capítulo 1 - DSpace de la Universidad Catolica de Cuenca
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UNIVERSIDAD CATÓLICA DE CUENCA UNIDAD ACADÉMICA DE INGENIERÍA CIVIL, ARQUITECTURA Y DISEÑO CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL DISEÑO ESTRUCTURAL DE UN PUENTE VEHICULAR EN HORMIGÓN ARMADO, SOBRE LA QUEBRADA TRES MARÍAS, VINCULA LA CIUDADELA CARMEN DEL GUZHO BAJO Y LA AVENIDA DOCE DE OCTUBRE, PERTENECIENTE A LA PARROQUIA TURI, CANTÓN CUENCA, PROVINCIA DEL AZUAY. TRABAJO DE GRADUACIÓN PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO CIVIL XAVIER MAURICIO ASTUDILLO ALVAREZ Director: Ing. Juan Sola 2015 DECLARACIÓN Yo, Xavier Mauricio Astudillo Álvarez, declaro bajo juramento que el trabajo aquí descrito es de mi autoría; que no ha sido previamente presentado para ningún grado o calificación profesional; y, que he consultado las referencias bibliográficas que se incluyen en este documento. Xavier Mauricio Astudillo Álvarez I CERTIFICACIÓN Certifico que el presente trabajo fue desarrollado por Xavier Mauricio Astudillo Álvarez, bajo mi supervisión. Juan Medardo Solá Quintuña DIRECTOR II AGRADECIMIENTOS Agradezco a Dios sobre todas las cosas por abrir todas las puertas en mi vida, al Ing. Juan Solá docente de esta prestigiosa Universidad, que es quien no solo me ha guiado sino también me ha apoyado para seguir y concluir con éxito el último de los requerimientos para ser profesional III ÍNDICE DE CONTENIDO DECLARACIÓN ................................................................................................................. i CERTIFICACIÓN .............................................................................................................. ii AGRADECIMIENTOS ....................................................................................................... iii ÍNDICE DE CONTENIDO ................................................................................................. iv LISTA DE FIGURAS ........................................................................................................ vii LISTA DE CUADROS ....................................................................................................... x LISTA DE ANEXOS ....................................................................................................... xvii DEDICATORIA.............................................................................................................. xviii RESUMEN ...................................................................................................................... xix ABSTRACT ..................................................................................................................... xx CAPÍTULO 1 - ESTUDIOS PRELIMINARES ..................................................................... 1 1.1.- ANÁLISIS SOCIO ECONÓMICO ........................................................................... 1 1.1.1 INTRODUCCIÓN .............................................................................................. 1 1.1.2 UBICACIÓN ...................................................................................................... 1 1.1.3 CLIMA ............................................................................................................... 2 1.1.4 SITUACION CULTURAL ................................................................................... 2 1.1.5 SERVICIOS BÁSICOS EXISTENTES ............................................................... 2 1.1.6 VIALIDAD Y ANÁLISIS DE TRÁFICO .............................................................. 3 1.2 TOPOGRAFIA ......................................................................................................... 3 1.2.1 DEFINICIÓN ..................................................................................................... 3 1.2.2 OBJETIVOS ...................................................................................................... 4 1.2.3 ALCANCE ......................................................................................................... 4 1.3 ESTUDIO HIDROLÓGICO, HIDRÁULICO Y SUELOS ............................................ 4 1.3.1 OBJETIVOS DEL ESTUDIO HIDROLÓGICO E HIDRÁULICO ......................... 4 1.3.2 UBICACIÓN DEL PROYECTO .......................................................................... 5 1.3.3 RECOPILACIÓN DE LA INFORMACIÓN .......................................................... 5 1.3.4 ESTUDIO HIDROLÓGICO DE PUENTES Y OBRAS DE ARTE MAYOR ......... 6 IV 1.3.5 EVALUACIÓN HIDRÁULOCA DE LOS PUENTES ......................................... 17 1.3.6 SOCAVACIÓN ................................................................................................ 23 1.3.7 RESULTADO DEL ESTUDIO HIDROLÓGICO E HIDRÁULICO ...................... 28 CAPÍTULO 2 - DISENO DE LA VIA DE ACCESO ........................................................... 30 2.1.- GENERALIDADES ........................................................................................... 30 2.2- VELOCIDAD Y PENDIENTES TRANSVERSALES DE LA CALZADA ............... 30 CAPÍTULO 3 – CÁLCULO ESTRUCTURAL.................................................................... 31 3.1 FILOSOFÍA DE DISEÑO .................................................................................. 31 3.1.1 DISEÑO POR FACTORES DE CARGA Y RESISTENCIA (LRFD) .................. 31 3.1.2. CRITERIOS DE DISEÑO ............................................................................... 31 3.2 CARGAS Y COMBINACIONES DE CARGA .......................................................... 32 3.2.1 CARGAS PERMANENTES: dc, DW Y ev........................................................ 32 3.2.2 CARGAS DEL SUELO: EH, LS ....................................................................... 33 3.2.3 SOBRECARGAS VIVAS LL y PL .................................................................... 34 3.2.4 CARGA SÍSMICA ............................................................................................ 37 3.2.5 COMBINACIÓN DE CARGA ........................................................................... 38 3.3 ANÁLISIS Y DISEÑO ESTRUCTURAL DE LOS COMPONENTES ....................... 40 3.3.1 DISEÑO DE LA SUPERESTRUCTURA .......................................................... 40 3.3.2 DISEÑO DE LA INFRAESTRUCTURA ........................................................... 82 3.3.3 DISEÑO DE LOS MUROS ALA ..................................................................... 132 3.3.4 DISEÑO DE LAS TRABAS ANTISÍSMICAS .................................................. 163 CAPÍTULO 4 – EVALUACION DE IMPACTO AMBIENTAL........................................... 170 4.1 INTRODUCCIÒN ................................................................................................. 170 4.2 PROYECTO......................................................................................................... 170 4.3 ACTIVIDAD ECONÓMICA ................................................................................... 170 4.4 DATOS GENERALES .......................................................................................... 170 4.5 MARCO LEGAL REFERENCIAL .................................................................... 172 4.6 DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO ....................................................................... 175 V 4.6.1 DESCRIPCIÓN DE LAS ACTIVIDADES Y OBRAS .................................... 175 4.6.2 ETAPA DE CONSTRUcCIÓN ..................................................................... 175 4.6.3 ETAPA DE FUNCIONAMIENTO .................................................................. 176 4.7 DESCRIPCIÓN DEL ÁREA DE IMPLANTACIÓN ................................................ 176 4.8 IDENTIFICACIÓN DE LOS IMPACTOS AMBIENTALES ..................................... 177 4.8.1 DESCRIPCIÓN DE LOS IMPACTOS EN LA FASE DE CONSTRUCCIÓN ... 178 4.9 PLAN DE MANEJO AMBIENTAL........................................................................ 179 4.9.2 PROGRAMA DE SALUD Y SEGURIDAD LABORAL ................................. 179 4.9.1 PROGRAMA DE PREVENCIÓN Y MITIGACIÓN DE IMPACTOS................. 183 4.9.3 PROGRAMA DE RELACIONES COMUNITARIAS ........................................ 190 4.9.4 PROGRAMA DE ABANDONO Y CIERRE DE ÁREAS DE TRABAJO ........ 192 4.9.5 PROGRAMA DE PROTECCION DE RIBERAS .......................................... 193 4.9.6 PROGRAMA DE MANTENIMIENTO DEL PUENTE ...................................... 194 4.10 CRONOGRAMA DE CONSTRUCCIÓN Y OPERACIÓN DEL PROYECTO....... 195 4.11 CRONOGRAMA VALORADO DEL PLAN DE MANEJO AMBIENTAL (PMA) .... 197 CAPÍTULO 5 – PRESUPUESTO................................................................................... 199 5.1 DETALLE DE PRESUPUESTO. ..................................................................... 199 CONCLUSIONES ......................................................................................................... 235 RECOMENDACIONES ................................................................................................. 236 BIBLIOGRAFÍA ............................................................................................................. 237 ANEXOS ....................................................................................................................... 238 ANEXO 1. LEVANTAMIENTO TOPOGRÁFICO ........................................................ 239 ANEXO 2. ESTUDIOS DE SUELOS .......................................................................... 240 ANEXO 3. PLANO DEL DISEÑO HORIZONTAL DE LA VÍA ..................................... 241 ANEXO 4. PLANO DEL DISEÑO VERTICAL DE LA VÍA........................................... 242 ANEXO 5. PLANOS ESTRUCTURALES ................................................................... 243 VI LISTA DE FIGURAS CAPÍTULO 1 Fig 1. 1 Vista transversal ................................................................................................... 1 Fig 1. 2Ubicación de la zona del proyecto. Datum: WGS84 .............................................. 5 Fig 1. 3 Ubicación del puente a diseñar............................................................................. 7 Fig 1. 4 Cuenca de aporte de la quebrada ........................................................................ 7 Fig 1. 5 Hietograma temporal de 60 mm de precipitación ................................................ 11 Fig 1. 6 Profundidad de precipitación promedio sobre un área ........................................ 11 Fig 1. 7 Uso de suelo de la cuenca ................................................................................. 12 Fig 1. 8 Hidrograma triangular del SCS ........................................................................... 14 Fig 1. 9 Hidrograma de Crecida para el diseño (Tr=100 años) ........................................ 17 Fig 1. 10 Vista en Perfil ................................................................................................... 21 Fig 1. 11 Vista en 3d ....................................................................................................... 21 Fig 1. 12 Sección Aguas Arriba ....................................................................................... 22 Fig 1. 13 Sección Aguas Abajo........................................................................................ 22 Fig 1. 14 Esquema de socavación general en el cauce (Sj=altura de socavación) .......... 23 Fig 1. 15 Perfil de socavación en el sitio del puente sobre la Quebrada Tres Marías ...... 27 CAPÍTULO 3 Fig. 3. 1 Camión HL-93 ................................................................................................... 35 Fig. 3. 2 – Camión HS-MOP ............................................................................................ 36 Fig. 3. 3 Zonas sísmicas para propósitos de diseño ........................................................ 38 Fig. 3. 4 – Sección Transversal ....................................................................................... 40 Fig. 3.5 Modelo estructural SAP2000 de la losa .............................................................. 40 Fig. 3. 6- Diagrama de momentos para carga muerta DC ............................................... 43 Fig. 3. 7- Diagrama de momentos para carga muerta sobreimpuesta DW ...................... 43 VII Fig. 3. 8- Diagrama de momentos para carga peatonal PL.............................................. 43 Fig. 3. 9- Diagrama de momentos para carga viva vehicular (para un camión HS-MOP) 43 Fig. 3. 10- Diagrama de momentos para carga viva vehicular (para dos camiones HS-MOP) ............................................................................................................................................ 44 Fig. 3. 11- Camión HS-MOP – Paso 1 ............................................................................. 52 Fig. 3. 12 Camión Hl-93 Paso 1...................................................................................... 52 Fig. 3. 13 Tándem ........................................................................................................... 53 Fig. 3.14 Camión HL-93 – Envolvente de corte y momento ............................................. 53 Fig. 3.15 TAMDEM - Envolvente de corte y momento ..................................................... 54 Fig. 3.16 Camión HSMOP - Envolvente de corte y momento .......................................... 54 Fig. 3.17 Camión HL-93 Esfuerzos a distancia d ............................................................. 55 Fig. 3. 18 Tandem - Esfuerzos a distancia d.................................................................... 55 Fig. 3. 19 Camión HSMOP- Esfuerzo a distancia d ......................................................... 56 Fig. 3. 20 Tipo de estructura........................................................................................... 57 Fig. 3. 21 Ley de momentos ............................................................................................ 60 Fig. 3. 22 Diseño de diafragmas ...................................................................................... 75 Fig. 3. 23 - Diagrama de corte para carga muerta ........................................................... 77 Fig. 3. 24 Diagrama de corte para carga viva .................................................................. 77 Fig. 3. 25 Cargas provenientes de la superestructura ..................................................... 83 Fig. 3. 26 Peso propio del estribo .................................................................................... 84 Fig. 3. 27 Diagrama de aplicación de la fuerza correspondiente al peso del muro .......... 85 Fig. 3. 28 Peso del relleno tras el muro .......................................................................... 85 Fig. 3. 29 Diagrama de aplicación de la fuerza correspondiente al peso del relleno ........ 86 Fig. 3. 30 Diagrama de aplicación de la fuerza correspondiente al empuje del suelo ..... 88 Fig. 3. 31 Diagrama de aplicación de la fuerza del incremento del empuje del suelo (sismo) ............................................................................................................................................ 88 Fig. 3. 32 Componentes horizontales y verticales de fuerzas .......................................... 89 Fig. 3. 33 Diagrama de aplicación de la fuerza debida al tráfico ...................................... 90 Fig. 3. 34 Diagrama de aplicación de la fuerza debida al sismo ...................................... 91 VIII Fig. 3. 35 Presión en base de muro................................................................................. 94 Fig. 3. 36 -Rotación de la viga camión HS-MOP ........................................................... 160 IX LISTA DE CUADROS CAPÍTULO 1 Cuadro 1. 1 Población urbana y rural del cantón Cuenca, por año censal ......................... 2 Cuadro 1. 2 Servicios básicos en el Ecuador, censo 2010 ................................................ 3 Cuadro 1. 3 Ubicación del puente en el tramo vial de estudio. Datum: WGS84 ................ 6 Cuadro 1. 4 Ecuaciones Representativas de Estaciones Pluviográficas............................ 8 Cuadro 1. 5 Intensidades Máximas en 24 horas (Zona: Cuenca Aeropuerto) .................... 9 Cuadro 1. 6 Precipitación máxima en 24 horas, estación Gualaceo M139 ..................... 10 Cuadro 1. 7 Características de la cuenca de aporte ........................................................ 10 Cuadro 1. 8 Número de Curva (CN) para los diferentes usos del suelo........................... 13 Cuadro 1. 9 Condición de humedad ................................................................................ 15 Cuadro 1. 10 Parámetros calculados del método de SCS para cuencas grandes de drenaje ............................................................................................................................................ 15 Cuadro 1. 11 Caudales máximos de diseño para obras de drenaje (Método SCS) ......... 17 Cuadro 1. 12 Parámetros Hidráulicos en el puente sobre la Quebrada Tres Marías ....... 19 Cuadro 1. 13 Resultados Generales Quebrada Tres Marías -1 ....................................... 19 Cuadro 1. 14 Resultados Generales Quebrada Tres Marías -2 ....................................... 20 Cuadro 1. 15 Parámetros Hidráulicos en la sección del puente sobre el la Quebrada Tres Marías ................................................................................................................................. 25 Cuadro 1. 16 Resultados para la socavación general en la sección del puente sobre la Quebrada Tres Marías ......................................................................................................... 26 Cuadro 1. 17 ................................................................................................................... 27 Cuadro 1. 18 Resumen de Datos Hidráulicos del Puente sobre la Quebrada Tres Marías ............................................................................................................................................ 27 CAPÍTULO 2 Cuadro 2. 1 Pendientes Máximas.................................................................................... 30 CAPÍTULO 3 Cuadro 3. 1 Pesos Específicos....................................................................................... 32 X Cuadro 3. 2 Altura de suelo equivalente para carga vehicular sobre estribos perpendiculares al tráfico ..................................................................................................... 33 Cuadro 3. 3 Factores para múltiple de sobrecargas ........................................................ 37 Cuadro 3. 4 Combinaciones y factores de carga (AASHTO LRFD) ................................. 38 Cuadro 3. 5 Factores de carga para cargas permanentes (AASHTO LRFD) ................... 39 Cuadro 3. 6 Fajas Equivalentes....................................................................................... 42 Cuadro 3. 7 Resumen de diseño: CARGA MUERTA (DC) .............................................. 45 Cuadro 3. 8 Resumen de diseño: CARGA MUERTA SOBREIMPUESTA (DW) .............. 45 Cuadro 3. 9 Resumen de diseño: MOMENTOS CARGA VIVA ........................................ 45 Cuadro 3. 10 Resumen de diseño: CARGA VIVA (LL Y PL)............................................ 46 Cuadro 3. 11 Resumen de diseño: COMB. 1.25 DC + 1.5 DW + 1.75 L .......................... 46 Cuadro 3. 12 Resumen de diseño: Materiales ................................................................. 46 Cuadro 3. 13 Resumen de diseño: Refuerzo positivo ...................................................... 47 Cuadro 3. 14 Resumen de diseño: Refuerzo negativo .................................................... 48 Cuadro 3. 15 Resumen de diseño: Refuerzo de distribución ........................................... 49 Cuadro 3. 16 Resumen de diseño: Refuerzo por contracción y temperatura ................... 49 Cuadro 3. 17 Profundidades mínimas utilizadas para superestructuras de profundidad constante ............................................................................................................................. 50 Cuadro 3. 18 Factores de distribución de carga viva para momento en vigas interiores: 58 Cuadro 3. 19 Factores de distribución de carga viva para momento en vigas exteriores . 58 Cuadro 3. 20 Factores de distribución de carga viva para cortante en vigas interiores .... 59 Cuadro 3. 21 Factores de distribución de carga viva para cortante en vigas exteriores ... 59 Cuadro 3. 22 Diseño de vigas interiores ......................................................................... 62 Cuadro 3. 23 Carga peatonal uniforme............................................................................ 63 Cuadro 3. 24 Carga muerta puntual ............................................................................... 63 Cuadro 3. 25 Carga viva ................................................................................................. 64 Cuadro 3. 26 Análisis de combinación de cargas ............................................................ 65 Cuadro 3. 27 Carga muerta uniforme .............................................................................. 68 Cuadro 3. 28 Carga muerta puntual (Diafragmas) .......................................................... 69 XI Cuadro 3. 29 Carga viva ................................................................................................. 70 Cuadro 3. 30 Análisis combinación de cargas (vigas exteriores ) .................................... 71 Cuadro 3. 31 Esfuerzos obtenidos del análisis de la losa ............................................... 76 Cuadro 3. 32 Diseño a Flexión (momento positivo) ........................................................ 78 Cuadro 3. 33 Diseño a Flexión (momento negativo) ....................................................... 78 Cuadro 3. 34 Diseño a corte............................................................................................ 79 Cuadro 3. 35 Diseño a de barandas, poste y largueros ................................................... 80 Cuadro 3. 36 Dimensiones de los estribos ...................................................................... 82 Cuadro 3. 37 Altura del suelo equivalente para carga vehicular sobre estribos perpendiculares al tráfico ..................................................................................................... 89 Cuadro 3. 38 Modificación de factores - Subestructura ................................................... 91 Cuadro 3. 39 Diseño estribo derecho H=7M.................................................................... 95 Cuadro 3. 40 Diseño estribo derecho -Análisis peso propio y relleno (DC) ...................... 96 Cuadro 3. 41 Diseño estribo derecho -Empuje del suelo (EHh y EHv) ............................ 97 Cuadro 3. 42 Diseño estribo derecho -Sobrecarga vida de tráfico ................................... 98 Cuadro 3. 43 Diseño estribo derecho -Fuerza de frenado ............................................... 98 Cuadro 3. 44 Diseño estribo derecho -Resumen de cargas ............................................ 99 Cuadro 3. 45 Diseño estribo derecho -Revisión de estabilidad- Antes de la colocación 100 Cuadro 3. 46 Diseño estribo derecho -Revisión de estabilidad – Condiciones de servicio y carga sísmica..................................................................................................................... 101 Cuadro 3. 47 Diseño estribo derecho Revisión de estabilidad – Condiciones de servicioLuego de colocación .......................................................................................................... 103 Cuadro 3. 48 Diseño estribo derecho -Revisión de estabilidad – condiciones de servicio y carga sísmica..................................................................................................................... 105 Cuadro 3. 49 Diseño estribo derecho -Combinación: Extremo 1 ................................... 106 Cuadro 3. 50 Diseño estribo derecho - Esfuerzos en la pantalla .................................. 107 Cuadro 3. 51 Diseño estribo derecho – Momentos en la base, distancia de las cargas 108 Cuadro 3. 52 Diseño estribo derecho - Diseño Estructural de los elementos................. 109 Cuadro 3. 53 Diseño estribo derecho - Diseño del pie ................................................... 111 Cuadro 3. 54 Diseño estribo derecho - Diseño del espaldón ......................................... 113 XII Cuadro 3. 55 Diseño estribo izquierdo H=8.90M .......................................................... 114 Cuadro 3. 56 Diseño estribo izquierdo – Análisis de Peso Propio ................................. 114 Cuadro 3. 57 Diseño estribo izquierdo – Empuje del suelo............................................ 115 Cuadro 3. 58 Diseño estribo izquierdo - Sobrecarga viva de tráfico .............................. 116 Cuadro 3. 59 Diseño estribo izquierdo – Carga sísmica .............................................. 116 Cuadro 3. 60 Diseño estribo izquierdo – Fuerza de frenado ......................................... 117 Cuadro 3. 61 Diseño estribo izquierdo - Resumen de cargas ....................................... 117 Cuadro 3. 62 Diseño estribo izquierdo - Revisión de estabilidad – Antes de la colocación .......................................................................................................................................... 118 Cuadro 3. 63 Diseño estribo izquierdo - Revisión de estabilidad – condiciones de servicio y carga sísmica..................................................................................................................... 119 Cuadro 3. 64 Diseño estribo izquierdo - Revisión estabilidad – Luego de colocación .... 121 Cuadro 3. 65 Diseño estribo izquierdo Revisión de estabilidad-condiciones de servicio y carga sísmica..................................................................................................................... 123 Cuadro 3. 66 Diseño estribo: izquierdo Combinación: Extremo 1 .................................. 124 Cuadro 3. 67 Diseño estribo izquierdo – Esfuerzos en la pantalla ................................. 125 Cuadro 3. 68 Diseño estribo izquierdo - Momentos en la base, distancia de las cargas126 Cuadro 3. 69 Diseño estribo izquierdo –Diseño Estructural de los elementos ............... 127 Cuadro 3. 70 Diseño estribo izquierdo – Diseño de pie ................................................. 129 Cuadro 3. 71 Diseño estribo izquierdo – Diseño del espaldón ....................................... 131 Cuadro 3. 72 Muro de ala H= 7m - Materiales .............................................................. 133 Cuadro 3. 73 Muro de ala H= 7m - Reacciones de la superestructura.......................... 133 Cuadro 3. 74 Muro de ala H= 7m - Sobrecarga viva del tráfico .................................... 135 Cuadro 3. 75 Muro de ala H= 7m - Carga sísmica ....................................................... 135 Cuadro 3. 76 Muro de ala H= 7m - Fuerza de frenado ................................................. 136 Cuadro 3. 77 Muro de ala H= 7m - Revisión de estabilidad – condiciones de servicio sin sismo ................................................................................................................................. 136 Cuadro 3. 78 Muro de ala H= 7m - Revisión de estabilidad – condiciones de servicio sin sismo ................................................................................................................................. 138 Cuadro 3. 79 Muro de ala H=7m - Esfuerzos en la pantalla......................................... 139 XIII Cuadro 3. 80 Muro de ala H=7m - Momentos en la base ............................................ 140 Cuadro 3. 81 Muro de ala H= 7m - Corte en la base, distancia de las cargas ............. 141 Cuadro 3. 82 Muro de ala H=7m - Diseño estructural de los elementos ....................... 141 Cuadro 3. 83 Muro de ala H=8.90m -Materiales ........................................................... 146 Cuadro 3. 84 Muro de ala H=8.90m - Reacciones dela superestructura ....................... 146 Cuadro 3. 85 Muro de ala H=8.90m - Sobrecarga viva del tráfico ................................ 148 Cuadro 3. 86 Muro de ala H=8.90 - Carga sísmica........................................................ 148 Cuadro 3. 87 Muro de ala H=8.90 – Fuerza de frenado................................................. 149 Cuadro 3. 88 Muro de ala H=8.90 –Revisión de estabilidad –condiciones de servicio sin sismo ................................................................................................................................. 149 Cuadro 3. 89 Muro de ala H=8.90 –Revisión de estabilidad – condiciones de servicio con sismo ................................................................................................................................. 151 Cuadro 3. 90 Esfuerzos en la pantalla ........................................................................... 152 Cuadro 3. 91 Muro de ala H=8.90 - Momentos en la base ............................................ 153 Cuadro 3. 92 Muro de ala H=8.90 – Corte en la base, distancia de las cargas .............. 153 Cuadro 3. 93 Muro de ala H=8.90 – Diseño estructural de los elementos ..................... 154 Cuadro 3. 94 Diseño de los apoyos -Cálculos ............................................................... 161 Cuadro 3. 95 – Diseño de tablas antisísmicas ............................................................... 163 Cuadro 3. 96 Diseño losa de acceso ............................................................................. 166 CAPÍTULO 4 Cuadro 4. 1 Datos generales de ficha de impacto ambiental ......................................... 170 Cuadro 4. 2 Marco legal referencial de ficha de impacto ambiental ............................... 172 Cuadro 4. 3 Medida de dotación de equipos de protección personal............................ 179 Cuadro 4. 4 Medida de señalización de áreas de trabajo ............................................. 182 Cuadro 4. 5 Prevención de la contaminación ambiental por ruido ................................. 183 Cuadro 4. 6 Prevención y control de la generación de material particulado ................... 184 Cuadro 4. 7 Medida de manejo de residuos sólidos ...................................................... 187 XIV Cuadro 4. 8 Medida de manejo de residuos líquidos ..................................................... 189 Cuadro 4. 9 Prevención de afecciones a la calidad de vida y bienestar del vecindario .. 190 Cuadro 4. 10 Cierre de las áreas de Trabajo ................................................................. 192 Cuadro 4. 11 Protección de riberas ............................................................................... 193 Cuadro 4. 12 Mantenimiento del puente ........................................................................ 194 Cuadro 4. 13 Cronograma de construcción ................................................................... 195 Cuadro 4. 14 Cronograma valorado del plan de manejo ambiental .............................. 197 CAPÍTULO 5 Cuadro 5. 1 Análisis de precios unitarios – Proforma .................................................... 200 Cuadro 5. 2 Análisis de precios unitarios –Replanteo y nivelación ................................ 202 Cuadro 5. 3 Análisis de precios unitarios – Excavación a máquina de material sin clasificar 0 a 2m ............................................................................................................................... 203 Cuadro 5. 4 Análisis de precios unitarios – Excavación a máquina de material sin clasificar 2 a 4m ............................................................................................................................... 204 Cuadro 5. 5 Análisis de precios unitarios –Excavación manual de material sin clasificar 0 a 2m ..................................................................................................................................... 205 Cuadro 5. 6 Análisis de precios unitarios – Excavación a máquina de material conglomerado .................................................................................................................... 206 Cuadro 5. 7 Análisis de precios unitarios – Entibado discontinuo ................................. 207 Cuadro 5. 8 Análisis de precios unitarios – Relleno compactado con material de mejoramiento ..................................................................................................................... 208 Cuadro 5. 9 Análisis de precios unitarios – Abastecimiento del nivel freático ................ 209 Cuadro 5. 10 Análisis de precios unitarios – Cargado de material a máquina ............... 210 Cuadro 5. 11 Transporte de material hasta 6 km ........................................................... 211 Cuadro 5. 12 Análisis de precios unitarios – Sobrecarreo de materiales para desalojo, distancia mayor a 6km ....................................................................................................... 212 Cuadro 5. 13 Análisis de precios unitarios – Conformación de plataformas con equipo liviano ................................................................................................................................ 213 Cuadro 5. 14 Análisis de precios unitarios –Replantillo de hormigón simple ................. 214 Cuadro 5. 15 Análisis de precios unitarios –Hormigón simple f´c=280kg/cm2 ............... 215 XV Cuadro 5. 16 Análisis de precios unitarios – Acero de refuerzo ..................................... 216 Cuadro 5. 17 Análisis de precios unitarios –Encofrado para muros ............................... 217 Cuadro 5. 18 Análisis de precios unitarios –Suministro y colocación de placas de neopreno .......................................................................................................................................... 218 Cuadro 5. 19 Análisis de precios unitarios –Suministro y colocación de placas de neopreno 2 ........................................................................................................................................ 219 Cuadro 5. 20 Análisis de precios unitarios – Suministro y colocación de placas de acero .......................................................................................................................................... 220 Cuadro 5. 21 Análisis de precios unitarios –Suministro y colocación de puente de adherencia expoxico .......................................................................................................... 221 Cuadro 5. 22 Suministro e instalación de tubería pvc desagüe ø 3" .............................. 222 Cuadro 5. 23 Suministro e instalación de tubería pvc desagüe ø 4" .............................. 223 Cuadro 5. 24 Análisis de precios unitarios –Suministro e instalación de tubería perforada .......................................................................................................................................... 224 Cuadro 5. 25 Suministro e instalación de pasamano de acero inoxidable ø 4" ............. 225 Cuadro 5. 26 Análisis de precios unitarios –Suministro y colocación de grava (DREN) . 226 Cuadro 5. 27 Análisis de precios unitarios – Suministro e instalación de geotextil para dren .......................................................................................................................................... 227 Cuadro 5. 28 Paso peatonal .......................................................................................... 228 Cuadro 5. 29 Señalización con cinta ............................................................................. 229 Cuadro 5. 30 Construcción de batería sanitaria............................................................. 230 Cuadro 5. 31 Siembra de planta forestal ....................................................................... 231 Cuadro 5. 32 Cronograma valorado .............................................................................. 