AVENIDA LONGITUDINAL DE OCCIDENTE ENTRE EL … · En el proceso de diseño se estudiaron varias alternativas de sistemas de drenaje, ... Lasección transversal de cunetas sedefine

i r ~j¡ :'J :,:- :3~t~~::)f.'" ¡ :";;{! ~~t". ". l _~,.~ CEI S.A.

Doc. N°: 50.31-002-630-011

Hoja A-2 I Rev.: 3

AVENIDA LONGITUDINAL DE OCCIDENTE ENTRE EL RIO BOGOTA y LA CALLE 13

DISEÑOS ESTRUCTURALES Y DE INSTALACIONES DEFINITIVOS

TRAMO 2

REVISION 3

1. ALCANCE Y DESCRIPCIÓN GENERAL

1.1 ALCANCE

El presente informe tiene por objeto presentar los Análisis y Diseños de las Estructuras para

Instalaciones' (Redes) que se encuentran dentro del alineamiento de la Avenida Longitudinal de

Occidente, sector entre el Río Bogotá y la Calle 13, de la Ciudad de Bogotá, D.C, en el

denominado Tramo 2, comprendido entre la Avenida Basa y la Avenida de las Américas, que son

objeto de Actualización, Adecuación, Verificación, Revisión, Ajustes y Complementación( trdfflo

parte del objeto del Contrato 042-2006, celebrado entre el Instituto de Desarrollo Urbarfb, 'n50,y la Compañía de Estudios e Interventorías, CEI.

1.2 DESCRIPCIÓN GENERAL

Se describen a continuación las Obras Estructurales de Instalaciones presentadas en estos

diseños.

1.2.1 OBRAS PARA INSTALACIONES DE DRENAJE DE AGUAS LLUVIAS

En los alineamientos de la calzada Oriental, y de la Franja de Espacio Público, se requiere

implementar un sistema de drenaje de aguas lluvias, que descargue a los diferentes canales que

CEI S.A.Doc. N°: 50.31-002-630-011

Hoja A-3 I Rev.: 3

cruzan la Avenida ALa. En el proceso de diseño se estudiaron varias alternativas de sistemas de

drenaje, entre las que se evaluaron sistemas convencionales basados en sumideros y redes de

tuberías con pozos, canales laterales de sección rectangular paralelos a las vías, con rejillas, y

sistemas de cunetas, también paralelos a los alineamientos de las vías. De la evaluación

realizada, por razones técnicas y económicas, se seleccionó la alternativa de cunetas en V, de

concreto, paralelas a las calzadas vehiculares y de espacio público, que entregan directamente a

los canales de aguas lluvias. También hay una cuneta especial de sección trapezoidal. Para su

descarga, se ha previsto la construcción de unas losas de concreto que obren a manera de

revestimiento de los taludes de canal que no se encuentren protegidos. Existen en el

alineamiento de las cunetas, sitios donde estas deben empalmarse, para lo cual se han previsto

varios tipos de cajas, que también se detallan en los planos del presente informe. Existen

además empalmes de tuberías a pozos existentes, empalmes de cunetas a cabezales existentes,

y cajas especiales que reciben cunetas y trasladan el flujo a través de tubos pasando debajo de

la vía. Se incluyen unos detalles típicos de cabezal, aplicable tanto a la entrada como a la salida

de tuberías de 36", 14" Y de 12" que atraviesan la estructura de la vía para dar paso a vallados

y otros cursos de agua menores. Para descargar un tubo de drenaje de 30" al actual colector

rectangular Primero de Mayo, se ha previsto una modificación a la parte superior del colector,

con pozo de inspección. Por último, se han incluido los detalles de mejoramiento de la descarga

del Canal Tintal II en el sector de la Calzada Oriental de la Avenida ALa, donde en la actualidad

existe un paso en tuberías, al cual se le ha aumentado la capacidad, colocando 3 tubos de 2.20

metros de diámetro, con sus muros cabezales de entrada y salida. Aparte de las obras

anteriores, no hay otro tipo de estructuras para redes de aguas lluvias, que puedan ser objeto

de diseño estructural en el Tramo 2.

1.2.2 OBRAS PARA INSTALACIONES ELECTRICAS

El sistema de iluminación de la franja de espacio público, y de las calzadas viales, se realizará

mediante elementos tipo poste, cuyos detalles de cimentaciones, ductos y otras estructuras

están debidamente normalizados, razón por la cual no se requiere de diseños especiales

estructurales para redes eléctricas en el Tramo 2.

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Hoja AA I Rev.: 3

2. CODIGOSy NORMASUTILIZADOS

El análisis y diseño de las estructuras viales descritas en el Alcance¡ se realiza siguiendo la

normatividad expedida por el Instituto Nacional de Vías¡ Código Colombiano de Diseño Sísmico

de Puentes¡ Edición de 1995¡ y su Adendo No. 1 de 1996¡ adoptado mediante resolución 3600

de 1996 (Ministerio de Transporte - INVIAS). En adelante¡ esta norma será citada de manera

abreviada como CCP-95.

Aunque su propósito es principalmente el diseño de edificios¡ aplican de manera general las

Normas Colombianas de Diseño y Construcción Sismo Resistente¡ Ley 400 de 1997¡ Decreto 33

de 1998¡ modificado por el Decreto 34 de 1999¡ posteriormente por el Decreto 2809 del 2000¡ y

luego por el Decreto 52 de 2002. En adelante¡ esta norma será citada de manera abreviada

como NSR-98

Aplican además Normas y Estándares relacionados¡ como los que se citan a continuación.

