K = 1.51 AREA DE CONCRETO

243.301157.12*3024

cmAcAc

=

=

COMPRESION MEDIA EN EL CONCRETO

2/72.43/

cmKgfmAcPfm

=

=

TRACCION MAXIMA

2/12.1330.0*72.43)(

cmKgfyfmBfy

==

=

ESFUERZO TOTAL DE TRACCION ES

KgxPCF 10.3028413167023.0)( === * VER BIBLIOGRAFIA LIBRO 4

LA TRACCION ADMISIBLE EN EL BLOQUE ES: 2/24.3600.3051.180.0** cmKgxxrKRft ===

LA FUERZA DE TRACCION A RESISTIR POR LOS ESFUERZOS ES:



101

2

2

11.13/

10.302841

cmfsFrAs

KgfyftFFr

==

=

−=

PROPONIENDO VARILLAS DE 4 CON AREA DE 1.27 cm2. Y UTILIZANDO 8 ESTRIBOS DE 4 @ 10 cm

22

2

11.1327.2027.2027.1*2*8

cmcmcmAt

>

==

RECOMENDACIONES Se colocara cerca de la cara extrema del bloque, una parrilla cerrada de varillas horizontales y verticales, para evitar el agrietamiento en el concreto. Asimismo, se recomienda distribuir el refuerzo en toda la longitud del bloque, tanto en sentido vertical como horizontal, con espaciamientos cortos. Cuando no se disponga de recomendaciones especificas, el emparrillado estará formado con varillas del numero 3 espaciadas a cada 7.6 cm centro a centro y colocadas en ambas direcciones a no mas de 3.8 cm de la cara interior de la placa de anclaje. La distribución del refuerzo tanto vertical como horizontal en toda la longitud del bloque, podrá hacerse de acuerdo con uno de los métodos de análisis de esfuerzo aceptados.

5. RESISTENCIA AL APLASTAMIENTO EN ANCLAJES DE LAS BARRAS AREA DE LA PLACA DONDE SE ANCLA LA BARRA. AI = 994 cm2. ESFUERZO ACTUANTE EN EL AREA DE ANCLAJE DEL CONCRETO 132.465 Kg / cm2 . ESFUERZO ADMISIBLE EN EL ÁREA CARGADA DEL CONCRETO Fc adm = 0.40 x 350 Fc adm = 140 Kg / cm2 . POR LO TANTO SI RESISTE AL APLASTAMIENTO. * VER BIBLIOGRAFIA LIBRO 4

10.8 CALCULO DE LOS DISPOSITIVOS DE ANCLAJE



102




103

DATOS P =FUERZA ACTUANTE PARA UNA NERVADURA = 131, 670 Kg fć =ESFUERZO A LA RUPTURA DEL CONCRETO A COMPRESIÓN = 196 Kg / cm2 . Nt =NUMERO DE CABLES EN TRABE = 2 PZAS P1 =FUERZA POR CABLE = 65.84 Ton. Dt =DISTANCIA A LA CUAL SE ENCUENTRA LOS TORONES DE LA TRABE = 0.185 m. Ma =MOMENTO ACTUANTE EN EL ANCLAJE = 12.18 Ton-m MaDt * e1 =ESPESOR DE LA PLACA 1 =3/4 “ e2 =ESPESOR DE LA PLACA 2 = ½ “ L1 =LONGITUD DE LA PLACA 1 = 28 cm L2 =LONGITUD DE LA PLACA 2 =15 cm A = AREA DE TODA LA SECCION =144.78 cm ( )( ) ( )( )2*2*54.2*22*1*54.2*1 LeLe + C =CENTROIDE =18.5 cm ( )2/2L Ix =MOMENTO DE INERCIA EN X =83, 698.57 cm4 . ( )( ) ( )( )2*54.2*2*22*54.2*1*1 33 eLeL + Sx =MODULO DE SECCION =4, 524.25 cm3 . ( )CIx / PARA ACERO A36 Fy = ESFUERZO DE RUPTURA O ULTIMO = 2, 530 Kg / cm2 . EL COMPORTAMIENTO ELASTICO TERMINA CUANDO EL MOMENTO MAXIMO OCASIONADO POR LAS CARGAS EXTERIORES LLEGA A My / 2 My =MOMENTO DE INERCIA DE FLUENCIA =57.23 Ton-m ( )( )( )2/100000/* FySx

• PRIMERA REVISION EL PANDEO SE INICIA EN EL INTERVALO ELASTICO ( )( )SxMa /100000* MOMENTO ACTUANTE EN EL ANCLAJE = 12.18 Ton-m MOMENTO DE INERCIA DE FLUENCIA =57.23 Ton-m Ea = ESFUERZO ACTUANTE = 269.20 Kg / cm2 .




104

• SEGUNDA REVISION

ESFUERZO ACTUANTE = 269.20 Kg / cm2 . ESFUERZO DE RUPTURA O ULTIMO = 2, 530 Kg / cm2

SE ACEPTA EL AREA DE LAS PLACAS (ESPESORES) An =ANCHO DE LA PLACA DE ACERO EN CONTACTO CON LA NERVADURA = 22 cm Al = ALTURA DE LA PLACA DE ACERO EN CONTACTO CON LA NERVADURA =60 cm Ac =AREA DEL CONCRETO EN CONTACTO CON LA PLACA =1320 cm ( )AlAn * Ec = ESFUERZO ACTUANTE EN EL AREA DE CONTACTO DEL CONCRETO =99.75 Kg / cm2 .

