Informe Final Puente Rodeo Grande

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA

PRO G RAM A

D E

F O MENT O AL DES ARRO L L O F O DMU - UNI

MUN IC IP AL

I NF O RME

F I NAL :

FORMULACION DE PROYECTO: CONSTRUCCION PUENTE VEHICULAR RODEO GRANDEALCALDIA MUNICIPAL DE SOMOTILLO

U N I V E R S I D A D N A C I O N A L D E I N G E N I E R I A V I C E R R E C T O R I A G E N E R A L P R O G R A M A D E F O ME N T O A L D E S A R R O L L O MU N I C I P A L

INDICE I. II. III. IV. V. VI. VII. VIII. IX. X. XI. XII. XIII. XIV. Generalidades.3 Metodologa Empleada del Estudio Hidrotcnico.7 Resultado del Estudio Hidrotcnico...15 Estudios de Suelos..17 Criterios de Anlisis y Diseo Estructural23 Anlisis y Diseo Estructural...24 Dimensiones de la Estructura..28 Diseo Vial.29 Clculo de Movimiento de Tierra.30 Elaboracin de los Planos Constructivos.31 Estimacin de Cantidades de Obras y Presupuesto de Costo31 Mantenimiento del Proyecto.32 Programa de Ejecucin Fsica.32 Conclusiones y Recomendaciones.33

O D M U

A V E . U N I V E R S I T A R I A T E L . ( 5 0 5 ) 2 2 7 8 - 1 4 6 5 E X T . 1 1 1

R E C I N T O

U N I V E R S I T A R I O S I M O N B O L I V A R E M A I L . f o d m u @ u n i . e d u . n i M A N A G U A , N I C A R A G U A

2


I.

GENERALIDADES Introduccin

1.1.

El 13 de Diciembre de 2006, la Alcalda Municipal de Somotillo y la Universidad Nacional de Ingeniera firmaron un acuerdo titulado: Convenio marco de colaboracin y fortalecimiento municipal entre la Universidad Nacional de Ingeniera (UNI) y la Alcalda del Municipio de Somotillo. Amparadas ambas instituciones, en la necesidad de consolidar las relaciones, se considera que la UNI tiene suficientes facultades para brindar apoyo, ya sea logstico, tcnico y/o profesional, mediante las diversas modalidades operativas que derivan de su poltica institucional de vinculacin y extensin social. En este contexto y haciendo referencia a dicho convenio la Alcalda de Somotillo se ampar en el convenio antes mencionado, para hacer la solicitud formal de apoyo en la gestin y formulacin de la cartera de proyectos futuros, para contribuir con el desarrollo municipal. De esta forma en Formulacin del GRANDE EN EL gestin necesaria proyecto. el mes de mayo de 2011, se establece un convenio especfico para la Proyecto: CONSTRUCCION DE PUENTE VEHICULAR RODEO MUNICIPIO DE SOMOTILLO, en el cual se brindara el apoyo y la para realizar los estudios y diseos dirigidos a la ejecucin fsica del

O D M U

El presente Documento de Estudio para la Formulacin del Proyecto: CONSTRUCCION DE PUENTE VEHICULAR RODEO GRANDE EN EL MUNICIPIO DE SOMOTILLO especifica las actividades realizadas y resultados obtenidos por el Programa de Fomento al Desarrollo Municipal (FODMU) para el diseo y propuesta final del proyecto. En el caso especfico de la Formulacin de este proyecto se realiz el diseo de dos opciones de infraestructura para lo cual se establecieron los criterios, anlisis y diseos estructurales de ambas opciones; adems de la modelacin para el calculo hidrulico. Con el objetivo de apoyar al fortalecimiento institucional y acadmico de la municipalidad, la UNI, implementa directrices estratgicas, enfocados a la cualificacin de los cuadros tcnicos municipales conducentes a una formacin tcnica y especializada, revestida de un alto sentido de humanismo y tica profesional adems de plantear una armona con el medio ambiente, para crear y plantear soluciones que no sean perjudiciales para la sostenibilidad de los recursos naturales presentes en el territorio local.

1.2.

Objetivos del Estudio

El presente informe contiene el Estudio y Diseo Final del Puente Vehicular Rodeo Grande ubicado sobre el tramo carretero del Camino que comunica a la Ciudad de Somotillo que es la cabecera municipal con la comunidad Rodeo Grande. Este CAMINO TODO TIEMPO une a las comarcas El Danto, El Alicate, El Cacao, Las Maras, Valle del Jinocuao, Las Mesitas, entre otras, con la cabecera municipal. El puente est localizado en el Municipio de Somotillo, Departamento de Chinandega.A V E . U N I V E R S I T A R I A T E L . ( 5 0 5 ) 2 2 7 8 - 1 4 6 5 E X T . 1 1 1 R E C I N T O U N I V E R S I T A R I O S I M O N B O L I V A R E M A I L . f o d m u @ u n i . e d u . n i M A N A G U A , N I C A R A G U A

3


Este puente forma parte de las obras e infraestructuras referidas al mejoramiento vial que en ese sector rural del territorio ha planificado la municipalidad. El objetivo principal de este informe es suministrar a la municipalidad, que es el dueo del proyecto, todos los resultados de los trabajos de campo realizados, los anlisis y diseos de las obras por construir, el establecimiento de normas para proteccin ambiental y la elaboracin de los planos constructivos. As mismo, la definicin de las especificaciones tcnicas que regirn el proyecto como parte integral del Estudio de Formulacin para el financiamiento del mismo.

1.3.

Localizacin del Proyecto

O D M U

El Puente Vehicular Rodeo Grande est ubicado en la Comarca Rodeo Grande, en el Municipio de Somotillo, Departamento de Chinandega, sobre el Camino Todo Tiempo que comunica la Cabecera Municipal (Somotillo) con la Comarca Rodeo Grande y otras aledaas. El sitio preciso del puente est a 18.00 kms al nor-este de la cabecera municipal. El lugar es conocido con el nombre de El Cojinillo. Desde la Ciudad de Managua el proyecto se encuentra a 218.00 kms sobre la carretera hacia el puesto fronterizo El Guasaule. La posicin en coordenadas geodsicas es 13 6' 47.52" de latitud norte y 8648' 22.53" de longitud oeste al occidente del pas, a una elevacin de 121.37 msnm. Ver mapa de localizacin.

Mapa de Localizacin Municipio de Somotillo

EL SITIO


R E C I N T O


4


Origen - Destino Managua Chinandega Chinandega Somotillo Somotillo Rodeo Grande

Tipo de Va de Acceso Pavimento Pavimento Tierra todo tiempo

Distancia (km) 132.00 68.00 20.00

1.4.