AASHTO¡ American Association of State Highway and Transporting Officials: Standard

Specification for Highway Bridges¡ 17th Edition¡ 2005.

Normas SISTEC de la Empresa de Acueducto y Alcantarillado de Bogotá.

3. CARGAS

Para las cunetas de drenaje de aguas lIuvias¡ que van apoyadas sobre el terreno (materiales de

relleno de características eqUivalentes a los de la estructura de la vía)¡ deben soportar su peso

propio¡ el peso del agua que contienen y drenan¡ y una eventual carga de tráfico sobre ellas¡ si

un vehículo se localiza en la zona de la berma. Las losas de descarga de las cunetas en los

canales no presentan condiciones de carga especiales ya que su propósito es solo revestir el

talud de descarga en el canal. Los cabezales de las tuberías de paso se diseñan para soportar el

empuje de tierras proveniente de los terraplenes de las vías. El paso de tuberías en el sitio del

CEI S.A.Doc. NO: 50.31-002-630-011

Hoja A-5 I Rev.: 3

canal Tintal II se revisa para empujes de tierras de la vía, tráfico de vehículos sobre los muros

cabezales, y evaluación de comportamiento en un evento sísmico.

4. MATERIALES

4.1 CONCRETOS

Concreto: f' c= 3.500 psi, 245 kg/cm2, 24.5 MPa, para cunetas de concreto, cajas, losas de

descarga, y cabezales de tuberías.

4.2 ACERO DE REFUERZO

El acero de refuerzo para concreto será Grado 60, fy=60.000 psi, 4.200 kg/cm2, 420 MPa, para

varillas corrugadas de· diámetro #3 (<1> 3/8''). En los sitios donde eventualmente se indiquen

barras de diámetro #2 (<1> 1/4''), estas serán de acero A-37, con fy=34.200 psi, 2.400 kg/cm2,

240 MPa. En general, el acero en las cunetas se utilizará como refuerzo de temperatura, y no

requiere de requisitos especiales de sismo-resistencia.

5. ANAUSIS y DISEÑO ESTRUCTURAL

La sección transversal de cunetas se define según las características del flujo, determinando su

capacidad. El área de diseño hidráulico estableció cinco (5) tipos de cunetas, dependiendo de su

localización (Ciclo Ruta o Calzada Vehicular) y de la cantidad de agua que deben evacuar. Se

definieron entonces los siguientes tipos:

Cuneta Tipo A: En Ciclo Ruta, ancho 1.30 m. libre, altura 0.30 m. en el bordillo, inclinación de la

cara 5: 1 (H:V)

CEI S.A.Doc. NO: 50.31-002-630-011

Hoja A-6 I Rev.: 3

Cuneta Tipo B: En Ciclo Ruta, ancho 1.10 m. libre, altura 0.30 m. en el bordillo, inclinación de la

cara 5: 1 (H:V)

Cuneta Tipo C: En calzada Vehicular, ancho 1.35 m. libre, altura 0.35 m. en el bordillo,

inclinación de la cara 4: 1 (H:V)

Cuneta Tipo D: En Calzada Vehicular, ancho 0.90 m. libre, altura 0.30 m. en el bordillo,


Cuneta Tipo E: En calzada Vehicular, ancho 1.00 m. libre, altura 0.30 m. en el bordillo,


Cuneta Tipo F: En Calzada Vehicular, sección trapezoidal, ancho mayor 1.00 m. libre, altura 0.30

m. en el bordillo, y ancho menor 0.40 m. en la base

Todas las secciones descritas son sensiblemente similares respecto de sus características

estructurales. La única diferencia sustancial respecto de eventuales cargas, es que las cunetas

de la calzada vehicular pueden estar sujetas eventualmente a las cargas de rueda de vehículos,

mientras que las de ciclo-ruta no tendrán este régimen de carga. Es pOSible entonces adoptar

un diseño estructural similar para las Cunetas Tipo A Y B, Y otro para las cunetas C, D, E Y F. En

general, en cunetas de vías se adoptan soluciones con elementos de concreto simple dado que

no se prevén mayores esfuerzos en ellas, ya que van apoyadas sobre el terreno. En el caso

particular, se adopta utilizar en vez de la sección de concreto simple una sección de cuneta

reforzada, en la cual se controlen por un lado los efectos de retracción y temperatura, y por otro

lado, se confiera a la cuneta una resistencia a flexión al ser aplicada la carga de rueda, mayor

que la que proporciona el concreto simple. Las juntas se programan a distancias máximas de 30

veces el espesor, y serán del tipo junta Asfalto-Arena.

CEI S.A.Doc. NO: 50.31-002-630-011

Hoja A-7 I Rev.: 3

Las placas de descarga no requieren de evaluaciones de esfuerzos ya que su propósito es solo

revestir los taludes de los canales en que descargan las cunetas, de modo que se controlen los

efectos de la erosión. Para tal fin, se adoptan las dimensiones recomendadas en los cálculos de

drenajes, y se adopta un refuerzo basado en cuantía mínima para control de fisuración,

retracción y temperatura. Cosa similar ocurre con las cajas de empalme entre cuneta?