( )AcP / Eap =ESFUERZO POR APLASTAMIENTO EN EL AREA CARGADA DEL CONCRETO = 0.51 x 196 =99.96 Kg / cm2 . ( )cF´*4.0

• SEGUNDA REVISION ESFUERZO ACTUANTE EN EL AREA DE CONTACTO DEL CONCRETO =99.75 Kg / cm2 . ESFUERZO POR APLASTAMIENTO EN EL AREA CARGADA DEL CONCRETO =0.51 x196 =99.96 Kg / cm2 . SE ACEPTA EL AREA DE CONTACTO EN CONCRETO * VER BIBLIOGRAFIA LIBRO 5 Y 6



105

10.9 CALCULO DE DIAFRAGMA DE IZAJE ANALISIS DEL DIAFRAGMA 1 DE IZAJE

1. GENERALIDADES Para poder izar la superestructura y realizar los cambios de apoyo así como elevar la rasante del puente, es necesario construir diafragmas de gateo los cuales se analizaran a continuación.

2. CARACTERISTICAS GEOMETRICAS ESTRUCTURA: DATOS GENERALES:

CLARO =

17.92 m

LONGITUD TOTAL =

18.40 m

ANCHO TOTAL =

10.88 m

ANCHO DE CARPETA =

9.12 m

ANCHO DE CALZADA =

9.12 m

PERALTE DE LA TRABE =

1.12 m

NUMERO DE TRABES =

4

SEPARACION ENTRE TRABES =

2.32 m

ESPESOR DE DIAFRAGMA NUEVO =

0.25 m

ALTURA DEL NUEVO DIAFRAGMA =

0.69 m

No. DE CARRILES =

2



106

3. CONSIDERACIONES GENERALES GATO DE IZAJE: GATO MOCKLOS DE 80 Ton DE CAPACIDAD Y 10 DE CARRERA CONCRETO DE fć = 250 Kg / cm2 . PARA DIAFRAGMAS ACERO DE REFUERZO DE fy = 4200 Kg / cm2 . EN ARMADO DE NUEVO DIAFRAGMA


REACCION EN APOYOS: 1 = 40.90 Ton. 2 = 33.03 Ton. 3 = 40.90 Ton FUERZA CORTANTE EN APOYOS: 1 = 21.61 Ton. 2 = 16.62 Ton. 3 = 21.26 Ton. MOMENTOS MAXIMOS MOMENTOS MAXIMOS (+) = 2.46 Ton-m MOMENTOS MAXIMOS (-) = 12.63 Ton-m

5. ARMADO DE LOS DIAFRAGMAS DE IZAJE PARA MOMENTO POSITIVO ARMADO: ----------------------------------------------------------- 2 Var. De 4C PARA MOMENTO NEGATIVO ARMADO: ----------------------------------------------------------- 3 Var. De 5C ACERO POR TEMPERATURA ARMADO: ----------------------------------------------------------- 4C @23 cm ACERO POR CORTANTE ARMADO: ----------------------------------------------------------- 4C @25 cm



107

6. REVISION DE LOS ESFUERZOS ACTUANTES CON LOS PERMISIBLES

MOMENTO POSITIVO ESFUERZOS ACTUANTES: CONCRETO------------------------------------------------- ---------- 13.35 Kg / cm2 ACERO------------------------------------------------------------------ 931.06 Kg / cm2 ESFUERZO PERMISIBLE: CONCRETO------------------------------------------------- ---------- 100 Kg / cm2 ACERO------------------------------------------------------------------ 2100 Kg / cm2 MOMENTO NEGATIVO ESFUERZOS ACTUANTES: CONCRETO------------------------------------------------- ---------- 47.14 Kg / cm2 ACERO------------------------------------------------------------------ 2082.14 Kg / cm2 ESFUERZO PERMISIBLE: CONCRETO------------------------------------------------- ---------- 100 Kg / cm2 ACERO------------------------------------------------------------------ 2100 Kg / cm2 CORTANTE ESFUERZOS ACTUANTES---------------------------------------- 6.67 Kg / cm2 ESFUERZO PERMISIBLE (CONCRETO) ------------- -------- 3.98 Kg / cm2



108

1. CALCULO DE DIAFRAGMA DE IZAJE ANALISIS DEL DIAFRAGMA 2 DE IZAJE

2. GENERALIDADES Para poder izar la superestructura y realizar los cambios de apoyo así como elevar la rasante del puente, es necesario construir diafragmas de gateo los cuales se analizaran a continuación.

3. CARACTERISTICAS GEOMETRICAS ESTRUCTURA: DATOS GENERALES:

CLARO =

17.92 m

LONGITUD TOTAL =

18.40 m

ANCHO TOTAL =

10.88 m

ANCHO DE CARPETA =

9.12 m

ANCHO DE CALZADA =

9.12 m

PERALTE DE LA TRABE =

1.12 m

NUMERO DE TRABES =

4

SEPARACION ENTRE TRABES =

2.32 m

ESPESOR DE DIAFRAGMA NUEVO =

0.25 m

ALTURA DEL NUEVO DIAFRAGMA =

0.69 m

No. DE CARRILES =

2



109

4. CONSIDERACIONES GENERALES

GATO DE IZAJE: GATO MOCKLOS DE 80 Ton DE CAPACIDAD Y 10 DE CARRERA CONCRETO DE fć = 250 Kg / cm2 . PARA DIAFRAGMAS ACERO DE REFUERZO DE fy = 4200 Kg / cm2 . EN ARMADO DE NUEVO DIAFRAGMA


REACCION EN APOYOS: 1 = 40.90 Ton. 2 = 33.03 Ton. 3 = 40.90 Ton FUERZA CORTANTE EN APOYOS: 1 = 21.61 Ton. 2 = 16.62 Ton. 3 = 21.26 Ton. MOMENTOS MAXIMOS MOMENTOS MAXIMOS (+) = 2.46 Ton-m MOMENTOS MAXIMOS (-) = 12.63 Ton-m