Antecedentes

La Formulacin del Proyecto: CONSTRUCCION DE PUENTE VEHICULAR RODEO GRANDE EN EL MUNICIPIO DE SOMOTILLO constituye un gran esfuerzo tanto de los habitantes de la zona como de los Gobiernos Municipales del Municipio de Somotillo, los cuales por falta de financiamiento no han podido llevar la obra a la realidad, sin embargo, en esta ocasin con el apoyo de los beneficiarios organizados, la alcalda ha logrado impulsar el proyecto. La Alcalda Municipal ha establecido un convenio de colaboracin con la Universidad Nacional de Ingeniera para lograr la Formulacin del Proyecto y posteriormente gestionar el financiamiento para su ejecucin. Durante aos se realizaron gestiones por parte de la Alcalda Municipal, para lograr obtener los estudios y diseos definitivos con los cuales contar para la ejecucin del proyecto, sin embargo, por diferentes razones, esto no surti efectos positivos y la formulacin no se pudo realizar. Los estudios del proyecto se tuvieron que hacer desde el nivel de perfil y Prefactibilidad, as como la informacin general de la produccin y poblacin de las Comunidades Beneficiarias. Esta informacin fue necesario actualizarla a fin de sustentar la rentabilidad de las obras. En la actualidad en el sitio no existe ningn tipo de infraestructura construida, por lo que el camino es usado, por vehculos y pobladores, atravesando directamente las aguas del Ro El Gallo. Por la carencia de este pase importante han resultado accidentes con resultados, en algunos casos, muy lamentables. Tambin la falta de este cruce vehicular afecta directamente la economa del municipio la cual se ve obligada a esperar que baje la crecida del ro en la poca del invierno. El suelo predominante en el lecho de ro es de materiales granulares, los cuales estn constituidos por gravas limosas de mala graduacin, de color caf. El uso actual del suelo de esta cuenca es de cultivos como frijoles y tubrculos, as como reas dedicadas a la crianza de ganado. Se observa una baja y casi nula densidad de rboles, existiendo stos a lo largo de los cercos; el suelo en las reas de cultivo es superficialmente arcilloso. En la siguiente figura se presenta la cuenca hidrogrfica del Puente Vehicular Rodeo GrandeA V E . U N I V E R S I T A R I A T E L . ( 5 0 5 ) 2 2 7 8 - 1 4 6 5 E X T . 1 1 1 R E C I N T O U N I V E R S I T A R I O S I M O N B O L I V A R E M A I L . f o d m u @ u n i . e d u . n i M A N A G U A , N I C A R A G U A

O D M U

5


Figura No. 1: Cuenca Hidrogrfica Puente Rodeo Grande

O D M U

El drenaje de esta cuenca desemboca al cauce del Ro El Gallo, su direccin es de Norte a Sur.


R E C I N T O


6


1.5.

Clima de la Zona

El clima de la zona de Somotillo, segn la clasificacin climtica de Holdrige, es Trpico seco de Sabana y de acuerdo a la clasificacin de Kepen, el clima Tropical de Sabana, con una temperatura media de 33C. La precipitacin promedio anual es de 1,690 mm. De acuerdo a la distribucin de la precipitacin en el ao, se presentan dos estaciones climticas, una seca (verano) que va de mediados de noviembre a mediados de mayo, donde se registran lluvias espordicas y de poca duracin, y otra hmeda (lluviosa o invierno) que se extiende desde mediados de mayo a mediados de noviembre, donde cae el 92% de la precipitacin promedio anual, observndose variaciones reducidas de un mes a otro, siendo el mes ms lluvioso septiembre con un valor medio de 350 mm.

O D M U

II.

METODOLOGIA HIDRAULICO

EMPLEADA

EN

ESTUDIO

HIDROLOGICO

-

2.1.

Estudio Hidrolgico

2.1.1. Gasto de diseo (Q). La determinacin de los gastos de diseo de las diferentes corrientes de lluvia, se llev a cabo con la aplicacin del Mtodo Racional y el mtodo Muskingun, ste ltimo para la determinacin del caudal final tomando en cuenta los tiempos de concentracin, longitud de trnsito y sentido del flujo de escurrimiento, caractersticas en la vegetacin, permeabilidad, topogrficas y encauzamientos de caudales de subcuencas. En cada subcuenca se determina su caudal individual definida por los parte-aguas de la zona y auxiliados por los resultados obtenidos mediante la aplicacin del mtodo de rea pendiente observado a travs de recorrido realizado en los cauces intermitentes. El Mtodo Racional se calcula de acuerdo con la formula siguiente: Qd= C. I. A. / 360 Donde: Qd= Caudal de Diseo C= Coeficiente de escorrenta adimensional. I= Intensidad de lluvia en mm/hr. A= rea de drenaje en Ha.A V E . U N I V E R S I T A R I A T E L . ( 5 0 5 ) 2 2 7 8 - 1 4 6 5 E X T . 1 1 1 R E C I N T O U N I V E R S I T A R I O S I M O N B O L I V A R E M A I L . f o d m u @ u n i . e d u . n i M A N A G U A , N I C A R A G U A

7


2.1.2. Coeficiente de Escorrenta (C) El coeficiente de escorrenta C, fue aplicado de acuerdo al mtodo de BERNARD, los cuales dependen de varios factores; entre los cuales estn: la topografa del terreno, la cobertura vegetal, la permeabilidad y el tipo del suelo. En nuestro caso el coeficiente fue estimado para cada una de las sub-cuencas y calculado los caudales para cada caso, los resultados fueron: C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C = = = = = = = = 0.225 0.225 0.225 0.225 0.225 0.225 0.225 0.225 Uso de Suelo Tipo de Suelo Pendiente = = = 0.15 1.00 1.50

O D M U

2.1.3. Intensidad de Lluvia (I) y Tiempo de Concentracin (Tc) 2.1.3.1 Intensidad de lluvia

Los valores de la intensidad de lluvia usados en este estudio, fueron estimados en base a los registros de INETER de la estacin meteorolgica Chinandega, ubicada en la cabecera municipal de Chinandega, determinndose los valores anuales mximo de intensidad de lluvia para tiempos de duracin de 5,10, 15, 30, 60, 120 y 360 minutos. Los valores de intensidad usados en este estudio se determinaron por medio de la frmula abajo descrita, en las cuales se analizaron los datos de la estacin meteorolgica indicada anteriormente, el perodo de registro analizado es de 1974-2006. Los parmetros para los ajustes de las curvas son:

I

A t d bA 6298,6150 3547,8810 1670,6230 1284,5830 954,0450 891,9660 757,3770 647,7280R E C I N T O

T:aos 1,5 2 5 10 15 25 50 100

r -0,9995 -0,9993 -0,9980 -0,9971 -0,9971 -0,9964 -0,9956 -0,9944

SEC 25,02 17,80 9,17 9,52 11,53 15,33 24,28 35,91

d 27,00 24,00 18,00 15,00 10,00 9,00 6,00 3,00

b 1,0740 0,9180 0,6960 0,6090 0,5360 0,5020 0,4470 0,3950



8


Las curvas IDF se desarrollaron para un perodo de retorno de 50 aos de acuerdo con los estudios efectuados. Los tiempos de duracin se desarrollaron desde 5 minutos hasta 6 horas, definindose la frecuencia de diseo en 50 aos, considerando la magnitud del proyecto. Para determinar la funcin de frecuencia para cada precipitacin, se asume como representativa de la distribucin de las precipitaciones mximas, la distribucin de Gumbel, recomendada para ajustar valores extremos. Se seleccion el valor de 116.41mm por una hora, con perodo de recurrencia de 50 aos.Tiempo en Minutos 15 30 113,73 81,93 122,85 91,12 146,55 112,91 161,88 126,46 169,93 132,09 180,92 141,79 194,21 152,63 206,80 162,77

1.5 aos 2 aos 5 aos 10 aos 15 aos 25 aos 50 aos 100 aos

5 152,30 161,25 188,42 207,22 223,45 237,13 259,30 284,89

10 130,32 139,34 164,31 180,89 191,52 203,43 219,32 235,17

60 52,02 60,74 80,53 92,65 97,86 106,47 116,41 126,08

120 29,62 37,03 54,14 64,77 70,23 77,77 87,19 96,80

360 10,47 15,05 26,85 34,77 40,09 45,89 54,13 63,13

O D M U

2.1.3.2

Tiempo de concentracin

Se visualiza este como el tiempo de viaje de una partcula de agua desde el punto ms remoto a la salida de la cuenca hidrogrfica, si una intensidad de lluvia uniforme y duracin ilimitada. Se procedi a obtener el tiempo de concentracin (tc), utilizando para esto el mtodo del proyecto Hidrometeorolgico Centroamericano:

3.28L tc 0.0041 Sc

0.77

Siendo tc = Tiempo de concentracin (min.) Donde: L = Longitud entre el punto ms alejado de la cuenca y el punto de salida. (m) S = Pendiente del cauce en m/m.


