instituto politécnico nacional · 2017. 12. 14. · por lo cual cunado se presente la temporada de...

Instituto Politécnico Nacional

Escuela Superior de Ingeniería y Arquitectura (Unidad Profesional Zacatenco)

Tesis Profesional:

PROYECTO ESTRUCTURAL DEL PUENTE “BOQUIAPA” UBICADO EN EL MUNICIPIO DE JALPA DE MÉNDEZ, EN EL

EDO. DE TABASCO.

Por:

Marcos Domingo Arévalo Arredondo.

Asesor:

Ing. Antonia Gabriela Bada Cruz.

Texcoco México Agosto Noviembre del 2005

Dedicatoria

Proyecto Estructural del Puente Boquiapa.

2

La presente tesis esta dedicada a mis padres que me han apoyado a lo largo de mi desempeño académico; a pesar de todos los imprevistos que se presentaron, siempre se encontraron con migo para apoyarme.

Dedico este ejemplar a mi esposa e hijo que son impulsores de mi fuerza para seguir adelante.

En el presente documento agradezco a la Ing. Gabriela A. Bada Cruz, por apoyarme en la elaboración de la tesis con la cual obtendré mi titulo de Ingeniero Civil.

Gracias a todas aquellas personas que hicieron posible la elaboración de este ejemplar.

Camino por Recorrer.

El tiempo ha transcurrido, y a mi vida a dado sentido. Pues mi alegría ha llegado y mi carrera finalmente he terminado. Un hijo he tenido. Un árbol he sembrado. Y el tiempo ya transcurrido de un año soñado, que con gozosa esperanza, mi destino ha trazado; y del camino recorrido, tan sólo un fragmentó lo he logrado. Camino por recorrer. La vida por andar.

Una meta, un objetivo y un nuevo camino, comienzo a trazar. He caído, he tropezado y de pie me he postrado. Pues caída tras caída, y tropiezo tras tropiezo, el destino me a forjado, como un guerrero. Y ahora, como un ingeniero, de mi a logrado. El tiempo pasa y sin duda alguna, no da marcha atrás. Y así comienza, una pagina más, de un camino por andar.

La imaginación y no la violencia, Es la construcción de un mundo mejor Como legado para la nueva generación.

Marcos Domingo II Arévalo Arredondo Mayo de1998

Índice General.

Prologo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 05 Introducción. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 06 Problema de investigación. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 09


3

Justificación del problema. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

Capitulo I Estudios de Campo 11

Estudios Topográficos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 Estudios Hidráulicos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 Estudios de Cimentación. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 Estudios de Transito. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 Estudios de Construcción. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 Estratigrafía y Tipos de Formación. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 Informes de Campo para Proyecto del Puente. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

Capitulo II Estudios de Gabinete. 35

Longitud del Puente. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 Elementos Necesarios para Determinar la Longitud del Puente. . . . . 36 Cálculos para Determinar la Longitud del Puente Boquiapa. . . . . . . . 37 Cargas para Puentes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41

Capitulo III Elección de la Alternativa para la Construcción del Puente Boquiapa. 48

Formulación de alternativas posibles. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 Análisis de alternativas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 Valuación física. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 Valuación económica. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 Selección de la alternativa más conveniente. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 Alternativa I. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 Alternativa II. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 Alternativa III. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 Comparación de las Alternativas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56 Elección de la Alternativa más Conveniente. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57

Capitulo IV Análisis y Diseño de la Superestructura 59

Datos Básicos de Diseño. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59


4

Diseño de la Superestructura. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 Propiedades de la Sección Simple Tipo IV. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61 Propiedades de la Sección Compuesta. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 Centros de Gravedad. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64 Acciones Internas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 Relación máxima entre la viga simplemente apoyada producida por la carga viva HS-20 (Fig. 3.3). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70

Análisis a Flexión. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71 Resistencia al Cortante, Esfuerzo del Alma. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79 Coordenadas, Longitud y Diagramas de los cables. . . . . . . . . . . . . . . 81 Longitud de los cables. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86 Diagramas de Tensado. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87 Análisis y Diseño de la Losa de Concreto Reforzado. . . . . . . . . . . . . . 92 Dimensionamiento de Diafragmas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95

Capitulo V

Análisis y Diseño de la Subestructura. 96 Aspectos Generales del Análisis y de la Estructuración de la Subestructura. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96

Dimensiones del muro en ménsula. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98 Solicitaciones. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99 Proyecto de la Superestructura. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101 Proyecto de la Subestructura. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102 Empuje de Tierra para la Condición de Carga de los Grupos I y II. . . 104 Análisis de la Subestructura Mediante Computadora Utilizando el Programa Ram Advanse. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106

Diseño de los Elementos Estructurales de la Subestructura. . . . . . . . 116 Diseño del Muro. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116 Dimensionamiento de Pilotes Sujetos a Compresión y Flexión Biaxial. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124

Calculo de la Rasante. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127

Capitulo VI Especificaciones de Construcción. 131


5

Introducción. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131 Especificaciones Institucionales. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131 Especificaciones Particulares. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131 Especificaciones Complementarias. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131 Especificaciones para la construcción de la superestructura. . . . . . . . 132 Trabes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140 Losa Y Diafragmas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141 Guarnición Sobre la Losa Tipo 1. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142 Especificaciones para la Construcción de la Subestructura. . . . . . . . . 142 Caballetes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144 Pilotes Precolados. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144 Izado e hincado. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144 Conclusiones. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145 Bibliografía. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147 Anexos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148 Plano del Puente Boquiapa. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148

Prologo.


6

Los motivos por los cuales se llevó acabo la elaboración de estos documentos, es para obtener el título de ingeniero civil mediante este legado; el cual trata del desarrollo del puente “Boquiapa“ resultando una pieza importante para la economía y desarrollo de la zona cacaotera del municipio de Jalpa de Méndez, en el estado de Tabasco. Como se sabe el estado de Tabasco es uno de los 32 estado que conforman la república mexicana; este estado es uno de los mas ricos en recursos naturales. Por este motivo es una pieza clave el desarrollo de nuevas vías de comunicación para tener una explotación de los recursos naturales que se encuentran en el estado ya entes mencionado. Por lo tanto el desarrollo de un nuevo camino por el cual cruza con el arroyo boquiapa, mismo el nombre que se le da al proyecto del puente que cruzará a través del arroyo, dando así un beneficio para las comunidades cacaoteras de este estado. Así entonces en este documento se cuenta con los estudios hidrológicos pertinentes y detallados para el control de avenidas máximas extraordinarias, puesto que el cause sufre derrames importantes por ser muy tendido en todo su desarrollo, por lo cual se realizó el estudio hidrológico adecuado y actualizado. En la producción de este ejemplar se agradece a mi asesor y a todas las personas que apoyaron e hicieron posible la realización de esta investigación documental.

Introducción.


7

En el presente documento se menciona el desarrollo del proyecto estructural del puente boquiapa ubicado en el municipio de Jalpa de Méndez, estado de Tabasco.

Localización

El municipio de Jalpa de Méndez se localiza en la región de la Chontalpa y tiene como cabecera Municipal a la ciudad de Jalpa de Méndez, la que está ubicada al Norte 18º25’, al Sur 18º04’ de latitud Norte, al Este 90º00’, al Oeste 93º13’ de longitud Oeste.

El estado de tabasco esta situado al sureste de México, en la

llanura costera de la región del Golfo, junto al istmo de Tehuantepec. Limita por el norte con el golfo de México, por el noreste con Campeche,


8

por el sur con Chiapas, por el oeste con Veracruz y por el sureste con Guatemala.

Es un estado eminentemente agropecuario. Se cría principalmente ganado bovino y porcino. Ocupa a escala nacional el primer lugar en la producción de cacao y plátano (banano) y el tercero en la de piña (ananá); además, se cultiva caña de azúcar, arroz, maíz, café y naranja. i

• Historia y Geografía del Estado de Tabasco. Pág.153-180. • Cuaderno Estadístico Municipal de Jalpa de Méndez. Estado de Tabasco. Pág. 1-50.

Como podemos saber es un estados con muchos recursos

naturales, por lo cual se encuentra en desarrollo, por lo mismo se presenta el proyecto de este puente ya que traerá un beneficio a las zonas cacaoteras y plataneras del estado, de ahí la necesidad de crear vías terrestres de comunicación como parte de la infraestructura, teniendo como consecuencia un desarrollo en la economía del estado y el país.


9

Para la elaboración de este proyecto del puente boquiapa se consideraron 3 alternativas:

1. Losa sobre 2 nervaduras de concreto reforzado. 2. Losa de concreto reforzado sobre 4 trabes de concreto. 3. Losa de concreto reforzado sobre 2 trabes de acero.

De estas 3 propuestas se decidió considerar como la más viable la

propuesta 2, para saber el porque se eligió una de estas 3 alternativas se realizo una valuación física y económica:

Valuación física:

Estas alternativas propuestas pueden realizarse desde el punto de vista física puesto que:

• Existen los materiales necesarios y los procedimientos de

fabricación que permiten su construcción. • No hay alguna limitación de carácter físico que impida su

elaboración.

Valuación económica: Es necesario hacer un análisis económico de orden y magnitud que permita comparar las tres alternativas y determinar si su costo esta dentro de las limitantes económicas en la necesidad inicialmente detectada.

Por lo tanto después de realizarse estas valuaciones se opto por acoger la alternativa 2, que consiste en una losa de concreto reforzado sobre 4 trabes de concreto.

Objetivo general:

• Saber los motivos por los cuales se llevara acabo la realización del puente boquiapa.

Objetivos específicos:

• Saber los beneficios que traerá a las comunidades cercanas. • Conocer las 3 propuestas para el diseño del puente. • Saber cual fue la propuesta mas adecuada para el proyecto.

Problema de Investigación.


10

El camino actual cruza por el arroyo “Boquiapa” mediante una obra existente con un solo claro de 10m de longitud y una altura media de la estructura desde la rasante de la base que va de 1.80m, dicha estructura esta formada con una plataforma de tubos de acero de 20cm de diámetro, y se encuentran simplemente apoyados en el terreno natural; por lo cual cunado se presente la temporada de lluvias se tiene avenidas máximas extraordinarias que han llegado a quedar a 20cm. Arriba de la rasante de la estructura, teniendo en cuenta que el área hidráulica de bajo del puente es de 22.54m2.

La obra existente tiene un registro de construcción en el año de

1985; quedando así en la actualita ineficiente para el volumen transito requerido y el ancho de calzada adecuada para su capacidad; con respecto al estudio de trancito promedio diario anual (T.P.D.A) se tiene un registro promedio para el año de 1993 de 2,300 vehículos, para el año de 1996 se registraron 4,800 vehículos, para el año del 2,000 se espera un aumento vehicular de 5,300 vehículos, por lo cual se time que llevar acabo la construcción de un nuevo libramiento (Puente Boquiapa) con el cual se tiende al mejoramiento de una economía y desarrollo potencial para el estado de tabasco. Determinación del problema:

Social

Características de Interés:

Construcción del Puente Boquiapa

Ubicación Geográfica:

Jalpa De Méndez Edo. Tabasco

Formulación del problema: ¿Cuál seria las consecuencias de no realizar la construcción del nuevo puente?

Justificación del Problema.

Puente Boquiapa

Beneficios Económicos Fenómenos Naturales

Reemplazo del Puente Existente

Nueva Carretera

Transportación de Materia Prima


11

En la actualidad el camino es de tipo rural teniendo en cuenta que se tiene una cantidad considerable en volumen de trancito, el estudio de trancito promedio diario anual (T.P.D.A) se tiene un registro promedio para el año de 1993 de 2,300 vehículos, para el año de 1996 se registraron 4,800 vehículos, para el año del 2,000 se espera un aumento vehicular de 5,300 vehículos, por lo cual se time que llevar acabo la construcción de un nuevo libramiento en este caso el puente Boquiapa con el cual se tiende al mejoramiento de la comunicación en todo el tiempo de las zonas productoras de cacao y plátano para así lograr que pueda salir de las plantaciones a los centros de industrialización y comercialización mejorando la economía y desarrollo potencial del municipio de Jalpa de Méndez y el estado de Tabasco.

La construcción del camino es de suma importancia, ya que será

benéfico para las zonas cacaoteras y plataneras de la región, por lo tanto se requiere remplazar el punte existente por un nuevo punte el cual tendrá un mayor ancho de calzada, una mejor estructuración, y una mayor capacidad de fluidez de trancito. Posteriormente se hablara en el capitulo I de manera mas completa del estudio de trancito.

Al mismo tiempo en que le puente facilitara la transportación del

producto, no tendrá problemas en temporada de lluvias ya que con esta nueva propuesta y la contracción del puente no tendrá problema de sobre elevación del agua de las avenidas máximas extraordinarias ya que se diseñara con este propósito, es por eso que una de las razones primordiales de sustituir el puente existente es por que en tiempo de lluvias este corría el riesgo de ser destruido y así entonces impedir la comunicación hacia las zonas cacaoteras y plataneras de la región.

Por lo tanto debido a estos percances se requirió considerar esta

solución y así mantener una producción constante y duradera, ya que este producto es perecedero.

La construcción del puente boquiapa nos permitirá que alargo

plazo la construcción del la carretera y el puente serán rentables ya que se tendrá un mayor incremento en la economía de esta zona de plantíos de cacao y plátano.

Otra de las razones existentes por las cuales se requiere sustituir

el puente existente, es la que el punte se encuentra simplemente apoyado sobre el terreno natural, lo cual causaría gran peligrosidad, ya que en tiempo de avenidas extraordinarias podría ser arrastrado por la corriente del agua, causando así una perdida para la población y una baja en la economía de la zona.

CAPITULO I Estudios de Campo


12

Estudios Topográficos: Debido a la ubicación del puente y las características del terreno, tanto en planta como en elevación, nos obliga a la realización de los estudios topográficos. En cuanto a la ubicación de la estructura se optó por hacer un reconocimiento preliminar de la zona en la cual se deberá construir el puente, ya que el puente existente se ubica en una zona no muy conveniente, donde se cuenta con un claro máximo de 10m, lo cual nos trae como consecuencia un desbordamiento del arroyo, por lo tanto se buscó una zona donde se tuviera una mayor área en la cual se tendría una mejor ubicación del puente; el reconocimiento preliminar nos sirve para darnos cuenta de las condiciones generales del terreno , tanto en relación de la estructura en si, como en relación del trazo general del camino. Es decir, este reconocimiento nos sirve para darnos cuenta de los posibles lugares de cruzamiento, cada uno de los cuales exigirá considerar ventajas y desventajas que se presente, así entonces estas ventajas deberán estimarse en dos puntos de vista: el económico y el técnico. Desde el punto de vista técnico, un sitio de cruce, conviene que reúna las características posibles para un buen alineamiento general del trazo de las proximidades del puente y un buen perfil de las líneas. Además las condiciones de la cimentación para la estructura deberán ser satisfactorias ya que todas estas circunstancias deben ser consideradas en su reconocimiento preliminar y decidir bien el lugar para una posible ubicación del puente. Desde el punto de vista económico, hay que tener presente que un puente es una parte elemental de un camino, es decir, en general habrá más de un lugar visible para construir un puente y no deberá juzgarse que el cruce más corto sea más económico para la construcción de un puente, ya que puede suceder que el cruce exija un trazo en su acceso que lo convierta en antieconómico. Es posible que un camino que exista tenga un cruce que requiera un puente costoso, ya sea por su longitud, por su altura o por su cimentación, por lo que los tramos de acceso del camino sean reducidos; esto hace ver claramente que no debe en general compararse sólo el costo del puente sino el costo en conjunto del puente y los tramos de acceso. Al hacer el reconocimiento previo se tiende a la elaboración de un croquis en la que aparezca la zona recorrida mostrando la configuración aproximada del terreno previamente se tiende a elaborar el


13

levantamiento topográfico con curvas de nivel que revelan la configuración del terreno. Por lo demás este levantamiento, que puede llamarse general suele hacerse en ocasiones una vez que se han estudiado a detalle varios cruces, considerando los trazos que se requieren, con los datos de las curvas de nivel y las tangentes que integran estos trazos. A partir de los datos obtenidos cuyas principales observaciones, convienen consignar en un plano donde comprende fundamentalmente la planta que abarque toda la zona del cruce a uno y a otro lado del eje opuesto en una extensión variable según las condiciones del caso. Con apoyo de esta planta considerada del cruce, se define mejor el eje conveniente del mismo escogiendo la dirección más adecuada; por lo general y salvo en ocasiones específicas se prefieren los cruces normales, es decir que el eje del cruce conforme un ángulo de 90 grados con el eje del camino. Estudios Hidráulicos En el diseño y la elaboración de constricción del puente Boquiapa fue pertinente hacer los estudios hidrológicos para conocer el gasto máximo en épocas de avenidas ya que es de 83 m3 /seg., teniendo en cuenta que estos niveles que alcanza el agua tienden a inundar las zonas y bloquear el paso de un lado a otro de las zonas cacaoteras y plataneras de la región. En caso que por alguna circunstancia no se pudieran obtener estos datos directamente de los aforos que permitan conocer el gasto de las avenidas máximas extraordinarias se tiene que valer de medios indirectos para conocer de mejor manera posible estos gastos. Se puede clasificar en los siguientes grupos:

1. Formulas y métodos empíricos: en estos casos se tiene el método racional, formula de Burkli-Ziegler (áreas menores a 250 he y la formula Dieckens (áreas de 0.25 a 25 Km.).

2. Método estático. 3. Métodos basados en el Ideografía unitario y el método de

Ven Te Show. 4. Procedimiento sección-pendiente.

En este caso los registros se obtuvieron por el punto 4

procedimientos sección- pendiente.


14

El arroyo Boquiapa desemboca en el arroyo el toro a 160m aguas abajo del cruce y sufre de influencia hidráulica del mismo arroyo; su escurrimiento es de carácter torrencial, siendo su cause estable y muy vegetativo. Puesto que el cause sufre de derrames importantes por ser muy tendido en todo su desarrollo, no pudo definirse su cuenca, dando como consecuencia la imposibilidad de realizarse el estudio hidráulico mas detallado y completo. Se obtuvieron datos importantes los cuales fueron facilitados para su realización de los cálculos pertinentes para poder definir la longitud del puente; los datos se obtuvieron mediante una inspección de campo, la cual nos arrojo como datos, un gasto Q = 50 m3 / s, con una velocidad media Vm = 1.25 m/s. El NAME de diseño deberá ser correspondiente a la influencia del arroyo “El Toro” con una cota de 54.10m, para permitir el libre transito de cuerpos flotantes a 1.50 m por de bajo del puente como mínimo medido del nivel de aguas de remanso a la base inferior del puente.

Cabe mencionar que en la parte del cause presenta una contra pendiente en el sitio del cruce, así mismo el cause aguas abajo presenta una topografía plana. Estudios Geotécnicos Para la Cimentación. Las condiciones de cimentación de un cruce son factores importantes para decir el tipo de puente por construir, ya que se tiene influencia en aspectos como:

1. El sistema de cimentación a emplear, el cual puede ser por medio de cimentación superficial, profunda asiendo uso de pilotes y pilas.

2. La longitud de los claros requeridos. 3. La elección del tipo de la subestructura, elevación de la

rasante, el tipo y longitud de proyecto.

Esto puede influir en las condiciones de la cimentación dependiendo de las características del terreno, el suelo del cruce mediante la realización de exploraciones y sondeos.

Los diferentes métodos que se utilizan son: Pozos a Cielo abierto:


15

Cuando se realiza este metodote considera como el mas satisfactorio para considerar las condiciones del suelo ya que consiste en excavar un pozo de dimensiones suficientes, para que un geólogo pueda realizar las observaciones e identificar los diferentes estratos de los suelos en su estado natural, así como darse cuenta de las condiciones del suelo con respecto a su nivel freático. Barrena de Mano. En este método, se realiza un sondeo exploratorio, donde la muestra es completamente alterada, pero suele ser representativa en lo referente al contenido de agua, por lo menos en un suelo plástico. La muestra se extrae con herramientas para sondeo exploratorio por rotación.

• Barrenos helicoidales. • Porteadora

Con estos se puede obtener muestras en terrenos con manto

arcilloso, arcilla arena, limos y otras formaciones análogas; siendo su uso mas limitado ya que tales sondeos alcanzan la profundidad del nivel de agua del subsuelo y su aplicación es mas frecuentes en las márgenes de los ríos y excepcionalmente hasta cierta profundidad del fondo, si la corriente tiene gastos casi nulos. Método rotatorio para rocas:

Para este tipo de sondeo, cuando se alcanza una capa de rocas mas o menos firme, se requiere emplear, el método rotatorio que consiste en emplear el instrumento de ataque el cual se introduce en el terreno por percusión mediante el golpeo de un pilón; una vez alcanzada la profundidad adecuada se cambia por el modelo indicado para operar una rotación alrededor del eje vertical de las varillas, colocando el instrumento de ataque dentro de un tubo de ademe provisto en su parte inferior de bordes con biselas para facilitar su hincado, se hace avanzar mediante la penetración de dispositivo de ataque y la extracción de material pulverizado por medio de una corriente de agua; a medida que avanza la barrena se hace bajar en tubo de ademe y el tubo extractor de muestras. Los cuales realizan una perforación cilíndrica que permite obtener muestras a diferentes profundidades quedando aprisionadas en el interior del tubo. Método geofísico

Se tratan ahora métodos geofísicos de exploración de suelos


16

desarrollados principalmente con el propósito de determinar las variaciones en las características físicas de los diferentes estratos del subsuelo o los contornos de la roca basal que subyace a depósitos sedimentarios. Método sísmico

Este método se basa en el hecho de que las ondas sísmicas se propagan a velocidad diferente, según el medio que atraviesan. Las diferencias entre los módulos de elasticidad de los diversos mantos o formaciones del subsuelo, dan origen a la reflexión y a la refracción de las ondas sísmicas. Los instrumentos están hechos para medir la velocidad de propagación de las ondas sísmicas artificialmente producidas, a través de los materiales del subsuelo. Por medio de la medición de estas velocidades es posible inferir el espesor, la naturaleza aproximada y la distribución de los materiales del subsuelo. Métodos de Reflexión Se usa para exploraciones a grandes profundidades (mas de 600 m). Método de Refracción Este es el más adecuado para estudiar la constitución geológica del subsuelo en el caso de los puentes, en que en muy raras ocasiones se necesita conocer las formaciones a mayor profundidad de 20 a 25 mts.