6. ARMADO DE LOS DIAFRAGMAS DE IZAJE PARA MOMENTO POSITIVO ARMADO: ----------------------------------------------------------- 2 Var. De 4C PARA MOMENTO NEGATIVO ARMADO: ----------------------------------------------------------- 4 Var. De 5C ACERO POR TEMPERATURA ARMADO: ----------------------------------------------------------- 4C @ 23 cm



110

ACERO POR CORTANTE ARMADO: ----------------------------------------------------------- 4C @ 25 cm

7. REVISION DE LOS ESFUERZOS ACTUANTES CON LOS PERMISIBLES MOMENTO POSITIVO ESFUERZOS ACTUANTES: CONCRETO--------------------------------- -------------------------- 16.11 Kg / cm2 ACERO------------------------------------------------------------------ 1037.76 Kg / cm2 ESFUERZO PERMISIBLE: CONCRETO-------------------------------------------- --------------- 100 Kg / cm2 ACERO------------------------------------------------------------------ 2100 Kg / cm2 MOMENTO NEGATIVO ESFUERZOS ACTUANTES: CONCRETO-------------------------------------------- --------------- 50.44 Kg / cm2 ACERO------------------------------------------------------------------ 1755.72 Kg / cm2 ESFUERZO PERMISIBLE: CONCRETO-------------------------------------------- --------------- 100 Kg / cm2 ACERO------------------------------------------------------------------ 2100 Kg / cm2 CORTANTE ESFUERZOS ACTUANTES---------------------------------------- 7.43 Kg / cm2 ESFUERZO PERMISIBLE (CONCRETO) ---------- ----------- 3.98 Kg / cm2



111

10.10 CALCULO DE LOS MUROS DE RESPALDO PUENTE: “ RIO VIEJO 1 ” ELEMENTO ESTRUCTURAL: SUBESTRUCTURA PARTE DE LA ESTRUCTURA: MURO DE RESPALDO ANCHO DE CORONA---------------------------------------------------- 9.57 m PESO DEL EJE DEL VEHICULO-------------------------------------- 14.52 ton PESO VOLUMETRICO DEL MATERIAL DE RELLENO -------- 1.6 Ton / m3. ANGULO DE REPOSO DEL MATERIAL DE RELLENO--------- 33.7 ° Calculo de q = 14.52 / 9.57 = 1.52 Ton / m Calculo de h´ = 1.52 / 1.6 = 0.979 m

( ) ( )( ) ( )

286301.07.33.1/7.33.1

1/1

=+−=

+−=

KSenSenK

SenSenK αα

EMPUJE DE TIERRA: E =0.50 x 0.29 x 1.60 x 9.42 = 2.09 Ton BRAZO DE PALANCA Y = 3.07 / 3 = 1.02 m MOM. = Et * Y = 2.09 X 1.02 = 2.14 Ton-m CONSTANTES DE DISEÑO PARA CONCRETO fć =

250 Kg /c m2.

Fy =

4200 Kg /c m2.

fc =0.40 fć

100 Kg /c m2.

Es =

2038903 Kg /c m2.

K =1*(1+(fs/(nfc))) =

0.29 adimensional

fs =

2100 Kg /c m2.

Ec =57000 cf ´ =

238970 Kg /c m2.

J = 1- (k / 3) =

0.90 adimensional

n =(Es / Ec) =

8.53 adimensional

K = FC* k* J / 2 =

13.05 adimensional

Alfa = fckj2

=

0.28

Peralte del diafragma d =

15c m.

Ancho a analizar del elemento =

100 c m.

151365.2137277.0 <===bMALFAd IEN SE ACEPTA EL ESPESOR DEL DIAFRAGMA




112

( )251.7

**cm

dJfsMAs ==

UTILIZANDO VARILLAS DE 4 C 1.27 c m2. S = ( Av *100)/ As = 17 cm COMPARACION CON EL AREA DE ACERO MINIMO POR ESPECIFICACION, POR LO TANTO. As min. =(0.8 * fć ) / fy = 6.02 c m2. UTILIZANDO VARILLAS DE 4 C 1.27 c m2. S = ( Av *100)/ As = 21 cm SEPARACION MINIMA = 17 cm EN LA PARRILLA DELANTERA SE COLOCARAN: 4 C SEPARACION = 15 cm VERIFICACION POR CORTANTE B = 100 cm d = 15 cm

( )dJBMactu

**. =

( )2542.1

15*90.0*1002090. cmactu ==

OKperUcmperU

.........................54.198.3.98.325095.0. 2

>===

CALCULO POR CORTANTE – FRICCION Se revisara considerando cortante fricción debido a la colocación de los concretos en diferentes tiempos. El área requerida por esfuerzos de CORTANTE FRICCION será: RIGE FLEXION.

V =

2089.68 Kg

b =

100 cm

d =

20 cm

fs =

2100 Kg / c m2.

u =

1

Avf = V / fs

u =

0.9950881 c m2.



113

ACERO COLOCADO LONGITUDINALMENTE EN EL MURO POR TEMPERATURA. Ast = 0.0018 * b * d = 3.6 c m2. UTILIZANDO VARILLAS DE 4 1.27 c m2. S = ( Av *100)/ As = 35.19 cm SEPARACION = 35 cm SEPARACION = 30.00 cm ARMADO DEL MURO.