R E C I N T O


9


2.1.4. Definicin de la Cuenca Los terrenos de una cuenca son delimitados por dos tipos de divisorias o parte aguas; divisoria topogrfica o superficial, y divisoria fretica o subterrnea. Esta ltima establece los lmites de los embalses de agua subterrnea. Las dos divisorias difcilmente coinciden. La divisoria fretica vara con la posicin del nivel fretico. En este tipo de estudios se acostumbra definir el rea de drenaje de una cuenca de acuerdo con su divisoria topogrfica. Para la estimacin de las reas de drenaje del proyecto, se utilizaron Mapas Geodsicos de la zona en estudio a escala 1: 50,000 elaborados por INETER. Estos mapas se digitalizaron y se procesaron con ayuda del programa AutoCAD, de tal manera que fue posible el trazo del parte aguas con mtodos computarizados que facilitaron la obtencin del rea de drenaje de la cuenca y de datos adicionales tales como: permetro de la cuenca, longitudes de cauces principales, longitud axial de la cuenca, longitud total de corrientes etc. El trazo del parte aguas se realiz siguiendo un conjunto de normas generales que mencionamos a continuacin: a). b). La lnea divisoria corta ortogonalmente a las curvas de nivel. Cuando la divisoria va aumentando su altitud, corta a las curvas de nivel por su parte convexa. Cuando la altitud va disminuyendo, la divisoria corta a las curvas de nivel por su parte cncava. Si cortamos el terreno por el plano normal a la divisoria, el punto de interseccin en sta, ha de ser el punto de mayor altitud del terreno. Como comprobacin, la lnea divisoria nunca debe cortar a un ro, arroyo o vaguada, excepto en el punto del que queremos obtener su divisoria.

O D M U

c).

d).

e).

En este estudio, el rea de drenaje obtenida, correspondiente al Puente Rodeo Grande es de 6,366.80 hectreas.

2.1.4.1.

Caractersticas Fsicas

Estas caractersticas dependen de la morfologa, los tipos de suelo, la capa vegetal, la geologa, las prcticas agrcolas etc. Estos elementos fsicos proporcionan la ms conveniente posibilidad de conocer la variacin en el espacio de los elementos del rgimen hidrolgico.A V E . U N I V E R S I T A R I A T E L . ( 5 0 5 ) 2 2 7 8 - 1 4 6 5 E X T . 1 1 1 R E C I N T O U N I V E R S I T A R I O S I M O N B O L I V A R E M A I L . f o d m u @ u n i . e d u . n i M A N A G U A , N I C A R A G U A

10


Forma de la cuenca Es importante estudiar la forma de la cuenca pues se relaciona con el tiempo de concentracin, el cual es el tiempo necesario, desde el inicio de la precipitacin, para que toda la cuenca contribuya a la seccin de la corriente en estudio. El anlisis de esta caracterstica se llevar a cabo a travs de dos parmetros descritos a continuacin: Coeficiente de compacidad (Kc). Es la relacin entre el permetro de la cuenca y la longitud de la circunferencia de un crculo de rea igual a la de la cuenca en estudio. Siendo P el permetro de la cuenca en km, y A el rea en Km2, Kc se expresa con la siguiente ecuacin:

O D M U

Kc 0.28 *

P A

Cuanto ms irregular sea la cuenca, mayor ser su coeficiente de compacidad. En una cuenca circular este coeficiente alcanzar su valor mnimo que es la unidad, en cuyo caso poseer mayor tendencia a las crecientes. Factor de forma (Kf). Es la relacin entre el ancho medio y la longitud axial de la cuenca. La longitud axial se mide cuando se sigue el curso de agua ms largo desde la desembocadura hasta la cabecera ms distante en la cuenca. El ancho medio se obtiene cuando se divide el rea por la longitud axial. Siendo B el ancho medio en Km, L la longitud axial de la cuenca en Km y A el area de drenaje en Km 2, Kf se define con la siguiente ecuacin:

Kf

A L2

Es importante comentar que una cuenca con un factor de forma bajo, esta menos sujeta a crecientes que otra del mismo tamao pero con mayor factor de forma. 2.1.4.2. rea de la Cuenca

La cuenca tributaria se determin a travs de Planos Geodsicos escala 1:50.000, elaboradas por Instituto Nicaragense de Estudios Territoriales (INETER) en el ao 1988-89. En este estudio, el rea de drenaje obtenida, correspondiente al Puente Rodeo Grande es de 6,366.80 hectreas.A V E . U N I V E R S I T A R I A T E L . ( 5 0 5 ) 2 2 7 8 - 1 4 6 5 E X T . 1 1 1 R E C I N T O U N I V E R S I T A R I O S I M O N B O L I V A R E M A I L . f o d m u @ u n i . e d u . n i M A N A G U A , N I C A R A G U A

11


2.1.5. Calculo del Caudal de Diseo Para la obtencin del caudal de diseo se determinaron las avenidas que generan las subcuencas en que fue dividida el rea de drenaje, utilizando el Mtodo Racional que se define como:

Q

CIA 3.6

Q = Caudal m3/seg. C = Coeficiente de escorrenta (adimensional). I = Intensidad de lluvia (mm/h) A= rea de Drenaje (Km2).

O D M U

Una vez que se obtuvieron los caudales de cada subcuenca, stos se transitaron a la siguiente, hasta llegar al punto de concentracin de cierre. La variante que se utiliz para el Trnsito de Avenidas es la de Muskingum, que expresa:

O2 = C0 I 2 + C1 I 1 + C 2 O1I = flujo de entrada O = flujo de salida Ci = Coeficiente adimensional Donde: C0 = -(Kx-0.5t)/f ; f = t = t = k = K-Kx+0.5t tc/2; tc = Tiempo de concentracin Intervalo de encauzamiento LT/VT, Constante de almacenamientos expresado en minutos. C1 = (Kx+0.5t)/f y C2 = (K-Kx-0.5t)/f

LT = Longitud de Trnsito.A V E . U N I V E R S I T A R I A T E L . ( 5 0 5 ) 2 2 7 8 - 1 4 6 5 E X T . 1 1 1 R E C I N T O U N I V E R S I T A R I O S I M O N B O L I V A R E M A I L . f o d m u @ u n i . e d u . n i M A N A G U A , N I C A R A G U A

12


VT= Velocidad de trnsito, promedio de la velocidades de cada subcuenca transitndose. X = Constante adimensional que indica la importancia de I (flujo de entrada) y de O (flujo de salida) para la determinacin del coeficiente Ci; x vara entre 0.1 y 0.3 segn las caractersticas del cauce. El valor de K puede asimilarse al tiempo de recorrido de la onda de un extremo a otro del tramo estudiado. Debemos utilizar las mismas unidades que para t (min). El t elegido debe estar entre K y 2KX (Wanielista, Sing) o entre K y K/3 (Viessman). Dentro de estos mrgenes, cuanto menor sea el t, mayor es la precisin del mtodo. Si x=0.0 el volumen almacenado en el tramo es slo funcin de la salida O es decir no existe almacenamiento en cua. Si x = 0.5, las entradas y salidas tienen la misma importancia y no habra ningn abatimiento del pico. Se puede decir que x se aproxima a 0.0 en cauces muy caudalosos y de pendiente pequea, y a 0.5 en caso contrario. Es recomendable tomar x = 0.2 como un valor medio. Deber cumplirse que C0 + C1 + C2 = 1 Cuando el caudal se traslada de una Subcuenca a otra, el Hidrograma que resulta se suma con el Hidrograma Triangular de la Subcuenca a donde se ha trasladado el trnsito, hasta llegar al punto de cierre, este Hidrograma resultante se suma al Hidrograma Triangular donde est ubicado el punto de cierre, obteniendo el Hidrograma Final y por consiguiente el caudal de diseo.

O D M U

El caudal hidrolgico de diseo para el Puente Rodeo Grande obtenido con la metodologa descrita es de 91.23 m3 /seg. Con un tiempo de concentracin de 96.07 minutos. En los anexos se muestra la memoria de clculo hidrolgico.