El diseño de cimentación de puentes debe satisfacer dos condiciones independientes de la estabilidad:

La capacidad de carga considerada en el diseño, no debe sobrepasar la resistencia del terreno dividida entre un factor de seguridad determinado.

Las deformaciones que se provoquen en la estructura como consecuencia de asentamientos desiguales, no deben ser mayores que los considerados de antemano como admisibles.

Por otra parte, deben en el caso de cruces con corrientes naturales, considerárseles las socavaciones que se pueden producir en ocasiones de grandes avenidas de la corriente de que se trace; aun cuando los suelos a poca profundidad ofrezcan aceptables condiciones para el desplante de la cimentación del puente. Reporte del Estudio de las Cimentaciones:

Nombre Arroyo Boquiapa


17

Carretera Jalpa de Méndez Tramo El Torito Km. 3 + 020 Origen Galeana 2ª Sección.

Exploración y muestreo. Numero, tipo y profundidad de sondeos.

Mediante la prueba de penetración estándar, avance con lavado y el método de rotación, denominado sondeo S-1, con 12.00 mts de profundidad y localizado a 11.20 mts a la izquierda del Km. 3+ 045. Tipo de muestra Alterada representativa obtenida con parámetro estándar, y núcleos de roca por rotación. Pruebas de laboratorio. A las muestras obtenidas en los sondeos se les realizaron los siguientes estudios:

Peso Especifico Relativo ( X ) Compresión Triaxial Rápida ( X ) Peso Volumétrico En Estado ( X ) Compresión Triaxial Lenta ( X ) Granulometría Por Mallas ( X ) Consolidación ( X ) Limites De Plasticidad ( X ) Compactación ( X ) Humedad Natural ( X )

De acuerdo a los estudios que se realizaron se obtuvieron los

siguientes resultados:

1. Utilizar pilas de 1.20m de diámetro con una capacidad de 120 toneladas.

2. Se recomienda desplantar a una profundidad de 12.40m en la margen izquierda y en la margen derecha a una profundidad de 8.40m, bajo el nivel del fondo del cause.

3. Se propone utilizar pilotes de fricción cuadrados de 0.40*0.40m de concreto reforzado con una capacidad de 35 ton. Por pilote desplazado a11.20m a la margen izquierda y a 7.60m sobre la margen derecha bajo el nivel del fondo del cause.

Basándose en los aspectos económicos y en las condiciones impuestas por las características de la obra, se determino que lo más recomendable es utilizar una cimentación sobre pilotes. Estudios de Ingeniería de Transito.


18

Es de suponerse que cuando se decide la construcción de un camino ya se a estudiado y fijado las características básica del mismo, por lo que se refiere al transito para el que debe diseñarse, como son:

• Numero de fajas de circulación. • Velocidad de operación del camino en sus diferentes tramos. • Tipos de vehículos que deben considerarse.

Por ejemplo un camino que sirve a pequeñas comunidades en las

cuales permita trasportar mercancías y personas, soportando un trancito moderando de 50 o 100 vehículos por día, puede diseñarse para una sola faja de circulación, con lugares de cruzamiento más o menos próximos. No importa que los vehículos se muevan agrandes velocidades pues basta que el camino pueda recorrerse con seguridad a 40 km/hor.

Seguramente que los puentes que se diseñan para este tipo de

caminos se diseñan también con una faja de circulación, procurando que se cuente con una buena visibilidad en los tramos cercanos a dicho puente, así entonces es de esperarse que los camiones que transiten por este camino sea de poco peso, sin tener la mas mínima importancia que pase un camión en el camino de vehículos diseñado aunque sean mas pesados; para este tipo de caminos, se puede pensar en diseñar un puente de 4.00 m a 4.50 m de ancho de calzada y para una carga viva de tipo HS-15.

A medida que el camino sirva a comunidades cada vez más

importantes para soportar un trancito mas intenso, será necesario que el puente tenga características más generosas.

Un puente para dos fajas de circulación y una velocidad de

operación del camino de 40 a 60 km/hor, bastaría con tener 6.70m de ancho de calzada, siempre que los parapetos queden suficientemente retirados de las guarniciones que limitan la calzada, es decir, que el ancho total del puente no sea menor de 8.30m 0.80 * 2 6.70 =+ .

El ingeniero que se encargo del estudio de campo debe dar por

escrito su opinión o recomendación sobre el tipo de su carga móvil que deba servir para el diseño de los puentes de esta importancia en atención de las circunstancias de cada caso.

Debido que en la actualidad se a intensificado el trancito de

vehículos en los caminos de nuestro país, el departamento de puentes de la secretaria de asentamientos humanos y obras publicas a estado recomendando en la mayoría de los casos que el tipo de carga móvil mínima para diseñar un puente sea de un HS-20 y el ancho de cada calzada mínima es de 7.50m o mas para dos fajas de circulación.


19

En el caso de nuestro puente se diseño con una carga para un

camión HS-20 ya que este tipo de transporte es con el que se cuenta para su uso de transportación del cacao y demás productos de la zona.

En la actualidad el camino es de tipo rural teniendo en cuenta que

se tiene una cantidad considerable en volumen de trancito, el estudio de trancito promedio diario anual (T.P.D.A) se tiene un registro promedio para el año de 1993 de 2,300 vehículos, para el año de 1996 se registraron 4,800 vehículos, para el año del 2,000 se espera un aumento vehicular de 5,300 vehículos por lo tanto el camino será diseñado para dos fajas de circulación incluyendo el puente Boquiapa.

Para proyectar este camino se tiene que tomar en cuenta el

volumen de trancito existentes tanto en la actualidad y los probables a futuro entre 15 y 20 años.

El método más empleado es el de la A.A.S.H.T.O. que establece

que los componentes de transito a futuro son:

1. Transito Actual. • Trancito existente. • Transito atraído

2. Incremento de Transito. • Crecimiento normal de transito • Trancito inducido. • Trancito desarrollado.

Los estudios anteriores que se deben hacer de ingeniería de

transito, junto con la información Topográfica, Geológica y de usos de tierra, constituyen lo fundamental para la localización y proyecto de carreteras, son lo que se llama "Controles de diseño".

Al mismo tiempo, con los datos de transito, se debe tener la información acerca de las características de los vehículos (tamaño y peso), con esto se tiene la base para la determinación de las características geométricas de las carreteras.

Para el proyecto de caminos que tenga un considerable transito de camiones el vehiculo tipo estará representado por una combinación de camión y remolque.

En México el 42% de los vehículos son pesados, de los cuales la mayor parte son camiones de 2 ejes y un porcentaje considerable son autobuses suburbanos. Capacidad de carreteras

Entendemos por capacidad a la posibilidad que tiene una


20

carretera para aceptar un volumen dado de vehículos en un tiempo determinado. Velocidad

La velocidad es un factor muy importante en todo proyecto de caminos y factor definitivo al valorar las cualidades del flujo del transito. Los conceptos que se toman en consideración de las distintas velocidades en nuestro país son:

• Velocidad de punto: Es la velocidad de un vehiculo al pasar por un punto del camino.

Su valor se toma como la velocidad promedio en un punto de todos los vehículos o de un tipo determinado.

• Velocidad de marcha.- Es la velocidad de un vehiculo en un tramo del camino; es el resultado de dividir la distancia del recorrido entre el tiempo que el vehiculo estuvo en movimiento.

• Velocidad global.- Se obtiene al dividir la distancia recorrida en un tramo, entre el tiempo total del viaje.

• d) Velocidad de operación.- Es la máxima velocidad a la cual un vehiculo puede circular en un tramo del camino bajo las condiciones atmosféricas favorables y las prevalecientes de transito, sin rebasar en ningún caso la velocidad de proyecto del tramo.

• Velocidad de proyecto.- Es la velocidad máxima a la cual los

vehículos pueden circular con seguridad sobre un camino cuando las condiciones atmosféricas y del transito son favorables.

Para proyectar un tramo de camino se debe procurar una velocidad constante de proyecto, aunque los cambios en la topografía obligan modificar dicho valor, en este caso una velocidad de proyecto mayor a menor no se debe introducir repentinamente sino sobre una distancia suficiente para que el conductor cambie gradualmente su velocidad para llegar al tramo de camino con distinta velocidad de proyecto.

• Velocidad de proyecto ponderada.- Esta velocidad de proyecto es la representativa de un tramo, cuando existen subtramos con distintas velocidades de proyecto.

Esta velocidad de proyecto ponderada será el promedio ponderado de las diferentes velocidades de proyecto.


21

En nuestro país debido a la topografía del terreno se tienen establecidos limites para la velocidad de proyecto entre 30 km./h y 110 km./h, se recomienda una variación en la velocidad de proyecto de 10 km./h, ya que incrementos menores prácticamente no tienen variación en los elementos de proyecto y mayores incrementos de velocidad causan diferencias grandes en los elementos de proyecto. Estudios de Construcción Los datos topográficos, hidráulicos, de cimentación y de trancito se mencionaron anteriormente, los cuales nos determinan una característica básica de las estructura que se diseñe, la ubicación del `puente, longitud total necesaria, longitud mínima de los claros, la elevación de la rasante, el tipo y dimensión de la cimentación. Pero al establecer el diseño del puente también tenemos que tomar en cuenta otras circunstancias que son también muy importantes como:

• Materiales disponibles, en calidad, cantidad y costo. • Accesibilidad a la obra, como vías de comunicación. • Sueldos y jornales de la región, para el personal de obreros

calificados y para peones. • Condiciones dominantes en la región, tales como talleres

mecánicos en lugares próximos, y maquinaria empiladas • Comunidades cercanas, en las cuales se pueda obtener

refacciones, combustibles, lubricantes o herramientas.

Materiales Disponibles: Fundamentalmente nos interesa saber si existen bancos de grava,

arena que puedan explorarse económicamente en la construcción del puente; piedra para mampostería, en caso de usarse o un banco de préstamo de material; con respecto al agua se enviara una muestra de laboratorio para poder determinar si se podrá ser utilizada en la fabricación de concreto.

La madera, indispensable en la fabricación para el concreto y

cimbra utilizada en obras falsa, para lo cual es importante recabar datos del lugar de abastecimiento, para tener en cuenta el suministro de la misma y la comercialización de esta, así entonces dando una abasto necesario y suministro en la obra.

Del acero de esfuerzo conviene también recabar información sobre el lugar más próximo de comercio a la obra; diámetros y cantidades disponibles; precios locales y procedencia del material.


22

Lo más común para obras de esta naturaleza, el contratista

compre directamente el acero de refuerzo, al igual que el cemento y herramientas necesarias.

Acceso a la Obra: Es indispensable contar con los medios de transporte disponibles

para llevar a la obra los materiales de construcción, el equipo y la herramienta necesaria para la ejecución de la obra. En algunos casos es indispensable construir caminos de acceso especiales para llegar al sitio de construcción del puente.

Se deberá llevar acabo la información detalladamente de las vías

existentes de trasporte para llegar al sitio de cruce (caminos, Ferrocarriles, brechas) y es conveniente realizar un croquis consignando en el las distancias ye se requieran recorrer por caminos pavimentados o terracerías para llegar a la construcción.

Es necesario informar sobre las oficinas de correos, telégrafos,

radio, etc. más cercanas al cruce. Sueldos y Jornales de la Región: Es sumamente importante recopilar esta información de manera

fidedigna con respecto a los sueldos y jornales de la mano de obra calificada y peones.

El personal de los cuales se necesita conocer los jornales y

sueldos son de albañiles, carpinteros, cabos de cuadrilla, herreros, mecánicos, operadores de quipo (palas mecánicas, dragas, grúas, malacates, plantas de energía eléctrica.) remachadores, soldadores, sobreestantes de maniobras y buzos.

Condiciones Generales de la Región:

Ya sea dicho que es necesario tomar datos y consignarlos en el

informe sobre los medios de trabajo y de comercio de las poblaciones próximas al la construcción de la obra; pero también debemos interesarnos sobre manera de las condiciones climatológicas, es decir habrá que prevenir si la región llega atener temporales de lluvia o estiaje en las diferentes épocas del año y así planear adecuadamente las operaciones de colocado para otro periodo o considerar sobre precio del concreto por las operaciones complementarias y las precauciones que se deben tomar en cuenta.


23

Si la región es demasiado lluviosa se preverá solo una parte de los días hábiles del calendario y que para los colados habrá la necesidad también de tomar precauciones especiales.

Estratigrafía y Tipos de Formación. La geología regional esta constituida por arcilla color gris de consistencia blanda a media con conchitas de suelta compacta de una profundidad de 4.00m, la segunda capa se compone de una arena de fina a media compacidad suela con conchas, con un espesor de 1.60m, la tercera capa se compone de arcilla poco arenosa color gris de media afirme, con un espesor de 1.80m, la cuarta capa se compone de arena fina poco limosa color gris de suelta a media con conchas, con un espesor de 1.90m y por ultimo se tiene una arcilla de alta compresibilidad color gris verdoso de consistencia de muy firme a dura.

La estratigrafía detallada se presenta en la (Fig. 1.1)

Fuente:

• American Association of State Highway and Transportation Officials Pág. N.PRY.CAR.6.01.003/01, N.PRY.CAR.6.01.005/0, N.PRY.CAR.6.01.002/01 • Apuntes para diseño de puentes. Pág. 1-50 • Historia y Geografía del Estado de Tabasco. Pág.153-180. • Geología. Pág. 607-616.

Observaciones:


24

La topografía en el cruce es plana, los terraplenes de acceso tendrán una altura del orden de 8.0 mts Los cálculos llevados a cabo fueron principalmente sobre Capacidad de carga para Pilotes de Punta. Conclusiones y recomendaciones Con base a las características estratigráficas y topografía del sitio de cruce, para la cimentación de la estructura en proyecto se recomienda:

• Se propone utilizar pilotes de fricción cuadrados de 0.40*0.40m de concreto reforzado f’c de 250 kg/cm2.

• El desplante de los pilotes será uno a 11.20m a la margen izquierda y el otro a 7.60m sobre la margen derecha bajo el nivel del fondo del cause.

• La capacidad de carga de los pilotes 35 ton. Por pilote. • La excavación necesaria para alojar los elementos de cimentación

se deberán estabilizar las paredes de la excavación con lodo bentonitico con las siguientes propiedades:

Densidad Mayor de 1.1 ton/m3 Viscosidad Marsh 30 a 60 segundos Viscosidad plástica 10 a 25 centipoises Filtración Menor de 20cm3 de agua Contenido de arena Menor de 3%

• La separación mínima entre pilotes será de 2 veces el diámetro

medido de eje a eje.

Los asentamientos que se presentaran en la estructura así como los debidos a los terraplenes de acceso serán de orden despreciable.

INFORMES DE CAMPO PARA PROYECTO DE PUENTES.


25

DATOS DE LOCALIZACIÓN: PUENTE BOQUIAPA CRUCE CON EL ARROYO BOQUIAPA CAMINO

JALPA DE MÉNDEZ TRAMO EL TORITO UBICACIÓN KM. 3+020

ORIGEN GALEANA 2ª SECCIÓN CAMINO A CARGO DE S.C.T. CLARO

APROXIMADO 25.00 MTS. EXISTE LA LOCALIZACIÓN DEFINITIVA DEL

CRUCE SI EXISTEN OTRAS POSIBILIDADES MEJORES NO VENTAJA

DE LA LOCALIZACIÓN PROPUESTA EL CRUCE DEL ARROYO ES NORMAL AL EJE DEL CAMINO, POR LO QUE LA LONGITUD DEL PUENTE ES MÍNIMA OROS DATOS AJUICIO DEL OBSERVADOR

NINGUNO.

DATOS TOPOGRÁFICOS: PUENTE BOQUIAPA CRUCE CON EL ARROYO BOQUIAPA CAMINO

JALPA DE MÉNDEZ TRAMO EL TORITO ORIGEN DEL KILOMETRAJE

35+450 GALEANA 2ª SECCIÓN ESVIAJAMIENTO NORMAL ELEVACIÓN

Y DESCRIPCIÓN DEL BANCO DE NIVEL B.N. 1-1 S/GRAPAS ENTRONQUE EL PLATANAR A 40 MTS DERECHA DE LA ESTACIÓN 2+980, ELEVACIÓN PROMEDIO 52.60 MTS. ACOMPÁÑESE UN PLANO

DE CRUCE MOSTRANDO CURVAS DE NIVEL, EJE DEL CAMINO,

CONSTRUCCIONES, ETC. (SE RECOMIENDA UNA ESCALA NO MAYOR

DE 1:200), QUE ELEVACIÓN DE RASANTE EN EL PUENTE RESULTARA

MAS ECONÓMICA DESDE EL PUNTO DE VISTA DE LAS TERRACERÍAS

55.50 MTS. ACOMPÁÑESE UN CROQUIS DE LA REGIÓN MOSTRANDO

VÍAS DE COMUNICACIÓN Y SU TRANSITABILIDAD EN DISTINTAS

ÉPOCAS DEL AÑO, PUENTES, RÍOS, ETC. OTROS DATOS A JUICIO

DEL OBSERVADOR EN ESTE CASO EL MATERIAL DEL FONDO ES UTILIZADO PARA LA CONSTRUCCIÓN DE CASA DEL POBLADO DEL POMPOSÚ, EL ESLABÓN, LA NEGRITA, SAN AGUSTÍN.

DATOS HIDRÁULICOS:


26

SECCIÓN DEL CAUSE (ACOMPÁÑESE PERFIL, SE RECOMIENDA UNA

ESCALA NO MAYOR A 1:200) ZONA DEL RIÓ, ÑEQUE SE ENCUENTRA

EL CAUSE (CAPTACIÓN, CONDUCCIÓN O DEYECCIÓN) CONDUCCIÓN CARACTERÍSTICAS DEL CRUCE (SI ES DIRECTO, LIMPIO, O TIENE

ISLETAS U OTROS OBSTÁCULOS) SINUOSO SI TIENE EL RIÓ ALGUNA

CURVA HORIZONTAL MUY PRÓXIMA DEL LADO AGUA ARRIBA DEL

CRUCE ¿QUÉ RAZONES HAY O RUMBO PARA ELEGIR ESE SITIO?

(ESPECIALMENTE SI PUEDE HABER PELIGRO DE SOCAVACIÓN O DE

QUE EL RIÓ CAMBIE EL CURSO) EL RIÓ NO CAMBIA SU CURSO EL

RIÓ ES DE CARÁCTER TORRENCIAL O TIENE AGUA PERMANENTE

TORRENCIAL ÉPOCA DEL AÑO QUE SE PRESENTA ESTIAJE

NOVIEMBRE A MAYO ÉPOCA DEL AÑO ÑEQUE SE PRESENTAN LAS

MÁXIMAS AVENIDAS JUNIO A OCTUBRE FRECUENCIA Y DURACIÓN

DE LA CRECIENTE 30 AÑOS Y DURACIÓN DE 13 HORS. CARACTERÍSTICAS MÁXIMAS EXTRAORDINARIAS GENERALES Y

DIMENSIONES APROXIMADAS DE LOS ARRASTRES TRONCOS DE HASTA 12 MTS. ESTABLECE EL CAUSE DE LA SECCIÓN ESTUDIADA,

O TIENE TENDENCIA A DIVAGAR ESTABLE CUAL ES LA TENDENCIA

GENERAL DE LA CORRIENTE EN LUGAR DEL CRUCE SOCAVAR O

DEPOSITAR SOCAVAR SE RECOMIENDA HACER UNA CANALIZACIÓN

NO HAY POSIBILIDAD QUE EL REMANSO QUE PRODUZCA EL

PUENTE PERJUDIQUE LAS PROPIEDADES VECINAS NO CLARO

MÍNIMO QUE DEBERÁ TENER LOS TRAMOS DEL PUENTE PARA

PERMITIR EL PASO DE LOS CUERPOS FLOTANTES 15 MTS. NIVEL DE

AGUAS MÍNIMAS 50 CM. EL NIVEL DE AGUAS MÍNIMAS

EXTRAORDINARIAS 51.10 MTS. DISTANCIA LIBRE VERTICAL QUE

DEBERÁ DEJARSE ENTRE EL NIVEL DE AGUAS MÁXIMAS

EXTRAORDINARIAS Y LA PARTE INFERIOR DE LA

SUPERESTRUCTURA PARA PERMITIR EL PASO LIBRE DE LOS

CUERPOS FLOTANTES DE 1.50 MTS. MÍNIMO PENDIENTE MEDIA EN

LA SUPERFICIE DEL AGUA, O EN LA DEL FONDO DEL CAUSE DE

ESTAR SECO (LA PENDIENTE SE MEDIRÁ EN NO MENOS DE 500


27

MTS.) 0.0025 COEFICIENTE DE RUGOSIDAD QUE SE RECOMIENDA

PARA CALCULAR EL GASTO DE LA CORRIENTE 0.035 DEPOSITO O

CORRIENTE (MAR, LAGO, RIÓ ETC.) DONDE DESEMBOCA EL RIÓ, LA

DISTANCIA AL CRUCE E INFLUENCIA EN SU FUNCIONAMIENTO

HIDRÁULICO DESEMBOCA A 43 KM. HACIA EL GOLFO DE MÉXICO

OBSTÁCULO (PRESA DERIVADOTA, BARRA, ISLETA, ETC.) DISTANCIA

LA CRUCE DE INFLUENCIA EN SU FUNCIONAMIENTO HIDRÁULICO

INFLUENCIA DEL RIÓ EL TORITO PROFUNDIDAD DE SOCAVACIÓN

ESTIMADA 1 MTS. EN EL CENTRO DEL CAUSE NECESIDAD DE OBRAS AUXILIARES SERÁ NECESARIO EL TALUD DEL TERRAPLÉN DE AGUAS ARRIBA DE LA MARGEN IZQUIERDA EXISTEN PUENTES

CERCANOS AL CAUSE NO EXISTEN OBSERVACIONES LOS NIVELES DE AGUAS QUE SE UTILIZARON FUERON PROPORCIONADOS POR LOS VECINOS DE LAS POBLACIONES CERCANAS A ESTAS ZONAS, CON MAS DE 50 AÑOS DE RESIDIR EN ESTOS POBLADOS , COMO SE MENCIONO, EL CAUSE HA SIDO ALTERADO POR EXTRACCIÓN DEL MATERIAL POR LO QUE EL ÁREA HIDRÁULICA QUE SE INDICA EN LOS PLANOS NO ES REAL. POR LO QUE SE TIENE QUE PONER MAS ATENCIÓN AL LA CIMENTACIÓN DE PILOTES.