1. CALCULO DE LOS MUROS DE RESPALDO PUENTE: “ RIO VIEJO 1 ” ELEMENTO ESTRUCTURAL: SUBESTRUCTURA PARTE DE LA ESTRUCTURA: MURO DE RESPALDO (2) ANCHO DE CORONA---------------------------------------------------- 9.57 m PESO DEL EJE DEL VEHICULO-------------------------------------- 14.52 ton PESO VOLUMETRICO DEL MATERIAL DE RELLENO -------- 1.6 Ton / m3. ANGULO DE REPOSO DEL MATERIAL DE RELLENO--------- 33.7 ° * VER BIBLIOGRAFIA LIBRO 5

Varillas del 4C @ 30 cm


20

105 5

Imagen tomada del Plano de Adecuación de Coronas



114

Calculo de q = 14.52 / 9.47 = 1.53 Ton / m Calculo de h´ = 1.533263 / 1.6 = 1.0 m

( ) ( )( ) ( )

286301.07.33.1/7.33.1

1/1

=+−=

+−=

KSenSenK

SenSenK αα

EMPUJE DE TIERRA: E =0.50 x 0.29 x 1.60 x 7.89 = 1.81 Ton BRAZO DE PALANCA Y = 2.81 / 3 = 0.94 m MOM. = Et * Y =1.81 X 0.94 = 1.69 Ton-m CONSTANTES DE DISEÑO PARA CONCRETO fć =

250 Kg /c m2.

Fy =

4200 Kg /c m2.

fc =0.40 fć

100 Kg /c m2.

Es =

2038903 Kg /c m2.

K =1*(1+(fs/(nfc))) =

0.29 adimensional

fs =

2100 Kg /c m2.

Ec =57000 cf ´ =

238970 Kg /c m2.

J = 1- (k / 3) =

0.90 adimensional

n =(Es / Ec) =

8.53 adimensional

K = FC* k* J / 2 =

13.05 adimensional

Alfa = fckj2 =

0.28

Peralte del diafragma d =

15c m.

Ancho a analizar del elemento =

100 c m.

151190.1690277.0 <===bMALFAd BIEN SE ACEPTA EL ESPESOR DEL

DIAFRAGMA

( )294.5

**cm

dJfsMAs == * VER BIBLIOGRAFIA LIBRO 5



115

UTILIZANDO VARILLAS DE 4 C 1.27 c m2. S = ( Av *100)/ As = 21 cm COMPARACION CON EL AREA DE ACERO MINIMO POR ESPECIFICACION, POR LO TANTO. As min. =(0.8 * fć ) / fy = 6.02 c m2. UTILIZANDO VARILLAS DE 4 C 1.27 c m2. S = ( Av *100)/ As = 21 cm SEPARACION MINIMA = 21 cm EN LA PARRILLA DELANTERA SE COLOCARAN: 4 C SEPARACION = 15 cm VERIFICACION POR CORTANTE B = 100 cm d = 15 cm

( )dJBMactu

**. =

( )2333.1

15*90.0*1001806. cmactu ==

OKperUcmperU

.........................33.198.3.98.325095.0. 2

>===

CALCULO POR CORTANTE – FRICCION Se revisara considerando cortante fricción debido a la colocación de los concretos en diferentes tiempos. El área requerida por esfuerzos de CORTANTE FRICCION será:

RIGE FLEXION.

V =

1806.33 Kg

b =

100 cm

d =

20 cm

fs =

2100 Kg / c m2.

u =

1

Avf = V / fs

u =

0.8601572 c m2.



116

ACERO COLOCADO LONGITUDINALMENTE EN EL MURO POR TEMPERATURA. Ast = 0.0018 * b * d = 3.6 c m2. UTILIZANDO VARILLAS DE 4 1.27 c m2. S = ( Av *100)/ As = 35.19 cm SEPARACION = 35 cm SEPARACION = 30.00 cm ARMADO DEL MURO.

10.11 CALCULO DE LOS TOPES SISMORRESISTENTES PUENTE: “ RIO VIEJO 1 ” ELEMENTO ESTRUCTURAL: SUBESTRUCTURA PARTE DE LA ESTRUCTURA: TOPE SISMO RESISTNTE LONGITUD TOTAL---------------------------------------------------- 18.00 m ANCHO TOTAL---------------------------------------------------------- 9.60 m ANCHO DE CALZADA------------------------------------------------- 8.00 m CARGA MOVIL---------------------------------------------------------- HS-20 Y T3-S3 NUMERO DE CARRILES--------------------------------------------- 2 * VER BIBLIOGRAFIA LIBRO 5



20

105 5




117

11 CONSIDERACIONES GENERALES ESFUERZO DE RUPTURA DEL CONCRETO-------------------------------------- fć = 250 Kg / cm2 . MODULO DE ELASTICIDAD DEL CONCRETO---------------------------------------------- Ec = 237171 Kg / cm2 . LIMITE DE FLUENCIA DEL ACERO DE REFUERZO--------------------------------------- fy = 4200 Kg / cm2 . MODULO DE ELASTICIDAD DEL ACERO DE REFUERZO------------------------------ ES = 2040000 Kg / cm2 . ESFUERZO PERMISIBLE A LA COMPRESION DEL CONCRETO--------------------- 0.4 fć = 100 Kg / cm2 . ESFUERZO PERMISIBLE EN EL ACERO DE REFUERZO-------------------------------- 0.5 fý = 2100 Kg / cm2 . 12 DIMENSIONES PROPUESTAS.

13 ESFUERZO EN LA SUPERESTRUCTURA PESO DE LA ESTRUCTURA = 193.62 Ton. COEFICIENTE SISMICO C = 0.86 Q = 4.0 FUERZA SISMICA = 41.6283 Ton. MOMENTO MAXIMO = 624424.50 Kg - cm FUERZA CORTANTE = 41.6283 Ton. * VER BIBLIOGRAFIA LIBRO 5



118

14 ESFUERZO PERMISIBLE Y ACTUANTES REVISION DEL PERALTE α = 0.276063 d = 34.49202 < 44 ------------------OK PARA EL MOMENTO K = 0.29 J = 0.90 CON VARILLAS DE 5 C @ 10.0 cm fs = 1984.695 Kg / cm2 . < 2100.00 Kg / cm2 . -------------------OK PARA EL CORTANTE CON VARILLAS DE 4 C EN 4 RAMAS @ 10.0 cm V = 23.65244 Kg / cm2 . Vc = 3.98 Kg / cm2 . LOS ESTRIBOS ABSORVEN = 26.60 Kg / cm2 . = 30.59 Kg / cm2 . > 23.65244 Kg / cm2 .--------OK NOTA: LA REVISION DE CORTANTE FRICCION RESULTA MENOS CRITICA QUE LA FLEXION ASI QUE REGIRA ESTA ULTIMA. * VER BIBLIOGRAFIA LIBRO 5



119

10.12 CALCULO DE LOS BANCOS DE APOYO. PUENTE = RIO VIEJO CALCULO DE BLOQUES PARA IZAJE. DATOS

AREA =

6.06 cm

I =

14.57 cm4 .