232 XVI LISTA DE ANEXOS ANEXO 1. Levantamiento topográfico ANEXO 2.Estudios de suelos ANEXO 3. Plano del diseño horizontal de la vía ANEXO 4. Plano del diseño vertical de la vía ANEXO 5. Planos estructurales XVII DEDICATORIA El siguiente trabajo de investigación está dedicado a mi esposa Jacky Bermeo quien ha sido un gran apoyo en mi vida universitaria, a mis hijos Sofi y Sebas quienes han sido mi inspiración para alcanzar todas mis metas, a mi madre Julia Álvarez que con el ejemplo y apoyo me ha enseñado que con esfuerzo no hay meta inalcanzable. XVIII RESUMEN El trabajo de investigación que se realizó esta basado en las necesidades de la Ilustre Municipalidad de Cuenca de construir un puente que vincule la avenida Doce de Octubre con la Ciudadela Carmen del Guzho Bajo. La importancia de este proyecto nace con la necesidad de salvar el congestionamiento vehicular que ocurre por su cercanía al redondel de la intersección de las Avenidas Doce de Octubre y Panamericana, parroquia Turi. Para el diseño del puente se tomó en cuenta: topografía, ubicación, estudios hidrológicos e hidráulicos y estudios de suelos; por eso se llegó a la conclusión de que el puente a ser construido tendría que ser de hormigón armado y con 21,5 m de luz, las normas que se utilizaron son: AASHTO LRFD 2010, ACI 318 y el Código Ecuatoriano de la Construcción. En el presupuesto constan todos los rubros a ser utilizados y sus respectivas especificaciones técnicas guiadas con la norma NEVI 2012, el cronograma fue dividido para que la obra se la realice en 4 meses. Palabras clave: diseño estructural, diseño vial, puente vehicular, hormigón armado. XIX ABSTRACT The research that was conducted was derived from the needs of the Municipality of Cuenca to build a bridge linking Doce de Octubre Avenue with Citadel Guzho Carmen Bajo. The importance of this project was given due to the necesity of a fix for our traffic congestion thats due to the proximity of the circle and of the intersection of the Avenues Doce de Octubre and Panamericana, Turi parish. In the design there were many variables take into account like the topography, location, hydrologic and hydraulic studies and soil surveys; therefore it is concluded that for the bridge to be built it mus be made out of concrete and have a spam of 21.5 m standards used are: AASHTO LRFD 2010, ACI 318 and the Ecuadorian Code of Construction. The budget contains all the items to be used and their technical specifications guided with NEVI 2012 standard, the schedule was divided so that the piece is done in four months. Keyw ords: structural design, road design, vehicular bridge, reinforced concrete. XX CAPÍTULO 1 - ESTUDIOS PRELIMINARES 1.1.- ANÁLISIS SOCIO ECONÓMICO 1.1.1 INTRODUCCIÓN La construcción del puente sobre la quebrada tres Marías es un proyecto de suma importancia ya que esta ubica en una zona urbana; y no solo servirá a la cantidad significativa de vehículos, sino también a las personas que circulan en el sector Carmen del Guzho Bajo. Este sector se ha convertido en popular gracias a la construcción de Centro Cultural Circo Social, por tal motivo la Ilustre Municipalidad de Cuenca desea construir un puente de dos carriles con vereda a cada lado que es la solicitud del diseño entregado para este trabajo de investigación. Fig 1. 1 Vista transversal Fuente: Ilustre Municipalidad de Cuenca 1.1.2 UBICACIÓN El puente a construir está ubicado en la ciudad de Cuenca, parroquia Turi, en la región Centro Sur de la República del Ecuador, la altura promedio es de 2.560 metros sobre el nivel del mar. Información demográfica Según la página web de la alcaldía de Cuenca, (http://www.cuenca.gov.ec/?q=page_estadisticasciudad), esta se encuentra distribuida de la siguiente manera. -1- Cuadro 1. 1 Población urbana y rural del cantón Cuenca, por año censal Población urbana y rural del Cantón Cuenca, por año censal 1950 Total cantón 122434 1962 1974 1982 1990 2000 143031 213027 275070 331028 417642 Urbano 52696 74765 104470 152406 194981 331038 Rural 69738 68266 108557 122664 136047 86604 Fuente: Autor 1.1.3 CLIMA Podría decirse que el clima es privilegiado por ubicarse dentro de un extenso valle en medio de la columna andina con una temperatura variable entre 7 a 15 °C en invierno y 12 a 25 °C en verano pudiendo decir que goza de un clima primaveral todo el año y es ideal para la siembra de flores y orquídeas que se exportan a todo el Mundo. La temperatura promedio de la ciudad es de 15 °C. Aunque debido a su ubicación nuestra ciudad puede experimentar en algunas ocasiones varios cambios de clima y de temperatura durante el transcurso del día. 1.1.4 SITUACION CULTURAL La ciudad fue declarada Patrimonio Cultural de la Humanidad por la UNESCO el 1 de diciembre de 1999, en el centro de la ciudad se ubican importantes vestigios históricos: museos e iglesias antiguas (como la Catedral de la Inmaculada Concepción, una de la más grandes de América, y otras que datan de los siglos XVI y XVII), calles adoquinadas y casas con fachadas de estilo republicano que evidencian influencias arquitectónicas europeas, sobre todo española y francesa. Son característicos los balcones, cielorrasos tallados artísticamente y otros forjados en latón pintado. Al Centro Histórico de Cuenca se considera como un atractivo en sí debido a sus edificios con arquitectura colonial y republicana, sus plazas y parques, sus museos y galerías de arte, entre otros. En el centro de la ciudad se pueden apreciar claramente edificios que no han tenido grandes cambios en varios siglos y son mantenidos como parte del patrimonio de la ciudad. 1.1.5 SERVICIOS BÁSICOS EXISTENTES Según los resultados del censo 2010 de población y vivienda en el Ecuador tenemos los siguientes datos: -2- Cuadro 1. 2 Servicios básicos en el Ecuador, censo 2010 SERVICIO ELÉCTRICO 2001 2010 Con Servicio público 134854 179234 Sin servicio y otros 8830 4683 SERVICIO TELEFÓNICO Con servicio 60019 74903 Sin servicio 83665 109014 ABASTESIMIENTO DE DEAGUA Red pública 108761 147080 Otra fuente 34923 36837 ELIMIACIÓN DE BASURA Carro recolector 77851 141389 Otra forma 65833 42528 CONEXIÓN SERVICIO HIGIÉNICO Red pública alcantarillado 81941 112894 Otra forma 61743 71023 Los servicios básicos de la vivienda se han incrementado. El mayor porcentaje se presenta en el servicio de eliminación de basura por carro recolector Fuente: http://es.wikipedia.org/wiki/Servicio_b%C3%A1sico 1.1.6 VIALIDAD Y ANÁLISIS DE TRÁFICO Las principales vías de acceso a la ciudad son: Al noreste de la ciudad se encuentra la Avenida Circunvalación Sur (también conocida como Autopista Cuenca-Azogues) que tiene 6 carriles (3 por sentido) y luego 4 (2 por sentido) en su llegada a la provincia de Cañar. Otra vía de acceso es la antigua Panamericana. Al sur se encuentra la carretera Panamericana conocida como Panamericana Sur. Al oeste se encuentra la Vía Colectora Cuenca-Puerto Inca. En cuanto al tráfico vehicular en el 2011 existen 90.000 aproximadamente y con un crecimiento anual del 8%[ que circulan por la ciudad. En las horas pico el viaje a través del centro histórico puede llegar a durar más de 40 minutos. 1.2 TOPOGRAFIA 1.2.1 DEFINICIÓN Tiene por objetivo de medir extensiones de tierra, para que se las pueda representar mediante un plano a escala con su forma y accidentes geográficos. El trabajo que implica un levantamiento topográfico es el de campo y el de oficina; el trabajo de campo es el que implica la recopilación de datos en el sitio mismo del lugar de estudio, y el de oficina que comprende el cálculo y el dibujo. -3- Son los estudios preliminares más importantes para la mayoría de los trabajos de ingeniería. 1.2.2 OBJETIVOS Elaboración de planos topográficos Los estudios de topografía posibilitan los datos precisos de la ubicación del puente. Permite el dimensionamiento de los elementos estructurales. Proporciona la información básica para los estudios hidrológico, hidráulico, etc. Con la topografía se puede fijar puntos fijos para el replanteo y la construcción. levantamiento Existen 2 tipos de levantamiento: Levantamiento Planímetro.- se tiene en cuenta a la proyección del terreno sobre un plano horizontal imaginario que se supone es la superficie media de la tierra. Levantamiento Altimétrico.- para este levantamiento se tiene en cuenta las diferencias de nivel existentes entre los diferentes puntos de un terreno. 1.2.3 ALCANCE En los planos topográficos deberán constar los accesos al puente, autopistas, avenidas, áreas verdes y otras posibles referencias existentes. Se deberá tomar los detalles del fondo del lecho de agua, meandros del rio y su dirección, en el caso de tratarse de un puente sobre cursos de agua. La escala deberá estar definida entre 1/100 y 1/250 considerando curvas de nivel a intervalos no mayores de 1 metro. ANEXO 1 1.3 ESTUDIO HIDROLÓGICO, HIDRÁULICO Y SUELOS 1.3.1 OBJETIVOS DEL ESTUDIO HIDROLÓGICO E HIDRÁULICO El Estudio Hidrológico – Hidráulico para Obras de Arte Mayor tiene como objetivo determinar el caudal de diseño para el puente sobre la quebrada Tres Marías que estará ubicado en la Av. 12 de Octubre y Autopista Cuenca-Azogues y realizar la determinación de la sección hidráulica del mencionado puente, cuyo diseño y construcción será parte del estudio global, los objetivos específicos son: Recopilación de información pluviométrica disponible en el Estudio de Lluvias intensas del Inamhi (1999) para la zona del proyecto. Establecimiento de una precipitación extrema considerada para un periodo de retorno de 100 años para la aplicación del modelo hidrológico, en base al estudio de Lluvias Intensas del Inamhi. -4- Determinación de las propiedades geomorfológicas, cobertura vegetal y parámetros hidrológicos básicos en la cuenca de estudio. Cálculo del caudal máximo para el periodo de retorno considerado de diseño a partir de modelización hidrológica para el posterior análisis hidráulico del flujo en los puntos de interés. 1.3.2 UBICACIÓN DEL PROYECTO El proyecto se encuentra ubicado en el cantón Cuenca, provincia del Azuay, dentro de la cuenca hidrográfica del río Santiago, subcuenca del río Upano, el puente enlaza a la Av. 12 de Octubre con el sector Puerto de Palos. El acceso al tramo vial o inicio del proyecto vial es por la Avenida 12 de Octubre a 100 metros aproximadamente del redondel de la Autopista Cuenca-Azogues. La Ilustración 2.1 indica la ubicación de la zona del proyecto. Fig 1. 2Ubicación de la zona del proyecto. Datum: WGS84 Fuente: Autor 1.3.3 RECOPILACIÓN DE LA INFORMACIÓN Previo al inicio del estudio, se ha obtenido información correspondiente a registros pluviográficos cuya fuente principal es el INAMHI (Estudio de lluvia Intensas del Inamhi (1999)). -5- 1.3.3.1 Disponibilidad de información Se ha contado con la información obtenida del “Estudio de lluvias Intensas” del INAMHI (1999), específicamente para la estación de Cuenca Aeropuerto (M067), para obtener la precipitación para el periodo de diseño considerado. Debido a que no existen estaciones hidrológicas en la quebrada en estudio, se define como camino a seguir el empleo de la información de la precipitación para el cálculo del caudal. 1.3.3.2 Metodología de cálculo Para la estimación del caudal de diseño para obras de arte mayor como puentes u obras de drenaje importantes se hará uso de métodos lluvia escorrentía o métodos indirectos con base en la información de precipitaciones máximas de la zona. Para ello se ha utilizado el método SCS (Soil Conservation Service) recomendado para cuencas mayores a 1,6 km2, para ello se requiere contar con información morfométrica y de usos de suelo de la cuenca hidrográfica para la evaluación de los parámetros hidrológicos involucrados en el cálculo. Esta información es insumo del modelo hidrológico HEC HMS que permitirá la obtención del caudal e hidrograma de diseño requeridos para los estudios hidráulicos. 1.3.4 ESTUDIO HIDROLÓGICO DE PUENTES Y OBRAS DE ARTE MAYOR En el tramo vial se ha identificado el lugar para la implantación de un nuevo puente que será diseñado según se indica en el cuadro 1.3, se ubicará sobre la Quebrada Tres Marías. Cuadro 1. 3 Ubicación del puente en el tramo vial de estudio. Datum: WGS84 Quebrada UTM E (m) UTM N (m) Tres Marías 719154 9676873 Fuente: Autor -6- Fig 1. 3 Ubicación del puente a diseñar Elaborado: Autor Fig 1. 4 Cuenca de aporte de la quebrada Elaborado: Autor -7- 1.3.4.1 Caudal máximo en el punto de interés aplicando modelización hidrológica Entre los métodos más recomendados para realizar la estimación de caudales de altos periodos de recurrencia aplicados a obras de gran importancia, se puede mencionar el del hidrograma unitario sintético (HUS), el método SCS (Soil Conservación Service) y el método de Precipitación-Escurrimiento. Se ha utilizado el método americano del SCS para la valoración del caudal máximo de diseño para el periodo de retorno 100 años para puentes. Para proceder con esta metodología es necesario disponer de la siguiente información: Precipitación máxima 24 horas para el periodo de retorno de diseño. Propiedades morfométricas: Área, cota máxima y mínima, pendientes y características del curso del río o quebrada hasta el punto en cuestión. Hidrograma de diseño, SCS: Tiempo de retardo, coeficiente de escorrentía a partir del mapa de uso de suelos de la cuenca (Número de Curva CN), abstracciones iniciales y almacenamiento. Hietograma de diseño (comportamiento temporal de la precipitación). 1.3.4.1.1 Precipitación máxima en 24 horas Actualmente se dispone del “Estudio de lluvias Intensas” del INAMHI (1999) con datos de intensidades máximas en 24 horas determinadas con información pluviográfica (periodo 19641998) para la estación de Cuenca Aeropuerto (M067); el hietograma de diseño se lo realizó para un tiempo de 50 minutos (según el tiempo de concentración) con intervalos de 10 minutos utilizando el método de bloques alternos (alternating block method, Chow et al. 1994), en base a la ecuación de la Curva de Intensidad, Duración, Frecuencia para la estación de Cuenca Aeropuerto. La Precipitación de diseño se ha obtenido utilizando la ecuación local para la zona de interés, obtenida del “Estudio de Lluvias Intensas” del INAMHI (1999), la expresión es la siguiente: Cuadro 1. 4 Ecuaciones Representativas de Estaciones Pluviográficas Código M-067 Estación CUENCA AEROPUERTO Duración Ecuación 5 min < 50 min Itr=104.32*t^(-0.4041)*Idtr 50 min < 1440 min Itr=717.47*t^(-0.8982)*Idtr Fuente: Estudio de lluvias intensas. INAMHI, 1999 -8- Donde: Itr: Intensidad de precipitación en mm/h t: tiempo de concentración en minutos Idtr: constante que depende del valor del periodo de retorno para la obra en consideración, que para Cuenca Aeropuerto varía según el cuadro 1.5: Cuadro 1. 5 Intensidades Máximas en 24 horas (Zona: Cuenca Aeropuerto) Periodo de Retorno (años) Idtr 5 2.20 10 2.50 25 2.90 50 3.20 100 3.50 Fuente: Estudio de lluvias intensas. INAMHI, 1999 Para el Periodo de retorno de 100 años, Idtr = 3.50, por lo que las ecuaciones serían: t, de 5 a 50 min→Itr=365.12t-0.4041 ( 1) t, de 50 a 1440min→Itr=2511.145t-0.8982 ( 2) La fórmula más utilizada en la actualidad para hallar el tiempo de concentración es la propuesta de Rowe and Thomas, (1942), la cual se expresa para las unidades del Sistema Internacional de la siguiente manera: Tc = 0,0195 (L3/H) 0,385 ( 3) Donde: Tc: Tiempo de concentración (min) H: Desnivel entre el extremo del área de aporte y el punto de descarga (m) L: Longitud del cauce principal (m) Con la información necesaria disponible se ha calculado un tiempo de concentración Tc= 47,84 minutos (0,80 horas), y con este valor se ha determinado una intensidad de precipitación y la precipitación de diseño indicadas en el cuadro 1.6. -9- Cuadro 1. 6 Precipitación máxima en 24 horas, estación Gualaceo M139 T (años) Cantidad en 24 horas en mm (100%) Intensidad de Precipitación en mm/h 100 60.99 76.49 Elaborado: Autor 1.3.4.1.2 Geomorfología Gracias al empleo de cartografía 1: 50000 disponible, se trazó la cuenca de aporte al punto considerado de diseño. Con la ayuda de sistemas de información geográfica (SIG) se calcularon los principales parámetros físicos de la cuenca, así se indica en el cuadro 1.7 el resultado del cálculo de los parámetros morfológicos requeridos. Cuadro 1. 7 Características de la cuenca de aporte Punto Quebrada Tres Marías Área Cota mínima Cota Máxima Desnivel Longitud (km2) (m s.n.m) (m s.n.m) (m) Cauce (km) 17.46 2560 3000 440 6.55 Elaborado: Autor 1.3.4.1.3 Hietograma de diseño Uno de los principales criterios para estimar caudales de diseño es estimar de una manera adecuada la distribución temporal de la precipitación a escala subdiaria. La microcuenca de la Quebrada Tres Marías presenta precipitaciones altas durante el año, en caso de lluvias duraderas e intensas estas no se presentan durante 24 horas sino que ocurren en tiempos más cortos y con una intensidad mayor identificada en una hora en particular. El hietograma se distribuye utilizando el método de bloques alternos (alternating block method, Chow et al. 1994), distribuyendo a la lluvia en un periodo de 50 minutos ya que debido a la limitada información existente se recomienda tomar el tiempo de duración de la lluvia igual al tiempo de concentración, considerando que en este lapso se produce la mayor aportación de la cuenca al cauce, el hietograma presenta la forma indicada en la figura. -10- Fig 1. 5 Hietograma temporal de 60 mm de precipitación Elaborado: Autor 1.3.4.1.4 Reducción por precipitación sobre área Al no conocer la distribución que tendrá la precipitación sobre el área en estudio es recomendable aplicar una reducción según la figura siguiente, recomendado por Ven Te Chow. Fig 1. 6 Profundidad de precipitación promedio sobre un área Fuente: Ven Te Chow De esa forma la precipitación que se tomará será del 100% para la microcuenca de la Quebrada Tres Marías. -11- 1.3.4.1.5 USP del suelo: número de curva Uno de las factores más importantes que intervienen en el cálculo es el factor de escurrimiento, para ello se ha utilizado el SIG y el mapa disponible de usos de suelo de la microcuenca de la Quebrada Tres Marías para determinar los diferentes usos y cobertura vegetal en la cuenca de estudio. El mapa de usos de suelo disponible a escala 1:50000 para la zona de influencia del proyecto se muestra en el Anexo 1 a este informe. Fig 1. 7 Uso de suelo de la cuenca Elaborado: Autor De acuerdo al mapa de usos de suelo existe la predominancia de pasto natural y pasto cultivado. De acuerdo a la clasificación de la SCS y considerando un suelo tipo B característico de la zona de la sierra ecuatoriana, condiciones de infiltración moderadas más condiciones medias de humedad (AMCII); los números de curvas establecidos serán para las condiciones antes descritas. El cuadro 1.8 muestra la determinación del número de curva promedio (CN) para la microcuenca del puente a diseñar dentro del proyecto e importante para la determinación del hidrograma unitario. -12- Cuadro 1. 8 Número de Curva (CN) para los diferentes usos del suelo Sitio QUEBRADA TRES MARÍAS Usos km2 % CN Área Erosionada 0.4302 2.46 86 Bosque Natural 1.1113 6.37 60 Pasto Cultivado 0.1509 0.86 59 50%Pasto natural+50%Vegetación arbustiva 0.2038 1.17 79 Pasto Natural/Área Protegida 1.5885 9.10 69 Vegetación Arbustiva/Bosque Intervenido 0.1532 0.88 66 Vegetación Arbustiva/Pasto Natural 0.2666 1.53 79 Cultivos de Maíz 1.0902 6.24 78 Pasto Natural/Pasto Cultivado 12.4645 71.39 67 TOTAL 17.4592 CN Promedio 68.14 Fuente: Autor 1.3.4.1.6 Hidrograma de diseño, método scs (Chow 1994) El método SCS (1972) necesita algunos cálculos adicionales para la adecuada determinación de caudales máximos, estos corresponde a la pendiente media, factor de almacenamiento máximo de agua (S) y el tiempo de retardo (Tlag), se asume igual a 0,6 del tiempo de concentración (Tc) de la cuenca hidrográfica hasta el punto de interés, las expresiones que permiten calcular estos parámetros se indican en las siguientes expresiones: S = 25400 / CN - 254 ( 4) Donde: CN: Numero de Curva de escorrentía Tlag= L0.8 (S+1)/ (1900√ I ) (horas) ( 5) Donde: L : Longitud del cauce del río o quebrada (ft) S : Factor de almacenamiento máximo de agua I : Pendiente media de la cuenca (%) El método SCS se desarrolló en base a resultados experimentales una relación empírica para la determinación de las abstracciones iniciales (Ia), siendo la siguiente: -13- Ia= 0,2 S ( 6) Donde: S : Almacenamiento máximo de agua (mm) Ia: Abstracciones iniciales (mm) Para la determinación de la escorrentía, se utiliza el hidrograma triangular sintético desarrollado por el Servicio de Conservación de Suelos cuya forma está predeterminada (figura 1.7), para convertir a valores reales se debe conocer el tiempo al pico (Tp) y el caudal de punta (Qp), así: Fig 1. 8 Hidrograma triangular del SCS Elaborado: Servicio de Conservación de Suelos Tp= 0.5 x D + Tc ( 7) Qp = 0,208.A.P/ Tp ( 8) Donde: Tp.- Tiempo de punta (horas) Qp.- caudal de punta (m³/s) A.- Área de drenaje (km²) P.- Precipitación Efectiva (mm) D.- Duración de la precipitación efectiva Tc.- Tiempo de concentración en minutos 1.3.4.1.7 Condición de humedad antecedente El método del número de curva de escorrentía tiene tres niveles de humedad antecedente, dependiendo de la precipitación total en los cinco días previos a la tormenta, el cuadro 1.9 -14- contiene los tres tipos de condiciones que establece la Soil Conservation Service para la escala de valores donde se ajuste la precipitación acumulada previa al evento considerado. Cuadro 1. 9 Condición de humedad Precipitación acumulada para tres niveles de condición de humedad antecedente. Condición de humedad antecedente(AMC) Precipitación acumulada de los 5 días previos al evento en consideración(cm) I II III 0 - 3,30 3,50 - 5,25 más de 5,25 Fuente: Soil Conservation Service El AMCI considera al suelo seco, el AMCII a suelos humedecidos mientras que el AMCIII a suelos completamente saturados. La condición de humedad que se ha considerado en la determinación del caudal de diseño, es la de humedad tipo II (AMCII). Los parámetros fueron determinados y debidamente correlacionadas las unidades de medición, así los resultados se indican en el cuadro 1.10. Cuadro 1. 10 Parámetros calculados del método de SCS para cuencas grandes de drenaje Cuenca Pendiente Media (%) CN T lag (min) S (mm) Ia(mm) Tres Marías 6.72 68.14 28.71 118.78 23.76 Elaborado: Autor 1.3.4.1.8 Modelación hidrológica mediante utilización de hec-hms El modelo hidrológico HEC-HMS permite la determinación de hidrogramas de salida a partir de información de precipitaciones más propiedades geomorfológicas de la cuenca hidrográfica. Existe la posibilidad de utilizar dentro del modelo una variedad de métodos conocidos, lo cual lo hace un modelo versátil y de fácil aplicación. Consideraciones para el caudal de diseño aplicado en HEC HMS En cálculo de caudales a más de las características y parámetros regulares del método del número de curva, el modelo matemático HEC HMS permite incorporar un factor en función al conocimiento integral de cuencas hidrográficas y recomienda que se incorpore el parámetro de impermeabilidad cuando se presenten características especiales en ciertos entornos naturales. -15- En el modelo HEC HMS se debe ingresar en porcentaje el total del área impermeable de la cuenca o “impervious” (%) el cual corresponde a la porción de la cuenca para la cual la precipitación contribuye al escurrimiento es decir las zonas potencialmente saturables, donde no existe infiltración ni otras pérdidas. El valor de la fracción de impermeabilidad para cuencas hidrográficas de montaña varia en un rango del 4% al 8% (Villacis, 2009). El porcentaje de área potencialmente saturable controla la capacidad de producción de la cuenca en esa zona, la valoración de este parámetro está en función de las pendientes fundamentalmente, presentándose esto en zonas con bajas pendientes y en afloramientos de rocas compactas que no permiten la infiltración de agua. (Perrin, 2001) Normalmente el parámetro de impermeabilidad resulta ser sensible en el modelo, y una pequeña variación del mismo (entre 15 y 20%) ocasiona una variación en el escurrimiento directo que está en el orden del 10%. Por esta razón y como medida de seguridad de los resultados ante el conocimiento que la cuenca alta de la quebrada de estudio presenta uso de suelo de páramo andino (estos suelos se caracterizan por presentar profundidades muy limitadas y afloramientos rocosos debido a su origen geológico), el modelo corrió con la consideración de que la cuenca presenta un porcentaje de suelo impermeable (asumiendo un 5%). Esta consideración incrementara la precipitación en exceso para la cuenca. La información que necesita el programa está relacionada directamente con los métodos de cálculo que maneja. Existen cinco grupos básicos de información que deben suministrarse a HEC-HMS para efectuar las simulaciones: 1. 2. 3. 4. 5. Precipitación histórica o de diseño. Características del suelo. Información morfométrica de la cuenca, subcuenca o microcuenca. Datos hidrológicos del proceso de transformación de lluvia en escorrentía. Características hidráulicas de los tramos de canal y de la capacidad de los embalses (métodos de tránsito). Para la precipitación de diseño se ha tomado el resultado del análisis de máximas precipitaciones evaluado para la estación y para el periodo de diseño del proyecto, más las consideraciones justificadas anteriormente. En el caso de puentes como el que se proyecta en el estudio, el MTOP establece periodos de diseño de 100 años. 1.3.4.2 Resultado de modelación hidrológica A partir de esta información se ha creado el hidrograma triangular unitario de la cuenca de interés y se ha determinado el hidrograma de crecida máximo esperado, cuyos resultados generales se indican en la Fig. 1.8. -16- Fig 1. 9 Hidrograma de Crecida para el diseño (Tr=100 años) Elaborado: Autor En resumen el resultado general del análisis del caudal máximo para el diseño hidráulico del drenaje se indica en el cuadro1.11. Cuadro 1. 11 Caudales máximos de diseño para obras de drenaje (Método SCS) Periodo de retorno Caudal de Diseño Cuenca (años) (m³/s) Tres Marías 100 68.40 Elaborado: Autor 1.3.5 EVALUACIÓN HIDRÁULOCA DE LOS PUENTES 1.3.5.1 Utilización de HEC-RAS El sistema de modelización hidráulica HEC RAS (Hydrologic Engineering Center, 2002) es un sistema dinámico para la modelización unidimensional de flujo rápidamente variado, analizando regímenes subcrítico, supercrítico y mixto, por lo que brinda la flexibilidad necesaria para modelar las condiciones presentes en un evento de crecida histórica en la quebrada de interés del proyecto 1.3.5.2 Parámetros hidráulicos requeridos para la modelización del flujo en ríos o quebradas Para la aplicación del modelo descrito es necesario establecer en primer lugar las características geométricas del cauce, definidas con los perfiles transversales y estructuras singulares obtenidos del levantamiento topográfico. -17- A continuación se establecen los parámetros hidráulicos del mismo que influyen directamente en el comportamiento del flujo (número de Manning, coeficientes de contracción y expansión y condición de contorno), tal y como se indica a continuación: 1.3.5.2.1 Número de manning o coeficiente de rigurosidad El concepto de rugosidad permite simular la aspereza o falta de uniformidad de los contornos de un lecho natural. En el caso de un río o quebrada de lecho móvil, la resistencia al flujo se puede explicar con base en la caracterización de la rugosidad del sedimento que forma el cauce y en las formas del lecho. Diversos autores han propuesto expresiones que permiten relacionar los parámetros hidráulicos de rugosidad (por ejemplo el número de Manning) con el tamaño de los sedimentos y con las dimensiones de las formas del lecho mencionados anteriormente (Van Rijn, 1989). Asimismo, existen relaciones entre las características de los suelos potencialmente inundables por la crecida de un río o quebrada con dichos parámetros hidráulicos (Chow; 1994). La quebrada, en el tramo de interés, mantiene una sección transversal de similares características, en la que se distingue un cauce principal y riberas de inundación. El cauce principal y las riveras de inundación están en general bien conformados, con secciones transversales relativamente regulares y poca vegetación en su interior. Se han asumido los valores de rugosidad determinados en el “Proyecto MACUA, valores de los coeficientes de rugosidad de los Ríos de Cuenca”, los valores se toman en consideración debido a que la morfología de la zona en la que se realizó el estudio indicado es muy similar a la zona de estudio. Conforme a lo anterior, para todas las secciones transversales involucradas en el cálculo hidráulico se utilizarán como valores más desfavorables los siguientes coeficientes de rugosidad: Cauce principal: n = 0,036 Riberas de inundación: n = 0,036 1.3.5.2.2 Coeficientes de contracción y expansión Los coeficientes de contracción y expansión del flujo son los que utiliza el modelo para determinar las pérdidas de energía de transición de dos secciones adyacentes. Los coeficientes son valores tabulados en el Hydraulic Reference Manual. Normalmente, para los puentes se usan como coeficientes 0,1 para la contracción y 0,3 para la expansión -18- 1.3.5.2.3 Condición de contorno Establece el valor de los parámetros que definen el comienzo y final de la ejecución del modelo hidráulico, para ello hay que conocer, en algún punto del cauce, la relación entre los caudales circulantes y los niveles de la lámina de agua o, si no se contase con dicha información, situar el perfil lo suficientemente alejado como para asegurar que posibles errores en el establecimiento de la condición de borde (dentro, lógicamente, de un rango razonable) no afecten a los niveles de avenida en esa zona. Este perfil deberá estar aguas arriba en el caso de régimen supercrítico, aguas abajo en régimen subcrítico y en ambos para el mixto. Se ha adoptado la condición de contorno para caudal en el extremo más alejado aguas arriba según el caudal de avenida calculado para cada punto en el estudio hidrológico, siguiendo la distribución de caudales explicada anteriormente. Mientras que aguas abajo la condición de contorno viene impuesta por la pendiente promedio del cauce. 1.3.5.2.4 Tipo de régimen Cabe señalar, por último, que el cálculo se ha realizado suponiendo régimen subcrítico, de forma que los niveles obtenidos en dicha zona sean realistas, las condiciones topográficas con moderadas pendientes de la zona de ubicación de los puentes existentes prevé este comportamiento. 1.3.5.3 Resultados generales en quebrada tres marías Los resultados generales y para el pico máximo se presentan en los siguientes cuadros y figuras. Cuadro 1. 12 Parámetros Hidráulicos en el puente sobre la Quebrada Tres Marías Puente Caudal (m3/s) Cota del Cauce (m.s.n.m.) Cota del Calado Máximo (m.s.n.m.) Velocidad (m/s) Numero de FROUDE Quebrada Tres Marías 68.40 2553.17 2555.50 2.67 0.61 Elaborado: Autor Cuadro 1. 13 Resultados Generales Quebrada Tres Marías -1 -19- Elaborado: Autor Cuadro 1. 14 Resultados Generales Quebrada Tres Marías -2 Elaborado: Autor -20- Puente_Quebrada_Tres_Marías Plan: Plan 01 23/04/2014 Quebrada Tres Ma Eje 2559 Legend EG Tr= 100 años 2558 WS Tr= 100 años Elevation (m) 2557 Crit Tr= 100 años Ground 2556 2555 2554 2553 2552 0 20 40 60 80 100 120 140 160 Main Channel Dis tance (m) Fig 1. 10 Vista en Perfil Elaborado: Autor Puente_Quebrada_Tres_Marías Plan: Plan 01 23/04/2014 Legend 10 40 61.87 WS Tr= 100 años Ground 80 100 Bank Sta 140 156.64 Fig 1. 11 Vista en 3d Elaborado: Autor -21- Puente_Quebrada_Tres_Marías .036 Plan: Plan 01 .036 23/04/2014 .036 2562 Legend EG Tr= 100 años WS Tr= 100 años 2560 Crit Tr= 100 años Elevation (m) Ground Bank Sta 2558 2556 2554 2552 0 10 20 30 40 50 Station (m) Fig 1. 12 Sección Aguas Arriba Elaborado: Autor Puente_Quebrada_Tres_Marías .036 Plan: Plan 01 .036 23/04/2014 .036 2562 Legend EG Tr= 100 años WS Tr= 100 años 2560 Crit Tr= 100 años Elevation (m) Ground Bank Sta 2558 2556 2554 2552 0 10 20 30 Station (m) Fig 1. 13 Sección Aguas Abajo Elaborado: Autor -22- 40 50 De los resultados expuestos se ha concluido que el flujo que se presenta es Subcrítico al inicio debido a la baja pendiente longitudinal de la quebrada y a la velocidad moderada; el modelo determina que en la zona del puente y dado el estrechamiento normal por la estructura del mismo se presenta flujo también subcrítico en esta sección y hacia aguas abajo y se espera un calado de agua aproximado de 2.33 m sobre el lecho en la sección del puente para el caudal máximo en la Quebrada Tres Marías. 1.3.6 SOCAVACIÓN La evaluación de la socavación se realiza en la sección transversal del emplazamiento del puente y corresponde a la que ocurre en condiciones normales, al presentarse una creciente y aumentar la capacidad de la corriente para arrastrar material del fondo; a lo largo de todo el cauce se produce una cierta profundidad de socavación. Durante el período de recesión de la creciente de la quebrada, el material es depositado nuevamente. La metodología de cálculo para determinar la socavación generalizada y aplicada generalmente a proyectos viales es mediante los métodos de Lischtvan-Levediev (recomendado por el MTOP) y Einstein, ambos procedimientos basados en el concepto de arrastre crítico consideran como parámetros el gasto de la corriente, el tirante, el área hidráulica, las características de los materiales del fondo, la separación y dimensiones de los apoyos, entre otros. La Fig. 1.13 presenta esquemáticamente el efecto de la socavación general cuando se presenta un evento hidrológico máximo; el estudio considera el caudal para 100 años de periodo de retorno en la sección bajo el puente de estudio. Fig 1. 14 Esquema de socavación general en el cauce (Sj=altura de socavación) Fuente: Hidráulica de Canales abiertos, Ven Te Chow -23- 1.3.6.1 Metodologías socavación general 1.3.6.1.1 Método de Einstein A partir de la teoría de Einstein sobre transporte de sedimentos y considerando la intensidad del transporte Φ como nula, se tiene que la intensidad de flujo ѱ toma un valor constante de 30 (Gutiérrez 1997) resultando en: ѱ = 30 = 𝐷. (𝑆𝑠 − 1)/(𝑅 . 𝑆𝑒) ( 9) Donde: D = Diámetro medio de la partícula (m) Ss= densidad específica para arenas = 2,65 R = Radio Hidráulico (m) Se = Pendiente de Energía Asumiendo que el canal es muy ancho, y simplificando los parámetros se llega a la expresión: ds = 0,222 qmax0.857 D-0.286 ( 10) Donde q = Caudal unitario m3/s/m ds= Profundidad de socavación (m) La metodología completa y descrita se puede encontrar en Gutiérrez 1997. 1.3.6.1.2 Método de Lischtvan-Levediev (Moreno et al 1998) La hipótesis fundamental del Método de Lischtvan-Levediev establece que la distribución transversal de caudales de una sección se mantiene invariable durante todo el proceso erosivo, es así que considerando un lecho granular (arenoso) para un período de retorno Tr=100 años y asumiendo que la densidad del agua no cambia con los sedimentos, su expresión de cálculo queda reducida por la siguiente expresión: hcj = [qj / 4,70.D0,28 ]0,71 hcj : Profundidad luego de la erosión vertical en la subsección j [m], qj : Caudal por unidad de ancho asociado a la franja j [m3/s/m], D: Diámetro característico de las partículas que componen el fondo [m], asumida a D50 El valor de la socavación general debido a la variedad de metodologías se recomienda tomar un promedio de los resultados de los dos métodos empleados. En el análisis de socavación es oportuno realizar la verificación del tipo de flujo, en este caso el número de Froude permite conocer las características de la corriente, generalmente -24- un valor de F < 0,4 es propio de ríos de llanura, mientras que un valor de F > 0,4 el flujo toma características torrenciales de los ríos de montaña. 1.3.6.2 Cálculo de la socavación en el Puente Sobre la Quebrada Tres Marías La Quebrada Tres Marías según los resultados del estudio hidráulico presenta un flujo subcrítico al inicio del puente aguas arriba. En concordancia con los ensayos de muestras de material de esta quebrada en el laboratorio realizados por el Ilustre Municipio de Cuenca que se muestran en el Anexo 2, se ha tomado un D50 = 10.6 mm. La sección de la quebrada es dividida en dovelas para el análisis de las diferentes subsecciones, éstas son obtenidas a partir de la topografía y la sección transversal obtenida en HEC RAS. El análisis hidráulico de la sección bajo el puente en la quebrada presenta las características indicadas en el cuadro 1.15. Cuadro 1. 15 Parámetros Hidráulicos en la sección del puente sobre el la Quebrada Tres Marías Abscisa Cota de Fondo (msnm) Cota máx (msnm) Rugosidad n Ancho (m) Área (m2) Radio Hidráulico (m) 1 0 2560.831 2555.50 2 2.19 2560.744 2555.50 0 0.036 0 0 0 3 4.50 2560.698 2555.50 0 0.036 0 0 0 4 4.99 2560.616 2555.50 0 0.036 0 0 0 5 8.30 2559.11 2555.50 0 0.036 0 0 0 6 8.70 2558.843 2555.50 0 0.036 0 0 0 7 10.16 2558.034 2555.50 0 0.036 2.63 0 0.0 8 15.43 2555.101 2555.50 0.40 0.036 5.17 2.06 0.4 9 20.49 2553.709 2555.50 1.79 0.036 3.36 6.02 1.8 10 22.15 2553.187 2555.50 2.31 0.036 0.84 1.93 2.3 11 22.17 2553.182 2555.50 2.32 0.036 1.21 2.81 2.3 12 24.57 2553.170 2555.50 2.33 0.036 1.42 3.30 2.3 13 25.00 2553.173 2555.50 2.33 0.036 1.86 4.32 2.3 14 28.29 2553.238 2555.50 2.26 0.036 1.65 3.73 2.3 15 28.30 2553.251 2555.50 2.25 0.036 0.89 2.01 1.0 16 30.08 2554.958 2555.50 0.54 0.036 1.86 1.01 0.5 17 32.02 2556.808 2555.50 0 0.036 0.97 0 0 18 33.71 2556.859 2555.50 0 0.036 0 0 0 19 36.46 2556.888 2555.50 0 0.036 0 0 0 20 37.28 2556.559 2555.50 0 0.036 0 0 0 21 38.09 2556.384 2555.50 0 0.036 0 0 0 Franja Calado promedio (m) -25- 22 45.31 2556.568 2555.50 0 0.036 0 0 0 23 48.55 2556.639 2555.50 0 0.036 0 0 0 24 50.00 2556.646 2555.50 0 0.036 0 0 0 Elaborado: Autor Los parámetros hidráulicos permiten la aplicación de los métodos de evaluación de la socavación general, obteniéndose como resultados los expresados en el cuadro 1.16. Cuadro 1. 16 Resultados para la socavación general en la sección del puente sobre la Quebrada Tres Marías D50 0.0106 m Einstein Lischtvan-Levediev V(m/s) # Froude q (m3/s) Ds (m) hcj (m) Sj (m) Promedio (m) Socavación (m) 2.189 0 0 0 0 0 0 0.0 2560.7 4.495 0 0 0 0 0 0 0.0 2560.7 4 4.988 0 0 0 0 0 0 0.0 2560.6 5 8.296 0 0 0 0 0 0 0.0 2559.1 6 8.695 0 0 0 0 0 0 0.0 2558.8 7 10.157 0 0 0 0 0 0.0 0.0 2558.0 8 15.425 2.67 1.82 5.51 0.1 0.9 0.5 0.29 2554.8 9 20.494 2.67 0.41 16.08 0.4 2.5 0.7 0.57 2553.1 10 22.15 2.67 0.31 5.16 0.5 3.0 0.7 0.61 2552.6 11 22.165 2.67 0.31 7.49 0.5 3.0 0.7 0.61 2552.6 12 24.572 2.67 0.31 8.82 0.5 3.0 0.7 0.61 2552.6 13 25 2.67 0.31 11.54 0.5 3.0 0.7 0.61 2552.6 14 28.286 2.67 0.32 9.97 0.5 3.0 0.7 0.61 2552.6 15 28.3 2.67 0.32 5.37 0.5 2.9 0.7 0.61 2552.6 16 30.075 2.67 1.34 2.69 0.2 1.1 0.5 0.34 2554.6 17 32.019 0 0 0 0 0 0 0.0 2556.8 18 33.705 0 0 0 0 0 0 0.0 2556.9 19 36.461 0 0 0 0 0 0 0.0 2556.9 20 37.277 0 0 0 0 0 0 0.0 2556.6 21 38.09 0 0 0 0 0 0 0.0 2556.4 22 45.306 0 0 0 0 0 0 0.0 2556.6 23 48.552 0 0 0 0 0 0 0.0 2556.6 24 50 0 0 0 0 0 0 0.0 2556.6 Máximo 0.5 Máximo 0.71 0.63 Franja Abscisa 1 0 2 3 Elaborado: Autor Para definir el valor medio de socavación general en el cauce esperado en la zona del proyecto se realiza el promedio de los métodos aplicados, dando como resultado final una altura de socavación de 0.63 m. Al ser un flujo subcrítico al inicio aguas arriba los calados aumentan y el efecto de la socavación disminuye al presentar velocidades medias; el efecto -26- Cota (m.s.n.m.) sobre el arrastre de sedimentos se ve condicionado por las características hidráulicas en esa sección. El perfil de socavación en la sección bajo el puente se presenta en la Fig. 1.14. 