DATOS HIDROLÓGICOS ÁREA DE LA CUENCA 15 KILÓMETROS CUADRADOS FUENTE DE

INFORMACIÓN DEL DATO ANTERIOR DE LA SECRETARIAS DE AGRICULTURA Y RECURSOS HIDRÁULICOS (S.A.R.H.) PRECIPITACIÓN MEDIA ANUAL EN LA CUENCA 450 MILÍMETROS

REGIÓN HIDROLÓGICA ALA QUE DEPENDE REGIÓN HIDROLÓGICA Nº 30 FORMAS Y CARACTERÍSTICAS TOPOGRÁFICAS DE LA CUENCA

(PLANA, LOMERÍO, MONTAÑOSA, REDONDA, ALARGADA ETC.)

MONTAÑOSA CON DENSIDAD BAJA GASTO HIDROLÓGICO 57 M3 SOBRE SEGUNDO MÉTODO EMPLEADO PARA SU OBTENCIÓN

MÉTODO RACIONAL.


28

DATOS DE CIMENTACIÓN CARACTERÍSTICAS GENERALES DE LOS MATERIALES QUE FORMAN

EL FONDO Y LAS MÁRGENES DE LA CORRIENTE ARCILLA, ARENA, GRAVA EN AMBAS MÁRGENES, TANTO EN DERECHA COMO IZQUIERDA, TENEMOS GRAVILLA CON CONCHAS EMPACADAS EN ARCILLA LIMOSA GEOLOGÍA SUPERFICIAL SUPERFICIALMENTE EN LA MARGEN DERECHA DEL RIÓ SE ENCUENTRA LIMOS, COLOR CAFÉ CLAROTE CONSISTENCIA QUE BARIA ENTRE POCO FIRME Y DURA, SUBYACIENDO EN ESA MARGEN Y SUPERFICIALMENTE EL CAUSE, EN LA MARGEN IZQUIERDA Y ASTA LA PROFUNDIDAD EXPLORADA SE DECRETO ARCILLA DE ALTA O BAJA COMPRESIBILIDAD DE COLOR GRIS DE CONSISTENCIA BLANDA A MEDIA CON CONCHAS, DONDE SE MUESTRA EN EL PERFIL ANEXO (FIG. 1.2) Y CIMENTACIÓN SUPERFICIAL DE ZAPATAS AISLADAS Y CORRIDAS. CARGAS DE TRABAJO QUE SE PROPONEN PARA LOS

LECHOS DE CIMENTACIÓN 30 TON/M2 COMO SE DETERMINARON

ESAS CARGAS POR SUPERFICIE HAY ALGUNA PARTE DE LA

SUBESTRUCTURA CUYA CONSTRUCCIÓN REQUERIRÁ ATAGUÍAS,

ADEMES ETC. O BASTA CON ESTIBAR EL CAUSE LA CONSTRUCCIÓN DE LA SUBESTRUCTURAS SE PUEDEN REALIZAR EN ÉPOCA DE ESTIAJE SI HAY PUENTES SER CANOS INDIQUE EL TIPO DE

CIMENTACIÓN QUE SE EMPLEO EN ELLOS NO HAY

CARACTERÍSTICAS DE LOS ACCESOS Y ESTIMACIÓN DE

PROBLEMAS SE ESTIMA DEL ORDEN DESPRECIABLE LOS ASENTAMIENTOS QUE PRODUCIRÁ LA ESTRUCTURA, ASÍ COMO LOS DEBIDOS A LOS TERRAPLENES DE ACCESO. NO ABRA PROBLEMAS DE FILTRACIÓN EN TIEMPOS DE ESTIAJE.


29

DATOS DE CONSTRUCCIÓN SE PROPORCIONARA PARA CADA UNO DE LOS SIGUIENTES

MATERIALES ESTOS DATOS: LUGAR DE ABASTECIMIENTO O

EXTRACCIÓN, DISTANCIA Y CONDICIONES DE ACARREO, COSTO

PROBABLE DEL MATERIAL: CEMENTO, CAL, MATERIALES PARA

REVESTIMIENTO AGUA (POTABLE Y PARA CONCRETO), MADERA

DE PRIMERA, FIERRO ESTRUCTURAL EN JALPA DE MÉNDEZ, TABASCO, DONDE SE UBICA A 80 M. DEL SITIO DE LA OBRA. AGREGADO FINO O PIEDRA QUEBRADA PARA OBTENERLO, PIEDRA

MAMPOSTERÍA EN BANCO DE PRÉSTAMO A 1 KM. CLIMA

DOMINANTE DE LA REGIÓN TEMPLADO JORNALES

ACOSTUMBRADOS EN LA REGIÓN DE 8:00 A 18 HORAS.

DATOS DE TRANCITO ANCHO DE CALZADA DEL CAMINO 7.50 MTS. DEL PUENTE

"BOQUIAPA” CARGAS PARA LAS QUE SE PROYECTARA EL

PUENTE HS20 REAL BANQUETAS PARA PEATONES NO.

DATOS DE LA OBRA TIPO DE OBRA PUENTE CARRETERO CAMINO JALPA DE MÉNDEZ TRAMO EL TORITO LOCALIZACIÓN KM. 3+020 ORIGEN KM. 35+450 GALEANA 2ª SECCIÓN CERCA DEL ENTRONQUE CON EL PLATANAR. EXPLORACIÓN Y MUESTREO MUESTREO, TIPO Y PROFUNDIDAD DE SONDEOS CUATRO, UTILIZANDO LA PRUEBA DE PENETRACIÓN ESTÁNDAR Y EL LAVADO; DENOMINADOS S-1 AL S-4 Y UBICADOS E LOS KM. 2+735. 2+770, 2+795 Y 2+820 RESPECTIVAMENTE, CON PROFUNDIDADES DE 14.75, 11.14, 9.96 Y 9.96 MTS. EN EL MISMO ORDEN. TIPO DE

MUESTRA ALTERADAS REPRESENTATIVAS PROFUNDIDAD DEL

NIVEL FREÁTICO NO FUE DETECTADO A LA PROFUNDIDAD EXPLORADA.


30

PRUEBAS DE LABORATORIO. Peso Especifico Relativo ( X ) Compresión Tríaxial Rápida ( X ) Peso Volumétrico En Estado ( X ) Compresión Tríaxial Lenta ( X ) Granulometría Por Mallas ( X ) Consolidación ( X ) Limites De Plasticidad ( X ) Compactación ( X ) Humedad Natural ( X ) OTRAS. CLASIFICACIÓN MANUAL Y VISUAL EN CAMPO. ESTRATIGRAFÍA Y TIPO DE FORMACIÓN. LA GEOLOGÍA REGIONAL ESTA CONSTITUIDA POR ARCILLA COLOR GRIS DE CONSISTENCIA BLANDA A MEDIA CON CONCHITAS DE SUELTA COMPACTA DE UNA PROFUNDIDAD DE 4.00M, LA SEGUNDA CAPA SE COMPONE DE UNA ARENA DE FINA A MEDIA COMPACIDAD SUELA CON CONCHAS, CON UN ESPESOR DE 1.60M, LA TERCERA CAPA SE COMPONE DE ARCILLA POCO ARENOSA COLOR GRIS DE MEDIA AFIRME, CON UN ESPESOR DE 1.80M, LA CUARTA CAPA SE COMPONE DE ARENA FINA POCO LIMOSA COLOR GRIS DE SUELTA A MEDIA CON CONCHAS, CON UN ESPESOR DE 1.90M Y POR ULTIMO SE TIENE UNA ARCILLA DE ALTA COMPRESIBILIDAD COLOR GRIS VERDOSO DE CONSISTENCIA DE MUY FIRME A DURA.

(Fig. 1.2)


31

Perfil Estratigráfico

Perfil Estratigráfico, Diagrama de las fuerzas de empuje del suelo. (Fig. 01).

CÁLCULOS Capacidad de carga:

Por superficie ( X ) Pilotes de punta ( ) Compresión parcial ( ) Pilotes de fricción ( X ) Compresión total ( ) Cilindros ( )

Otros:

Modulo de reacción ( ) Hundimientos ( ) Estabilidad de terraplenes ( ) Otros cálculos No.

Fuente:

• American Association of State Highway and Transportation Officials Pág. N.PRY.CAR.6.01.003/01, N.PRY.CAR.6.01.005/0, N.PRY.CAR.6.01.002/01 • Apuntes para diseño de puentes. Pág. 1-50 • Estructuras y obras de drenaje'", (S.C.T.). Pág. 57-74. • Historia y Geografía del Estado de Tabasco. Pág.153-180. • Geología. Pág. 607-616.


32

Croquis de la Región.


33

Croquis de la Zona del Cruce.


34

Planta del Cause


35

CAPITULO II

ESTUDIOS DE GABINETE. Longitud del puente. Por razones económicas la longitud del puente debe ser lo menor posible, mientras el funcionamiento hidráulico lo permita.

Como lo podremos observar en la (Fig. 1.3) nos muestra el las

partes de las márgenes tanto derecha como izquierda un área rellenada, así entonces acortando el ancho del rió, lo cual esto nos permite disminuir la longitud del claro del puente, como se muestra el la imagen ya antes mencionada. Por lo tanto al reducir la longitud del puente, la economía general se va a favorecer, no obstante aunque el caudal de aguas máximas ordinarias (N.A.M.O.) no afecta los terraplenes laterales, las avenidas máximas extraordinarias (N.A.M.E) lo pueden destruir. Pero como ya lo mencionamos con anterioridad, se reducido notablemente el área hidráulica, se a provocado una sobre elevación, con lo cual se incremento la velocidad del agua notablemente y como consecuencia se tendrá una socavación.

Por lo tanto la longitud del puente será función de u equilibro entre

la economía y el funcionamiento hidráulico.

Áreas a obstruir (Fig. 1.3)


36

ELEMENTOS NECESARIOS PARA DETERMINAR LA LONGITUD DEL PUENTE.

De acuerdo alas condiciones del cause se elige un coeficiente de

rugosidad (n) en apego al siguiente criterio.

Condiciones del cause:

1. Cause limpio de márgenes rectos sin posos ni charcos profundos.

2. Cause limpio de márgenes rectos sin posos ni charcos profundos

pero con algo de piedras o hierva.

3. Cause limpio y sinuoso con algunos charcos y escollos.

4. Cause limpio y sinuoso con algunos charcos y escollos con poco

tirante con pendiente y sección menos eficiente.

5. Cause limpio y sinuoso con algunos charcos y escollos con algo de

piedra y hierva.

6. Cause limpio y sinuoso con algunos charcos y escollos con poco

tirante con pendiente y sección menos eficiente, con de sección

pedregosa.

7. Rió lento con cause en hiervado y poca profundidad.

8. llanuras de inundación muy en hiervadas.

Tabla de Rugosidades (n). De acuerdo a lo ya antes mencionados se tiene la siguiente tabla:

Condiciones Corriente Tipo Buenas Medias Malas

1 0.0275 0.0300 0.0330 2 0.0330 0.0350 0.0400 3 0.0350 0.0400 0.0450 4 0.0450 0.0500 0.0550 5 0.0400 0.0450 0.0500 6 0.0500 0.0550 0.0600 7 0.0600 0.0700 0.0800 8 0.1000 0.1250 0.1500


37

Teniendo el coeficiente “n” se procede a la obtención de:

Área hidráulica (A)

Perímetro mojado (P)

Radio hidráulico PAr =

Velocidad media 2

13

21 Srn

Vmed =

Velocidad de Fondo ( )VmedVfond *80.0=

Ya obteniendo estos datos, la velocidad de fondo se compara con la velocidad crítica de arrastre del material en el fondo del cause según la siguiente tabla de velocidad de arrastre. Tabla de Velocidad de Arrastre. Con esta tabla se compara la velocidad de fondo contra la velocidad crítica de arrastre de la partícula que conforma el fondo.

Velocidad de Arrastre Material Mínima m/s Máxima m/s

Aluvión Suave Menor a 0.15 Menor a 0.15 Arena 0.30 0.45 Arcilla Ordinaria 0.50 1.00 Arcilla Compactada 1.50 2.00 Grava Gruesa 1.00 2.00

Estudios de Gastos Ya conocido el perfil del cause y la socavación que se presenta en el fondo del mismo, se procede a calcular de la sección nueva obteniendo el coeficiente “n”, el área hidráulica, el perímetro mojado, el radio hidráulico, la velocidad media y el gasto.

Del la formula de continuidad se obtiene el gasto: AVQ *=

Posteriormente veremos cual podrá ser la longitud del puente, sin que se provoque socavación en el fondo del mismo, ya que al obstruir el


38

cause la velocidad de fondo provoca una sobre elevación del nivel del agua.

Debido a lo que hemos mencionado; por medio de observaciones

que se han efectuado, seguiremos las siguientes recomendaciones que se nos presentan el la siguiente tabla:

Tipos de Terrenos Sobre-elevaciones máximas

Rocoso 40 cm. Firme (boleos) 30 cm.

Blandos 20 cm. Sueltos (arenas) 10 cm.

Posteriormente, después de obtener la sobre elevación máxima, seguiremos una serie de pasos con formulas las cuales nos darán los resultados finales, y para darnos una idea lo representaremos con el siguiente esquema. (fig. 1.4)

(Fig. 1.4)

Formulas:

2

22

1

21

22h

gVh

gV

+=+

hgVVhh ∆=

−=−

2

22

21

21

221 2 VgV +=


39

La velocidad de bajo del puente será, dad por la formula:

221 2 VgV +=

Donde:

g = Aceleración de la gravedad (9.81 m/s2)

h = Sobre elevación máxima considerada.

V2 = Velocidad media de la sección socavada.

El área necesaria para que circule el gasto de la sección socavada a la velocidad V1 es:

11 V

QA =

Del área total de la sección socavada, el área a obstruir será:

12 AAAo −= Posteriormente ya determinada el área a obstruir se procede a fijar

la longitud del puente. Cálculos para determinar la longitud del puente Boquiapa.

A continuación presentaremos los datos que nos arrojaron en los estudios de socavación para así proceder con el calculo de nuestro cause y así obtener nuestra longitud del puente.

Para obtener el área hidráulica del cause la obtenemos partiendo

la sección del cause en figuras geométricas y se saca en sub-secciones como se puede observar en el esquema siguiente. (Fig. 1.5)

(Fig. 1.5)


40

Cálculos: Sección I II III IV V VI VII

n 0.035 0.035 0.035 0.035 0.035 0.035 0.035 S 0.0025 0.0025 0.0025 0.0025 0.0025 0.0025 0.0025 A 3.8 2.7 4.4 4.9 6.04 8.9 5.8 P 5.3 3.6 5.7 6.3 8.4 10.2 7.1 R 0.716 0.750 0.771 0.777 0.719 0.872 0.816

R2/3 0.800 0.825 0.841 0.845 0.803 0.913 0.873 Vm 1.231 1.257 1.273 1.277 1.234 1.344 1.305 Q 5.100 3.394 5.601 6.257 8.286 12.831 8.531

Área total AT = 36.54 m2 Velocidad media Vm = 1.274 m/s Gasto total QT = 50.00 m3/s

Vm = 1.27 m/s < V arrastre = 1.50 m/s

Por lo tanto debido a que la velocidad media no sobre pasa la velocidad de arrastre en el fondo del cause no se presenta socavación. Debido a que no se presento socavación en el fondo del cause, se procede con los cálculos siguientes para determinar el área rellenar u obstruir. De la ley de conservación de la energía tenemos:

2

22

1

21

22h

gVh

gV

+=+ Despejando: hgVVhh ∆=

−=−

2

22

21

21

Se propone un h∆ = 20 cm.

Por lo tanto: gVV

220.0

22

21 −

= y despejando V1 nos queda:

221 *2 VhgV +∆= Sustituyendo valores nos da:

( ) smsmV /52.1)274.1()20.0)(/81.9)(2( 221 =+=


41

Área necesaria: 2

1

895.3252.100.50 m

VQ

An T ===

Área por Obstruir: 2

0 645.3895.3254.36 mAAA nT =−=−= AO = 1.823 m2 margen izquierda y AO = 1.823 m2 margen derecha. Ver (Fig.1.6)

(Fig.1.6)

Por lo tanto, concluimos que la longitud del puente Boquiapa será de 25.00 mts de longitud.

• American Association of State Highway and Transportation Officials N.PRY.CAR.6.01.002/01 CARGAS PARA PUENTES. Los puentes están diseñados con un claro objetivo, el comunicar de un punto a otro a través de un libramiento, este puede ser un cause, un risco o barranco, un paso vehicular etc. pro también es diseñado con un objetivo primordial el cuales es que soporte una serie de cargas producidas por el peso de los vehículos (carga viva), y el peso de la propia estructura (carga muerta) y las fuerzas del viento. Las estructuras que se encuentran en curvas deben resistir las fuerzas centrífugas que aplican los vehículos en movimiento. Bajo algunas circunstancias se


42

debe tomar en cuenta los esfuerzos resultantes de los cambios de temperatura, la presión de la tierra, flotabilidad, encogimiento, el acortamiento del dique, la presión de las corrientes y los temblores de la tierra. Los camiones de carga i otros vehículos pesados que producen las mayores cargas vivas tienen una amplia variedad de pesos totales, cargas en los ejes y separaciones entre los mismos. Para los propósitos de diseño siguiendo las normas AASHTO, se han adoptado vehículos altamente empleados para el diseño de puentes de carreteras, por ejemplo la indicación H-20-S16-44 es para una combinación de camiones semirremolque que tiene un peso total de 36 ton. distribuidas según se muestra. (Fig. 1.7) en numero 44 se indica el año que se adopto la norma de cargas. Para las carreteras secundarias, los vehículos normales son aquellos que pesan 20ton (HS-20) 15ton (HS-15) y 10 ton (HS-10). Cundo se juzgue necesario se añadirá las letras y números mencionados, el año en que se efectuó la última modificación al tipo de carga en cuestión, según la tabla siguiente:

Carga HS-10 se anotara HS-10-44 Carga HS-15 se anotara HS-15-44 Carga HS-20 se anotara HS-20-44 Carga H-15-S12 se anotara H-15S-12-44 Carga H-20-S16 se anotara H-20-S16-44

Recordando lo anterior mencionado, se indicara que las cargas fueron revisadas por última vez en el año de 1944 y desde entonces no han sido modificadas. La distribución de estos pesos totales entre las 4 ruedas del camión se hacen tal como lo indica (Fig. 1.8). Para mayores longitudes del puente se realiza por un diseño donde se combina una carga uniforme viva y una sola carga considerada móvil. La tendencia hacia las mayores cargas, debido al rápido aumento en los números y los pesos de los vehículos. Afortunadamente los costos de los puentes no aumentan en producción directa a la carga viva.

Para la consideración de cargas en el diseño de puentes vehiculares en nuestro país, los vehículos se clasifican en dos grupos principales que son, ligeros y pesados.


43

Ligeros Son vehículos que cuentan con 2 ejes y 4 ruedas que en lo sucesivo se nombran como AP (auto particular) y AC (auto de carga). Ver (Fig. 1.9) Pesados Son aquellos vehículos que cuentan con 2 o mas ejes con que cuenta el vehiculo, para su manejo se empleara el siguiente criterio para su nomenclatura. T2S1 La letra indica el tipo de vehiculo en cuestión y el sub índice nos indica el numero de ejes con que cuenta el vehiculo. Para la nomenclatura anterior cabe mencionar que se trata de u tractor de dos ejes, se mostrara una tabla donde indica los tipos de vehículos pesados que existen en nuestro país.

Vehiculo Nomenclatura Autobuses de pasajeros B2 B3 B4 Vehículos de carga C2 C3 C4 Tractores con semirremolque T2 S1T2 S2 T2 S3 / T3 S1T3 S2 T3 S3 Tractores con semirremolque y remolque T2 S1 R2

Sin considerar los vehículos especiales. Para el diseño de puentes generalmente no son considerados vehículos ligeros por sus características de peso principalmente que no es comparable con los vehículos ligeros. Los vehículos del tipo B influyen mucho en las medidas del camino (radios de curva). Por sus distancia entre ejes rígidos, que es aproximadamente de 6.10 mts. Los tipos C, TS, y TSR tienen mucha influencia para el diseño de la estructura del camino. Enseguida se mencionara las diferentes cargas que se toman en cuenta para el diseño de puentes vehiculares con su respectiva nomenclatura.

Carga Viva o Móvil Peso de Vehículos Peso de Peatones


44

Cargas tipo H o M para camiones (tipo C)

Pesos (w) Kg.

H-10(M-9) 9,071 H-15 (M-13.5) 13,608 H-20 (M-18) 18,144

El numero después de la letra H, es el peso del camión en toneladas inglesas (1 ton inglesa equivale a 2,000 libras, que es igual a 907 kg.).

(Fig. 1.7)

(Fig. 1.8)


45

Cargas Uniformemente Equivalentes.


46


47

Fuente:

• American Association of State Highway and Transportation Officials Pág. N.PRY.CAR.6.01.003/01, N.PRY.CAR.6.01.005/0, N.PRY.CAR.6.01.002/01 • Apuntes para diseño de puentes. Pág. 1-50 • Estructuras y obras de drenaje'", (S.C.T.). Pág. 57-74. • Historia y Geografía del Estado de Tabasco. Pág.153-180.