X = Y =

1.5 cm

ESPESOR =

0.635 cm

PIEZAS =

4

H =

60 cm

fy =

2530 Kg / cm2 .

E =

2040000 Kg / cm2 .

P =

34000 Kg .

∑∑==

==

AAx

YX

cmYX 0

MOMENTO DE INERCIA

( )( )4

2

15.12731 cmI

AxXII

=

+= ∑

RADIO DE GIRO

cmr

AIr

23=

=∑





120

RELACION KL / r

ESFUERZO ADMISIBLE

CARGA QUE SOPORTA EL BLOQUE

10.13 CALCULO DE LAS NUEVAS CORONAS

REVISION DE LA CORONA PARA EL ESTRIBO No.1 PUENTE RIO VIEJO

SE REVISARA LA CORONA DEL ESTRIBO PROPUESTO, A LA PENETRACION ACTUANTE Y RELACIONARLA CON LA FATIGA PERMISIBLE, LA CUAL DEBE SER MAYOR. DONDE: fp = FATIGA ADMISIBLE A EL APLASTAMIENTO fć = FATIGA DEL CONCRETO = 250 Kg / cm2 . SEGÚN ACI


2/375.159tan

75.0´85.0

cmkgfptoporlo

cffp

=

==

φφ

OKKgkgkgPx

FadmAPx

.........................340039.3563039.35630

.*

>∴=

=∑

( ) ( )( )( )( )( ) ( ) ( )( ) ( ) ( )( )

2

33

22

/1470..

8//8//33/52//1.

cmKgadmF

CcrKLCcrKLfyCcrKLFadm

=

++−

=

16.126

2

62.2

2

=

=

=

Cc

fyECc

rKL

π




121

PROCEDEREMOS A CALCULAR LA RELACION MAXIMA DE LA LOSA SOBRE LOS APOYOS, CONSIDERANDO LA SIGUIENTE COMBINACION DE FUERZAS: CARGA MOVIL, CARGA MUERTA, IMPACTO, VIENTO SOBRE LA CARGA MOVIL, VIENTO SOBRE LA SUPERESTRUCTURA, FRENAJE: POR LO TANTO TENEMOS:

REACCION POR CARGA MOVIL Rv =

91.52 Ton

REACCION POR CARGA MUERTA Rm =

102.10 Ton

REACCION POR IMPACTO Ri =

17.39 Ton

211.01 Ton:

POR LO TANTO LA FUERZA TOTAL DEBIDO A LAS FUERZAS VERTICALES DETERMINADAS ES: Fv = 211.01 Ton = 211009 Kg SECCION = 35.0 x 30 = 1050 cm2 . ASI QUE LA FATIGA EXISTENTE O ACTUANTE A LA PENETRACION ES: F act. = 52752 / 1050 = 50.24 Kg / cm2 . F adm. = 159.38 Kg / cm2 . 50.24 Kg / cm2 . < 159.38 Kg / cm2 . --------------------- OK (La corona no falla por aplastamiento) CARGA QUE SOPORTA EL ESTRIBO σv =ESFUERZO POR CORTANTE


KgV

cmKgvcmBcmH

dondeEnBHvV

DespejandoHBVv

0.43600

/00.2100327

.5.1/)**(

**5.1

2

=

=

==

=

=

σ

σ

σ



122

VERIFICANDO POR CORTANTE EN LA SECCION

u.per = 3.99 > 0.74 -----------------------SE UTILIZARA ACERO MINIMO POR CORTANTE ACERO MINIMO POR CORTANTE DE ACUERDO AL ART. 8.19 LIMITES PARA REFUERZO POR CORTANTE, PARTE D REFUERZO, SECCION 8 CONCRETO REFORZADO, DE LAS ESPECIFICACIONES AASTHO (1996) Y ART. 8.19.1.2, DONDE SE REQUIERA REFUERZO POR CORTANTE, EL AREA DE ACERO A PROVEERSE NO DEBERA SER MENOR DE

DONDE b Y s ESTAN EN PULGADAS Y fy ESTA EN LIBRAS / PULG2.

22

22

303.2lg36.018.59694

84.9*31.43*50

lg31.43110lg/59694/4200

lg84.925

cmpuAv

pucmbpuLbcmkgfy

pucms

===

====

==

UTILIZANDO VARILLAS DE 3 C 0.71 cm2. EN 4 RAMAS As = 2.85 cm2. EL ACERO POR TEMPERATURA: As = 0.0018 bd As =0.0018 x 110 x 126 = 24.95 cm2. USANDO VARILLAS DEL No. 5 C As = 1.98 cm2. 13 SEPARACION = 24 * VER BIBLIOGRAFIA LIBRO 5 Y 6

( )

99.3.25095.0.

74.0126*89.0*110

20.9152

35

==

=

=

=

permperm

cmb

υυ

υ

υ

fybsAv 50

=



123

POR LO TANTO SE COLOCARAN @ 20 cm DETERMINACION DEL ACERO DE REFUERZO SE COLOCARAN TANTO EN EL LECHO SUPERIOR COMO EN EL INFERIOR VARILLAS 5 C @ 20 cm.