R E C I N T O


13


2.2.

Estudios Hidrulicos 2.2.1. Referencia Topogrfica

El diseo hidrulico de un puente debe realizarse de acuerdo a las condiciones topogrficas del sitio donde se emplazar la estructura, y en concordancia con los resultados obtenidos en los estudios hidrolgicos. En este estudio, la definicin de las caractersticas de la obra, se realiz en base a: criterios econmicos, riesgos permisibles, importancia de la va, volmenes de trfico etc. adicionalmente se tomaron en consideracin otros criterios tales como: costos de mantenimiento, esttica y beneficios obtenidos. Los estudios topogrficos sugieren que las condiciones del sitio permiten el emplazamiento de obras de drenaje mayor, por lo que la topografa del terreno no ser restriccin para definir las caractersticas de la estructura. Como el proyecto se ubica en una zona con alto potencial productivo, el nuevo diseo deber satisfacer las necesidades de transporte que demanda la produccin, y por supuesto, garantizar suficiente seguridad a los usuarios. Para definir el tipo de estructura a construirse, se ha considerado dos alternativas tomando como parmetro fundamental el caudal de diseo, que es la variable ms importante obtenida en los estudios hidrolgicos: Para caudales iguales o menores que 30 m3/seg, se propondrn cajas puentes de concreto reforzado. Para caudales mayores que 30 m3/seg, se propondrn puentes de superestructura de concreto y acero en colaboracin con subestructura de mampostera de piedra boln.

O D M U

-

La seleccin de estas alternativas responde bsicamente a las facilidades y ahorros que se logran durante el proceso constructivo, y a la eficiencia obtenida durante la vida de la estructura, o segn lo que requiera establecer un Ingeniero Estructural. 2.2.2. Calculo de Seccin Hidrulica

En este caso se realiz el clculo de la seccin hidrulica para las dos opciones de infraestructura de puente que se estn presentando; la primera opcin es la de la estructura de puente areo de viga de alma llena y losetas de concreto prefabricadas que tendr un claro de 40 mts; la segunda opcin es la de la estructura de una batera de alcantarillas con tubo Ribloc de 1.5m de daimetro.


R E C I N T O


14


Para el anlisis hidrulico de este cauce se utiliz el sistema de modelacin HECRAS, el cual ha sido desarrollado por el Centro de Ingeniera Hidrolgica (Hydrologic Engineering Center) del cuerpo de ingenieros de la armada de los EE.UU. (US Army Corps of Engineers) y tiene como predecesor al programa HEC2, con varias mejoras con respecto a ste, entre las que destaca la interfase grfica de usuario que facilita las labores de preproceso y postproceso. El modelo numrico incluido en el programa permite realizar anlisis del flujo permanente y no permanente unidimensional gradualmente variado en lmina libre. Entre sus principales caractersticas tcnicas se tiene: Realiza el clculo alcantarillas, etc.) hidrulico de estructuras (puentes, aliviaderos,

O D M U

Permite la visualizacin grfica de datos y resultados Permite la edicin grfica de secciones transversales La aplicacin del modelo HEC-RAS es la modelacin hidrulica en rgimen permanente y no permanente de cauces abiertos, ros y canales artificiales. 2.2.3. Definicin de la Rasante del Puente y Longitud del Puente

La rasante del puente se defini en la Cota 124.795 mts. Se tom en consideracin el borde libre (1.20 m), la altura de la viga metlica (0.60 m) y la losa de rodamiento del puente (0.23 m). La longitud del Puente Rodeo Grande se estableci por la seccin hidrulica diseada para conducir el caudal de diseo que es de 91.23 m3 /seg. La longitud resultante para el puente es de 40.00 metros. En el caso de la opcin del puente de tipo alcantarillas, la rasante del puente se definio en la Cota 122.213 mts. Es importante mencionar que para esta opcin no se toma en cuenta el borde libre ya que la funcin hidrulica del puente de alcantarillas es nicamente preveer la circulacin del agua no importando que la crecida del NAME rebose la carpeta de rodamiento del puente.

III.

RESULTADO DEL ESTUDIO HIDROLOGICO-HIDRAULICO Clima de la Zona 1,690 mm ----mm 84.00 % 33 CR E C I N T O U N I V E R S I T A R I O S I M O N B O L I V A R E M A I L . f o d m u @ u n i . e d u . n i M A N A G U A , N I C A R A G U A

3.1.

Precipitacin anual: Evaporacin anual Humedad relativa media Temperatura promediaA V E . U N I V E R S I T A R I A T E L . ( 5 0 5 ) 2 2 7 8 - 1 4 6 5 E X T . 1 1 1

15


3.2.

Resultados Hidrolgicos 6,366.80 Ha 116.41 mm/h 0.225 91.23 m3 / seg. 50 aos 0.014 m3 / seg Ha

rea de drenaje Intensidad de lluvias Coeficiente de escorrenta Caudal de diseo Periodo de retorno Caudal unitario

3.3.

Resultados Hidrulicos

O D M U

3.3.1. Niveles Nivel del Fondo del Ro Nivel Aguas Mximas para tr = 50 aos en Puente Aereo de Vigas Metalicas y Losetas Prefabricadas Nivel Inferior de viga del puente Nivel Superior de viga del puente Elevac. Rasante Proyectada en Puente Nivel Aguas Mximas para tr = 50 aos en Puente de Alcantarillas con tubo Ribloc Elevac. Rasante Proyectada en Puente 3.3.2. reas Hidrulicas Al nivel de aguas mximas 90.13 m2 extraordinarias Al nivel Inferior del puente 151.36 m2 Puente de Alcantarillas con tubo Ribloc 48.00 m2 3.3.3. Otros Datos Pendiente del cauce Borde libre Altura de la viga metlica Espesor de la losa de rodamiento 1.50 % 1.20 mts 0.60 m 0.23 m 118.84 121.37 122.923 124.565 124.795 121.46 122.213

Las dimensiones para la evaluacin hidrulica resultantes son de un rectngulo de base 40.00 m por altura de 4.083 m. Los clculos hidrulicos y los resultados se presentan en el Estudio Hidrotcnico, anexo a este informe.


R E C I N T O


16


IV.

ESTUDIOS DE SUELOS

Los Estudios Geotcnicos, consistentes en sondeos a percusin, se orientaron en dos sentidos: el primero, con la finalidad de analizar los suelos para fundaciones, determinar la capacidad soporte del subsuelo y desplante donde se construirn los estribos del Puente Vehicular Rodeo Grande, y evaluar el suelo existente en los accesos viales adyacente al puente para definir espesores de la estructura de rodamiento; el segundo con la finalidad de la evaluacin y localizacin de un banco de prstamo de material el cual ser utilizado para conformar la base y/o sub base del camino. Ambos estudios Geotcnicos fueron realizados por el Laboratorio Julio Padilla de la Universidad Nacional de Ingeniera (U.N.I.). 4.1. Estudio de Suelos para Fundaciones

O D M U

4.1.1. Investigacin de campo La investigacin del campo consisti en la ejecucin de dos sondeos de acuerdo a los procedimientos del Ensaye Normal de Penetracin (STP), segn especificaciones de la ASTM D 1586, y ASTM D-2487, en los estratos duros y rocosos. Para la ejecucin de la investigacin de campo se utiliz una mquina perforadora Marca ACKER, del tipo manual, equipados con los accesorios necesarios para la realizacin de los sondeos en cada sitio previamente seleccionado. La profundidad perforada fue distribuida de la manera siguiente: Para las Fundaciones del Puente Puente Rodeo Grande Sondeo STP-1 STP-2 STP-3 Profundidad perforada MTS 0.91 1.80 0.91

De cada sondeo se tomaron muestras semi alteradas de los estratos encontrados, a travs de las profundidades investigadas, las que fueron trasladadas al laboratorio para su anlisis correspondiente. En el anexo de este informe se incluye esquema del perfil del ro, con la ubicacin de los sondeos y sus respectivas grficas.