48

CAPITULO III

ELECCIÓN DE LA ALTERNATIVA PARA LA CONSTRUCCIÓN DEL PUENTE BOQUIAPA.

Formulación de alternativas posibles.

La tendencia a proporcionar una solución única es por lo general muy difícil, ya que se tiene que evaluar diferentes alternativas las cuales son las propuestas; mediante la formulación múltiple de alternativas posibles se podrá alcanzar una solución mas satisfactoria y adecuada. El paso de la generación de una alternativa posible es un proceso de actividad muy creativa. Es esencial como primer enfoque, no eliminar las alternativas posibles guiándose en los costos, ya que es de mejor manera analizar una y cada una de ellas para así obtener la propuesta mas adecuada según las condiciones que se presentan en el proyecto. Análisis de alternativas

El análisis debe tomar en cuenta con base en los criterios establecidos y la identificación de las necesidades existentes. A menudo se da el caso en que se piensa que una solución satisface una necesidad, cunado en realidad solo refleja un deseo de satisfacerlas. Así entonces un análisis cuidadoso, en función de las necesidades, eliminara algunas de las soluciones propuestas dejando así la alternativa mas adecuada y dando así solución al problema que se presenta.

Para la realización de este análisis de las alternativas se hace una

valuación física y económica, en donde las propuestas se valuaran de acuerdo a sus características físicas y económicas.

Valuación física:

La primera valuación que se debe realizar es la valuación física, la

cual consiste en identificar las necesidades existentes y analizar cada una de las alternativas posibles si en realidad se puede realizar físicamente. Para esto se debe tomar en cuenta el estado actual de la tecnología y considerar entre otros los siguientes aspectos:

• Cada material posee un conjunto de características propias que lo

hacen apto para un tipo de construcción o parte de ella para uno u otros procesos constructivos.

• Las características de cada material influye pues en el tipo estructural que se a de elegir.


49

Así mismo no debe echarse al olvido la técnica y proceso constructivo que se pretende elegir. Este depende de los materiales que se utilicen así como la mano de obra apta para la construcción del puente y la maquinaria adecuada correspondiente, aplazo que obligue a adoptar el sistema más rápido y eficiente.

Valuación económica: En el ámbito económico hay que considerar los costos de ejecución, que resultan de un material a otro e incluso de uno a otro tipo estructural, de unas a otras dimensiones, por otra parte, el costo a de mirarse en relación con los beneficios directos o indirectos, censurables o imponderables que se presentan en la construcción. Se acostumbra hacer los presupuestos de cada alternativa dentro del presupuesto del marco de las condiciones locales establecidas en el momento. El costo depende a su vez de la multitud de variables, tales como: el precio de los materiales, el costo de la mano de obra y su rendimiento, el de los gastos generales y de todo orden que pesan sobre le conjunto, así como el proceso constructivo que se elija dentro de los que el avance de la técnica permita encada caso. Otro aspecto importante es el aspecto estético de la construcción. La condición estética debe incluirse siempre como una de las tantas condiciones esenciales que se busca. Todo este conjunto de consideraciones y factores, tan heterogéneos, condicionan la una de las alternativas ya antes mencionadas. Selección de la alternativa más conveniente.

Para seleccionar la alternativa más conveniente se dispone de los materiales y de unas técnicas. Solo mediante un profundo conocimiento de las características mecánicas y de otros ordenes, de los materiales, de las técnicas que cada uno requiere y de los medios que se dispone para manejarlos, mediante los procesos de ejecución y encontrar el tipo estructural optimo con sus formas y dimensiones del mismo. La elección debe comprender 4 cosas elementales:

1. Material 2. Tipo de Estructura 3. Forma y dimensiones 4. Proceso de construcción.


50

Estas 4 cosa van unidas y se influyen mutuamente, para dar una elección atinada y razonable que pueda ser la solución optima del problema.

La memoria de cálculo nos sirve para determinar las dimensiones

y comprobar si están suficientemente afinadas. Todo lo demás so se puede obtener por métodos deductivos ya que dentro del campo de los subjetivo y opinable siempre estará sujeto a críticas y enjuiciamientos diversos. A continuación tendremos las 3 alternativas que se analizaron para así poder determinar cual seria la más apropiada para el proyecto del puente Boquiapa. Alternativa I Superestructura: Losa con 2 nervaduras de concreto reforzado. Claro: 25mts Ancho total: 10mts C.V.: HS-20

Corte transversal de la sección (Fig. 1.9)


51

Resumen del Análisis de Precios Unitarios.

Materiales Unidad Cantidad Costos Importe Superestructura Acero de refuerzo L.E.= 4,000 Kg./cm2 Ton 18.056 2,998.000 54,131.888 Concreto Hidráulico de f'c = 250 Kg./cm2 m3 119.4 1,295.112 154,636.373 Concreto asfáltico m3 6.1 4,691.000 28,615.100 Drenes de plástico de 7.6 Ø Pza. 18 852.300 15,341.400 Apoyos Neopreno ASTM dureza shore 60 dm3 46 3,590.000 165,140.000 Acero estructural A-36 ton 0.05 631.900 31.595 Cartón asfáltico m2 2.9 2,365.000 6,858.500 Juntas de dilatación Acero de refuerzo L.E.= 4,000 Kg./cm2 Ton 0.074 2,998.000 221.852 Acero estructural A-36 Ton 0.142 1,631.000 231.602 Sikaflex 1-A dm3 31 790.109 24,493.379 Cartón asfáltico de 4 cm. de espesor. m2 13.2 2,365.700 31,227.240 Costo total = 480,928.93

Resumen de la Alternativa I del Proyecto del Puente Boquiapa ubicado en el Edo. Tabasco.

Concepto Inversión TOTAL Superestructura $ 480,928.929 $ 480,928.93

$ 480,928.93

Este presupuesto importa la cantidad de $ 480,928.93 (Cuatrocientos ochenta mil novecientos veintiocho pesos con noventaitres centavos MN.)


52

Alternativa II Superestructura: Losa sobre 4 trabes presforzadas tipo IV. Claro: 25mts Ancho total: 8.0mts C.V.: HS-20



Materiales Unidad Cantidad Costos Importe Superestructura (una trabe) Concreto Hidráulico de f'c = 350 Kg./cm2 m3 13 1,300.14 16,901.82Acero de refuerzo L.E.= 4000 Kg./cm2 ton 0.815 2,998.00 2,443.37Acero de preesfuerzo (270kg) ton 0.7 2,032.85 1,422.995Acero de preesfuerzo en torones de izaje ton 0.012 2,032.85 24.394 Costo por trabe = 20,792.579


53

Materiales Unidad Cantidad Costos Importe Superestructura (Losa y Diafragma) Concreto Hidráulico de f'c = 250 Kg./cm2 m3 50 1,295.112 64,755.60Acero de refuerzo L.E.= 4000 Kg./cm2 ton 1.16 2,998.000 3,477.68Concreto asfáltico m3 5.4 4,691.000 25,331.40Drenes de plástico de 7.6 O Pza. 18 852.300 15,341.40Apoyos integrales de neopreno dm3 51.68 3,590.000 185,531.20Sikaflex 1-A dm2 31.7 790.109 25,046.46Acero estructural ton 0.148 1,631.000 241.39Cartón asfáltico de 4 cm. de espesor. m2 2.8 2,365.700 6,623.96 Costo total = 326,349.09

Resumen de la Alternativa II del Proyecto del Puente Boquiapa ubicado en el Edo. Tabasco.

Concepto Inversión TOTAL Losa y Diafragma $ 326,349.09 $ 326,349.09 4 trabes Presforzadas $ 20,792.579 $ 20,792.579 Montaje $ 10,000.000 $ 10,000.000

$ 419,519.400

Este presupuesto importa la cantidad de $ 419,519.40 (Cuatrocientos diecinueve mil quinientos diecinueve pesos con cuarenta centavos MN.)


54

Alternativa III. Superestructura: Losa sobre 2 trabes de acero. Claro: 25mts Ancho total: 9.10mts C.V.: HS-20



55


Materiales Unidad Cantidad Costos Importe Superestructura Concreto Hidráulico de f'c = 250 Kg./cm2 m3 53.60 1,295.112 69,418.003Acero de refuerzo L.E.= 4000 Kg./cm2 ton 11.55 2,998.000 34,626.900Acero estructural A-36 en trabes y diafragma ton 23.82 1,631.000 38,842.265Juntas de sikaflex 1-A de 4 cm. de espesor dm3 19.00 790.109 15,012.071Acero estructural en juntas ton 0.12 1,631.000 187.565Concreto asfáltico m3 5.80 4,691.000 27,207.800Apoyo de neopreno ASTM dureza shore 60 dm3 74.80 3,590.000 268,532.000Drenes de plástico de 7.6 O Pza. 18.00 852.300 15,341.400Cartón asfáltico de 4cm de espesor en juntas de dilatación m2 4.80 2,365.700 11,355.360Acero estructural en juntas ton 0.12 1,631.00 187.565

Costo total = 480,710.929

Resumen de la Alternativa III del Proyecto del Puente Boquiapa ubicado en el Edo. Tabasco.

Concepto Inversión TOTAL Losa y Diafragma $ 480,710.929 $ 480,710.929 Montaje $ 5,000.000 $ 5,000.000

$ 485,710.93

Este presupuesto importa la cantidad de $ 485,710.93 (Cuatrocientos ochentaicinco mil setecientos diez pesos con noventaitres centavos MN.)


56

De las alternativas desarrolladas se determinaron las cantidades de obra que sirvieren de base para obtener el presupuesto de cada una. Los presupuestos obtenidos son los siguientes.

1. Alternativa I $ 480,928.930 2. Alternativa II $ 419,519.400 3. Alternativa III $ 485,710.930

La comparación de los costos de las alternativas no deben eliminar

ninguna de antemano como poco factible, la etapa de eliminación vendrá después. Por lo que respecta ala superestructura, la única solución factible por las características de la obra, es utilizar una subestructura compuesta por dos caballetes formados por un cabezal con aleros de concreto reforzado, sobre pilotes del mismo material. Comparación de las Alternativas. La comparación de las alternativas para la superestructura del puente Boquiapa se hace teniendo en cuenta los beneficios que se piensan obtener y planteando las dificultades de llevar acabo e implementar cada alternativa. La primera alternativa “Losa sobre 2 nervaduras de concreto reforzado” desde el punto de vista constructivo, se requiere de una obra falsa y una cimbra, como elementos sustentantes capases de soportar el peso de cemento fresco y los empujes laterales los cual requiere mantener la cimbra durante varias semanas hasta que el concreto tuviese su máxima resistencia, dada la circunstancia esto influye notablemente en el tiempo de contracción. El emplear 2 nervaduras, en lugar de tres o cuatro; permite reducir la carga muerta, sin embargo el espacio vertical y el gran peralte, nos da una rasante inaceptable. Otra característica importante y dada la ubicación del puente es la corrosión, las estructuras de concreto reforzado y concreto presforzado, se da en condiciones potenciales para que se desarrolle la corrosión, ya que tiene elementos metálicos. Las estructuras de concreto reforzado se agrietan bajo las características de servicio, inclusive por el peso propio de las mismas, lo que provoca la penetración del agua a través de las fisuras haciendo que el agua llegue al acero de refuerzo.


57

La construcción de la obra falsa y lo elaborado de los moldes, da lugar a un mayor tiempo de construcción, lo que representa una perdida económica por el retraso en la entrada de operación del camino. Con tales premisas, se comprende lo inadecuado de esta alternativa desde el punto de vista de operación del puente y la infraestructura del estado. La segunda alternativa “Losa de concreto reforzado sobre 4 trabes de concreto presforzado”, la prefabricación de las trabes puede empezar antes de terminar la subestructura sin tener que tomar en cuenta las condiciones climáticas, la producción es constante y se ejerce una mejor calida los materiales suministrados dando así una mejo elaboración, además las instalaciones se pueden adaptar para otra obras alternas, lo cual permite una mayor amortización de la invención durante un periodo mas corto que con métodos tradicionales, gracias a estos factores, el trabajo puede cumplirse mas rápidamente y con un ritmo garantizado. Otra ventaja nada despreciable del empleo de trabes presforzadas es la mayor rapidez que se puede alcanzar en la construcción, la realización al mismo tiempo las operaciones de fabricación de las trabes e hincando los pilotes a su vez. La construcción contra los cables de pretensado se consigue mediatamente la lechada de concreto dentro de los cables tensados que los protegen y crea la adherencia perfecta, después el trabajo conjunto de los materiales como en el concreto armado hacen una perfecta combinación de resistencia para la estructura.

Esta alternativa ofrece individuales ventajas de economía y rapidez constructiva, a de mas la posibilidad de repetir el numero de veces los moldes que se utilizaron para la primer trabe, dando lugar a una mayor rapidez y una ventaja económica. La alternativa “Losa de concreto reforzado sobre dos trabes de acero”, inmediatamente queda en ultimo lugar debido a que la elevada humedad ambiental que se presenta en esta zona, eliminaría rápidamente a las trabes de acero debido ala corrosión que se presentaría, a de mas que la soldadura de las grandes almas de acero mostrarían dificultad para la mano de obra local. Esto a futuro nos provocaría un mantenimiento más frecuente y costoso en este caso. Elección de la Alternativa más Conveniente. Como resultado de todo lo anterior y dada la importancia que en materia de comunicación representa la construcción del puente


58

Boquiapa como parte fundamental del desarrollo de la explotación agrícola del estado de tabasco y del análisis de beneficio que se obtienen y las dificultades que se deben saber para llevar acabo cada una de las alternativas, se elige como mas ventajosa, por razones de rapidez, economía, y calidad, la propuesta de una losa de concreto reforzado sobre 4 trabes de concreto presforzado es la alternativa que mas conveniente. En seguida debe decidirse entre usar trabes pretensazas o potenzadas, seleccionando las ultimas por que tienen la posibilidad de construirse en la inmediaciones de la obra, en cambio las pretensazas solo pueden fabricarse en plantas industriales. Esta alternativa permite elementos de menor espesor, mayor resistencia y ligereza, así como gran facilidad en su montaje, el ahorro de cimbra y una mayor disminución en el tiempo de ejecución; además de una buena calidad y producto de refabricación. En definitiva la superestructura de losa de concreto reforzado sobre 4 trabes de concreto presforzado, contemplan las 4 premisas de una elección de tipo óptima cumpliendo las funciones de:

• Utilidad • Estructural • Estética • Económica

Con la construcción del puente Boquiapa se permitirá la extracción

de la producción del cacao, con lo cual se dará cumplimiento al principal objetivo para el que fue diseñado el camino, con un grado razonable de seguridad bajo las condiciones normales de servicio. El puente presentara un importante beneficio en relación a su costo. Fuentes:

• American Association of State Highway and Transportation Officials Pág. N.PRY.CAR.6.01.003/01, N.PRY.CAR.6.01.005/0, N.PRY.CAR.6.01.002/01 • Apuntes para diseño de puentes. Pág. 1-50 • Estructuras y obras de drenaje'", (S.C.T.). Pág. 57-74. • Historia y Geografía del Estado de Tabasco. Pág.153-180. • Geología. Pág. 607-616. • Cuaderno Estadístico Municipal de Jalpa de Méndez. Estado de Tabasco. Pág. 1-50.


59

CAPITULO IV

ANÁLISIS Y DISEÑO DE LA SUPERESTRUCTURA. La finalidad de este capitulo es presentar de manera concisa y explicita el análisis y diseño de los elementos que componen la superestructura del puente Boquiapa, partiendo de un conjunto de solicitaciones, acciones y condiciones de carga a la que esta sujeta dicha estructura, con un grado razonable de seguridad. Datos básicos de diseño: La superestructura estará formada por una losa de concreto reforzado con un f’c = 250 kg/cm2, con un claro de 25 mts, y un ancho de calzada de 8 mts, con una faja de circulación de 2 carriles, la carga móvil del proyecto es para un tipo de camión HS-20 especificado en las normas A.A.S.H.T.O.; la estructura se encuentra apoyada en 4 trabes de sección I simplemente apoyadas concreto presforzado, su longitud total de las trabes será de 25.80 mts. Materiales: Los materiales que se emplearan son: • Concreto con resistencia de ruptura a la compresión para la losa, con

un f’c = 250 kg./cm2 • Concreto reforzado para las losa, con un f’c = 350 kg./cm2. • Concreto presforzado para la trabes, con un f’c = 300 kg./cm2 • Acero de refuerzo con un limite elástico de 4,000 kg./cm2. • Acero de preesfuerzo con una resistencia ultima de 19,000

kg./cm2(270k). Diseño de la Superestructura: La losa se proyectara con un ancho de calzada de 7.20 mts. con guarniciones de 0.40 mts. cada una, dando un ancho total de 8 mts, las trabes estarán separadas a 2.25 mts. de eje a eje (Fig. 2.0). De acuerdo al análisis preliminar que se realizo nos permitió estimar una trabe de sección I tipo IV, diseñada por las A.A.S.H.T.O. es pertinente para nuestro puente.

A continuación analizaremos la sección I tipo IV diseñada por las A.A.S.H.T.O. (Fig. 2.2).


60




61

Propiedades de la sección simple tipo IV

34

34

46

2

1028.171058.14

60.6240.74

1058.10090,5

cmxSicmxSs

cmYicmYs

cmxIccmAc

=

=

===

=

Se utilizarán ductos de 6.5 cm. de Ø.

Área del ducto: 2

22

18.334

)5.6)(1416.3(4* cmdAd ===

π

Determinación del centro de gravedad: Calculo de la distancia del eje neutro de la viga a la fibra interior.

El numerador se obtiene al calcular como momento estático de toda l figura con respecto al eje X, menos el momento estático de los ductos.

cmYis 83.63)3)(18.33()090,5(

)3)(50.3)(18.33()60.62)(090,5(=

−−

=

Distancia del eje de la viga a la fibra superior:

cmYss 17.7383.63137 =−= Continuación se mostrara la sección tipo IV ya dimensionada, con el centro de gravedad de la sección sin ductos y con ductos (Fig. 2.3).


62

Dimensiones y propiedades de la sección (Fig. 2.3) Determinación del momento de inercia. Se calcula primero el momento de inercia de toda la figura respecto al eje X. para los ductos de 6.5 cm. Ø, se aplica a los ejes paralelos dándonos:

46

4624

2

10855.1010855.10)60.6283.63)(090,5(1085.10

cmxIxcmxxIx

AdIIx

=

=−+=

+=

Del mismo modo, para los ductos, el momento de inercia respecto al eje X se haya calculando correspondientemente el eje horizontal por su centro de gravedad y transfiriendo el resultado al eje X.

44

4424

24

10724.10`

10724.10)783.63)(18.33(64

)65)(1416.3(`

64*`

cmxxI

cmxxI

AddxI

=

=−+=

+=π


63

Por consiguiente el momento de inercia de la figura esta dado por la diferencia entre esos 2 valores, esto es:

46

4646

10533.1010533.10)10724.10)(3(10855.10

cmxIcscmxxxIcs

=

=−=

Propiedades de la sección compuesta Ancho efectivo del patín.

1. cmclarob 6254

25004

===

2. Separación entre las vigas cm.225= 3. cmbvhf 29080.50)20(1212 =+=+ ∴ El ancho efectivo es de 225 cm.

Módulos de elasticidad de la viga y de la losa respectivamente:

2

2

/000,24125015253'15253

/000,28535015253'15253

cmkgcfE

cmkgcfE

===

===

Relación de módulos de elasticidad.

cmnbrealb

LosaEvigaEn

19018.1

225,

18.1241285

,,

==

===

∴ El ancho real es de 190 cm. Momentos de Inercia. Calculo de las propiedades de la sección:

Figura Área (cm2) Yi (cm) AY (cm3) Y (cm) AY2 (cm4) Lo (cm4) 1 4,990 63.83 319,260.20 35.52 6.296x106 10.533x106

2 3,800 174.20 559,360.00 47.70 8.646x106 0.127x106 Suma 8,790 878,620.00 14.942x106 10.660x106


64

Por el teorema de los ejes paralelos:

46620 10602.2510)66.10942.14( cmxxAYlIcc =+=∑+∑=

Centros de Gravedad

• Distancia del eje neutro a la fibra inferior de la viga.

cmAAYYic 96.99

790,820.620,878

==∑∑

=

• Distancia del eje neutro a la fibra superior de la viga.

cmYsc 04.3796.99137 =−=

• Distancia del eje neutro a la fibra superior de la losa.

cmscY 24.572024.37' =+= Modulo de sección de la sección compuesta para la fibra inferior de la viga, fibra superior de la viga y fibra superior de la losa respectivamente.

346

346

346

10727.4424.57

10602.25'

'

10119.6904.37

10602.25

10612.2596.99

10602.25

cmxxscYIccscS

cmxxYscIccSic

cmxxYicIccSic

===

===

===

Dimensiones y propiedades de la sección compuesta (Fig.2.4)


65

Acciones Internas. Las principales acciones o solicitaciones a la que esta sujeta una trabe son las siguientes: Peso propio de la trabe.

mtonWomcmAtrabe

/23.1)5090.0)(410.2(5090.05090 .22

====

Área de influencia (Fig. 2.5).

tonWoAVo

mA

375.15)50.12)(23.1(

5.122

)1)(25(

===

==

Momento flexionante en el acero del claro.

Ordenada máxima: 25.6425

4==

L

Área de influencia (Fig. 2.6).

mtonWoAMo

mA

⋅===

==

09.96)125.78)(23.1(

125.782

)25.6)(25( 2

Peso de la losa de piso. Área de la losa, de centro a centro de las trabes = m45.0)25.2)(20.0( =

mtonWdpAMdptonWdpAWdp

mtonWdp

⋅======

==

375.84)125.78)(08.1(50.13)5.12)(08.1(

/08.1)45.0)(410.2(

(Fig. 2.5) (Fig. 2.6)


66

Peso del diafragma central. Área del diafragma = 7.62 m2 Espesor = 0.20 m.

mtonPdfYMdftonVdfY

tonPdf

tonWdf

⋅=====

==

==

75.5)25.6)(92.0(46.0)50.0)(92.0(

92.0467.3

67.3)410.2)(62.7)(20.0(

Carga muerta adicional.