10.14 REFORZAMIENTO DEL ESTRIBO

PUENTE: “ RIO VIEJO 1 ” ELEMENTO ESTRUCTURAL: SUBESTRUCTURA PARTE DE LA ESTRUCTURA: ESTRIBO No.1 ANCHO TOTAL: 9.64 m DESCRIPCION DEL PROYECTO LOCALIZACION DE LA ESTRUCTURA CARRETERA: TAPANATEPEC – TALISMAN TRAMO: PIJIJIAPAN – TAPANATEPEC CAMINO: TIPO B KM 187+ 600




124

GENERALIDADES EL PUENTE RIO VIEJO ES UNA ESTRUCTURA CONSTITUIDA DE UNA SUPERESTRUCTURA DE CONCRETO CON LONGITUD DE 18.40 m. LA SUPERESTRUCTURA ESTA SOPORTADA POR 2 ESTRIBOS DE MAMPOSTERIA REFORZADOS, ASI COMO DE UNA CIMENTACION SUPERFICIAL. CARACTERISTICAS GEOMETRICAS

ANCHO DE ESTRIBO =

9.57 m

ANCHO TOTAL =

9.64 m

ANCHO DE CALZADA =

7.80 m

LONGITUD DEL CLARO =

18.00 m

ESVIAJE =

27°43´36´´

ALINEAMIENTO HORIZONTAL =

EN TANGENTE

ALINEAMIENTO VERTICAL =

EN TANGENTE

NUMERO DE APOYOS HACIA LA CORONA =

4 PZAS

EL ANALISIS DE CARGA DE LOS ELEMENTOS SE REALIZO CONSIDERANDO LOS GRUPOS DE CARGAS SIGUIENTES: GRUPO I.-C.M + (C.V + I) + E.T + S + PC GRUPO II.-C.M + E.T + S + PC V.E GRUPO III.-C.M + S + PC + ( 0.3 V.E ) + F.C + V.C.V + F.L. GRUPO VII.-C.M + E.T + T.T + S + PC



125

PUENTE: “ RIO VIEJO 1 ” ELEMENTO ESTRUCTURAL: SUBESTRUCTURA SE DISEÑA: ESTRIBO No.1 MAMPOSTERIA DE 3ª CLASE. CONSIDERACIONES GENERALES PARA EL DISEÑO: ABERTURA DE LOS ALEROS = 30.00 Y CURVA ESFUERZO ADMISIBLE DE COMPRESION =

10.00 Kg/ cm2.

ESFUERZO ADMISIBLE DE TENSION =

1.00 Kg/ cm2.

ESFUERZO ADMISIBLE DE CORTANTE =

2.00 Kg/ cm2.

CAPACIDAD DE CARGA DEL TERRENO =

50.00 Ton/ cm2.

COEFICIENTE DE FRICCION SUELO –MAMPOSTERIA.

0.60 ADIMENSIONAL

ESTRUCTURA DEL GRUPO =

C

FACTOR DE IMPORTANCIA =

1.00 ADIMENSIONAL

ZONA SISMICA DE LA REPUBLICA =

C

TIPO DE SUELO =

II

COEFICIENTE SISMICO DE LA REGION =

0.86 ADIMENSIONAL

FACTOR DE COMPORTAMIENTO SISMICO PARA SUPERESTRUCTURA =

4.00 ADIMENSIONAL

FACTOR DE COMPORTAMIENTO SISMICO PARA SUBESTRUCTURA =

2.00 ADIMENSIONAL

PESO VOLUMETRICO DEL CONCRETO ARMADO =

2.40 Ton/ cm3.

PESO VOLUMETRICO DEL CONCRETO CICLOPEO =

2.30 Ton/ cm3.

PESO VOLUMETRICO DE LA TIERRA =

1.60 Ton/ cm3.

PESO VOLUMETRICO DE MAMPOSTERIA =

2.20 Ton/ cm3.



126

DIMENSIONES PROPUESTAS

Imagen tomada del Plano Alternativa de solución



127

EFECTOS PARA LA SECCION DE DESPLANTE

IMPACTO =

0.19 %

• BAJADA DE CARGAS

CARGA VIVA PUNTUAL EN UN ESTRIBO =

81.25 Ton

CARGA MUERTA PUNTUAL EN UN

ESTRIBO =

110.59 Ton

LONGITUD DE DESARROLLO PARA

CALCULAR EL EMPUJE DE TIERRAS =

10.61 Ton

• PESO PROPIO DEL ESTRIBO Y TIERRAS

CORONA 1 =

1.45 Ton

DIAFRAGMA =

1.53 Ton

CUERPO 1 =

6.00 Ton

CUERPO 2 =

6.82 Ton

CUERPO 3 =

2.92 Ton

CUERPO 4 =

8.30 Ton

CUERPO 5 =

2.02 Ton

CUERPO 6 =

3.70 Ton

PESO DE TIERRA (7) =

5.96 Ton


4.36 Ton


1.44 Ton

PcvT =

7.66 Ton

PcmT =

10.43 Ton



128

• EMPUJE DE TIERRAS

ANGULO DE REPOSO DEL MATERIAL =

33.70

PESO POR EJE DE UN VEHICULO =

14.52 Ton

EMPUJE TOTAL ES IGUAL AL AREA

DEL TRAPECIO =

14.13 Ton

BRAZO DE PLACA ES IGUAL A LA DE

UN TRAPECIO =

3.01 m

• EFECTOS DE FRICCION.