Para los cabezales de entrada y salida de tuberías para paso de agua bajo la vía, se pueden

adoptar los diseños normalizados incluidos en las normas EAAB, para los diámetros de tubería

indicados en los planos de drenajes. Se han incluido detalles de dimensiones y de acero de

refuerzo en todos los elementos, para cabezales de 12"/14" (aplica el mismo diseño), y 36".

En el sitio donde se realiza la modificación de la descarga del Canal Tintal lI, se prevé la

construcción de los muros cabezales para un grupo de 3 tubos de 2.20 metros de diámetro,

sobre los cuales pasa la vía. Estos muros, además de los empujes de tierras estáticos, se revisan

para las sobrecargas de vehículos que circulan sobre el relleno que contienen, de acuerdo con

las teorías de Spangler y Gerber. En los eventos sísmicos, se consideran también los empujes de

tierra dinámicos, de acuerdo con las formulaciones de Mononobe-Okabe.

6. MEMORIA DE CALCULOSDE LAS ESTRUCTURAS

Se anexa a continuación la Memoria de Cálculo Estructural de las cunetas de aguas lluvias, y de

los cabezales de tuberías, según lo descrito anteriormente

7. PLANOS

Los siguientes planos indican los detalles constructivos adoptados para construcción de las

cunetas de drenaje de aguas lluvias, y otras obras de drenaje del proyecto.

CEI S.A.Doc. N°: 50.31-002-630-011

Hoja A-S I Rev.: 3

RELACiÓN DE PLANOS

PLANO No. DESCRIPCiÓN

630-11-1 (DVESAL26) Redes de Aguas Lluvias - Tramo 2 -Cunetas - Dimensiones y Refuerzo.

630-11-2 (DVESAL27) Redes de Aguas Lluvias - Tramo 2 - Cajas

Tipos 1 y 2 para Cunetas - Dimensiones y

Refuerzo.

630-11-3 (DVESAL28) Redes de Aguas Lluvias - Tramo 2 -

Cabezales ~ 36" - Dimensiones y Refuerzo.

630-11-4 (DVESAL29) Redes de Aguas Lluvias - Tramo 2 -Cabezales ~ 12" Y ~ 14"- Dimensiones y

Refuerzo

630-11-5 (DVESAL30) Redes de Aguas Lluvias - Tramo 2 - Placas

de Descarga a Canales - Dimensiones y

Refuerzo

630-11-6 (DVESAL31) Redes de Aguas Lluvias - Tramo 2 -Adecuación paso Tuberías Canal Tintal 11 -

Dimensiones y Refuerzo 1

630-11-7 (DVESAL32) Redes de Aguas Lluvias - Tramo 2 -Adecuación paso Tuberías Canal Tintal 11 -

Refuerzo 2

630-11-8 (DVESAL33) Redes de Aguas Lluvias - Tramo 2 - Cruce ~

27" Bajo Vía - Cajas 3 A Y 3 B- Dimensiones

y Refuerzo

630-11-9 (DVESAL34) Redes de Aguas Lluvias - Tramo 2 - Entrega

~ 30" a Colector Primero de Mayo -

CEI S.A.Doc. NO: 50.31-002-630-011

Hoja A-9 I Rev.: 3

Dimensiones y Refuerzo 1


f 30" a Colector Primero de Mayo - Refuerzo

2

630-11-11 (DVESAL36) Redes de Aguas Lluvias - Tramo 2 - Caja tipo

4 -Paso Tubo <l> 16" Y Descarga a Pozo

existente - Dimensiones y Refuerzo


Cunetas a Cabezal Existente - Dimensiones y

Detalles

C.E.I. AVENIDA ALO

OBRA:CANALES PARA AGUAS LLUVIAS

AVENIDA ALO - DRENAJES TRAMO 2

DIMENSIONES BASICAS DETERMINADAS POR EL FLUJO

l· Ic bb

'1- '1

DIMENSIONES ESTABLECIDAS CUNETA TIPO A - CICLO RUTAAncho Bordillo bb= 0.300 mAltura Bordillo hb= 0.300 mLongitud placa Ic= 1.300 mEspesor placa tl= 0.100 mPendiente Losa s= 0.200 m (5:1)

Distancia entre Juntas, control fisuraciónDjunfas=

Cuantía mínima para control de fisuraciónArea de acero por metro:

Usar #3 a 0.25, una mallaConformar además un fleje en la zona de bordillo, y colocar 4#3 longitudinales

303.00

veces t (ACI-350)m

2.8p= 0.0028

cm2/m(NSR-Cap 20)

DIMENSIONES ESTABLECIDAS CUNETA TIPO B - CICLO RUTAAncho Bordillo bb= 0.300 mAltura Bordillo hb= 0.300 mLongitud placa Ic= 1.100 mEspesor placa tl= 0.100 mPendiente Losa s= 0.200 m (5:1)

Distancia entre Juntas, control fisuraciónDjunfas=

Cuantía mínima para control de fisuraciónArea de acero por metro:

Usar #3 a 0.25, una mallaConformar además un fleje en la zona de bordillo, y colocar 4#3 longitudinales

303.00

vecest (ACI-350)m

2.8p= 0.0028

cm2/m(NSR-Cap 20)