2562 2561 2560 2559 2558 2557 2556 2555 2554 2553 2552 9 14 19 24 29 34 39 44 49 Distancia (m) Perfil Actual Perfil Socavado Calado (Cota máx) Fig 1. 15 Perfil de socavación en el sitio del puente sobre la Quebrada Tres Marías Elaborado: Autor Cuadro 1. 17 Área Hidráulica (m²) = 25.6 Caudal (m³/s)= 68.4 Velocidad Crítica (m/s) = 2.67 Cota Máxima (m.s.n.m.) = 2555.5 Pendiente (m/m) = 2.4E-04 Tirante Máximo (m) = 2.33 Elaborado: Autor Cuadro 1. 18 Resumen de Datos Hidráulicos del Puente sobre la Quebrada Tres Marías Puente Quebrada Marías Cota del Calado Máximo (m.s.n.m.) Cota del Tablero del Puente (m.s.n.m.) Gálibo del Puente (m) 2555.50 2559 2.40 Tres Elaborado: Autor -27- 54 1.3.7 RESULTADO DEL ESTUDIO HIDROLÓGICO E HIDRÁULICO El caudal máximo de diseño para el periodo de retorno esperado fue generado a partir de una precipitación extrema recomendada por el “Estudio de lluvias Intensas” del INAMHI, utilización del modelo hidrológico HEC - HMS y metodologías comúnmente utilizadas como la SCS de los EEUU (Soil Conservation Service). La precipitación máxima en 24 horas para el periodo de retorno de 100 años se consideró como 60.99 mm en la zona de influencia al proyecto. El caudal para el puente que atraviesa la Quebrada Tres Marías se evaluó en 68.40 m³/s para la Quebrada Tres Marías. Del análisis hidráulico de las secciones del puente, la Quebrada Tres Marías presenta flujo subcrítico debido a la baja pendiente longitudinal y a las velocidades medias entre 2 y 3 m/s. En la sección del puente el régimen de flujo es subcrítico debido al estrechamiento normal por la estructura del puente. La velocidad bajo la sección del puente resulta adecuada para el período de retorno considerado. No se necesita aumentar la altura de la cota del tablero del puente debido a que si se garantiza una altura de seguridad mínima de 2 metros entre en nivel de crecida máximo y el borde inferior de la viga del puente para una crecida en 100 años, estableciendo espacio suficiente para arrastre de posibles materiales grandes por el cauce, de esta manera la sección del puente resultará suficiente para transportar el caudal esperado, pero se recomienda aumentar la longitud del puente en 2 metros hacia el lado Oeste (Caminera) para evitar erosión del estribo aguas arriba en crecida. La socavación promedio máxima estimada para un período de retorno de 100 años en el puente resulta en 0.63 m para la Quebrada Tres Marías, por ello se debe considerar que los estribos deben estar cimentados por lo menos a 2.50 m desde el nivel actual del cauce de la quebrada, y con una altura total de la obra de cimentación de 7.60 metros en el estribo Oeste y 5.70 metros en el estribo Este, para así garantizar una adecuada y estable cimentación en el puente sobre la quebrada. Los resultados de la profundidad de socavación pueden diferir bastante de un autor a otro debido a que los parámetros involucrados no son los mismos. Es difícil establecer un criterio único de diseño. La aplicación de diferentes métodos da al ingeniero diseñador un orden de magnitud para que mediante el análisis de todas las variables involucradas en el fenómeno, pueda decidir sobre las elevaciones de cimentación del puente. La decisión final debe basarse en el buen criterio del diseñador y en el buen conocimiento de la interacción entre el río o quebrada y la estructura. Los métodos existentes para calcular la socavación frecuentemente predicen un valor conservador con el objetivo de incorporar algún grado de seguridad en el diseño de un puente por construir, o en la evaluación de un puente ya construido. Se recomienda realizar la limpieza del Cauce debajo del puente, para garantizar que no exista acumulación de sedimentos, además se mejorará la capacidad hidráulica -28- para el transporte de agua y materiales, y se puede llevar el caudal esperado sin mayores problemas. -29- CAPÍTULO 2 - DISENO DE LA VIA DE ACCESO 2.1.- GENERALIDADES El puente debe constituirse como parte integrante del camino, con su debido diseño horizontal y vertical. En cuanto al diseño geométrico horizontal se siguió de acuerdo a los requerimientos del Ilustre Municipio de Cuenca. Como el puente se lo va a ubicar para unir dos vías que están prácticamente paralelas, la implantación estará en línea recta y perpendicular a la quebrada. 2.2VELOCIDAD Y PENDIENTES TRANSVERSALES DE LA CALZADA La velocidad de diseño no debe diferenciar en 20 km/h de las vías contiguas tratando que su valor sea el máximo compatible con la movilidad y seguridad de los vehículos; se debe también ubicar en el lugar una adecuada señalización progresiva con indicadores de velocidad. En este caso se opta la velocidad de 40 km/h que es la de diseño de las vías cercanas que claramente se aprecia en la señalización. En cuanto a la pendiente se tendrá que ajustar para salvar el desnivel de la quebrada, y siguiendo las recomendaciones del siguiente cuadro. Cuadro 2. 1 Pendientes Máximas Fuente: Norma Ecuatoriana Vial, NEVI 12, Volumen 2A, 2012, Pag 145. Si tomamos como terreno montañoso y la velocidad de diseño de 50 km/h, tenemos como pendiente máxima 10%. En nuestro caso y con ayuda del programa para diseño de carreteras Civil Cad 3D nuestra pendiente de diseño quedara con el 4,5 %. ANEXO 3 y ANEXO 4 -30- CAPÍTULO 3 – CÁLCULO ESTRUCTURAL 3.1 FILOSOFÍA DE DISEÑO 3.1.1 DISEÑO POR FACTORES DE CARGA Y RESISTENCIA (LRFD) El diseño de las estructuras mediante el método LRFD implica que las cargas de trabajo o servicio (Qi) se multiplican por ciertos factores de carga o seguridad (λi), los cuales tienen siempre un valor superior a 1.0. Los valores de estos factores de carga varían dependiendo del tipo de combinación de carga, las cuales surgen de asumir que cada carga actúa separadamente con el máximo valor esperado en la vida útil de la estructura y es acompañada de las otras cargas con valores usuales. La estructura deberá tener una resistencia última superior a la requerida por las combinaciones de carga. Esta resistencia última se obtiene al multiplicar la resistencia teórica o nominal (Rn) de cada miembro estructural por un factor de resistencia (Φ), el cual tiene siempre un valor inferior a 1.0 y varía dependiendo del tipo de esfuerzo para el cual se está realizando el diseño. En resumen el diseño por el método LRFD se resume en: ∑ 𝜆𝑖 𝑄𝑖 ≤ 𝜙𝑅𝑛 ( 11) (La suma de los productos de las cargas por los correspondientes factores de carga debe ser menor o igual que la resistencia nominal del elemento multiplicada por su correspondiente factor de resistencia) 3.1.2. CRITERIOS DE DISEÑO 3.1.2.1 Normativa En el diseño del puente se utilizó las siguientes normativas: - ESPECIFICACIONES GENERALES PARA CONSTRUCCIÓN DE CAMINOS Y PUENTES, Ministerio de Obras Públicas del Ecuador, MOP –001-F 2002. Código Ecuatoriano de la Construcción: Peligro Sísmico, Espectros de Diseño y Requisitos Mínimos de Cálculo para Diseño Sismo-Resistente, CEC 2001. AASHTO LRFD Bridge Design Specifications, 4th Edition 2007, American Association of State Highway and Transportation Officials (AASHTO). Building Code Requirement for Structural Concrete and Commentary, ACI 318-08, American Concrete Institute (ACI). 3.1.2.2 Materiales Para el diseño de la estructura se han considerado los siguientes materiales: Hormigón - Resistencia mínima a la compresión simple a los 28 días: -31- - Replantillos: f´c = 180 kg/cm2 Estribos y muros de ala: f´c = 240 kg/cm2 Vigas, Veredas, losa y diafragmas: f´c = 280 kg/cm2 Peso específico = 2400 kg/cm2 Acero de refuerzo en varillas corrugadas - Límite de fluencia = 4200 kg/cm2 Peso específico = 7850 kg/cm2 Relleno compactado - Peso específico condiciones normales = 1800 kg/cm2 Peso específico saturado = 2000 kg/cm2 Angulo fricción interna = 30° Cohesión = 0 kg/cm2 3.2 CARGAS Y COMBINACIONES DE CARGA 3.2.1 CARGAS PERMANENTES: DC, DW Y EV Las cargas permanentes incluyen el peso propio de todos los componentes de la estructura, accesorios e instalaciones de servicio unidas a la misma, superficie de rodadura, etc. DC: peso propio de los componentes estructurales y accesorios no estructurales. DW: peso propio de las superficies de rodamiento e instalaciones para servicios públicos. EV: presión vertical del peso propio del suelo de relleno. Las cargas permanentes vienen determinadas por el peso específico de cada material que las compone, los pesos específicos utilizados se detallan en el siguiente cuadro: Cuadro 3. 1 Pesos Específicos MATERIAL PESO ESPECÍFICO (kg/m3) Superficies de rodamiento bituminosas 2200 Hormigón armado 2400 Acero 7850 Material de relleno compactado 2000 Elaborado: Autor -32- 3.2.2 CARGAS DEL SUELO: EH, LS 3.2.2.1 Empuje lateral del suelo EH Para los estribos del puente, la presión debida al suelo se determina utilizando la teoría de Coulomb, considerando empujes de tipo activo debido a que dichos muros cuentan con un apoyo únicamente en la parte inferior, por lo que trabajan en voladizo y por lo tanto pueden tener un cierto desplazamiento lateral. La presión corresponde a una carga aplicada en la parte exterior de las paredes cuyo valor varía desde cero en la parte superior hasta un valor de 𝑃 = 𝐾𝑎 𝛾𝐻 en la base de ellas. El relleno se considera de material granular saturado de peso específico 𝛾 = 2000 kg/m3 y un ángulo de fricción interna ∅ = 30°. La resultante de esta carga se aplica en el tercio de la altura del muro. Los detalles de los cálculos de los coeficientes se detallan en el capítulo correspondiente al diseño de los estribos. 3.2.2.2 Sobrecarga viva LS Se debe aplicar una carga viva para considerar los efectos del tráfico que circula sobre el muro. Esta carga es representada mediante una altura de suelo adicional, cuyo valor depende de la altura del estribo y se obtiene del cuadro 3.2 de la AASHTO. Cuadro 3. 2 Altura de suelo equivalente para carga vehicular sobre estribos perpendiculares al tráfico Fuente: AASHTO, American Association of State Highway and Transportation Officials 3.2.2.3 Incremento dinámico del empuje del suelo En caso de presentarse un sismo, el empuje del suelo se verá amplificado, para considerar estos efectos se utilizará el criterio de Mononobe Okabe, el cual especifica que el valor total del empuje del suelo en caso de sismo está dado por la expresión: ( 12) -33- ( 13) Siendo: γt = peso específico del suelo H = altura del relleno tras el muro Kv = coeficiente de aceleración vertical (Kv=0.5Kh) Kh = Coeficiente de aceleración horizontal (para la ciudad de Cuenca Kh=0.25 según el CEC-2001) Φ = ángulo de fricción interna del suelo δ = ángulo de fricción entre el relleno y el muro (Φ/2) β = ángulo de inclinación del muro con la vertical i = ángulo de inclinación del terreno con la horizontal 𝐾ℎ 𝜃 = 𝑎𝑟𝑐 tan 1−𝐾𝑣 ( 14) Como ya se dijo esta expresión representa el empuje total del suelo ante aceleraciones sísmicas, sin embargo se deberá separar la carga estática de la dinámica ya que la fracción estática, como se explicó anteriormente actúa a una altura de H/3 mientras que la dinámica actúa a 0.6H. 3.2.3 SOBRECARGAS VIVAS LL Y PL 3.2.3.1 Sobrecarga vehicular HL-93 La carga HL-93 consiste de: a) camión HL-93 más carga distribuida o b) tándem HL-93 más carga distribuida. A continuación se describen los componentes de la carga HL-93: CAMIÓN HL-93 Consiste de tres ejes, el primero con un peso de 3600 kg, el segundo con un peso de 14800 kg separado 3.30 metros del primero y un tercer eje también con un peso de 14800 kg y separado del segundo una distancia que varía entre 3.30 y 9.00 metros, según se muestra en la siguiente figura: -34- Fig. 3. 1 Camión HL-93 Fuente: AASHTO LRFD, American Association of State Highway and Transportation Officials TÁNDEM HL-93 Dos ejes de 11200 kg cada uno Separación 1.20 m medidos entre ejes CARGA DISTRIBUIDA POR CARRIL HL-93 Carga uniformemente distribuida en cada carril = 950 kg/m 3.2.3.2 Sobrecarga vehicular HS-MOP CAMIÓN HS-MOP Consiste de tres ejes, el primero con un peso de 5000 kg, el segundo con un peso de 20000 kg separado 4.20 metros del primero y un tercer eje también con un peso de 20000 kg y separado del segundo una distancia que varía entre 4.20 y 9.20 metros, según se muestra en la siguiente figura: -35- Fig. 3. 2 – Camión HS-MOP Fuente: Norma Ecuatoriana 3.2.3.3 Aplicación de la carga viva vehiculara de diseño La solicitación extrema se deberá tomar como el mayor de los siguientes valores: a) La solicitación debida al tándem de diseño combinada con la solicitación de la carga uniforme de carril. b) La solicitación del camión de diseño HL-93 combinada con la solicitación de la carga uniforme de carril, c) La solicitación debida al camión de diseño HS-MOP 3.2.3.4 SOBRECARGA PEATONAL. Corresponde a una carga uniformemente distribuida = 360 kg/m aplicada en todas las aceras de más de 600 mm de ancho, se debe considerar simultáneamente con la carga vehicular. 3.2.3.5 Número de carriles de diseño El número de carriles de diseño se obtiene tomando la parte entera de la relación w/3600, siendo w el ancho libre de la calzada en mm. En aquellos casos en los cuales los carriles de circulación tienen menos de 3600 mm de ancho, el número de carriles de diseño deberá ser igual al número de carriles de circulación, y el ancho del carril de diseño se deberá tomar igual al ancho del carril de circulación. -36- 3.2.3.6 Presencia múltiple de sobrecargas La determinación de las solicitaciones extremas debidas a la sobrecarga viva deberá considerar la posibilidad de que varios carriles se encuentren ocupados simultáneamente. Los factores que consideran esto se muestran en el siguiente cuadro: Cuadro 3. 3 Factores para múltiple de sobrecargas Número de carriles cargados Factor de presencia múltiple, m 1 1.20 2 1.00 3 0.85 >3 0.65 Fuente: AASHTO LRFD, American Association of State Highway and Transportation Officials 3.2.3.7 Incremento por carga dinámica: IM Para considerar los efectos del impacto generado por las cargas vehiculares se considera un incremento del 33% en las mismas. 3.2.3.8 Fuerza de frenado: BR Se considera una fuerza igual al 25% de las cargas vivas que actúan sobre el puente, el punto de aplicación de esta carga horizontal es 1,80 m por encima del nivel de la capa de rodadura. 3.2.4 CARGA SÍSMICA Para la carga sísmica se utilizaron las especificaciones de la AASHTO, considerando los parámetros establecidos en el CEC-2001 para la zona en la cual se implantará la estructura. Zona Sísmica = II para la zona donde se encuentra el proyecto. Factor de zona (Z) = 0.25 -37- Fig. 3. 3 Zonas sísmicas para propósitos de diseño Fuente: CEC-2001 La ecuación de AASHTO utilizada para obtener el coeficiente sísmico es: 𝐶𝑠𝑚 = 1,2 𝐴𝑆 2/3 𝑇𝑚 ≤ 2,5𝐴 ( 15) Donde: Csm: Coeficiente sísmico A: Coeficiente de aceleración (equivalente a Z del Código Ecuatoriano) S: Factor de tipo de suelo T: Periodo de la estructura 3.2.5 COMBINACIÓN DE CARGA Para el diseño por el método LRFD se utilizarán las combinaciones y factores de carga especificadas por la AASHTO, las cuales se obtienen del cuadro 3.4, para las cargas permanentes se utilizan los factores de carga del cuadro 3.5 de la AASHTO: Cuadro 3. 4 Combinaciones y factores de carga (AASHTO LRFD) -38- Fuente: AASHTO LRFD, American Association of State Highway and Transportation Officials Cuadro 3. 5 Factores de carga para cargas permanentes (AASHTO LRFD) Fuente: AASHTO LRFD, American Association of State Highway and Transportation Officials -39- 3.3 ANÁLISIS Y DISEÑO ESTRUCTURAL DE LOS COMPONENTES 3.3.1 DISEÑO DE LA SUPERESTRUCTURA 3.3.1.1 Sección transversal Considerando el tráfico que circulará por el puente, se ha optado por seleccionar una sección compuesta por dos carriles, cada uno de 4,00 metros de ancho. Además se tienen dos veredas de ancho 1,20 metros a cada lado del puente, estas tienen la función de dar facilidad a la circulación peatonal. La sección del puente está compuesta por una losa de hormigón armado, la cual se apoya en 6 vigas también de hormigón armado separadas 1,60 metros entre sí, esta separación ha sido seleccionada de manera que se obtengan dimensiones razonables tanto para la losa como para las vigas. Las vigas trabajan monolíticamente con la losa de manera que funcionan como secciones “T”, esto hará que se tenga un comportamiento más uniforme y eficiente para las vigas. ANEXO 5 Fig. 3. 4 – Sección Transversal Elaborado: Autor 3.3.1.2 Diseño de la losa El análisis de la losa principal se lo realiza considerando un metro lineal de losa, así, se considera un tramo de un metro lineal de losa simplemente apoyado sobre las vigas, sobre la losa así idealizada se procederán a colocar las cargas muertas, vivas y peatonales con los valores indicados en el correspondiente capítulo de cargas, para así obtener los esfuerzos máximos generados y brindar una adecuada sección y refuerzo para soportar estos esfuerzos. Fig. 3.5 Modelo estructural SAP2000 de la losa Elaborado: Autor -40- Dimensionamiento a) b) c) Separación de apoyos Se considera a la losa apoyada sobre 6 vigas, las cuales están separadas 1,60 metros entre sí. Además se tienen dos volados en los extremos, los cuales tienen una longitud de 1,20 metros. Espesor mínimo para losas Según el Art. 9.7.1.1, el espesor mínimo para losas apoyadas en vigas longitudinales deberá ser de 17,50 cm, en este caso consideraremos un espesor de 20 cm. Espesor mínimo para volados Según el Art. 13.7.3.1.2, se debe tener un espesor mayor a 20 cm en los volados de la losa, dado que los volados están formados con las veredas, se les dará un espesor de 40 cm. Cargas a) Cargas muertas Las cargas muertas consideradas en el análisis son: Peso propio de la losa (20 cm de hormigón armado = 480 kg/m), veredas (40 cm de hormigón armado = 960 kg/m) y pasamanos (100 kg). Peso de la capa de rodadura (5 cm de asfalto = 110 kg/m b) Carga peatonal Corresponde a una carga de 360 kg localizada en el centro de cada vereda. c) Cargas vivas vehiculares Para el cálculo de los esfuerzos generados por la carga viva vehicular, se considera el peso del eje más pesado del camión de diseño, en este caso el más pesado corresponde al eje posterior del camión HS-MOP con un peso total de 20 toneladas, 10 toneladas en cada rueda separadas 1,80 metros entre sí. Estas cargas se deben ubicar en la losa en los lugares donde se generen los efectos más desfavorables, para esto se aplica una carga móvil que nos dará los máximos esfuerzos. Se considera también los efectos causados por el incremento dinámico y por los efectos causados por la presencia múltiple de camiones con sus respectivos factores. Esta carga viva se distribuye no en un metro de losa, sino en una faja, cuyo ancho se determina según el cuadro siguiente: -41- Cuadro 3. 6 Fajas Equivalentes Fuente: AASHTO LRFD, American Association of State Highway and Transportation Officials Donde: S = separación entre los elementos de apoyo (mm) H = Altura del tablero (mm) L = longitud del tramo del tablero (mm) X = distancia entre la carga y el punto de apoyo (mm) Esfuerzos A continuación se muestran los diagramas de esfuerzos obtenidos para las diferentes cargas: -42- Fig. 3. 6- Diagrama de momentos para carga muerta DC Elaborado: Autor Fig. 3. 7- Diagrama de momentos para carga muerta sobreimpuesta DW Elaborado: Autor Fig. 3. 8- Diagrama de momentos para carga peatonal PL Elaborado: Autor Fig. 3. 9- Diagrama de momentos para carga viva vehicular (para un camión HS-MOP) Elaborado: Autor -43- Fig. 3. 10- Diagrama de momentos para carga viva vehicular (para dos camiones HS-MOP) Elaborado: Autor Refuerzo a) Refuerzo para momentos positivo y negativo Se coloca acero de refuerzo perpendicular a la dirección del tráfico, en la cuantía adecuada para soportar los momentos positivos y negativos obtenidos con las cargas y combinaciones de carga. Para el refuerzo negativo (superior), se proporcionará un recubrimiento de 5 cm, mientras que para el refuerzo positivo se proporcionará un recubrimiento de 2,50 cm. b) Refuerzo de distribución Se deberá colocar refuerzo en la cara inferior de la losa, en la dirección paralela al tráfico. La cantidad de acero de refuerzo a colocar está dada como un porcentaje del acero positivo perpendicular al tráfico colocado y está dado por la expresión: 3840 √𝑆 ≤ 67% ( 16) Donde: S = Separación entre los elementos de apoyo (mm). c) Refuerzo de contracción y temperatura En la cara superior de la losa se debe colocar refuerzo paralelo a la dirección del tráfico para contrarrestar los efectos de contracción y temperatura, la cantidad de acero a colocar está dada por la siguiente ecuación: 0.75𝑏ℎ 𝐴𝑠 ≥ 2(𝑏−ℎ)𝑓𝑦 ( 17) 0.233 ≤ 𝐴𝑠 ≤ 1.27 ( 18) Donde: As = Acero de refuerzo a ser colocado (mm2/mm) b = ancho de la sección (mm) h = peralte de la sección (mm) fy = límite de fluencia del acero de refuerzo (Mpa) -44- Cuadro 3. 7 Resumen de diseño: CARGA MUERTA (DC) CARGA MUERTA (DC) MOMENTO MAXIMO M(+) 82 KG-M MOMENTO MAXIMO M(-) 21 KG-M MOMENTO MÁXIMO VOLADO 490 KG-M FACTOR MAYORACION CARGA MUERTA 1.25 MOMENTO DISEÑO DC M(+) 103 KG-M MOMENTO DISEÑO DC M(-) 26 KG-M MOMENTO DISEÑO VOLADO 613 KG-M Elaborado: Autor Cuadro 3. 8 Resumen de diseño: CARGA MUERTA SOBREIMPUESTA (DW) CARGA MUERTA SOBREIMPUESTA (DW) MOMENTO MAXIMO M(+) 21 KG-M MOMENTO MAXIMO M(-) 28 KG-M MOMENTO MÁXIMO VOLADO 0 KG-M FACTOR MAYORACION CARGA MUERTA SOBR. 1.5 MOMENTO DISEÑO DW M(+) 32 KG-M MOMENTO DISEÑO DW M(-) 42 KG-M MOMENTO DISEÑO VOLADO 0 KG-M Elaborado: Autor Cuadro 3. 9 Resumen de diseño: MOMENTOS CARGA VIVA MOMENTOS CARGA VIVA M (+) M (-) 1 CAMION 3296 2304 2 CAMION 3400 2473 1 CAMION m=1.20 3955 2764.8 -45- 2 CAMION m=1 3400 2473 Elaborado: Autor Cuadro 3. 10 Resumen de diseño: CARGA VIVA (LL Y PL) CARGA VIVA (LL Y PL) MOMENTO MAXIMO M(+) MOMENTO MAXIMO M(-) MOMENTO MÁXIMO VOLADO SEPARACIÓN ENTRE VIGAS LONGITUD DEL VOLADO FRANJA EQUIVALENTE M(+) FRANJA EQUIVALENTE M(-) FRANJA EQUIVALENTE VOLADO FACTOR DE IMPACTO FACTOR MAYORACION CARGA VIVA MOMENTO DISEÑO LL M(+) MOMENTO DISEÑO LL M(-) MOMENTO DISEÑO LL VOLADO 3955 2765 216.0 1.6 1.2 1.54 1.62 2.14 1.33 1.75 5978 3972 177 KG-M KG-M KG-M M M M M M KG-M KG-M KG-M Elaborado: Autor Cuadro 3. 11 Resumen de diseño: COMB. 1.25 DC + 1.5 DW + 1.75 L COMB. 1.25 DC + 1.5 DW + 1.75 L MOMENTO DISEÑO M(+) 6112 KG-M MOMENTO DISEÑO M(-) 4041 KG-M MOMENTO DISEÑO VOLADO 789 KG-M Elaborado: Autor Cuadro 3. 12 Resumen de diseño: Materiales MATERIALES RESISTENCIA DEL HORMIGÓN f'c 280 KG/CM2 LIMITE DE FLUENCIA DEL ACERO fy 4200 KG/CM2 Elaborado: Autor -46- Cuadro 3. 13 Resumen de diseño: Refuerzo positivo DISEÑO REFUERZO POSITIVO MOMENTO ULTIMO DE DISEÑO Mu 6112 KG-M ESPESOR DE LA LOSA e 20 CM DIÁMETRO DE LA VARILLA Φv 16 MM SEPARACIÓN s 17.5 CM ACERO TOTAL COLOCADO As 11.5 CM2 CUANTIA COLOCADA ρ col 0.0072 fr 5.13 Sc 6666667 MM3 1.2*Mcr 4190 KG-M 1.33*Mu 8129 KG-M M min 4190 KG-M ΦMn 6464 KG-M M/ΦMn 0.946 PERALTE EFECTIVO DE LA SECCIÓN d 15.9 CM RECUBRIMIENTO DE LAS VARILLAS r 2.5 CM dc 3.3 CM h 20 CM βs 1.28 FACTOR DE EXPOSICION γe 0.75 MOMENTO EN CONDICIONES DE SERVICIO Ms 3519 ρ col 0.0072 n 7.92 γ 1.74 K 0.29 jd 14.39 CM fss 1225.83 KG/CM2 MOMENTO RESISTENTE SEPARACIÓN MÁXIMA DEL REFUERZO -47- KG-M MÁXIMA SEPARACIÓN S 52.09 CM Elaborado: Autor Cuadro 3. 14 Resumen de diseño: Refuerzo negativo DISEÑO REFUERZO NEGATIVO MOMENTO ULTIMO DE DISEÑO Mu 4041 KG-M ESPESOR DE LA LOSA e 20 CM DIÁMETRO DE LA VARILLA Φv 16 MM SEPARACIÓN s 20 CM ACERO TOTAL COLOCADO As 10.1 CM2 CUANTIA COLOCADA ρ col 0.0075 fr 5.13 Sc 6666667 MM3 1.2*Mcr 4190 KG-M 1.33*Mu 5374 KG-M M min 4190 KG-M ΦMn 4754 KG-M M/ΦMn 0.881 PERALTE EFECTIVO DE LA SECCIÓN d 13.4 CM RECUBRIMIENTO DE LAS VARILLAS r 5 CM dc 5.8 CM h 20 CM βs 1.58 FACTOR DE EXPOSICION γe 0.75 MOMENTO EN CONDICIONES DE SERVICIO Ms 2319 ρ col 0.0075 MOMENTO RESISTENTE SEPARACIÓN MÁXIMA DEL REFUERZO -48- KG-M MÁXIMA SEPARACIÓN n 7.92 γ 1.74 K 0.29 jd 12.10 CM fss 1093.74 KG/CM2 S 41.66 CM Elaborado: Autor Cuadro 3. 15 Resumen de diseño: Refuerzo de distribución REFUERZO DE DISTRIBUCION PARA REFUERZO PRINCIPAL PERPENDICULAR AL TRAFICO 3840/S^(1/2) 96.0 ADOPTAR <67% 67 DIÁMETRO DE LA VARILLA Φv 14 MM SEPARACIÓN s 20 CM ACERO TOTAL COLOCADO As 7.7 CM2 CUANTIA COLOCADA ρ col 0.0038 As r/As col 1.00 Elaborado: Autor Cuadro 3. 16 Resumen de diseño: Refuerzo por contracción y temperatura REFUERZO POR CONTRACCIÓN Y TEMPERATURA ANCHO DE LOSA CONSIDERADO b 8 M ESPESOR DE LA LOSA h 0.2 M REFUERZO POR CONTRACCIÓN Y TEMPERATURA As> 0.1742 MM2/MM As min 0.233 MM2/MM As 0.2330 MM2/MM As 2.3300 CM2/M DIÁMETRO DE LA VARILLA Φv 10 MM SEPARACIÓN s 25 CM ACERO TOTAL COLOCADO As 3.1 CM2 -49- CUANTIA COLOCADA ρ col 0.0016 As r/As col 0.74 Elaborado: Autor 3.3.1.3 Diseño de las vigas longitudinales Dadas las características geométricas, topográficas e hidráulicas, se ha determinado que la longitud de las vigas será de 21.5 metros, las vigas serán de sección “T” y trabajarán como simplemente apoyadas. Dimensionamiento El peralte mínimo de las vigas se determina según el siguiente cuadro obtenido de la AASHTO: Cuadro 3. 17 Profundidades mínimas utilizadas para superestructuras de profundidad constante Fuente: American Association of State Highway and Transportation Officials En este caso se tienen vigas “T” de hormigón armado, por lo que el peralte de las vigas será: 0,07𝐿 = 1,50 𝑚 -50- Esfuerzos en las vigas a) Esfuerzos debido a cargas estáticas DC, DW y PL Los esfuerzos debidos a cargas estáticas como son las cargas muertas y las cargas peatonales se obtienen de un análisis isostático de la viga. A cada viga se le asigna su parte correspondiente del peso de la losa, capa de rodadura, peso de veredas, peso de pasamanos, peso propio de la viga y carga peatonal, esta última se aplica únicamente a las vigas exteriores. De estas cargas se debe obtener una carga Qu uniformemente distribuida en cada viga: 𝑄𝑢 = 1.25𝐷𝐶 + 1.50𝐷𝑊 + 1.75𝑃𝐿 ( 19) Una vez determinada esta carga distribuida, los esfuerzos máximos de corte y flexión se determinan estáticamente de la siguiente manera: 𝑉𝑢 = 𝑄𝑢×𝐿 ( 20) 2 Siendo: Vu: cortante máximo generado por las cargas estáticas, localizado en el apoyo de la viga. Qu: Carga uniformemente distribuida obtenida de la combinación de las cargas estáticas presentes en el puente. L: longitud del puente 𝑀𝑢 = 𝑄𝑢×𝐿2 ( 21) 8 Siendo: Vu: momento máximo generado por las cargas estáticas, localizado en el centro de la viga. Qu: Carga uniformemente distribuida obtenida de la combinación de las cargas estáticas presentes en el puente. L: longitud del puente b) Esfuerzos debido a cargas móviles LL El análisis de la carga viva se realiza mediante el modelamiento de la viga en el programa SAP 2000. Los esfuerzos máximos en la viga se obtienen aplicando las cargas de los camiones de diseño HL-93, HS-MOP y Tándem como cargas móviles, y obteniendo envolventes de esfuerzos, las cuales proporcionarán los esfuerzos de diseño. -51- A continuación se muestran los vehículos definidos en el programa: Fig. 3. 11- Camión HS-MOP – Paso 1 Elaborado: Autor Fig. 3. 12 Camión Hl-93 Paso 1 -52- Elaborado: Autor Fig. 3. 13 Tándem Elaborado: Autor En los siguientes gráficos se muestran las envolventes de corte y momento para los camiones de diseño, el valor del momento será el seleccionado para el diseño, al mismo que se le deberán aplicar los factores de distribución e incremento por impacto: Fig. 3.14 Camión HL-93 – Envolvente de corte y momento Elaborado: Autor -53- Fig. 3.15 TAMDEM - Envolvente de corte y momento Elaborado: Autor Fig. 3.16 Camión HSMOP - Envolvente de corte y momento Elaborado: Autor -54- Para el diseño a corte de la viga, los esfuerzos se consideran a una distancia “d” del apoyo (d= peralte efectivo de la viga), de esta manera los esfuerzos serian: Fig. 3.17 Camión HL-93 Esfuerzos a distancia d Elaborado: Autor Fig. 3. 18 Tandem - Esfuerzos a distancia d Elaborado: Autor -55- Fig. 3. 19 Camión HSMOP- Esfuerzo a distancia d Elaborado: Autor De los esfuerzos obtenidos, se debe asignar únicamente un porcentaje de los mismos a cada viga, los factores de distribución para determinar estos porcentajes se determinan de la siguiente manera: Se debe determinar de la Fig. 3.20 de la AASHTO el tipo de estructura, que para el presente caso es una estructura tipo (e), correspondiente a vigas de hormigón de sección “T” coladas en sitio: -56- Fig. 3. 20 Tipo de estructura Fuente: AASHTO LRFD, American Association of State Highway and Transportation Officials Una vez determinado el tipo de estructura que se está utilizando, se deben obtener los factores de distribución: -57- Cuadro 3. 18 Factores de distribución de carga viva para momento en vigas interiores : Fuente: AASHTO LRFD, American Association of State Highway and Transportation Officials Cuadro 3. 19 Factores de distribución de carga viva para momento en vigas exteriores Fuente: AASHTO LRFD, American Association of State Highway and Transportation Officials -58- Cuadro 3. 20 Factores de distribución de carga viva para cortante en vigas interiores Fuente: AASHTO LRFD, American Association of State Highway and Transportation Officials Cuadro 3. 21 Factores de distribución de carga viva para cortante en vigas exteriores Fuente: AASHTO LRFD, American Association of State Highway and Transportation Officials Siendo: S: separación entre vigas L: luz del puente 𝐾𝑔 = 𝑛(𝐼 + 𝐴𝑒𝑔 2 ) ( 22) n: relación entre los módulos de elasticidad de la viga y de la losa I: inercia de la viga A: área de la viga -59- eg: distancia entre los centros de gravedad de la losa y de la viga Ley de los momentos: La denominada ley de los momentos consiste en determinar el porcentaje de carga que debe soportar la viga exterior asumiendo una rótula en la viga interior más cercana y obteniendo las reacciones estáticamente: Fig. 3. 21 Ley de momentos Elaborado: Autor En el gráfico se tiene: P: peso del eje del camión de diseño R: porcentaje del peso del eje del camión de diseño que se aplica a la viga exterior. Nota: la separación de 1.80m entre las cargas corresponde a la separación entre neumáticos del eje del camión de diseño. De esta manera, si se realiza una sumatoria de momentos con respecto al punto “O”, se tiene: 𝑃 𝑃 ∑ 𝑀𝑜 = 𝐵 × + 𝐴 × 𝑅 − 𝐴 × = 0 2 2 ( 23) De donde: 𝑅= 𝑃 2 𝐴× −𝐵× 𝑃 2 ( 24) 𝐴 -60- a) Esfuerzos de las combinaciones de carga Una vez obtenidos los esfuerzos de las cargas estáticas y cargas móviles, se deben combinar y mayorar los mismos según lo especificado en el capítulo correspondiente a combinaciones de carga, para de esta manera obtener los esfuerzos de diseño. Refuerzo a flexión Las vigas se diseñan como vigas de sección “T”, dado que se trata de vigas simplemente apoyadas el momento máximo se genera en el centro de la luz, por lo que se deberá proveer a la viga de un adecuado refuerzo inferior para resistir dicho momento. La capacidad a flexión de la viga ΦMn deberá ser superior al menor valor entre a) 1.2Mcr y b) 1.33Mu, siendo: Φ = 0.9 ( 25) 𝐴𝑠𝑓𝑦 𝑀𝑛 = 𝐴𝑠𝑓𝑦 (𝑑 − 2×0.85×𝑏𝑥𝑓′𝑐) ( 26) As = área de acero colocado fy = límite de fluencia del acero de refuerzo f’c = resistencia a compresión simple del hormigón d = peralte efectivo de la viga 𝑀𝑐𝑟 = 𝑆𝑐 × 𝑓𝑟 𝑆𝑐 = ( 27) 𝑏×ℎ2 ( 28) 6 𝑓𝑟 = 0.97√𝑓′𝑐 (Mpa) (29) Mu= momento máximo en la viga b= ancho de la viga h= peralte total de la viga f’c= resistencia a compresión simple del hormigón El recubrimiento del acero de refuerzo para flexión deberá ser por lo menos 5 cm. Refuerzo a corte Se deberá proporcionar acero de refuerzo a corte en forma de estribos cerrados de manera que la resistencia a corte de la viga (proporcionada por el concreto y el acero) sea la adecuada para las fuerzas de corte actuantes en la viga. La resistencia a corte de la viga está dada por la expresión: ∅𝑉𝑐 = 0.9 × 0.53 × 𝑏 × 𝑑 × √𝑓′𝑐 ( 30) -61- Mientras que la resistencia proporcionada por el acero es: ∅𝑉𝑛 = 0.9 × 𝐴𝑣 × 𝑑 × 𝑓𝑦/𝑠 ( 31) Donde: b: ancho de la viga d: peralte efectivo de la viga f´c: resistencia a compresión simple del concreto fy: límite de fluencia del acero s: separación de los estribos Av: sección de la varilla de refuerzo La sumatoria de las resistencias a corte del hormigón y del acero deberá ser superior al esfuerzo de corte máximo presente en la sección de viga que está siendo diseñada. Además, la cantidad de acero de refuerzo de corte mínima deberá cumplir con: 𝐴𝑠 𝑚𝑖𝑛 = 0.27×√𝑓′𝑐×𝑏 ( 32) 𝑓𝑦×𝑠 La separación máxima de los estribos deberá ser: a) Si 𝜐𝑢 < 0.125𝑓′𝑐 ( 33) S max = 0.8 dv < 600mm b) Si 𝜐𝑢 > 0.125𝑓′𝑐 ( 34) S max = 0.4 dv < 300mm Siendo: dv = mínimo entre 0.9d y 0.72h 𝜐𝑢 = esfuerzo generado en el hormigón = Vu/(0.9xbxdv) Cuadro 3. 22 Diseño de vigas interiores CARGA MUERTA UNIFORME ANCHO DE LA CALZADA 8.0 m LONGITUD DEL PUENTE 21.5 m ESPESOR DE LA LOSA 0.2 m ESPESOR DE LA CAPA DE RODADURA 0.05 m PESO DE LA LOSA 3840 kg/m PESO DE LAS VIGAS 6552 kg/m -62- PESO VEREDAS 2304 kg/m PESO PASAMANOS 200 kg/m PESO CAPA DE RODADURA 880 kg/m TOTAL CARGA MUERTA (DC) 12896 kg/m TOTAL CARGA SOBREIMPUESTA (DW) 880 kg/m NUMERO DE VIGAS 6 U DC EN CADA VIGA 2149 kg/m DW EN CADA VIGA 147 kg/m MOMENTO DEBIDO A DC 124191 kg-m MOMENTO DEBIDO A DW 8475 kg-m CORTE DEBIDO A DC 23105 kg CORTE DEBIDO A DW 1577 kg CARGA UNIFORME 0 kg/m MOMENTO DEBIDO A PL 0 kg-m CORTE DEBIDO A PL 0 kg Elaborado: Autor Cuadro 3. 23 Carga peatonal uniforme CARGA PEATONAL UNIFORME Elaborado: Autor Cuadro 3. 24 Carga muerta puntual CARGA MUERTA PUNTUAL (DIAFRAGMAS) DIAFRAGMA UBICACIÓN B (m) H (m) L (m) PESO (kg) R IZQ (kg) R DER (kg) M CENTRO (kg-m) DIAFRAGMA 1 0 0.25 0.8 1.25 600 600 0 0 DIAFRAGMA 2 7.17 0.25 0.8 1.25 600 400 200 2151 DIAFRAGMA 3 14.34 0.25 0.8 1.25 600 200 400 2148 DIAFRAGMA 4 21.5 0.25 0.8 1.25 600 0 600 0 1200 1200 4299 TOTAL: Elaborado: Autor -63- Cuadro 3. 25 Carga viva CARGA VIVA CARGA MOMENTO (kg-m) CORTANTE (kg) CORTANTE S2 HS-MOP 189370 36438 30766 HL-93 183894 35854 29400 TANDEM 146908 29477 24384 CARGAS DE DISEÑO 189370 36438 30766 SEPARACIÓN ENTRE VIGAS S 1600 mm LUZ DEL PUENTE L 21500 mm ESPESOR DE LA LOSA ts 200 mm INERCIA DE LA VIGA I 64079166667 mm4 AREA DE LA SECCIÓN DE LA VIGA A 455000 mm2 DISTANCIA CENTROS GRAVEDAD eg 750 mm n 1 Kg 320016666667 1 CARRIL 2 O MAS CARRILES 0.389 0.518 0.571 0.622 CARGA DISTRIBUIDA+CARGA PUNTUAL DISTRIBUCION DE CARGAS MOMENTO VIGAS INTERIORES MOMENTO VIGAS EXTERIORES CORTE VIGAS INTERIORES CORTE VIGAS EXTERIORES Elaborado: Autor -64- Cuadro 3. 26 Análisis de combinación de cargas ANÁLISIS COMBINACION DE CARGAS MOMENTO (kg-m) FACTORES F MAYORACION F IMPACTO F DISTRIBUCION MOMENTO SERVICIO MOMENTO DISEÑO 1.25 1 1 128490 160613 8475 1.5 1 1 8475 12712 0 1.75 1 1 0 0 1.75 1.33 0.518 130447 228282 267411 401606 CARGA UNIFORME PUNTUAL DC 124191 4299 DW PL LL MOVIL 189370 TOTAL: CORTE DISTANCIA d (kg) FACTORES F MAYORACION F IMPACTO F DISTRIBUCION CORTANTE SERVICIO CORTANTE DISEÑO 1.25 1 1 21528 26910 1387 1.5 1 1 1387 2081 0 1.75 1 1 0 0 1.75 1.33 0.622 30148 52759 53063 81749 CORTANTE DISEÑO CARGA UNIFORME PUNTUAL DC 20328 1200 DW PL LL MOVIL 36438 TOTAL: CORTE A 4m DEL APOYO (kg) FACTORES F MAYORACION F IMPACTO F DISTRIBUCION CORTANTE SERVICIO 1.25 1 1 15708 19635 990 1.5 1 1 990 1485 0 1.75 1 1 0 0 1.75 1.33 0.622 25455 44546 42153 65666 CARGA UNIFORME PUNTUAL DC 14508 1200 DW PL LL MOVIL 30766 TOTAL: -65- f'c 280 kg/cm2 fy 4200 kg/cm2 H 150 cm L/4 537.5 cm 12t1+tw 275 cm S 160 cm Bf 160 cm b 35 cm tf 20 cm MOMENTO ULTIMO DE DISEÑO Mu 401606 kg.m DIÁMETRO DE LA VARILLA Φv 28 mm NUMERO DE VARILLAS # 14 ACERO TOTAL COLOCADO As 86.2 CUANTIA COLOCADA ρ col 0.0038 fr 5.13 Mpa Sc 0.6000 m3 1.2*Mcr 376716 kg.m 1.33*Mu 534136 kg.m M min 376716 kg.m ΦMn 452392 kg.m M/ΦMn 0.888 PERALTE EFECTIVO DE LA SECCIÓN d 143.6 cm RECUBRIMIENTO DE LAS VARILLAS r 5 cm ANCHO DEL ALA DISEÑO A FLEXIÓN MOMENTO RESISTENTE -66- cm2 COMPROBACION VIGA T AREA A COMPRESIÓN a 9.5 cm a < tf DISEÑO A CORTE SECCIÓN 1 de 144 cm h 150 cm dv (max 0.9de o 0.72h) dv 129 cm CORTANTE ULTIMO DE DISEÑO Vu 81749 kg RESISTENCIA DEL CONCRETO ΦVc 36105 kg DIAMETRO DEL ESTRIBO diam. 12 mm SEPARACION ENTRE ESTRIBOS s 20 cm AREA DE ACERO Av 1.13 cm RESISTENCIA DEL ACERO Vs 61390 Kg CORTANTE RESISTENTE ΦVn 97495 Kg Vu/ΦVn 0.838 ACERO MÍNIMO Av min 0.75 cm2 SEPARACION MÁXIMA s max 103 cm vu 20.1 kg/cm2 0.125 f'c 35.0 kg/cm2 de 144 cm h 150 cm DISEÑO A CORTE SECCIÓN 2 -67- dv (max 0.9de o 0.72h) dv 129 cm CORTANTE ULTIMO DE DISEÑO Vu 65666 kg RESISTENCIA DEL CONCRETO ΦVc 36105 kg DIAMETRO DEL ESTRIBO diam. 12 mm SEPARACION ENTRE ESTRIBOS s 30 cm AREA DE ACERO Av 1.13 cm RESISTENCIA DEL ACERO Vs 40927 Kg CORTANTE RESISTENTE ΦVn 77031 Kg Vu/ΦVn 0.852 ACERO MÍNIMO Av min 1.13 cm2 SEPARACION MÁXIMA s max 103 cm vu 16.1 kg/cm2 0.125 f'c 35.0 kg/cm2 Elaborado: Autor Cuadro 3. 