Guarnición sobre losa tipo 1 = 0.44 ton. Asfalto = (0.10)(2.25)(2.20) = 0.50 ton/m. ∴ Wcma =0.94 ton/m. Wcma = WcmaA = (0.94)(12.50) = 11.75 ton. Wcma = WcmaA = (0.94)(78.125) = 73.44 ton.

Factor de impacto.

El impacto se toma como una carga viva adicional y esta en función de la longitud del claro. El impacto en los puentes carreteros esta dado por la formula:

24.03825

24.153824.15

=+

=+

=L

I

(Fig. 2.7) (Fig. 2.8)


67

Factor de distribución.

La proporción de carga por carril soportada por una viga interior se define como:

676.1SFd =

Donde: S = Es la separación entre vigas centro a centro.

34.1676.125.2

==Fd

Carga viva. Momento máximo maximorum para la carga viva simplemente apoyada de 25 mts de claro para una carga viva de un HS-20. Tomando momentos estáticos respecto a la rueda 2 (FIG 2.9).

mR

a

tonRaRM

423.165.32458.46458.46

65.3251.1451.1463.30)()27.4(51.14)24.4(63.32

===

=++==−+−=∑

El momento máximo maximorum en una viga libremente apoyada debido a un tren de carga, se produce bajo la carga que provoque mayor momento en el centro de la viga equidiste de esta carga y de la resultante del tren de carga. Posición de la rueda 2 para producir el momento máximo maximorum. La posición de la rueda2 debe ser tal que la distancia entre esta carga y la resultante que bisectar por el centro de la viga (Fig. 3.0).


68

(Fig. 3.0)

(Fig. 3.1)

Ordenadas a la línea de influencia (Fig. 3.2).

230.625

)21.13)(79.11(21.1379.11

2 ==

==

LbcY

cb


69

Por triángulos semejantes:

217.421.13

)94.8)(23.6(

974.379.11

)52.7)(23.6(

3

1

==

==

Y

Y

Momento máximo maximorum.

mtonMM

YPYPYPM

⋅=++=

++=

012.166)217.4(51.14)230.6(51.14)947.3(63.3

332211

Del apéndice A de las A.A.S.H.T.O.

mtonMcvmtonM

⋅=+∴⋅==

014.166012.166014.166

Momento de diseño. M = (166.014)(1/2 para la carga de las ruedas)(1.24 para impacto)(1.34 para la distribución)

mtonMcv ⋅=+ 92.1371

(Fig. 3.2)


70

Relación máxima entre la viga simplemente apoyada producida por la carga viva HS-20 (Fig. 3.3). Ordenadas de la línea de influencia de la relación en el apoyo A (Fig. 3.4).

(Fig. 3.4).

0.13 =Y

Por triángulos semejantes.

658.025

)46.16)(1(

829.025

)73.20)(1(

1

2

==

==

Y

Y

Reacción máxima en el apoyo A.

tonRR

YPYPYPR

93.28max)1(51.14)829.0)(51.14()658.0)(63.3(max

max 332211

=++=

++=

Del apéndice A de las A.A.S.H.T.O. la relación máxima para un claro de 25m es de 28.93 ton = 28.93 ton.

∴ VA = Rmax A = 28.93 ton. Cortante de diseño en el apoyo A. V = (28.93)(1/2 para la carga de las ruedas)(1.24 para impacto)(1.34 para distribución.)

Vcv =24.00 ton.


71

Del análisis del momento máximo maximorum se concluye que el momento máximo por carga viva no se produce en el claro, pero para fines de diseño se puede suponer que aparece ahí.

(Fig. 3.5)

Análisis a Flexión. El análisis a flexión se realiza para las diferentes condiciones de carga y los diversos efectos que se generan en la viga debido a sus propiedades geométricas. Tabla de esfuerzos de trabajo como sección simple.

Módulos de sección Sss = 14.385 x 104 cm3 Sis = 16.463 x 104 cm3 Carga M (kg-cm x 105) fs (kg/cm2) fi (kg/cm2)

Peso propio 96.09 66.60 -58.37 Losa 84.375 58.65 -51.25

Diafragma 5.750 4.0 -3.49 Tabla de esfuerzos de trabajo con sección compuesta.

Módulos de sección Sss = 68.749 x 104 cm3 Sis = 25.612 x 104 cm3 Carga M (kg-cm x 105) fs (kg/cm2) fi (kg/cm2)

C.M. Adicional 73.44 10.68 -28.67 C.V. 137.92 20.06 -53.85


72

Numero requerido de torones de 12.7mm Ø.

0

1

=

−−−−−

+=

SifiSicMcv

SicMcma

SisMdf

SisMo

SisMo

Sie

AcPefi

Fuerzas efectivas de presfuerzo (Pe).

[ ]

kgPex

Pe

SicMcm

SicMcma

SisMdf

SisMdp

SisMo

Sise

Ac

Pe

17.962,357

85.5367.2849.325.5137.58

10463.1698.56

49901

1

11

4

=

+++++

=

++++

+=

Perdida de presfuerzo 22%, sujeta al tiempo que es consecuencia de la contracción, de la fluencia del concreto y del relajamiento del acero. Fuerza inicial del presfuerzo (Pi)

kgPePi 0.926,45878.0

17.962,35778.0

===

Esfuerzo en el acero de presfuerzo al momento de la transferencia.

2/300,13)000,19(7.070.0 cmkgfpufpi === Área del acero de presfuerzo.

250.34300,13926,458 cm

fpiPiAp ==

Numero requerido de torones de 12.70mm Ø.

toronesN 3580.3499.050.34

===

El calculo inicialmente se realizo con 35 torones en una sola etapa de tensado, obteniéndose esfuerzos de servicio temporales anteriores a las perdidas, mayores a los admisibles en el concreto para elementos postensados por lo cual se utilizaran 2 cables de 12 torones de ½” Ø en


73

una primera etapa de tensado para la trabe sola y 1 cable de 11 torones de ½” Ø en una segunda etapa de tensado para la sección compuestas. Primer Presfuerzo. Esfuerzos temporales anteriores a las pérdidas por escurrimiento y por contracción.

24

24

2

/0.17310463.16

98.564990

1008,3161

/0.6210385.14

98.564990

1008,3161008,316)76.23)(300,13(

76.23)99.0)(12)(2(

cmkgxSis

eAc

Pifi

cmkgxSss

eAc

Pifs

kgfpiApcmAp

=

−=

−=

−=

−=

−=

====

Esfuerzos admisibles en el concreto (A.A.S.H.T.O.).

Elementos postensados = 0.55 f’c

2

2

2

/50.19211517337.581

/56280.661/50.192)350)(55.0(

cmkgSise

AcPi

SisMofi

cmkgSsse

AcPi

SssMofs

cmkg

<=+−=

++=

=−=

−+=

=

Los esfuerzos calculados en la transferencia son satisfactorios. Esfuerzos de concreto después de las pérdidas.

2

2

/94.134)78.0)(173(/36.48)78.0)(62(cmkgficmkgfs

==

−=−=

Segundo presfuerzo (Sección compuesta). Esfuerzo en el acero de presfuerzo debido a la fuerza efectiva de presfuerzo. Se utiliza un cable de 11 torones de ½” Ø.

2/374,10)300,13)(78.0(78.0 cmkgfpifpe ===


74

Área de presfuerzo.

389.10)99.0)(11( cmAp == Fuerza efectiva de presfuerzo.

24

24

24

/84.010727.44

96.924990

186.972,112'

1

/64.6310612.25

96.924990

186.972,1121

/36.710749.68

96.924990

186.972,112196.92796.99

86.972,112)374,10)(89.10(

cmkgxscS

eAc

Pefs

cmkgxSic

eAc

Pefi

cmkgxSsc

eAc

Pefs

cmekgAdfpPe e

−=

−=

+=

=

−=

+=

=

−=

−=

=−====

Tabla de esfuerzos de servicio.

fs (kg/cm2) Fi (kg/cm2) Carga Parcial Acumulada Parcial Acumulada

Peso propio 66.80 66.80 -58.37 -58.37 1º presfuerzo -48.36 18.44 134.94 76.57 Losa 58.65 77.09 -51.25 25.32 Diafragma 4.0 81.09 -3.49 21.83 2º presfuerzo 7.36 88.45 63.64 85.47 C.M. Adicional 10.68 99.13 -28.67 56.80 C.V. 20.06 119.19 -53.85 2.95

(Fig. 3.6)


75

Esfuerzos permisibles en el concreto para cargas de servicio posteriores a las pérdidas.

Compresión………….. 2/140)350)(40.0('4.0 cmkgcf ==

Tensión……………….. 2/303506.1'6.1 cmkgcf == Los esfuerzos en la fibra superior e inferior son como se esperaban al escoger los 35 torones de 12.7mm de Ø. La compresión en la fibra superior esta dentro de lo admisible. Esfuerzos de servicio. Esfuerzos debido al segundo presfuerzo. Los módulos de sección se multiplican por n=1.18, porque el área de concreto de la loza se redujo al dividirla entre “n”.

24

24

/69.918.110749.68

96.924990

19.972,1121

/74.218.110727.44

96.924990

19.972,112'

1

cmxxSscn

eAc

Pefi

cmkgxxscnS

eAc

Pefs

=

−=

−=

=

−=

−=

Tabla de esfuerzos de trabajo.

Módulos de sección S’scn = 44.727 x 104 x 1.18 cm3 Ssc=68.749 x 104 x 1.18 cm3

Carga M(kg-cm x105) f’s(kg/cm2) fi(kg/cm2) C.M. Adicional 73.44 13.91 9.05

C.V. 137.92 26.13 17.00 Esfuerzo admisible. Compresión = 0.40 f’c = (0.40)(250) = 10 kg/cm2

fs (kg/cm2) Fi (kg/cm2) Carga Parcial Acumulada Parcial Acumulada

2º presfuerzo 2.74 2.74 9.69 9.69 C.M. Adicional 13.91 16.65 9.05 18.74 C.V. 26.13 42.78 17.00 35.74


76

Pérdidas de Presfuerzo.

Por construcción de fraguado.

Cc = 350 kg/cm2 = 3.5 kg/mm2 Por deformación. Elementos postensados.

FcrEcEsAE =

Donde: Es: Modulo de elasticidad del acero de presfuerzo. Ec: modulo de elasticidad del concreto. Fcr: Esfuerzo del concreto en el centro de gravedad del acero de presfuerzo debido a la fuerza presforzante y carga muerta de la viga inmediatamente después de la transferencia.

fcrAE

xEcEsn

7

7000,2851090.1 6

=

===


2

2

2

/6.7/73.765)39.109(7

/39.109520.137

)720.137)(5115(

cmkgAEcmkgAE

cmkgFcr

=

==

=+

−−

=

Por escurrimiento plástico del concreto.

FcdCRc 16= Donde: Fcd: esfuerzo de compresión del concreto en el centro de gravedad del acero de presfuerzo bajo la carga muerta total.


77


2

2

2

/43.9/36.943)96.58(16

/80.5620.137

)80.5613.99(7

mmkgCRccmkgCRv

cmkgFcd

=

==

+−

=

Por contracción del acero de presfuerzo.

2/99.113.94373.76650.036080.0(5.0121400

5.08.0(125.01400

mmkgCRspxCRspCRcAECcCRsp

=

+++−=++−=

Perdidas totales por postensado.

2/05.2899.1143.9)66.7)(5.0()50.3)(8.0(

5.08.0

mmkgfsfs

CrspCRcAECcfs

=∆

+++=∆+++=∆

Esfuerzo permanente en el centro del claro.

2

2

/74.103

/347,10)78.0)(7.0)(000,19(

mmkgfp

cmkgfp

e

e

=

==

Esfuerzo inicial al centro del claro.

2/80.13105.2874.103 mmkg=+

Porcentaje de perdidas = %2110080.13174.1031 =

− x

21% < 22% supuesto. Resistencia a la Flexión, Momento Ultimo

Determinación en el acero de presfuerzo en la resistencia nominal a la flexión (fps).

50.055.0000,19

74.103>==

fpufpe


78

De la anterior restricción A.A.S.H.T.O. propone utilizar:

−

cfppfpu

fpufps'2

1)

Como se observa no fue necesario el método de compatibilidad de la deformación. Porcentaje del presfuerzo.

2

2

/18471)350)(2(

)19000)(001025.0(1000,19

001025.0)20.150)(225(

65.3465.34

cmkgfps

bdAp

pp

cmAp

=

−=

===

=

Profundidad de bloque de esfuerzo a compresión.

cmhfacf

ppfpsda

206.9)350)(85.0(

)20.150)(18471)(001025.0('85.0=<=

==

La sección se analiza como viga rectangular.

)30.0054.0)350)(20.150)(225(

)18471)(65.34(' <==cbdfApfps

La viga es sobre-forzada. Momento resistente nominal.

mtonMn

cmkgMn

adfpsApMn

⋅=

⋅=

−=

−=

60.930

930,058'9326.920.150)18471)(65.35(

2*


79

Momento ultimo de diseño.

Carga máxima de proyecto.

._67060.930

670

92.13735440.73750.5375.8409.96

95.03.1

353.1

353.1

correctoEsmtonMumtonMn

mtonMu

xMu

McvMcmaMdfMdpMoMu

McvMcmMu

∴⋅=>⋅=

⋅=

++++=

++++=

+=

φ

φ

Resistencia al Cortante, Esfuerzo del Alma. Cortante en el alma. De acuerdo a las A.A.S.H.T.O. se toma en cuenta.

kgtonVu

xVu

VcvVCMaVdfVdpVoVu

VCmVCMVu

11713013.117

0.243575.1146.050.1338.15

90.03.1

353.1

353.1

==

++++=

++++=

+=

φ

φ

Cortante que soporta el concreto.

kgVckgVc

VcbwjdcbwjdfVc

adjd

932,36932,36068,61

)40.145)(20)(7.12()40.145)(350)(06.0(7.12'06.0

40.14526.920.150

2

=∴≤=

≤=≤=

=

−=

−=


80

Usando E-2R Nº 3

242.1)71.0)(2( cmAv == Separación requerida de los estribos

cmhS

cmbw

AvfyS

cmS

VcVuAvfyjd

S

1174

)202.137)(3(4

3max

40)20)(03.7(

)000,4)(42.1(03.7

max

20932,36130,117

)40.145)(000,4)(42.1)(2(

2

=+

==

===

=−

=

−=

Se usan estribos E Nº 3@20cm de eje para la longitud total del puente. Corte Horizontal. Momento elástico. Q = (Área transformada de la losa)(Y’-hf/2) Q = (225)(20)(57.24-20/2) = 212,580 cm3

2

26

/10.2145.19

/45.19)50)(10602.25()580,212)(130,117(

cmkg

cmkgxlb

VuQVu

<

===

Todo el esfuerzo del alma se prolonga dentro de la losa de piso colada en el lugar, a fin de satisfacer los requisitos para los amarres verticales, y la superficie de contacto de las vigas presforzadas deberá estar limpia e intencionalmente rugosa. Además deberá colocarse acero de refuerzo por armado y temperatura (Fig. 3.7).


81

Refuerzo del alma (Fig. 3.7) Coordenadas, Longitud y Diagramas de los cables. Coordenadas de los cables Sistema de cableado. La trayectoria de los cables es parabólica para facilitar la compresión entre el momento de presfuerzo y el momento de las cargas de servicio. El cable 1 esta compuesto por 11 torones de 7 mm Ø y su salida se encuentra en el patín superior de la viga, los cables 2 y 3 están compuestos de 12 torones de 7 mm Ø; se usa para mayor eficiencia del presfuerzo y llegar a los extremos de la viga. Coordenadas del cable 1. El cable es simétrico respecto al centro del claro.

cmrcmH 7;125 == h = 118cm; a1 = 700cm


82

b1 = 320 cm.

cmLbaL

Anga

arH

120,1100320700100

'41º1426222.0tan26222.0

26222.0100

2700

7125tan

)1....(..........100

2

tan

1

1

1

1

=++=++=

===∴

=+

−=

+

−=

θ

θ

θ

Trayectoria de los Cables (Fig. 3.8).

C= h -100 tan θ……... (2)

C = 118 – 100 tan 14º 41’ = 91.78cm.

Ordenadas:

)3(..........)(2

rcabxxY +

−

=

X (cm.) 415 515 665 815 915 1,020

Y(x) (cm.) 8.70 14.10 29.30 52.90 73.30 98.80

Y (L) = H = C +100 tan θ + r……….. (4)

Y (1,120) = 91.78 + 26.22 + 7 = 125 cm.


83

Coordenadas del cable 2. Las coordenadas del lado izquierdo del cable 2 son iguales a la del cable 3 del lado derecho.

H = 117 cm.; r = 7 cm.; h = 110 cm.; b = 350 cm.; a = 820 cm. Sustituyendo en la ecuación (1):

cmL

a

270,1100820350'10º12

2157.0

2157.0100

2820

7117tan

2

2

2

=++===∴

=+

−=

θ

θ

Ecuación (2): C = 110-100 tan 12º 10’ = 88.43 cm.

X (cm.) 415 515 665 815 915 1,020 1,020 1,170 Y(x) (cm.) 7.50 10.60 20.00 35.40 49.00 66.00 85.00 95.40

Ecuación (4):

Y (1,270) = 88.43+21.57+7 = 117 cm. Coordenadas del cable 3. Las coordenadas del cable 3 son iguales alas del cable 2 del lado derecho.

H = 73 cm. r = 7 cm. h = 66 cm. b = 350 cm. a = 820 cm. Ecuación (1).

cmL

a

270,1100820350'22º7

1294.0

1294.0100

2820

711773tan

2

2

2

=++===∴

=+

−=

θ

θ


84

Ecuación (2): C = 66 -100 tan 7º 22’ = 53.06 cm.

X (cm.) 415 515 665 815 915 1,020 1,020 1,170 Y(x) (cm.) 7.30 9.10 14.80 24.10 32.20 42.40 53.80 60.10

Ecuación (4):

Y (1,270) = 53.06+12.94+7 = 73 cm. Análisis de Datos.

Literales Cable a1 b1 b2 a2 h1 h2 Θ1 Θ2

1 700 320 320 700 125 125 14º 41’ 14º 41’ 2 820 350 350 820 117 73 12º 10’ 7º 22’ 3 820 350 350 820 73 117 7º 22’ 12º 10’

Coordenadas de los cables.

Lado Izquierdo Abscisa -11.20 -10.20 -9.15 -8.15 -6.65 -5.15 -4.15 -3.20 0 Cable

1 Ordenada 125.00 98.80 73.30 52.90 29.30 14.10 8.70 7 7

Abscisa -12.70 -11.20 -10.20 -9.15 -8.15 -6.65 -5.15 -4.15 -3.20 0 Cable 2 Ordenada 117.00 85.00 66.00 49.00 35.40 20.00 10.60 7.50 7 7

Abscisa -12.70 -11.20 -10.20 -9.15 -8.15 -6.65 -5.15 -4.15 -3.20 0 Cable 3 Ordenada 73.0 53.80 42.40 32.20 24.10 14.80 9.10 7.30 7 7

Lado Derecho Abscisa 0 3.20 4.15 5.15 6.65 8.15 9.15 10.20 11.20 ------- Cable

1 Ordenada 7 7 8.70 14.10 29.30 52.90 73.30 98.80 125 -------

Abscisa 0 3.50 4.15 5.15 6.65 8.15 9.15 10.20 11.20 12.70Cable 2 Ordenada 7 7 7.30 9.10 14.80 24.10 32.20 42.40 53.80 73.00

Abscisa 0 3.50 4.15 5.15 6.65 8.15 9.15 10.20 11.20 12.70Cable 3 Ordenada 7 7 7.50 10.60 20.00 35.40 49.00 66.00 85.00 117.0


85

Geometría del extremo izquierdo (Fig. 3.9).

Geometría del extremo derecho (Fig. 4.0).


86

Diagrama de perdida por fricción (Fig. 4.1).

Longitud de los cables.

Cable 1 Extremo recto:

cmLR 40.103'41º14cos

100cos100

1 ===θ

Tramo parabólico:

.708

.708700278.91

532

700278.91

381700

)5...(..........25

3223

81

1

42

1

42

1

cmLP

cmxx

LP

ac

acaLP

=

=

−

+=

−

+=

Tramo horizontal:

LH1 = 320 cm.

Longitud total = 2 (103+708+320) = 2,262cm


87

Cable 2 = Cable 3 Extremo recto:

cmLR 102'10º12cos

100cos100

22 ===

θ

Tramo parabólico:

.827

.827820243.88

532

820243.88

381700

2

42

2

cmLP

cmxx

LP

=

=

−

+=

Tramo horizontal:

LH2 = 350 cm.

Extremo recto:

cmLR 101'22º7cos

100cos100

33 ===

θ

Tramo parabólico:

.822

.822820206.53

532

820206.53

381820

3

42

3

cmLP

cmxx

LP

=

=

−

+=

Tramo horizontal:

LH3 = 350 cm.

Longitud total = 102+827+35+101+350=2,552 cm. Diagramas de Tensado.