DIMENSIONES ESTABLECIDAS CUNETA TIPO C - VEHICULARAncho Bordillo bb= 0.300 mAltura Bordillo hb= 0.350 mLongitud placa Ic= 1.350 mEspesor placa tl= 0.100 mPendiente Losa s= 0.250 m (4:1)

Distancia entre Juntas, control fisuración 30 veces t (ACI-350)Djunfas= 3.00 m

Cuantía mínima para control de fisuración p= 0.0028 (NSR-Cap 20)Area de acero por metro: 2.8 cm2/m

Esta área se incrementa en un 30% para impacto de tráfico vehicular sobre la cuneta

jrs Redes T2.xlsx-Cunetas

C.E.!. AVENIDAALO

Area incrementada: 3.64Usar #3 a 0.20, una malla

Conformar además un fleje en la zona de bordillo, para controlar un posiblegolpe de rueda, y colocar 4#3 longitudinales en bordillo

DIMENSIONESESTABLECIDASCUNETATIPODAncho Bordillo bb= 0.300 mAltura Bordillo hb= 0.300 mLongitud placa Ic= 0.900 mEspesorplaca tl= 0.100 mPendiente Losa s= 0.250 m (4:1 )

Distancia entre Juntas, control fisuración 30 veces t (ACI-350)Djunfas= 3.00 m

Cuantía mínima para control de fisuración p= 0.0028 (NSR-Cap20)Area de acero por metro: 2.8 cm2/m

Estaárea se incrementa en un 30%para impacto de tráfico vehicular sobre la cunetaArea incrementada: 3.64

Usar #3 a 0.20, una mallaConformar además un fleje en la zona de bordillo, para controlar un posiblegolpe de rueda, y colocar 4#3 longitudinales en bordillo

DIMENSIONESESTABLECIDASCUNETATIPOEAncho Bordillo bb= 0.300 mAltura Bordillo hb= 0.300 mLongitud placa Ic= 1.000 mEspesorplaca tl= 0.100 mPendiente Losa s= 0.250 m (4:1)

Distancia entre Juntas, control fisuración 30 veces t (ACI-350)Djuntas= 3.00 m



Usar #3 a 0.20, una mallaConformar además un fleje en la zona de bordillo, para controlar un posiblegolpe de rueda, y colocar 4#3 longitudinales en bordillo

DIMENSIONESESTABLECIDASCUNETATIPOFAncho Bordillo bb= 0.100 mAltura Bordillo hb= 0.600 mLongitud placa Ic= 1.200 mEspesorplaca tl= 0.100 mPendiente Losa s= 1.000 m (1 :1)

Distancia entre Juntas, control fisuración 30 veces t (ACI-350)Djuntas= 3.00 m



Usar #3 a 0.20, una malla

VERIFICACIONDECARGA PUNTUALACTUANDO ENUNA CUNETA(CASO CAMiÓN ESTACIONADOLa cuneta se apoya sobre el material que conforma la estructura de la vía, en cuyo caso

jrs 2 RedesT2.xlsx-Cunetas

C.E.I.

actúa como un pavimento de concreto reforzado, bajo la acción de cargas puntuales

AVENIDA ALO

CARGA PUNTUAL P= 7.50 t, llanta trasera C-40-95Area de repartición: Ancho= 1.35 m, caso cunetas vehiculares

Largo= 0.8X +1.1 L= 2.18 mLa carga se reparte en un área de : 2.943 m2

Presión promedio bajo losa: 2.55 Ton/m2Momento por metro de cuneta: 0.387 t-m

Concreto f 'c = 245.0 kg/cm2 b= 100 cmRefuerzo fy= 4200.0 kg/cm2 d= 5 cm

CUANTIA p req = 0.00447 REFUERZO MAYOR QUE MINIMOCUANTIA MINIMA= 0.00280 P usar = 0.00447

As =1 2.241cm2Area colocada según temperatura 3.64 cm2El área colocada es superior a la requierida. OK

LOSAS DE DESCARGA DE CUNETMEstos elementos no sufren acciones generadas por cargas, y su propósito es revestir localmenteel talud de descarga de cunetas para controlar erosión. Se adopta para su diseño el uso decuantía mínima de control de fisuración y temperaturaDIMENSIONES ESTABLECIDAS TíPICAS PLACA

Ancho PlacaLongitud placaEspesor placa

bp=Ip=tp=

3.0002.5000.200

Cuantía mínima para control de fisuraciónArea Totalde acero por metro: 5.6

Se reparte 50% en cada cara, en ambos sentidosUsar#3 a 0.20,dos mallas

p= 0.0028cm2/m

mmm

(NSR-Cap 20)

CAJAS DE EMPALME DE CUNETA~Estos elementos no sufren acciones generadas por cargas, y su propósito es permitir ajustes dedirección de cunetas. Se adopta para su diseño el uso de cuantía mínima de control defisuración y temperaturaDIMENSIONES ESTABLECIDAS TíPICAS CAJA TIPO 1

Ancho PlacaLongitud placaEspesor placa

DIMENSIONES ESTABLECIDAS TíPICAS CAJA TIPO 2Ancho PlacaLongitud placaEspesor placa

bp=Ip=tp=

2.0004.0000.200

bp=Ip=tp=

1.6002.1000.200

Cuantía mínima para control de fisuraciónArea Totalde acero por metro: 5.6

Se reparte 50% en cada cara, en ambos sentidosUsar#3 a 0.20,dos mallas

p= 0.0028cm2/m

jrs 3

mmm

mmm

(NSR-Cap 20)

