DISEO DE PUENTE VIGAIntegrantes1. ATALAYA TORRES, Michael2. HERRERA MUIS, Juan3. VILLACORTA DELGADO, Jaime4. ZAMORA GARCIA, ngel5. PIZAN VERASTEGUI, Jardi6. CORTEZ CARUAJULCA, David
DATOS DE ESTUDIOESTUDIO TOPOGRAFICO Levantamiento topogrfico (1 : 500 , 1 : 2000) a 100m a cada lado del puente Detallado a fondo sobre el curso del agua curvas de nivel menores cada 0.4m y las curvas mayores cada 2m Levantamiento catastral de zonas aledaas Planos presentados en tamao A1
ESTUDIO HIDROLGICO E HIDRULICA (CONOCER LAS CARACTERISTICAS HIDROLOGICAS EN MAXIMAS AVENIDAS) Ubicacin optima del cause Caudal mximo Comportamiento hidrulico Mximo nivel de agua (NMA) Profundidad de socavacin informacin de apoyo material de avenidas
ESTUDIOS GEOLOGICOS Y GEOTECNICOSIdentificar su distribucin y caractersticas permanentes DETERMINAR Resistencia y deformacin Contenido de humedad (w%) Gravedad especifica Granulometra Limites plsticos Ensayo de corte directo Ensayo triaxial Ensayo permeabilidad Ensayo proctor Ensayo CBRDOCUMENTACION Exploracin geotcnica Descripcin de los estratos del suelo Zonas de deslizamientos Profundidad de cimentacin ESTUDIO DE RIESGO SISMICO (no se considera en el presente caso)ESTUDIO DE IMPACTO AMBIENTALIdentificar el problema que se genera, en el impacto ambiental, con la construccin del puente1. Identificacin de impactos (probables impactos a ser investigados)2. Prevencin de impactos3. Monitoreo fauna flora agua relieve recursos hdricos Estticos
ESTUDIO COMPLEMENTARIO INSTALACIONES ELECTRICAS (iluminacin) instalaciones sanitarias (drenaje) sealizacin
ESTUDIOS ALTERNATIVOSElegir la solucin ms conveniente, en funcin a Longitud Secciones transversales Proceso constructivo Mtodo de calculo Presupuesto Ubicacin del puente Otros
UBICACIN Ubicacin geogrfica
Coordenadas UTM:
Este: 776399.68 Norte: 9204965.38
Ubicacin Poltica Pas: Per Departamento: Cajamarca Provincia: Cajamarca Distrito: Cajamarca Direccin de referencia: Av. Mariscal CceresAREA DE ESTUDIO
RECONOCIMIENTO DE LA ZONAIdentificar los lugares en el que se va hacerlos puntos de las estaciones, estudio hidrolgicos como tomar los diferentes datos que son muy importantes para nuestro trabajo Eleccin de un punto estratgicoUbicamos un punto con ayuda del GPS NAVEGADOR para poner la estacin para hacer el levantamiento topogrfico
RECORRIDO Y ESTUDIO DE LA ZONAHaciendo las encuestas para obtener los distintos datos
Tomando datos hidrolgicosPUNTO ELEGIDO PARA HACER NUESTRO PUENTE
PREGUNTAS QUE SE REALIZARAN A LOS POBLADORES DE LA ZONALas preguntas se realizaran especialmente a las personas mayores (ancianas), ya que ellos tienen mayor conocimiento de la zona y de los eventos y fenmenos naturales ocurridos en el lugar prximo a construir.1. cul fue la mxima avenida del rio que ha podido apreciar?2. cul ha sido la mxima altura a la que ha llegado el agua?3. El cauce del rio siempre ha sido por este lugar, o inicialmente se encontraba por otro sitio?4. El rio transporta materia orgnica, elementos rocosos, etc.?5. cul es el tamao mximo de rocas que transporta el rio?6. Han existido sismos de gran magnitud?7. la zona presenta problemas hidrulicos, inundaciones, huaycos, sequias, etc.?8. existen fallos o problemas geolgicos, diaclasas, deslizamientos, etc.?9. los vientos son fuertes y que problemas causan?10. existen monumentos arqueolgicos relativamente cerca de la construccin?11. existen especies de flora y fauna, en peligro de extincin en los alrededores?