El esfuerzo requerido en el extremo del claro para los cables es:

Ti = (190)(0.7)(0.78)+28.05 = 131.80 kg./mm2


88

Las perdidas por fricción y cambio de dirección se calculan según la formula:

[ ]1akL1TiTx µ++= Donde: To = Esfuerzo del acero en el extremo donde se aplica el gato. Tx = Esfuerzo en el acero, en cualquier punto “X”. K = Longitud del elemento de acero de presfuerzo, medido del extremo del gato a cualquier punto “X”. µ = Cambio o variación angular total del perfil del acero de

presfuerzo medido en radianes. Los coeficientes recomendados son:

K = 0.002/m y µ = 0.20/rad. Cable 1

[ ][ ]

[ ][ ]

21

21

1111

21111

/15.143

/15.143)26222.0(25.0)20.380.7(002.0180.131

)(1/40.143)26222.0(25.0)20.308.7034.1(002.0180.131

)(1

mmkgT

mmkgT

aLHLpkTiTmmkgTo

aLHLPLRkTiTo

=

=+++=

+++==++++=

++++=

µ

µ

[ ]

[ ]

[ ][ ]

[ ]

[ ][ ]

25

5

11115

24

4

1114

23

2

22

2

2

/20.120

)26222.0(25.0)20.308.7034.1(002.0180.131)(1

/45.120

)26222.0(25.0)20.308.7(002.0180.131)(1

/96.130)20.3(002.0180.131

/80.131

/60.132

)20.3(002.0180.1311

mmkgT

TaLHLPLRkTiT

mmkgT

TaLHLPkTiT

mmkgT

mmkgT

mmkgT

TkaTiT

i

=

−++−=−++−=

=

−+−=−+−=

=−=

=

=

+=+=

µ

µ


89

Considerando un desplazamiento al anclar de 4mm (STRONGHOLD)

2011

21

21

1

11

1

211

/60.133)10007343(001507.015.143

)(7343

001507.0)1000001507.015.14340.143(100080000

)(

001507.07000

60.13215.143

80000

mmkgTx

LLPTTxmmLx

xLx

PLoPTToLo

Lx

P

bTT

P

x

=−−=

−−==

−−−

=

−−−∆=

=−

=

−=

=∆

Cable 2 y Cable 3

[ ][ ]

[ ][ ]

[ ][ ]

[ ][ ]

[ ][ ]

[ ][ ]

25

5

33335

24

4

3334

23

3

2

22

2

2

21

21

2221

222221

/20.124

)1294.0(25.0)50.301.122.8(002.0180.131)(1

/45.124

)1294.0(25.0)50.322.8(002.0180.131)(1

/90.130)50.3(002.0180.131

1/80.131

/72.132

)50.3(002.0180.1311

/142

/142)2156.0(25.0)50.327.8(002.0180.131

)(1/30.142)2156.0(25.0)50.327.802.1(002.0180.131

)(1

mmkgT

TaLHLPLRkTiT

mmkgT

TaLHLPkTiT

mmkgT

kaTiTmmkgT

mmkgT

TkaTiTmmkgT

mmkgT

aLHLpkTiTmmkgTo

aLHLPLRkTTo

i

=

−++−=−++−=

=

−+−=−+−=

=−=

+==

=

+=+=

=

=+++=

+++==++++=

++++=

µ

µ

µ

µ


90

2

21

/86.139)10002722(001244.0142.

8067489,076,65

489,076,65001244.0

)1000001244.014230.142(100080000

001244.08200

80.131142

mmkgT

mmL

xbTT

P

x

x

=−−=

==

=−−−

=−

=−

=

Las perdidas por fricción deberán ser comprobadas durante las operaciones de alcance.

Diagrama de tensado del cable 1(Fig. 4.2).


91

Diagrama de tensado del cable 2 (Fig. 4.3).

Diagrama de tensado del cable 2 (Fig. 4.4).


92

Análisis y Diseño de la Losa de Concreto Reforzado El análisis y diseño de la losa de realiza tomando en cuenta los esfuerzos a que esta sometida, los cuales son los siguientes:

a) Esfuerzos debidos al transito.

b) Esfuerzos debido a su peso propio y carga adicional.

c) Esfuerzos debido a la temperatura.

Losa interior (Centro a centro de las trabes).

a) Carga Permanente.

Losa de piso…………… (0.20)(2400)(1) = 480 kg/m

Asfalto…………………... (0.10)(2200)(1) = 200 kg/m

mmkgMcp /35510

)25.2)(700( 2

⋅==

b) Carga Móvil. Momento por carga viva e impacto.

))((74.9

61.0 IPsIMcv =

+

=+

Donde: S = Longitud efectiva del claro (m) P = Carga sobre una rueda trasera del camión (kg) I = Factor de impacto

mkgMTMummkgMcvMcpMT

mmkgMcv

⋅===⋅=+=+=∴

⋅=

+

=

3894)2995)(3.1(/29952640355

/2640)24.1)(7250(74.9

61.025.2

γ


93

Momento resistente de proyecto. Acero principal: se analizara un metro de ancho de la losa con 4 varillas del Nº 5.

As Nº 5 = 1.98 cm2 As = (4)(1.98)=7.92 cm2

Profundidad del bloque de esfuerzos.

mkgmkgMR

cmkgMR

adAsfyMR

cmcbf

Asfya

⋅>⋅=

⋅=

−=

−=

===

38944.4064

6.438,406249.115)4000)(92.7(90.0

2

49.1)100)(250)(85.0(

)4000)(92.7('85.0

φ

Acero de distribución. Refuerzo principal perpendicular a la dirección del transito.

cmNVarNum

cmasNcmAstcmAs

Máximo

[email protected]º..

85.26º23.1331.592.731.5)67.0)(92.7(

67%

%)678125.2

121Porcentaje

%)67(S

121Porcentaje

2

2

2

==

=

=+=

==

=∴

>==

=


94

Refuerzo principal paralelo a la dirección del transito.

cmNVarNum

cmasNcmAs

Máximo


27.14º93.2)37.0)(92.7(

37%

%)3725.2

55Porcentaje

%)50(S

55Porcentaje

2

2

==

=

==

=∴

==

=

Acero por temperatura

cmNVarNum

cmbdAstp


30.5)15)(100)(0035.0(0035.0 2

==

===

Armado de la losa sección transversal (Fig. 4.5). Dimensionamiento de Diafragmas. Se colocaran diafragmas extremos para rigidizar el sistema de piso y evitar posibles desplazamientos de las vigas perforadas respecto a la subestructura. Así mismo, por la longitud del claro del puente por


95

especificación se recomienda colocar un diafragma intermedio en el centro del claro, que conecte transversalmente las vigas; con lo que se aumentara considerablemente la resistencia de estas ala torsión y se evitara que la losa de calzada se deforme ante la presencia de cargas verticales; dichos diafragmas se conectaran a las vigas mediante una barra del Nº 8 y se armara como se muestra en la fig. 4.4 y 4.5.

Diafragma intermedio (Fig. 4.6).

Diafragma intermedio Corte B-B’ (Fig. 4.7).

Fuentes:

• American Association of State Highway and Transportation Officials Pág. N.PRY.CAR.6.01.003/01, N.PRY.CAR.6.01.005/0, N.PRY.CAR.6.01.002/01 • Apuntes para diseño de puentes. Pág. 1-50 • Estructuras y obras de drenaje'", (S.C.T.). Pág. 57-74. • Diseño de vigas de concrete, presforzado. Pág. 320-365 • Diseño de estructuras de concreto presforzado. Pág. 75-93, 105-135, 220-283, 325-344


96

CAPITULO V

ANÁLISIS Y DISEÑO DE LA SUBESTRUCTURA. En el presente capitulo se hablara del análisis y diseño de la subestructura del puente Boquiapa, basados en las principales solicitaciones a las que estará sometido y su respuesta ante dichas acciones. Aspectos Generales del Análisis y de la Estructuración de la Subestructura. Uno de los datos esenciales para el proyecto de la subestructura, por medio de pilotes es la capacidad del terreno, la cual en la que por medio de los sondeos realizados arrojo como datos una capacidad de carga de 35 ton por pilote, los cuales serán de concreto reforzado, de sección transversal maciza de secciones de 40x40 cm, las elevaciones de desplante se pueden a preciar con detalle en la (Fig. 5.0). El análisis de la subestructura se realizara en 2 direcciones; longitudinal y transversal, para representar la geometría de la estructura, para que así resista los efectos correspondientes. De dicho análisis, se obtendrán los esfuerzos que se presentan en el sentido longitudinal del puente. Debido a esto se tuvo que realizar diversas estructuraciones correspondientes al número, distribución y posición de pilotes para conocer sus acciones interiores (carga axial, flexión, cortante); ante las solicitaciones a las que estará sometida la estructura; así mismo es necesario conocer en forma general las dimensiones de los elementos estructurales que la componen, para poder determinar la magnitud de dichas acciones. Con tales premisas, a continuación se describirá algunos aspectos generales de las estructuraciones realizadas: Una primera fue proyectar 8 pilotes verticales, esta estructuración no presentaba rigidez ante la presencia de fuerzas laterales, lo que hacia que las reacciones laterales las tomara totalmente el suelo y el comportamiento de grupo de pilotes fuera parecido a una viga en voladizo, lo cual provoca un exceso de memento de empotramiento y un desplazamiento lateral muy grande.


97

La presencia de fuerzas laterales obligaba a proyectar algunos pilotes inclinados. Una segunda estructuración fue proyectar 9 pilotes en una sola fila, 4 verticales y 5 inclinados, esta estructuración se comportaba bien para cargas permanentes de servicio, pero al intervenir un sismo provoca un incremento de esfuerzos en la capacidad de caga del terreno mayores alas permisibles en los pilotes verticales, no olvidando que el sismo tiene cambios de signo, el empuje de la tierra no contrarrestaba su influencia, a de mas la distribución de los pilotes hacia imposible su proceso de construcción al no cumplir con la separación adecuad. Ante este panorama se concluyo que era necesario ampliar la base del cabezal a 2 m; la separación y distribución de los pilotes se observa en la (Fig. 4.8).

Distribución de pilotes (Fig. 4.8)

Al incrementar las dimensiones del cabezal, la magnitud de las fuerzas sísmicas aumentan debido al incremento de la masa, sin embargo la subestructura es mas eficiente al efecto de las cargas transversales al ser mas rígidas, con lo que el Angulo de loas pilotes inclinados es mas eficiente y disminuye notablemente.


98

Dimensiones del muro en ménsula. El muro en ménsula se proyecta de tal forma en que forzá el eje de apoyos para que pase lo mas cerca posible de la línea de reacción de los pilotes; para evitar una concentración de esfuerzos en una sola fila de los mismos (Fig. 4.9).

Altura del muro Concepto

Trabe tipo IV 137 cmLosa 20 cmApoyos 5 cmPendiente 8 cm

H = 170 cm De todo este conjuntote consideraciones en la estructuración de la subestructura, el análisis y diseño que a continuación se presenta, corresponde a la última etapa de desarrollo.

Caballete (Fig. 4.9)


99

Solicitaciones.

La subestructura se analizara para las siguientes solicitaciones de carga correspondiente a las acciones mas frecuentes sobre la estructura.

Carga muerta (CM) Carga viva (CV) Fuerzas longitudinales (FL) Cargas por viento (VE) Presiones ejercidas por el empuje de la tierra (ET) Esfuerzos por sismo (TT)

Grupos de combinaciones de carga

Grupo (I) (CV+CM+ET) Grupo (II) (CM+VE+ET) Grupo (III) (CM+CV+0.3+VE+FL+ET) Grupo (VII) (CM+TT+ET)

Carga Muerta: Las cargas muertas estarán constituidas por el peso de la estructura ya terminada.

Carga de la subestructura. Trabes (0.5090)(2.410)(25.80)(4) 126.6 ton Diafragma 9.70 ton Losa (25.80)(8)(0.20)(2.410) 99.5 ton Asfalto (25.80)(7.2)(0.10)(2.40) 44.6 ton Banqueta (0.40)(25.80)(2) 20.6 ton

Wcm = 301.0 ton

caballetetonRcm /50.1502

301==

Cargas de la subestructura Cabezal 5.82 ton/mW Tierra 0.28 ton/m

W = 6.10 ton/m


100

Carga Viva. La carga viva consistirá en la reacción en el apoyo. Del apéndice “A” de las A.A.S.H.T.O. para la carga tipo HS-20 (R = 28.95 ton/carril).

Rcv = 57.90 ton/caballete Impacto. El porcentaje de impacto no se aplica para este caso por los efectos estructurales de la subestructura (Muros de contención y pilotes) pertenece al grupo “B” de las A.A.S.H.T.O. Fuerzas Longitudinales. Deberá considerarse el efecto de las fuerzas longitudinales de 5% de la reacción por carga viva.

0.05Rcv = 0.05 (57.90) = 2.90 ton. Fuerzas de Fricción. Se considerara un 5% de la reacción por carga muerta dse la subestructura.

0.05 Rcm = 0.05 (150.50) = 7.53 ton. Fuerza Longitudinal.

2.90+7.53 =10.43 ton. Las fuerzas longitudinales se trasmiten ala subestructura a través de los apoyos de neopreno, acunando en el centro de gravedad de los mismos. Cargas por Viento. Las cargas por viento son debidas a la presión del viento, por metro cuadrado de área expuesta, se aplicara ala subestructura y a la superestructura.


101

Proyecto de la Superestructura. La subestructura, actúa una carga debido al viento, uniformemente distribuida en el sentido transversal y longitudinal. El puente se proyecta para que resista una velocidad de viento de 160 km/hor con un ángulo de esviajamiento de 15º, para trabes y vigas según las A.A.S.H.T.O. su intensidad es la siguiente:

Carga Transversal 214.70 kg/m2

Carga Longitudinal 29.30 kg/m2

Área transversal expuesta a la subestructura considerando las proyecciones verticales de todos los miembros.

CaballetemAve

mAve

/26.20251.4051.40

2

2

==

=

Fuerza transversal. (20.26)(214.70) = 4.35 ton. Fuerza longitudinal. (20.26)(29.30) = 0.59 ton. Las fuerzas se utilizan en la combinación de cargas en el grupo II. Para la combinación de cargas que forman el grupo II, estas fuerzas deben reducirse en un 70%, y además deberán agregarse una carga por metro lineal, como una carga de viento sobre la carga viva de las siguientes intensidades.

Carga vertical. . . . . . . . . . . . 131 kg/m. Carga longitudinal. . . . . . . . . . 18 kg/m.

Fuerza transversal.

(4.35)(0.30) = 1.31 ton. Fuerza longitudinal.

(0.59)(0.30) = 0.15 ton.


102

Carga de viento por carga viva. Carga latera.

caballeteton /64.12

)25)(131(=

Carga longitudinal.

caballeteton /255.02

)25)(18(=

Se supondrá que estas fuerzas actúan horizontalmente y respectivamente en el centro de gravedad de los apoyos de neopreno. Proyecto de la Subestructura. Las fuerzas transversales y longitudinales que se aplican en la subestructura para una velocidad de viento de 160.9 km/h se calcula para una presión de viento de 195.20kg/m2 para una dirección de viento que se considera esviajamiento de 15º con respecto a la subestructura, esa presión se resolverá en sus componentes perpendiculares ala elevación del frente lateral de la subestructura, de acuerdo con las funciones trigonometriítas del ángulo de esviajamiento. Componente perpendicular a la elevación lateral. 195.20 cos 15º = 188.55 kg/m2 Componente perpendicular a la elevación del frente. 195.20 sen 15º = 50.52 kg/m2 La componente perpendicular a la elevación lateral actúa sobre el área expuesta de la subestructura. Área expuesta:

a) Cabezal = 2.0 m2 b) Pilotes = 1 m2/ pilote


103

Se considerara que estas cargas actúan horizontalmente al centro de gravedad de las áreas expuestas, se aplican simultáneamente con las cargas de viento sobre la superestructura. Fuerzas Transversales y Longitudinales.

Intensidad (kg/m2) FVE (ton) Subestructura Área (m2) Longitudinal Transversal Longitudinal Transversal

Cabezal 2.0 50.52 188.55 0.08 0.28 1 pilote 1.0 50.52 188.55 0.05 0.19

Las fuerzas horizontales son para la condición de carga del grupo II, para la condición de carga del grupo III deben reducirse en un 70%. Cargas del Grupo III

0.30 FVE (ton) SubestructuraLongitudinal Transversal

Cabezal 0.024 0.084 1 pilote 0.015 0.057

Se supondrá que estas cargas actúan horizontalmente en el centro de gravedad de las áreas expuestas, se aplican simultáneamente con las cargas del viento sobre la superestructura. Empuje de Tierra para la Condición de Carga de los Grupos I y II.

Presiones debidas al empuje de Tierras (Fig. 5.1)


104

El muro se proyectara para resistir el empuje de tierras incluyendo una sobre carga viva, por especificación se incrementara un espesor de tierra de 61cm. debido a dicha sobrecarga. El relleno será de manera material graduada con peso volumétrico de 1.6 ton/m3 y un ángulo de fricción interno de 33º. Empuje activo.

Ea = Ka Et

Donde:

+−

=φφ

sensenKa

11 (coeficiente para presión activa)

De la cuña de esfuerzos de la (Fig. 5.2).


105

tonEtcvtonmEtcv

LEEEtcvmtonE

sensenE

sensenhh

hhE

mtonEsensenE

sensenhh

hhE

97.1997.19)8)(325.1171.1(

)(/325.1

º331º331)31.231.3(

231.231.36.1

11)(

2

/171.1º331º331)61.031.2(

261.031.26.1

11)(

2

21

2

2

2323

2

1

1

1212

1

==+=

+==

+−

−

+

=

+−

−

+=

=

+−

−

+

=

+−

−

+=

φφγ

φφγ

Empuje Activo (Fig. 5.3) La sobre carga por carga viva se elimina.


106

tonEtcmmtonE

sensenE

sensenhh

hhE

mtonE

mtonsensenE

sensenh

E

76.13/038.1

º331º331)70.270.1(

270.270.160.1

º331º331)(

2

/682.0

/682.0º331º331

2)70.1)(60.1(

11

2

2

2

1221

2

1

2

1

21

1

==

+−

−

+

=

+−

−

+=

=

=

+−

=

+−

=

γ

φφγ

Análisis de la Subestructura Mediante Computadora Utilizando el Programa Ram Advanse. Para el análisis del la subestructura utilizaremos el programa del Ram Advanse ya que es uno de los tantos programas que sirven para realizar el análisis de estructuras, en este caso para poder analizar la subestructura del puente Boquiapa se analizara en forma de marcos, y posterior mente se analizara y diseño del cabezal. A continuación presentaremos los marcos idealizados que utilizaremos para la resolución del análisis de la subestructura de nuestro puente (Fig. 5.4).

Marco Idealizado (Fig. 5.4)


107


108


109


110


111


112


113

L E N G T H O F S E C T I O N S U S E D Note.- Only the graphically selected elements are listed below File : C:\MarcosII\Tesis\Prog\Estructura01.AVW Date : 25/10/2005 Time : 03:00:29 p.m. Profile Material U.Weight[Ton/M] length[M] Weight[Ton] ------------------------------------------------------------------------------------ RCBEAMR 40X80 CM CONCRETE 0.768922 17.800 13.6868 RCCOLR 40X40CM CONCRETE 0.384461 139.826 53.7576 ------------------------------------------------------------------------------------ Total weight[Ton] 67.444


114

P A R T S L I S T Note.- Only the graphically selected elements are listed below File : Date : 25/10/2005 Time : 02:50:20 p.m. Section Length [M] N° of pieces ---------------------------------------------------- RCBEAMR 40X80 CM 1.00 5 RCBEAMR 40X80 CM 1.60 8 RCCOLR 40X40CM 10.44 5 RCCOLR 40X40CM 13.95 5 ---------------------------------------------------- Total N° of pieces 23 M O D E L D A T A E C H O File : C:\MarcosII\Tesis\Prog\Estructura01.AVW Units : Ton-m Date : 25/10/2005 Time : 03:02:10 p.m. N O D E S Node X Y Z Floor [M] [M] [M] ----------------------------------------------------------------------------- 1 0 0 0 0 2 2.35 0 0 0 3 0 13.95 0 0 4 1 13.95 0 0 5 0 0 1.6 0 6 2.35 0 1.6 0 7 0 13.95 1.6 0 8 1 13.95 1.6 0 9 0 0 3.2 0 10 2.35 0 3.2 0 11 0 13.95 3.2 0 12 1 13.95 3.2 0 13 0 0 4.8 0 14 2.35 0 4.8 0 15 0 13.95 4.8 0 16 1 13.95 4.8 0 17 0 0 6.4 0 18 2.35 0 6.4 0 19 1 13.95 6.4 0 20 0 13.95 6.4 0


115

R E S T R A I N T S Node TX TY TZ RX RY RZ ----------------------------------------------------------------------------- 1 1 1 1 1 1 1 2 1 1 1 1 1 1 5 1 1 1 1 1 1 6 1 1 1 1 1 1 9 1 1 1 1 1 1 10 1 1 1 1 1 1 13 1 1 1 1 1 1 14 1 1 1 1 1 1 17 1 1 1 1 1 1 18 1 1 1 1 1 1 M E M B E R S Beam NJ NK Description Section Material

----------------------------------------------------------------------------- 1 17 20 RcColR 40x40cm Concrete 2 19 20 RcBeamR 40x80 cm Concrete 3 18 19 RcColR 40x40cm Concrete 4 13 15 RcColR 40x40cm Concrete 5 15 16 RcBeamR 40x80 cm Concrete 6 14 16 RcColR 40x40cm Concrete 7 9 11 RcColR 40x40cm Concrete 8 11 12 RcBeamR 40x80 cm Concrete 9 10 12 RcColR 40x40cm Concrete 10 5 7 RcColR 40x40cm Concrete 11 7 8 RcBeamR 40x80 cm Concrete 12 6 8 RcColR 40x40cm Concrete 13 1 3 RcColR 40x40cm Concrete 14 3 4 RcBeamR 40x80 cm Concrete 15 2 4 RcColR 40x40cm Concrete 16 3 7 RcBeamR 40x80 cm Concrete 17 7 11 RcBeamR 40x80 cm Concrete 18 11 15 RcBeamR 40x80 cm Concrete 19 15 20 RcBeamR 40x80 cm Concrete 20 4 8 RcBeamR 40x80 cm Concrete 21 8 12 RcBeamR 40x80 cm Concrete 22 12 16 RcBeamR 40x80 cm Concrete 23 16 19 RcBeamR 40x80 cm Concrete


116

Diseño de los Elementos Estructurales de la Subestructura. Diseño del Muro.