EFECTOS DE FRICCION ( 5 % DE LA

CARGA MUERTA) =

0.52 Ton/ ml

CON UN BRAZO DE PALANCA =

6.78 m

• EFECTOS DE FRENAJE

EFECTOS DE FRENAJE (5 % DE LA

CARGA MOVIL PARA UN T3-S2-R4 ) =

0.16 Ton/ ml


6.78 m • EFECTO DE SISMO

PARA SUPERESTRUCTURA =

3.89 Ton/ ml


6.78 m

PARA SUBESTRUCTURA =

1.65 Ton/ ml


2.55 m



129

• VIENTO LONGITUDINAL SOBRE LA SUPERESTRUCTURA

AREA EXPUESTA DE LA

ESTRUCTURA =

30.00 m2.

INTENSIDAD DE VIENTO =

59.00 Kg / m2.

FUERZA PROVOCADA POR EL

VIENTO EN LA SUPERESTRUCTURA =

0.17 Kg / ml


VIENTO EN LA SUPERESTRUCTURA (30 %) =

0.05 Kg / ml


10.09 m

• VIENTO SOBRE LA CARGA VIVA

INTENSIDAD DE VIENTO =

60.00 Kg / m2.


VIENTO SOBRE LA CARGA VIVA =

0.10 Kg / ml


10.09 m

• EFECTOS DE TEMPERATURA

SE CONSIDERA EL 4 % DE LA CARGA

MUERTA =

0.42 Kg / ml


6.78 m



130

• GRUPOS PARA LA SECCION DE DESPLANTE

1. GRUPO 1

2. GRUPO II

3. GRUPO III

BRAZOVERT. HORIZ. VERT. HORIZ.

46.9 120.6110.43 2.54 26.517.66 2.54 19.48

14.13 3.01 42.55

FV= 64.99 FH= 14.13 MV= 166.60 MH= 42.55

CARGAS (Ton) MOMENTO (Ton-m)

EMPUJE DE TIERRAS+ SOBRE CARGA

CARGAS (Ton )

W (P.P) DEL ESTRIBOW (P.SUPERESTRUCTURA)W (PESO POR C.V.)


46.90 120.6110.43 2.54 26.51

0.17 10.09 1.68

14.13 3.01 42.55

FV= 57.33 FH= 14.30 MV= 147.12 MH= 44.23



CARGAS (Ton )

W (P.P) DEL ESTRIBOW (P.SUPERESTRUCTURA)VIENTO (SUPEREST.)


46.9 120.6110.43 2.54 26.51

14.13 3.01 42.557.66 2.54 19.48

0.1 10.09 1.030.52 6.78 3.530.16 6.78 1.060.42 6.78 2.83

FV= 64.99 FH= 15.50 MV= 166.60 MH= 52.68

FRENAJETEMPERATURA

0.17 10.09VIENTO (SUPERESTRUCTURA) x VIENTO (SOBRE C.V.)FRICCION

1.68

CARGAS (Ton) MOMENTO (Ton-m)CARGAS (Ton )

W (P.P) DEL ESTRIBOW (P.SUPERESTRUCTURA)

W (PESO POR C.V.)

E2(EMPUJE DE TIERRAS+ SOBRE CARGA)



131

4. GRUPO VII

EFECTOS PARA LA SECCION INTERMEDIA

LONGITUD DE DESARROLLO PARA

CALCULAR EL EMPUJE DE TIERRAS =

9.72 Ton

• PESO PROPIO DEL ESTRIBO Y TIERRAS

CORONA 1 =

1.45 Ton

DIAFRAGMA =

1.53 Ton

CUERPO 1 =

2.19 Ton

CUERPO 2 =

6.82 Ton

CUERPO 3 =

2.92 Ton


3.60 Ton


1.59 Ton

PcvT =

8.36 Ton

PcmT =

11.38 Ton


46.90 120.6110.43 2.54 26.51

FV= 57.33 FH= 19.67 MV= 147.12 MH= 73.14

42.55

4.222

26.37

14.13

1.65

3.89

3.01

2.55

6.78

E2(EMPUJE DE TIERRAS+

SOBRE CARGA)

F.S(FZA SISMICA) SUPERESTRUCTURA

F.S(FZA SISMICA) SUBESTRUCTURA





132

• EMPUJE DE TIERRAS

EMPUJE TOTAL ES IGUAL AL AREA

DEL TRAPECIO =

10.88 Ton

BRAZO DE PLACA ES IGUAL A LA DE

UN TRAPECIO =

2.24 m

• EFECTOS DE FRICCION.

EFECTOS DE FRICCION ( 5 % DE LA

CARGA MUERTA) =

0.57 Ton/ ml


4.53 m

• EFECTOS DE FRENAJE

EFECTOS DE FRENAJE (5 % DE LA

CARGA MOVIL PARA UN T3-S2-R4 ) =

0.17 Ton/ ml


4.53 m • EFECTO DE SISMO

PARA SUPERESTRUCTURA =

4.24 Ton/ ml


4.53 m

PARA SUBESTRUCTURA =

0.89 Ton/ ml


2.41 m



133

• VIENTO LONGITUDINAL SOBRE LA SUPERESTRUCTURA


VIENTO EN LA SUPERESTRUCTURA =

0.18 Kg / ml


VIENTO EN LA SUPERESTRUCTURA (30 %) =

0.05 Kg / ml


7.84 m

• VIENTO SOBRE LA CARGA VIVA

FUERZA PROVOCADA POR EL VIENTO SOBRE LA CARGA VIVA =

0.11 Kg / ml


7.84 m

• EFECTOS DE TEMPERATURA

SE CONSIDERA EL 4 % DE LA CARGA

MUERTA =

0.46 Kg / ml


4.53 m

• GRUPOS PARA LA SECCION DE DESPLANTE

1. GRUPO 1


22.5 37.8911.38 1.55 17.638.36 1.55 12.96

10.88 2.24 24.42

FV= 42.24 FH= 10.88 MV= 68.48 MH= 24.42



CARGAS (Ton )

W (P.P) DEL ESTRIBOW (P.SUPERESTRUCTURA)W (PESO POR C.V.)