27 Carga muerta uniforme CARGA MUERTA UNIFORME ANCHO DE LA CALZADA 8.0 m LONGITUD DEL PUENTE 21.5 m ESPESOR DE LA LOSA 0.2 m ESPESOR DE LA CAPA DE RODADURA 0.05 m PESO DE LA LOSA 3840 kg/m PESO DE LAS VIGAS 6552 kg/m PESO VEREDAS 2304 kg/m PESO PASAMANOS 200 kg/m -68- PESO CAPA DE RODADURA 880 kg/m TOTAL CARGA MUERTA (DC) 12896 kg/m TOTAL CARGA SOBREIMPUESTA (DW) 880 kg/m NUMERO DE VIGAS 6 U DC EN CADA VIGA 2149 kg/m DW EN CADA VIGA 147 kg/m MOMENTO DEBIDO A DC 124191 kg-m MOMENTO DEBIDO A DW 8475 kg-m CORTE DEBIDO A DC 23105 kg CORTE DEBIDO A DW 1577 kg CARGA UNIFORME 360 kg/m MOMENTO DEBIDO A PL 20801 kg-m CORTE DEBIDO A PL 3870 kg CARGA PEATONAL UNIFORME Elaborado: Autor Cuadro 3. 28 Carga muerta puntual (Diafragmas) CARGA MUERTA PUNTUAL (DIAFRAGMAS) DIAFRAGMA UBICACIÓN B (m) H (m) L (m) PESO (kg) R IZQ (kg) R DER (kg) M CENTRO (kg-m) DIAFRAGMA 1 0 0.25 0.8 1.25 600 600 0 0 DIAFRAGMA 2 7.17 0.25 0.8 1.25 600 400 200 2151 DIAFRAGMA 3 14.34 0.25 0.8 1.25 600 200 400 2148 DIAFRAGMA 4 21.5 0.25 0.8 1.25 600 0 600 0 1200 1200 4299 TOTAL: Elaborado: Autor -69- Cuadro 3. 29 Carga viva CARGA VIVA CARGA MOMENTO (kg-m) CORTANTE (kg) CORTANTE S2 HS-MOP 189370 36438 30766 HL-93 183894 35854 29400 TANDEM 146908 29477 24384 CARGAS DE DISEÑO 189370 36438 30766 SEPARACIÓN ENTRE VIGAS S 1600 mm LUZ DEL PUENTE L 21500 mm ESPESOR DE LA LOSA ts 200 mm INERCIA DE LA VIGA I 64079166667 mm4 AREA DE LA SECCIÓN DE LA VIGA A 455000 mm2 DISTANCIA CENTROS GRAVEDAD eg 750 mm n 1 Kg 3.20017E+11 1 CARRIL 2 O MAS CARRILES 0.525 0.431 0.525 0.409 CARGA DISTRIBUIDA+CARGA PUNTUAL DISTRIBUCION DE CARGAS MOMENTO VIGAS INTERIORES MOMENTO VIGAS EXTERIORES CORTE VIGAS INTERIORES CORTE VIGAS EXTERIORES Elaborado: Autor -70- Cuadro 3. 30 Análisis combinación de cargas (vigas exteriores ) ANÁLISIS COMBINACION DE CARGAS MOMENTO (kg-m) FACTORES CARGA UNIFORME PUNTUAL DC 124191 4299 DW PL F IMPACTO F DISTRIBUCION 1.25 1 1 128490 160613 8475 1.5 1 1 8475 12712 20801 1.75 1 1 20801 36402 1.75 1.33 0.525 132228 231398 289994 441125 CORTANTE SERVICIO CORTANTE DISEÑO 189370 TOTAL: CORTE DISTANCIA d (kg) FACTORES CARGA UNIFORME PUNTUAL DC 20328 1200 DW PL F MAYORACION F IMPACTO F DISTRIBUCION 1.25 1 1 21528 26910 1387 1.5 1 1 1387 2081 3405 1.75 1 1 3405 5958 1.75 1.33 0.525 25443 44525 51762 79474 LL MOVIL 36438 TOTAL: CARGA MOMENTO DISEÑO F MAYORACION LL MOVIL MOMENTO SERVICIO CORTE A 4m DEL APOYO (kg) FACTORES -71- UNIFORME PUNTUAL DC 15583 1200 DW PL LL MOVIL CORTANTE SERVICIO CORTANTE DISEÑO F MAYORACION F IMPACTO F DISTRIBUCION 1.25 1 1 16783 20979 1063 1.5 1 1 1063 1595 2610 1.75 1 1 2610 4568 1.75 1.33 0.525 21482 37594 41939 64735 30766 TOTAL: Elaborado: Autor -72- f'c 280 kg/cm2 fy 4200 kg/cm2 H 150 cm L/4 537.5 cm 12t1+tw 275 cm S 160 cm Bf 160 cm b 35 cm tf 20 cm MOMENTO ULTIMO DE DISEÑO Mu 441125 kg.m DIÁMETRO DE LA VARILLA Φv 28 mm NUMERO DE VARILLAS # 14 ACERO TOTAL COLOCADO As 86.2 CUANTIA COLOCADA ρ col 0.0038 fr 5.13 Mpa Sc 0.6000 m3 1.2*Mcr 376716 kg.m 1.33*Mu 586696 kg.m M min 376716 kg.m ΦMn 452392 kg.m M/ΦMn 0.98 PERALTE EFECTIVO DE LA SECCIÓN d 143.6 cm RECUBRIMIENTO DE LAS VARILLAS r 5 cm ANCHO DEL ALA DISEÑO A FLEXIÓN MOMENTO RESISTENTE cm2 COMPROBACION VIGA T FICHA AMBIENTAL Página 73 AREA A COMPRESIÓN a 9.5 cm a < tf DISEÑO A CORTE SECCIÓN 1 de 144 cm h 150 cm dv (max 0.9de o 0.72h) dv 129 cm CORTANTE ULTIMO DE DISEÑO Vu 81749 kg RESISTENCIA DEL CONCRETO ΦVc 36105 kg DIAMETRO DEL ESTRIBO diam. 12 mm SEPARACION ENTRE ESTRIBOS s 20 cm AREA DE ACERO Av 1.13 cm RESISTENCIA DEL ACERO Vs 61390 Kg CORTANTE RESISTENTE ΦVn 97495 Kg Vu/ΦVn 0.838 ACERO MÍNIMO Av min 0.75 cm2 SEPARACION MÁXIMA s max 103 cm vu 20.1 kg/cm2 0.125 f'c 35.0 kg/cm2 de 144 cm h 150 cm dv 129 cm DISEÑO A CORTE SECCIÓN 2 dv (max 0.9de o 0.72h) -74- CORTANTE ULTIMO DE DISEÑO Vu 65666 kg RESISTENCIA DEL CONCRETO ΦVc 36105 kg DIAMETRO DEL ESTRIBO diam. 12 mm SEPARACION ENTRE ESTRIBOS s 30 cm AREA DE ACERO Av 1.13 cm RESISTENCIA DEL ACERO Vs 40927 Kg CORTANTE RESISTENTE ΦVn 77031 Kg Vu/ΦVn 0.852 ACERO MÍNIMO Av min 1.13 cm2 SEPARACION MÁXIMA s max 103 cm vu 16.1 kg/cm2 0.125 f'c 35.0 kg/cm2 Elaborado: Autor 3.3.1.4 Diseño de los diafragmas Los diafragmas son vigas transversales a las vigas principales del puente y sirven para arriostrar dichas vigas. Se debe colocar estos diafragmas en los extremos de las vigas principales y algunos en la zona central, en este caso se ha optado por colocar dos diafragmas en los extremos y dos diafragmas interiores. Fig. 3. 22 Diseño de diafragmas Elaborado: Autor -75- Para el diseño del diafragma, se considera que la totalidad de la carga de un eje del camión de diseño HS-MOP se debe resistir por dicho diafragma. Por lo tanto se pueden utilizar los esfuerzos obtenidos del análisis de la losa, en el cual se obtuvieron los siguientes esfuerzos: Cuadro 3. 31 Esfuerzos obtenidos del análisis de la losa MOMENTO POSITIVO LL 3955 kg.m MOMENTO NEGATIVO LL 2765 kg.m MOMENTO POSITIVO DL 82 kg.m MOMENTO NEGATIVO DL 490 kg.m Elaborado: Autor Cabe recalcar que para la carga viva se considera que la totalidad de la carga del eje se carga en el diafragma y no se distribuye en una franja como en el caso de la losa. Estos esfuerzos se deben combinar de acuerdo a las combinaciones de carga correspondientes, considerando también para la carga viva el factor de impacto (1.33). El esfuerzo cortante se obtiene del diagrama de cortante de la misma losa, el valor se debe tomar a una distancia “d” de la cara del apoyo, siendo “d” el peralte efectivo del diafragma. A continuación se muestran los diagramas de corte para el diafragma: -76- Fig. 3. 23 - Diagrama de corte para carga muerta Elaborado: Autor Fig. 3. 24 Diagrama de corte para carga viva Elaborado: Autor -77- Con estos esfuerzos se procede al diseño del acero de flexión y de corte, los cálculos se resumen en los cuadros siguientes: Cuadro 3. 32 Diseño a Flexión (momento positivo) DISEÑO A FLEXIÓN MOMENTO POSITIVO MOMENTO ULTIMO DE DISEÑO Mu 9308 kg.m DIÁMETRO DE LA VARILLA Φv 16 mm NUMERO DE VARILLAS # 2 ACERO TOTAL COLOCADO As 4.0 CUANTIA COLOCADA ρ col 0.0017 fr 5.13 Mpa Sc 0.0417 m3 1.2*Mcr 26161 kg.m 1.33*Mu 12379 kg.m M min 12379 kg.m ΦMn 14102 kg.m M/ΦMn 0.88 d 94.2 cm r 5 cm MOMENTO R ESISTENTE PERALTE SECCIÓN EFECTIVO RECUBRIMIENTO VARILLAS DE DE cm2 LA LAS Elaborado: Autor Cuadro 3. 33 Diseño a Flexión (momento negativo) DISEÑO A FLEXIÓN MOMENTO NEGATIVO MOMENTO ULTIMO DE DISEÑO Mu 7048 kg.m DIÁMETRO DE LA VARILLA Φv 16 mm NUMERO DE VARILLAS # 2 ACERO TOTAL COLOCADO As 4.0 CUANTIA COLOCADA ρ col 0.0017 -78- cm2 MOMENTO RESISTENTE PERALTE SECCIÓN EFECTIVO RECUBRIMIENTO VARILLAS DE DE fr 5.13 Mpa Sc 0.0417 m3 1.2*Mcr 26161 kg.m 1.33*Mu 9374 kg.m M min 9374 kg.m ΦMn 14102 kg.m M/ΦMn 0.66 d 94.2 cm r 5 cm LA LAS Elaborado: Autor Cuadro 3. 34 Diseño a corte DISEÑO A CORTE de 94 cm h 100 cm dv 85 cm Vu 16614 kg ΦVc 16917 kg diam. 10 mm s 25 cm AREA DE ACERO Av 0.79 cm RESISTENCIA DEL ACERO Vs 22373 Kg dv (max 0.9de o 0.72h) CORTANTE DISEÑO ULTIMO RESISTENCIA CONCRETO DE DEL DIAMETRO DEL ESTRIBO SEPARACION ESTRIBOS ENTRE -79- ΦVn 39290 Vu/ΦVn 0.423 ACERO MÍNIMO Av min 0.67 cm2 SEPARACION MÁXIMA s max 68 cm vu 8.7 kg/cm2 0.125 f'c 35.0 kg/cm2 CORTANTE RESISTENTE Kg Elaborado: Autor 3.3.1.5 Diseño de los pasamanos Los pasamanos se construirán mediante tubos de acero galvanizado sostenidos por postes de hormigón separados entre sí 2.66 metros. Según el numeral 13.8 de la AASHTO, la carga utilizada en los tubos será de 75 kg/m tanto en dirección horizontal como vertical. Debido a la acción de la carga en las dos direcciones, se considera una carga resultante de las mismas, la cual tiene un valor de 106 kg/m, a continuación se resumen los cálculos realizados: Cuadro 3. 35 Diseño a de barandas, poste y largueros DISEÑO DE BARANDAS ALTURA TOTAL 1 m ALTURA DEL PRIMER TUBO 0.4 m ALTURA DEL SEGUNDO TUBO 0.8 m SEPARACIÓN DE LOS POSTES 2.66 m CARGA APLICADA (HORIZONTAL Y VERTICAL) 75 kg/m CARGA RESULTANTE 106 kg/m CARGA SOBRE CADA LARGUERO 282 kg -80- DISEÑO DEL POSTE FLEXION MOMENTO DE DISEÑO Mu 339 kg-m ANCHO POSTE b 20 cm LARGO POSTE a 20 cm DIAMETRO DE LAS VARILLAS Φ 16 mm NUMERO DE VARILLAS # 2 RECUBRIMIENTO r 4 cm PERALTE EFECTIVO DE LA SECCIÓN d 15 cm AREA DE ACERO DE REFUERZO As 4.02 cm2 2010 kg-m Φ RESISTENCIA DE LA SECCIÓN Mn 339 < 2010 OK FUERZA CORTANTE Vu 564.271211 kg RESISTENCIA A CORTE DE LA SECCIÓN ΦVc 1995 kg CORTE 564 < 1995 OK CARGA DE DISEÑO W 106 kg/m MOMENTO DE DISEÑO Mu 94 kg-m SECCIÓN DEL LARGUERO TUBO Φ100mm e=3mm AREA ACERO Ag 9.42 cm2 DISTANCIA A LA FIBRA MAS ALEJADA A COMPRESIÓN c 5 cm INERCIA DE LA SECCIÓN I 128 cm4 ESFUERZO DE TRACCIÓN EN LA SECCIÓN f 366 kg/cm2 DISEÑO DE LOS LARGUEROS FLEXION -81- LIMITE DE FLUENCIA ACERO A36 fy 2530 kg/cm2 ESFUERZO MÁXIMO EN EL ACERO A36 Φfy 2277 kg/cm2 366 < 2277 OK FUERZA CORTANTE Vu 282 kg RESISTENCIA A CORTE DE LA SECCIÓN ΦVn 12870 kg CORTE 282 < 12870 OK Elaborado: Autor 3.3.2 DISEÑO DE LA INFRAESTRUCTURA 3.3.2.1 Diseño de los estribos Los estribos sirven de apoyo para las vigas del puente y también sirven para contener los terraplenes de acceso al puente. Se ha optado por el diseño de estribos de hormigón armado debido a las dimensiones de los mismos. Estas dimensiones están dadas por el nivel de creciente máximo y por los perfiles de socavación obtenidos en el estudio hidráulico e hidrológico. Para el puente se tienen las siguientes dimensiones de los estribos: Cuadro 3. 36 Dimensiones de los estribos ESTRIBO ALTURA TOTAL Derecho 7.00 m Izquierdo 8.90 m Elaborado: Autor A los estribos se les aplica todas las cargas detalladas en el capítulo correspondiente a cargas, es decir: Peso propio del estribo Peso vertical del relleno en el muro Empuje estático del suelo Empuje dinámico del suelo Sobrecarga viva de tráfico Carga sísmica Empuje pasivo del suelo -82- Carga de frenado Además de estas cargas se debe considerar las cargas transmitidas por la superestructura, estas cargas son: Peso propio de la superestructura Carga muerta sobreimpuesta de la superestructura (superficie de rodadura) Carga viva en el puente (correspondiente a la consideración de tener los carriles de diseño ocupados por los camiones de diseño con los respectivos factores de presencia múltiple, además el peso del camión en la losa de acceso) Carga peatonal en el puente A continuación se detallan los puntos de aplicación de estas cargas: 3.3.2.1.1 Cargas: 3.3.2.1.1.1 Cargas provenientes de la superestructura Se calculan a partir de las cargas aplicadas en la superestructura, las cuales han sido indicadas en la sección correspondiente a las cargas de la superestructura, y son: Peso propio del puente (DC) Sobrecarga muerta (DW) Carga viva (LL) Carga peatonal (PL) DC DW LL PL X Fig. 3. 25 Cargas provenientes de la superestructura -83- Elaborado: Autor Diagrama de aplicación de la fuerzas provenientes de la superestructura Nota: La distancia “X” es medida desde la punta del muro hasta el punto de aplicación de la carga, con el objeto de calcular los momentos con respecto a la punta para comprobar volcamiento. 3.3.2.1.1.2 Peso propio del estribo (DW) Corresponde al peso del estribo, incluyendo la pantalla y la base, se obtiene de multiplicar el volumen por el peso específico del hormigón γc = 2400 kg/m3. X DW Fig. 3. 26 Peso propio del estribo Elaborado: Autor Diagrama de aplicación de la fuerza correspondiente al peso propio del muro Nota: En la hoja de cálculo adjunta se analiza el peso del muro dividiéndolo en tres partes, para facilitar los cálculos, estas partes son: -84- 2 3 1 Fig. 3. 27 Diagrama de aplicación de la fuerza correspondiente al peso del muro Elaborado: Autor 3.3.2.1.1.3 Peso del relleno tras el muro (EV) Es el peso del relleno localizado sobre el talón del muro, obtenido de multiplicar el volumen del relleno por su correspondiente peso específico, γr = 2000 kg/m3. X EV Fig. 3. 28 Peso del relleno tras el muro Elaborado: Autor -85- Diagrama de aplicación de la fuerza correspondiente al peso del relleno Nota: De manera semejante al peso del muro, para el relleno se lo divide en dos secciones para obtener de manera sencilla su peso y el punto de aplicación de la fuerza: 1 2 Fig. 3. 29 Diagrama de aplicación de la fuerza correspondiente al peso del relleno Elaborado: Autor 3.3.2.1.1.4 Empuje lateral del suelo (E) Para el cálculo del empuje lateral del suelo se consideran los siguientes parámetros: Ángulo de fricción interna del suelo (Φ)= 30°, considerado para un relleno granular típico. Ángulo de inclinación del terreno tras el muro (i) = 0°, dado que se considera una superficie plana en la zona de aproximación al puente. Inclinación de la pantalla (β), depende de las dimensiones del muro en la corona y en la base, para este caso se tiene un ángulo de inclinación con respecto a la vertical de 3,2°. Ángulo de fricción entre la estructura y el suelo (δ), se consideran valores que varían entre 1/3 y 2/3 del ángulo de fricción interna del suelo, para este caso se ha considerado un valor intermedio de 1/2 Φ = 15°. Coeficiente de aceleración sísmica horizontal (Kh), tomado como 0,25 para la ciudad de Cuenca localizada en la zona sísmica 2. -86- Coeficiente de aceleración sísmica vertical (Kv) igual a 1/2 coeficiente de aceleración sísmica horizontal = 0,125. Ángulo de inercia sísmico, utilizado para el cálculo del incremento de empuje del suelo debido a la aceleración sísmica, calculado según la ecuación (Ref. 3): K h θ = tan−1 ((1−K ) ) ( 35) v Coeficiente de empuje sísmico del suelo según Mononobe Okabe cos2 (∅−θ−β) sin(∅+δ) sin(∅−θ−i) −2 K AE = cosθ cos2β cos(δ+β+θ) × [1 + √cos(δ+β+θ)cos(i−β)] Coeficiente de empuje activo del suelo, según Rankine: Ka = ( 36) cos2 (∅−β) sin(δ+∅) sin(∅−i) cos2 β cos(δ+β)[1+√ ] cos(δ+β) cos(β−i) ( 37) 2 Empuje del suelo activo (estático sin sismo) (EH) 1 EH = 2 K a γr H 2 ( 38) Siendo, γr el peso especifico del relleno = 2000 kg/m3 H = altura total del estribo desde la base Esta carga se aplica a una distancia X = H/3 desde la base del estribo. Empuje dinámico del suelo activo (EHAE). 1 EHAE = 2 K AE γr H 2 (1 − K v ) ( 39) Siendo, γr el peso especifico del relleno = 2000 kg/m3 H = altura total del estribo desde la base Esta carga corresponde al empuje total del suelo cuando se genera el movimiento sísmico, por lo que el valor a ser aplicado es únicamente la diferencia entre el empuje dinámico del suelo y el empuje estático del suelo: -87- ∆EHAE = EHAE − EH ( 40) Siendo ∆EH la carga a ser aplicada a una distancia 0,6H medida desde la base del estribo. H/3 X EH Fig. 3. 30 Diagrama de aplicación de la fuerza correspondiente al empuje del suelo Elaborado: Autor 0,6 H X ? EHAE Fig. 3. 31 Diagrama de aplicación de la fuerza del incremento del empuje del suelo (sismo) Elaborado:Autor Debido a que las fuerzas de empuje del suelo actúan según el grafico siguiente, se deberá considerar las componentes horizontales y verticales de dichas fuerzas, las cuales tienen efectos contarios entre sí, ya que la componente horizontal es una fuerza desestabilizadora mientras que la componente vertical es una fuerza estabilizadora. -88- δ +θ Fig. 3. 32 Componentes horizontales y verticales de fuerzas Elaborado: Autor 3.3.2.1.1.5 Sobrecarga viva debida al tráfico (LS) Debido al tráfico que circula por el puente se debe considerar una carga en el muro, esta carga se toma como una altura adicional de suelo tras el muro, cuyo valor se obtiene del siguiente cuadro: (AASHTO) Cuadro 3. 37 Altura del suelo equivalente para carga vehicular sobre estribos perpendiculares al tráfico Fuente: American Asociación of State Highway and Transportation Officials El valor total de esta carga en el sentido horizontal sería entonces: LS = Hadicional K a γr H ( 41) Y su punto de aplicación es en H/2: El valor de esta carga en el sentido vertical LS es el de una carga distribuida equivalente a peso de la altura adicional del suelo actuando sobre el talón del estribo. -89- H/2 X LS Fig. 3. 33 Diagrama de aplicación de la fuerza debida al tráfico Elaborado: Autor 3.3.2.1.1.6 Carga sísmica La carga sísmica que se genera en el muro es la especificada en la AASHTO (Ref.7), la cual especifica la siguiente ecuación: Csm = 2,5 A ( 42) A = aceleración dependiendo de la zona sísmica en donde se encuentre el proyecto, en este caso A = 0,25 EQ = Csm W ( 43) R Donde, W = masa sísmica, la cual incluye el peso propio de la pantalla del muro más la masa de la superestructura que va hacia el estribo analizado. (La masa de la base del estribo no se incluye, ya que al estar completamente enterrada no sufrirá aceleraciones debido a la fuerza sísmica). R = Factor de modificación de respuesta para el estribo, tomado de la AASHTO 2007, del cuadro siguiente: -90- Cuadro 3. 38 Modificación de factores - Subestructura Fuente: American Association of State Highway and Transportation Officials La carga sísmica se considera aplicada en el punto en el cual se une la viga con el estribo. H X EQ Fig. 3. 34 Diagrama de aplicación de la fuerza debida al sismo Elaborado: Autor -91- 3.3.2.1.2 Casos de carga: 3.3.2.1.2.1 Casos de carga para estabilidad Para la revisión de la estabilidad del estribo se deben revisar las cargas en condiciones de servicio, es decir todas con un coeficiente de 1, además se revisaran los casos: a) El estribo construido y cuando aún no se ha colocado la superestructura sobre el mismo. b) Cuando ya se ha colocado la superestructura sobre el estribo, es decir en la etapa de funcionamiento del puente. 3.3.2.1.2.2 Casos de carga para resistencia Para el diseño por resistencia, se consideran las siguientes combinaciones de carga: a) Resistencia 1 0,90 DC + 0,65 DW + 1,50 EH + 1 EV + 1,75 LL + 1,75 LS b) Evento extremo 1 0,90 DC + 0,65 DW + 1,50 EH + 1 EV + 0,5 LL + 0,5 LS + 1 EQ + 1 EHAE Debe notarse, que para las cargas permanentes, el valor del factor 𝛾𝑝 se toma del cuadro 3.5 con sus valores mínimos cuando la carga contribuye a la estabilidad del estribo, y se toma con sus valores máximos cuando la carga genera efectos desfavorables. 3.3.2.1.3 Análisis de estabilidad: 3.3.2.1.3.1 Volteo Ante la acción de las cargas especificadas anteriormente y, para las combinaciones descritas, se debe garantizar que se tenga un factor de seguridad al volcamiento FSv de al menos 2, siendo: 𝑀𝑟 𝐹𝑆𝑣 = 𝑀𝑣 ( 44) Mr: Sumatoria de momentos resistentes o estabilizadores tomados con respecto a la punta del pie del muro. Mv: sumatoria de momentos volcadores generados por las cargas desestabilizadoras, con respecto a la punta del pie del muro. En el caso de la combinación EVENTO EXTREMO 1, el factor de seguridad se puede reducir hasta un valor del 75% de su valor original, es decir sería de 1,5. Nota: en la hoja de cálculo los momentos que se muestran con signo negativo son los desestabilizadores, mientras que los que tienen signo positivo son los estabilizadores. -92- 3.3.2.1.3.2 Deslizamiento En este caso, se debe garantizar un factor de seguridad para el deslizamiento FSd mayor o igual a 1.5. 𝐹𝑟 𝐹𝑆𝑑 = 𝐹𝑑 ( 45) Fr: Fuerzas resistentes al deslizamiento, constituidas por la fuerza de fricción generada entre la base y el suelo donde asienta la misma. La fuerza de fricción es 𝐹𝑟 = 𝑡𝑎𝑛∅ ∑ 𝑉, siendo ∅ el ángulo de fricción interna del suelo y ∑ 𝑉 la sumatoria de todas las fuerzas verticales actuantes sobre el muro para la combinación de carga analizada. Fd: Fuerzas deslizantes, constituidas por la suma de los empujes generados por las cargas horizontales correspondientes a la combinación de carga analizada. En el caso de la combinación EVENTO EXTREMO 1, el factor de seguridad se puede reducir hasta un valor del 75% de su valor original, es decir sería de 1,1. 3.3.2.1.3.3 Presiones en el suelo Se tiene que dimensionar el muro de tal manera que las presiones generadas por la acción de todas las cargas en la base del muro, no sobrepasen los valores máximos admisibles para el proyecto. Para este caso, se especifica una presión admisible de 3.0 kg/cm2. La capacidad del suelo especificada en el párrafo anterior podrá resistir un 30% más de carga ante la acción de cargas de origen sísmico, por lo que cuando en el cálculo se considere la acción de dichas fuerzas, se considerará una presión admisible del suelo de 4.0 kg/cm2. El valor de las presiones en la base del muro se determina según las siguientes expresiones: 𝑞 𝑚𝑎𝑥 𝑚𝑖𝑛 = ∑𝑉 𝐵𝐿 ± 6 ∑ 𝑉𝑒 ( 46) 𝐿𝐵2 Donde: 𝑒= ∑ 𝑉: Sumatoria de fuerzas verticales actuantes sobre la base del muro. B: Ancho de la base del muro. L: longitud del muro (para efector de cálculo considerada igual a 1 metro). e: Excentricidad de la carga resultante con respecto al centro geométrico de la base, es decir con respecto a su punto medio es la distancia desde este punto medio hasta la localización de la resultante. Se calcula con la siguiente ecuación: 𝐵 2 ∑𝑀 − ∑𝑉 ( 47) -93- Siendo: B: Ancho de la base ∑ 𝑀: Sumatoria de momentos con respecto a la punta del muro (incluyendo estabilizadores y desestabilizadores con su respectivo signo) ∑ 𝑉: Sumatoria de fuerzas verticales q min q max Fig. 3. 35 Presión en base de muro Elaborado: Autor La revisión de las presiones en el suelo deberá realizarse para todas las combinaciones de carga especificadas en este mismo informe. Se deberá revisar que no existan tracciones entre el suelo y la base del muro, es decir que el muro no se levante, para esto se deberá cumplir que la excentricidad calculada (e) no sea mayor que la relación B/6. 3.3.2.1.4 Determinación de los esfuerzos en el muro: Tanto en la pantalla como en el pie y en el talón del muro, se tienen dos esfuerzos principales, un momento y un esfuerzo de corte, sus magnitudes se determinan de la siguiente forma: 3.3.2.1.4.1 Esfuerzo de corte (Vu) Se obtiene del diagrama de esfuerzos cortantes resultante de la aplicación de las combinaciones de carga en la pantalla, el valor se lo toma a una distancia d (peralte efectivo -94- de la sección), medido desde la cara superior de la base del muro en el caso de la pantalla y de la cara de la pantalla en el caso en que se analice el pie o el talón. 3.3.2.1.4.2 Momento flector (Mu) Su valor se toma del diagrama de momentos de la pantalla obtenido de la aplicación de las combinaciones de carga respectivas. El valor de Mu se considera en la cara del apoyo del elemento. 3.3.2.1.5 Diseño de los elementos estructurales: Los elementos estructurales que deben diseñarse por separado son: la pantalla, el pie y el talón. Cada uno de ellos estará sometido a un esfuerzo de corte y flexión, determinados según lo expuesto en la sección correspondiente del siguiente informe. A continuación se muestran los cálculos realizados: Cuadro 3. 39 Diseño estribo derecho H=7M MATERIALES PESO ESPECIFICO DEL HORMIGÓN γh 2400 KG/M3 PESO ESPECIFICO DEL RELLENO γr 2000 KG/M3 REACCIONES DE LA SUPERESTRUCTURA ANCHO DEL APOYO CARGA PESO PROPIO DEL PUENTE (DC) 10.4 M REACCION (KG) P POR M DE MURO X (KG) (M) M (KGM) 159752 15361 2.45 37634 SOBRECARGA MUERTA (DW) 9460 910 2.45 2229 CARGA VIVA (LL) 73195 7038 2.45 17243 CARGA VIVA PEATONAL (PL) 7740 744 2.45 1823 Elaborado: Autor -95- Cuadro 3. 40 Diseño estribo derecho -Análisis peso propio y relleno (DC) PESO PROPIO Y RELLENO DEL MURO ALTURA TOTAL H 7 M ESPESOR SUPERIOR PANTALLA Tps 0.4 M ESPESOR INFERIOR PANTALLA Tpi 0.75 M BASE B 5 M ESPESOR DE LA BASE Tb 0.75 M PIE Pie 2.25 M TALON Talón 2 M ELEMENTO AREA (M2) PESO (KG) X (M) M (KG-M) MURO 1 (base) 3.75 9000 2.50 22500 MURO 2 (pantalla sección rectangular) 2.5 6000 2.45 14700 MURO 3 (pantalla porción inclinada) 1.09375 2625 2.77 7263 TOTAL 7.34375 17625 2.52 44463 ELEMENTO AREA (M2) PESO (KG) X (M) M (KG-M) RELLENO 1 1.09375 2187.5 2.88 6307 RELLENO 2 12.5 25000 4.00 100000 TOTAL 13.59375 27187.5 3.91 106307 ANALISIS PESO PROPIO (DC) ANALISIS RELLENO (EV) Elaborado: Autor -96- Cuadro 3. 41 Diseño estribo derecho -Empuje del suelo (EHh y EHv) EMPUJE DEL SUELO (EHh y EHv) ÁNGULO DE FRICCIÓN INTERNA Φ 30 ° INCLINACION DEL TERRENO i 0 ° INCLINACION POSTERIOR DE LA PANTALLA β 3.2 ° ÁNGULO FRICCIÓN ESTRUCTURA-SUELO δ 15.0 ° ÁNGULO DE INERCIA SISMICO θ 15.9 ° COEFICIENTE DE ACELERACIÓN HORIZONTAL Kh 0.25 COEFICIENTE DE ACELERACIÓN VERTICAL Kv 0.13 COEFICIENTE DE EMPUJE ACTIVO (ESTATICO) Ka 0.32 COEFICIENTE DE EMPUJE ACTIVO (DINAMICO) Kae 0.57 ÁNGULO ENTRE FUERZA DE EMPUJE Y LA HORIZ. 18.2 ° ALT SUELO EXTER AL MURO FUERZAS HORIZONTALES 0.00 FUERZAS VERTICALES P (KG) PH (KG) X (M) M (KG-M) PV (KG) M (KGX (M) M) EMPUJE ESTATICO DEL SUELO 15895 15099 2.33 35231 4966 2.91 14457 EMPUJE DINAMICO DEL SUELO 24597 INCREMENTO DINAMICO DEL EMPUJE 8703 8267 4.20 34721 2719 2.81 7631 EMPUJE PASIVO EXTERIOR 0 0.00 0 Elaborado: Autor -97- Cuadro 3. 42 Diseño estribo derecho -Sobrecarga vida de tráfico SOBRECARGA VIVA DE TRAFICO (LS) ALTURA DEL ESTRIBO 7 M ALTURA ADICIONAL POR CARGA VEHICULAR 0.6 M P (KG) X (M) M (KGM) CARGA HORIZONTAL POR TRAFICO 2725 3.5 9537 CARGA VERTICAL POR TRAFICO 2820 3.83 10811 COEFICIENTE DE ACELERACIÓN A 0.25 COEFICIENTE DE RESPUESTA SÍSMICA Csm 0.625 FACTOR DE MODIFICACION DE RESPUESTA R 3 FACTOR SISMICO FSIS 0.21 CARGA SÍSMICA PUENTE EQp 3200 KG CARGA SÍSMICA MURO (PANTALLA) EQm 1797 KG PUNTO DE APLICACIÓN CARGA SÍSMICA PANTALLA Xpant 3.875 M PUNTO APLICACIÓN CARGA SÍSMICA PUENTE X puente 5.875 M CARGA SÍSMICA (EQ) PERALTE DE LA VIGA Elaborado: Autor Cuadro 3. 43 Diseño estribo derecho -Fuerza de frenado FUERZA DE FRENADO (BR) PESO CAMION DE DISEÑO 45000 NUMERO CARRILES CARGADOS 2 FACTOR DE PRESENCIA MULTIPLE 1 KG -98- 1.125 M CARGA TOTAL 29925 KG CARGA POR METRO DE ESTRIBO 2877 KG PUNTO DE APLICACIÓN DE LA CARGA 8.8 M MOMENTO 25321 KG-M Elaborado: Autor Cuadro 3. 44 Diseño estribo derecho -Resumen de cargas RESUMEN DE CARGAS P HORIZ. (KG) P VERT. (KG) X (M) M (KG-M) PESO PROPIO DEL PUENTE (DC) 15361 2.45 37634 SOBRECARGA MUERTA (DW) 910 2.45 2229 CARGA VIVA (LL) 7038 2.45 17243 CARGA VIVA PEATONAL (PL) 744 2.45 1823 PESO PROPIO (DC) 17625 2.52 44463 PESO RELLENO (EV) 27188 3.91 106307 2.33 -35231 2.91 14457 4.20 -34721 2.81 7631 3.50 -9537 3.83 10811 EMPUJE ESTATICO DEL SUELO HORIZONTAL (Eh) 15099 EMPUJE ESTATICO DEL SUELO VERTICAL (Ev) INCREMENTO DINAMICO DEL EMPUJE HOR. (Eah) 4966 8267 INCREMENTO DINAMICO DEL EMPUJE VER. (Eav) SOBRECARGA VIVA DE TRAFICO HORIZ. (LSh) 2719 2725 SOBRECARGA VIVA DE TRAFICO VERT. (LSv) 2820 CARGA SÍSMICA PUENTE 3200 5.88 -18801 CARGA SÍSMICA MURO (PANTALLA) 1797 3.88 -6963 EMPUJE PASIVO 0 0.00 0 CARGA DE FRENADO 2877 8.80 -25321 Elaborado: Autor -99- REVISIÓN DE ESTABILIDAD - CONDICIONES DE SERVICIO ANTES DE LA COLOCACIÓN DE LA SUPERESTRUCTURA Cuadro 3. 45 Diseño estribo derecho -Revisión de estabilidad- Antes de la colocación SERVICIO 1 CARGA P HORIZ. (KG) P VERT. (KG) X (M) M (KGFC M) PESO PROPIO DEL PUENTE (DC) 0 0 2.45 0 0 SOBRECARGA MUERTA (DW) 0 0 2.45 0 0 CARGA VIVA (LL) 0 0 2.45 0 0 CARGA VIVA PEATONAL (PL) 0 0 2.45 0 0 PESO PROPIO (DC) 0 17625 2.52 44463 1 PESO RELLENO (EV) 0 27188 3.91 106307 1 EMPUJE ESTATICO DEL SUELO HORIZONTAL (Eh) 15099 0 2.33 -35231 1 EMPUJE ESTATICO DEL SUELO VERTICAL (Ev) 0 4966 2.91 14457 1 INCREMENTO DINAMICO DEL EMPUJE HOR. (Eah) 0 0 4.20 0 0 INCREMENTO DINAMICO DEL EMPUJE VER. (Eav) 0 0 2.81 0 0 SOBRECARGA VIVA DE TRAFICO HORIZ. (LSh) 2725 0 3.50 -9537 1 SOBRECARGA VIVA DE TRAFICO VERT. (LSv) 0 2820 3.83 10811 1 CARGA SÍSMICA PUENTE 0 0 5.88 0 0 CARGA SÍSMICA MURO (PANTALLA) 0 0 3.88 0 0 EMPUJE PASIVO 0 0 0.00 0 1 FUERZA DE FRENADO 0 0 0.00 0 0 MOMENTOS ESTABILIZADORES Me 176038 MOMENTOS VOLCADORES Mv -44768 FACTOR DE SEGURIDAD VOLCAMIENTO FSv 3.93 -100- FUERZAS DESLIZANTES Fd 17824 FUERZAS VERTICALES Fv 52598 FUERZA DE FRICCIÓN SUELO-MURO Ff 30368 FACTOR DE SEGURIDAD DESLIZAMIENTO FSd 1.70 DIST. DE LA RESULTANTE A LA PUNTA 2.50 EXCENTRICIDAD e 0.00 EXCENTRICIDAD MÁXIMA e max 0.83 PRESION CARGAS VERTICALES q cv 1.05 PRESION POR EXCENTRICIDAD qe 0.01 PRESION MÁXIMA EN EL SUELO q max 1.06 PRESION MÍNIMA EN EL SUELO q min 1.05 PRESION ADMISIBLE DEL SUELO q adm 3.00 0.35 5 m BASE A COMPRESIÓN PORCENTAJE DE LA BASE A COMPRESIÓN % 0.01 100 Elaborado: Autor REVISIÓN DE ESTABILIDAD - CONDICIONES DE SERVICIO Y CARGA SÍSMICA ANTES DE LA COLOCACIÓN DE LA SUPERESTRUCTURA Cuadro 3. 46 Diseño estribo derecho -Revisión de estabilidad – Condiciones de servicio y carga sísmica SERVICIO 1 CARGA P HORIZ. P VERT. X (M) (KG) (KG) M (KG-M) FC PESO PROPIO DEL PUENTE (DC) 0 0 2.45 0 0 SOBRECARGA MUERTA (DW) 0 0 2.45 0 0 -101- CARGA VIVA (LL) 0 0 2.45 0 0 CARGA VIVA PEATONAL (PL) 0 0 2.45 0 0 PESO PROPIO (DC) 0 17625 2.52 44463 1 PESO RELLENO (EV) 0 27188 3.91 106307 1 EMPUJE ESTATICO DEL SUELO HORIZONTAL (Eh) 15099 0 2.33 -35231 1 EMPUJE ESTATICO DEL SUELO VERTICAL (Ev) 0 4966 2.91 14457 1 INCREMENTO DINAMICO DEL EMPUJE HOR. (Eah) 8267 0 4.20 -34721 1 INCREMENTO DINAMICO DEL EMPUJE VER. (Eav) 0 2719 2.81 7631 1 SOBRECARGA VIVA DE TRAFICO HORIZ. (LSh) 2725 0 3.50 -9537 1 SOBRECARGA VIVA DE TRAFICO VERT. (LSv) 0 2820 3.83 10811 1 CARGA SÍSMICA PUENTE 0 0 5.88 0 0 CARGA SÍSMICA MURO (PANTALLA) 1797 0 3.88 -6963 1 EMPUJE PASIVO 0 0 0.00 0 1 FUERZA DE FRENADO 0 0 0.00 0 0 MOMENTOS ESTABILIZADORES Me 183669 MOMENTOS VOLCADORES Mv -86452 FACTOR DE SEGURIDAD VOLCAMIENTO FSv 2.12 FUERZAS DESLIZANTES Fd 27888 FUERZAS VERTICALES Fv 55317 FUERZA DE FRICCIÓN SUELO-MURO Ff 31937 FACTOR DE SEGURIDAD DESLIZAMIENTO FSd 1.15 DIST. DE LA RESULTANTE A LA PUNTA 1.76 EXCENTRICIDAD e 0.74 EXCENTRICIDAD MÁXIMA e max 0.83 PRESION CARGAS VERTICALES q cv 1.11 -102- 0.89 PRESION POR EXCENTRICIDAD qe 0.99 PRESION MÁXIMA EN EL SUELO q max 2.09 PRESION MÍNIMA EN EL SUELO q min 0.12 PRESION ADMISIBLE DEL SUELO q adm 4.00 0.52 5 m BASE A COMPRESIÓN PORCENTAJE DE LA BASE A COMPRESIÓN % 100 Elaborado: Autor REVISIÓN DE ESTABILIDAD - CONDICIONES DE SERVICIO LUEGO DE LA COLOCACIÓN DE LA SUPERESTRUCTURA Cuadro 3. 47 Diseño estribo derecho Revisión de estabilidad – Condiciones de servicio- Luego de colocación SERVICIO 1 CARGA P HORIZ. (KG) P VERT. X (KG) (M) M (KG-M) FC PESO PROPIO DEL PUENTE (DC) 0 5361 2.45 37634 1 SOBRECARGA MUERTA (DW) 0 910 2.45 2229 1 CARGA VIVA (LL) 0 7038 2.45 17243 1 CARGA VIVA PEATONAL (PL) 0 744 2.45 1823 1 PESO PROPIO (DC) 0 17625 2.52 44463 1 PESO RELLENO (EV) 0 27188 3.91 106307 1 EMPUJE ESTATICO DEL SUELO HORIZONTAL (Eh) 15099 0 2.33 -35231 1 EMPUJE ESTATICO DEL SUELO VERTICAL (Ev) 0 4966 2.91 14457 1 INCREMENTO DINAMICO DEL EMPUJE HOR. (Eah) 0 0 4.20 0 0 INCREMENTO DINAMICO DEL EMPUJE VER. (Eav) 0 0 2.81 0 0 SOBRECARGA VIVA DE TRAFICO HORIZ. (LSh) 2725 0 3.50 -9537 1 SOBRECARGA VIVA DE TRAFICO VERT. (LSv) 0 2820 3.83 10811 1 -103- CARGA SÍSMICA PUENTE 0 0 5.88 0 0 CARGA SÍSMICA MURO (PANTALLA) 0 0 3.88 0 0 EMPUJE PASIVO 0 0 0.00 0 1 FUERZA DE FRENADO 2877 0 8.80 -25321 1 MOMENTOS ESTABILIZADORES Me 234967 MOMENTOS VOLCADORES Mv -70089 FACTOR DE SEGURIDAD VOLCAMIENTO FSv 3.35 FUERZAS DESLIZANTES Fd 20701 FUERZAS VERTICALES Fv 76651 FUERZA DE FRICCIÓN SUELO-MURO Ff 44254 FACTOR DE SEGURIDAD DESLIZAMIENTO FSd 2.14 DIST. DE LA RESULTANTE A LA PUNTA 2.15 EXCENTRICIDAD e 0.35 EXCENTRICIDAD MÁXIMA e max 0.83 PRESION CARGAS VERTICALES q cv 1.53 PRESION POR EXCENTRICIDAD qe 0.64 PRESION MÁXIMA EN EL SUELO q max 2.18 PRESION MÍNIMA EN EL SUELO q min 0.89 PRESION ADMISIBLE DEL SUELO q adm 3.00 0.73 5 m BASE A COMPRESIÓN PORCENTAJE DE LA BASE A COMPRESIÓN % Elaborado: Autor -104- 100 0.42 REVISIÓN DE ESTABILIDAD - CONDICIONES DE SERVICIO Y CARGA SÍSMICA LUEGO DE LA COLOCACION DE LA SUPERESTRUCTURA Cuadro 3. 48 Diseño estribo derecho -Revisión de estabilidad – condiciones de servicio y carga sísmica SERVICIO 1 CARGA P HORIZ. P VERT. X (M) (KG) (KG) M (KG-M) FC PESO PROPIO DEL PUENTE (DC) 0 15361 2.45 37634 1 SOBRECARGA MUERTA (DW) 0 910 2.45 2229 1 CARGA VIVA (LL) 0 7038 2.45 17243 1 CARGA VIVA PEATONAL (PL) 0 744 2.45 1823 1 PESO PROPIO (DC) 0 17625 2.52 44463 1 PESO RELLENO (EV) 0 27188 3.91 106307 1 EMPUJE ESTATICO DEL SUELO HORIZONTAL (Eh) 15099 0 2.33 -35231 1 EMPUJE ESTATICO DEL SUELO VERTICAL (Ev) 0 4966 2.91 14457 1 INCREMENTO DINAMICO DEL EMPUJE HOR. (Eah) 8267 0 4.20 -34721 1 INCREMENTO DINAMICO DEL EMPUJE VER. (Eav) 0 2719 2.81 7631 1 SOBRECARGA VIVA DE TRAFICO HORIZ. (LSh) 2725 0 3.50 -9537 1 SOBRECARGA VIVA DE TRAFICO VERT. (LSv) 0 2820 3.83 10811 1 CARGA SÍSMICA PUENTE 3200 0 5.88 -18801 1 CARGA SÍSMICA MURO (PANTALLA) 1797 0 3.88 -6963 1 EMPUJE PASIVO 0 0 0.00 0 1 FUERZA DE FRENADO 2877 0 8.80 -25321 1 MOMENTOS ESTABILIZADORES Me 242598 MOMENTOS VOLCADORES Mv -130574 FACTOR DE SEGURIDAD VOLCAMIENTO FSv 1.86 FUERZAS DESLIZANTES Fd 33965 FUERZAS VERTICALES Fv 79370 -105- FUERZA DE FRICCIÓN SUELO-MURO Ff 45824 FACTOR DE SEGURIDAD DESLIZAMIENTO FSd 1.35 DIST. DE LA RESULTANTE A LA PUNTA 1.41 EXCENTRICIDAD e 1.09 EXCENTRICIDAD MÁXIMA e max 0.83 PRESION CARGAS VERTICALES q cv 1.59 PRESION POR EXCENTRICIDAD qe 2.07 PRESION MÁXIMA EN EL SUELO q max 3.75 PRESION MÍNIMA EN EL SUELO q min 0.00 PRESION ADMISIBLE DEL SUELO q adm 4.00 0.94 4 m BASE A COMPRESIÓN PORCENTAJE DE LA BASE A COMPRESIÓN % 1.31 85 Elaborado: Autor Cuadro 3. 49 Diseño estribo derecho -Combinación: Extremo 1 COMBINACION: EXTREMO 1 CARGA P HORIZ. P VERT. X (M) (KG) (KG) M (KG-M) FC PESO PROPIO DEL PUENTE (DC) 0 19201 2.45 47042 1.25 SOBRECARGA MUERTA (DW) 0 1137 2.45 2786 1.25 CARGA VIVA (LL) 0 3519 2.45 8622 0.5 CARGA VIVA PEATONAL (PL) 0 372 2.45 912 0.5 PESO PROPIO (DC) 0 22031 2.52 55578 1.25 PESO RELLENO (EV) 0 36703 3.91 143515 1.35 EMPUJE ESTATICO DEL SUELO HORIZONTAL (Eh) 22649 0 2.33 -52847 1.5 EMPUJE ESTATICO DEL SUELO VERTICAL (Ev) 0 7449 2.91 21686 1.5 INCREMENTO DINAMICO DEL EMPUJE HOR. (Eah) 8267 0 4.20 -34721 1 INCREMENTO DINAMICO DEL EMPUJE VER. (Eav) 0 2719 2.81 7631 1 SOBRECARGA VIVA DE TRAFICO HORIZ. (LSh) 1362 0 3.50 -4768 0.5 -106- SOBRECARGA VIVA DE TRAFICO VERT. (LSv) 0 1410 3.83 5406 0.5 CARGA SÍSMICA PUENTE 3200 0 5.88 -18801 1 CARGA SÍSMICA MURO (PANTALLA) 1797 0 3.88 -6963 1 EMPUJE PASIVO 0 0 0.00 0 1.35 FUERZA DE FRENADO 1439 0 9 -12661 0.5 Elaborado: Autor Cuadro 3. 50 Diseño estribo derecho - Esfuerzos en la pantalla ESFUERZOS EN LA PANTALLA CARGA MU PANTALLA (KG-M) VU PANTALLA (KG) PESO PROPIO DEL PUENTE (DC) 0 0 SOBRECARGA MUERTA (DW) 0 0 CARGA VIVA (LL) 0 0 CARGA VIVA PEATONAL (PL) 0 0 PESO PROPIO (DC) 0 0 PESO RELLENO (EV) 0 0 EMPUJE ESTATICO DEL SUELO HORIZONTAL (Eh) 37615 14289 EMPUJE ESTATICO DEL SUELO VERTICAL (Ev) 0 0 INCREMENTO DINAMICO DEL EMPUJE HOR. (Eah) 24714 5216 INCREMENTO DINAMICO DEL EMPUJE VER. (Eav) 0 0 SOBRECARGA VIVA DE TRAFICO HORIZ. (LSh) 3801 1082 SOBRECARGA VIVA DE TRAFICO VERT. (LSv) 0 0 CARGA SÍSMICA PUENTE 16401 3200 CARGA SÍSMICA MURO (PANTALLA) 5615 1797 EMPUJE PASIVO -585 0 FUERZA DE FRENADO 11582 1439 99143 27022 Elaborado: Autor -107- Cuadro 3. 51 Diseño estribo derecho – Momentos en la base, distancia de las cargas MOMENTOS EN LA BASE BASE A COMPRESION X (M) Q (KG/CM2) PRESION EN LA PUNTA DEL PIE 5 3.67 PRESION EN LA CARA DEL PIE 2.75 2.07 PRESION EN LA CARA DEL TALON 2 1.54 CAMBIO DE SIGNO 0.00 0.12 PRESION EN LA PUNTA DEL TALON 0 0.12 P (KG) Xo (M) M (KG-M) 64503 1.13 72565 P (KG) Xo (M) M (KG-M) TALON PRESION SUELO 16523 0.67 11015 TALON RELLENO 38113 1 38113 PIE 5.00 RESULTANTE 27098 CORTE EN LA BASE, DISTANCIA DE LAS CARAS d= X (M) Q (KG/CM2) PRESION EN LA PUNTA DEL PIE 5 3.67 PRESION DISTANCIA "d" DE LA CARA DEL PIE 3.4375 2.56 PRESION DISTANCIA "d" DE LA CARA DEL TALON 1.3125 1.05 CAMBIO DE SIGNO 0.00 0.12 PRESION EN LA PUNTA DEL TALON 0 0.12 P (KG) PIE 48606 P (KG) TALON PRESION SUELO 6114 TALON RELLENO 25012 RESULTANTE 18898 -108- Elaborado: Autor Cuadro 3. 52 Diseño estribo derecho - Diseño Estructural de los elementos DISEÑO ESTRUCTURAL DE LOS ELEMENTOS DISEÑO DE LA PANTALLA DISEÑO A CORTE h 75 CM de 68.6 CM dv 61.74 CM Φ 0.9 RESISTENCIA A CORTE DE LA SECCIÓN ΦVc 49754 KG ESFUERZO DE CORTE GENERADO Vu 27022 KG Vu/ΦVc 0.54 MOMENTO ULTIMO DE DISEÑO Mu 99143 KG-M DIÁMETRO DE LA VARILLA Φv 28 MM SEPARACIÓN s 15 CM ACERO TOTAL COLOCADO As 41.1 CM2 CUANTIA COLOCADA ρ col 0.0060 fr 5.13 Sc 93750000 MM3 1.2*Mcr 58922 KG-M 1.33*Mu 131860 KG-M M min 58922 KG-M ΦMn 100809 KG-M M/ 0.983 PERALTE EFECTIVO DE LA SECCIÓN d 68.6 CM RECUBRIMIENTO DE LAS VARILLAS r 5 CM OK DISEÑO A FLEXIÓN MOMENTO RESISTENTE REFUERZO MÍNIMO DE CONTRACCION Y TEMPERATURA -109- OK REFUERZO VERTICAL FRONTAL CUANTÍA DE ACERO MIN DIR. VERT. (FRENTE) ρ min 0.0009 ACERO MIN DIR. VERTICAL (FRENTE) As min 6.75 CM2 DIAMETRO DE LA VARILLA Φv 14 MM SEPARACION COLOCADA S col 20 CM NUMERO DE VARILLAS # VAR 5.0 U ACERO COLOCADO As col 7.70 CM2 CUANTIA COLOCADA ρ col 0.0010 AS COLOCADO / AS REQUERIDO ρ min/ρ col 0.88 REFUERZO COLOCADO 1Φ14@20cm OK REFUERZO HORIZONTAL CUANTÍA DE ACERO MIN DIR. VERT. (FRENTE) ρ min 0.0009 ACERO MIN DIR. VERTICAL (FRENTE) As min 6.75 CM2 DIAMETRO DE LA VARILLA Φv 14 MM SEPARACION COLOCADA S col 20 CM NUMERO DE VARILLAS # VAR 5.0 U ACERO COLOCADO As col 7.70 CM2 CUANTIA COLOCADA ρ col 0.0010 AS COLOCADO / AS REQUERIDO ρ min/ρ col 0.88 REFUERZO COLOCADO 1Φ14@20cm OK MATERIALES RESISTENCIA DEL HORMIGÓN f'c 280 KG/CM2 LIMITE DE FLUENCIA DEL ACERO fy 4200 KG/CM2 Elaborado: Autor -110- Cuadro 3. 53 Diseño estribo derecho - Diseño del pie DISEÑO DEL PIE DISEÑO A CORTE h 75 CM de 68.75 CM dv 61.875 CM Φ 0.9 RESISTENCIA A CORTE DE LA SECCIÓN ΦVc 49863 KG 0.97 ESFUERZO DE CORTE GENERADO Vu 48606 KG OK MOMENTO ULTIMO DE DISEÑO Mu 72565 KG-M DIÁMETRO DE LA VARILLA Φv 25 MM SEPARACIÓN s 15 CM ACERO TOTAL COLOCADO As 32.7 CM2 CUANTIA COLOCADA ρ col 0.0048 fr 5 Sc 93750000 MM3 1.2*Mcr 58922 KG-M 1.33*Mu 96512 KG-M M min 58922 KG-M ΦMn 81461 KG-M M/ΦMn 0.891 PERALTE EFECTIVO DE LA SECCIÓN d 68.75 CM RECUBRIMIENTO DE LAS VARILLAS r 5 CM h 75 CM de 68.9 CM dv 62.01 CM Φ 0.9 ΦVc 49971 KG 0.38 Vu 18898 KG OK MOMENTO ULTIMO DE DISEÑO Mu 27098 KG-M DIÁMETRO DE LA VARILLA Φv 22 MM s 25 CM As 15.2 CM2 DISEÑO A FLEXIÓN MOMENTO RESISTENTE OK DISEÑO DEL TALON DISEÑO A CORTE RESISTENCIA A CORTE DE LA SECCIÓN ESFUERZO DE CORTE GENERADO DISEÑO A FLEXIÓN SEPARACIÓN ACERO TOTAL COLOCADO -111- ρ col 0.0022 fr 5 Sc 93750000 MM3 1.2*Mcr 58922 KG-M 1.33*Mu 36040 KG-M M min 36040 KG-M ΦMn 38828 KG-M M/ΦMn 0.928 PERALTE EFECTIVO DE LA SECCIÓN d 68.90 CM RECUBRIMIENTO DE LAS VARILLAS r 5 CM CUANTÍA DE ACERO MIN DIR. VERT. (FRENTE) ρ min 0.0009 ACERO MIN DIR. VERTICAL (FRENTE) As min 6.75 CM2 DIAMETRO DE LA VARILLA Φv 14 MM SEPARACION COLOCADA S col 20 CM NUMERO DE VARILLAS # VAR 5.0 U ACERO COLOCADO As col 7.70 CM2 CUANTIA COLOCADA ρ col 0.0024 AS COLOCADO / AS REQUERIDO ρ min/ρ col 0.88 CUANTIA COLOCADA MOMENTO RESISTENTE OK REFUERZO HORIZONTAL 1Φ14@20cm REFUERZO COLOCADO Elaborado: Autor -112- OK Cuadro 3. 