R E C I N T O


17


4.1.2. Trabajos de Laboratorios Las muestras obtenidas en el campo se reagruparon en el laboratorio para realizarle los ensayes bsicos necesarios, para tal efecto se utilizaron los procedimientos establecidos por las Normas de la A.S.T.M., los que se mencionan a continuacin: Ensayes de Laboratorio Ensaye Especificaciones A. S. T. M. D 422 D 4318

Granulometra de los suelos Lmite lquido de los suelos Indice de plasticidad de los D 4318 suelos Humedad D 558

O D M U

Los suelos en estudio se clasificaron por el sistema S.U.C.S. (Sistema Unificado de Clasificacin de Suelos), segn la A.S.T.M., en su designacin D 2487, para los sondeos a percusin y segn la AASHTO en su designacin M 145 87 para los sondeos manuales. 4.1.3. Conclusiones y Recomendaciones (Estudio de suelos para fundaciones) Basados en las consideraciones anteriores se recomienda: A.La construccin a travs de cimentaciones para el puente a las profundidades de desplantes y presiones admisibles que se detallan a continuacin: PROFUNDIDAD DE DESPLANTE (A partir del fondo del cauce) 1.60 mts PRESION ADMISIBLE kg / cm2

PUENTE

Rodeo Grande

2.30

Las profundidades de desplantes estn referidas al fondo del cauce. Finalmente se recomienda tomar en consideracin las condiciones hidrulicas del puente a fin de proveer a cada obra, de la proteccin necesaria para evitar la erosin y socavacin que podra afectar su estabilidad.A V E . U N I V E R S I T A R I A T E L . ( 5 0 5 ) 2 2 7 8 - 1 4 6 5 E X T . 1 1 1 R E C I N T O U N I V E R S I T A R I O S I M O N B O L I V A R E M A I L . f o d m u @ u n i . e d u . n i M A N A G U A , N I C A R A G U A

18


4.2.

Resultados de las Investigaciones al Banco de Materiales y Diseo de Espesores

4.2.1. Trabajos de Campo y Laboratorio Los ensayes de laboratorio se ejecutaron de acuerdo a las siguientes normas mostradas en la Tabla. Ensaye Especificaciones A. S. T. M. D 422 D 4318

Granulometra de los suelos Lmite lquido de los suelos Indice de plasticidad de los D 4318 suelos Humedad D 558

O D M U

En total se ejecutaron 5 ensayes. Es preciso sealar que a la muestra de CBR reflejada en la tabla le corresponde el ensaye con porcentajes de compactacin del100%, de acuerdo al procedimiento de laboratorio recomendado. 4.2.1.1. Sondeos Manuales

Con el propsito de suministrar a la obra de un material adecuado de cimentacin, se tom una muestra del banco de materiales conocido como Banco de Materiales Santa Teresa. El cual se encuentra localizado sobre la carretera a Rodeo Grande, en predios del Seor Rosael Soreano. La muestra alterada obtenida manualmente del banco, adems de la caracterizacin visual y manual, se clasific, rotul y traslad al laboratorio para su posterior evaluacin y ensayo de acuerdo a los procedimientos y normas establecidas. 4.2.1.2. Resultados de los Ensayes de Clasificacin

Se ensay la muestra alterada obtenida del Banco Banco de Materiales Santa Teresa, que permiti clasificar las muestras. En los anexos, se detallan los resultados obtenidos. 4.2.1.3. Pruebas de CBR

Con el objetivo de hacer una caracterizacin completa de los componentes estructurales de las capas de la va, se procedi a realizar en las mismas muestras para fundaciones, el CBR de los suelos subyacentes del Banco Banco de Materiales Santa Teresa.A V E . U N I V E R S I T A R I A T E L . ( 5 0 5 ) 2 2 7 8 - 1 4 6 5 E X T . 1 1 1 R E C I N T O U N I V E R S I T A R I O S I M O N B O L I V A R E M A I L . f o d m u @ u n i . e d u . n i M A N A G U A , N I C A R A G U A

19


Se realizaron ensayos de CBR del banco conocido como Banco de Materiales Santa Teresa para evaluar su comportamiento. Los resultados se presentan en los anexos. Los valores de CBR en condiciones de saturacin por 4 das fueron de 56.20%, para 100% de Proctor Estndar. . 4.2.1.4. Fuente de Materiales El banco de materiales conocido como Banco de Materiales Santa Teresa. El cual se encuentra localizado sobre la carretera a Rodeo Grande, en predios del Seor Rosael Soreano. Presenta las siguientes caractersticas: Esta fuente se encuentra conformada por materiales granulares, correspondientes a gravas limosas de buena graduacin En el sistema unificado de clasificacin de suelos, SUCS, se clasifica del tipo GW-GM. En el sistema de clasificacin de suelos de la AASHTO, este material se clasifica del tipo A-1-a, su ndice de grupo es cero. La fraccin fina que contiene este material es de baja compresibilidad y de nula plasticidad, su CBR al 100% de compactacin, es de 56.2 %, su densidad seca mxima es de 2,260 Kg/m. En base al sistema de clasificacin de suelos de la AASHTO, este material se caracteriza de bueno para ser utilizado como material de cimentacin de terracera y estructura de pavimento. Considerando los resultados de C.B.R. y el ensaye Proctor, este material puede ser utilizado como base de regular calidad y subbase de buena calidad. 4.2.2. Diseo de Espesores Consideraciones de Diseo Mtodo de Diseo Tipo de Trnsito : : Murillo Lpez de Souza. Pesado. 5 toneladas. 1300 mm.

O D M U

Carga Mxima por Rueda : Intensidad de Lluvia Anual : Espesores Requeridos

De acuerdo al tipo de suelo encontrado y a las caractersticas de trnsito consideradas, se define el espesor total requerido para los tramos de entrada y salida del puente, detallndose a continuacin:A V E . U N I V E R S I T A R I A T E L . ( 5 0 5 ) 2 2 7 8 - 1 4 6 5 E X T . 1 1 1 R E C I N T O U N I V E R S I T A R I O S I M O N B O L I V A R E M A I L . f o d m u @ u n i . e d u . n i M A N A G U A , N I C A R A G U A

20


Tramo

Espesor Total Requerido (metros)

Espesor de SubEspesor de Base base (metros) (metros) 0.20 0.25

Tramos de Entrada y Salida 0.45 del Puente

4.2.3. Conclusiones y Recomendaciones Considerando la estratigrafa del subsuelo y los resultados de la prueba normal de penetracin se concluye: Que en los sondeos a percusin, los suelos predominantes hasta la profundidad investigada consisten en materiales granulares, conformados por gravas limosas de mala graduacin del tipo GP-GM, gravas limosas de buena graduacin del tipo GW-GM y arenas limosas, que se clasifican del tipo SM, la fraccin fina que contienen estos materiales es de nula plasticidad y a mayores profundidades cantos rodados, incluyendo materiales granulares gravosos y arenosos, altamente densos. Se observan densidades adecuadas de cimentacin a partir de la profundidad de 1.0 metro. En los sondeos manuales, los materiales predominantes hasta la profundidad investigada corresponden a materiales granulares, conformados por gravas limosas de buena graduacin, que se clasifican del tipo GW-GM, cuya fraccin fina es de nula plasticidad. Estos materiales son considerados buenos para ser utilizados como material de cimentacin de terracera y/o estructuras de pavimento. La fuente de materiales denominada Banco de Materiales Santa Teresa, est constituida por materiales granulares, correspondientes a gravas limosas de buena graduacin, que se clasifican del tipo GW-GM (A-1-a), la cual puede ser empleada como material de base de regular calidad y subbase de buena calidad. En todos los sondeos realizados no se detect la presencia del nivel fretico a las profundidades investigadas. En base a los trabajos de campo, resultados de laboratorio y las conclusiones anteriores, se recomienda:A V E . U N I V E R S I T A R I A T E L . ( 5 0 5 ) 2 2 7 8 - 1 4 6 5 E X T . 1 1 1 R E C I N T O U N I V E R S I T A R I O S I M O N B O L I V A R E M A I L . f o d m u @ u n i . e d u . n i M A N A G U A , N I C A R A G U A