Redes T2. xlsx-Cu netas

CEI AVENIDAALO

CABEZALES PARA TUBERIAS AGUAS LLUVIASOBRA: AVENIDA ALa - DRENAJES TRAMO 2 - CABEZAL 36"DIMENSIONES BASICAS DETERMINADAS POR ELDIÁMETRO DELTUBO

hd

l. B :r td

LONGITUDINAL

, ,l .I

FRONTAL

DATOS DE DIMENSIONESDiámetro interno de la tuberíaDimensión Longitudinal CabezalDimensión Transversal CabezalAltura CabezalAltura menor AletasEspesor Losa fondoEspesor Muros LateralesAltura Diente anclajeEspesor Diente anclajeDATOS DE TIERRAS Y EMPUJES

ángulo fricción suelo, <P=ángulo talud relleno, [3 =

ángulo fricción vástago-relleno, 0=peso específico suelo ys=

capacidad portante admisible ()=coeficiente fricción base !.l

Cohesión fundación c=En sentido transversal (frontal) se tiene compensación de empuJes. Se analiza el sentido longitudinal

ha=t1=t2=hd=t3=

0.9001.7501.5001.5000.8500.2500.2500.2500.250 m

mmmmmmmm

30 grados20 gradosO (no se consid

2.000 tlm3 (campa5.DaD Ton/m2

=tan(3/4 <P)= 0.41 I1.000 Ton/m2

era fricción-conservativo)ctado)

EVALUACION GENERAL DE CARGAS

PESO PROPIO DEL CABEZAL

Análisis para todo el ancho

jrs

elemento peso I brazo (A) I momentoPlaca 1.58 0.88 1.38

Diente(s) 0.45 0.88 0.39Muro trasero 1.13 1.625 1.83

Aletas 1.89 0.99 1.87TOTALES 5.04 ITon I 5.47

centro gravedad cabezal, x1A= I 1.086Ton-mm

EMPUJES DE TIERRAS LADO IZQUIERDOCriterio de cálculo de empuje: activo, Rankinecos p(cos p - -Jcos 2 P - cos 2 t/I)

Ka =--~~--~r=~~~==~==~~cosp+-Jcos2 p-cos2 t/I

4

Ka=LI ~0~.4~14~.-IComponente horizontal= 0.389

Componente vertical= 0.142

RedesT2.xlsx-CabezaI36

ANAUSIS DE ESTABILIDADDeslizamiento, F.S.D

FSD= (W-U).u+cAFH

Volcamiento, F.S.V.FSV= Mr

MvEVALUACION SEGURIDAD AL DESLIZAMIENTO

W-U= 5.04FSD=I 3.59 Ibien

EVALUACION SEGURIDAD AL VOLCAMIENTOMr= 5.47 T-m Mv=

Fsv=1 8.33 IbienESFUERZOS EN EL TERRENO

(j =P(1±6e)1.2 A L

P= 5.04 T LM= 0.66

0"1=1f--_....;2;:.:...:...78::.¡1Tonlm2 bien0"2=. 1.06.Tonlm2 bien

CALCULO DEL ACERO DE REFUERZOFACTORES DE MAYORACION DE CARGA

Empujes de tierras, U= 1.67 Coeficiente Durabilidad para control estanqueidadCargas verticales, U= 1.3 FD= 1.30 NSR-98 C.20

CALCULO DEL VASTAGO

CEI

empuje tie s

Momento en la base mavorado:Mu=1 1.43 Ton-m

Concreto f 'c = 245Refuerzo fv= 4200

b=1 150 cmCUANTIA r req = 0.00066CUANTIA MINIMA=O:ótif4Ó::. . . . , . . . .

AVENIDAALO

empuje horizontal=:empuje verticalL_J_---.f__ ResultanteResultante R= 1.31 Ton

W= Suma fuerzas verticales hacia abajoU= SubpresiónFH= Suma de fuerzas horizontalesJl, c = fricción y cohesión en la base

Mr = Suma de momentos resistentesMv = Suma de momentos de vuelco

T 1.31 T

0.66 T-m

A=LxB= 2.625

e= 0.130

no hay tensiones

Ikglcm2Ikglcm2

d=1 20 IcmREFUERZO MENOR QUE MINIMOp usar = 0.00140

Chequeo cortanteVu= 2.19 Ton vc=.5~= 8.30 kg/cm2vu=1 0.86 Ikglcm2 bien

REFUERZO ADOPTADO = # 3 A 0.20 Vertical, lado relleno, base vástagoPor ser cuantía mínima, se adopta también para cara exterior.