54 Diseño estribo derecho - Diseño del espaldón DISEÑO DEL ESPALDON DISEÑO A CORTE h 25 CM de 19.4 CM dv 18 CM Φ 0.9 RESISTENCIA A CORTE DE LA SECCIÓN ΦVc 14506 KG 0.18 ESFUERZO DE CORTE GENERADO Vu 2563 KG OK MOMENTO ULTIMO DE DISEÑO Mu 828 KG-M DIÁMETRO DE LA VARILLA Φv 12 MM SEPARACIÓN s 25 CM ACERO TOTAL COLOCADO As 4.5 CM2 CUANTIA COLOCADA ρ col 0.0023 fr 5 Sc 10416667 MM3 1.2*Mcr 6547 KG-M 1.33*Mu 1101 KG-M M min 1101 KG-M ΦMn 3249 KG-M M/ΦMn 0.339 PERALTE EFECTIVO DE LA SECCIÓN d 19.4 CM RECUBRIMIENTO DE LAS VARILLAS r 5 CM CUANTÍA DE ACERO MIN DIR. VERT. (FRENTE) ρ min 0.0009 ACERO MIN DIR. VERTICAL (FRENTE) As min 2.25 CM2 DIAMETRO DE LA VARILLA Φv 10 MM DISEÑO A FLEXIÓN MOMENTO RESISTENTE OK REFUERZO HORIZONTAL -113- SEPARACION COLOCADA S col 25 CM NUMERO DE VARILLAS # VAR 4.0 U ACERO COLOCADO As col 3.14 CM2 CUANTIA COLOCADA ρ col 0.0069 AS COLOCADO / AS REQUERIDO ρ min/ρ col 0.72 REFUERZO COLOCADO 1Φ10@25cm OK Elaborado: Autor Cuadro 3. 55 Diseño estribo izquierdo H=8.90M DISEÑO ESTRIBO IZQUIERDO H=8.90M MATERIALES PESO ESPECIFICO DEL HORMIGÓN γh 2400 KG/M3 PESO ESPECIFICO DEL RELLENO γr 2000 KG/M3 ANCHO DEL APOYO 10.4 M CARGA REACCION (KG) P POR M DE MURO (KG) X (M) M (KG-M) PESO PROPIO DEL PUENTE (DC) 159752 15361 3 46082 SOBRECARGA MUERTA (DW) 9460 910 3 2729 CARGA VIVA (LL) 73195 7038 3 21114 CARGA VIVA PEATONAL (PL) 7740 744 3 2233 Elaborado: Autor Cuadro 3. 56 Diseño estribo izquierdo – Análisis de Peso Propio PESO PROPIO Y RELLENO DEL MURO ALTURA TOTAL H 8.9 -114- M ESPESOR SUPERIOR PANTALLA Tps 0.4 M ESPESOR INFERIOR PANTALLA Tpi 1 M BASE B 6.3 M ESPESOR DE LA BASE Tb 1 M PIE Pie 2.8 M TALON Talón 2.5 M ELEMENTO AREA (M2) PESO (KG) X (M) M (KG-M) MURO 1 (base) 6.3 15120 3.15 47628 MURO 2 (pantalla sección rectangular) 3.16 7584 3.00 22752 MURO 3 (pantalla porción inclinada) 2.37 5688 3.40 19339 TOTAL 11.83 28392 3.16 89719 ELEMENTO AREA (M2) PESO (KG) X (M) M (KG-M) RELLENO 1 2.37 4740 3.60 17064 RELLENO 2 19.75 39500 5.05 199475 TOTAL 22.12 44240 4.89 216539 ANALISIS PESO PROPIO (DC) ANALISIS RELLENO (EV) Elaborado: Autor Cuadro 3. 57 Diseño estribo izquierdo – Empuje del suelo EMPUJE DEL SUELO (EHh y EHv) ÁNGULO DE FRICCIÓN INTERNA Φ 30 ° INCLINACION DEL TERRENO i 0 ° INCLINACION POSTERIOR DE LA PANTALLA β 4.3 ° ÁNGULO FRICCIÓN ESTRUCTURA-SUELO δ 15.0 ° ÁNGULO DE INERCIA SISMICO θ 15.9 ° COEFICIENTE DE ACELERACIÓN HORIZONTAL Kh 0.25 COEFICIENTE DE ACELERACIÓN VERTICAL Kv 0.13 -115- ALT SUELO EXTER AL MURO 1.50 COEFICIENTE DE EMPUJE ACTIVO (ESTATICO) Ka 0.33 COEFICIENTE DE EMPUJE ACTIVO (DINAMICO) Kae 0.58 ÁNGULO ENTRE FUERZA DE EMPUJE Y LA HORIZ. 19.3 ° FUERZAS HORIZONTALES FUERZAS VERTICALES P (KG) PH (KG) X (M) M (KG-M) PV (KG) X (M) M (KG-M) EMPUJE ESTATICO DEL SUELO 26368 EMPUJE DINAMICO DEL SUELO 40519 INCREMENTO DINAMICO DEL EMPUJE 14151 EMPUJE PASIVO EXTERIOR 6759 24879 2.97 73809 8734 3.65 31884 13352 5.34 71302 4687 3.47 16267 0.50 -3380 Elaborado: Autor Cuadro 3. 58 Diseño estribo izquierdo - Sobrecarga viva de tráfico SOBRECARGA VIVA DE TRAFICO (LS) ALTURA DEL ESTRIBO 8.9 M ALTURA ADICIONAL POR CARGA VEHICULAR 0.6 M P (KG) X (M) M (KG-M) CARGA HORIZONTAL POR TRAFICO 3555 4.45 15821 CARGA VERTICAL POR TRAFICO 3720 4.77 17742 Elaborado: Autor Cuadro 3. 59 Diseño estribo izquierdo – Carga sísmica CARGA SÍSMICA (EQ) COEFICIENTE DE ACELERACIÓN A 0.25 COEFICIENTE DE RESPUESTA SÍSMICA Csm 0.625 FACTOR DE MODIFICACION DE RESPUESTA R 3 FACTOR SISMICO FSIS 0.21 CARGA SÍSMICA PUENTE EQp 3200 KG CARGA SÍSMICA MURO (PANTALLA) EQm 2765 KG -116- PERALTE DE LA VIGA 1.125 M PUNTO DE APLICACIÓN CARGA SÍSMICA PANTALLA Xpant 4.95 M PUNTO APLICACIÓN CARGA SÍSMICA PUENTE X puente 7.775 M Elaborado: Autor Cuadro 3. 60 Diseño estribo izquierdo – Fuerza de frenado FUERZA DE FRENADO (BR) PESO CAMION DE DISEÑO 45000 KG NUMERO CARRILES CARGADOS 2 FACTOR DE PRESENCIA MULTIPLE 1 CARGA TOTAL 29925 KG CARGA POR METRO DE ESTRIBO 2877 KG PUNTO DE APLICACIÓN DE LA CARGA 10.7 M MOMENTO 30788 KG-M Elaborado: Autor Cuadro 3. 61 Diseño estribo izquierdo - Resumen de cargas RESUMEN DE CARGAS P HORIZ. (KG) P VERT. (KG) X (M) M (KG-M) PESO PROPIO DEL PUENTE (DC) 15360.7692 3.00 46082 SOBRECARGA MUERTA (DW) 909.615385 3.00 2729 CARGA VIVA (LL) 7037.98077 3.00 21114 CARGA VIVA PEATONAL (PL) 744.230769 3.00 2233 PESO PROPIO (DC) 28392 3.16 89719 PESO RELLENO (EV) 44240 4.89 216539 2.97 -73809 365 31884 5.34 -71302 3.47 16267 4.45 -15821 4.77 17742 EMPUJE ESTATICO DEL SUELO HORIZONTAL (Eh) 24879 EMPUJE ESTATICO DEL SUELO VERTICAL (Ev) INCREMENTO DINAMICO DEL EMPUJE HOR. (Eah) 8734 13352 INCREMENTO DINAMICO DEL EMPUJE VER. (Eav) SOBRECARGA VIVA DE TRAFICO HORIZ. (LSh) 4687 3555 SOBRECARGA VIVA DE TRAFICO VERT. (LSv) 3720 -117- CARGA SÍSMICA PUENTE 3200 7.78 -24881 CARGA SÍSMICA MURO (PANTALLA) 2765 4.95 -13687 EMPUJE PASIVO -6759 0.50 3380 CARGA DE FRENADO 2877 10.70 -30788 Elaborado: Autor Cuadro 3. 62 Diseño estribo izquierdo - Revisión de estabilidad – Antes de la colocación REVISIÓN DE ESTABILIDAD - CONDICIONES DE SERVICIO ANTES DE LA COLOCACION DE LA SUPERESTRUCTURA SERVICIO 1 P HORIZ. (KG) CARGA P VERT. (KG) X (M) M (KG-M) FC PESO PROPIO DEL PUENTE (DC) 0 0 3.00 0 0 SOBRECARGA MUERTA (DW) 0 0 3.00 0 0 CARGA VIVA (LL) 0 0 3.00 0 0 CARGA VIVA PEATONAL (PL) 0 0 3.00 0 0 PESO PROPIO (DC) 0 28392 3.16 89719 1 PESO RELLENO (EV) 0 44240 4.89 216539 1 0 2.97 -73809 1 31884 1 EMPUJE ESTATICO DEL SUELO HORIZONTAL (Eh) 24879 EMPUJE ESTATICO DEL SUELO VERTICAL (Ev) 0 8734 3.65 INCREMENTO DINAMICO DEL EMPUJE HOR. (Eah) 0 0 5.34 0 0 INCREMENTO DINAMICO DEL EMPUJE VER. (Eav) 0 0 3.47 0 0 SOBRECARGA VIVA DE TRAFICO HORIZ. (LSh) 3555 0 4.45 -15821 1 SOBRECARGA VIVA DE TRAFICO VERT. (LSv) 0 3720 4.77 17742 1 CARGA SÍSMICA PUENTE 0 0 7.78 0 0 CARGA SÍSMICA MURO (PANTALLA) 0 0 4.95 0 0 -6759 0 0.50 3380 1 0 0 0.00 0 0 EMPUJE PASIVO FUERZA DE FRENADO -118- MOMENTOS ESTABILIZADORES Me 359263 MOMENTOS VOLCADORES Mv -89630 FACTOR DE SEGURIDAD VOLCAMIENTO FSv 4.01 FUERZAS DESLIZANTES Fd 21676 FUERZAS VERTICALES Fv 85086 FUERZA DE FRICCIÓN SUELO-MURO Ff 55883 FACTOR DE SEGURIDAD DESLIZAMIENTO FSd 2.58 DIST. DE LA RESULTANTE A LA PUNTA 3.17 EXCENTRICIDAD e 0.02 EXCENTRICIDAD MÁXIMA e max 1.05 PRESION CARGAS VERTICALES q cv 1.35 PRESION POR EXCENTRICIDAD qe 0.02 PRESION MÁXIMA EN EL SUELO q max 1.37 PRESION MÍNIMA EN EL SUELO q min 1.33 PRESION ADMISIBLE DEL SUELO q adm 3.00 BASE A COMPRESIÓN 6.3 PORCENTAJE DE LA BASE A COMPRESIÓN % 0.02 0.46 m 100 Elaborado: Autor REVISIÓN DE ESTABILIDAD - CONDICIONES DE SERVICIO Y CARGA SÍSMICA ANTES DE LA COLOCACION DE LA SUPERESTRUCTURA Cuadro 3. 63 Diseño estribo izquierdo - Revisión de estabilidad – condiciones de servicio y carga sísmica SERVICIO 1 -119- CARGA P HORIZ. P VERT. (KG) (KG) X (M) M (KGC M) PESO PROPIO DEL PUENTE (DC) 0 0 3.00 0 0 SOBRECARGA MUERTA (DW) 0 0 3.00 0 0 CARGA VIVA (LL) 0 0 3.00 0 0 CARGA VIVA PEATONAL (PL) 0 0 3.00 0 0 PESO PROPIO (DC) 0 28392 3.16 89719 1 PESO RELLENO (EV) 0 44240 4.89 216539 1 EMPUJE ESTATICO DEL SUELO HORIZONTAL (Eh) 24879 0 2.97 -73809 1 EMPUJE ESTATICO DEL SUELO VERTICAL (Ev) 0 8734 3.65 31884 1 INCREMENTO DINAMICO DEL EMPUJE HOR. (Eah) 13352 0 5.34 -71302 1 INCREMENTO DINAMICO DEL EMPUJE VER. (Eav) 0 4687 3.47 16267 1 SOBRECARGA VIVA DE TRAFICO HORIZ. (LSh) 3555 0 4.45 -15821 1 SOBRECARGA VIVA DE TRAFICO VERT. (LSv) 0 3720 4.77 17742 1 CARGA SÍSMICA PUENTE 0 0 7.78 0 0 CARGA SÍSMICA MURO (PANTALLA) 2765 0 4.95 -13687 1 EMPUJE PASIVO -6759 0 0.50 3380 1 FUERZA DE FRENADO 0 0 0.00 0 0 MOMENTOS ESTABILIZADORES Me 375530 MOMENTOS VOLCADORES Mv -174618 FACTOR DE SEGURIDAD VOLCAMIENTO FSv 2.15 FUERZAS DESLIZANTES Fd 37793 FUERZAS VERTICALES Fv 89773 FUERZA DE FRICCIÓN SUELO-MURO Ff 58590 FACTOR DE SEGURIDAD DESLIZAMIENTO FSd 1.55 DIST. DE LA RESULTANTE A LA PUNTA 2.24 EXCENTRICIDAD e 0.91 EXCENTRICIDAD MÁXIMA e max 1.05 PRESION CARGAS VERTICALES q cv 1.42 PRESION POR EXCENTRICIDAD qe 1.24 -120- 0.87 PRESION MÁXIMA EN EL SUELO q max 2.66 PRESION MÍNIMA EN EL SUELO q min 0.19 PRESION ADMISIBLE DEL SUELO q adm 4.00 0.67 6.3 m BASE A COMPRESIÓN PORCENTAJE DE LA BASE A COMPRESIÓN % 100 Elaborado: Autor REVISIÓN DE ESTABILIDAD - CONDICIONES DE SERVICIO LUEGO DE LA COLOCACION DE LA SUPERESTRUCTURA SERVICIO 1 Cuadro 3. 64 Diseño estribo izquierdo - Revisión estabilidad – Luego de colocación CARGA P HORIZ. (KG) P VERT. X (M) (KG) M (KGFC M) PESO PROPIO DEL PUENTE (DC) 0 15361 3.00 46082 1 SOBRECARGA MUERTA (DW) 0 910 3.00 2729 1 CARGA VIVA (LL) 0 7038 3.00 21114 1 CARGA VIVA PEATONAL (PL) 0 744 3.00 2233 1 PESO PROPIO (DC) 0 28392 3.16 89719 1 PESO RELLENO (EV) 0 44240 4.89 216539 1 EMPUJE ESTATICO DEL SUELO HORIZONTAL (Eh) 24879 0 2.97 -73809 1 EMPUJE ESTATICO DEL SUELO VERTICAL (Ev) 0 8734 3.65 31884 1 INCREMENTO DINAMICO DEL EMPUJE HOR. (Eah) 0 0 5.34 0 0 INCREMENTO DINAMICO DEL EMPUJE VER. (Eav) 0 0 3.47 0 0 SOBRECARGA VIVA DE TRAFICO HORIZ. (LSh) 3555 0 4.45 -15821 1 SOBRECARGA VIVA DE TRAFICO VERT. (LSv) 0 3720 4.77 17742 1 CARGA SÍSMICA PUENTE 0 0 7.78 0 0 CARGA SÍSMICA MURO (PANTALLA) 0 0 4.95 0 0 EMPUJE PASIVO -6759 0 0.50 3380 1 FUERZA DE FRENADO 2877 0 10.70 -30788 1 -121- MOMENTOS ESTABILIZADORES Me 431421 MOMENTOS VOLCADORES Mv -120418 FACTOR DE SEGURIDAD VOLCAMIENTO FSv 3.58 FUERZAS DESLIZANTES Fd 24553 FUERZAS VERTICALES Fv 109138 FUERZA DE FRICCIÓN SUELO-MURO Ff 69770 FACTOR DE SEGURIDAD DESLIZAMIENTO FSd 2.84 DIST. DE LA RESULTANTE A LA PUNTA 2.85 EXCENTRICIDAD e 0.30 EXCENTRICIDAD MÁXIMA e max 1.05 PRESION CARGAS VERTICALES q cv 1.73 PRESION POR EXCENTRICIDAD qe 0.50 PRESION MÁXIMA EN EL SUELO q max 2.23 PRESION MÍNIMA EN EL SUELO q min 1.24 PRESION ADMISIBLE DEL SUELO q adm 3.00 0.74 6.3 m BASE A COMPRESIÓN PORCENTAJE DE LA BASE A COMPRESIÓN % Elaborado: Autor -122- 100 0.29 REVISIÓN DE ESTABILIDAD - CONDICIONES DE SERVICIO Y CARGA SÍSMICA LUEGO DE LA COLOCACION DE LA SUPERESTRUCTURA Cuadro 3. 65 Diseño estribo izquierdo Revisión de estabilidad-condiciones de servicio y carga sísmica SERVICIO 1 CARGA P HORIZ. P VERT. X (M) (KG) (KG) M (KGFC M) PESO PROPIO DEL PUENTE (DC) 0 15361 3.00 46082 1 SOBRECARGA MUERTA (DW) 0 910 3.00 2729 1 CARGA VIVA (LL) 0 7038 3.00 21114 1 CARGA VIVA PEATONAL (PL) 0 744 3.00 2233 1 PESO PROPIO (DC) 0 28392 3.16 89719 1 PESO RELLENO (EV) 0 44240 4.89 216539 1 EMPUJE ESTATICO DEL SUELO HORIZONTAL (Eh) 24879 0 2.97 -73809 1 EMPUJE ESTATICO DEL SUELO VERTICAL (Ev) 0 8734 3.65 31884 1 INCREMENTO DINAMICO DEL EMPUJE HOR. (Eah) 13352 0 5.34 -71302 1 INCREMENTO DINAMICO DEL EMPUJE VER. (Eav) 0 4687 3.47 16267 1 SOBRECARGA VIVA DE TRAFICO HORIZ. (LSh) 3555 0 4.45 -15821 1 SOBRECARGA VIVA DE TRAFICO VERT. (LSv) 0 3720 4.77 17742 1 CARGA SÍSMICA PUENTE 3200 0 7.78 -24881 1 CARGA SÍSMICA MURO (PANTALLA) 2765 0 4.95 -13687 1 EMPUJE PASIVO -6759 0 0.50 3380 1 FUERZA DE FRENADO 2877 0 10.70 -30788 1 MOMENTOS ESTABILIZADORES Me 447688 MOMENTOS VOLCADORES Mv -230288 FACTOR DE SEGURIDAD VOLCAMIENTO FSv 1.94 FUERZAS DESLIZANTES Fd 43871 FUERZAS VERTICALES Fv 113826 -123- FUERZA DE FRICCIÓN SUELO-MURO Ff 72476 FACTOR DE SEGURIDAD DESLIZAMIENTO FSd 1.65 DIST. DE LA RESULTANTE A LA PUNTA 1.91 EXCENTRICIDAD e 1.24 EXCENTRICIDAD MÁXIMA e max 1.05 PRESION CARGAS VERTICALES q cv 1.81 PRESION POR EXCENTRICIDAD qe 2.13 PRESION MÁXIMA EN EL SUELO q max 3.97 PRESION MÍNIMA EN EL SUELO q min 0.00 PRESION ADMISIBLE DEL SUELO q adm 4.00 0.99 6 m BASE A COMPRESIÓN PORCENTAJE DE LA BASE A COMPRESIÓN % 1.18 91 Elaborado: Autor Cuadro 3. 66 Diseño estribo: izquierdo Combinación: Extremo 1 COMBINACION: EXTREMO 1 CARGA P P VERT. M (KGHORIZ X (M) FC (KG) M) . (KG) PESO PROPIO DEL PUENTE (DC) 0 19201 3.00 57603 1.25 SOBRECARGA MUERTA (DW) 0 1137 3.00 3411 1.25 CARGA VIVA (LL) 0 3519 3.00 10557 0.5 CARGA VIVA PEATONAL (PL) 0 372 3.00 1116 0.5 -124- PESO PROPIO (DC) 0 35490 3.16 112149 1.25 PESO RELLENO (EV) 0 59724 4.89 292328 1.35 37319 0 2.97 -110714 1.5 EMPUJE ESTATICO DEL SUELO VERTICAL (Ev) 0 13101 3.65 47826 1.5 INCREMENTO DINAMICO DEL EMPUJE HOR. (Eah) 13352 0 5.34 -71302 1 INCREMENTO DINAMICO DEL EMPUJE VER. (Eav) 0 4687 3.47 16267 1 SOBRECARGA VIVA DE TRAFICO HORIZ. (LSh) 1778 0 4.45 -7910 0.5 SOBRECARGA VIVA DE TRAFICO VERT. (LSv) 0 1860 4.77 8871 0.5 CARGA SÍSMICA PUENTE 3200 0 7.78 -24881 1 CARGA SÍSMICA MURO (PANTALLA) 2765 0 4.95 -13687 1 EMPUJE PASIVO -9125 0 0.50 4562 1.35 FUERZA DE FRENADO 1439 0 11 -15394 0.5 EMPUJE ESTATICO HORIZONTAL (Eh) DEL SUELO Elaborado: Autor Cuadro 3. 67 Diseño estribo izquierdo – Esfuerzos en la pantalla ESFUERZOS EN LA PANTALLA CARGA MU PANTALLA (KG-M) VU PANTALLA (KG) PESO PROPIO DEL PUENTE (DC) 0 0 SOBRECARGA MUERTA (DW) 0 0 CARGA VIVA (LL) 0 0 CARGA VIVA PEATONAL (PL) 0 0 PESO PROPIO (DC) 0 0 -125- PESO RELLENO (EV) 0 0 EMPUJE ESTATICO DEL SUELO HORIZONTAL (Eh) 77431 22823 EMPUJE ESTATICO DEL SUELO VERTICAL (Ev) 0 0 INCREMENTO DINAMICO DEL EMPUJE HOR. (Eah) 49867 8166 INCREMENTO DINAMICO DEL EMPUJE VER. (Eav) 0 0 SOBRECARGA VIVA DE TRAFICO HORIZ. (LSh) 6233 1390 SOBRECARGA VIVA DE TRAFICO VERT. (LSv) 0 0 CARGA SÍSMICA PUENTE 21681 3200 CARGA SÍSMICA MURO (PANTALLA) 10922 2765 EMPUJE PASIVO -169 0 FUERZA DE FRENADO 13955 1439 179919 39783 X (M) Q (KG/CM2) PRESION EN LA PUNTA DEL PIE 6.3 4.13 PRESION EN LA CARA DEL PIE 3.5 2.42 PRESION EN LA CARA DEL TALON 2.5 1.81 CAMBIO DE SIGNO 0.00 0.28 PRESION EN LA PUNTA DEL TALON 0 0.28 P (KG) Xo (M) M (KG-M) 91762 1.40 128467 P (KG) Xo (M) M (KG-M) TALON PRESION SUELO 26168 0.83 21807 TALON RELLENO 61584 1.25 76980 MOMENTOS EN LA BASE BASE A COMPRESION PIE 6.30 RESULTANTE 55173 Elaborado: Autor Cuadro 3. 68 Diseño estribo izquierdo - Momentos en la base, distancia de las cargas -126- CORTE EN LA BASE, DISTANCIA DE LAS CARAS d= X (M) Q (KG/CM2) PRESION EN LA PUNTA DEL PIE 6.3 4.13 PRESION DISTANCIA "d" DE LA CARA DEL PIE 4.436 2.99 PRESION DISTANCIA "d" DE LA CARA DEL TALON 1.564 1.24 CAMBIO DE SIGNO 0.00 0.28 PRESION EN LA PUNTA DEL TALON 0 0.28 P (KG) PIE 66418 P (KG) TALON PRESION SUELO 7474 TALON RELLENO 38527 RESULTANTE 31053 Elaborado: Autor Cuadro 3. 69 Diseño estribo izquierdo –Diseño Estructural de los elementos DISEÑO ESTRUCTURAL DE LOS ELEMENTOS DISEÑO DE LA PANTALLA DISEÑO A CORTE h 100 CM de 93.6 CM dv 84.24 CM Φ 0.9 RESISTENCIA A CORTE DE LA SECCIÓN ΦVc 67886 KG ESFUERZO DE CORTE GENERADO Vu 39783 KG Vu/ΦVc 0.59 DISEÑO A FLEXIÓN -127- OK MOMENTO ULTIMO DE DISEÑO Mu 179919 KG-M DIÁMETRO DE LA VARILLA Φv 28 MM SEPARACIÓN s 10 CM ACERO TOTAL COLOCADO As 61.6 CM2 CUANTIA COLOCADA ρ col 0.0066 fr 5.13 Sc 166666667 MM3 1.2*Mcr 104750 KG-M 1.33*Mu 239293 KG-M M min 104750 KG-M ΦMn 205174 KG-M M/ΦMn 0.877 PERALTE EFECTIVO DE LA SECCIÓN d 93.6 CM RECUBRIMIENTO DE LAS VARILLAS r 5 CM MOMENTO RESISTENTE OK REFUERZO MÍNIMO DE CONTRACCION Y TEMPERATURA REFUERZO VERTICAL FRONTAL CUANTÍA DE ACERO MIN DIR. VERT. (FRENTE) ρ min 0.0009 ACERO MIN DIR. VERTICAL (FRENTE) As min 9.00 CM2 DIAMETRO DE LA VARILLA Φv 16 MM SEPARACION COLOCADA S col 20 CM NUMERO DE VARILLAS # VAR 5.0 U ACERO COLOCADO As col 10.05 CM2 CUANTIA COLOCADA ρ col 0.0010 AS COLOCADO / AS REQUERIDO ρ min/ρ col 0.90 REFUERZO COLOCADO 1Φ16@20cm OK REFUERZO HORIZONTAL CUANTÍA DE ACERO MIN DIR. VERT. (FRENTE) ρ min 0.0009 ACERO MIN DIR. VERTICAL (FRENTE) As min 9.00 -128- CM2 DIAMETRO DE LA VARILLA Φv 16 MM SEPARACION COLOCADA S col 20 CM NUMERO DE VARILLAS # VAR 5.0 U ACERO COLOCADO As col 10.05 CM2 CUANTIA COLOCADA ρ col 0.0010 AS COLOCADO / AS REQUERIDO ρ min/ρ col 0.90 REFUERZO COLOCADO 1Φ16@20cm OK MATERIALES RESISTENCIA DEL HORMIGÓN f'c 280 KG/CM2 LIMITE DE FLUENCIA DEL ACERO fy 4200 KG/CM2 Elaborado: Autor Cuadro 3. 70 Diseño estribo izquierdo – Diseño de pie DISEÑO DEL PIE DISEÑO A CORTE h 100 CM de 93.6 CM dv 84.24 CM Φ 0.9 RESISTENCIA A CORTE DE LA SECCIÓN ΦVc 67886 KG 0.98 ESFUERZO DE CORTE GENERADO Vu 66418 KG OK MOMENTO ULTIMO DE DISEÑO Mu 128467 KG-M DIÁMETRO DE LA VARILLA Φv 28 MM SEPARACIÓN s 12.5 CM ACERO TOTAL COLOCADO As 49.3 CM2 CUANTIA COLOCADA ρ col 0.0053 fr 5 DISEÑO A FLEXIÓN -129- Sc 166666667 MM3 1.2*Mcr 104750 KG-M 1.33*Mu 170860 KG-M M min 104750 KG-M ΦMn 166169 KG-M M/ΦMn 0.773 PERALTE EFECTIVO DE LA SECCIÓN d 93.6 CM RECUBRIMIENTO DE LAS VARILLAS r 5 CM h 100 CM de 93.75 CM dv 84.375 CM Φ 0.9 RESISTENCIA A CORTE DE LA SECCIÓN ΦVc 67995 KG 0.46 ESFUERZO DE CORTE GENERADO Vu 31053 KG OK MOMENTO ULTIMO DE DISEÑO Mu 55173 KG-M DIÁMETRO DE LA VARILLA Φv 25 MM SEPARACIÓN s 20 CM ACERO TOTAL COLOCADO As 24.5 CM2 CUANTIA COLOCADA ρ col 0.0026 fr 5 Sc 166666667 MM3 1.2*Mcr 104750 KG-M 1.33*Mu 73381 KG-M M min 73381 KG-M ΦMn 84962 KG-M M/ΦMn 0.864 MOMENTO RESISTENTE OK DISEÑO DEL TALON DISEÑO A CORTE DISEÑO A FLEXIÓN MOMENTO RESISTENTE -130- OK PERALTE EFECTIVO DE LA SECCIÓN d 93.75 CM RECUBRIMIENTO DE LAS VARILLAS r 5 CM CUANTÍA DE ACERO MIN DIR. VERT. (FRENTE) ρ min 0.0009 ACERO MIN DIR. VERTICAL (FRENTE) As min 9.00 CM2 DIAMETRO DE LA VARILLA Φv 16 MM SEPARACION COLOCADA S col 20 CM NUMERO DE VARILLAS # VAR 5.0 U ACERO COLOCADO As col 10.05 CM2 CUANTIA COLOCADA ρ col 0.0020 AS COLOCADO / AS REQUERIDO ρ min/ρ col 0.90 REFUERZO COLOCADO 1Φ16@20cm REFUERZO HORIZONTAL OK Elaborado: Autor Cuadro 3. 71 Diseño estribo izquierdo – Diseño del espaldón DISEÑO DEL ESPALDON DISEÑO A CORTE h 25 CM de 19.4 CM dv 18 CM Φ 0.9 RESISTENCIA A CORTE DE LA SECCIÓN ΦVc 14506 KG 0.18 ESFUERZO DE CORTE GENERADO Vu 2616 KG OK MOMENTO ULTIMO DE DISEÑO Mu 845 KG-M DIÁMETRO DE LA VARILLA Φv 12 MM SEPARACIÓN s 25 CM ACERO TOTAL COLOCADO As 4.5 CM2 DISEÑO A FLEXIÓN -131- ρ col 0.0023 fr 5 Sc 10416667 MM3 1.2*Mcr 6547 KG-M 1.33*Mu 1124 KG-M M min 1124 KG-M ΦMn 3249 KG-M M/ΦMn 0.346 PERALTE EFECTIVO DE LA SECCIÓN d 19.4 CM RECUBRIMIENTO DE LAS VARILLAS r 5 CM CUANTÍA DE ACERO MIN DIR. VERT. (FRENTE) ρ min 0.0009 ACERO MIN DIR. VERTICAL (FRENTE) As min 2.25 CM2 DIAMETRO DE LA VARILLA Φv 10 MM SEPARACION COLOCADA S col 25 CM NUMERO DE VARILLAS # VAR 4.0 U ACERO COLOCADO As col 3.14 CM2 CUANTIA COLOCADA ρ col 0.0069 AS COLOCADO / AS REQUERIDO ρ min/ρ col 0.72 REFUERZO COLOCADO 1Φ10@25cm CUANTIA COLOCADA MOMENTO RESISTENTE OK REFUERZO HORIZONTAL OK Elaborado: Autor 3.3.3 DISEÑO DE LOS MUROS ALA Para los muros de ala, se tiene el mismo diseño de los estribos, la única diferencia radica en que no se aplican las cargas provenientes de la superestructura. A continuación se detallan los cálculos de dichos muros: Muro de ala H=7 metros -132- Cuadro 3. 72 Muro de ala H= 7m - Materiales MATERIALES PESO ESPECIFICO DEL HORMIGÓN γh 2400 KG/M3 PESO ESPECIFICO DEL RELLENO γr 2000 KG/M3 Elaborado: Autor Cuadro 3. 73 Muro de ala H= 7m - Reacciones de la superestructura REACCIONES DE LA SUPERESTRUCTURA ANCHO DEL APOYO 10.4 M CARGA REACCION (KG) P POR M DE MURO (KG) X (M) PESO PROPIO DEL PUENTE (DC) 159752 15361 2.45 37634 SOBRECARGA MUERTA (DW) 9460 910 2.45 2229 CARGA VIVA (LL) 73195 7038 2.45 17243 CARGA VIVA PEATONAL (PL) 7740 744 2.45 1823 ALTURA TOTAL H 7 M ESPESOR SUPERIOR PANTALLA Tps 0.4 M ESPESOR INFERIOR PANTALLA Tpi 0.75 M BASE B 5 M ESPESOR DE LA BASE Tb 0.75 M PIE Pie 2.25 M TALON Talón 2 M M (KG-M) PESO PROPIO Y RELLENO DEL MURO ANALISIS PESO PROPIO (DC) -133- 0.7143 ELEMENTO AREA (M2) PESO (KG) X (M) M (KGM) MURO 1 (base) 3.75 9000 2.50 22500 MURO 2 (pantalla sección rectangular) 2.5 6000 2.45 14700 MURO 3 (pantalla porción inclinada) 1.09375 2625 2.77 7263 TOTAL 7.34375 17625 2.52 44463 ELEMENTO AREA (M2) PESO (KG) X (M) M (KGM) RELLENO 1 1.09375 2187.5 2.88 6307 RELLENO 2 12.5 25000 4.00 100000 TOTAL 13.59375 27187.5 3.91 106307 ÁNGULO DE FRICCIÓN INTERNA Φ 30 ° ALT SUELO EXTER AL MURO 0.00 INCLINACION DEL TERRENO i 0 ° β 3.2 ° δ 15.0 ° ÁNGULO DE INERCIA SISMICO θ 15.9 ° COEFICIENTE HORIZONTAL DE Kh 0.25 COEFICIENTE VERTICAL DE Kv 0.13 Ka 0.32 Kae 0.57 ANALISIS RELLENO (EV) EMPUJE DEL SUELO (EHh y EHv) INCLINACION PANTALLA ÁNGULO SUELO POSTERIOR FRICCIÓN COEFICIENTE (ESTATICO) DE COEFICIENTE (DINAMICO) DE DE LA ESTRUCTURA- ACELERACIÓN ACELERACIÓN EMPUJE EMPUJE ACTIVO ACTIVO ÁNGULO ENTRE FUERZA DE EMPUJE Y LA HORIZ. 18.2 ° -134- FUERZAS HORIZONTALES FUERZAS VERTICALES P (KG) PH (KG) X (M) M (KG-M) PV (KG) X (M) M (KGM) EMPUJE ESTATICO DEL SUELO 15895 15099 2.33 35231 4966 2.91 14457 EMPUJE DINAMICO DEL SUELO 24597 INCREMENTO DINAMICO DEL EMPUJE 8703 8267 4.20 34721 2719 2.81 7631 EMPUJE PASIVO EXTERIOR 0 0.00 0 Elaborado: Autor Cuadro 3. 74 Muro de ala H= 7m - Sobrecarga viva del tráfico SOBRECARGA VIVA DE TRAFICO (LS) ALTURA DEL ESTRIBO 7 M ALTURA ADICIONAL POR CARGA VEHICULAR 0.6 M P (KG) X (M) M (KG-M) CARGA HORIZONTAL POR TRAFICO 2725 3.5 9537 CARGA VERTICAL POR TRAFICO 2820 3.83 10811 Elaborado: Autor Cuadro 3. 75 Muro de ala H= 7m - Carga sísmica CARGA SÍSMICA (EQ) COEFICIENTE DE ACELERACIÓN A 0.25 COEFICIENTE DE RESPUESTA SÍSMICA Csm 0.625 FACTOR DE MODIFICACION DE RESPUESTA R 3 FACTOR SISMICO FSIS 0.21 CARGA SÍSMICA PUENTE EQp 3200 KG CARGA SÍSMICA MURO (PANTALLA) EQm 1797 KG PUNTO DE APLICACIÓN CARGA SÍSMICA PANTALLA Xpant 3.875 M -135- PERALTE DE LA VIGA 1.125 M PUNTO APLICACIÓN CARGA SÍSMICA PUENTE X puente 5.875 M Elaborado: Autor Cuadro 3. 76 Muro de ala H= 7m - Fuerza de frenado FUERZA DE FRENADO (BR) PESO CAMION DE DISEÑO 45000 KG NUMERO CARRILES CARGADOS 2 FACTOR DE PRESENCIA MULTIPLE 1 CARGA TOTAL 29925 KG CARGA POR METRO DE ESTRIBO 2877 KG PUNTO DE APLICACIÓN DE LA CARGA 8.8 M MOMENTO 25321 KG-M Elaborado: Autor REVISIÓN DE ESTABILIDAD - CONDICIONES DE SERVICIO SIN SISMO Cuadro 3. 77 Muro de ala H= 7m - Revisión de estabilidad – condiciones de servicio sin sismo SERVICIO 1 CARGA P (KG) HORIZ. P VERT. X (M) (KG) PESO PROPIO DEL PUENTE (DC) 0 0 SOBRECARGA MUERTA (DW) 0 CARGA VIVA (LL) M (KG-M) FC 2.45 0 0 0 2.45 0 0 0 0 2.45 0 0 CARGA VIVA PEATONAL (PL) 0 0 2.45 0 0 PESO PROPIO (DC) 0 17625 2.52 44463 1 PESO RELLENO (EV) 0 27188 3.91 106307 1 EMPUJE ESTATICO DEL SUELO HORIZONTAL (Eh) 15099 0 2.33 -35231 1 EMPUJE ESTATICO DEL SUELO VERTICAL (Ev) 0 4966 2.91 14457 1 INCREMENTO DINAMICO DEL EMPUJE HOR. (Eah) 0 0 4.20 0 0 INCREMENTO DINAMICO DEL EMPUJE VER. (Eav) 0 0 2.81 0 0 SOBRECARGA VIVA DE TRAFICO HORIZ. (LSh) 2725 0 3.50 -9537 1 -136- SOBRECARGA VIVA DE TRAFICO VERT. (LSv) 0 2820 3.83 10811 1 CARGA SÍSMICA PUENTE 0 0 5.88 0 0 CARGA SÍSMICA MURO (PANTALLA) 0 0 3.88 0 0 EMPUJE PASIVO 0 0 0.00 0 1 FUERZA DE FRENADO 0 0 0.00 0 0 MOMENTOS ESTABILIZADORES Me 176038 MOMENTOS VOLCADORES Mv -44768 FACTOR DE SEGURIDAD VOLCAMIENTO FSv 3.93 FUERZAS DESLIZANTES Fd 17824 FUERZAS VERTICALES Fv 52598 FUERZA DE FRICCIÓN SUELO-MURO Ff 30368 FACTOR DE SEGURIDAD DESLIZAMIENTO FSd 1.70 DIST. DE LA RESULTANTE A LA PUNTA 2.50 EXCENTRICIDAD e 0.00 EXCENTRICIDAD MÁXIMA e max 0.83 PRESION CARGAS VERTICALES q cv 1.05 PRESION POR EXCENTRICIDAD qe 0.01 PRESION MÁXIMA EN EL SUELO q max 1.06 PRESION MÍNIMA EN EL SUELO q min 1.05 PRESION ADMISIBLE DEL SUELO q adm 3.00 BASE A COMPRESIÓN PORCENTAJE DE LA BASE A COMPRESIÓN 5 % 100 Elaborado: Autor -137- m REVISIÓN DE ESTABILIDAD - CONDICIONES DE SERVICIO CON SISMO Cuadro 3. 78 Muro de ala H= 7m - Revisión de estabilidad – condiciones de servicio sin sismo SERVICIO 1 CARGA P HORIZ. (KG) P VERT. X (M) (KG) M (KG-M) FC PESO PROPIO DEL PUENTE (DC) 0 0 2.45 0 0 SOBRECARGA MUERTA (DW) 0 0 2.45 0 0 CARGA VIVA (LL) 0 0 2.45 0 0 CARGA VIVA PEATONAL (PL) 0 0 2.45 0 0 PESO PROPIO (DC) 0 17625 2.52 44463 1 PESO RELLENO (EV) 0 27188 3.91 106307 1 EMPUJE ESTATICO DEL SUELO HORIZONTAL (Eh) 15099 0 2.33 -35231 1 EMPUJE ESTATICO DEL SUELO VERTICAL (Ev) 0 4966 2.91 14457 1 INCREMENTO DINAMICO DEL EMPUJE HOR. (Eah) 8267 0 4.20 -34721 1 INCREMENTO DINAMICO DEL EMPUJE VER. (Eav) 0 2719 2.81 7631 1 SOBRECARGA VIVA DE TRAFICO HORIZ. (LSh) 2725 0 3.50 -9537 1 SOBRECARGA VIVA DE TRAFICO VERT. (LSv) 0 2820 3.83 10811 1 CARGA SÍSMICA PUENTE 0 0 5.88 0 0 CARGA SÍSMICA MURO (PANTALLA) 1797 0 3.88 -6963 1 EMPUJE PASIVO 0 0 0.00 0 1 FUERZA DE FRENADO 0 0 0.00 0 0 MOMENTOS ESTABILIZADORES Me 183669 MOMENTOS VOLCADORES Mv -86452 FACTOR DE SEGURIDAD VOLCAMIENTO FSv 2.12 FUERZAS DESLIZANTES Fd 27888 FUERZAS VERTICALES Fv 55317 FUERZA DE FRICCIÓN SUELO-MURO Ff 31937 FACTOR DE SEGURIDAD DESLIZAMIENTO FSd 1.15 -138- DIST. DE LA RESULTANTE A LA PUNTA 1.76 EXCENTRICIDAD e 0.74 EXCENTRICIDAD MÁXIMA e max 0.83 PRESION CARGAS VERTICALES q cv 1.11 PRESION POR EXCENTRICIDAD qe 0.99 PRESION MÁXIMA EN EL SUELO q max 2.09 PRESION MÍNIMA EN EL SUELO q min 0.12 PRESION ADMISIBLE DEL SUELO q adm 4.00 BASE A COMPRESIÓN 5 PORCENTAJE DE LA BASE A COMPRESIÓN % m 100 Elaborado: Autor Cuadro 3. 79 Muro de ala H=7m - Esfuerzos en la pantalla ESFUERZOS EN LA PANTALLA CARGA MU PANTALLA (KG-M) VU PANTALLA (KG) PESO PROPIO DEL PUENTE (DC) 0 0 SOBRECARGA MUERTA (DW) 0 0 CARGA VIVA (LL) 0 0 CARGA VIVA PEATONAL (PL) 0 0 PESO PROPIO (DC) 0 0 PESO RELLENO (EV) 0 0 EMPUJE ESTATICO DEL SUELO HORIZONTAL (Eh) 37615 14289 EMPUJE ESTATICO DEL SUELO VERTICAL (Ev) 0 0 INCREMENTO DINAMICO DEL EMPUJE HOR. (Eah) 24714 5216 INCREMENTO DINAMICO DEL EMPUJE VER. (Eav) 0 0 -139- SOBRECARGA VIVA DE TRAFICO HORIZ. (LSh) 3801 1082 SOBRECARGA VIVA DE TRAFICO VERT. (LSv) 0 0 CARGA SÍSMICA PUENTE 0 0 CARGA SÍSMICA MURO (PANTALLA) 5615 1797 EMPUJE PASIVO -585 0 FUERZA DE FRENADO 0 0 71160 22383 Elaborado: Autor Cuadro 3. 80 Muro de ala H=7m - Momentos en la base MOMENTOS EN LA BASE BASE A COMPRESION X (M) Q (KG/CM2) PRESION EN LA PUNTA DEL PIE 5 2.40 PRESION EN LA CARA DEL PIE 2.75 1.51 PRESION EN LA CARA DEL TALON 2 1.21 CAMBIO DE SIGNO 0.00 0.42 PRESION EN LA PUNTA DEL TALON 0 0.42 P (KG) Xo (M) M (KG-M) 43896 1.13 49383 P (KG) Xo (M) M (KG-M) TALON PRESION SUELO 16241 0.67 10827 TALON RELLENO 38113 1 38113 PIE 5.00 RESULTANTE 27286 Elaborado: Autor -140- Cuadro 3. 81 Muro de ala H= 7m - Corte en la base, distancia de las cargas CORTE EN LA BASE, DISTANCIA DE LAS CARAS d= X (M) Q (KG/CM2) PRESION EN LA PUNTA DEL PIE 5 2.40 PRESION DISTANCIA "d" DE LA CARA DEL PIE 3.4375 1.78 PRESION DISTANCIA "d" DE LA CARA DEL TALON 1.3125 0.94 CAMBIO DE SIGNO 0.00 0.42 PRESION EN LA PUNTA DEL TALON 0 0.42 P (KG) PIE 32611 P (KG) TALON PRESION SUELO 3412 TALON RELLENO 25012 RESULTANTE 21600 Elaborado: Autor Cuadro 3. 82 Muro de ala H=7m - Diseño estructural de los elementos DISEÑO ESTRUCTURAL DE LOS ELEMENTOS DISEÑO DE LA PANTALLA DISEÑO A CORTE RESISTENCIA A CORTE DE LA SECCIÓN h 75 CM de 68.75 CM dv 61.875 CM Φ 0.9 ΦVc 49863 -141- KG ESFUERZO DE CORTE GENERADO Vu 22383 KG Vu/ΦVc 0.45 MOMENTO ULTIMO DE DISEÑO Mu 71160 KG-M DIÁMETRO DE LA VARILLA Φv 25 MM SEPARACIÓN s 15 CM ACERO TOTAL COLOCADO As 32.7 CM2 CUANTIA COLOCADA ρ col 0.0048 fr 5.13 Sc 93750000 MM3 1.2*Mcr 58922 KG-M 1.33*Mu 94643 KG-M M min 58922 KG-M ΦMn 81461 KG-M M/ΦMn 0.874 PERALTE EFECTIVO DE LA SECCIÓN d 68.75 CM RECUBRIMIENTO DE LAS VARILLAS r 5 CM OK DISEÑO A FLEXIÓN MOMENTO RESISTENTE OK REFUERZO MÍNIMO DE CONTRACCION Y TEMPERATURA REFUERZO VERTICAL FRONTAL CUANTÍA DE ACERO MIN DIR. VERT. (FRENTE) ρ min 0.0009 ACERO MIN DIR. VERTICAL (FRENTE) As min 6.75 CM2 DIAMETRO DE LA VARILLA Φv 14 MM SEPARACION COLOCADA S col 20 CM NUMERO DE VARILLAS # VAR 5.0 U ACERO COLOCADO As col 7.70 CM2 CUANTIA COLOCADA ρ col 0.0010 AS COLOCADO / AS REQUERIDO ρ min/ρ col 0.88 REFUERZO COLOCADO 1Φ14@20cm -142- OK REFUERZO HORIZONTAL CUANTÍA DE ACERO MIN DIR. VERT. (FRENTE) ρ min 0.0009 ACERO MIN DIR. VERTICAL (FRENTE) As min 6.75 CM2 DIAMETRO DE LA VARILLA Φv 14 MM SEPARACION COLOCADA S col 20 CM NUMERO DE VARILLAS # VAR 5.0 U ACERO COLOCADO As col 7.70 CM2 CUANTIA COLOCADA ρ col 0.0010 AS COLOCADO / AS REQUERIDO ρ min/ρ col 0.88 REFUERZO COLOCADO 1Φ14@20cm OK MATERIALES RESISTENCIA DEL HORMIGÓN f'c 280 KG/CM2 LIMITE DE FLUENCIA DEL ACERO fy 4200 KG/CM2 DISEÑO DEL PIE DISEÑO A CORTE h 75 CM de 68.75 CM dv 61.875 CM Φ 0.9 RESISTENCIA A CORTE DE LA SECCIÓN ΦVc 49863 KG 0.65 ESFUERZO DE CORTE GENERADO Vu 32611 KG OK MOMENTO ULTIMO DE DISEÑO Mu 49383 KG-M DIÁMETRO DE LA VARILLA Φv 25 MM SEPARACIÓN s 20 CM ACERO TOTAL COLOCADO As 24.5 CM2 DISEÑO A FLEXIÓN -143- ρ col 0.0036 fr 5 Sc 93750000 MM3 1.2*Mcr 58922 KG-M 1.33*Mu 65679 KG-M M min 58922 KG-M ΦMn 61768 KG-M M/ΦMn 0.954 PERALTE EFECTIVO DE LA SECCIÓN d 68.75 CM RECUBRIMIENTO DE LAS VARILLAS r 5 CM h 75 CM de 68.9 CM dv 62.01 CM Φ 0.9 RESISTENCIA A CORTE DE LA SECCIÓN ΦVc 49971 KG 0.43 ESFUERZO DE CORTE GENERADO Vu 21600 KG OK MOMENTO ULTIMO DE DISEÑO Mu 27286 KG-M DIÁMETRO DE LA VARILLA Φv 22 MM SEPARACIÓN s 25 CM ACERO TOTAL COLOCADO As 15.2 CM2 CUANTIA COLOCADA ρ col 0.0022 fr 5 Sc 93750000 MM3 1.2*Mcr 58922 KG-M 1.33*Mu 36290 KG-M M min 36290 KG-M CUANTIA COLOCADA MOMENTO RESISTENTE OK DISEÑO DEL TALON DISEÑO A CORTE DISEÑO A FLEXIÓN -144- ΦMn 38828 M/ΦMn 0.935 PERALTE EFECTIVO DE LA SECCIÓN d 68.90 CM RECUBRIMIENTO DE LAS VARILLAS r 5 CM MOMENTO RESISTENTE KG-M OK REFUERZO HORIZONTAL CUANTÍA DE ACERO MIN DIR. VERT. (FRENTE) ρ min 0.0009 ACERO MIN DIR. VERTICAL (FRENTE) As min 6.75 CM2 DIAMETRO DE LA VARILLA Φv 14 MM SEPARACION COLOCADA S col 20 CM NUMERO DE VARILLAS # VAR 5.0 U ACERO COLOCADO As col 7.70 CM2 CUANTIA COLOCADA ρ col 0.0031 AS COLOCADO / AS REQUERIDO ρ min/ρ col 0.88 REFUERZO COLOCADO 1Φ14@20cm -145- OK Elaborado: Autor Muro de ala H=8.90 metros Cuadro 3. 83 Muro de ala H=8.90m -Materiales MATERIALES PESO ESPECIFICO DEL HORMIGÓN γh 2400 KG/M3 PESO ESPECIFICO DEL RELLENO γr 2000 KG/M3 Elaborado: Autor Cuadro 3. 84 Muro de ala H=8.90m - Reacciones dela superestructura REACCIONES DE LA SUPERESTRUCTURA ANCHO DEL APOYO 10.4 M CARGA REACCION (KG) P POR M DE MURO (KG) X (M) PESO PROPIO DEL PUENTE (DC) 159752 15361 3 46082 SOBRECARGA MUERTA (DW) 9460 910 3 2729 CARGA VIVA (LL) 73195 7038 3 21114 CARGA VIVA PEATONAL (PL) 7740 744 3 2233 ALTURA TOTAL H 8.9 M ESPESOR SUPERIOR PANTALLA Tps 0.4 M ESPESOR INFERIOR PANTALLA Tpi 1 M BASE B 6.3 M ESPESOR DE LA BASE Tb 1 M PIE Pie 2.8 M M (KG-M) PESO PROPIO Y RELLENO DEL MURO -146- 0.7079 TALON Talón 2.5 M ELEMENTO AREA (M2) PESO (KG) X (M) M (KGM) MURO 1 (base) 6.3 15120 3.15 47628 MURO 2 (pantalla sección rectangular) 3.16 7584 3.00 22752 MURO 3 (pantalla porción inclinada) 2.37 5688 3.40 19339 TOTAL 11.83 28392 3.16 89719 ELEMENTO AREA (M2) PESO (KG) X (M) M (KGM) RELLENO 1 2.37 4740 3.60 17064 RELLENO 2 19.75 39500 5.05 199475 TOTAL 22.12 44240 4.89 216539 ÁNGULO DE FRICCIÓN INTERNA Φ 30 ° ALT SUELO EXTER AL MURO 1.50 INCLINACION DEL TERRENO i 0 ° β 4.3 ° ÁNGULO FRICCIÓN ESTRUCTURA-SUELO δ 15.0 ° ÁNGULO DE INERCIA SISMICO θ 15.9 ° COEFICIENTE HORIZONTAL DE Kh 0.25 COEFICIENTE VERTICAL DE Kv 0.13 Ka 0.33 Kae 0.58 ANALISIS PESO PROPIO (DC) ANALISIS RELLENO (EV) EMPUJE DEL SUELO (EHh y EHv) INCLINACION PANTALLA POSTERIOR COEFICIENTE (ESTATICO) DE COEFICIENTE (DINAMICO) DE DE LA ACELERACIÓN ACELERACIÓN EMPUJE EMPUJE ACTIVO ACTIVO ÁNGULO ENTRE FUERZA DE EMPUJE Y LA HORIZ. 19.3 ° -147- FUERZAS HORIZONTALES FUERZAS VERTICALES P (KG) PH (KG) X (M) M (KGM) PV (KG) X (M) M (KGM) EMPUJE ESTATICO DEL SUELO 26368 24879 2.97 73809 8734 3.65 31884 EMPUJE DINAMICO DEL SUELO 40519 INCREMENTO DINAMICO DEL EMPUJE 14151 13352 5.34 71302 4687 3.47 16267 EMPUJE PASIVO EXTERIOR 6759 0.50 -3380 Elaborado: Autor Cuadro 3. 85 Muro de ala H=8.90m - Sobrecarga viva del tráfico SOBRECARGA VIVA DE TRAFICO (LS) ALTURA DEL ESTRIBO 8.9 M ALTURA ADICIONAL POR CARGA VEHICULAR 0.6 M P (KG) X (M) M (KG-M) CARGA HORIZONTAL POR TRAFICO 3555 4.45 15821 CARGA VERTICAL POR TRAFICO 3720 4.77 17742 Elaborado: Autor Cuadro 3. 86 Muro de ala H=8.90 - Carga sísmica CARGA SÍSMICA (EQ) COEFICIENTE DE ACELERACIÓN A 0.25 COEFICIENTE DE RESPUESTA SÍSMICA Csm 0.625 FACTOR DE MODIFICACION DE RESPUESTA R 3 FACTOR SISMICO FSIS 0.21 CARGA SÍSMICA PUENTE EQp 3200 KG CARGA SÍSMICA MURO (PANTALLA) EQm 2765 KG PUNTO DE APLICACIÓN CARGA SÍSMICA PANTALLA Xpant 4.95 M PUNTO APLICACIÓN CARGA SÍSMICA PUENTE X puente 7.775 M -148- PERALTE DE LA VIGA 1.125 M Elaborado: Autor Cuadro 3. 87 Muro de ala H=8.90 – Fuerza de frenado FUERZA DE FRENADO (BR) PESO CAMION DE DISEÑO 45000 KG NUMERO CARRILES CARGADOS 2 FACTOR DE PRESENCIA MULTIPLE 1 CARGA TOTAL 29925 KG CARGA POR METRO DE ESTRIBO 2877 KG PUNTO DE APLICACIÓN DE LA CARGA 10.7 M MOMENTO 30788 KG-M Elaborado: Autor Cuadro 3. 88 Muro de ala H=8.90 –Revisión de estabilidad –condiciones de servicio sin sismo REVISIÓN DE ESTABILIDAD - CONDICIONES DE SERVICIO SIN SISMO SERVICIO 1 CARGA P HORIZ. (KG) P VERT. (KG) X (M) M (KG-M) FC PESO PROPIO DEL PUENTE (DC) 0 0 3.00 0 0 SOBRECARGA MUERTA (DW) 0 0 3.00 0 0 CARGA VIVA (LL) 0 0 3.00 0 0 CARGA VIVA PEATONAL (PL) 0 0 3.00 0 0 PESO PROPIO (DC) 0 28392 3.16 89719 1 PESO RELLENO (EV) 0 44240 4.89 216539 1 EMPUJE ESTATICO DEL SUELO HORIZONTAL (Eh) 24879 0 2.97 -73809 1 EMPUJE ESTATICO DEL SUELO VERTICAL (Ev) 8734 3.65 31884 1 0 -149- INCREMENTO DINAMICO DEL EMPUJE HOR. (Eah) 0 0 5.34 0 0 INCREMENTO DINAMICO DEL EMPUJE VER. (Eav) 0 0 3.47 0 0 SOBRECARGA VIVA DE TRAFICO HORIZ. (LSh) 3555 0 4.45 -15821 1 SOBRECARGA VIVA DE TRAFICO VERT. (LSv) 0 3720 4.77 17742 1 CARGA SÍSMICA PUENTE 0 0 7.78 0 0 CARGA SÍSMICA MURO (PANTALLA) 0 0 4.95 0 0 EMPUJE PASIVO -6759 0 0.50 3380 1 FUERZA DE FRENADO 0 0 0.00 0 0 MOMENTOS ESTABILIZADORES Me 359263 MOMENTOS VOLCADORES Mv -89630 FACTOR DE SEGURIDAD VOLCAMIENTO FSv 4.01 FUERZAS DESLIZANTES Fd 21676 FUERZAS VERTICALES Fv 85086 FUERZA DE FRICCIÓN SUELO-MURO Ff 55883 FACTOR DE SEGURIDAD DESLIZAMIENTO FSd 2.58 DIST. DE LA RESULTANTE A LA PUNTA 3.17 EXCENTRICIDAD e 0.02 EXCENTRICIDAD MÁXIMA e max 1.05 PRESION CARGAS VERTICALES q cv 1.35 PRESION POR EXCENTRICIDAD qe 0.02 PRESION MÁXIMA EN EL SUELO q max 1.37 PRESION MÍNIMA EN EL SUELO q min 1.33 PRESION ADMISIBLE DEL SUELO q adm 3.00 BASE A COMPRESIÓN PORCENTAJE DE LA BASE A COMPRESIÓN 6.3 % 100 Elaborado: Autor -150- m REVISIÓN DE ESTABILIDAD - CONDICIONES DE SERVICIO CON SISMO Cuadro 3. 89 Muro de ala H=8.90 –Revisión de estabilidad – condiciones de servicio con sismo SERVICIO 1 CARGA P HORIZ. (KG) P VERT. (KG) X (M) M (KGFC M) PESO PROPIO DEL PUENTE (DC) 0 0 3.00 0 0 SOBRECARGA MUERTA (DW) 0 0 3.00 0 0 CARGA VIVA (LL) 0 0 3.00 0 0 CARGA VIVA PEATONAL (PL) 0 0 3.00 0 0 PESO PROPIO (DC) 0 28392 3.16 89719 1 PESO RELLENO (EV) 0 44240 4.89 216539 1 EMPUJE ESTATICO DEL SUELO HORIZONTAL (Eh) 24879 0 2.97 -73809 1 EMPUJE ESTATICO DEL SUELO VERTICAL (Ev) 8734 3.65 31884 1 INCREMENTO DINAMICO DEL EMPUJE HOR. (Eah) 13352 0 5.34 -71302 1 INCREMENTO DINAMICO DEL EMPUJE VER. (Eav) 0 4687 3.47 16267 1 SOBRECARGA VIVA DE TRAFICO HORIZ. (LSh) 3555 0 4.45 -15821 1 SOBRECARGA VIVA DE TRAFICO VERT. (LSv) 0 3720 4.77 17742 1 CARGA SÍSMICA PUENTE 0 0 7.78 0 0 CARGA SÍSMICA MURO (PANTALLA) 2765 0 4.95 -13687 1 EMPUJE PASIVO -6759 0 0.50 3380 1 FUERZA DE FRENADO 0 0 0.00 0 0 MOMENTOS ESTABILIZADORES Me 375530 MOMENTOS VOLCADORES Mv -174618 FACTOR DE SEGURIDAD VOLCAMIENTO FSv 2.15 FUERZAS DESLIZANTES Fd 37793 FUERZAS VERTICALES Fv 89773 FUERZA DE FRICCIÓN SUELO-MURO Ff 58590 0 -151- FACTOR DE SEGURIDAD DESLIZAMIENTO FSd 1.55 DIST. DE LA RESULTANTE A LA PUNTA 2.24 EXCENTRICIDAD e 0.91 EXCENTRICIDAD MÁXIMA e max 1.05 PRESION CARGAS VERTICALES q cv 1.42 PRESION POR EXCENTRICIDAD qe 1.24 PRESION MÁXIMA EN EL SUELO q max 2.66 PRESION MÍNIMA EN EL SUELO q min 0.19 PRESION ADMISIBLE DEL SUELO q adm 4.00 BASE A COMPRESIÓN 6.3 PORCENTAJE DE LA BASE A COMPRESIÓN % m 100 Elaborado: Autor Cuadro 3. 90 Esfuerzos en la pantalla ESFUERZOS EN LA PANTALLA CARGA MU PANTALLA (KG-M) VU PANTALLA (KG) PESO PROPIO DEL PUENTE (DC) 0 0 SOBRECARGA MUERTA (DW) 0 0 CARGA VIVA (LL) 0 0 CARGA VIVA PEATONAL (PL) 0 0 PESO PROPIO (DC) 0 0 PESO RELLENO (EV) 0 0 EMPUJE ESTATICO DEL SUELO HORIZONTAL (Eh) 77431 22823 EMPUJE ESTATICO DEL SUELO VERTICAL (Ev) 0 0 INCREMENTO DINAMICO DEL EMPUJE HOR. (Eah) 49867 8166 INCREMENTO DINAMICO DEL EMPUJE VER. (Eav) 0 0 SOBRECARGA VIVA DE TRAFICO HORIZ. (LSh) 6233 1390 SOBRECARGA VIVA DE TRAFICO VERT. (LSv) 0 0 -152- CARGA SÍSMICA PUENTE 0 0 CARGA SÍSMICA MURO (PANTALLA) 10922 2765 EMPUJE PASIVO -169 0 FUERZA DE FRENADO 0 0 144283 35144 Elaborado: Autor Cuadro 3. 91 Muro de ala H=8.90 - Momentos en la base MOMENTOS EN LA BASE BASE A COMPRESION X (M) Q (KG/CM2) PRESION EN LA PUNTA DEL PIE 6.3 3.08 PRESION EN LA CARA DEL PIE 3.5 1.96 PRESION EN LA CARA DEL TALON 2.5 1.56 CAMBIO DE SIGNO 0.00 0.56 PRESION EN LA PUNTA DEL TALON 0 0.56 P (KG) Xo (M) M (KG-M) 70668 1.40 98935 P (KG) Xo (M) M (KG-M) TALON PRESION SUELO 26563 0.83 22136 TALON RELLENO 61584 1.25 76980 PIE 6.30 RESULTANTE 54844 Elaborado: Autor Cuadro 3. 92 Muro de ala H=8.90 – Corte en la base, distancia de las cargas CORTE EN LA BASE, DISTANCIA DE LAS CARAS d= X (M) Q (KG/CM2) PRESION EN LA PUNTA DEL PIE 6.3 3.08 PRESION DISTANCIA "d" DE LA CARA DEL PIE 4.4375 2.34 PRESION DISTANCIA "d" DE LA CARA DEL TALON 1.5625 1.19 -153- CAMBIO DE SIGNO 0.00 0.56 PRESION EN LA PUNTA DEL TALON 0 0.56 P (KG) PIE 50502 P (KG) TALON PRESION SUELO 4887 TALON RELLENO 38490 RESULTANTE 33603 Elaborado: Autor Cuadro 3. 