El muro se calcula como un cantiliver empotrado en el cabezal. El empuje de la tierra es correspondiente a la altura del muro (Fig.5.3). Empuje activo:

EA = E1 = 1.171 ton/m El punto de aplicación del empuje se encuentra en:

++

=

1

12

23

31

hhhhh

Y

Donde el punto de aplicación del empuje se encuentra a:

mY 69.0)61.0(270.1

)61.0)(70.1(370.131 2

=

+

+

=

Momento de empotramiento:

M = Ea Y = (1.171)(0.69) = 0.81 ton*m/m

MBMu ETγ= Donde:

Factor de carga = لاBET = coeficiente para empuje de tierras lateral.

Mu = (1.3)(1.3)(0.81) = 1.40 ton*m/m

Mu = 1.40 ton*m/m. Análisis a Flexión Materiales:

Concreto: f’c = 250 kg/cm2 Acero: fy = 4000 kg/cm2


117

Refuerzo mínimo:

)59.01()250()19)(100)(9.0(

1040.1

)59.01('

)59.01('

0035.040001414min

2

5

2

2

wWx

wWcwfbd

MuwcwfbdMu

fy

−=

−=

−=

===

φ

φ

ρ

Resolviendo la ecuación: W = 0.0174

cmNVarsNum

cmasNcmbdAs

fycf

w


27.14º65.6)19)(100)(0035.0(

0035.0min0035.0min0011.0

0011.040002500174.0

'

2

2

==

=

===

==∴=<=

=

==

ρ

ρρρρ

ρ

Se emplea varilla del numero 4 a cada 16 cm. en ambas caras del muro (Fig. 5.7). Esfuerzo cortante. La fuerza cortante que provoca corte en la sección es Ea.

V = Ea = 1.171 ton Vu = لا BET Ea = (1.3)(1.3)(1.171) = 1.98 ton.

Esfuerzo Factorizado:

2/23.1)19)(100)(85.0(

1980 cmkgbdVuVu ===φ


118

Esfuerzo cortante que toma el correcto:

22

2

/23.1/38.8

/38.825053.0'53.0

cmkgcmkg

cmkgcfVcu

>

===

El muro resiste satisfactoriamente el esfuerzo cortante. Refuerzo por contracción y temperatura. Para prevenir la información de grietas y contracciones se pondrá un refuerzo mínimo con varillas horizontales.

cmNVarsNum

cmAstbdAst


70.5)19)(100)(003.0(003.0

2

==

==

=

Se emplean varillas del numero 4 a cada 20 cm. en ambas caras

del muro (Fig. 5.7). Análisis del Diseño del Cabezal. El análisis del cabezal consiste en obtener el momento y cortante máximo en la envolvente de cada uno de los marcos (Fig. 5.5), para las diferentes combinaciones de carga. Materiales:


Análisis por flexión: Constantes Refuerzo mínimo.


119

02032.0max02032.0)02709.0)(75.0(75.0max

02709.040006000

60004000

)250)(85.0)(85.0(

60006000'85.0

85.087.0140025005.1

1400'05.1

:_Re

0035.040001414min

1

1

====

=

+

=

+

=

>=

−=

−=

===

ρρρ

ρ

ρ

βρ

β

ρ

bb

b

fyfycf

b

cf

Maximofuerzofy

Esfuerzos máximos: Momento máximo negativo M= 107.385 ton*m Marco bajo diferentes condiciones de apoyos para obtener las envolventes de diseño de momento flexionante y cortante de la viga cabezal. (Fig. 5.5). El diseño del cabezal se realiza por cargas ultimas (cargas de servicio afectadas por el factor de cargas).

0383.059.0

)59.01('

)59.01('601.139)385.107)(3.1(

2

2

2

+−

−=

−=

⋅===

ww

wwcfbd

MuwcfbdMu

mtonMuMMu

φ

φ

γ

Resolviendo la ecuación cuadrática:


120

cmNVarsNum

cmasNcmbd

fycwf

w

[email protected]

638º..

07.58º63)90)(200)(0035.0(

0035.0min0025.0

0025.0)4000(

)250)(0392.0('0392.0

2

2

==

=

==∴

=<

===

=

ρ

ρ

ρ

Momento resistente de proyecto.

mtonmtonMr

Mr

adAsfyMr

cmcbf

Asfya

cmAs

⋅>⋅=

−=

−=

===

==

385.10719.206220.690)4000)(91.65(90.0

2

20.6)200)(250)(85.0(

)4000)(91.65('85.0

91.65)13)(07.5( 2

φ

Momento máximo positivo.

mtonmtonmtonMu

mtonM

⋅<⋅⋅==

⋅=

19.20639.3639.36)944.27)(3.1(

994.27

∴Se armara el lecho superior con también el inferior con Vars. Nº8 @ 15 cm.

(Fig. 5.7). Análisis por cortante (refuerzo Transversal). Esfuerzo máximo cortante:

tonVutonV

42.80)861.61)(3.1(861.61

==

Esfuerzo cortante factorizado:

2/26.5)90)(200)(85.0(

80420 cmkgbdVuVu ===φ

Esfuerzo cortante que toma el concreto:


121

22

2

/38.8/26.5

/38.825053.0'53.0

cmkgcmkg

cmkgcfVc

<

===

La viga de cabezal se comporta satisfactoriamente por esfuerzo cortante; pero por especificación se debe colocar el esfuerzo mínimo. Área mínima igual a:

= fybsAv 5.3

Se colocan estribos a cada 20cm.

25.34000

)20)(200(5.3 cmAv =

=

Usando Vars. Del Nº5 (2 ramas).

Av = 2(1.98) = 3.96cm2 > 3.5 cm2

Para proporcionar restricción vertical se usan estribos en forma de grapas en la forma presentada en la (Fig. 5.7). Refuerzo por temperatura. Usando Vars. Del Nº6 (2 ramas).

Avh = 2(2.85) = 5.70cm2 Separación:

cmb

AvhS 22)100)(0025.0(

70.50025.0

===

Se emplean varillas horizontales del Nº6 @ 20cm en el alma del cabezal (Fig. 5.7).


122

Dimensiones refuerzo (Elevación) (Fig. 5.6).

Dimensiones refuerzo (Corte A-A’) (Fig. 5.7).


123

Dimensiones refuerzo (Planta) (Fig. 5.8).

Refuerzo de Aleros (Fig. 5.9).


124

Dimensionamiento de Pilotes Sujetos a Compresión y Flexión Biaxial. Las combinaciones de carga mas criticas son a las que se deben a las cargas muertas mas sismos en dirección (x), y cargas muertas mas empuje de tierras mas sismos, en dirección (y). Acciones internas de servicio. Condición de carga (CM+TT). Mx = 10.74 ton*m P = 34.77 ton. Condición de carga (CM+ETm+TT) My = 4.44 ton*m Cargas factorizadas: Mxu=1.3 (10.74)=13.96 ton*m Muy=1.3 (4.44)=5.77 ton*m Pu=1.3 (34.77)=45.20 ton. Excentricidad accidental: ea =0.05h > 2 cm. ea = (0.50)(40) = 2 cm. Excentricidad total en (x).

mex 33.002.020.4596.13

=+=

Excentricidad total en (y).

mex 15.002.020.45

77.5=+=

Materiales:


El refuerzo consistiera en 8 vars. Del Nº8 en sentido longitudinal. Cantidad de acero:

0254.0)40)(40()8)(07.5(===

bhAhρ


125

Constantes:

60.017040000254.0

''

/170)200)((85.0(*85.0'/200)250)(80.0('8.0*

2

2

=−==

===

===

cffy

q

cmkgcfcfcmkgcfcf

ρ

Método de solución: Formula de Boris Bresler:

0Pr1

Pr1

Pr1

1−+

=Ρyx

n

Donde: PR = Carga normal resistente de diseño, aplicada con las excentricidades ex y ey. Pro = carga axial resistente de diseño, suponiendo ex = ey = 0. Prx = Carga normal de diseño aplicada con la excentricidad ex. Pry = Carga normal de diseño aplicada con la excentricidad ey. Determinación de la resistencia (PR) Calculo de Pro.

Pro = 0.75(170)(1600)+(40.56)(4000) Pro=325680kg.

Calculo de Prx

30.060.0

83.04033

7.___84.040

5.640

==

==

∴=−

=

kxqhex

Cfiguralausarhd

Graficas para diseñar columnas de concreto reforzado, Instituto de Ingeniería, Universidad Nacional Autónoma de México D.F. septiembre 1980 de Roberto Melí y Mario Rodríguez.

.61200)170)(40)(40)(75.0)(30.0(Pr''Pr

kgxckxFrbhfx

===


126

Calculo de Pry:

kgyckyFrbhfy

kyqbeybd

122400)170)(40)(40)(75.0)(60.0(Pr''Pr

60.060.0

38.04015

84.040

54.640

===

==

==

=−

=

Calculo de PR:

kgPR 46643

3256801

122401

612001

1=

−+=

PR = 46.64 > 45.20 ton.

Unión del cabezal con Pilotes (Fig. 6.0).


127

Corte A-A’ (Fig. 6.1).

Calculo de la Rasante. La rasante de acceso al puente estará compuesta de 2 curvas verticales: una curva en columpio, enlazada con una curva en cresta. (Fig. 6.2) Definiciones: PCV = principio de curva vertical.

PIV = Punto de intersección vertical. PTV = Punto de tangente vertical (Punto donde termina la

curva) Elementos de la curva en columpio (Margen izquierda)

1. Calculo de la pendiente:

05675.040

73.510.542 =

−=P

2. calculo que hay entre el desnivel y la prolongación de la tangente de entrada y el PTV.


128

( )

−=

212LpPH

Donde: P1, P2 = Pendiente de entrada y salida respectivamente. L = Longitud de la curva en m.

mH 135.1240)0.005675.0( =

−=

3. Corrección a la tangente en cada punto de cada unidad de

intervalo. 2

2a

LHC =

Donde: a = Distancia del PCV en m. L = Longitud de la curva en m.

22

2000709.0

40135.1 aaC ==

Datos del perfil de contracción (Fig. 6.2). Calculo de la Elevación de la curva:

Estación a a2 C Elev. Tangente

Elev. Curva.

PCV 2+940 0 0 0.000 51.73 51.73 2+990 10 100 0.071 51.73 51.80 3+000 20 400 0.284 51.73 52.01 3+010 30 900 0.638 51.73 52.37

PTV 3+020 40 1600 1.135 51.73 52.87


129

Elevación de la curva en cresta:


Elev. Curva.

PCV 2+940 0 0 0.000 52.87 52.82 2+990 10 100 -0.071 53.43 53.36 3+000 20 400 -0.284 54.00 53.72 3+010 30 900 -0.638 54.57 53.93

PTV 3+020 40 1600 -1.135 55.14 54.00 Elementos de la curva en cresta (Margen derecha)

1. Calculo de la pendiente (P2):

051500.040

00.5494.512 =

−=P

2. calculo que hay entre el desnivel y la prolongación de la tangente de entrada y el PTV.

( )

−=

212LpPH

Donde: P1, P2 = Pendiente de entrada y salida respectivamente. L = Longitud de la curva en m.

mH 030.1240)0.00515.0( =

−=

3. Corrección a la tangente en cada punto de cada unidad de

intervalo. 2

2a

LHC =

Donde: a = Distancia del PCV en m. L = Longitud de la curva en m.

22

200064375.0

40030.1 aaC =

−=


130

Calculo de la Elevación de la curva:


Elev. Curva.

PCV 3+045 0 0 0.000 54.00 54.00 3+060 10 100 -0.14 54.00 53.86 3+065 20 400 -0.26 54.00 53.74 3+080 30 900 -0.79 54.00 53.21

PTV 3+085 40 1600 -1.03 54.00 52.97 Elevación de la curva en columpio:


Elev. Curva.

PCV 3+980 0 0 0.000 52.97 52.97 3+990 10 100 0.14 52.20 52.34 3+000 20 400 0.26 51.94 52.20 3+010 30 900 0.79 51.17 51.96

PTV 3+020 40 1600 1.03 50.91 51.94

Croquis de Rasante (Fig. 6.3) Fuentes:

• American Association of State Highway and Transportation Officials Pág. N.PRY.CAR.1.03.002/00 • Apuntes para diseño de puentes. Pág. 1-50 • Estructuras y obras de drenaje'", (S.C.T.). Pág. 57-74. • Diseño de vigas de concrete, presforzado. Pág. 320-365 • Diseño de estructuras de concreto presforzado. Pág. 75-93, 105-135, 220-283, 325-344


131

CAPITULO VI

ESPECIFICACIONES DE CONSTRUCCIÓN. Introducción: En el presente capitulo se describen las especificaciones para la construcción de puente Boquiapa. Las especificaciones de construcción fijan de un modo u otro los objetivos que se persiguen; mediante la descripción en forma detallada de la superestructura, subestructura y otras obras auxiliares en lo que refiere a sus dimensiones, materiales, equipo, y maquinaria y procedimiento constructivo para cada una de las etapas de construcción del puente, así mismo comprende la reacción de las condiciones generales para los contratistas.

Dichas especificaciones se consideran institucionales, particulares y complementarias. Especificaciones institucionales:

Las normas o especificaciones institucionales se refieren a la construcción de un tipo general de obra. Estas normas se aplican por ejemplo, a todos los tipos de puentes que se construyen en nuestro país. Especificaciones Particulares: Las normas o especificaciones se refieren a la construcción especial de un tipo de obra, de las contempladas en las normas institucionales. Especificaciones Complementarias: Las especificaciones complementarias, son las son las que se indican en un proyecto de obra en particular.

Las especificaciones deben ser realizadas, ajustadas a lo que deben y pueden lograrse dadas las características del país, en donde se construirá la obra, para el presente proyecto se aplicaron las normas de la Secretaria de Comunicaciones y Transportes.


132

Especificaciones para la construcción de la superestructura. Materiales: Concreto hidráulico: El concreto hidráulico es la mezcla y combinación de cemento Portland, agregados pétreos seleccionados, agua y aditivos en su caso, en dosificaciones adecuadas, que al fraguar adquiere las características previas fijadas. Los materiales que se emplean en la fabricación del concreto hidráulico son los siguientes: Cemento portland en sus tipos I y III,. Agua. Agregado fino. Agregado Grueso. Agregados:

Los agregados finos y gruesos se obtendrán en bancos y depósitos fijados por la secretaria, o bien de los propuestos por los contratistas y aprobados por la secretaria.

Dosificación:

La dosificación de los materiales requeridos en la elaboración del

concreto, para la f’c fijada por el proyecto y/o ordenara por la secretaria, serán definidas por el contratista, bajo la exclusiva responsabilidad; si el contratista lo solicita, la secretaria colaborara en el proyecto de la dosificación de los ingredientes durante la elaboración del mismo, por lo que no será el único responsable el contratista de los recursos reales y materiales y la resistencia que se obtenga del concreto.

Cunado se trata de los elementos tales como columnas,

caballetes, pilas, pilotes, arco o elementos reesforzados, en que predominen los esfuerzos a compresión a lo largo de todo el elemento, el promedio de la resistencia de cada grupo de tres muestras consecutivas obtenidas del concreto colado en un día, curadas en el laboratorio, deberá ser por lo menos igual a f’c. se requiere cuando menos 5 muestras de cada clase de concreto colado en un día y por cada 50 m3 de concreto. Las muestras se obtendrán de bachacadas escogidas al azar y cada una deberá constar de dos especimenes obtenidos en la misma bachacada. El numero total de muestra que se dan de la misma clase de concreto, será como mínimo de diez.


133

Mezclado:

La revoltura de los materiales deberán hacerse a maquina

en cuyo caso se observan los ingredientes requisitos:

a) El contratista deberá recabar previamente la aprobación de la secretaria para el equipo que pretenda usar. Si durante la ejecución del trabajo el equipo presenta diferencias, el contratista estará obligado a corregirlas o retirarlas maquinas defectuosas y reemplazar las por otras en buenas condiciones.

b) La revoltura deberá hacerse con una maquina revolvedora que

trabaje a su capacidad normal y que garantice su homogeneidad de la mezcla. La revolvedora deberá siempre estas junto a un tanque dosificador de agua, debidamente calibrado y con un cierre especial. La revolvedora deberá tener también un aditamento para serrar automáticamente la toba de descarga y evitar que se vacié antes de que los materiales hayan sido mezclado, durante el tiempo mínimo fijado. Los tiempos de revoltura en seco y con agua se fijaran serán fijados en cada caso por la secretaria, pero ese ultimo nunca deberá ser menor de uno punto cinco minutos. El contenido de la revolvedora deberá salir por completo del tambor antes que los materiales para la siguiente revoltura sea introducida en el mismo. La revoltura deberá girar aprox. un metro por segundo.

c) Antes de inicial la producción de de concreto, deberá contarse con

la autorización escrita de la secretaria, previa verificación de esta de que se encuentra en el lugar todos los materiales, equipo y personal necesario para el colado completo de una unidad como mínimo y que el quipo se encuentra en bienes condiciones de funcionamiento.

d) Cando por algún motivo y después de haberse echo la revoltura,

tenga que dejarse esta en reposo dentro de la revolvedora, no deberá permanecer mas de 20 minutos en ella y antes de vaciar deberá revolverse a mezclar por lo menos durante 1 minuto. Cuando la revoltura permanezca dentro de la revolvedora más de 20 minutos, deberá desecharse.

e) Siempre que se suspenda el trabajo de una revolvedora por más

de 30 minutos deber lavarse la toba, el tambor y los canales quitándoles las costras de concreto, antes de volver a utilizarla.


134

Colocación y vibrado: Dentro de los 30 minutos posteriores a la incorporación del agua en el mezclado, el acomodo y compactación de la revoltura se harán de manera que llene totalmente alguno de los procedimientos siguientes:

a) Mediante el uso de vibradotes de inmersión según los elementos estructurales por colocar previa aprobación de la secretaria. Deberán emplearse en números suficientes para asegurar un correcto acomodo de la revoltura, de acuerdo con el volumen correspondiente a la etapa que deba colarse.

b) Cuando la revoltura se deposite en el piso o en estructura de

espesor reducido, se acomodara correspondientemente mediante reglas de vibrado, maquinas de acabado u otros equipos o métodos autorizados por la secretaria.

c) Cuando se trate elementos precolados se usaran mesas

vibratorias, o vibradores de molde f como fijo eje el proyecto u ordene la secretaria.

d) Cuando con la aprobación de la secretaria no se use vibradores, la

revoltura deberá acomodarse perfectamente picándola con varillas metálicas, de diámetro y en calidad requerida a juicio de la secretaria.

Para los casos que se mencionan en los párrafos a), b) y c) del inciso

anterior, debe observarse que los vibradores empleados sean del tipo, frecuencia y potencia adecuados, de acuerdo con el elemento estructural por colocar, para qua se obtenga un concreto compacto, que presente una textura uniforme y una superficie tersa en sus caras visibles. So evitara el vibrado excesivo, para impedir cualquier segregación o clasificación en la revoltura; así como el contacto directo del vibrador con el acero de refuerzo, qua afecte a las partes previamente coladas o modifique la posición del acero de refuerzo Si durante los trabajos de colado lloviera, estos deberán suspenderse y se protegerán convenientemente las superficies del concreto fresco para evitar deslaves y/o defectos en el acabado.

No deberán efectuarse colados cuando la temperatura del medio ambiente sea inferior a cinco grados centígrados, salvo en aquellos casos en que se apliquen procedimientos o se utilicen adicionantes que autorice la Secretaria y/o fije el proyecto.


135

El colado para elementos estructurales de eje vertical tales como

caballete, pilos, estribos, columna, muros, etc., se harán como sigue:

a) La revoltura se vaciara colocándola por capas horizontales, continuas, de veinticinco a treinta centímetros de espesor. Cada capa se acomodara y compactara en toda su profundidad, para obtener un concreto que llene completamente los moldes y cubra en forma efectiva, al acero de refuerzo.

b) Cuando la revoltura deba vaciarse desde alturas mayores de tres

metros, deberán tomarse precauciones especiales, tales como el use de deflectores y trompas de elefante. La revoltura no se deberá amontonar para ser extendida posteriormente en los moldes.

c) Cuando por razón de emergencia sea preciso interrumpir la

continuidad de un de las capas a que se refiere el párrafo a) de este inciso, la capas deberá terminar con una cara vertical modelada contra un tabique o mampara puesto de trabes en el molde.

d) El colado de las capas se efectuara en forma continua y de

manera que las subsecuentes se vayan colando una vez que la procedente haya sido acomodada y compactada convenientemente y antes de iniciar su fraguado, para evitar discontinuidad o que se marquen juntas. El tiempo transcurrido entre el colado de una capa y la siguiente, no debe ser mayor de treinta minutos.

e) La superficie libre de la ultima capas que se cuele, ya sea por

suspensión temporal del trabajo, de acuerdo con la Secretarial, o por termino do las labores diarias, deberá limpiarse pronto como dicha superficie haya fraguado suficientemente para conservar su forma quitando la lechada u otros materiales perjudiciales.

f) Por ningún motivo se paralizara el trabajo o se interrumpirá temporalmente, cuando fallen menos de cuarenta y cinco centímetros para enrasar el coronamiento final de muros, estribos, piles o columnas, salvo quo estos tengan que rematar en un cornisón de menor de cuarentaicinco centímetros de grueso, en cuyo caso se podrá dejar una junta de construcción en el lecho bajo dicho cornisón.

La remoción de cimbras se hará de acuerdo con lo fijado en el proyecto y/o lo ordenado por la Secretarla. Se observaran las siguientes recomendaciones:

a) La determinación del tiempo a partir del cual puede iniciarse la remoción de los moldes y la obra falsa, depende del tipo de la estructura, de


136

las condiciones climáticas y de otros factores que puedan influir en el endurecimiento del concreto.

b) Cuando se usen aditivos, la remoción de los moldes y de la obra falsa se iniciaran cuando lo ordene la Secretarla, con base en los resultados de las pruebas de los cilindros tornados del concreto empleado en la estructura.

c) En elementos estructurales que no soporten cargas, tales como guarniciones y parapetos. los moldes de superficies verticales podrán removerse a partir de doce a cuarenta y echo horas después de efectuado el colado.

d) Si se emplean amarres para sujetar y reforzar los moldes, se colocaran y removerán de manera que ninguno de los falsos, excepto los metálicos, queden dentro del concreto.

e) Para remover los moldes y la obra falsa, no deberán usarse procedimientos que dañen las superficies del concreto o que incrementen los esfuerzos a que estará sujeta la estructura. Los apoyos de la obra falsa, tales como columnas, cajones de arena. Gatos y otros dispositivos deberán retirarse de minera que la estructura tome sus esfuerzos gradualmente. Acero para Concreto Hidráulico

El acero para concreto hidráulico lo constituirán: varillas corrugadas de refuerzo y cables do acero de presfuerzo.