134

2. GRUPO II

3. GRUPO III

4. GRUPO VII


22.50 37.8911.38 1.55 17.63

0.05 7.84 0.43

10.88 2.24 24.42

FV= 33.88 FH= 10.93 MV= 55.52 MH= 24.85



CARGAS (Ton )

W (P.P) DEL ESTRIBOW (P.SUPERESTRUCTURA)VIENTO (SUPEREST.)


22.5 37.8911.38 1.55 17.63

10.88 2.24 24.428.36 1.55 12.96

0.11 7.84 0.870.57 4.53 2.580.17 4.53 0.770.46 4.53 2.06

FV= 42.24 FH= 12.24 MV= 68.48 MH= 31.13

FRENAJETEMPERATURA

0.05 7.84VIENTO (SUPERESTRUCTURA) x VIENTO (SOBRE C.V.)FRICCION

0.43



W (PESO POR C.V.)

E2(EMPUJE DE TIERRAS+

SOBRE CARGA)


22,50 37,8911,38 1,55 17,63

FV= 33,88 FH= 16,01 MV= 55,52 MH= 45,79

24,42

2,146

19,22

10,88

0,89

4,24

2,24

2,41

4,53

E2(EMPUJE DE TIERRAS+ SOBRE CARGA)

F.S(FZA SISMICA)

SUPERESTRUCTURA

F.S(FZA SISMICA)

SUBESTRUCTURA





135

REVISION EN LA SECCION DE DESPLANTE Base del estribo para todos los grupos = 4.20 m Centroide de la cimentación para todos los grupos = 2.10 m Distancia a la cual se aplica la carga para el GRUPO I = 1.91 m Distancia a la cual se aplica la carga para el GRUPO II = 1.79 m Distancia a la cual se aplica la carga para el GRUPO III = 1.75 m Distancia a la cual se aplica la carga para el GRUPO VII = 1.29 m Momento de inercia de la cimentación para todos los grupos = 6.17 m4 Excentricidad para el GRUPO I = 0.19 m Excentricidad para el GRUPO II = 0.31 m Excentricidad para el GRUPO III = 0.35 m Excentricidad para el GRUPO VII = 0.81 m Momento de diseño para el GRUPO I = 12.41 Ton- m Momento de diseño para el GRUPO II = 17.48 Ton- m Momento de diseño para el GRUPO III = 22.55 Ton- m Momento de diseño para el GRUPO VII = 46.39 Ton- m NOTA: los resultados de esfuerzos en el terreno, deslizamientos y volteo se presentan en la tabla de resumen.



136

12.CONCLUSIONES

Aun cuando por su longitud, los puentes representan una porción pequeña de la red, constituyen un eslabón vital que garantiza la continuidad del funcionamiento de toda la red. Su colapso ocasiona, frecuentemente, perdidas de vidas y cuantiosas perdidas económicas, tanto por la obra destruida como por la interrupción o demora de la operación. Por estas razones, conservarlos es una necesidad

La infraestructura de un país y su desarrollo constituyen la plataforma más importante para su crecimiento económico. En este contexto la infraestructura que permite la comunicación por vía terrestre, se ha convertido en un elemento de gran trascendencia de integración nacional, al permitir el desplazamiento de su población a lo largo del territorio nacional y al poner en contacto a productores, distribuidores y consumidores para hacer realidad la actividad económica.

Por ello los puentes son una parte importante en la infraestructura del país aun cuando solo representan una porción pequeña en una red vial.

Es por ello que es importante dedicar medios humanos y técnicos suficientes que permitan tener un conocimiento completo y actualizado de su estado, cuyo trabajo de inspección, y evaluación nos permita saber si cumple con su funcionalidad y seguridad con la que fue proyectada.

Todo esto se debe a que el deterioro de nuestros puentes es una realidad que es debida principalmente a factores como edad, diseño, defectos de construcción, incremento de cargas, medio ambiente adverso y a un mantenimiento inadecuado, lo que genera que muchos de los puentes que constituyen la infraestructura del país se encuentren en malas condiciones y puedan ocasionar perdidas económicas y lo mas grave perdidas de vida.

Es por ello que tenemos que tomar conciencia que la conservación de puentes es primordial para el desarrollo de un país y sobre todo para evitar perdidas de vida.



137

13.BIBLIOGRAFIA

1.- EULALIO JUÁREZ BADILLO

ALFONSO RICO RODRÍGUEZ

1999

MECANICA DE SUELOS TOMO I

LIMUSA S.A DE C.V

MÉXICO D.F

PAG. 615 a 623

2.- EULALIO JUÁREZ BADILLO

ALFONSO RICO RODRÍGUEZ

1999

MECANICA DE SUELOS TOMO II

LIMUSA S.A DE C.V

MÉXICO D.F

PAG. 343 a 399 y 401 a 442

3.- SAMUEL TRUEBA CORONEL

1994

HIDRÁULICA

CONTINENTAL S.A DE C.V

MÉXICO D.F

PAG. 177 a 189 y 293 a 294



138

4.- BENNO LOSER

1989

HORMIGÓN ARMADO

BUENOS AIRES S.A DE C.V

MÉXICO D.F

PAG. 10 a 18 , 55 a 63 , 70 a 73 y 290 a 310

5.- T.Y LIN

1992

CALCULO DE LAS ESTRUCTURAS DE CONCRETO

CONTINENTAL S.A DE C.V

MÉXICO D.F

PAG. 15 a 31 y 34 a 40

6.- NORMAS DE CONSTRUCCIÓN SCT

1999

NORMAS TÉCNICAS COMPLEMENTARIAS

1999

BERBERA S.A DE C.V

Documents

TESIS REESTRUCTURACION DEL PUENTE RIO VIEJO