CARGAS PERMANENTES
1. Geometra del cauce del rio en el lugar de emplazamiento del puente, planeamiento (DD)2. Anlisis de tipo de puente(DC)3. Posibilidad de levantamiento de rasante(EH)4. Existencia de edificaciones colindantes(EV)5. Sobrecargas aledaas superficiales al punto donde se ubica el puente(ES)
CARGAS TRANSITORIAS
1. Desniveles de tramos de ros a unir.2. Anlisis de una probable sobrecarga en el proceso constructivo.3. Temperatura4. Anlisis hidrolgico5. Presencia de vientos fuertes y leves6. Presencia de sismos
DD El rio trae material de arrastre? El rio viene con velocidad (para la socavacin)?
DC Qu longitud tiene entre orillas y que altura (para peso puente)?
EH Qu altura existe desde el nivel del rio hasta el nivel superior, para ver cunto relleno entrara en los lados adyacentes del puente? EV Existen estructuras adyacentes al puente (edificaciones)?
ES Existe material solido abundante (piedra, gravas) para colocar maquinaria provisional? SISMOS Hace cunto tiempo ocurri el ltimo sismo?
TEMPERATURA
Cules son las temperaturas lmites?
HIDROLOGICOS
Cul es el nivel de agua en mximas avenidas? Han ocurrido inundaciones?
Levantamiento topogrfico hasta 1 cuadro antes y despus. Cauce del rio ( huella de la mxima avenida) Anlisis topogrfico: Numero de vas Sentido de los apoyos Levantamiento: Cauce del rio Seccin transversal (cada 10m) Pendiente del rio Observacin de meandros, curvas en el rio, para ver con que velocidad va a venir el arrastre. Dimetros mximos de los slidos(m2)muestreo por zonas Fuerza de arrastre Anlisis del tipo de puente(topografa) Croquis de edificaciones aledaas (empuje de suelos) Verificacin de la pendiente de la calle(ancho de la calle , ancho de bermas) Anlisis demogrfico del tipo de calles Temperatura Sobrecarga por proceso constructivo Presencia de vientos Ver presencia de casas
DATOS PARA EL DISEO DEL PUENTE:OBTENIDOS EN EL DIAGNOSTICO Se encuentra en Cajamarca, Av. Mariscal Cceres El puente est ubicado en la zona urbana. Tendr una luz de 19.84 m y de 2 carriles de circulacin Servicio regular de vehculos. Presin vertical peso propio del suelo de relleno. Clima en la zona normal No existe movimiento ssmico en la zona en los ltimos aos El viento no es predominante, es alto o fuerte en los meses de agosto. El puente ser recto.
Ecuacin de acuerdo a las encuestas. Cargas Permanentes:DD= Carga de arrastre hacia abajo (socavaciones)DC = Carga muerta de componentes estructurales y no estructuralesEH= Presin horizontal del suelo (empuje del relleno)ES= Carga vertical del terreno (sobrecarga del suelo)EV= presin vertical del relleno (cuidad, edificaciones)
Cargas transitorias: IM = Carga de impacto LL = Carga viva vehicularPL = Carga viva de peatones WA= Carga de agua y presin del flujoBR= Fuerza de frenado vehicularFR= Friccin
Factores de carga y combinaciones Es de Resistencia IV pero para el siguiente trabajo asumimos la Resistencia 1
Servicio 1
Fatiga