93 Muro de ala H=8.90 – Diseño estructural de los elementos DISEÑO ESTRUCTURAL DE LOS ELEMENTOS DISEÑO DE LA PANTALLA DISEÑO A CORTE h 100 CM de 93.6 CM dv 84.24 CM Φ 0.9 RESISTENCIA A CORTE DE LA SECCIÓN ΦVc 67886 KG ESFUERZO DE CORTE GENERADO Vu 35144 KG Vu/ΦVc 0.52 MOMENTO ULTIMO DE DISEÑO Mu 144283 KG-M DIÁMETRO DE LA VARILLA Φv 28 MM SEPARACIÓN s 12.5 CM ACERO TOTAL COLOCADO As 49.3 CM2 CUANTIA COLOCADA ρ col 0.0053 fr 5.13 OK DISEÑO A FLEXIÓN -154- Sc 166666667 MM3 1.2*Mcr 104750 KG-M 1.33*Mu 191896 KG-M M min 104750 KG-M ΦMn 166169 KG-M M/ΦMn 0.868 PERALTE EFECTIVO DE LA SECCIÓN d 93.6 CM RECUBRIMIENTO DE LAS VARILLAS r 5 CM MOMENTO RESISTENTE OK REFUERZO MÍNIMO DE CONTRACCION Y TEMPERATURA REFUERZO VERTICAL FRONTAL CUANTÍA DE ACERO MIN DIR. VERT. (FRENTE) ρ min 0.0009 ACERO MIN DIR. VERTICAL (FRENTE) As min 9.00 CM2 DIAMETRO DE LA VARILLA Φv 16 MM SEPARACION COLOCADA S col 20 CM NUMERO DE VARILLAS # VAR 5.0 U ACERO COLOCADO As col 10.05 CM2 CUANTIA COLOCADA ρ col 0.0010 AS COLOCADO / AS REQUERIDO ρ min/ρ col 0.90 REFUERZO COLOCADO 1Φ16@20cm OK REFUERZO HORIZONTAL CUANTÍA DE ACERO MIN DIR. VERT. (FRENTE) ρ min 0.0009 ACERO MIN DIR. VERTICAL (FRENTE) As min 9.00 CM2 DIAMETRO DE LA VARILLA Φv 16 MM SEPARACION COLOCADA S col 20 CM NUMERO DE VARILLAS # VAR 5.0 U ACERO COLOCADO As col 10.05 CM2 CUANTIA COLOCADA ρ col 0.0010 AS COLOCADO / AS REQUERIDO ρ min/ρ col 0.90 REFUERZO COLOCADO 1Φ16@20cm -155- OK MATERIALES RESISTENCIA DEL HORMIGÓN f'c 280 KG/CM2 LIMITE DE FLUENCIA DEL ACERO fy 4200 KG/CM2 DISEÑO DEL PIE DISEÑO A CORTE h 100 CM de 93.75 CM dv 84.375 CM Φ 0.9 RESISTENCIA A CORTE DE LA SECCIÓN ΦVc 67995 KG 0.74 ESFUERZO DE CORTE GENERADO Vu 50502 KG OK MOMENTO ULTIMO DE DISEÑO Mu 98935 KG-M DIÁMETRO DE LA VARILLA Φv 25 MM SEPARACIÓN s 15 CM ACERO TOTAL COLOCADO As 32.7 CM2 CUANTIA COLOCADA ρ col 0.0035 fr 5 Sc 166666667 MM3 1.2*Mcr 104750 KG-M 1.33*Mu 131583 KG-M M min 104750 KG-M ΦMn 112386 KG-M M/ΦMn 0.932 PERALTE EFECTIVO DE LA SECCIÓN d 93.75 CM RECUBRIMIENTO DE LAS VARILLAS r 5 CM DISEÑO A FLEXIÓN MOMENTO RESISTENTE DISEÑO DEL TALON -156- OK DISEÑO A CORTE h 100 CM de 93.75 CM dv 84.375 CM Φ 0.9 RESISTENCIA A CORTE DE LA SECCIÓN ΦVc 67995 KG 0.49 ESFUERZO DE CORTE GENERADO Vu 33603 KG OK MOMENTO ULTIMO DE DISEÑO Mu 54844 KG-M DIÁMETRO DE LA VARILLA Φv 25 MM SEPARACIÓN s 20 CM ACERO TOTAL COLOCADO As 24.5 CM2 CUANTIA COLOCADA ρ col 0.0026 fr 5 Sc 166666667 MM3 1.2*Mcr 104750 KG-M 1.33*Mu 72943 KG-M M min 72943 KG-M ΦMn 84962 KG-M M/ΦMn 0.859 PERALTE EFECTIVO DE LA SECCIÓN d 93.75 CM RECUBRIMIENTO DE LAS VARILLAS r 5 CM CUANTÍA DE ACERO MIN DIR. VERT. (FRENTE) ρ min 0.0009 ACERO MIN DIR. VERTICAL (FRENTE) As min 9.00 CM2 DIAMETRO DE LA VARILLA Φv 16 MM SEPARACION COLOCADA S col 20 CM NUMERO DE VARILLAS # VAR 5.0 U ACERO COLOCADO As col 10.05 CM2 DISEÑO A FLEXIÓN MOMENTO RESISTENTE OK REFUERZO HORIZONTAL -157- CUANTIA COLOCADA ρ col 0.0031 AS COLOCADO / AS REQUERIDO ρ min/ρ col 0.90 REFUERZO COLOCADO 1Φ16@20cm OK Elaborado: Autor 3.3.3 DISEÑO DE LOS APOYOS Los apoyos son dispositivos que se encuentran entre la superestructura y la infraestructura, su objeto es transmitir las cargas y permitir deformaciones y rotaciones. Se utilizarán apoyos de neopreno reforzados con placas de acero, la metodología de diseño empleada por lo tanto corresponde al método B de la AASHTO 2007. El proceso de diseño se describe a continuación: 3.3.3.1 Carga Las cargas se toman del análisis de las vigas, se considera las mayores reacciones entre vigas interiores y exteriores, en este caso las vigas interiores son las que tienen mayores reacciones en los apoyos: DW + DL = 24682 kg ( 48) LL (camión HS-MOP) = 32381 kg ( 49) Las cargas corresponden a cargas de servicio por lo que no incluyen los factores de mayoración. La carga viva si incluye los efectos de los factores de impacto y presencia múltiple así como el factor de distribución de carga. 3.3.3.2 Revisión de la compresión Se debe cumplir que los esfuerzos de compresión para carga de servicio (σs) y de carga viva (σL) se encuentren dentro de los límites especificados, dichos límites son: 𝜎𝑠 ≤ 1.66𝐺𝑆 ≤ 110 𝑘𝑔/𝑐𝑚2 ( 50) 𝜎𝐿 ≤ 0.66𝐺𝑆 ( 51) Siendo: G: el módulo de cortante del material elastomérico, que para este caso tendrá un valor de 9 kg/cm2 para neopreno de dureza Shore A60. S: factor de forma de la capa más gruesa del material elastomérico: 𝑊×𝐿 𝑆 = 2ℎ(𝑊+𝐿) ( 52) W: ancho del apoyo -158- L: largo del apoyo H: espesor de la capa más gruesa del material elastomérico 3.3.3.3 Revisión de la deformación lateral Se deberá revisar que la deformación lateral del apoyo causada por los cambios de temperatura cumpla: 𝐻 > 2∆𝑡 ( 53) H: altura total del apoyo ∆𝑡: Deformación generada por el cambio de temperatura La deformación se calcula en base a una variación máxima de temperatura esperada en la zona, en este caso se ha considerado una temperatura mínima de 5°C y una máxima de 30°C. 3.3.3.4 Revisión de la compresión y rotación Se debe cumplir que el esfuerzo de compresión para cargas de servicio (σs) generado en los apoyos este dentro de los siguientes límites: 𝜃 𝐵 𝜎𝑠 > 1.0𝐺𝑆 ( 𝑛𝑠 ) (ℎ ) 2 ( 54) 𝑟𝑖 𝜃 𝐵 2 𝜎𝑠 < 1.875𝐺𝑆 [1 − 0.20 ( 𝑛𝑠 ) (ℎ ) ] ( 55) 𝑟𝑖 𝜃 𝐵 2 𝜎𝑠 < 2.25𝐺𝑆 [1 − 0.167 ( 𝑛𝑠 ) (ℎ ) ] ( 56) 𝑟𝑖 Siendo: n: número de capas interiores del material elastomérico ℎ𝑟𝑖 : espesor de las capas interiores del material elastomérico B: longitud del apoyo (paralela a la dirección de la rotación) θ: rotación de la viga (rad) -159- Fig. 3. 36 -Rotación de la viga camión HS-MOP Elaborado: Autor 3.3.3.5 Revisión de la estabilidad Para que los apoyos se consideren estables, se debe cumplir con: 2𝐴 ≤ 𝐵 ( 57) Siendo: 𝐴= ℎ 1.92 𝑟𝑡 √1+ 𝐵= 𝐿 2.0𝐿 𝑊 ( 58) 2.67 (𝑆+2.0)(1+ ( 59) 𝐿 ) 4.0𝑊 W: ancho del apoyo L: largo del apoyo ℎ𝑟𝑡 : espesor total del apoyo En caso de no cumplirse con esta relación, se debe verificar que: 𝐺𝑆 𝜎𝑠 < 2𝐴−𝐵 ( 60) En caso de cumplirse con esto, el apoyo también se considera estable. 3.3.3.6 Diseño del refuerzo El espesor de las placas del acero de refuerzo se deberá determinar en base a los estados límite de servicio y de fatiga, por lo que debe cumplir con: -160- ℎ𝑠 ≥ ℎ𝑠 ≥ 2ℎ𝑚𝑎𝑥 𝜎𝑠 ( 61) 𝐹𝑦 2ℎ𝑚𝑎𝑥 𝜎𝐿 ( 62) ∆𝐹𝑇𝐻 Siendo: ∆𝐹𝑇𝐻 : constante de amplitud de fatiga para categoría A (1650 kg/cm2) Fy: límite de fluencia del acero (2530 kg/cm2) ℎ𝑚𝑎𝑥 : espesor de la capa más gruesa de material elastomérico 𝜎𝑠: esfuerzo de compresión para carga de servicio 𝜎𝐿: esfuerzo de compresión para carga viva 3.3.3.7 Cálculos Cuadro 3. 94 Diseño de los apoyos -Cálculos DISEÑO DE APOYOS CARGAS CARGA MUERTA DC+DW 24682 kg CARGA VIVA LL 32381 kg 57063 kg CARGA TOTAL SERVICIO ANCHO W 28 cm LARGO L 30 cm ESPESOR DE CAPAS INTERIORES h int 1 cm NUMERO DE CAPAS INTERIORES n int 3 ESPESOR DE CAPAS EXTERIORES h ext 1 NUMERO DE CAPAS EXTERIORES n ext 2 ESPESOR TOTAL H 5.80 cm AREA A 840 cm2 FACTOR DE FORMA Si 7.24 MODULO DE CORTANTE G 9.00 cm METODO B COMPRESION -161- kg/cm2 ESFUERZO DE COMPRESION (SERVICIO) σs 67.93 kg/cm2 LIMITE DE σs a) 110 kg/cm2 b) 108 kg/cm2 OK ESFUERZO DE COMPRESION (CARGA VIVA) σL 38.55 kg/cm2 LIMITE DE σ L a) 43.01 kg/cm2 OK DEFORMACION LATERAL TEMPERATURA MÁXIMA Tmax 30 ° TEMPERATURA MINIMA Tmin 5 ° LONGITU DE LA VIGA L 22 m COEFICIENTE DE EXPANSION TERMAL α 1.00E-05 DEFORMACION LONGITUDINAL DE LA VIGA Δt 0.005375 COEFICIENTE MAYORACION TU SERVICIO γ TU 1.2 Δt 0.00645 M H 5.8 Cm H>2Δt OK ROTACION GENERADA EN EL APOYO (SAP) θ 0.00445 NUMERO DE CAPAS INTERIORES n 4 ESPESOR DE LA CADA CAPA INTERIOR hri 1 Cm LONGITUD DEL APOYO L 30 Cm MÍNIMO ESFUERZO σs > 65.25 kg/cm2 ESPESOR DEL NEOPRENO M COMPRESION Y ROTACION Rad OK σs < 97.73 kg/cm2 OK σs < 122.12 kg/cm2 OK ESTABILIDAD ALTURA TOTAL DEL APOYO H 5.80 Cm LONGITUD DEL APOYO L 30 Cm ANCHO DEL APOYO W 28 Cm A 0.209 B 0.228 -162- NO CONSIDERAR 2A<B SI SE CUMPLE σs< 2A<B NO OK GS/(2A-B) 341 OK REFUERZO ESPESOR DE LA CAPA MAS DELGADA h max 1 Cm FLUENCIA DEL ACERO DE REFUERZO Fy 2530 kg/cm2 ESFUERZO COMPRESION SERVICIO σs 67.93 kg/cm2 ESFUERZO COMPRESION CARGA VIVA σLL 38.55 kg/cm2 ΔFTH 1650 kg/cm2 ESPESOR DEL REFUERZO (SERVICIO) hs> 0.81 mm ESPESOR DEL REFUERZO (FATIGA) hs> 0.47 mm ESPESOR ADOPTADO 2.00 mm ESPESOR ACERO 8.00 mm Elaborado: Autor 3.3.4 DISEÑO DE LAS TRABAS ANTISÍSMICAS Las trabas antisísmicas son elementos que se ubican en los apoyos de las vigas para prevenir desplazamientos laterales de las mismas. La fuerza que actúa sobre cada traba antisísmica corresponde a la transmitida por la reacción debido a la carga muerta en viga. 𝐹= 𝐷𝐿×𝑍 ( 63) 𝑅 F: fuerza sísmica en cada traba DL: carga muerta transmitida por la viga (DW+DC) Z: factor de aceleración sísmica Z = 0.25 (del Código Ecuatoriano de la Construcción) R: factor de respuesta estructural R = 3 Esta fuerza sísmica produce esfuerzos de flexión y de corte en la traba, se debe diseñar la sección de hormigón y el acero de refuerzo para soportar adecuadamente estos esfuerzos. Cuadro 3. 95 – Diseño de tablas antisísmicas RESISTENCIA DEL HORMIGÓN f'c 280 kg/cm2 FLUENCIA DEL ACERO fy 4200 kg/cm2 -163- ANCHO 25 cm PROFUNDIDAD 25 cm ALTURA DE LA TRABA H 30 cm ALTURA FUERZA H/2 15 cm CARGA MUERTA EN LA VIGA DC+DW 24682 kg COEFICIENTE SÍSMICO Z 0.25 FACTOR DE RESPUESTA R 3 FUERZA DE DISEÑO Vu 2057 kg MOMENTO DE DISEÑO Mu 309 kg.m MOMENTO ULTIMO DE DISEÑO Mu 309 kg.m DIÁMETRO DE LA VARILLA Φv 14 mm NUMERO DE VARILLAS # 2 ACERO TOTAL COLOCADO As 3.1 CUANTIA COLOCADA ρ col 0.0064 fr 5.13 Mpa Sc 0.0026 m3 1.2*Mcr 1635 kg.m 1.33*Mu 410 kg.m M min 410 kg.m ΦMn 2119 kg.m M/ΦMn 0.19 PERALTE EFECTIVO DE LA SECCIÓN d 19.3 cm RECUBRIMIENTO DE LAS VARILLAS r 5 cm DISEÑO A FLEXIÓN MOMENTO RESISTENTE DISEÑO A CORTE -164- cm2 OK # VARILLAS # 4 DIAMETRO VARILLAS Diam 14 mm AREA DE ACERO Av 6.16 cm2 RESISTENCIA A CORTE ΦVn 15517 kg Vu/ΦVn 0.13 OK Elaborado: Autor 3.3.3 DISEÑO DE LA LOSA DE ACCESO La losa de acceso sirve de transición entre la vía y el puente, el ancho de la misma será de 8 metros al igual que la calzada del puente. El diseño de esta losa se lo realiza asumiendo que la misma trabaja en una dirección (paralela al tráfico), y que se encuentra simplemente apoyada. La luz libre se asume como los 2/3 de la luz total de la losa, es decir, en nuestra caso tendremos una losa de 4 metros de longitud, por lo que el diseño se realiza asumiendo que se tiene una losa de luz libre 2.67 metros simplemente apoyada en sus extremos. La carga aplicada corresponde al camión de diseño, en este caso el HS-MOP. Dado la corta longitud de la losa, la posición más desfavorable del camión en la losa será cuando el eje más pesado del camión se encuentre en el centro de la luz de la losa. Los esfuerzos para cargas muertas y vivas se obtienen mediante las ecuaciones de momento y cortante para cargas distribuidas y puntuales respectivamente al tratarse de una estructura isostática: 𝑀𝐷𝑊 = 𝑉𝐷𝑊 = 𝑀𝐿𝐿 = 𝑉𝐿𝐿 = 𝑞𝐿2 ( 64) 8 𝑞𝐿 ( 65) 2 𝑃𝐿 (66) 4 𝑃 ( 67) 2 Donde: 𝑀𝐷𝑊 = Momento debido a cargas muertas 𝑉𝐷𝑊 = Cortante debido a cargas muertas 𝑀𝐿𝐿 = Momento debido a cargas vivas 𝑉𝐿𝐿 = Cortante debido a cargas vivas q = carga muerta uniformemente distribuida (peso de losa más capa de rodadura) -165- L = luz de la losa P = peso del eje del camión de diseño = 20 ton. La carga viva deberá afectarse por el factor de impacto (I=1.33). Además esta carga viva se distribuye en una franja de ancho E, siendo E el mínimo valor entre: 𝐿 𝐸 = 2100 + 0.12√𝑤1 ( 68) 𝑤 𝐸 = 𝑛𝑙 ( 69) Donde: L = luz de la losa w = ancho de la losa w1 = mínimo entre 18 metros y el ancho de la losa w nl = número de carriles de diseño = 2 Una vez obtenidos los esfuerzos de corte y flexión de las combinaciones de carga, se procede al diseño de manera semejante a lo especificado para la losa del puente: Cuadro 3. 96 Diseño losa de acceso LOSA DE ACCESO LONGITUD L 2.67 m ANCHO B 8 m ESPESOR e 0.3 m ANCHO DE LA FRANJA LONGITUDINAL DE DISEÑO E 2.10 m W1 8 m W 8 m L 2.67 m NL 2 W/LN 4 m DC 720 kg/m2 CARGA MUERTA -166- CARGA MUERTA SOBREIMPUESTA DW 110 kg/m2 CARGA MUERTA EN LA FRANJA DC 1512 kg/m CARGA MUERTA SOBREIMPUESTA EN LA FRANJA DW 231 kg/m CORTANTE POR CARGA MUERTA V DC 2019 kg CORTANTE POR CARGA MUERTA SOBREIMPUESTA V DW 308 kg MOMENTO POR CARGA MUERTA M DC 1348 kg-m MOMENTO POR CARGA MUERTA SOBREIMPUESTA M DW 206 kg-m PESO EJE P 20000 kg MÁXIMO CORTANTE CARGA VIVA V LL 10000 kg MÁXIMO MOMENTO M LL 13350 kg-m CORTANTE CARGAS MAYORADAS VU 26262 kg MOMENTO CARGAS MAYORADAS MU 33066 kg-m CORTANTE CARGAS MAYORADAS POR METRO VU 12502 kg MOMENTO CARGAS MAYORADAS POR METRO MU 15741 kg-m RESISTENCIA DEL HORMIGÓN f'c 280 kg/cm2 LIMITE DE FLUENCIA DEL ACERO fy 4200 kg/cm2 e 30 cm de 22.8 dv 21.6 RESISTENCIA A CORTE DE LA SECCIÓN ΦVc 17407 kg ESFUERZO DE CORTE GENERADO Vu 12502 kg Vu/ΦVc 0.72 CAMION HS-MOP MATERIALES DISEÑO A CORTE ESPESOR DE LA LOSA -167- OK DISEÑO REFUERZO POSITIVO MOMENTO ULTIMO DE DISEÑO Mu 15741 kg-m ESPESOR DE LA LOSA e 30 cm DIÁMETRO DE LA VARILLA Φv 22 mm SEPARACIÓN s 18 cm ACERO TOTAL COLOCADO As 21.1 cm2 CUANTIA COLOCADA ρ col 0.0093 fr 5.13 Sc 15000000 mm3 1.2*Mcr 9428 kg-m 1.33*Mu 20936 kg-m M min 9428 kg-m ΦMn 16709 kg-m M/ΦMn 0.942 PERALTE EFECTIVO DE LA SECCIÓN d 22.8 cm RECUBRIMIENTO DE LAS VARILLAS r 5 cm dc 6.1 cm h 30 cm βs 1.36 FACTOR DE EXPOSICION γe 0.75 MOMENTO EN CONDICIONES DE SERVICIO Ms 7095 ρ col 0.0093 n 7.92 γ 2.22 K 0.32 jd 20.39 cm fss 742.52 kg/cm2 S 78.84 cm MOMENTO RESISTENTE OK SEPARACIÓN MÁXIMA DEL REFUERZO MÁXIMA SEPARACIÓN -168- kg-m OK REFUERZO DE DISTRIBUCION PARA REFUERZO PRINCIPAL PERPENDICULAR AL TRAFICO 3840/S^(1/2) 74.3 ADOPTAR <67% 67.0 DIÁMETRO DE LA VARILLA Φv 20 mm SEPARACIÓN s 20 cm ACERO TOTAL COLOCADO As 15.7 cm2 CUANTIA COLOCADA ρ col 0.0052 As r/As col 0.90 ANCHO DE LOSA CONSIDERADO b 1 m ESPESOR DE LA LOSA h 0.3 m REFUERZO POR CONTRACCIÓN Y TEMPERATURA As> 0.2060 mm2/mm As min 0.233 mm2/mm As 0.2330 mm2/mm As 2.3300 cm2/m DIÁMETRO DE LA VARILLA Φv 12 mm2/mm SEPARACIÓN s 20 cm ACERO TOTAL COLOCADO As 5.7 cm2 CUANTIA COLOCADA ρ col 0.0019 As r/As col 0.41 OK REFUERZO POR CONTRACCIÓN Y TEMPERATURA Elaborado: Autor -169- OK CAPÍTULO 4 – EVALUACION DE IMPACTO AMBIENTAL 4.1 INTRODUCCIÒN 4.2 PROYECTO Construcción y Operación del puente vehicular sobre la quebrada Tres Marías, Vincula La Ciudadela Carmen del Guzho Bajo y la avenida Doce De Octubre 4.3 ACTIVIDAD ECONÓMICA Código (CCAN): 23.4.1.2.1.1.- Construcción de puentes menor o igual a 500 m 4.4 DATOS GENERALES Cuadro 4. 1 Datos generales de ficha de impacto ambiental SISTEMA DE COORDENADAS UTM WGS 84 ZONA 17 S ESTADO DEL PROYECTO, OBRA O ACTIVIDAD CONSTRUCCIÓN Y OPERACIÓN DIRECCIÓN PARROQUIA TURI, CIUDADELA CARMEN DE GUZHO Del área total del terreno que equivale a 1.995,88 m 2 serán intervenidos 838,17 m2 para la construcción del edificio destinado a vivienda y comercio. MAPA DE UBICACIÓN: AREA DE INTERVENCIÓN CARACTERISTICAS DE LA ZONA -170- EQUIPO Y ACCESORIOS PRINCIPALES A EMPLEAR DESCRIPCIÓN DE LA MATERIA PRIMA HA SER UTILIZADA REQUERIMIENTO DE PERSONAL ESPACIO FÍSICO PARA LA CONSTRUCCIÓN O IMPLEMENTACIÓN DEL PROYECTO, OBRA O ACTIVIDAD ACUERDOS DE NEGOCIACIÓN Retroexcavadora, volquetes, concretera, compactadores. Campamento (guachimanía) Principales materias primas para la fase de construcción: áridos, cemento, piedra, hormigón, hierro, madera, agua, electricidad, combustible. Los cargos y número de personas que se involucrarán en la etapa de construcción son aproximadamente15 personas entre obreros y técnicos Área total del predio: 8.500 m2 Área de intervención: 3500 m2 Tipo de terreno: regular Consumo esperado de agua potable: n/a Consumo esperado de energía eléctrica: n/a Telefonía: en el área de estudio existe la cobertura de servicio telefónico proporcionado por la empresa ETAPA EP. Y el servicio celular proporcionado por las empresas CLARO, MOVISTAR Y CNT. Acceso vehicular: automóviles, camionetas, camiones, volquetes Facilidades de transporte: servicio de transporte público Vías de acceso: la vía principal de acceso al predio es la Av. 12 de Octubre. Tipo de vía: la vía junto al predio es asfaltada y está en muy buen estado. El terreno existente es de propiedad municipal No. DATOS GENERALES (COORDENADAS) DE LA ZONA DE IMPLANTACIÓN x y 1 719138.22 9676878.00 2 719140.00 9676896.00 3 719173.11 9676890.62 4 719171.51 9676911.05 Elaborado: Autor -171- 4.5 MARCO LEGAL REFERENCIAL Cuadro 4. 2 Marco legal referencial de ficha de impacto ambiental PUBLICACIÓN/ VIGENCIA CUERPO LEGAL APLICABLE Constitución de la República del Ecuador Código Orgánico de Ordenamiento Territorial, autonomías y descentralización Texto Unificado de Legislación Ambiental (TULSMA) R.O. 449/ 20-102008 ART. EXTRACTO /RESUMEN OBSERVACIÓN Art. 14 Se reconoce el derecho de la población a vivir en un ambiente sano y ecológicamente equilibrado, que garantice la sostenibilidad y el buen vivir, sumak kawsay. En cumplimiento a lo establecido en la Constitución, se realiza la ficha ambiental, para asegurar que su funcionamiento no afecte a la población y al medio circundante. Art. 54 Analiza las funciones del gobierno autónomo descentralizado municipal. Art. 55 Los gobiernos autónomos descentralizados municipales tendrán las siguientes competencias exclusivas sin perjuicio de otras que determine la ley. TULSMA/Anexo 6 Mecanismos para el manejo de los desechos generados De aplicación a Ficha Ambiental (Análisis del manejo de desechos sólidos) TULSMA Anexo 5 Los métodos y procedimientos destinados a la determinación de los niveles de ruido, a cumplirse en las fases de construcción y operación del proyecto dentro de la operación del equipo y maquinaria pesada. De aplicación a Ficha Ambiental (Análisis de Calidad de Aire) R.O 303/19-092010 R.O.725/10-122002 FICHA AMBIENTAL Página 172 Reforma al Texto Unificado De Legislación Secundaria Del Ministerio Del Ambiente, libro vi, título I del Sistema Único De Manejo Ambiental (Suma) Instructivo al reglamento de Aplicación de los mecanismos de Participación Social, establecido en el Decreto ejecutivo No. 1040 R.O 68/31.072013 Art. 1, 28, 39 Analiza la aplicación de la evaluación de Impacto Ambiental y Control Ambiental. De aplicación a la Ficha Ambiental Arts. 2-4, 31-32 Contiene los procedimientos de Participación Social (PPS), que deberán realizarse en proyectos o actividades que requieran de Licencia Ambiental tipo II, III y IV. De consideración para realizar el proceso de participación social del proyecto RO. 36/ 15-07-13 RO. 128/ Reforma al Título I y IV del libro VI del Texto Unificado de legislación Secundaria del Ministerio del Ambiente 29-04-2014 ANEXOS de la Reforma Establece los lineamientos a seguir para la elaboración de la ficha ambiental y el PMA De consideración para la elaboración de la Ficha Ambiental Reforma y Codificación de la Ordenanza de Creación y Funcionamiento de la Comisión de Gestión Ambiental (C.G.A) Ordenanza 101/20-01-2000 Art. 3 Trata de las competencias y funciones de la Comisión de Gestión Ambiental. De conocimiento para la Ficha Ambiental Reglamento de Seguridad y Salud de los Trabajadores y del Medio Ambiente de trabajo R.O 137 / 9-082000 Establece los lineamientos para el ambiente laboral. De consideración para el establecimiento de medidas en el PMA presentado Reglamento de Seguridad e Higiene Industrial Resolución No. 172 Medidas de seguridad e higiene, condiciones de trabajo. De consideración para el establecimiento de medidas en el PMA presentado. -173- Reforma, Actualización, Complementación y Codificación de la Ordenanza que sanciona el Plan de Ordenamiento Territorial del Cantón Cuenca: Determinaciones para el uso y ocupación del Suelo Urbano R.O. 84/ 19-052003 Arts. 4 y 7. Anexo 2 de Reforma Establece una adecuada distribución de las actividades de la población en el espacio urbano. Elaborado: Autor -174- De consideración para la obtención de la licencia de Uso de Suelo. 4.6 DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO 4.6.1 DESCRIPCIÓN DE LAS ACTIVIDADES Y OBRAS El proyecto en mención estará constituido por dos etapas: construcción y funcionamiento, cuyas actividades a desarrollarse por etapa se señalan a continuación: 4.6.2 ETAPA DE CONSTRUCCIÓN Desbroce y limpieza: La principal actividad en este rubro se debe a que en la margen derecha del puente (avenida Doce de Octubre) existen varios árboles grandes y que deberán ser trasplantados en el mismo sector, o en su defecto ser cortados y ser reemplazados por nuevos árboles. En la margen izquierda se requiere realizar desbroce y limpieza de vegetación herbácea y pequeños arbustos, así como el derrocamiento y limpieza de escombros producto del desmantelamiento de los inmuebles existentes. Construcción de guachimanía: se tiene planificado implementar un área de guachimanía destinada a la colocar de materiales, equipos y otros implementos necesarios. Además se dispondrá de un espacio para que los trabajadores guarden sus pertenencias temporalmente. Manejo de los escombros: Para disponer el material que se generará de las excavaciones será necesario el transporte de los escombros a una de las escombreras autorizadas por la EMAC, cumpliendo todas las determinaciones legales existentes para tal actividad. Obras de encauzamiento: La predicción del estudio hidráulico acerca de la cota de máxima creciente señala una elevación del nivel de agua de 2.33 m para un período de recurrencia de 100 años. El gálibo es de 2.40m, valor que cumple con la normativa exigida por el MTOP. En todo caso, el nuevo puente, diseñado en el presente proyecto, busca no estrechar el cauce y coloca los apoyos fuera de las márgenes del lecho del río. Es así que se decidió por un puente de 21.5 m. Cimentación: La cimentación de cada uno de los estribos se realiza con zapatas fuera del cauce desde donde se apoyan las 6 vigas de hormigón armado y sobre la base de estas consideraciones y conociendo que la posible socavación es baja (0.63 m en el centro del cauce). FICHA AMBIENTAL Página 175 Colado o fundido de elementos de hormigón: Para facilitar el acceso del hormigón al sitio de fundición se recomienda el traslado del hormigón a través de bombeo. 4.6.3 ETAPA DE FUNCIONAMIENTO Luego de construida la obra se espera el uso diario de la ciudadanía de manera masiva, debido a la ubicación estratégica del puente. Como toda obra de ingeniería, es fundamental un mantenimiento y reparaciones per iódicas. Dentro de este aspecto se considera que debería realizarse cada 5 años una inspección de todos los elementos de la estructura y protección de los cimientos. 4.7 DESCRIPCIÓN DEL ÁREA DE IMPLANTACIÓN LINEA BASE AMBIENTAL - Superficie La superficie del área de implementación del proyecto será de 3.500 m2. - Altitud El área en donde se emplazará la edificación se encuentra a 2.500 m.s.n.m. - Clima Cuenca goza de un clima privilegiado por ubicarse dentro de un extenso valle en medio de la columna andina, teniendo varios cambios de clima y de temperatura durante el transcurso del día. Su temperatura varía entre 7 a 15 °C en invierno y 12 a 25 °C en verano. - Hidrología El recurso hídrico más importante es la quebrada 3 Marías afluente del río Tarqui. - Suelos y uso de suelo La topografía del lugar es regular, cuyo uso principal del suelo es Vivienda y como usos complementarios tenemos los de equipamiento barrial o parroquial, comercio cotidiano de productos de aprovisionamiento a la vivienda y los de servicios personales y afines a la vivienda. - Cobertura vegetal y fauna La flora dominante en este sector corresponde a Kikuyo (Pennisetum clandestinum, árboles de eucalipto (Eucalyptus urograndis). Referente a fauna tenemos la presencia de mirlos (Turdus fuscater) y gorriones (Zonotrichia capensis), gatos y perros domésticos, característica de área urbanas bastante intervenidas. - Salud -176- El centro de salud más cercano al área de estudio es el Hospital Vicente Corral Moscoso que se encuentra a una distancia aproximada de 4,16 km. - Servicios básicos Los datos para la descripción del área de estudio, fueron tomados del Censo de Población y Vivienda del año 2010 proporcionado por el Instituto Ecuatoriano de Estadísticas y Censos (INEC) correspondiente a la parroquia Cuenca zona urbana: Energía Eléctrica: El servicio de Energía Eléctrica en el área de estudio es proporcionado por la Empresa Eléctrica Regional Centro Sur C.A., con una población servida del 99,65%. Telefonía: El servicio telefónico convencional es proporcionado por la Empresa Pública Municipal de Teléfonos, Agua Potable y Alcantarillado (ETAPA E.P.) con una población servida del 52,14%. Recolección de Desechos Sólidos: La recolección de desechos sólidos de la zona de estudio lo realiza la Empresa Pública Municipal de Aseo de Cuenca (EMAC E.P) con una frecuencia ínter diaria: martes, jueves y sábado. Dicho servicio es utilizado por el 98,80% de la población. Abastecimiento de Agua Potable: El servicio de agua potable es dotado por ETAPA E.P. con una cobertura del 96,92%. Alcantarillado: ETAPA EP. es la empresa encargada del saneamiento del cantón que tiene una cobertura del 87,21%. de éste servicio. 4.8 IDENTIFICACIÓN DE LOS IMPACTOS AMBIENTALES IMPACTOS POSITIVOS Creación de fuentes de trabajo directas e indirectas durante el período de construcción. Creación de fuentes de trabajo directas e indirectas durante el período de operación. Mejorar la economía de las familias involucradas en las diferentes etapas del proyecto. Mejorar el flujo vehicular gracias a la apertura de nuevos accesos vehiculares. IMPACTOS NEGATIVOS -177- Alteración a la calidad del suelo por incorrecta disposición de residuos sólidos y escombros. Alteración de la calidad del suelo por incorrecta disposición de residuos líquidos. Manejo inadecuada de obras de concreto y materiales de construcción. Alteración del paisaje urbano debido a las actividades constructivas. Interferencia al tránsito vehicular y peatonal. Conflictos con la comunidad por las molestias ocasionadas durante la etapa constructiva y de operación. Riesgos a la salud pública debido a posibles accidentes por falta de señalización y cuidado durante la ejecución de las actividades constructivas. Afección a la salud y seguridad ocupacional por ambientes de trabajo inapropiados. Deterioro de la calidad del aire por generación de Material Particulado Deterioro del ambiente acústico del sector por incremento de niveles de ruido y vibraciones ocasionados por la maquinaria empleada. Riesgo de Incendios debido a la puesta en funcionamiento de la edificación. 4.8.1 DESCRIPCIÓN DE LOS IMPACTOS EN LA FASE DE CONSTRUCCIÓN COMPONENTE ATMOSFÉRICO - Emisiones de material particulado (polvo): Se producirá debido al uso de maquinaria pesada durante la fase de construcción. - Generación de ruido: las actividades constructivas generarán ruido por el empleo de maquinaria y equipo. COMPONENTE SUELO - El componente suelo será afectado por el movimiento de tierra y por la acumulación inadecuada de materiales sobrante y escombros durante la fase de construcción. COMPONENTE BIÓTICO - Flora: El proceso constructivo del proyecto podría afectar la flora existente correspondiendo básicamente a plantas herbáceas. - Fauna: Con respecto al hábitat de fauna existente en la zona de implantación del proyecto, el efecto de las acciones del proyecto no será significativo. COMPONTE ANTRÓPICO - Paisaje: El paisaje circundante del sector se verá perturbado temporalmente por la construcción de obras. - Salud y seguridad: La salud y seguridad del vecindario y de los obreros se verán afectados por la generación de ruido, polvo y por la ausencia de señalización preventiva e informativa. - Bienestar: se producirán molestias a la población por las diversas actividades constructivas y de funcionamiento en el sector. - Empleo: El nivel de empleo se verá afectado positivamente ya que habrá nuevas fuentes de trabajo. -178- 4.9 PLAN DE MANEJO AMBIENTAL 4.9.2 PROGRAMA DE SALUD Y SEGURIDAD LABORAL Cuadro 4. 3 Medida de dotación de equipos de protección personal PROGRAMA DE SALUD Y SEGURIDAD LABORAL MEDIDA DE DOTACIÓN DE EQUIPOS DE PROTECCIÓN PERSONAL OBJETIVOS: Evitar afecciones a la salud y seguridad de los trabajadores durante la etapa constructiva. PSSL- 01 LUGAR DE APLICACIÓN: Fase de construcción RESPONSABLE: Contratista ASPECTO AMBIENTAL IMPACTO IDENTIFICADO MEDIDAS PROPUESTAS El contratista deberá afiliar a todos los trabajadores en el Instituto Ecuatoriano de Seguridad Social (IESS) y además deberá proporcionar al personal el siguiente equipo de protección personal: Salud y seguridad Afección a la salud y seguridad ocupacional por ambientes de trabajo inapropiados. o Chaleco reflectivo o Casco o Botas de trabajo Colocación de Botiquín de primeros auxilios de Inspección de campo para verificar cumplimiento de medida. Implementación de área de vestidores. Registro fotográfico y de firmas de EPP entregado. Entrega EPP. En caso de que las actividades a realizar así lo ameriten se deberá proporcionar el siguiente equipo: -179- MEDIO DE VERIFICACIÓN INDICADORES PLAZO ( MESES) Durante toda la etapa constructiva PROGRAMA DE SALUD Y SEGURIDAD LABORAL MEDIDA DE DOTACIÓN DE EQUIPOS DE PROTECCIÓN PERSONAL OBJETIVOS: Evitar afecciones a la salud y seguridad de los trabajadores durante la etapa constructiva. PSSL- 01 LUGAR DE APLICACIÓN: Fase de construcción RESPONSABLE: Contratista ASPECTO AMBIENTAL IMPACTO IDENTIFICADO MEDIDAS PROPUESTAS o Guantes de caucho y cuero o Mascarilla o Andamios y arnés (para trabajos en altura) o Tapones de oído El personal de obra debe estar debidamente capacitado y tener experiencia suficiente para éste tipo de actividades. Se debe tener en cuenta las siguientes prohibiciones: No se permitirá el ingreso de personal que demuestras de haber ingerido bebidas alcohólicas o sustancias psicotrópicas. No se debe fumar en el área de almacenamiento de combustible o cercano a éste. Se colocará un botiquín básico de primeros auxilios en un lugar visible y accesible. -180- INDICADORES MEDIO DE VERIFICACIÓN PLAZO ( MESES) PROGRAMA DE SALUD Y SEGURIDAD LABORAL MEDIDA DE DOTACIÓN DE EQUIPOS DE PROTECCIÓN PERSONAL OBJETIVOS: Evitar afecciones a la salud y seguridad de los trabajadores durante la etapa constructiva. PSSL- 01 LUGAR DE APLICACIÓN: Fase de construcción RESPONSABLE: Contratista ASPECTO AMBIENTAL IMPACTO IDENTIFICADO MEDIDAS PROPUESTAS Implementar dentro del predio un área de vestidores, destinada para que los trabajadores puedan vestirse y guardar sus pertenencias. Dicha área deberá prestar las medidas de seguridad necesaria para proteger las pertenencias del personal Elaborado: Autor -181- INDICADORES MEDIO DE VERIFICACIÓN PLAZO ( MESES) Cuadro 4. 4 Medida de señalización de áreas de trabajo PROGRAMA DE SALUD Y SEGURIDAD LABORAL MEDIDA DE SEÑALIZACIÓN DE ÁREAS DE TRABAJO OBJETIVOS: Evitar afecciones a la salud y seguridad de los trabajadores y del vecindario durante la etapa constructiva. PSSL- 02 LUGAR DE APLICACIÓN: Fase de construcción RESPONSABLE: Contratista ASPECTO AMBIENTAL Salud y seguridad IMPACTO IDENTIFICADO Riesgos a la salud pública debido a posibles accidentes por falta de señalización y cuidado durante la ejecución de las actividades constructivas. MEDIDAS PROPUESTAS INDICADORES Colocar señalización en áreas de peligro empleando postes delineadores, cinta de peligro y en caso de ser necesario emplear letreros de precaución (hombres trabajando, precaución zanja profunda). Colocar pasos peatonales de 1.5 m con pasamanos sobre las zanjas (en caso de ser necesario). Colocar letreros preventivos con la leyenda ENTRADA Y SALIDA DE VOLQUETES a cada lado de la calle. Elaborado: Autor -182- Señalización en áreas de trabajo MEDIO DE VERIFICACIÓN Inspección de campo para verificar cumplimiento de medida y registro fotográfico. PLAZO ( MESES) Durante toda la etapa constructiva 4.9.1 PROGRAMA DE PREVENCIÓN Y MITIGACIÓN DE IMPACTOS Cuadro 4. 5 Prevención de la contaminación ambiental por ruido PROGRAMA DE PREVENCIÓN Y MITIGACIÓN DE IMPACTOS MEDIDA DE PREVENCIÓN DE LA CONTAMINACIÓN AMBIENTAL POR RUIDO OBJETIVOS: Reducir la afección a la población circundante ocasionada por la generación de ruido. PPMI - 01 LUGAR DE APLICACIÓN: Fase de construcción RESPONSABLE: Contratista ASPECTO AMBIENTAL IMPACTO IDENTIFICADO Generación de ruido Deterioro del ambiente acústico del sector por incremento de niveles de ruido y vibraciones ocasionados por la maquinaria empleada. Conflictos con la comunidad por las molestias ocasionadas durante la etapa constructiva. MEDIDAS PROPUESTAS El horario de trabajo del personal técnico y obrero será de 07:0017:00 horas. La maquinaria y vehículos del proyecto evitará utilizar el claxon o sirenas innecesariamente. Con la finalidad de proteger al personal que labora con equipos y herramientas ruidosas, se deberán implementar las medidas especificadas en el plan de salud y seguridad, referentes a uso de equipos de protección personal. El constructor deberá implementar en el área de guachimanía (espacio cerrado destinado al corte de cerámica y ) con el fin de confinar la generación de ruido y polvo. Elaborado: Autor -183- MEDIO DE VERIFICACIÓN INDICADORES Implementación guachimanía PLAZO ( MESES) de Dotación de EPP al personal. Cumplimiento del horario establecido de trabajo. Inspección de campo para verificar cumplimiento de medida y registro fotográfico Durante toda la etapa constructiva Cuadro 4. 6 Prevención y control de la generación de material particulado PROGRAMA DE PREVENCIÓN Y MITIGACIÓN DE IMPACTOS PPMI - 02 MEDIDA DE PREVENCIÓN Y CONTROL DE LA GENERACIÓN DE MATERIAL PARTICULADO OBJETIVOS: Reducir la afección a la población circundante por gases y polvo emitidos por la maquinaria y equipo usado en la obra. LUGAR DE APLICACIÓN: Fase de construcción RESPONSABLE: Contratista ASPECTO AMBIENTAL IMPACTO IDENTIFICADO MEDIDAS PROPUESTAS Generación de Material Particulado y gases Conflictos con la comunidad por las molestias ocasionadas durante la etapa constructiva. Deterioro de la calidad del aire por generación de Material Particulado y gases. Las áreas de circulación vehicular, de carga y descarga de material deberán ser mantenidas con humedad suficiente (aplicación de neblina de agua) para minimizar el levantamiento de material particulado. La programación y frecuencia de riego serán definidas el promotor y el contratista según las condiciones climáticas. El material de excavación a ser reutilizado deberá ser apilado a una altura máxima de 2 m para evitar la dispersión de partículas hacia los barrios localizados en los alrededores de las obras. En caso de que materiales de construcción o sobrantes de excavación deban permanecer largo tiempo en la zona de obras, se cubrirán con plásticos u otro elemento que los proteja del viento. Para el transporte de material en las volquetas, obligatoriamente se debe verificar el empleo de lonas (no se permitirá la utilización de coberturas livianas como telas, plásticos y/o similares), para garantizar que no se presenten derrames o pérdida de material. Todo el equipo pesado utilizado en el proceso constructivo deberá contar con la revisión vehicular emitido por la EMOV EP. en el cual -184- MEDIO DE VERIFICACIÓN INDICADORES Uso cobertores vehículos transportan material de en que Humedecimiento de material en épocas de verano. Maquinarias en buen estado de operación. Inspección de campo para verificar cumplimiento de medida y registro fotográfico. Certificados de revisión vehicular PLAZO ( MESES) Durante toda la etapa constructiva PROGRAMA DE PREVENCIÓN Y MITIGACIÓN DE IMPACTOS PPMI - 02 MEDIDA DE PREVENCIÓN Y CONTROL DE LA GENERACIÓN DE MATERIAL PARTICULADO OBJETIVOS: Reducir la afección a la población circundante por gases y polvo emitidos por la maquinaria y equipo usado en la obra. LUGAR DE APLICACIÓN: Fase de construcción RESPONSABLE: Contratista se certifique que se encuentran en buenas condiciones de operación. PROGRAMA DE PREVENCIÓN Y MITIGACIÓN DE IMPACTOS MEDIDA DE MANEJO DE OBRAS DE CONCRETO Y MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN OBJETIVOS: Prevenir la contaminación del suelo y aire ocasionado por el manejo inadecuado de materiales de construcción y obras de concreto. PPMI - 03 LUGAR DE APLICACIÓN: Fase de construcción RESPONSABLE: Contratista ASPECTO AMBIENTAL IMPACTO IDENTIFICADO MEDIDAS PROPUESTAS MANEJO DE OBRAS DE CONCRETO Suelo Manejo inadecuada de obras de concreto y materiales de construcción En caso de producirse o derramarse mezcla de concreto accidentalmente, se deberá realizar la limpieza de los sitos del derrame y dejarlos en condiciones iguales o mejores que las originales. Los restos de hormigón derramados que sean removidos tendrán que ser dispuestos según lo establecido en el Programa de Manejo de desechos. -185- MEDIO DE VERIFICACIÓN INDICADORES Colocación de plástico para proteger material almacenado Elaboración de programa semanal de consumo de material Inspección de campo para verificar cumplimiento de medida y registro fotográfico. Programa semanal de consumo de material. PLAZO ( MESES) Durante toda la etapa constructiva PROGRAMA DE PREVENCIÓN Y MITIGACIÓN DE IMPACTOS PPMI - 02 MEDIDA DE PREVENCIÓN Y CONTROL DE LA GENERACIÓN DE MATERIAL PARTICULADO OBJETIVOS: Reducir la afección a la población circundante por gases y polvo emitidos por la maquinaria y equipo usado en la obra. LUGAR DE APLICACIÓN: Fase de construcción RESPONSABLE: Contratista MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN Llevar un programa semanal de consumo de materiales para regular las cantidades de materiales empleados y así determinar consumos y almacenamientos innecesarios. Se procurará disponer en frentes de obras únicamente de los materiales a ser usados durante la jornada de trabajo manteniéndolos resguardados de agentes externos (viento, agua). Por ningún motivo los materiales de construcción sobrantes y escombros de demoliciones deberán ser dispuestos o colocados en la mitad de la vía, para ello se debe acondicionar un área dentro de la obra para su recepción y almacenamiento temporal de donde serán retirados para ser llevados a escombreras para su correcta disposición final. La protección de los materiales deberá efectuarse con elementos como plástico, lonas impermeables o mallas, asegurando su permanencia. Elaborado: Autor -186- Limpieza derrames hormigón. de de Cuadro 4. 