CALCULO ZARPA DELANTERAPor equilibrio, el momento máximo en la base del vástago es de la mismamagnitud que en el extremo de la zarpa. Aplica entonces el mismo refuerzo, queresulta el mínimo para control de fisuración

REFUERZO ADOPTADO = # 3 A 0.20 Horizontal, lado terreno, losa fondoPor ser cuantía mínima, se adopta también para cara superior

jrs 5 RedesT2.xlsx-CabezaI36

CEI AVENIDAALO

CABEZALES PARA TUBERIAS AGUAS LLUVIASOBRA: AVENIDA ALO - DRENAJES TRAMO 2 - CABEZALES 12" Y 14"DIMENSIONES BASICAS DETERMINADAS POR ELDIÁMETRO DEL TUBO

hd , I1 .1

1, B ~td

LONGITUDINAL FRONTAL

DATOS DE DIMENSIONESDiámetro interno de la tuberíaDimensión Longitudinal CabezalDimensión Transversal CabezalAltura CabezalAltura menor AletasEspesor Losa fondoEspesor Muros LateralesAltura Diente anclajeEspesor Diente anclajeDATOS DE TIERRAS Y EMPUJES

q,= 0.300 m. también 0.350 mB= 0.960 mL= 1.400 m, promH= 0.750 mha= 0.750 mt1= 0.200 mt2= 0.200 mhd= 0.600 mt3= 0.200 m

ángulo fricción suelo, <1> =ángulo talud relleno, ~ =

ángulo fricción vástago-relleno, 0=peso específico suelo "(s=

capacidad portante admisible (J=coeficiente fricción base J.l

Cohesión fundación c=En sentido transversal (frontal) se tiene compensación de empuJes. Se analiza el sentido longitudinal

30 grados20 gradosO (no se consid

2.000 tlm3 (compa5.000 Ton/m2

=tan(3/4 <1»= 0.41 I1.000 Tonlm2

era fricción-conservativo)ctado)

Análisis para todo el anchoEVALUACION GENERAL DE CARGAS

jrs

PESO PROPIO DEL CABEZALelemento Deso I brazo (A) I momento

Placa 0.65 0.48 0.31Diente(s) 0.81 0.48 0.39

Muro trasero 0.37 0.860 0.32Aletas 0.47 0.50 0.24

TOTALES 2.30 ITon I 1.25centro gravedad cabezal, x1A=I 0.546

Ton-mm

EMPUJES DE TIERRAS LADO IZQUIERDOCriterio de cálculo de empuje: activo, Rankinecos p(cos p - -,)cos 2 P - cos 2 t/J )

Ka =--~~--~c=~==~======~~cos p + -Jcos 2 P - cos 2 t/J

Ka=IL~0~.4é..!.:14~....JComponente horizontal= 0.389

Componente vertical= 0.142

6 RedesT2.xlsx-Cabezal 12y14

CEI AVENIDAALO

ANAUSIS DE ESTABILIDADDeslizamiento, F.S.D

FSD= (W -U),u+cAFH

Volcamiento, F.S.V.FSV= Mr

MvEVALUACION SEGURIDAD AL DESLIZAMIENTO

W-U; 2.30FSD;I 7.49 Ibien

EVALUACION SEGURIDAD AL VOLCAMIENTOMr; 1.25 T-m Mv;

Fsv;1 16.34 IbienESFUERZOS EN EL TERRENO

(j = P(l± 6e)1,2 A L

p; 2.30 T LM; 0.08

01 ;~ __ -,2:;;.;....:.06.:...¡ITOnlm2 excesivo02; . 1.35. Tonlm2 excesivo

CALCULO DEL ACERO DE REFUERZOFACTORES DE MAYORACION DE CARGA

Empujes de tierras, U; 1.67 Coeficiente Durabilidad para control estanqueidadCargas verticales, U; 1.3 FD; 1.30 NSR-98 C.20

CALCULO DEL VASTAGOMomento en la base, mayorado:

Mu;1 0.17 Ton-mConcreto f 'c ; 245Refuerzo fy; 1 4200

b;1 140 cmCUANTIA r req ; 0.00015CUANTIA MINIMA;b:Ó028~:::::Chequeo cortante

Vu; 0.51 Ton vc;.5~;vu;1 0.29 Ikglcm2 bien

REFUERZO ADOPTADO; # 4 A 0.20 Vertical, en la cara lado rellenoPor ser cuantía mínima, se adopta también para cara exterior.

CALCULO ZARPA DELANTERA

empuje horizontal~ empuje vertical

L_l'_--.T_-,ResultanteResultante R; 0.31 Ton

W; Suma fuerzas verticales hacia abajoU; SubpresiónFH; Suma de fuerzas horizontales¡.t, c ; fricción y cohesión en la base

Mr ; Suma de momentos resistentesMv; Suma de momentos de vuelco

T 0.31 T

0.08 T-m

A;LxB; 1.344

e; 0.033

no hay tensiones

Ikglcm2Jkglcm2

d;1 15 IcmREFUERZO MENOR QUE MINIMOp usar; 0.00280

8.30 kg/cm2

Por equilibrio, el momento máximo en la base del vástago es de la mismamagnitud que en el extremo de la zarpa. Aplica entonces el mismo refuerzo, queresulta el mínimo para control de fisuración

REFUERZO ADOPTADO; # 4 A 0.20 Horizontal, lado terreno, losa fondoPor ser cuantía mínima, se adopta también para cara superior

jrs 7 RedesT2.xlsx-Cabezal 12y14

CEI ALO

MUROS CABEZALES DESCARGA TlNTAL 11OBRA: AVENIDA ALO - DRENAJES TRAMO 2

1. ESQUEMA BASICO DEL MURO (análisis por metro de longitud)

DIMENSIONES GENERALESAltura de agua canal hw(m)= 5.600

Borde libre hl(m)= 1.000Zapata:

Ancho zarpa anterior bz1 (m)= 2.700Ancho zarpa posterior bz2 (m)= 2.000Espesor menor zarpa hz1(m)= 0.700Espesor mayor zarpa hz2(m)= 0.700

Vástago:

(Nivel máximo operación)Altura total H(m)=

B(m)=bz1 +bz2+tv1 =

Pasarela:ancho total b1 (m)= 0.000espesor losa tp (m)= 0.000

espesor inferior tv1 (m)= 0.700espesor superior tv2 (m)= 0.300

Materiales:f'c(kg/cm2)=

L(m)= 1.000

7.30

5.40

42002400

fs(kg/cm2)= 1900fs/kg/cm2)= 1400

Análisis para control fisuración

280 fy(kg/cm2)=

fye(kg/cm2)=

Datos geotécnicos:Rellenos laterales

)'Seco= 1.90)'Sat= 2.00yb= 1.00

<1>= 30 gradoska =1-sen <1>= 0.50

tlm3

tlm3

tlm3

ka= 0.33kp= 3.00

Parámetros para estabilidad al deslizamiento, y capacidad portante<1>= , 30 grados

Cohesión: c= 2.00 tlm2

Efecto de subpresión bajo la zarpaSe supondrá una subpresión máx. deincluyendo la influencia del Nivel Freático exteriorSea una altura de subpresión máxima h1=Para esta condición, se tiene entonces h2=

2. EMPWES LATERALES

Fricción f=tan (3/4 <1»=0.414(JADM 15.00 tlm2

I--=!:':::~=~--il~:

jrs 8

0.40 H

RedesT2.xlsx-Tintalll

En condición normal de operación el empuje de agua compensa parcialmente el empouje de tierras.

Para niveles bajos en el canal, el agua podrá no estar, creando una sitiación de empujes no

compensados, con rellenos y sobrecarga de un lado, y vacío del lado opuesto. Se estudian

la hipótesis normal de operación, la hipótesis de operación con sismo, y la hipótesis de canal

vacío, como la condición más severa.

Empujes del lado del canalEmpuje agua ew = r w h w

Resultante de empuje:brazo al piso:

Empuje sedimento es = kaYbh• .Resultante de empuJe:

brazo al piso:

CEI ALO

ew base=Ew=yw=

eb base=Es=

5.6015.682.570.000.000.70

tlm2tmtlm2tm

Empujes del lado de tierrasSobrecargaEl muro soporta tráfico de la vía, por lo que en condición normal debe preversela acción de sobrecarga de ruedas o sobrepresión de relleno adicional, considerandola que resulte más severa.A. Empujes producidos por efecto de rueda

Llanta diseño, semieje trasero C-40-95, P= 7.50Separación al borde del muro x= 1.50 mDistancia long. entre ruedas si = 4.00 mDistancia transo entre ruedas s2= 1.80 m

Se calcula según las ecuaciones de Spangler & Gerber

Llanta cercana al borde m=a/H 0.205 menor de 0.4, usar m=

Llanta lejana al borde m=a/H 0.452 mayor de 0.4, usar m=WQQJ~

presion cada 1.0 metroz(m) n <Jh(Ton/m2) <Jh(Ton/m 2) <Jh(Ton/m2)

Llanta cerca Llanta Lejos ambas llantas

0.00 0.000 0.000 0.000 0.0001.00 0.137 0.131 0.086 0.217

2.00 0.274 0.230 0.175 0.406

3.00 0.411 0.189 0.165 0.355

4.00 0.548 0.123 0.119 0.242

5.00 0.685 0.075 0.078 0.153

7.30 1.000 0.026 0.029 0.055

Se investiga la variación de la presión en planta, para analizar la superposición

del otro eje del camión ~

~

jrs

1

Para la llanta más cercana al muro tan o: =s1 Ix = 2.67

0:= 1.212 radianes cos2(1.10:)= 0.055

Para la llanta más lejana al muro tan o: =s1/(x+s2) = 1.212

0:= 0.881 radianes cos2(1.1O:)= 0.320

La influencia de la carga vecina es apreciable. Se superpondrán los dos

efectos para la evaluación de la presión total. Las presiones máximas

son:

9 RedesT2.xlsx-Tintalll

CEI ALO

z(m) <Jh(Ton/m2) p'h(Ton/m2 cr'h(Ton/m2) <Jh(Ton/m2) Area Brazo Mom

Linea acción Llanta Llanta TOTAL-4 Bulbo de Desde el

2 llantas cercana, Lejana, llantas presión punto más::m~rt~n~ ~n~rt~n~ . nmflmnn

0.00 0.000 0.000 0.000 0.0001.00 0.217 0.007 0.028 0.252 0.126 6.63 0.8352.00 0.406 0.013 0.056 0.474 0.363 5.75 2.0873.00 0.355 0.010 0.053 0.418 0.446 4.81 2.1464.00 0.242 0.007 0.038 0.287 0.352 3.83 1.3505.00 0.153 0.004 0.025 0.182 0.235 2.84 0.6657.30 0.055 0.001 0.009 0.065 0.285 1.33 0.379

SUMA 1.807 SUMA 7.463

Fuerza resultante bulbo de presión:Brazo desde el punto mas profundo:

B. Empuje de relleno de sobrecarga, calculado según kaes = k ti r , h s es base= 0.38 tlm2

Este empuje es de valor constante en toda la alturaResultante de empuje: Es= 2.77 t

brazo al piso: yet= 3.65 mSe debe utilizar la sobrecarga generada por relleno

Entonces Es=1 2.77yet= 3.65

1.814.13

Tonm

hs (m): 0.60

I~Empujes de TierrasCondición 1: Empujes de tierras sin presencia de N.F.Empuje de relleno convencional, seco, sin N.F. según ka

er = k a y s H er base= 4.62 tlm2Este empuje es de forma triangular

Resultante de empuje: Er= 16.88 tlm2brazo al piso: yer= 2.43 m

Condición 2: Empujes de tierras con presencia de N.FEmpuje de relleno convencional, seco, según ka

er = k a y, h2 er base= 2.77 tlm2Este empuje es de forma triangular

Resultante de empuje: Er= 6.08brazo al piso: yer= 4.38 m

Bajo la tabla de agua, el empuje seguirá rectangularEr= 8.10 t yer=

Empuje sumergido+Empuje de aguaEmpuje suelo eh = kUYbh, eb base=Empuje agua ew = y w h, ewbase=

eb+w=Resultante de empuje: Et= 5.68

brazo al piso: yet- 0.97 mRESULTANTE COMBINADA E=I 19.86 It,

3. CARGAS GRAVITACIONALESPeso propio

Zapata muro Peso: 9.07 Ton, brazo x=Vástago Peso: 7.92 Ton, brazo x=Pasarela Peso: 0.00 Ton, brazo x=

Total peso propio:1 16.99 ITon, brazo x=Peso rellenos lado izquierdo condición sin N.F.

Relleno Peso: 33.86 Ton, brazo x=Total relleno izq.:1 33.86 ITon, brazo x=

Peso rellenos lado izquierdo condición con N.F.Relleno seco Peso: 22.47 Ton, brazo x=

Relleno saturado Peso: 11.99 Ton, brazo x=

jrs 10

1.46 m

0.97 tlm22.92 tlm23.89 tlm2

y= 2.21 1m

2.92 m2.35 m2.00 m2.65 1m

4.05 m4.05 1m

4.05 m4.05 m


CEI ALO

Total relleno izq.:! 34.46 ITon, brazo x= 4.'05 1mPeso agua y sedimento derecho

Agua máxima Peso: 15.12 Ton, brazo x= 1.00 mTotal agua y sedimento der.:! 15.12 ITon, brazo x= 1.'0'0 1m

SubpresiónSubpresión U=! 15.77 ITon, brazo x= 2.92 1m

4. CARGAS DE SISMOLas fuerzas sísmicas que se utilizarán en el dimensionamiento de muros deben ser compatiblescon el método de los esfuerzos de trabajo. Ya que las fuerzas evaluadas con la norma NSR-98 oel CCP son últimas (factor de mayoración=1.0), la fuerza calculada por el método de losesfuerzos de trabajo, de acuerdo con el título B.2.3.2 de la NSR-98, puede reducirse a un

Aceleración del terreno Aa= 0.20 algCoeficiente de Sitio S= 1.20Coeficiente de Importancia 1= 1.00Capacidad de disipación R= 2.50

Sa max= 2.5.Aa I = 0.50 Estructura de bajo período.Para esfuerzos de trabajo Cs=%SalR=1 '0.14 I

Fuerzas sísmicas inercialesZapata muro Fh", 1.27 Ton,

Vástago Fh", 1.11 Ton,Pasarela Fh", O00 Ton,

Total sismo masa muro 1--=2:::~3::!8~-ITon,Sedimento Fh", '0.'0'0 Ton,

Relleno sin N.F: Fh", 4.74 Ton,Relleno con N.F: Fh", 4.82 Ton,

Empuje Sismico del agua:Parabola de Westergaard

Q = ~A H 212 a

Total sismo agua:!

Empuje Sismico de TierrasCriterio Mononobe-Okabe (estático mas dinámico)

D =[1+ sen(~+O)sen(~-p-v)]2A sen(a-t5)sen(a+ P)

(l-av)ser?(a+ tjJ-1ji)


Componente dinámicaeE = (k/lE -k/l)Y,H


RESULTANTE COMBINADA

jrs

brazo y=brazo y=brazo y=brazo y=brazo y'"brazo y=brazo y=

0.353.56

~_..:..7.:.::3:..:::0~~m

70%

mm

1-_.!.1~.8:!::5_---1m1-_.::,D:..:,.7<,::'D_---1m,lado derecho1-_.::;4~.OO:::....._ _Im, lado izquierdoL-_..:.4.~D;.:::D_-.Jm, lado izquierdo

Q", 3.66Brazo z=O.4H= 2.24

Brazo desde el piso, y= 2.943.66 !Ton, brazo y=

Tabla H.4.3 - NSR - 98

I{f= tan-I(~)l-a,

ah=Aal2= 0.10av= 0.00'i'= 5.71~= O

4.62 Ton/m2

<1>= 30 &= Ou= 90 DA= 2.11

Esta fuerza incluye las componentes estática y dinámicaComponente estática, según ka= 0.33Componente dinámica, KaE-ka= 0.12

Empujes del relleno en caso de sismo, sin N.F.Componente estática

eA=kAy,HEA= 16.88

YA= 2.43

eEtop= 1.71 Ton/m2EAE= 6.23 Ton

11

Tonmm!L....-=2.:=.94..:....-...J!m


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