O D M U

21


Puente Cimentacin Cimentar por contacto directo, a la profundidad de desplante de 1.60 metros, profundidad referida a la superficie actual del terreno, utilizando para tal efecto una presin admisible de 2.3 Kg/cm. Antes de colocar el cimiento debern retirarse 0.40 metros de suelo que quedar bajo l y sustituirlo con material selecto, compactado en capas no mayores de 0.15 metros al 100 % de su densidad seca mxima. Al final se deber garantizar que la superficie quede nivelada, en espera del cimiento. Se recomienda una sobre excavacin mnima de 0.20 metros a cada lado del cimiento, vista en planta. Si se desea cimentar a una profundidad menor que la recomendada anteriormente, deber extraerse el material existente hasta la profundidad de 2.0 metros, profundidad referida a la superficie actual del terreno, y reemplazarlo hasta la profundidad deseada por material selecto, colocado en capas no mayores de 0.15 metros, compactndolo al 100% de su densidad seca mxima, utilizando la misma presin admisible dada anteriormente. Se recomienda una sobre excavacin mnima de 0.20 metros a cada lado del cimiento, vista en planta. En sustitucin del material selecto, puede utilizarse como otra alternativa un concreto pobre (tres bolsas de cemento por metro cbico de concreto). Tramos de Entrada y Salida del Puente Los espesores de pavimento recomendados, tanto de base como de subbase, son los expuestos en el acpite IV del presente informe. En el caso que se desee mantener el nivel actual de la rasante, deber retirarse el material existente hasta la profundidad del espesor recomendado y reponerlo con material selecto o del banco de materiales analizado, compactndolo en capas no mayores de 0.20 metros a su densidad seca mxima. Si se desea elevar la rasante para colocar los espesores requeridos, deber inicialmente removerse los primeros 0.10 metros del material del sitio, retirar todo material de origen orgnico y recompactarse al 95 % de su densidad seca mxima.A V E . U N I V E R S I T A R I A T E L . ( 5 0 5 ) 2 2 7 8 - 1 4 6 5 E X T . 1 1 1 R E C I N T O U N I V E R S I T A R I O S I M O N B O L I V A R E M A I L . f o d m u @ u n i . e d u . n i M A N A G U A , N I C A R A G U A

O D M U

22


Si se decide el uso de superficie de rodamiento bituminoso (tratamiento superficial doble), debern colocarse los espesores de pavimento recomendados, antes de la colocacin de dicho tratamiento la base deber ser barrida, soplada e imprimada. En el caso de utilizar adoqun como carpeta de rodamiento los espesores sern los siguientes:Tramo Tramos de Entrada Salida del Puente y Espesor Total Requerido (m) 0.50 Espesor Adoqun (m) 0.10 Espesor de Arena (m) 0.05 Espesor de Base (m) 0.20 Espesor de Sub-base (m) 0.15

O D M U

Al utilizar adoqun el espesor se incrementar en 5 centmetros, dado que se considera que el lecho de arena no tiene ningn aporte estructural.

Antes de colocar los espesores recomendados, deber instalarse un adecuado sistema de drenaje superficial, el cual permita la recoleccin y evacuacin de las aguas superficiales que minimicen la infiltracin.

V.

CRITERIOS DE ANALISIS Y DISEO ESTRUCTURAL

El puente a disear consta de 1 claro de 40.0 ml. La superestructura contempla dos carriles de circulacin de 4.0 mts de ancho cada uno para un ancho total de calzada de 8.0 mts, tendr aceras con su baranda peatonal proporcionando un ancho total de acera peatonal de 1.30 mts. En la seccin transversal del puente se proporcionan 5 vigas de acero para el claro del puente. Se considerar que las vigas actuarn compuestamente con el espesor de losa promedio de 20 cms. En los extremos del puente habr estribos de concreto ciclpeo diseados para resistir los empujes laterales del suelo. En los estribos se colocarn los muros de ala que servirn para retener el material de relleno. El diseo se realizar utilizando la Norma AASHTO LRFD Bridge Design Specifications 2007, SI Units, 4th Edition, denominada Mtodo de Diseo Basado en Factores de Carga y Resistencia, utilizando en la sobrecarga vehicular el camin con la designacin HS-15. Adems, se utilizar el Reglamento Nacional de la Construccin 2007, para tener en cuenta el valor correspondiente a la aceleracin de la gravedad en la zona donde se erigir el puente. La siguiente ecuacin constituye la base de la metodologa del Diseo por Factores de Carga y Resistencia (LRFD):

Q i i Qi R n R r


R E C I N T O


23


Los componentes y conexiones de un puente debern satisfacer la ecuacin anterior para las combinaciones aplicables de solicitaciones extremas mayoradas segn se especifica para cada uno de los Estados Lmites descritos. 5.1. Consideraciones de las Propiedades Fsicas de los Materiales

La propiedad fsica de los materiales que se usaran en el diseo sern: CONCRETO Fy = 5,000 psi (350 kg/cm2)

O D M U

ACERO DE REFUERZO Fy = 60,000 psi (4200 kg/cm2)

ACERO ESTRUCTURAL A-36 Fy = 36,000 psi (2500 kg/cm2)

Recomendaciones y especificaciones de la AISC AASHTO. F F E0 = = = 3,000 Ipc 40,000 3.2 * 106 (210 kg/cm2) Ipc (2810 kh/cm2) Ipc.

Recomendaciones y especificaciones del A C I La Capacidad del Suelo que soportar la sub estructura y Profundidad del Desplante fue determinada por los estudios de laboratorios de suelo siendo estas de 2.30 k/cm2 y 1.60 mts respectivamente.

VI.

ANALISIS Y DISEO ESTRUCTURAL. Estudio del Anlisis Estructural

6.1.

6.1.1. Cargas Vivas Se considera que las cargas vivas son cargas transitorias que se asume son aplicadas a la seccin compuesta a corto plazo. En las especificaciones LRFD se asume que las cargas vivas consisten en cargas de gravedad (cargas vivas vehiculares, cargas de transito ferroviario y cargas peatonales), la asignacin por carga dinmica, fuerzas centrifugas, fuerzas de frenado y fuerzas de colisin vehicular.A V E . U N I V E R S I T A R I A T E L . ( 5 0 5 ) 2 2 7 8 - 1 4 6 5 E X T . 1 1 1 R E C I N T O U N I V E R S I T A R I O S I M O N B O L I V A R E M A I L . f o d m u @ u n i . e d u . n i M A N A G U A , N I C A R A G U A

24


Las cargas vivas de inters son el diseo bsico de la sobrecarga vehicular, una carga para la evaluacin opcional de la deflexin por sobrecarga especificada, y una carga de fatiga, con el apropiado incremento por carga dinmica incluido. Aplicacin de Sobrecargas Vehiculares de Diseo: Carga para la Evaluacin Opcional de la Deflexin por Sobrecarga: La deflexin se deber tomar como el mayor de los siguientes valores: a) La deflexin debida al camin de diseo solamente. b) La deflexin debida al 25% del camin de diseo considerado juntamente con la carga del carril de diseo. Eje DELANTERO CENTRAL TRASERO CARGA 8,000 Lbs 32,000 Lbs 32,000 Lbs SEPARACION EJE 4.27 MTS 4.27 MTS

O D M U


R E C I N T O


25


6.1.2. Carga de Impacto y Fuerza Longitudinal

O D M U


R E C I N T O


26


6.1.3. Carga Muerta La carga muerta del puente es el peso de la sper estructura constituida por vigas de concreto reforzado, adems se considera el peso de las vigas metlicas y el peso del barandal.