7 Medida de manejo de residuos sólidos PROGRAMA DE PREVENCIÓN Y MITIGACIÓN DE IMPACTOS MEDIDA DE MANEJO DE RESIDUOS SÓLIDOS OBJETIVOS: Evitar la contaminación del suelo por la disposición inadecuada residuos sólidos generados en las distintas actividades vinculadas al proceso constructivo. PPMI - 04 LUGAR DE APLICACIÓN: Fase de construcción RESPONSABLE: Contratista ASPECTO AMBIENTAL IMPACTO IDENTIFICADO MEDIDAS PROPUESTAS INDICADORES MEDIO DE VERIFICACIÓN PLAZO ( MESES) ESCOMBROS Contaminación de Suelo Alteración a la calidad del suelo por incorrecta disposición de residuos sólidos y escombros. Todos los escombros generados así como los sobrantes de material que ya no vayan a ser empleados en el proceso constructivo deberán ser desalojados en la escombrera autorizada por la EMAC EP. RESIDUOS ASIMILABLES A DOMÉSTICOS Los residuos generados durante la ejecución del proyecto serán recolectados diferenciadamente en reciclable y no reciclable. -187- Colocación recipientes para desechos reciclables y no reciclables. Desalojo de escombros hacia escombreras autorizadas Inspección de campo para verificar cumplimiento de medida y registro fotográfico Registro de escombros entregados en la EMAC EP. Durante toda la etapa constructiva PROGRAMA DE PREVENCIÓN Y MITIGACIÓN DE IMPACTOS MEDIDA DE MANEJO DE RESIDUOS SÓLIDOS OBJETIVOS: Evitar la contaminación del suelo por la disposición inadecuada residuos sólidos generados en las distintas actividades vinculadas al proceso constructivo. PPMI - 04 LUGAR DE APLICACIÓN: Fase de construcción RESPONSABLE: Contratista ASPECTO AMBIENTAL IMPACTO IDENTIFICADO MEDIDAS PROPUESTAS Para la disposición temporal de residuos, el contratista deberá colocar recipientes metálicos, los cuales deberán estar colocados bajo una cubierta o contar con tapa. Se designará a una persona que será la encargada de realizar la recolección diaria de residuos, antes y después de cada jornada. Los residuos recolectados serán sacados los días de recolección de basura para que sean retirados por los trabajadores de la empresa de aseo. En el caso de que no exista el servicio de recolección de basura, los desechos sólidos serán llevados hacia los lugares autorizados por la EMAC EP. Queda totalmente prohibido abandonar los desechos sólidos en vías y lugares que no tengan servicio de recolección y demás quemar cualquier tipo de desechos. Elaborado: Autor -188- INDICADORES MEDIO DE VERIFICACIÓN PLAZO ( MESES) Cuadro 4. 8 Medida de manejo de residuos líquidos PROGRAMA DE PREVENCIÓN Y MITIGACIÓN DE IMPACTOS MEDIDA DE MANEJO DE RESIDUOS LÍQUIDOS OBJETIVOS: Evitar la contaminación del suelo por la disposición inadecuada residuos líquidos generados por la actividades diarias del personal PPMI - 05 LUGAR DE APLICACIÓN: Fase de construcción RESPONSABLE: Contratista ASPECTO AMBIENTAL Contaminación de Suelo IMPACTO IDENTIFICADO Alteración a la calidad del suelo por incorrecta disposición de residuos líquidos MEDIDAS PROPUESTAS El promotor deberá implementar un servicio higiénico dentro del predio para que los trabajadores vinculados al proyecto puedan realizar sus necesidades fisiológicas adecuadamente. Se deberá vigilar constantemente la existencia de agua potable para evitar la presencia de focos de contaminación. Dicho servicio higiénico estará conectado al servicio de alcantarillado público. Elaborado: Autor -189- INDICADORES MEDIO DE VERIFICACIÓN Inspección de campo para verificar Construcción de servicio cumplimiento de higiénico medida y registro fotográfico PLAZO ( MESES) Previo al inicio de las actividades constructivas y se mantendrá durante etapa constructiva. 4.9.3 PROGRAMA DE RELACIONES COMUNITARIAS Cuadro 4. 9 Prevención de afecciones a la calidad de vida y bienestar del vecindario PROGRAMA DE RELACIONES COMUNITARIAS MEDIDA DE PREVENCIÓN DE AFECCIONES A LA CALIDAD DE VIDA Y BIENESTAR DEL VECINDARIO OBJETIVOS: Reducir afecciones sobre la calidad de vida y bienestar de las personas que residen en el área de influencia del proyecto. PRC- 01 LUGAR DE APLICACIÓN: Fase de construcción RESPONSABLE: Contratista ASPECTO AMBIENTAL IMPACTO IDENTIFICADO MEDIDAS PROPUESTAS Bienestar Conflictos con la comunidad por las molestias ocasionadas durante la etapa constructiva. Interferencia al tránsito vehicular y peatonal por el transporte de materiales y equipos. Alteración del paisaje urbano debido a las actividades constructivas. Se deberá notificar con 24 horas de anticipación de manera verbal y escrita a todos los moradores del sector, sobre cierre de vías o interrupciones en los servicios básicos debido a actividades relacionadas a la etapa constructiva del proyecto. Uso de conos El promotor del proyecto no podrá utilizar la vía pública para almacenamiento de materiales, maquinaria y realizar algún tipo de actividad constructiva. Cumplimiento del diseño aprobado por el municipio. Se deberá mantener orden y limpieza en el área intervenida y no se dejará acumular los escombros por mucho tiempo. El horario de ingreso y salida de la maquinaria y vehículos del contratista estará limitado durante las horas pico, es decir se evitará su circulación en el siguiente horario: 8H00 a 9H00 y de 14H00 y 15H00, para evitar causar molestias. -190- Notificaciones entregadas a moradores del sector PLAZO MEDIO DE VERIFICACIÓN INDICADORES ( MESES) Inspección de campo para verificar cumplimiento de medida y Registro fotográfico. Registro entrega notificaciones de de Durante toda la etapa constructiva Colocar la señalización necesaria en la vía pública, como conos cuando ingrese maquinaria y equipo pesado al lugar con la finalidad de prevenir a l vecindario. Tener la predisposición para que los moradores puedan acceder al proyecto o proporcionarles la información necesaria constantemente o cuando ellos lo requieran. Elaborado: Autor -191- 4.9.4 PROGRAMA DE ABANDONO Y CIERRE DE ÁREAS DE TRABAJO Cuadro 4. 10 Cierre de las áreas de Trabajo PROGRAMA DE ABANDONO Y CIERRE DE AREA DE TRABAJO MEDIDA DE CIERRE DE ÁREAS DE TRABAJO OBJETIVOS: Establecer los procedimientos necesarios para realizar las actividades de retiro de instalaciones temporales, equipos y materiales. PAAT- 01 LUGAR DE APLICACIÓN: Fase de construcción RESPONSABLE: Contratista ASPECTO AMBIENTAL IMPACTO IDENTIFICADO MEDIDAS PROPUESTAS MEDIO DE VERIFICACIÓN INDICADORES PLAZO ( MESES) CALLES INTERVENIDAS PAISAJE Y BIENESTAR Alteración del paisaje urbano debido a las actividades constructivas Conflictos con la comunidad por las molestias ocasionadas durante la etapa constructiva y de operación. En caso de que se hayan afectado calles y accesos, servicios básicos del sector debido a actividades relacionadas a la ejecución del proceso constructivo, se deberá reparar y rehabilitar los mismos para que presten un servicio adecuado a los moradores. Retirar señalización, postes delineadores, cinta de áreas intervenidas. BODEGAS DE MATERIALES Y EQUIPOS: En el área utilizada para desarrollar la logística del proyecto, se deberán desalojar todos los materiales de construcción, escombros, desechos de madera, recipientes plásticos, recipientes metálicos y cualquier otro material sobrante. Elaborado: Autor -192- Retiro de señalización, materiales y equipo del área de trabajo. Inspección de campo para verificar cumplimiento de medida y Registro fotográfico. Al finalizar la etapa constructiva 4.9.5 PROGRAMA DE PROTECCION DE RIBERAS Cuadro 4. 11 Protección de riberas PROGRAMA DE PROTECCIÓN DE RIBERAS OBJETIVOS: Recuperar las zonas que fueron afectadas durante la etapa constructiva del proyecto. PPR- 01 LUGAR DE APLICACIÓN: Fase de Operación RESPONSABLE: Promotor ASPECTO AMBIENTAL IMPACTO IDENTIFICADO PAISAJE Y BIENESTAR MEDIDAS PROPUESTAS Alteración del paisaje urbano debido a las actividades constructivas. La siembra se realizará en los márgenes de la quebrada desprovistos de vegetación que tengan influencia del proyecto. Las especies arbóreas y arbustivas serán adquiridas en viveros específicos. La siembra cumplirá con parámetros técnicos para cada especie y será fertilizada con abono orgánico. Deslizamientos debido a la falta de protección de riberas Elaborado: Autor -193- MEDIO DE VERIFICACIÓN INDICADORES Número de árboles sembrados Inspección de campo para verificar cumplimiento de medida y Registro fotográfico. PLAZO ( MESES) Durante la etapa de operación 4.9.6 PROGRAMA DE MANTENIMIENTO DEL PUENTE Cuadro 4. 12 Mantenimiento del puente PROGRAMA DE MANTENIMIENTO OBJETIVOS: Realizar el mantenimiento de todas las estructuras constitutivas del puente PPR- 01 LUGAR DE APLICACIÓN: Fase de Operación RESPONSABLE: Contratista ASPECTO AMBIENTAL IMPACTO IDENTIFICADO PAISAJE Y BIENESTAR Accidentes de tránsito debido a la falta de señalización horizontal y vertical. MEDIDAS PROPUESTAS Afecciones a la comunidad beneficiada debido a falta de mantenimiento de los distintos componentes del puente. Realizar cada 5 años una inspección de todos los elementos de la estructura y protección de los cimientos, debiendo emitirse un informe de las observaciones encontradas para que se proceda a realizar las reparaciones respectivas en el caso de existir. Dar mantenimiento a la pintura y señalización vertical y horizontal que han sido colocados a lo largo y junto a l puente construido. Elaborado: Autor -194- MEDIO DE VERIFICACIÓN INDICADORES Número inspecciones realizadas de Número mantenimientos realizados de Inspección de campo para verificar cumplimiento de medida y Registro fotográfico. PLAZO ( MESES) Durante la etapa de operación 4.10 CRONOGRAMA DE CONSTRUCCIÓN Y OPERACIÓN DEL PROYECTO Cuadro 4. 13 Cronograma de construcción CONSTRUCCIÓN ACTIVIDAD OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO 1 MES 2 MES 3 MES 4 MES FASE DE CONSTRUCCIÓN PROGRAMA DE PREVENCIÓN Y MITIGACIÓN DE IMPACTOS Medida de prevención de la contaminación ambiental por ruido X X X X Medida de prevención y control de la generación de material particulado X X X X Medida de manejo de obras de concreto y materiales de construcción X X X X Medida de manejo de residuos sólidos X X X X Medida de manejo de residuos líquidos X X X X PROGRAMA DE SALUD Y SEGURIDAD LABORAL Medida de dotación de equipos de protección personal X X X X Medida de señalización de áreas de trabajo X X X X X X X PROGRAMA DE RELACIONES COMUNITARIAS Medida de prevención de afecciones a la calidad de vida y bienestar del vecindario X -195- CONSTRUCCIÓN ACTIVIDAD OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO 1 MES 2 MES 3 MES 4 MES PROGRAMA DE ABANDONO Y CIERRE DE AREA DE TRABAJO Medida de cierre de áreas de trabajo FASE DE OPERACIÓN Medida de protección de riberas x Medida de mantenimiento de puente x Elaborado: Autor -196- 4.11 CRONOGRAMA VALORADO DEL PLAN DE MANEJO AMBIENTAL (PMA) Cuadro 4. 14 Cronograma valorado del plan de manejo ambiental MES OPERACIÓN Y PRESUPUESTO MANTENIMIENTO ($) ACTIVIDAD 1 2 3 4 5 6 7 8 FASE DE CONSTRUCCIÓN PROGRAMA DE PREVENCIÓN Y MITIGACIÓN DE IMPACTOS Medida de prevención de la contaminación ambiental por ruido X X X X X X X X OC Medida de prevención y control de la generación de material particulado X X X X X X X X PI Medida de manejo de obras de concreto y materiales de construcción X X X X X X X X PI Medida de manejo de residuos sólidos X X X X X X X X 196,00 Medida de manejo de residuos líquidos X X X X X X X X PI PROGRAMA DE SALUD Y SEGURIDAD LABORAL Medida de dotación de equipos de protección personal X X X X X X X X 330,00 Medida de señalización de áreas de trabajo X X X X X X X X 94,00 X X 32,00 X PI PROGRAMA DE RELACIONES COMUNITARIAS Medida de prevención de afecciones a la calidad de vida y bienestar del vecindario X X X X X X PROGRAMA DE ABANDONO Y CIERRE DE AREA DE TRABAJO Medida de cierre de áreas de trabajo X -197- MES OPERACIÓN Y PRESUPUESTO MANTENIMIENTO ($) X PI X PI ACTIVIDAD 1 2 3 4 5 6 7 8 FASE DE OPERACIÓN PROGRAMA DE PREVENCIÓN, CONTROL Y MITIGACIÓN Medida de protección de riberas PROGRAMA DE MANEJO DE DESECHOS Medida de mantenimiento de puente COSTO TOTAL DEL PMA PI: Valor incluido en el costo de inversión del proyecto constructor 652,00 OC: Constituye una observancia para el Elaborado: Autor -198- CAPÍTULO 5 – PRESUPUESTO 5.1 DETALLE DE PRESUPUESTO. En los siguientes cuadros se presenta el detalle de: DETERMINACIÓN DE RUBROS CANTIDADES DE OBRA ANÁLISIS DE PRECIOS UNITARIOS Utilizando indirectos del 20% CRONOGRAMA VALORADO -199- Cuadro 5. 1 Análisis de precios unitarios – Proforma PROFORMA PROYECTO: UBICACIÓN: NOMBRE DEL OFERENTE: Diseño estructural de un puente vehicular en hormigón armado, sobre la quebrada Tres Marías, vincula la ciudadela Carmen del Guzho Bajo y la Avenida Doce de Octubre, perteneciente a la parroquia Turi, Cantón Cuenca, Provincia del Azuay. Quebrada 3 Marias Ilustre Municipalidad del Cantón Cuenca PRESUPUESTO ITEM 1 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 1,8 1,9 1,10 1,11 1,12 2 2,1 2,2 2,3 2,4 2,5 2,6 2,7 2,8 RUBRO Unidad OBRAS PRELIMINARES REPLANTEO Y NIVELACION EXCAVACION A MAQUINA DE MATERIAL SIN CLASIFICAR 0 A 2m DE PROFUNDIDAD. EXCAVACION A MAQUINA DE MATERIAL SIN CLASIFICAR 2 A 4m DE PROFUNDIDAD. EXCAVACION MANUAL DE MATERIAL SIN CLASIFICAR 0 A 2m EXCAVACION A MAQUINA DE MATERIAL CONGLOMERADO ENTIBADO DISCONTINUO RELLENO COMPACTADO CON MATERIAL DE MEJORAMIENTO ABATIMIENTO DE NIVEL FREATICO CARGADO DE MATERIAL A MAQUINA TRANSPORTE DE MATERIAL HASTA 6Km SOBREACARREO DE MATERIALES PARA DESALOJO DISTANCIA MAYOR A 6 Km CONFORMACION DE PLATAFORMAS CON EQUIPO LIVIANO ESTRUCTURA REPLANTILLO DE HORMIGON SIMPLE f´c=180 kg/cm2 (PREPARADO EN OBRA) HORMIGON SIMPLE f´c=280kg/cm2. PREMEZCLADO Y BOMBEADO ACERO DE REFUERZO fy=4200 kg/cm2, CORTADO Y FIGURADO ENCOFRADO DE MADERA PARA MUROS CON APUNTALAMIENTO METALICO CON REFUERZOS DE MADERA (3 USOS) SUMINISTRO Y COLOCACION DE PLACAS DE NEOPRENO 300x280X10mm DUREZA SHORE 60 SUMINISTRO Y COLOCACION DE PLACAS DE NEOPRENO 800x200X10mm DUREZA SHORE 60 SUMINISTRO Y COLOCACION DE PLACAS DE ACERO 300x280x2mm SUMINISTRO Y COLOCACION DE PUENTE DE ADHERENCIA EPOXICO -200- Cantidad P.Unitario P.Total $ m2 m3 m3 m3 m3 m2 m3 Hora m3 m3 m3 m2 350,00 2000,00 500,00 500,00 500,00 250,00 35,00 100,00 3300,00 3300,00 26300,00 80,00 $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ 1,08 2,34 3,83 7,99 7,16 5,15 24,52 7,18 0,70 2,98 0,24 3,24 m3 m3 Kg 20,00 477,00 49063,00 $ $ $ m2 600,00 Unidad 36.126,90 $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ 378,00 4.680,00 1.915,00 3.995,00 3.580,00 1.287,50 858,20 718,00 2.310,00 9.834,00 6.312,00 259,20 112,37 143,22 2,03 $ $ $ 2.247,40 68.315,94 99.597,89 $ 12,90 $ 7.740,00 60,00 $ 284,53 $ 17.071,80 Unidad 2,00 $ 539,89 $ 1.079,78 Unidad m2 48,00 4,68 $ $ 7,44 23,54 $ $ 357,12 110,17 $ 196.520,10 3 3,1 3,2 3,3 3,4 3,5 3,6 4 4,1 4,2 4,3 4,4 SISTEMA DE EVACUACION DE AGUAS SUMINISTRO E INSTALACION DE TUBERIA PVC DESAGUE Ø 3" SUMINISTRO E INSTALACION DE TUBERIA PVC DESAGUE Ø 4" SUMINISTRO E INSTALACION DE TUBERIA PERFORADA PVC Ø 8" (DREN) SUMINISTRO E INSTALACION DE PASAMANO DE ACERO INOXIDABLE Ø 4" SUMINISTRO Y COLOCACION GRAVA (DREN) SUMINISTRO E INSTALACIÓN DE GEOTEXTIL PARA DREN PLAN DE MANEJO AMBIENTAL PASO PEATONAL SEÑALIZACION CON CINTA CONSTRUCCION DE BATERIA SANITARIA SIEMBRA DE PLANTA FORESTAL $ m m m m m3 m2 73,00 5,00 38,00 86,00 112,00 249,00 $ $ $ $ $ $ 4,87 5,93 19,46 197,94 23,39 6,66 m m Global Unidad 100,00 100,00 1,00 100,00 $ $ $ $ 14,18 0,44 963,22 8,62 $ TOTAL OFERTADO SIN IVA $ Xavier Astudillo. Elaborado: Autor -201- 22.425,50 $ $ $ $ $ $ 355,51 29,65 739,48 17.022,84 2.619,68 1.658,34 $ $ $ $ 1.418,00 44,00 963,22 862,00 3.287,22 258.359,72 Cuadro 5. 2 Análisis de precios unitarios –Replanteo y nivelación NOMBRE OFERENTE: DEL ILUSTRE MUNICIPALIDAD DEL CANTON CUENCA Diseño estructural de un puente vehicular en hormigón armado, sobre la quebrada Tres Marías, vincula la ciudadela Carmen del Guzho Bajo y la Avenida Doce de Octubre, perteneciente a la parroquia Turi, Cantón Cuenca, Provincia del Azuay. PROYECTO: ANALISIS DE PRECIOS UNITARIOS RUBRO: REPLANTEO Y NIVELACION UNIDAD: m2 Rendimiento Costo Total DETALLE: EQUIPO(M) Descripción Cantidad Costo Hora Tarifa Herramientas Varias 1,00 0,40 0,40 0,09 0,04 Equipo de Topografía 1,00 2,00 2,00 0,09 0,18 SUBTOTAL (M) 0,22 Rendimiento Costo Total MANO DE OBRA(N) Descripción Cantidad Costo Hora Tarifa Peón 1,00 2,82 2,82 0,09 0,25 Maestro de Obra 1,00 3,02 3,02 0,02 0,05 Topógrafo 1,00 3,02 3,02 0,09 0,27 SUBTOTAL (N) 0,57 MATERIALES(O) Descripción Unidad Clavos multiuso con cabeza de 1¨ a 8¨ Estacas de madera Precio Unitario Cantidad Costo Total Kg 0,01 2,00 0,02 Unidad 0,06 1,50 0,09 SUBTOTAL (O) 0,11 TRANSPORTE(P) Descripción Unidad Cantidad Tarifa Costo Total 0,00 ESTOS PRECIOS NO INCLUYEN IVA -202- SUBTOTAL (P) 0,00 TOTAL COSTO DIRECTO (M+N+O+P) 0,90 INDIRECTOS Y UTILIDADES 0,18 COSTO TOTAL DEL RUBRO 1,08 VALOR OFERTADO 1,08 Elaborado: Autor Cuadro 5. 3 Análisis de precios unitarios – Excavación a máquina de material sin clasificar 0 a 2m NOMBRE DEL ILUSTRE MUNICIPALIDAD DEL CANTON CUENCA OFERENTE: Diseño estructural de un puente vehicular en hormigón armado, sobre la quebrada Tres Marías, vincula la ciudadela Carmen del Guzho Bajo y la Avenida Doce de Octubre, perteneciente a la parroquia Turi, Cantón Cuenca, Provincia del Azuay. PROYECTO: RUBRO: ANALISIS DE PRECIOS UNITARIOS EXCAVACION A MAQUINA DE MATERIAL SIN CLASIFICAR 0 A 2m DE PROFUNDIDAD. UNIDAD: m3 DETALLE: EQUIPO(M) Descripción Cantidad Excavadora Tarifa 1,00 Costo Hora 41,00 Rendimiento 41,00 Costo Total 0,04 1,68 SUBTOTAL (M) 1,68 MANO DE OBRA(N) Descripción Cantidad Tarifa Costo Hora Rendimiento Costo Total Maestro de Obra 1,00 3,02 3,02 0,01 0,03 Ayudante de Operador de Equipo 1,00 2,82 2,82 0,04 0,12 Operador de Excavadora 1,00 3,02 3,02 0,04 0,12 SUBTOTAL (N) 0,27 MATERIALES(O) Descripción Unidad Precio Unitario Cantidad SUBTOTAL (O) Costo Total 0,00 TRANSPORTE(P) Descripción Unidad Cantidad Tarifa SUBTOTAL (P) Costo Total 0,00 TOTAL COSTO DIRECTO (M+N+O+P) 1,95 INDIRECTOS Y UTILIDADES 0,39 COSTO TOTAL DEL RUBRO 2,34 VALOR OFERTADO 2,34 ESTOS PRECIOS NO INCLUYEN IVA -203- Elaborado: Autor Cuadro 5. 4 Análisis de precios unitarios – Excavación a máquina de material sin clasificar 2 a 4m NOMBRE DEL OFERENTE: ILUSTRE MUNICIPALIDAD DEL CANTON CUENCA Diseño estructural de un puente vehicular en hormigón armado, sobre la quebrada Tres Marías, vincula la ciudadela Carmen del Guzho Bajo y la Avenida Doce de Octubre, perteneciente a la parroquia Turi, Cantón Cuenca, Provincia del Azuay. PROYECTO: ANALISIS DE PRECIOS UNITARIOS EXCAVACION A MAQUINA DE MATERIAL SIN CLASIFICAR 2 A 4m DE PROFUNDIDAD. RUBRO: UNIDAD: m3 DETALLE: EQUIPO(M) Descripción Cantidad Excavadora Tarifa 1,00 Costo Hora 41,00 Rendimiento 41,00 Costo Total 0,07 2,87 SUBTOTAL (M) 2,87 MANO DE OBRA(N) Descripción Cantidad Tarifa Costo Hora Rendimiento Costo Total Maestro de Obra 1,00 3,02 3,02 0,01 0,03 Ayudante de Operador de Equipo 1,00 2,82 2,82 0,05 0,14 Operador de Excavadora 1,00 3,02 3,02 0,05 0,15 SUBTOTAL (N) 0,32 MATERIALES(O) Descripción Unidad Cantidad Precio Unitario SUBTOTAL (O) Costo Total 0,00 TRANSPORTE(P) Descripción Unidad Cantidad Tarifa SUBTOTAL (P) Costo Total 0,00 TOTAL COSTO DIRECTO (M+N+O+P) 3,19 INDIRECTOS Y UTILIDADES 0,64 COSTO TOTAL DEL RUBRO 3,83 VALOR OFERTADO 3,83 ESTOS PRECIOS NO INCLUYEN IVA Elaborado: Autor -204- Cuadro 5. 5 Análisis de precios unitarios –Excavación manual de material sin clasificar 0 a 2m NOMBRE OFERENTE: DEL ILUSTRE MUNICIPALIDAD DEL CANTON CUENCA Diseño estructural de un puente vehicular en hormigón armado, sobre la quebrada Tres Marías, vincula la ciudadela Carmen del Guzho Bajo y la Avenida Doce de Octubre, perteneciente a la parroquia Turi, Cantón Cuenca, Provincia del Azuay. PROYECTO: ANALISIS DE PRECIOS UNITARIOS RUBRO: EXCAVACION MANUAL DE MATERIAL SIN CLASIFICAR 0 A 2M UNIDAD: m3 DETALLE: EQUIPO(M) Descripción Cantidad Herramientas Varias Costo Hora Tarifa 1,00 0,40 Rendimiento 0,40 Costo Total 1,05 0,42 SUBTOTAL (M) 0,42 MANO DE OBRA(N) Descripción Cantidad Costo Hora Tarifa Rendimiento Costo Total Peón 2,00 2,82 5,64 1,05 5,92 Maestro de Obra 1,00 3,02 3,02 0,11 0,32 SUBTOTAL (N) 6,24 MATERIALES(O) Descripción Unidad Cantida d Precio Unitario SUBTOTAL (O) Costo Total 0,00 TRANSPORTE(P) Descripción Unidad ESTOS PRECIOS NO INCLUYEN IVA Elaborado: Autor -205- Cantida d Tarifa Costo Total SUBTOTAL (P) 0,00 TOTAL COSTO DIRECTO (M+N+O+P) 6,66 INDIRECTOS Y UTILIDADES 1,33 COSTO TOTAL DEL RUBRO 7,99 VALOR OFERTADO 7,99 Cuadro 5. 6 Análisis de precios unitarios – Excavación a máquina de material conglomerado NOMBRE DEL OFERENTE: ILUSTRE MUNICIPALIDAD DEL CANTON CUENCA PROYECTO: Diseño estructural de un puente vehicular en hormigón armado, sobre la quebrada Tres Marías, vincula la ciudadela Carmen del Guzho Bajo y la Avenida Doce de Octubre, perteneciente a la parroquia Turi, Cantón Cuenca, Provincia del Azuay. ANALISIS DE PRECIOS UNITARIOS RUBRO: EXCAVACION A MAQUINA DE MATERIAL CONGLOMERADO UNIDAD: m3 DETALLE: EQUIPO(M) Descripción Cantidad Excavadora Tarifa 1,00 Costo Hora 41,00 Rendimiento 41,00 Costo Total 0,05 2,05 SUBTOTAL (M) 2,05 MANO DE OBRA(N) Descripción Cantidad Tarifa Costo Hora Rendimiento Costo Total Peón 1,00 2,78 2,78 0,05 0,14 Ayudante de Operador de Equipo 1,00 2,82 2,82 0,05 0,14 Operador de Excavadora 1,00 3,02 3,02 0,05 0,15 SUBTOTAL (N) 0,43 MATERIALES(O) Descripción Unidad Cantidad Precio Unitario Costo Total MK1 Gl 0,07 35,13 2,34 Lavador Gl 0,05 8,00 0,40 Agua LT 9,00 0,02 0,18 Unidad 0,12 4,88 0,57 SUBTOTAL (O) 3,49 Brochas de 4¨ TRANSPORTE(P) Descripción Unidad Cantidad Tarifa Costo Total 0,00 SUBTOTAL (P) 0,00 TOTAL COSTO DIRECTO (M+N+O+P) 5,97 INDIRECTOS Y UTILIDADES 1,19 COSTO TOTAL DEL RUBRO 7,16 VALOR OFERTADO 7,16 ESTOS PRECIOS NO INCLUYEN IVA Elaborado: Autor -206- Cuadro 5. 7 Análisis de precios unitarios – Entibado discontinuo NOMBRE OFERENTE: DEL ILUSTRE MUNICIPALIDAD DEL CANTON CUENCA Diseño estructural de un puente vehicular en hormigón armado, sobre la quebrada Tres Marías, vincula la ciudadela Carmen del Guzho Bajo y la Avenida Doce de Octubre, perteneciente a la parroquia Turi, Cantón Cuenca, Provincia del Azuay. PROYECTO: ANALISIS DE PRECIOS UNITARIOS RUBRO: ENTIBADO DISCONTINUO (3 USOS) UNIDAD: m2 Rendimiento Costo Total 0,17 0,07 SUBTOTAL (M) 0,07 Rendimiento Costo Total DETALLE: EQUIPO(M) Descripción Herramienta Menor Cantidad Costo Hora Tarifa 1,00 0,40 0,40 MANO DE OBRA(N) Descripción Cantidad Costo Hora Tarifa Albañil 1,00 2,82 2,82 0,17 0,48 Peón 2,00 2,78 5,56 0,17 0,95 Maestro de obra 1,00 3,02 3,02 0,02 0,05 SUBTOTAL (N) 1,48 MATERIALES(O) Descripción Unidad Precio Unitario Cantidad Costo Total Clavos Multiuso con Cabeza de 1¨ a 8¨ Kg 0,25 2,00 0,50 Pingos de Madera m 0,66 1,00 0,66 Tiras de Eucalipto 4x5 cm Unidad 0,33 1,50 0,50 Tablones Unidad 0,27 4,00 1,08 SUBTOTAL (O) 2,74 TRANSPORTE(P) Descripción Unidad Cantidad Tarifa Costo Total 0,00 ESTOS PRECIOS NO INCLUYEN IVA Elaborado: Autor -207- SUBTOTAL (P) 0,00 TOTAL COSTO DIRECTO (M+N+O+P) 4,29 INDIRECTOS Y UTILIDADES 0,86 COSTO TOTAL DEL RUBRO 5,15 VALOR OFERTADO 5,15 Cuadro 5. 8 Análisis de precios unitarios – Relleno compactado con material de mejoramiento NOMBRE DEL OFERENTE: ILUSTRE MUNICIPALIDAD DEL CANTON CUENCA PROYECTO: Diseño estructural de un puente vehicular en hormigón armado, sobre la quebrada Tres Marías, vincula la ciudadela Carmen del Guzho Bajo y la Avenida Doce de Octubre, perteneciente a la parroquia Turi, Cantón Cuenca, Provincia del Azuay. ANALISIS DE PRECIOS UNITARIOS RELLENO COMPACTADO CON MATERIAL DE MEJORAMIENTO RUBRO: UNIDAD: m3 DETALLE: EQUIPO(M) Descripción Cantidad Tarifa Costo Hora Rendimiento Costo Total Herramienta Menor 1,00 0,40 0,40 0,50 0,20 Plancha Vibratoria 1,00 4,50 4,50 0,50 2,25 SUBTOTAL (M) 2,45 MANO DE OBRA(N) Descripción Cantidad Tarifa Costo Hora Rendimiento Costo Total Peón 2,00 2,78 5,56 0,50 2,78 Maestro de obra 1,00 3,02 3,02 0,50 1,51 SUBTOTAL (N) 4,29 MATERIALES(O) Descripción Unidad Material de Mejoramiento puesto en obra m3 Precio Unitario Cantidad 1,32 Costo Total 10,37 13,69 SUBTOTAL (O) 13,69 TRANSPORTE(P) Descripción Unidad Cantidad Tarifa Costo Total 0,00 SUBTOTAL (P) TOTAL COSTO DIRECTO (M+N+O+P) 20,43 INDIRECTOS Y UTILIDADES 4,09 COSTO TOTAL DEL RUBRO 24,52 VALOR OFERTADO 24,52 ESTOS PRECIOS NO INCLUYEN IVA Elaborado: Autor -208- 0,00 Cuadro 5. 9 Análisis de precios unitarios – Abastecimiento del nivel freático NOMBRE OFERENTE: DEL ILUSTRE MUNICIPALIDAD DEL CANTON CUENCA Diseño estructural de un puente vehicular en hormigón armado, sobre la quebrada Tres Marías, vincula la ciudadela Carmen del Guzho Bajo y la Avenida Doce de Octubre, perteneciente a la parroquia Turi, Cantón Cuenca, Provincia del Azuay. PROYECTO: ANALISIS DE PRECIOS UNITARIOS RUBRO: ABASTECIMIENTO DE NIVEL FREATICO UNIDAD: Hora DETALLE: EQUIPO(M) Descripción Cantidad Tarifa Costo Hora Rendimiento Costo Total Herramienta Menor 1,00 0,40 0,40 1,00 0,40 Bomba de agua 1,00 2,50 2,50 1,00 2,50 SUBTOTAL (M) 2,90 MANO DE OBRA(N) Descripción Cantidad Tarifa Costo Hora Rendimiento Costo Total Peón 1,00 2,78 2,78 1,00 2,78 Maestro de obra 1,00 3,02 3,02 0,10 0,30 SUBTOTAL (N) 3,08 MATERIALES(O) Descripción Unidad Cantidad Precio Unitario Costo Total 0,00 SUBTOTAL (O) 0,00 TRANSPORTE(P) Descripción Unidad Cantidad Tarifa Costo Total 0,00 SUBTOTAL (P) 0,00 TOTAL COSTO DIRECTO (M+N+O+P) 5,98 INDIRECTOS Y UTILIDADES 1,20 COSTO TOTAL DEL RUBRO 7,18 VALOR OFERTADO 7,18 ESTOS PRECIOS NO INCLUYEN IVA Elaborado: Autor -209- Cuadro 5. 10 Análisis de precios unitarios – Cargado de material a máquina NOMBRE DEL OFERENTE: ILUSTRE MUNICIPALIDAD DEL CANTON CUENCA PROYECTO: Diseño estructural de un puente vehicular en hormigón armado, sobre la quebrada Tres Marías, vincula la ciudadela Carmen del Guzho Bajo y la Avenida Doce de Octubre, perteneciente a la parroquia Turi, Cantón Cuenca, Provincia del Azuay. ANALISIS DE PRECIOS UNITARIOS RUBRO: CARGADO DE MATERIAL A MAQUINA UNIDAD: m3 DETALLE: EQUIPO(M) Descripción Cargadora Cantidad 1,00 Costo Hora Tarifa 22,00 Rendimiento 22,00 Costo Total 0,02 0,46 SUBTOTAL (M) 0,46 MANO DE OBRA(N) Descripción Cantidad Costo Hora Tarifa Rendimiento Costo Total Operador de cargadora frontal 1,00 3,02 3,02 0,02 0,06 Ayudante de operador de cargadora frontal 1,00 2,82 2,82 0,02 0,06 SUBTOTAL (N) 0,12 MATERIALES(O) Descripción Unidad Cantidad Precio Unitario Costo Total 0,00 SUBTOTAL (O) 0,00 TRANSPORTE(P) Descripción Unidad Cantidad Tarifa Costo Total 0,00 SUBTOTAL (P) 0,00 TOTAL COSTO DIRECTO (M+N+O+P) 0,58 INDIRECTOS Y UTILIDADES 0,12 COSTO TOTAL DEL RUBRO 0,70 VALOR OFERTADO 0,70 ESTOS PRECIOS NO INCLUYEN IVA Elaborado: Autor -210- Cuadro 5. 11 Transporte de material hasta 6 km NOMBRE DEL OFERENTE: ILUSTRE MUNICIPALIDAD DEL CANTON CUENCA Diseño estructural de un puente vehicular en hormigón armado, sobre la quebrada Tres PROYECTO: Marías, vincula la ciudadela Carmen del Guzho Bajo y la Avenida Doce de Octubre, perteneciente a la parroquia Turi, Cantón Cuenca, Provincia del Azuay. ANALISIS DE PRECIOS UNITARIOS RUBRO: TRANSPORTE DE MATERIAL HASTA 6Km UNIDAD: m3 DETALLE: EQUIPO(M) Descripción Volqueta 8m3 Cantidad Tarifa 1,00 Costo Hora 24,00 Rendimiento 24,00 Costo Total 0,09 2,11 SUBTOTAL (M) 2,11 MANO DE OBRA(N) Descripción Chofer de Volqueta Cantidad Tarifa 1,00 Costo Hora 4,16 Rendimiento 4,16 Costo Total 0,09 0,37 SUBTOTAL (N) 0,37 MATERIALES(O) Descripción Unidad Cantidad Precio Unitario Costo Total 0,00 SUBTOTAL (O) 0,00 TRANSPORTE(P) Descripción Unidad Cantidad Tarifa Costo Total 0,00 SUBTOTAL (P) 0,00 TOTAL COSTO DIRECTO (M+N+O+P) 2,48 INDIRECTOS Y UTILIDADES 0,50 COSTO TOTAL DEL RUBRO 2,98 VALOR OFERTADO 2,98 ESTOS PRECIOS NO INCLUYEN IVA Elaborado: Autor -211- Cuadro 5. 12 Análisis de precios unitarios – Sobrecarreo de materiales para desalojo, distancia mayor a 6km NOMBRE OFERENTE: DEL ILUSTRE MUNICIPALIDAD DEL CANTON CUENCA Diseño estructural de un puente vehicular en hormigón armado, sobre la quebrada Tres Marías, vincula la ciudadela Carmen del Guzho Bajo y la Avenida Doce de Octubre, perteneciente a la parroquia Turi, Cantón Cuenca, Provincia del Azuay. PROYECTO: ANALISIS DE PRECIOS UNITARIOS SOBREACARREO DE MATERIALES DESALOJO DISTANCIA MAYOR A 6 Km RUBRO: PARA UNIDAD: m3/km DETALLE: EQUIPO(M) Descripción Cantidad Volqueta 8m3 1,00 Tarifa Costo Hora 24,00 Rendimiento 24,00 Costo Total 0,01 0,17 SUBTOTAL (M) 0,17 MANO DE OBRA(N) Descripción Cantidad Chofer de Volqueta 1,00 Tarifa Costo Hora 4,16 Rendimiento 4,16 Costo Total 0,01 0,03 SUBTOTAL (N) 0,03 MATERIALES(O) Descripción Unidad Cantidad Precio Unitario Costo Total 0,00 SUBTOTAL (O) 0,00 TRANSPORTE(P) Descripción Unidad Cantidad Tarifa Costo Total 0,00 SUBTOTAL (P) ESTOS PRECIOS NO INCLUYEN IVA 0,00 TOTAL COSTO DIRECTO (M+N+O+P) 0,20 INDIRECTOS Y UTILIDADES 0,04 COSTO TOTAL DEL RUBRO 0,24 VALOR OFERTADO 0,24 Elaborado: Autor -212- Cuadro 5. 13 Análisis de precios unitarios – Conformación de plataformas con equipo liviano NOMBRE DEL OFERENTE: ILUSTRE MUNICIPALIDAD DEL CANTON CUENCA Diseño estructural de un puente vehicular en hormigón armado, sobre la quebrada Tres Marías, vincula la ciudadela Carmen del Guzho Bajo y la Avenida Doce de Octubre, perteneciente a la parroquia Turi, Cantón Cuenca, Provincia del Azuay. ANALISIS DE PRECIOS UNITARIOS PROYECTO: CONFORMACION DE PLATAFORMAS CON EQUIPO RUBRO: UNIDAD: m3 LIVIANO DETALLE: EQUIPO(M) Descripción Cantidad Tarifa Costo Hora Rendimiento Costo Total Retroexcavadora 1,00 24,00 20,00 0,06 1,10 Herramientas varias 1,00 24,00 0,40 0,06 0,02 Rodillo pequeño 1,00 24,00 16,17 0,06 0,89 SUBTOTAL (M) 2,01 MANO DE OBRA(N) Descripción Cantidad Tarifa Costo Hora Rendimiento Costo Total Peón 2,00 2,78 5,56 0,06 0,33 Operador de Retroexcavadora 1,00 3,02 3,02 0,06 0,18 Operador de equipo liviano 1,00 3,02 3,02 0,06 0,18 SUBTOTAL (N) 0,69 MATERIALES(O) Descripción Unidad Cantidad Precio Unitario Costo Total 0,00 SUBTOTAL (O) 0,00 TRANSPORTE(P) Descripción Unidad Cantidad Tarifa Costo Total 0,00 SUBTOTAL (P) 0,00 TOTAL COSTO DIRECTO (M+N+O+P) 2,70 INDIRECTOS Y UTILIDADES 0,54 COSTO TOTAL DEL RUBRO 3,24 VALOR OFERTADO 3,24 ESTOS PRECIOS NO INCLUYEN IVA Elaborado: Autor -213- Cuadro 5. 14 Análisis de precios unitarios –Replantillo de hormigón simple NOMBRE OFERENTE: DEL PROYECTO: ILUSTRE MUNICIPALIDAD DEL CANTON CUENCA Diseño estructural de un puente vehicular en hormigón armado, sobre la quebrada Tres Marías, vincula la ciudadela Carmen del Guzho Bajo y la Avenida Doce de Octubre, perteneciente a la parroquia Turi, Cantón Cuenca, Provincia del Azuay. ANALISIS DE PRECIOS UNITARIOS REPLANTILLO DE HORMIGON SIMPLE f´c=180 kg/cm2 UNIDAD: (PREPARADO EN OBRA) RUBRO: m3 DETALLE: EQUIPO(M) Descripción Cantidad Tarifa Costo Hora Rendimiento Costo Total Herramientas varias 3,00 0,40 1,20 1,00 1,20 Concretera de un Saco 1,00 3,15 3,15 1,00 3,15 4,35 MANO DE OBRA(N) Descripción Cantidad Tarifa Costo Hora Rendimiento Costo Total Albañil 1,00 2,82 2,82 1,00 2,82 Peón 4,00 2,78 11,12 1,00 11,12 Ayudante de albañil 1,00 2,82 2,82 1,00 2,82 Maestro de Obra 1,00 3,02 3,02 0,01 0,03 SUBTOTAL (N) 16,79 MATERIALES(O) Descripción Unidad Cantidad Precio Unitario Costo Total Agua Lt 180,00 0,02 3,60 Arena puesta en obra m3 0,60 17,00 10,20 Grava puesta en obra m3 1,00 16,00 16,00 saco 6,10 7,00 42,70 SUBTOTAL (O) 72,50 Cemento PORTLAND TIPO 1 TRANSPORTE(P) Descripción Unidad Cantidad Tarifa Costo Total 0,00 SUBTOTAL (P) 0,00 TOTAL COSTO DIRECTO (M+N+O+P) 93,64 INDIRECTOS Y UTILIDADES 18,73 COSTO TOTAL DEL RUBRO 112,37 VALOR OFERTADO 112,37 ESTOS PRECIOS NO INCLUYEN IVA Elaborado: Autor -214- Cuadro 5. 15 Análisis de precios unitarios –Hormigón simple f´c=280kg/cm2 NOMBRE OFERENTE: DEL ILUSTRE MUNICIPALIDAD DEL CANTON CUENCA Diseño estructural de un puente vehicular en hormigón armado, sobre la quebrada Tres Marías, vincula la ciudadela Carmen del Guzho Bajo y la Avenida Doce de Octubre, perteneciente a la parroquia Turi, Cantón Cuenca, Provincia del Azuay. PROYECTO: ANALISIS DE PRECIOS UNITARIOS HORMIGON SIMPLE PREMEZCLADO Y BOMBEADO RUBRO: f´c=280kg/cm2. UNIDAD: m3 Rendimiento Costo Total DETALLE: EQUIPO(M) Descripción Cantidad Costo Hora Tarifa Herramientas varias 1,00 0,40 0,40 0,14 0,06 Vibrador 1,00 1,65 1,65 0,14 0,23 SUBTOTAL (M) 0,29 Rendimiento Costo Total MANO DE OBRA(N) Descripción Cantidad Costo Hora Tarifa Albañil 2,00 2,82 5,64 0,14 0,79 Peón 4,00 2,78 11,12 0,14 1,56 Ayudante de albañil 2,00 2,82 5,64 0,14 0,79 Maestro de Obra 1,00 3,02 3,02 0,01 0,04 SUBTOTAL (N) 3,18 MATERIALES(O) Descripción HORMIGÓN SIMPLE (incluye bombeado) f´c=280kg/cm2 Unidad PREMEZCLADO m3 Cantidad Precio Unitario 1,05 Costo Total 110,36 115,88 SUBTOTAL (O) 115,88 TRANSPORTE(P) Descripción Unidad Cantidad Tarifa Costo Total 0,00 SUBTOTAL (P) 0,00 TOTAL COSTO DIRECTO (M+N+O+P) 119,35 INDIRECTOS Y UTILIDADES 23,87 COSTO TOTAL DEL RUBRO 143,22 VALOR OFERTADO 143,22 ESTOS PRECIOS NO INCLUYEN IVA Elaborado: Autor -215- Cuadro 5. 16 Análisis de precios unitarios – Acero de refuerzo NOMBRE OFERENTE: DEL ILUSTRE MUNICIPALIDAD DEL CANTON CUENCA Diseño estructural de un puente vehicular en hormigón armado, sobre la quebrada Tres Marías, vincula la ciudadela Carmen del Guzho Bajo y la Avenida Doce de Octubre, perteneciente a la parroquia Turi, Cantón Cuenca, Provincia del Azuay. PROYECTO: ANALISIS DE PRECIOS UNITARIOS RUBRO: ACERO DE REFUERZO CORTADO Y FIGURADO fy=4200 kg/cm2, UNIDAD: Kg DETALLE: EQUIPO(M) Descripción Cantidad Herramientas varias Tarifa 1,00 0,40 Costo Hora Rendimiento 0,40 Costo Total 0,04 0,02 SUBTOTAL (M) 0,02 MANO DE OBRA(N) Descripción Cantidad Tarifa Costo Hora Rendimiento Costo Total Peón 2,00 2,78 5,56 0,04 0,22 Fierrero 1,00 2,82 2,82 0,04 0,11 Maestro de Obra 1,00 3,02 3,02 0,00 0,01 SUBTOTAL (N) 0,34 MATERIALES(O) Unidad Cantida d Global 0,03 1,80 0,05 Alambre Recocido N. 18 Kg 0,05 1,30 0,07 Acero en Varillas Kg 1,05 1,15 1,21 SUBTOTAL (O) 1,33 Descripción Varios Precio Unitario Costo Total TRANSPORTE(P) Descripción Unidad Cantida d Tarifa Costo Total 0,00 SUBTOTAL (P) 0,00 TOTAL COSTO DIRECTO (M+N+O+P) 1,69 INDIRECTOS Y UTILIDADES 0,34 COSTO TOTAL DEL RUBRO 2,03 VALOR OFERTADO 2,03 ESTOS PRECIOS NO INCLUYEN IVA Elaborado: Autor -216- Cuadro 5. 17 Análisis de precios unitarios –Encofrado para muros NOMBRE DEL ILUSTRE MUNICIPALIDAD DEL CANTON CUENCA OFERENTE: Diseño estructural de un puente vehicular en hormigón armado, sobre la quebrada Tres Marías, vincula la ciudadela Carmen del Guzho Bajo y la Avenida Doce de Octubre, perteneciente a la parroquia Turi, Cantón Cuenca, Provincia del Azuay. PROYECTO: ANALISIS DE PRECIOS UNITARIOS RUBRO: ENCOFRADO DE MADERA PARA MUROS CON APUNTALAMIENTO METALICO CON REFUERZOS DE MADERA (3 UNIDAD: USOS) m2 DETALLE: EQUIPO(M) Descripción Cantidad Tarifa Costo Hora Rendimiento Costo Total Herramientas varias 3,00 0,40 1,20 0,30 0,36 Andamios Metálicos 0,33 0,14 0,05 25,00 1,16 Puntales Extensibles 2,10 - 3,65 m 0,66 0,10 0,07 25,00 1,65 Crucetas Cortas 0,33 0,05 0,02 25,00 0,41 Crucetas Largas 0,33 0,06 0,02 25,00 0,50 Vigas V3 0,33 0,01 0,00 25,00 0,08 SUBTOTAL (M) 4,16 MANO DE OBRA(N) Descripción Cantidad Tarifa Costo Hora Rendimiento Costo Total Albañil 1,00 2,82 2,82 0,30 0,85 Ayudante de albañil 3,00 2,82 8,46 0,30 2,54 Maestro de Obra 1,00 3,02 3,02 0,03 0,09 SUBTOTAL (N) 3,48 MATERIALES(O) Descripción Clavos Plancha de Plywood 1,22x2,44 de 12mm Unidad Cantidad Precio Unitario Costo Total Kg 0,15 2,07 0,31 Unidad 0,12 23,20 2,80 SUBTOTAL (O) 3,11 TRANSPORTE(P) Descripción Unidad Cantidad Tarifa Costo Total 0,00 SUBTOTAL (P) 0,00 TOTAL COSTO DIRECTO (M+N+O+P) 10,75 INDIRECTOS Y UTILIDADES 2,15 COSTO TOTAL DEL RUBRO 12,90 ESTOS PRECIOS NO INCLUYEN IVA VALOR OFERTADO -217- 12,90 Elaborado: Autor Cuadro 5. 18 Análisis de precios unitarios –Suministro y colocación de placas de neopreno NOMBRE DEL OFERENTE: ILUSTRE MUNICIPALIDAD DEL CANTON CUENCA PROYECTO: Diseño estructural de un puente vehicular en hormigón armado, sobre la quebrada Tres Marías, vincula la ciudadela Carmen del Guzho Bajo y la Avenida Doce de Octubre, perteneciente a la parroquia Turi, Cantón Cuenca, Provincia del Azuay. RUBRO: SUMINISTRO Y COLOCACION DE PLACAS DE NEOPRENO 300x280X10mm DUREZA SHORE 60 ANALISIS DE PRECIOS UNITARIOS UNIDAD: Unidad DETALLE: EQUIPO(M) Descripción Cantidad Herramientas varias Costo Hora Tarifa 1,00 0,40 Rendimiento 0,40 Costo Total 0,30 0,12 SUBTOTAL (M) 0,12 MANO DE OBRA(N) Descripción Cantidad Costo Hora Tarifa Rendimiento Costo Total Albañil 1,00 2,82 2,82 0,30 0,85 Ayudante de albañil 1,00 2,82 2,82 0,30 0,85 Maestro de Obra 1,00 3,02 3,02 0,03 0,09 SUBTOTAL (N) 1,79 MATERIALES(O) Descripción Placa de Neopreno 1x1m Unidad Cantidad Unidad 0,08 Precio Unitario Costo Total 2800,00 235,20 SUBTOTAL (O) 235,20 TRANSPORTE(P) Descripción Unidad Cantidad Tarifa Costo Total 0,00 SUBTOTAL (P) 0,00 TOTAL COSTO DIRECTO (M+N+O+P) 237,11 INDIRECTOS Y UTILIDADES 47,42 COSTO TOTAL DEL RUBRO 284,53 VALOR OFERTADO 284,53 ESTOS PRECIOS NO INCLUYEN IVA Elaborado: Autor -218- Cuadro 5. 19 Análisis de precios unitarios –Suministro y colocación de placas de neopreno 2 NOMBRE DEL OFERENTE: ILUSTRE MUNICIPALIDAD DEL CANTON CUENCA PROYECTO: Diseño estructural de un puente vehicular en hormigón armado, sobre la quebrada Tres Marías, vincula la ciudadela Carmen del Guzho Bajo y la Avenida Doce de Octubre, perteneciente a la parroquia Turi, Cantón Cuenca, Provincia del Azuay. RUBRO: SUMINISTRO Y COLOCACION DE PLACAS DE NEOPRENO 800x200X10mm DUREZA SHORE 60 ANALISIS DE PRECIOS UNITARIOS UNIDAD: Unidad DETALLE: EQUIPO(M) Descripción Cantidad Herramientas varias 1,00 Tarifa Costo Hora 0,40 Rendimiento 0,40 Costo Total 0,30 0,12 SUBTOTAL(M) 0,12 MANO DE OBRA(N) Descripción Cantidad Tarifa Costo Hora Rendimiento Costo Total Albañil 1,00 2,82 2,82 0,30 0,85 Ayudante de albañil 1,00 2,82 2,82 0,30 0,85 Maestro de Obra 1,00 3,02 3,02 0,03 0,09 SUBTOTAL (N) 1,79 MATERIALES(O) Descripción Placa de Neopreno 1x1m Unidad Cantidad Unidad Precio Unitario 0,16 Costo Total 2800,00 448,00 SUBTOTAL (O) 448,00 TRANSPORTE(P) Descripción Unidad Cantidad Tarifa Costo Total 0,00 SUBTOTAL (P) TOTAL COSTO DIRECTO (M+N+O+P) ESTOS PRECIOS NO INCLUYEN IVA 0,00 449,91 INDIRECTOS Y UTILIDADES 89,98 COSTO TOTAL DEL RUBRO 539,89 VALOR OFERTADO 539,89 Elaborado: Autor -219- Cuadro 5. 