El contratista deberá indicar cual es el lote de acero que se va a emplear en la obra para hacer el muestreo y el ensaye del mismo, antes de que se empiece a usar dicho acero.

El acero para concreto hidráulico que no cumpla con la calidad estipulada, deberá ser rechazado, marcado y retirado de la obra.

El acero para concreto hidráulico deberá llegar a la obra sin oxidación perjudicial, a juicio de la Secretaría, exento de aceite o grasas, quiebres, escamas, hojeaduras y deformaciones de la sección.

El acero para refuerzo deberá almacenarse bajo cobertizos clasificados según su tipo y sección, debiendo protegerse cuidadosamente contra la humedad y alteración química.

El acero para presfuerzo se almacenara en locales previamente


137

autorizados por la Secretarla, clasificado según su tipo y sección, debiéndose proteger cuidadosamente contra la humedad, agentes corrosivos, golpes y partículas incandescentes producidas durante el corte o soldadura.

Cuando existan circunstancias que hagan presumir que se van modificado las características del acero para concreto hidráulico, deberán hacerse nuevas pruebas de laboratorio, para que la Secretaría decida sobre su utilización o racharlo.

El acero para concreto hidráulico, al colocarse en la obra deberá hallarse libre de oxidación perjudicial a juicio de la Secretaría, exento de tierra, grasas o aceites y cualquier otra sustancia extraña.

Los empalmes, cuando los autorice la Secretaría, serán de dos tipos: traslapados o soldados a tope y deberá usarse el tipo que fije el proyecto. Salvo indicación de lo contrario, en una misma sección no se permitirá empalmar mas de cincuenta por ciento de las varillas de refuerzo y se observaran los requisitos siguientes:

a) Cuando el proyecto no fije otra cosa los traslapes tendrán una longitud de cuarenta veces el diámetro o lado, para varilla corrugada, y de sesenta veces el diámetro o lado para varilla lisa. Se colocaran en los puntos de menor esfuerzo de tensión, nunca se pondrán en lugares donde la sección no permita una separación mínima libre de una vez y media el tramo máximo del agregado grueso, entre el empalme y la varilla mas próxima.

b) En los empalmes a tope, los extremos de las varillas se unirán mediante soldadura de arco u otro procedimiento autorizado por la Secretaría. La preparación de los extremos será como se fije el proyecto y/o lo ordene la Secretaría.

Los alambres, cables y barras, que se empleen en concreto presforzado deberán colocarse y ser tensados con las longitudes, posición, accesorios, procedimientos y otros requisitos fijados en el proyecto y/o como la Secretaría lo autorice. Estructuras de concreto reforzado

Las estructuras de concreto reforzado son las constituidas par uno o varios elementos colados en lugar o precolados empleando concreto hidráulico y acero de refuerzo, de acuerdo con lo fijado en el proyecto.

El equipo de construcción deberá ser previamente autorizado por la Secretaría, excepto cuando el pago se haga par unidad de obra


138

terminada. Si durante la ejecución de los trabajos el equipo presenta deficiencias, el contratista estará obligado a corregirlas o a retirar las unidades defectuosas y reemplazadas por otras en buenas condiciones.

La forma y dimensiones de las estructuras de sus planes, así come la colocación del acero de refuerzo y demás operaciones qua se requieran, se sujetaran a lo fijado en el proyecto. En estructuras precoladas el contratista se obligará a:

a) Facilitar el acceso a la planta, para qua el personal que fije la Secretaría verifique el cumplimiento de proyecto, los procedimientos de construcción y efectué el muestreo, así como las pruebas que con-sideren necesarias.

b) Tomar todas las precauciones necesarias en los transportes, almacenamiento, maniobras y montajes de los elementos precolados, pare evitar que estos sean dañados. La reposición y/o reparación de los elementos que resulten dañados, serán por cuenta del contratista. Estructuras de concreto presforzado

Las estructuras de concreto presforzado son las constituidas por uno o varios elementos de concreto hidráulico sometidos a esfuerzos previos a los esfuerzos originados por las cargas de trabajo, de acuerdo con lo fijado en el proyecto.

Los dispositivos de anclaje y demás accesorios, tales como placas de acero, cuñas, separadores y coples, serán de las características que fije el proyecto y/o apruebe previamente la Secretaría.

La forma y dimensiones de los elementos y de sus partes, así como la colocación de los ductos, la de los cables, la del esfuerzo adicional, la de los dispositivos de anclaje y demás operaciones que se requieran, se sujetaran a lo fijado en el proyecto y/o lo ordenado por la Secretaría.

El contratista deberá disponer durante el tiempo que dure la ejecución de la obra, de los servicios de un técnico especializado en concreto presforzado, experto en el sistema que se vaya a emplear, pare supervisor la fabricación en las diferentes etapas y el manejo de todos los elementos estructurales y/o de sus partes.

El contratista se obligara a facilitar al acceso a la plantas, pare que el personal que fije la Secretaría, verifique el cumplimiento del proyecto, los procedimientos de construcción y efectué el muestreo y las pruebas qua


139

se consideren necesarias.

Salvo lo fijado en el proyecto y/o lo ordenado par la Secretaría, en el manejo y colocación de los ductos se tendrá en cuenta lo siguiente:

a) Los ductos y sus uniones serán herméticos, para impedir la entrada de agua o lechada del concreto hidráulico.

b) No deberán arrastrarse ni dejarse caer. Al colocarse deberán estar libres de materias extrañas, abolladuras y/o deterioro de las superficies por oxidación.

c) Se mantendrán en la posición indicada en el proyecto, sujetándolo firmemente al acero de refuerzo y/o al molde. No se iniciara ningún colado hasta que la Secretaría inspeccione y apruebe dicha posición.

Salvo lo fijado en el proyecto y/o lo ordenado por la Secretarla, para la aplicación del presfuerzo se observaran las recomendaciones siguientes:

a) Los gatos, manómetros y demás Instrumentos necesarios para las operaciones de tensado. Serán previamente aprobados por la Secretaría, la que podrá verificar su funcionamiento y calibración en cualquier momento.

b) En elementos postensados, en ningún caso se harán el tensado inicial antes de que el concreto hidráulico haya adquirido el ochenta por ciento de la f’c fijada en el proyecto y haber verificado que los cables deslicen libremente dentro do los ductos. En el caso de trabes, además, el alma deberá estar en posición vertical y con la sujeción lateral necesaria.

c) El tensado total se hará cuando el concreto hidráulico haya adquirido la f’c fijada en el proyecto, observándose lo que corresponda de lo Indicado en el párrafo anterior.

d) Para comprobar las tensiones aplicadas a cada cable, deberá verificarse la correspondencia de dichas tensiones con los alargamientos registrados en el extremo del cable o en ambos extremos cuando se tense por los dos lados. De no satisfacerse esta correspondencia se deberá suspender el tensado hasta corregir las causas.

e) Después de terminado el tensado y dentro de un plazo máximo de veinticuatro horas, los ductos correspondientes deberán ser llenados, Inyectándolos a presión, con lechada de cemento de la proporción fijada.


140

f) En elementos colados en el lugar, la remoción de la obra falsa solo

podrá efectuarse después de ser aplicado el presfuerzo inicial o total, según se indique.

g) La carga, el transporte, la descarga y las maniobras para el montaje de elementos proyectados, solo podrán efectuarse después de haberse clocado los dispositivos para el manejo, aplicado el presfuerzo inicial o el total y, en su caso, después de transcurridos diez días de la inyección de la lechada de cemento.

h) Los dispositivos para el manejo, así como la sujeción lateral de las trabes, solo podrán retirarse cuando éstas queden montadas en su posición de proyecto y debidamente contraventeadas.

Una vez aplicado el presfuerzo, los anclajes de los cables se protegerán de acuerdo con lo fijado en el proyecto y/o lo ordenado por la Secretaría.

El sistema de presfuerzo que se utilice será el fijado en el proyecto o bien el que proponga el contratista y apruebe la Secretaría. El sistema propuesto deberá cumplir los requisitos fijados en el proyecto y conservar:

a) Los valores de los presfuerzos permanentes resultantes, inicial y total

b) Las líneas de acción de las tensiones permanentes resultantes, inicial y total Trabes Recomendaciones de construcción

Las trabes podrán fabricarse al pie de la obra y deberá seguirse el orden de numeración de los cables para el tensado, además de considerarse los datos de tensado qua se indican.

El acero de presfuerzo deberá cumplir con todas las especificaciones filadas por la Secretaría de Comunicaciones y Transportes.

El tensado inicial de las trabes potenzadas en ningún caso se hará antes de que el concreto hidráulico haya adquirido el ochenta por ciento de la (f’c= 350Kg/cm2) fijada en el proyecto y haber verificado que los cables deslicen libremente dentro de los ductos, además, el alma de


141

dichas trabes deberá estar en posición vertical y con la sujeción lateral necesaria.

El tensado total se Sara cuando el concreto hidráulico haya adquirido la (f’c = 350 Kg/cm2) fijada en el proyecto.

Durante el tensado deberán llevarse los controles necesarios para garantizar que las fuerzas de presfuerzo transmitidas sean las indicadas. Debiendo compararse las lecturas manométricas con los esfuerzos calculados a partir de las deformaciones del acero. De no satisfacerse esta correspondencia, deberá suspenderse el tensado hasta corregir las causas.

Los cables se tensaran en dos etapas: los cables 2 y 3 se tensaran primero.

Después de terminado el tensado de dichos cables y dentro de un plazo mínimo de veinticuatro horas, los ductos correspondientes deberán ser llenados, inyectándolos a presión, con la lechada rica de cemento y se sellaran los anclajes con concreto de (f'c = 350 Kg/cm2).

Una vez que hayan fraguado estos concretos, se montaran las trabes sobre los elementos de la subestructura, suspendiéndolos exclusivamente de los ganchos de izado que se indican. Durante esta maniobra, deberá conservarse la verticalidad de las piezas evitando inclinadas. Después de montadas las trabes se procederá al colado de la losas y de los diafragman para que cuando el concreto de éstos alcance su resistencia de proyectos (f 'c = 250 Kg/cm2) se proceda al tensado del cable No. 1 ejecutándose las mismas operaciones descritas para los cables 2 y 3.

La superficie superior del patio de las trabes deberá presentar una superficie rugosa para mantener la adherencia trabe-losas.

En este proyecto se consideran anclajes del tipo stronghold con un corrimiento de 4mm. Cualquier cambio en este sentido deberá justificarse. Losa y Diafragmas

Una vez que las trabes se coloquen en su posición de proyecto, se cimbrara, armara y colaran los diafragmas y se apretaran las tuercas de los tensores, pudiendo descimbrarse cuando el concreto de los diafragmas haya adquirido una resistencia de 175 Kg/cm2. Se procederá a cimbrar, armar y solar la losa debiendo tener cuidado de dejar ancladas las varillas de la guarnición y parapeto.


142

El descimbrado de la losa podrá efectuarse cuando el concreto haya

adquirido una resistencia de 200 Kg/cm2. Se continuara con la construcción de la guarnición y el parapeto. El puente podrá abrirse al transito cuando la resistencia del ultimo colado sea la del proyecto (250 Kg/cm2) pero no antes de ocho días de efectuado el colado de la losa. Guarnición Sobre la Losa Tipo 1 Materiales Concreto:

Se usara concreto de f‘c = 250 Kgicm2, vibrado al colocado, con revenimiento do 8 cm. El tamaño máximo del agregado será de 2.5 cm. Acero do retuerzo

Se tendrá especial cuidado en la limpieza de acero de refuerzo para evitar que tenga oxide el suelto antes de depositar el concreto. Las uniones de las varillas podrán hacerse con soldadura a tope o mediante traslape. Procedí miemos de construcción

El acero de refuerzo do la guarnición se anclara en la superestructura. Los moldes para el colado de la guarnición serán de madera de triplay y de una sola pieza. La colocación de la cimbra se hará en forma qua se asegure una apariencia satisfactoria de la guarnición terminada. Especificaciones para la Construcción de la Subestructura Materiales Concretos

Se empleara concreto f 'c = 250 Kg/cm2, cuya compacidad no será menor de 0.80, con revenimiento de 8 cm. y agregado grueso con tamaño máximo de 2.5 cm. se vibrara el colado. En caso de que el contratista requiera usar aditivos para el concreto, deberá justificar oportunamente la cantidad y dosificación de estos productos, presentando al residente pruebas satisfactorias de su empleo con los agregados y el cemento que


143

se vaya a emplear. Acero de refuerzo

Se tendrá especial cuidado en la limpieza de varillas, para evitar que tengan Oxido suelto antes de depositar el concreto. Los empalmes serán traslapados o soldados y su localizaran según convenga, procurando en lo posible, que queden cuatropeados. Si se desea utilizar otro sistema de empalme se consultara oportunamente. Caballetes Recomendaciones de construcción

EI colado comprendido entre las juntas de construcción indicadas, se hará en una sola operación debiendo de prepararse dichas juntas antes del siguiente colado, como se indica en las Normas de Construcción de la S.C.T.

Para retirar la obra falsa y los moldes, se cumplirá con lo que corresponda a las especificaciones anteriormente mencionadas.

El relleno del terraplén del respaldo del caballete se hará por capas horizontales de espesor no mayor de 30 cm. compactadas como mínimo al 90% de su peso volumétrico óptimo, determinado por las pruebas do la S.C.T.

La superestructura se podrá apoyar en el estribo cuando el concreto alcance la resistencia de proyecto de (f 'c = 250 Kg/cm.). Pilotes Precolados Recomendaciones de construcción Fabricación

La fabricación de los pilotes se hará conforme a la ultima edición de las Normas de Construcción de la S.C.T.

Si el piote se forma de 2 o mas tramos se harán los empalmes necesarios como se Indica en el detalle relativo teniendo especial cuidado de que no se produzcan desviaciones de su eje longitudinal. Con este objeto se recomienda el procedimiento siguiente:

a) Se soldara el acero de refuerzo a las playas de empalme y se presentaran las correspondientes a los tramos adyacentes, uniéndolas


144

después con puntos de soldadura.

SI se requiere el uso de chiflones, es necesaria la coincidencia do los coples que permitirán alojar los primeros tramos de la tubería.

b) Se colocarán perfectamente alineados los moldes y se hará el colado de ambos tramos en una sola operación.

c) Una vez que el concreto haya endurecido se retiran los moldes. Se marcaran tres de las caras de ambos tramos para su identificación futura y se botaran con cincel los puntos de soldadura. Izado e Hincado

Terminada la fabricación y curado de los pilotes conforme a los incisos respectivos de las Normas de Construcción, se procederá a su almacenamiento o hincado, según el caso.

El manejo de los pilotes se hará en forma cuidadosa, Izándolos por medio de bridas de los puntos de suspensión que se indican, no es recomendable separar estos puntos más de 6m.

El hincado de los pilotes podrá hacerse con martillo de caída libre o de doble acción ayudado por chiflones de agua si son aplicables.

Cuando el hincado se efectúe con matillo de doble acción, éste desarrollara una energía de 0.3 Kg-m por kilogramo de peso del pilote, no debiendo en ningún caso ser esta energía interior a 830 Kg-m por golpe del martillo.

SI se usa martillo de calda libre, el martillo pesara cuando menos, la mitad del peso total del pilote a hincar, incluyendo el bloque de protección. El peso mínimo de las, partes golpeantes será de 1 360 Kg y la atura libre de calda no mayor de 2.50m. Los chiflones se usaran en suelos granulares de capacidad media, previa autorización de este departamento, el agua se inyectara a una presión sostenida de 5 a 7 Kg/cm2.

En suelos altamente cohesivos, en los que se haya registrado más de 30 golpes en la prueba de penetración estándar, para el hincado de pilotes se hará previamente una excavación hasta la profundidad y con el diámetro que en cada caso determine esta Secretarla. Fuentes:

• American Association of State Highway and Transportation Officials Pág. M.PRY.Car.1.06.003/01 • Apuntes para diseño de puentes. Pág. 1-50 • Estructuras y obras de drenaje'", (S.C.T.). Pág. 57-74.


145

CONCLUSIONES

Del desarrollo de esta tesis se desprenden las siguientes conclusiones que, a juicio del autor, son de vital importancia para la realizaci6n de cualquier tipo de obra de ingeniería civil. Importancia de los Estudios de Campo

Los estudios do campo referentes a las características topográficas, hidráulicas, de mecánica de suelos y de ingeniería de transito; son necesarios para el estudio de un puente, ya que permitirán definir algunas características de suma importancia, como son: el sitio de cruce, la longitud total del puente, la separación y numero de apoyos intermedios, profundidad y tipo de cimentación, el ángulo de esviajamiento y la altura de la rasante del puente, etc.

Sin embargo, hay que tener muy presente que los estudios de campo no son sino dalles, restricciones y que será finalmente el proyectista quien con su profundo sentido estructural y constructivo de solución a la necesidad planteada. Importancia de la Elección de Tipo del Puente.

La elección de tipo del puente es la etapa mas importante dentro del proyecto de un puente, se hará teniendo en cuenta los beneficios sociales y económicos dentro de la infraestructura vial de un municipio, estado o país, así como la función estructural, es decir el conjunto de elementos capaces de mantener sus formal y resistencias a lo largo del tiempo, bajo la acción de las cargas y agentes exteriores a que han de estar sometida la estructura. Igualmente la exigencia estática es algo que no debe pasarse por alto dentro de la elección de tipo, por último se encuentra el monto de la inversión para la realización del puente, dentro do las limitaciones económicas de los beneficios que proporcionara dicha obra.

Todos y cada uno de estos factores permitirán definir el tipo de puente por construir.

En la elección de tipo, lo mas importante será definir el material, el tipo estructural, la forma y dimensiones y el proceso de ejecución del puente. Es conveniente señalar, que no existe ningún método que permita llegar automáticamente a la elección de tipo más adecuada para cada problema concreto qua se plantee.

Solamente la propia experiencia podrá ahorrar o disminuir el trabajo do la elección entre las diferentes soluciones que se vean posibles. Eso


146

solo podrá venir al cabo de los anos de trabajo y de especialización. Importancia de las Especificaciones de Construcción

Las especificaciones de construcción serán de suma importancia dentro de la realización del proyecto estructural de un puente, un error o varios errores en su clasificación o conceptualización provocaran fallas en la construcción de la obra que se verán reflejadas en sus dimensiones, resistencia y acabados de los materiales, en general en su ejecución, que provocaran grandes perdidas de tipo económico.

De ahí la importancia del establecimiento de normas o especificaciones de construcción, aunadas con un severo control de calidad en su construcción, operación y mantenimiento, darán como resultado una obra funcional, resistente y estética. Conclusiones del Autor. En la realización del presente trabajo, me di cuenta de la importancia de los estudios que se tienen que realizar antes de proyectar un puente; ya sea por mas simple y pequeño que parezca el puente a construir se necesita realizar los estudios siguientes: estudios de campo, topográficos, de trancito, mecánica de suelos, hidrológicos, hidráulicos y socioecómicos, ya que son la base para poder realizar un puente ya que sin estos estudios no podríamos realizar un trabajo adecuado. Aunque en este documento se plasma la realización de una pequeña obra, refiriéndonos a un puente de 25m de longitud, con 2 fajas de circulación y no un gran puente. Pero esa pequeña pieza incrementara el desarrollo y producción del municipio de Jalpa de Méndez que a la vez mejorara el desarrollo del Estado de Tabasco dando como consecuencia un incremento al desarrollo del país.

Cabe mencionar que la práctica de la ingeniería civil no se puede medir en función de la importancia de una gran obra civil, sino en función de lo que este bien echo.

La imaginación y no la violencia,

Es la construcción de un mundo mejor Como legado para la nueva generación.

Marcos Domingo II Arévalo Arredondo Mayo de1998

BIBLIOGRAFIA


147

American Association of State Highway and Transportation Officials (A.A.S.H.T.O.).1999. Pag. M.PRY.CAR.1.06.003/01, N.PRY.CAR.1.03.002/00,N.PRY.CAR.6.01.003/0,N.PRY.CAR.6.01.005/0, N.PRY.CAR.6.01.002/01

Dan E. Branson. 1982 Diseño de vigas de concrete, presforzado. Edit. John Wiley & Sons, Inc., New York. 1ª ed. , New York USA. 500 pp.

Gobierno del Estado, H. Ayuntamiento Constitucional de Jalpa de Méndez. 1997 Cuaderno Estadístico Municipal de Jalpa de Méndez. Estado de Tabasco. Edit. INEGI, México. Pág. 1-50.

Ing. Antonia Gabriela Bada Cruz 2005 Apuntes para el diseño de puentes sin Edit. Pág. 1-50

Ing. Gastón García Rosales. 1985 Aspectos legales y administrativos en la construcción de puentes. Edit. Limusa SA de CV. 1ª ed. México. Pág. 20-130

Lin., T. Y. 1998 Diseño de estructuras de concreto presforzado. Edit. John Wiley & Sons, Inc., New York. 1ª ed. , New York USA. Pág. 75-93, 105-135, 220-283, 325-344.

Méndez Bermudo y Mª José Fuster. 1984 Geología Edit. Paraninfo SA. 4ª ed. Madrid España. Pág. 607-616.

Normas para construcción e instalaciones, 1999 "Estructuras y obras de drenaje'", (S.C.T.). México. Pág. 57-74.

Olinda García Payro. 1996 Historia y Geografía del Estado de Tabasco Edit. Santillana. 1 ª ed. México. Pág.153-180.


148

instituto politécnico nacional · 2017. 12. 14. · por lo cual cunado se presente la temporada de...

Documents