O D M U

6.1.4. Momento Flexionante Considerando las recomendaciones a la AASHTO para el anlisis de la carga viva para puente, se determin las lneas de influencias que se generan por la movilizacin del vehculo HS-20-44 que atraviese el puente, estos valores estn determinados en clculos adjuntos y son resultados de la aplicacin de la carga de camin movilizndose a lo largo del claro del puente, evaluando los momentos flexionantes mximos.


R E C I N T O


27


VII.

DIMESIONES DE LA ESTRUCTURA

La estructura resultante, para garantizar el flujo vehicular constante y sin interrupcin por crecidas del cauce es:

O D M U

La superestructura del puente est formada por cinco vigas metlicas de tensin de alma llena, separadas entre s por 1.83 m. La superestructura del puente est formada por una losa de concreto de 0.23 m de espesor al centro y de 0.20 m de espesor en los lados. La estructura principal de rodamiento es la superficie de la losa de concreto. Los clculos y resultados se muestran en memoria de clculo estructural anexa a este informe. En el caso de la opcin del puente de alcantarillas con tubo Ribloc, la estructura resultante para garantizar el flujo vehicular y peatonal a excepcin de crecidas que rebosen el nivel de la carpeta de rodamiento es la siguiente: Longitud del Puente Ancho de carril Ancho de calzada Separacin entre ejes de tubo Ribloc Peso especfico del concreto 60,000 4,000 4,000 2,250 2,400 mm mm mm mm Kg/m3


R E C I N T O


28


La estructura del puente est formada por una batera de 27 tubos de alcantarilla separadas por elementos de soporte y sujecin estructural construidos de concreto ciclpeo. La superestructura del puente est formada por una losa de concreto de 0.23 m de espesor al centro y de 0.20 m de espesor en los lados. La estructura principal de rodamiento es la superficie de la losa de concreto.

VIII.

DISEO VIAL

El Diseo o definicin de lnea central del camino como del puente en el aspecto horizontal se basa fundamentalmente en ajustarse lo ms posible a alineacin existente de la va. Este criterio busca la economa en los trabajos de movimiento de tierra que en lo posible se pueden evitar. En el aspecto vertical el alineamiento se basa fundamentalmente en ajustarse a los niveles resultantes de los clculos hidrulicos y estructurales del puente. Con la informacin registrada en campo y posteriormente transferida a un procesador de datos se procedi bajo el programa SOFTDESK V.8 a representar el terreno con las coordenadas recopiladas. Bajo este programa que trabaja en ambiente de AutoCad, el usuario diseador puede visualizar de una manera ms global donde es ms factible tanto ingenieril como econmicamente trazar la lnea central del camino. La informacin que se le introduce referente a los datos de curva, ngulos, subtangentes o cualquier otra informacin son actualizadas en el clculo automticamente en el procesador de datos sin tener la necesidad de establecer ecuaciones de lnea, lo que era un inconveniente muy dado en el mtodo convencional cuando en campo exista un cambio de datos en alguna curva u otro elemento que alterara el estacionamiento de la longitud del camino. Los principales elementos de las normas de diseo aplicadas de forma general son las siguientes: CONCEPTO Tipo de Va : Derecho de Va Ancho de Rodamiento del Puente Ancho de Superf. de Rodamiento de laA V E . U N I V E R S I T A R I A T E L . ( 5 0 5 ) 2 2 7 8 - 1 4 6 5 E X T . 1 1 1 R E C I N T O

O D M U

ESPECIFICACION Camino Rural Colector Secundario 10.00 m 8.00 m 8.00 mU N I V E R S I T A R I O S I M O N B O L I V A R E M A I L . f o d m u @ u n i . e d u . n i M A N A G U A , N I C A R A G U A

29


calzada Velocidad Terreno de Lomero Terreno Montaoso 15.00 Kph 10 Kph

Pendientes Mximas Terreno Plano Terreno de Lomero 12 % en 50 m. 15 % en 50 m. 30 % en 40 m. 40.0 m. 30.0 m. 25.0 m. 3% HS -20-44 + 25% Superficie de Suelo seleccionado de un Banco 60 vdp

O D M U

Terreno Montaoso Visibilidad de Parada Terreno Plano Terreno de Lomero

Terreno Montaoso Bombeo Bombeo Carga de Diseo. Material de Rodamiento la

Intensidad de Trnsito

La conjugacin de los Estudios Hidrotcnicos, los Estudios Geotcnicos, las normas de diseo y los parmetros antes expuestos y los propios criterios del diseador vial que en combinacin de las restricciones econmicas para la factibilidad del proyecto define el alineamiento horizontal y vertical del camino.

IX.

CLCULO DE MOVIMIENTO DE TIERRA

El clculo de movimiento de tierra fue desarrollado en base a la informacin de la modulacin digital del terreno natural y los nuevos niveles de acuerdo a los diseos de la va. La informacin que se procesa en la computadora para definir trazados en ambiente de AutoCad tambin puede generar archivos AASCI que perfectamente


R E C I N T O


30


pueden trabajar en las hojas de clculo electrnico EXCEL y desarrollar el trabajo semi automatizada. Para el clculo de los volmenes se basa en la informacin que se registra en cada seccin transversal donde se generan reas positivas y negativas donde por efecto de convencin son las de corte y relleno respectivamente. De aqu resultan las estimaciones de los volmenes totales de corte y de relleno en la subrasante.

X.

ELABORACIN DE LOS PLANOS CONSTRUCTIVOS

Una vez superada la etapa de revisin y aprobacin de los planos y dibujos borradores del diseo vial y dems detalles afines, se procedi a la elaboracin de los planos constructivos definitivos del proyecto. El juego de los planos constructivos se detalla a continuacin: Descripcin Cartula Planos Topogrficos Planos Hidrotcnicos e Hidrulicos Planos Estructurales Planos de Vialidad Total Cant. 1 8 9 7 2 27 Nm. 1 / 27 2 9 / 27 10 18 / 27 19 25 / 27 26 27 / 27 -

O D M U

XI.

ESTIMACIN DE CANTIDADES DE OBRAS Y PRESUPUESTO DE COSTO

Una vez elaborados los estudios y los diseos de las obras requeridas, se procedi a estimar los volmenes o cantidades de obras y el presupuesto de costo de los mismos. Tanto las obras como el listado de las mismas son plasmadas en los planos constructivos.


R E C I N T O


31


XII.

MANTENIMIENTO DEL PROYECTO

Para prevalecer la buena circulacin vehicular en las obras construidas, es necesario cumplir con un programa de mantenimiento que derive a la conservacin de los trabajos realizados. El programa de mantenimiento es o son bsicamente todas las actividades requeridas para evitar el deterioro acelerado, generalmente, el agua ms que el propio trfico vehicular, es el agente que ms interviene al deterioro del mismo, tanto en la superficie de rodamiento como en las mismas obras de drenaje si estas no tienen el debido escurrimiento pluvial. Es tambin predecible el desgaste de la capa de rodamiento como efecto de la erosin y las deformaciones en la misma con depsitos o estancamientos de agua que aceleran su avera. El mantenimiento peridico se debe realizar al menos cada seis meses y es bsicamente la reposicin de la pintura anticorrosiva en los elementos metlicos que se pierde gradualmente con el tiempo. Los trabajos comunitarios conocidos como Mano de Obra intensiva son desarrollados sin hacer uso de maquinarias o equipo de construccin y bsicamente requieren de la fuerza laboral y de herramientas bsicas. Los trabajos que las brigadas comunitarias de mantenimiento del camino y del puente son bsicamente retirar toda sedimentacin y obstculo como arbustos o rboles que se encuentre ro arriba que pueda obstaculizar el drenaje de las aguas del ro. Se considera importante involucrar a los miembros y lderes de la comunidad para la conservacin de las obras realizadas en la calle y en este sentido de manera organizada y con la capacitacin necesaria para que quienes participarn en las labores de mantenimiento, comprendan la importancia y realicen los trabajos bien hechos para que las obras de las vas dure el periodo esperado.