20 Análisis de precios unitarios – Suministro y colocación de placas de acero NOMBRE OFERENTE: DEL ILUSTRE MUNICIPALIDAD DEL CANTON CUENCA Diseño estructural de un puente vehicular en hormigón armado, sobre la quebrada Tres Marías, vincula la ciudadela Carmen del Guzho Bajo y la Avenida Doce de Octubre, perteneciente a la parroquia Turi, Cantón Cuenca, Provincia del Azuay. PROYECTO: ANALISIS DE PRECIOS UNITARIOS SUMINISTRO Y 300x280x2mm RUBRO: COLOCACION DE PLACAS DE ACERO UNIDAD: Unida d Rendimient o Costo Total 0,03 0,01 SUBTOTAL (M) 0,01 DETALLE: EQUIPO(M) Descripción Cantidad Herramientas varias Costo Hora Tarifa 1,00 0,40 0,40 MANO DE OBRA(N) Descripción Cantidad Costo Hora Tarifa Rendimient o Costo Total Albañil 1,00 2,82 2,82 0,03 0,08 Ayudante de albañil 1,00 2,82 2,82 0,03 0,08 Maestro de Obra 1,00 3,02 3,02 0,00 0,01 SUBTOTAL (N) 0,17 MATERIALES(O) Descripción Planchas metálicas 122x244x2mm Cortado de planchas Unidad Cantida d Precio Unitario Costo Total Unidad 0,05 83,22 4,16 m 1,16 1,60 1,86 SUBTOTAL (O) 6,02 TRANSPORTE(P) Descripción Unidad Cantida d Tarifa Costo Total 0,00 SUBTOTAL (P) ESTOS PRECIOS NO INCLUYEN IVA Elaborado: Autor -220- 0,00 TOTAL COSTO DIRECTO (M+N+O+P) 6,20 INDIRECTOS Y UTILIDADES 1,24 COSTO TOTAL DEL RUBRO 7,44 VALOR OFERTADO 7,44 Cuadro 5. 21 Análisis de precios unitarios –Suministro y colocación de puente de adherencia expoxico NOMBRE OFERENTE: DEL PROYECTO: ILUSTRE MUNICIPALIDAD DEL CANTON CUENCA Diseño estructural de un puente vehicular en hormigón armado, sobre la quebrada Tres Marías, vincula la ciudadela Carmen del Guzho Bajo y la Avenida Doce de Octubre, perteneciente a la parroquia Turi, Cantón Cuenca, Provincia del Azuay. ANALISIS DE PRECIOS UNITARIOS SUMINISTRO Y COLOCACION DE PUENTE DE ADHERENCIA EXPOXICO RUBRO: UNIDAD: m2 DETALLE: EQUIPO(M) Descripción Cantidad Herramientas varias Costo Hora Tarifa 1,00 0,40 Rendimiento 0,40 Costo Total 0,13 0,05 SUBTOTAL(M) 0,05 MANO DE OBRA(N) Descripción Cantidad Peón Costo Hora Tarifa 2,00 2,78 Rendimiento 5,56 Costo Total 0,13 0,72 SUBTOTAL (N) 0,72 MATERIALES(O) Descripción Sikadur Primer N Unidad Cantida d Precio Unitario Costo Total Unidad 0,49 38,46 18,85 SUBTOTAL (O) 18,85 TRANSPORTE(P) Descripción Unidad Cantida d Tarifa Costo Total 0,00 SUBTOTAL (P) ESTOS PRECIOS NO INCLUYEN IVA Elaborado: Autor -221- 0,00 TOTAL COSTO DIRECTO (M+N+O+P) 19,62 INDIRECTOS Y UTILIDADES 3,92 COSTO TOTAL DEL RUBRO 23,54 VALOR OFERTADO 23,54 Cuadro 5. 22 Suministro e instalación de tubería pvc desagüe ø 3" NOMBRE DEL OFERENTE: ILUSTRE MUNICIPALIDAD DEL CANTON CUENCA Diseño estructural de un puente vehicular en hormigón armado, sobre la quebrada Tres Marías, vincula la ciudadela Carmen del Guzho Bajo y la Avenida Doce de Octubre, perteneciente a la parroquia Turi, Cantón Cuenca, Provincia del Azuay. PROYECTO: ANALISIS DE PRECIOS UNITARIOS RUBRO: SUMINISTRO E INSTALACIÓN DE TUBERIA PVC DESAGUE Ø 3" UNIDAD: m DETALLE: EQUIPO(M) Descripción Cantidad Herramientas varias Tarifa 1,00 Costo Hora 0,40 Rendimiento 0,40 Costo Total 0,12 0,05 SUBTOTAL(M) 0,05 MANO DE OBRA(N) Descripción Cantidad Tarifa Costo Hora Rendimiento Costo Total Plomero 1,00 2,82 2,82 0,12 0,34 Ayudante de plomero 1,00 2,78 2,78 0,12 0,33 Maestro Mayor 1,00 3,02 3,02 0,01 0,04 SUBTOTAL (N) 0,71 MATERIALES(O) Descripción Unidad Tubería PVC 75mm m Cantidad Precio Unitario 1,10 Costo Total 3,00 3,30 SUBTOTAL (O) 3,30 TRANSPORTE(P) Descripción Unidad Cantidad Tarifa Costo Total 0,00 SUBTOTAL (P) 0,00 TOTAL COSTO DIRECTO (M+N+O+P) 4,06 INDIRECTOS Y UTILIDADES 0,81 COSTO TOTAL DEL RUBRO 4,87 VALOR OFERTADO 4,87 ESTOS PRECIOS NO INCLUYEN IVA Elaborado: Autor -222- Cuadro 5. 23 Suministro e instalación de tubería pvc desagüe ø 4" NOMBRE DEL OFERENTE: ILUSTRE MUNICIPALIDAD DEL CANTON CUENCA Diseño estructural de un puente vehicular en hormigón armado, sobre la quebrada Tres Marías, vincula la ciudadela Carmen del Guzho Bajo y la Avenida Doce de Octubre, perteneciente a la parroquia Turi, Cantón Cuenca, Provincia del Azuay. PROYECTO: ANALISIS DE PRECIOS UNITARIOS RUBRO: SUMINISTRO E INSTALACION DE TUBERIA PVC DESAGUE Ø 4" UNIDAD: m DETALLE: EQUIPO(M) Descripción Herramientas varias Cantidad Tarifa 1,00 Costo Hora 0,40 Rendimiento 0,40 Costo Total 0,12 0,05 SUBTOTAL(M) 0,05 MANO DE OBRA(N) Descripción Cantidad Tarifa Costo Hora Rendimiento Costo Total Plomero 1,00 2,82 2,82 0,12 0,34 Ayudante de plomero 1,00 2,78 2,78 0,12 0,33 Maestro Mayor 1,00 3,02 3,02 0,01 0,04 SUBTOTAL (N) 0,71 MATERIALES(O) Descripción Tubería PVC 100mm Unidad Precio Unitario Cantidad m 1,10 Costo Total 3,80 4,18 SUBTOTAL (O) 4,18 TRANSPORTE(P) Descripción Unidad Cantidad Tarifa Costo Total 0,00 SUBTOTAL (P) 0,00 TOTAL COSTO DIRECTO (M+N+O+P) 4,94 INDIRECTOS Y UTILIDADES 0,99 COSTO TOTAL DEL RUBRO 5,93 VALOR OFERTADO 5,93 ESTOS PRECIOS NO INCLUYEN IVA Elaborado: Autor -223- Cuadro 5. 24 Análisis de precios unitarios –Suministro e instalación de tubería perforada NOMBRE OFERENTE: DEL ILUSTRE MUNICIPALIDAD DEL CANTON CUENCA Diseño estructural de un puente vehicular en hormigón armado, sobre la quebrada Tres Marías, vincula la ciudadela Carmen del Guzho Bajo y la Avenida Doce de Octubre, perteneciente a la parroquia Turi, Cantón Cuenca, Provincia del Azuay. PROYECTO: ANALISIS DE PRECIOS UNITARIOS SUMINISTRO E INSTALACION PERFORADA PVC Ø 8" (DREN) RUBRO: DE TUBERIA UNIDAD: m DETALLE: EQUIPO(M) Descripción Cantidad Herramientas varias Tarifa 1,00 0,40 Costo Hora Rendimiento 0,40 Costo Total 0,75 0,30 SUBTOTAL(M) 0,30 MANO DE OBRA(N) Descripción Cantidad Tarifa Costo Hora Rendimiento Costo Total Plomero 1,00 2,82 2,82 0,75 2,12 Ayudante de plomero 2,00 2,78 5,56 0,75 4,17 Maestro Mayor 1,00 3,02 3,02 0,08 0,23 SUBTOTAL (N) 6,52 MATERIALES(O) Descripción Unidad Tubería PVC PERFORADA SEGUN ESPECIFICACIONES m Cantida d Precio Unitario 1,30 Costo Total 7,23 9,40 SUBTOTAL (O) 9,40 TRANSPORTE(P) Descripción Unidad Cantida d Tarifa Costo Total 0,00 SUBTOTAL (P) ESTOS PRECIOS NO INCLUYEN IVA Elaborado: Autor -224- 0,00 TOTAL COSTO DIRECTO (M+N+O+P) 16,22 INDIRECTOS Y UTILIDADES 3,24 COSTO TOTAL DEL RUBRO 19,46 VALOR OFERTADO 19,46 Cuadro 5. 25 Suministro e instalación de pasamano de acero inoxidable ø 4" NOMBRE DEL OFERENTE: ILUSTRE MUNICIPALIDAD DEL CANTON CUENCA PROYECTO: Diseño estructural de un puente vehicular en hormigón armado, sobre la quebrada Tres Marías, vincula la ciudadela Carmen del Guzho Bajo y la Avenida Doce de Octubre, perteneciente a la parroquia Turi, Cantón Cuenca, Provincia del Azuay. RUBRO: SUMINISTRO E INSTALACION DE PASAMANO DE ACERO INOXIDABLE Ø 4" ANALISIS DE PRECIOS UNITARIOS UNIDAD: m DETALLE: EQUIPO(M) Rendimiento Costo Total Herramientas varias Descripción Cantidad 1,00 Tarifa 0,40 Costo Hora 0,40 0,45 0,18 Equipo de suelda 1,00 0,75 0,75 0,45 0,34 SUBTOTAL (M) 0,52 Rendimiento Costo Total 0,45 1,36 0,45 1,27 SUBTOTAL (N) 2,63 MANO DE OBRA(N) Descripción Cantidad Tarifa Costo Hora Soldador 1,00 3,02 3,02 Ayudante de tierrero 1,00 2,82 2,82 MATERIALES(O) Descripción Suelda especial para acero Pasamano de acero inoxidable puesto en obra Unidad Precio Unitario Cantidad Global 1,00 m 1,00 Costo Total 1,80 1,80 160,00 160,00 SUBTOTAL (O) 161,80 TRANSPORTE(P) Descripción Unidad Cantidad Tarifa Costo Total 0,00 SUBTOTAL (P) TOTAL COSTO DIRECTO (M+N+O+P) 0,00 164,95 INDIRECTOS Y UTILIDADES 32,99 COSTO TOTAL DEL RUBRO 197,94 VALOR OFERTADO 197,94 ESTOS PRECIOS NO INCLUYEN IVA Elaborado: Autor -225- Cuadro 5. 26 Análisis de precios unitarios –Suministro y colocación de grava (DREN) NOMBRE DEL OFERENTE: ILUSTRE MUNICIPALIDAD DEL CANTON CUENCA Diseño estructural de un puente vehicular en hormigón armado, sobre la quebrada Tres Marías, vincula la ciudadela Carmen del Guzho Bajo y la Avenida Doce de Octubre, perteneciente a la parroquia Turi, Cantón Cuenca, Provincia del Azuay. PROYECTO: ANALISIS DE PRECIOS UNITARIOS RUBRO: SUMINISTRO Y COLOCACION GRAVA (DREN) UNIDAD: m3 DETALLE: EQUIPO(M) Descripción Herramientas varias Cantidad Tarifa 1,00 Costo Hora 0,40 Rendimiento 0,40 Costo Total 0,17 0,07 SUBTOTAL (M) 0,07 MANO DE OBRA(N) Descripción Peón Cantidad Tarifa 1,00 Costo Hora 2,78 Rendimiento 2,78 Costo Total 0,17 0,47 SUBTOTAL (N) 0,47 MATERIALES(O) Descripción Grava Unidad m3 Cantidad Precio Unitario 1,10 Costo Total 17,23 18,95 SUBTOTAL (O) 18,95 TRANSPORTE(P) Descripción Unidad Cantidad Tarifa Costo Total 0,00 SUBTOTAL (P) 0,00 TOTAL COSTO DIRECTO (M+N+O+P) 19,49 INDIRECTOS Y UTILIDADES 3,90 COSTO TOTAL DEL RUBRO 23,39 VALOR OFERTADO 23,39 ESTOS PRECIOS NO INCLUYEN IVA Elaborado: Autor -226- Cuadro 5. 27 Análisis de precios unitarios – Suministro e instalación de geotextil para dren NOMBRE OFERENTE: DEL ILUSTRE MUNICIPALIDAD DEL CANTON CUENCA Diseño estructural de un puente vehicular en hormigón armado, sobre la quebrada Tres Marías, vincula la ciudadela Carmen del Guzho Bajo y la Avenida Doce de Octubre, perteneciente a la parroquia Turi, Cantón Cuenca, Provincia del Azuay. PROYECTO: ANALISIS DE PRECIOS UNITARIOS SUMINISTRO E INSTALACIÓN DE GEOTEXTIL PARA DREN RUBRO: UNIDAD: m2 DETALLE: EQUIPO(M) Descripción Cantidad Herramientas varias Costo Hora Tarifa 1,00 0,40 Rendimiento 0,40 Costo Total 0,45 0,18 SUBTOTAL (M) 0,18 MANO DE OBRA(N) Descripción Cantidad Costo Hora Tarifa Rendimiento Costo Total Albañil 1,00 2,82 2,82 0,45 1,27 Peón 1,00 2,78 2,78 0,45 1,25 SUBTOTAL (N) 2,52 MATERIALES(O) Descripción Geotextil para dren SEGUN ESPECIFICACIONES Unidad m2 Cantida d Precio Unitario 1,10 Costo Total 2,59 2,85 SUBTOTAL (O) 2,85 TRANSPORTE(P) Descripción Unidad Cantida d Tarifa Costo Total 0,00 SUBTOTAL (P) 0,00 TOTAL COSTO DIRECTO (M+N+O+P) 5,55 INDIRECTOS Y UTILIDADES 1,11 COSTO TOTAL DEL RUBRO 6,66 VALOR OFERTADO 6,66 ESTOS PRECIOS NO INCLUYEN IVA Elaborado: Autor -227- Cuadro 5. 28 Paso peatonal NOMBRE DEL OFERENTE: ILUSTRE MUNICIPALIDAD DEL CANTON CUENCA Diseño estructural de un puente vehicular en hormigón armado, sobre la quebrada Tres Marías, PROYECTO: vincula la ciudadela Carmen del Guzho Bajo y la Avenida Doce de Octubre, perteneciente a la parroquia Turi, Cantón Cuenca, Provincia del Azuay. ANALISIS DE PRECIOS UNITARIOS RUBRO: PASO PEATONAL UNIDAD: m DETALLE: EQUIPO(M) Descripción Varias Cantidad Tarifa 1,00 Costo Hora 0,40 Rendimiento 0,40 Costo Total 0,50 0,20 SUBTOTAL (N) 0,20 MANO DE OBRA(N) Descripción Cantidad Tarifa Costo Hora Rendimiento Costo Total Albañil 1,00 2,82 2,82 0,50 1,41 Peón 2,00 2,78 5,56 0,50 2,78 SUBTOTAL (N) 4,19 MATERIALES(O) Descripción Cuadro de encofrado 24x3x300 cm Clavos Tiras de eucalipto de 4x5x300 Unidad Cantidad Precio Unitario Costo Total Unidad 2,00 3,36 6,72 kg 0,10 2,33 0,23 Unidad 0,40 1,20 0,48 SUBTOTAL (O) 7,43 TRANSPORTE(P) Descripción Unidad Cantidad Tarifa Costo Total 0,00 SUBTOTAL (P) 11,82 INDIRECTOS Y UTILIDADES 2,36 COSTO TOTAL DEL RUBRO 14,18 VALOR OFERTADO 14,18 ESTOS PRECIOS NO INCLUYEN IVA Elaborado: Autor -228- 0,00 TOTAL COSTO DIRECTO (M+N+O+P) Cuadro 5. 29 Señalización con cinta NOMBRE DEL OFERENTE: ILUSTRE MUNICIPALIDAD DEL CANTON CUENCA Diseño estructural de un puente vehicular en hormigón armado, sobre la quebrada Tres PROYECTO: Marías, vincula la ciudadela Carmen del Guzho Bajo y la Avenida Doce de Octubre, perteneciente a la parroquia Turi, Cantón Cuenca, Provincia del Azuay. ANALISIS DE PRECIOS UNITARIOS RUBRO: SEÑALIZACION CON CINTA UNIDAD: m DETALLE: EQUIPO(M) Descripción Varias Cantidad 1,00 Costo Hora Tarifa 0,40 Rendimiento 0,40 Costo Total 0,02 0,01 SUBTOTAL (M) 0,01 MANO DE OBRA(N) Descripción Peón Cantidad 1,00 Costo Hora Tarifa 2,78 Rendimiento 2,78 Costo Total 0,02 0,06 SUBTOTAL (N) 0,06 MATERIALES(O) Descripción Unidad Cinta m Precio Unitario Cantidad 1,00 Costo Total 0,30 0,30 SUBTOTAL (O) 0,30 TRANSPORTE(P) Descripción Unidad Cantidad Tarifa Costo Total 0,00 SUBTOTAL (P) TOTAL COSTO DIRECTO (M+N+O+P) ESTOS PRECIOS NO INCLUYEN IVA Elaborado: Autor -229- 0,00 0,37 INDIRECTOS Y UTILIDADES 0,07 COSTO TOTAL DEL RUBRO 0,44 VALOR OFERTADO 0,44 Cuadro 5. 30 Construcción de batería sanitaria NOMBRE DEL OFERENTE: ILUSTRE MUNICIPALIDAD DEL CANTON CUENCA Diseño estructural de un puente vehicular en hormigón armado, sobre la quebrada Tres PROYECTO: Marías, vincula la ciudadela Carmen del Guzho Bajo y la Avenida Doce de Octubre, perteneciente a la parroquia Turi, Cantón Cuenca, Provincia del Azuay. ANALISIS DE PRECIOS UNITARIOS RUBRO: CONSTRUCCION DE BATERIA SANITARIA UNIDAD: Global DETALLE: EQUIPO(M) Descripción Herramientas varias Cantidad 1,00 Tarifa 0,40 Costo Hora Rendimi ento 0,40 Costo Total 6,00 2,40 SUBTOTAL (M) 2,40 MANO DE OBRA(N) Descripción Cantidad Tarifa Costo Hora Rendimi ento Costo Total Peón 3,00 2,78 8,34 6,00 50,04 Albañil 2,00 2,82 5,64 6,00 33,84 Maestro 1,00 3,02 3,02 0,60 1,81 SUBTOTAL (N) 85,69 MATERIALES(O) Descripción Unidad Muro de bloque 10 cm Cantidad Precio Unitario Costo Total m2 15,00 11,43 171,45 Unidad 1,00 98,00 98,00 Hormigón de 180 m3 1,20 89,16 106,99 Encofrado m2 0,70 8,61 6,03 Punto de agua de media Unidad 2,00 13,06 26,12 Puerta de madera simple con armaduras de tiras de en 4 x 5 y cubierta de plywood 3 mm Unidad 1,00 85,00 85,00 Tubería PVC de media m 4,00 3,47 13,88 Tubería de desagüe de 50 m 2,00 5,56 11,12 Unidad 1,00 13,06 13,06 m 6,00 8,99 53,94 Punto de desagüe de 110 Unidad 1,00 18,02 18,02 Pozo de revisión de 60x60x60 con tapa Unidad 1,00 110,98 110,98 SUBTOTAL (O) 714,59 Inodoro económico y accesorios Punto de desagüe de 50 Tubería de 110 de desagüe TRANSPORTE(P) Descripción Unidad Cantidad Tarifa Costo Total 0,00 SUBTOTAL (P) TOTAL COSTO DIRECTO (M+N+O+P) ESTOS PRECIOS NO INCLUYEN IVA Elaborado: Autor -230- 0,00 802,68 INDIRECTOS Y UTILIDADES 160,54 COSTO TOTAL DEL RUBRO 963,22 VALOR OFERTADO 963,22 Cuadro 5. 31 Siembra de planta forestal NOMBRE DEL OFERENTE: ILUSTRE MUNICIPALIDAD DEL CANTON CUENCA Diseño estructural de un puente vehicular en hormigón armado, sobre la quebrada Tres PROYECTO: Marías, vincula la ciudadela Carmen del Guzho Bajo y la Avenida Doce de Octubre, perteneciente a la parroquia Turi, Cantón Cuenca, Provincia del Azuay. ANALISIS DE PRECIOS UNITARIOS RUBRO: SIEMBRA DE PLANTA FORESTAL UNIDAD: Unidad DETALLE: EQUIPO(M) Descripción Herramientas varias Cantida d Tarifa 1,00 0,40 Costo Hora Rendimiento 0,40 Costo Total 0,45 0,18 SUBTOTAL (M) 0,18 MANO DE OBRA(N) Descripción Peón Cantida d Tarifa 2,00 2,78 Costo Hora Rendimiento 5,56 Costo Total 0,45 2,50 SUBTOTAL (N) 2,50 MATERIALES(O) Unida d Unida d Descripción Planta forestal Precio Unitario Cantidad 1,00 Costo Total 4,50 4,50 SUBTOTAL (O) 4,50 TRANSPORTE(P) Unida d Descripción Cantidad Tarifa Costo Total 0,00 SUBTOTAL (P) TOTAL COSTO DIRECTO (M+N+O+P) ESTOS PRECIOS NO INCLUYEN IVA Elaborado: Autor -231- 0,00 7,18 INDIRECTOS Y UTILIDADES 1,44 COSTO TOTAL DEL RUBRO 8,62 VALOR OFERTADO 8,62 Cuadro 5. 32 Cronograma valorado NOMBRE DEL OFERENTE: PROYECTO: Ilustre Municipalidad del Cantón Cuenca Diseño estructural de un puente vehicular en hormigón armado, sobre la quebrada Tres Marías, vincula la ciudadela Carmen del Guzho Bajo y la Avenida Doce de Octubre, perteneciente a la parroquia Turi, Cantón Cuenca, Provincia del Azuay. CRONOGRAMA VALORADO DE TRABAJOS Descripción Unidad Cantidad Precio Unitario m2 350,00 1,08 m3 2000,00 m3 Precio Total Tiempo en Meses 1 2 378 189 189 2,34 4680 2340 2340 500,00 3,83 1915 957,5 957,5 m3 500,00 7,99 3995 1997,5 1997,5 m3 500,00 7,16 3580 1790 1790 m2 250,00 5,15 1287,5 643,75 643,75 OBRAS PRELIMINARES 4 3 4 36126,9 REPLANTEO Y NIVELACION EXCAVACION A MAQUINA DE MATERIAL SIN CLASIFICAR 0 A 2m DE PROFUNDIDAD. EXCAVACION A MAQUINA DE MATERIAL SIN CLASIFICAR 2 A 4m DE PROFUNDIDAD. EXCAVACION MANUAL DE MATERIAL SIN CLASIFICAR 0 A 2m EXCAVACION A MAQUINA DE MATERIAL CONGLOMERADO ENTIBADO DISCONTINUO RELLENO COMPACTADO CON MATERIAL DE MEJORAMIENTO ABATIMIENTO DE NIVEL FREATICO m2 35,00 24,52 858,2 858,2 0 Hora 100,00 7,18 718 359 359 1155 CARGADO DE MATERIAL A MAQUINA m3 3300,00 0,7 2310 TRANSPORTE DE MATERIAL HASTA 6Km m3 3300,00 2,98 9834 4917,00 4917 SOBREACARREO DE MATERIALES PARA DESALOJO DISTANCIA MAYOR A 6 Km m3 26300,00 0,24 6312 3156,00 3156 CONFORMACION DE PLATAFORMAS CON EQUIPO LIVIANO m2 80,00 3,24 259,2 129,60 129,6 Descripción Unidad Cantidad Precio Unitario Precio Total ESTRUCTURA 3 $ 196.520,10 -232- 1155 Tiempo en Meses 1 2 REPLANTILLO DE HORMIGON SIMPLE f´c=180 kg/cm2 (PREPARADO EN OBRA) HORMIGON SIMPLE f´c=280kg/cm2. PREMEZCLADO Y BOMBEADO ACERO DE REFUERZO fy=4200 kg/cm2, CORTADO Y FIGURADO ENCOFRADO DE MADERA PARA MUROS CON APUNTALAMIENTO METALICO CON REFUERZOS DE MADERA (3 USOS) SUMINISTRO Y COLOCACION DE PLACAS DE NEOPRENO 300x280X10mm DUREZA SHORE 60 SUMINISTRO Y COLOCACION DE PLACAS DE NEOPRENO 800x200X10mm DUREZA SHORE 60 SUMINISTRO Y COLOCACION DE PLACAS DE ACERO 300x280x2mm SUMINISTRO Y COLOCACION DE PUENTE DE ADHERENCIA EPOXICO Descripción 20,00 $ 112,37 m3 477,00 $ 143,22 kg 49063,00 $ 2,03 m2 600,00 $ 12,90 $ 7.740,00 Unidad 60,00 $ 284,53 $ 17.071,80 $ 17.071,80 Unidad 2,00 $ 539,89 $ 1.079,78 $ 1.079,78 Unidad 48,00 $ 7,44 m2 4,68 $ 23,54 Unidad Cantidad Precio Unitario Descripción 8539 2.247,40 8539,94 17079 34158 12148,89 27584 59865 965,30 $ 3562,5 3.212,20 $ $ 357,12 $ 110,17 Tiempo en Meses 1 2 3 4 22425,5 m 73,00 4,87 355,51 355,51 m 5,00 5,93 29,65 29,65 m 38,00 19,46 739,48 739,48 m 86,00 197,94 17022,84 17022,84 m3 112,00 23,39 2619,68 2619,68 m2 249,00 6,66 1658,34 1658,34 Unidad Cantidad Precio Unitario Precio Total PLAN DE MANEJO AMBIENTAL PASO PEATONAL $ $ 357,12 $ 110,17 Precio Total SISTEMA DE EVACUACION DE AGUAS SUMINISTRO E INSTALACION DE TUBERIA PVC DESAGUE Ø 3" SUMINISTRO E INSTALACION DE TUBERIA PVC DESAGUE Ø 4" SUMINISTRO E INSTALACION DE TUBERIA PERFORADA PVC Ø 8" (DREN) SUMINISTRO E INSTALACION DE PASAMANO DE ACERO INOXIDABLE Ø 4" SUMINISTRO Y COLOCACION GRAVA (DREN) SUMINISTRO E INSTALACIÓN DE GEOTEXTIL PARA DREN $ 2.247,40 $ 68.315,94 $ 99.597,89 m3 Tiempo en Meses 1 2 3 4 3287,22 m 100,00 14,18 -233- 1418 354,5 354,5 354,5 354,5 SEÑALIZACION CON CINTA 100,00 0,44 44 11 CONSTRUCCION DE BATERIA SANITARIA Global m 1,00 963,22 963,22 963,22 SIEMBRA DE PLANTA FORESTAL Unidad 100,00 8,62 TOTAL 11 11 862 11,00 862,00 258.359,72 $ INVERSION MENSUAL 28360,27 AVANCE PARCIAL EN % 10,98 $ INVERSION ACUMULADA 28360,27 AVANCE ACUMULADO EN % 10,98 $ Elaborado: Autor -234- 41.901,38 $ 16,21823247 70.261,65 $ 27,19528029 68334,51 119763,56 26,45 $ 46,36 138.596,16 $ 258359,72 53,64464708 100,00 CONCLUSIONES El presente trabajo de investigación de Diseño estructural de un puente vehicular en hormigón armado, sobre la quebrada Tres Marías, que vincula la ciudadela Carmen del Guzho Bajo y la Avenida Doce de Octubre, beneficiará el progreso y avance de la zona. Según los estudios que se realizaron en los capítulos anteriores tomando en cuenta principalmente el estudio hidrológico e hidráulico el puente llegara a medir 21,5 m de luz. La ilustre municipalidad de Cuenca dio como datos a cumplir las medidas del puente en corte transversal, o sea ancho de la calzada 8 m con vereda a cada lado de 1 m. Y para no des coordinar con el ambiente de la zona tomando en cuenta el parque de juegos infantiles ubicado a 150 m los pasamanos se los diseño del mismo material, de hierro. Gracias a los estudios hidrológicos e hidráulico el caudal máximo de diseño para el periodo de retorno esperado fue generado a partir de una precipitación extrema recomendada por el “Estudio de lluvias Intensas” del INAMHI, la precipitación máxima en 24 horas para el periodo de retorno de 100 años se consideró como 60.99 mm y el caudal para el puente que atraviesa la Quebrada Tres Marías se evaluó en 68.40 m³/s. Del análisis hidráulico de las secciones del puente, la Quebrada Tres Marías presenta flujo subcrítico debido a la baja pendiente longitudinal y a las velocidades medias entre 2 y 3 m/s. En la sección del puente el régimen de flujo es subcrítico debido al estrechamiento normal por la estructura del puente. La velocidad bajo la sección del puente resulta adecuada para el período de retorno considerado. La socavación promedio máxima estimada para un período de retorno de 100 años en el puente resulta en 0.63 m para la Quebrada Tres Marías, por ello se debe considerar que los estribos deben estar cimentados por lo menos a 2.50 m desde el nivel actual del cauce de la quebrada, y con una altura total de la obra de cimentación de 7.60 metros en el estribo Oeste y 5.70 metros en el estribo Este, para así garantizar una adecuada y estable cimentación en el puente sobre la quebrada. -235- RECOMENDACIONES Una vez concluido el trabajo de investigación me parece interesante recalcar que la clave de una buena resistencia no está tanto en el mejor diseño, sino en una perfecta construcción del modelo, priorizando la mejor técnica constructiva. La calidad de los materiales juega un rol muy importante, en especial con el hormigón ya que fácilmente se puede contaminar al momento del transporte y la trabajabilidad. Se recomienda también realizar la limpieza del Cauce debajo del puente, para garantizar que no exista acumulación de sedimentos, además se mejorará la capacidad hidráulica para el transporte de agua y materiales, y se puede llevar el caudal esperado sin mayores problemas -236- BIBLIOGRAFÍA ALCALDÍA DE CUENCA, http://www.cuenca.gov.ec/?q=page_estadisticasciudad, Cuenca -Ecuador AASHTO -Americante Associatin of State Highway and Transportation Officials. (2001). A Policy on Geometric Design of Highways and Streets,4ta ed.Washington, D.C. USA. Americante Associatin of State Highway and Transportation Officials AASHTO -Americante Associatin of State Highway and Transportation Officials. (1996).Standard specifications for Highway Bridges. 16ed.Washington, D.C. USA. Americante Associatin of State Highway and Transportation Officials ACI 318S-08 –American Concrete Institute. (2008) Requisitos de Reglamento para Concreto Estructural y Comentario. Comité ACI 318. Farmington Hills, Michigan, USA Christopher B. Burke & Thomas T. Burke,Stormwater,(2008). Drainage Manual. Chow, Ven Te.(1994). Hidrología Aplicada Floyd A. Huff,(1990). Time Distributions of Heavy Rainstorms in Illinois. Gumbel E.J. (1958). Statistics of extreme value. Colum. Univ. Press. N.Y.,375. INAMHI 1999.- Estudio de Lluvias Intensas. Departamento de Hidrometría. Quito Ecuador. INEC, Censo de Población y vivienda 2010 Manning, R. (1891). "On the flow of water in open channels and pipes," Transactions of the Institution of Civil engineers of Ireland. Ministerio del Ambiente,(1999). Texto Unificado de la Legislación Ambiental Ecuatoriana Olivera Bustamante. Fernando, (1996). Estructuración de vías terrestres, ed. CECSA 2da ISBN 968-26-1286-1. Universidad del Cauca, Popayán, (1998). Socavación en Puentes USACE (2000) HEC-HMS Hydrologic Modeling System user’s manual. Hydrologic Engineering Center. Davis, California. Wikipedia,(2010). http://es.wikipedia.org/wiki/Agua_potable_y_saneamiento_en_Ecuador Z P Kirpich (1940). Time of Concentration of Small Agricultural Watersheds.. Civil Engineering, American Society of Civil Engineers, vol. 10, p 362. -237- ANEXOS -238- ANEXO 1. LEVANTAMIENTO TOPOGRÁFICO -239- ANEXO 2. ESTUDIOS DE SUELOS -240- CUENCA M U NICIPA LIDA D DIRECCION DE FISCALIZACION LABORATORIO DE SUELO Oficio No-1273- Lab Cuenca, 6 de diciembre de 2013 Arquitecto. Carlos Chávez Rodríguez DIRECTOR DE PLANIFICACION Su despacho. INFORME: DETERMINACION DE LA CAPACIDAD ADMISIBLE DE LOS ESTRIBOS PROY E C T O : PL ENTE S O B R E LA QUEBRADA T R E S MARIAS UBICACIÓN : Av. 12 de O C T U B R E Y A U T O P I S T A . De conformidad con la solicitud de la Dirección de Planificación para el proyecto de diseño de un puente en la quebrada Tres Marías, del sector Carmen del Guzho Bajo . se procedió a ejecutar el presente estudio Geotécnico de Cimentación del área donde se proyecta la construcción. El objeto de este estudio fue explorar el subsuelo en el sitio mencionado, para poder determinar y recomendar la capacidad soporte del mismo y seleccionar el nivel de desplante adecuado de cimentación de las fundaciones proyectadas. EXPLORACION DEL SUBSUELO Para la investigación de las condiciones del subsuelo se efectuaron sondeos desde 0,00 m hasta 1,00 m y desde 1,00 m hasta 2,50 m en el talud donde se proyectará el estribo . encontrándose a esta profundidad el nivel del espejo del agua, un tercer sondeo se ejecutó hasta los 5 m de profundidad bajo el nivel inferior de la napa freática ; el nivel del agua que fluye 'por la quebrada ai momento del sondeo tiene 0,40 m ,pero puede llegar hasta un metro de altura en épocas de creciente por las lluvias y afluentes que bajan del cerro de las Monjas. CUENCA M U N I C I P A L I D A D DIRECCION DE FISCALIZACION LABORATORIO DE SUELO Una vez terminados los trabajos de perforación, se procedió a investigar de manera visual, manual, técnica y utilizando equipo nuclear el subsuelo de estudio Juego se extrajeron las muestras del sondeo efectuado desde la cota 2,50 m hasta los 5 m de profundidad que es donde probablemente se asentaran las estructuras de cimentación Juego fueron trasladadas al laboratorio para la elaboración de los ensayos pertinentes . GEOLOGIA DE L A Z O N A El área donde se implantará el proyecto está situado dentro de la Formación Turi,se denomina así , porque es un complejo estratificado de conglomerados , cenizas y brechas volcánicas con intercalaciones de arcillas y areniscas fluviales. El suelo del sondeo está conformado por un conglomerado fuertemente cementado con arenisca volcánica de color gris y rodados andesíticos hasta de 30 cm con algunos fragmentos brechosos mal clasificados de potencia variable. N I V E L FREATICO El nivel freático se localizó bajo los 2,50 m desde donde se iniciaron las excavaciones para el sondeo del subsuelo, se deberá precautelar en cuanto a que el nivel del espejo del agua ascenderá en la temporada de invierno ,pudiéndose establecer que la altura del flujo del agua en invierno será de por lo menos 1 m . El factor fundamental que en este proyecto determina la profundidad de los desplantes de las cimentaciones de los estribos o muros, es la socavación del cauce que se puede producir por la acción del incremento del caudal y velocidad de la corriente de agua. Se debe tener presente que en la zona del proyecto, las paredes de los estribos superan los 5 m de altura , lo que impide que la creciente se extienda 'por inundación sobre una gran superficie , incrementándose los problemas de erosión en ambas riberas donde fluye el cauce del agua y por lo tanto sus efectos también causarían problemas sobre los estribos y para evitar este fenómeno sobre las fundaciones ,se recomienda que la profundidad de la cimentación de las zapatas se localice a 2,00 m de profundidad bajo la cota de! lecho del río. E V A L U A C I O N DE LA PRESION A D M I S I B L E ASIGNADA En función de las características de los depósitos del subsuelo formados por conglomerados cementados con areniscas volcánicas y de los resultados de los ensayos obtenidos en el laboratorio el suelo de estudio corresponde según la clasificación AASHO un suelo A - l - a y de acuerdo con la SUCS a un suelo GP (Grava pobremente graduada o mezcla de grava y arena con poco o ningún flno),en conformidad con estos resultados ios ensayos de los Límites de Atterberg dan como resultado un suelo N.P no plástico. CUENCA M U NI C I P A L I D A D DIRECCION DE FISCALIZACION LABORATORIO DE SUELO Una vez determinado la calidad del suelo del proyecto ,se procedió a evaluar los valores de los parámetros de corte, por estimaciones indirectas ,basándose en la apariencia , estabilidad y resistencia presentada en la excavación y también en su estructura .siendo la presión admisible asignada para ios estribos izquierdo y derecho de 44,29 Ton/m^. Sin embargo la naturaleza de la formación Turi, que es una intercalación de conglomerados, cenizas volcánicas , arcillas y areniscas fluviales ,cuyos estratos varian de acuerdo a la tectónica de la región y al no poder defínir al momento la potencia de los mismos ,se recomienda emplear en el diseño de cimentación un valor de carga admisible entre 20 ton/m^ y 30 ton/m^ ,o sea 2 Kg/cm^ hasta 3 Kg/cm^ , podrán utilizar estos parámetros con el fin de precautelar las estructuras del proyecto en razón de que a poca distancia y en la autopista existe una falla geológica de gran magnitud. ATENTAMENTE FUNCIONARIO DE FISCALIZACION LABORATORIO DE MECANICA DE SUELOS DEL I MUNICIPIO DE CUENCA DIRECCION DE FISCALIZACION CALCULO DE LA CARGA LIMITE PROYECTO SECTOR CALLE 0 AVENIDA SECTOR RURAL SOLICITADO ESTUDIO FECHA POZO NO CONSTRUCCION DE PUENTE QUEBRADA TRES MARIAS EL CARMEN DEL GUZHO BAJO AV. 12 DE OCTUBRE Y AUTOPISTA V' 0 C £ DIRECCION DE PLANIFICACION CAPACIDAD PORTANTE DEL SUELO 05-dic-13 1 Profundidad PARAMETROS DE CALCULO Peso específico saturado del terreno de cimentacionm ángulo de fricción interno cohesión ángulo de fricción del terreno de fundación Kp Esfuerzo Efectivo Yw Peso Específico del agua Peso Específico del suelo y q Fs 1 m - 3,00m 2,023 ton/m^ 32* 0 ton/m2 0 0 1 ton/m' 1,84 ton/m^ 3,886 ton/m^ Carga en el nivel de capa de cimentación Factor de seguridad 3 CARACTERIS; !C:AS GE0MFÍR:CAS DL LA OhAE^XAOOM B L Df Ex i Af Ancho del cimiento Longitud del cimiento Profundidad det plano de cimentación,bajo el NF Excentricidad en el ancho inclinación de la carga Area efectiva de del cimiento Componente vertical de la carga qo Componente Horizontal de la carga Meyerhof Nq 23,18 Nc 35,49 Ny 30,22 Vesic 10 2 15 Hansen COEFICIENTES C ORRECTORES DE FORMA 0,7186 Fys 0,94 FACTORES DE PROFUNDIDAD 1,3682 Fvd 1 FACTORES DE INCLINACION DE CARGA iy Iq = ic m m m Terzaghi LABORATORIO DE MECANICA DE SUELOS DEL I MUNICIPIO DE CUENCA CAPAUUAUHUKlANIhbhüUN quit quit MhYbKHUhh Meyerhoff 132,88 ton/m^ 13,29 Kg/cm^ q q ton Kg Qamm Qamm 44,29 ton/m^ 4,42 Kg/cm^ FORMULAS PARA EL CALCULO DE LA CAPACIDAD PORTANTE MEYERHOFF (Carga Vertical) Qh = cNcdc + qNqdq + 0,5 yB'Nydy MEYERHOFF (Carga Vertical)con c' = cohesión = 0° Qh= qNqFdqFsq + 0,5yB'NyFdyFys Para determinar ¡a capacidad portante de los estribos del puente que se proyecta construir en la quebrada Tres Marías del Carmen de Guzho hajo,de acuerdo con la ecuación de Meyerhof,se aplica a una zapata continüa,que puede soportar la capacidad de carga de muros o de un grupo de columnas. SONDEOS = LABORATORIO DE FISCALIZACION DEL I.M.CUENCA ESTRUCTURAS YGEOTECNiA FICHA TECNICA DE CALICATA PROYECTO: CONSTRUCCION DE PUENTE ESTUDIO CAPACIDAD PORTANTE DEL SUELO DE CIMENTACtON QUEBRADA TRES MARIAS-CARMEN DEL GUZHO BAJO SECTOR: FECHA; 06-12-2013 1 POZO No COLUMNA ESTRATIGRAFICA Naturaleza ENSAYOS DE UBORATORIO Simbo Mué del logia tra Terreno PROFUN DIDAD 1,00 Capa Vegetal A ENSAYOS 5,00 m Densidad Max Suelo Limo Arcilloso Proctor color negro Modificado 1921 Humedad Optima (%) 13.9 100% P.M 1,00 m C.B.R MI 2,50 m e «o O 95% P.M Hinchamiento Grava pobremente graduada,mezcla de grava y arena.con poco o ningún fino Granulometría valor como terreno de c¡mentación,bueno Pasa el Tamiz No 10 a excelente ,de compresibilidad y expan- Pasa el Tamiz No 40 sión casi ninguna .características de Pasa el Tamiz No 200 drenaje excelente Ctasiftcacion AASHTO A-l-a GP Clasificación S.UC.S Espejo del agua Limites LL (%) de LP (%) Atterberg IP(%) 19,0% 0,00% 38,0% 18% 4% A-l-a GP N.P I.Grupo 5m 4,00 m Humedad Natural Densidad Seca N .(kg/m^) Densidad Seca Ma .(Kg/m') Densidad Seca min .(Kg/m') 7,55% 1840 1921 1442 Densidad Relativa (Dr) Porcentaje Grava de Arena Finos Cohesión en Kg/cm^ de Rozamiento InternoC) iult en ton/m^ 55% 41% 4% 10 32' Qad en ton/m^ Peso Especifico Kg/m' (Y) qu=Esfuerzo Máximo Kg/cm^ Resistencia al corte (TORVANE)Kg/cm= LABORATORIO DE FISCALIZACION DEL MUNICIPIO DE CUENCA RESUMEN DE DATOS DEL MATERIAL DE SUBRASANTE CONSTRUCCION DE PUENTE PROYECTO QUEBRADA TRES MARIAS-CARMEN DE GUZHO BAJO SECTOR CIMENTACION PARA ESTRIBOS DEL PUENTE ESTUDIO SUBRASANTE MATERIAL 06/12/2013 FECHA GRANULOMETRIA% que pasa) MUESTRA 4 10 3" 2" VÁ" 1" 3/4" Vi" 3/8" Pozo Profundidad 91 76 57 52 49 45 38 2,50 -5,0 m 68 62 1 LL 40 18 200 4 LP I.P I.G Clasifc Clasifc H.N AASHTO S.U.C.S N.P 0 A-l-a GP Den H. C.B.R Max OPT % 8% 1921 13,9 18,8 ANEXO 3. PLANO DEL DISEÑO HORIZONTAL DE LA VÍA -241- PRODUCIDO POR UN PRODUCTO EDUCATIVO DE AUTODESK 55 2558.801 DT 173 2554.779 BORDS 247 3 2559.224 2553.397 POST Q 4 45 2553.912 2559.269 5 2552.992 Q DT Q 174 2554.896 BORDS 139 2558.908 VIA 193 2555.637 CAMINERA 138 2558.785 VIA 175 2555.360 249 BORDS 248 2559.402 2559.522 30 VERE VERE 2552.936 Q 6 2 2553.286 2553.109 Q Q 192 2555.571 CAMINERA 56 2560.001 DT 31 2552.925 46 Q 2559.783 DT 246 2559.998 POST 137 2559.328 194 VIA 2555.776 7 CAMINERA 136 2552.947 Q 176 2559.615 VIA 2555.724 BORDS 196 29 57 2552.959 2560.188 Q DT 2555.990 CAMINERA 32 2552.916 Q 195 141 2555.693 2555.157 CAMINERA VIA 103 2553.566 PRODUCIDO POR UN PRODUCTO EDUCATIVO DE AUTODESK PRODUCIDO POR UN PRODUCTO EDUCATIVO DE AUTODESK DT 140 2555.186 58 VIA 2560.403 250 DT 2560.125 135 8 VERE2560.011 2553.074 VIA Q 134 1 2559.875 2553.042 VIA Q 143 2555.453 142 VIA 2555.355 2553.096 Q 9 200 2553.125 2555.976 Q CAMINERA 33 102 2553.090 2554.198 Q DT 199 2556.137 CAMINERA 47 144 2560.430 2555.930 DT VIA 59 2561.329 60 145 DT 27 2555.735 2561.191 2553.120 VIA DT Q 80 2560.610 DT 245 132 2560.921 2560.513 POST VIA Q VIA VERE 0 CAMINERA 2560.416 2560.806 2561.242 DT 2553.241 2556.270 133 251 61 10 201 81 2560.683 DT 202 130 2556.485 2560.957 131 CAMINERA EJE 1 EJE 2 EJE 3 : CAMINERA CAMINERA 9 28 2555.929 2556.115 .3 7 2 1 0+ 197 198 0 0 1 0 + 0 +100+01 VIA VIA 2560.962 VIA 48 2560.943 DT 203 2556.436 147 CAMINERA 101 2556.283 146 2554.450 VIA 66.9 2556.060 72 DT VIA 62 2561.553 DT 115 34 2554.658 2553.229 BM2 Q 205 2556.603 11 CAMINERA 2553.316 Q 100 2554.803 206 148 149 2556.206 2556.444 2556.792 CAMINERA EST3 VIA VIA DT 240 2556.777 129 72 2561.499 VIA 44.9 3 9.97 35 128 2561.472 VIA 252 2561.633 VERE 150 2553.136 207 2556.523 49 2561.877 Q 2556.826 VIA 64 2560.595 CAMINERA DT DT 204 2556.732 CAMINERA 151 2556.340 00 VIA 22.0 126 127 2561.812 65 2561.749 VIA 2562.252 VIA 99 2555.450 DT DT 104 12 2556.665 2553.212 EJ 270 Q 208 2556.639 2556.874 VIAC 114 CAMINERA 2555.000 36 BM1 2553.356 Q 0 0 0 + 0 27 18.0 00 50.0 66 50 2562.481 2560.710 DT DT 82 152 2561.550 2556.436 DT VIA 209 2556.882 125 153 CAMINERA 269 2556.668 2562.208 2556.636 210 VIA VIA 239 2556.971 VIAC 67 2561.670 98 CAMINERA 2562.772 244 DT 2562.512 EST2 2556.341 154 267 DT POST 2556.596 2556.834 VIA VIAC 83 124 2561.663 2562.234 DT VIA 212 37 2556.900 CAMINERA 211 13 2553.439 2553.501 Q 2556.923 Q CAMINERA 253 241 2556.914 2562.450 POST VERE 213 268 2556.883 156 2556.832 CAMINERA 2556.470 214 VIAC VIA 2556.876 155 CAMINERA 2556.572 VIA 180 2561.636 84 68 BORDS 2561.510 2562.793 DT DT 216 97 238 2556.856 2556.654 2556.937 CAMINERA 266 DT EST1 2556.987 VIAC 38 2553.689 Q 215 2556.820 CAMINERA 69 2562.947 DT 217 2556.934 14 CAMINERA 265 2556.996 VIAC 122 2553.583 157 2562.899 Q 2556.734 123 VIA 158 VIA 2556.593 VIA 2562.768 218 VIA 2556.901 CAMINERA 181 2562.322 BORDS 39 2553.630 Q 263 2557.155 160 VIAC 2556.760 70 2563.346 VIA DT 162 2556.674 VIA 220 2557.046 CAMINERA 15 2553.569 Q 219 95 2557.104 161 2557.442 CAMINERA 2556.820 DT 71 VIA 121 2563.522 264 2563.187 DT VIA 40 2557.212 VIAC 221 16 2553.780 254 Q 2563.180 2557.132 VERE120 2553.563 CAMINERA 262 2563.078 Q 2557.379 105 VIAC 2557.341 EJ 163 222 2556.800 2557.196 VIA CAMINERA VIA 52 2563.196 DT 224 2557.239 72 CAMINERA 2563.677 DT 243 227 2563.473 2557.266 261 VIAC POST CAMINERA 2557.352 164 2556.937 223 VIA 2557.304 CAMINERA 259 2557.579 159 17 2557.030 2553.817 Q VIA VIAC 165 225 2557.008 2557.360 VIA CAMINERA 73 2563.881 DT 93 2557.330 DT 41 2553.799 Q 118 2563.562 VIA 119 2563.420 VIA 92 260 18 2557.589 2557.497 2553.838 VIAC DT Q 226 166 168 2557.167 228 2557.557 VIA 74 53 2557.569 2557.367 CAMINERA VIA 258 2563.403 2563.940 DT DT CAMINERA 229 2557.789 2557.682 VIAC CAMINERA 19 106 2553.804 54 Q 2563.645 2557.854 DT EJ 231 2558.038 75 CAMINERA 2563.865 DT 255 257 2557.835 256 2563.767 2563.682 VERE VERE VIAC 167 2557.646 230 VIA 2558.157 CAMINERA 24 20 2553.929 116 2553.861 Q 2563.592 Q 42 VIA 2553.992 117 Q 2563.778 VIA 76 232 2564.073 2558.725 DT CAMINERA 233 43 2558.811 2554.443 CAMINERA Q 21 25 2553.989 2554.011 Q Q 77 91 2564.125 2558.070 DT DT 169 2559.344 VIA 22 2554.416 78 Q 235 2564.153 2559.973 44 DT 2554.211 CAMINERA Q 234 2560.044 CAMINERA 242 170 2559.558 VIA 26 2564.272 23 2554.301 POST 2554.430 Q Q UCACUE 109 113 2556.002 2554.161 ALC ALC 236 2560.604 90 237 CAMINERA 79 2558.970 2560.477 2564.045 DT CAMINERA DT 182 2563.973 BORDS 111 183 2557.229 2563.889 ALC 107 BORDS 2554.543 ALC 108 2555.894 ALC 89 110 2560.457 2557.225 DT ALC 184 172 ESCALA: 1:500 2563.535 2561.377 171 88 VIA BORDS 2560.446 2561.155 DT VIA 186 CARMEN DEL GUZHO BAJO 2563.529 BORDS 187 2563.531 BORDS DIB: XAVIER ASTUDILLO 188 2563.484 BORDS 86 2562.337 DT 87 189 2562.752 2563.263 DT BORDS DIS: XAVIER ASTUDILLO 190 REV: ING. JUAN SOLA 2563.343 BORDS 191 2563.431 BORDS TRABAJO DE ENERO 2015 1/1 PRODUCIDO POR UN PRODUCTO EDUCATIVO DE AUTODESK ANEXO 4. PLANO DEL DISEÑO VERTICAL DE LA VÍA -242- ANEXO 5. PLANOS ESTRUCTURALES -243-