O D M U

XIII.

PROGRAMA DE EJECUCION

Se ha estimado que la ejecucin de las obras contempladas para el ProyectoCONSTRUCCION DE PUENTE VEHICULAR RODEO GRANDE EN EL MUNICIPIO DE SOMOTILLO tenga una duracin de 120 das calendarios. Esto se puede observar

en el Cronograma de Ejecucin que se presenta en los anexos de este documento. En el caso de la ejecucin de las obras de la opcin del puente de alcantarillas el tiempo de duracin ser de 105 das calendarios. Tambin se puede observar en los anexos del documento.A V E . U N I V E R S I T A R I A T E L . ( 5 0 5 ) 2 2 7 8 - 1 4 6 5 E X T . 1 1 1 R E C I N T O U N I V E R S I T A R I O S I M O N B O L I V A R E M A I L . f o d m u @ u n i . e d u . n i M A N A G U A , N I C A R A G U A

32


Es evidente que el perodo ms indicado para desarrollar los trabajos de construccin es en la poca seca. El tiempo estimado y representado en diagrama anterior no contempla los posibles retrasos si la obra se ejecuta en poca de lluvia.

XIV.

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

De manera preliminar y de acuerdo con los resultados en los Estudios y Diseos se mencionan a continuacin los aspectos conclusivos sobre el proyecto: a) Evaluacin de las obras existentes De acuerdo con la inspeccin ptica del sitio y la valoracin sobre el estado del lugar donde se construir el puente, se confirm que no existe ningn tipo de infraestructura construida, por lo que el proyecto inicia como una obra totalmente nueva. b) Condiciones y accesibilidad Se pudo observar que existe accesibilidad al sitio todo el tiempo (verano e invierno) ya que existe trfico vehicular y peatonal. El efecto negativo en la poblacin ser que deben de recorrer ms distancia para trasladarse al otro lado del ro considerando los desvos a construirse durante la construccin del proyecto. Aparentemente no existen mayores dificultades para la ejecucin de las nuevas obras. c) Aspecto topogrfico y vial. El alineamiento horizontal de camino de acceso no cambiar con el alineamiento del puente en el cruce actual del ro. En su alineamiento vertical, este se ajustar a la nueva cota de la superficie del puente. d) Estudios Hidrotcnicos Definida el rea de la cuenca, coeficiente de escorrenta, tiempo de concentracin segn los datos registrales de pluviosidad para un perodo de retorno de 50 aos y de acuerdo con los clculos hidrulicos conforme la pendiente y forma del ro, el rea de evacuacin de las aguas considerando la altura recomendada para borde libre (1.20 m) son de 2.883 m por 40.00 m de largo. El nivel de rasante del puente es de 124.795 msnm el rea de evacuacin de las aguas considerando la altura recomendada para borde libre, son de 4.083 m por 40.00 m como longitud mnima de largo. El nivel de rasante del puente es de 124.795 msnm de acuerdo a la escala referida. El espesor de la losa de concreto para el rodamiento es de 0.23 mA V E . U N I V E R S I T A R I A T E L . ( 5 0 5 ) 2 2 7 8 - 1 4 6 5 E X T . 1 1 1 R E C I N T O U N I V E R S I T A R I O S I M O N B O L I V A R E M A I L . f o d m u @ u n i . e d u . n i M A N A G U A , N I C A R A G U A

O D M U

33


e) Estudios de Suelos Los estudios de suelos se han orientados en dos sentidos: 1) banco de prstamo para la clasificacin, determinacin de lmites, CBR y diseo de la carpeta de rodamiento y 2) para perforacin y determinacin de la capacidad soporte y desplante donde se construirn los estribos del puente. De acuerdo con los datos de las perforaciones la capacidad soporte a 1.60 m del fondo del cauce es de 2.30 kg/cm2. Este dato bsico fue tomado para el diseo de las dimensiones de los estribos del puente. f) Diseo Estructural El diseo del puente de dos va, bsicamente consiste en dos estribos trapezoidales a base de concreto ciclpeo que soportarn la superestructura. La superestructura compuesta de vigas metlicas de alma llena apoyadas sobre los estribos. Las nuevas obras son diseadas en base a la carga de vehculo HS-20-44 + 25%. Se considera tambin que la seccin tendr una cuneta, acera peatonal y barandal en cada lado. Las dimensiones preliminares de la seccin del puente son ancho 10.64 mts (carril vehicular 8.00 m + dos aceras de 1.32 m cada una). En el caso de la opcin del puente de alcantarillas con tubera Ribloc, el diseo consiste en una batera de alcantarillas sujetas por elementos estructurales de concreto ciclpeo que soportaran la superestructura. Las dimensiones preliminares de la seccin del puente son ancho 4.60 mts (carril vehicular 4.00 m + dos guardallantas de 0.30 m cada uno) g) Sobre el desvo de las aguas Se estima que el desvo de las aguas en el momento de las excavaciones estructurales y construccin las fundaciones del puente se pueden lograr orientadas a realizar muros de contencin a travs de amontonamiento de sacos llenos de arena o tierra local. Adems de esto, se puede aumentar la seccin hidrulica de drenaje con la construccin de una zanja lateral, esta zanja se puede realizar con piochas y palas y mano de obra no calificada. h) Aspecto Ambiental En forma general el diseo de las nuevas obras son orientadas a la restitucin de un puente existente en el que se prev obras de proteccin contra la erosin.A V E . U N I V E R S I T A R I A T E L . ( 5 0 5 ) 2 2 7 8 - 1 4 6 5 E X T . 1 1 1 R E C I N T O U N I V E R S I T A R I O S I M O N B O L I V A R E M A I L . f o d m u @ u n i . e d u . n i M A N A G U A , N I C A R A G U A

O D M U

34


En ese sentido las afectaciones del medio son generalmente temporales y durante la ejecucin de la obra. Estas pueden mitigarse con medidas preventivas. Es importante mencionar que durante el estudio realizado, el formulador present dos diseos. Los diseos presentados radicaron en lo siguiente:

1. Diseo de Losa de Concreto con Vigas Metlicas; Este diseo consiste en colocar la superestructura de losa de concreto reforzado montada en cinco vigas maestras de metal, las que estarn unidas con diafragmas de angulares y atiezadores de soportes. Las vigas metlicas estarn apoyadas y fijadas en la viga de asiento. La viga de asiento esta simplemente apoyada en los estribos. Este diseo del proyecto fue sugerido una vez revisado y ajustado el estudio hidrulico ya que los caudales y los periodos de retorno que se registran para la estacin de interseccin en el Rio El Gallo son muy altos y lo que se pretende lograr es la correcta y libre evacuacin de las aguas y sedimentos del rio. 2. Diseo de Puente de Alcantarillas de Drenaje: este diseo consiste en colocar la carpeta de rodamiento de losa de concreto reforzado sobre una batera seguida de tubos de alcantarilla de PVC-RibLoc, sujetadas por muros de mampostera de piedra boln en relacin 25-75. Estos muros se soportan sobre una losa inferior de concreto reforzado de 3,000 PSI, la cual se asienta sobre una cama de material con lastre y piedra triturada por debajo de la fundacin. Este diseo fue realizado con el propsito de plantear una alternativa un poco ms econmica para la comunidad beneficiaria, ya que como se mencion anteriormente, los caudales y niveles de aguas mximas extraordinarias (NAME) sobrepasarn lo que respecta al borde libre del puente provocando que ante una crecida del rio con sedimentos, el puente se vea ligeramente superado por el nivel del agua.

O D M U


R E C I N T O


35

Documents

Informe Final Puente Rodeo Grande