ECUACION SUPER ESTRUCTURA
RESISTENCIA IU= n (1.25 DC+1.75 BR+ 1.50 DW+1.75 IM+1.75 LL+ 1.75 PL)
SERVICIO IU= n (1.00 DC+1.00 BR +1.00 IM+ 1.00 LL+ 1.00 PL)
FatigaU = 0.75 LL+0.75 IMResistenciaServicioFatiga
Ductilidad (D)0.951.001.00
Redundancia (D)1.051.001.00
Importancia (i)0.95
0.951.001.00
SUB ESTRUCTURA O INFRAESTRUCTURA
RESISTENCIA IU= n (1.25 DC+ 0.9 EH+ 1.50 ES +1.35 EV)
SERVICIO IU= n (1.00 DC+ 1.00 EH+1.00 ES+1.00 EV)
FatigaU = 0 LL+0 IM
ResistenciaServicioFatiga
Ductilidad (D)0.951.001.00
Redundancia (D)1.051.001.00
Importancia (i)0.95
0.951.001.00
APOYOS
ResistenciaU= n (1.75 BR+ 1.00 FR)
SERVICIO IU = n (1.00 BR+ 1.00 FR)
FatigaU = 0 LL+0 IM
ResistenciaServicioFatiga
Ductilidad (D)0.951.001.00
Redundancia (D)1.051.001.00
Importancia (i)0.95
0.951.001.00
CALCULO HIDROLOGICO DEL PROYECTO DEL PUENTE
CLCULO DE LA ALTURA DEL PUENTE
1. ALTURA DE SOLIDOS (H solidos)
Para el clculo de la altura de solidos se hizo un muestreo de material de arrastre en la zona donde se va a construir el puente
Datos de campo:
DIAMETROS DE SOLIDOSAGUAS ARRIBA DIAMETRON MUESTRAS
10 cm72
15 cm58
20 cm55
5 cm17
30 cm11
35 cm2
40 cm9
45 cm2
50 cm1
55 cm0
60 cm1
65 cm0
70 cm3
75 cm1
80 cm1
85 cm1
90 cm2
AGUAS ABAJODIAMETRON MUESTRAS
10 cm120
15 cm72
20 cm120
25 cm60
30 cm40
35 cm19
40 cm14
45 cm5
50 cm7
55 cm5
60 cm3
65 cm0
70 cm1
75 cm0
80 cm1
85 cm0
90 cm0
95 cm0
100 cm1
105 cm0
110 cm0
115 cm0
120 cm0
125 cm1
AGUAS ARRIBA
dimetro(m)n muestrasn*dn*d^2Volumen (m3)V. parciales (m3)
0.112512.51.250.000520.065449847
0.15588.71.3050.001770.10249446
0.255112.20.004190.230383461
0.25174.251.06250.008180.139080925
0.3113.30.990.014140.155508836
0.3520.70.2450.022450.044898595
0.493.61.440.033510.301592895
0.4520.90.4050.047710.095425877
0.510.50.250.065450.065449847
0.550000.087110
0.610.60.360.113100.113097336
0.650000.143790
0.721.40.980.179590.35918876
0.7510.750.56250.220890.220893233
0.810.80.640.268080.268082573
0.8510.850.72250.321560.321555098
0.921.81.620.381700.763407015
51.6514.0325
MEDIA0.18
SUMA CUADRADOS0.048723958
DESVIACION ESTANDAR0.016323958
VARIANZA0.128
N TOTAL DE MUESTRAS: 288 muestras VOLUMEN TOTAL DE LAS MUESTRAS: 3.246508758 m AREA : 27.375 m ALTURA DE SOLIDOS AGUAS ARRIBA:
Altura de solidos aguas arriba = 0.12 m
AGUAS ABAJO
dimetro(m)nn*dn*d^2Volumen (m3)V. parciales (m3)
0.1120121.20.000520.062831853
0.157210.81.620.001770.127234502
0.2120244.80.004190.502654825
0.2560153.750.008180.490873852
0.340123.60.014140.565486678
0.35196.652.32750.022450.426536653
0.4145.62.240.033510.469144503
0.4552.251.01250.047710.238564692
0.573.51.750.065450.458148929
0.5552.751.51250.087110.435568731
0.631.81.080.113100.339292007
0.650000.143790
0.710.70.490.179590.17959438
0.750000.220890
0.810.80.640.268080.268082573
0.850000.321560
0.90000.381700
0.950000.448920
11110.523600.523598776
1.050000.606130
1.10000.696910
1.150000.796330
1.20000.904780
1.2511.251.56251.022651.022653859
100.128.585
MEDIA0.21
SUMA CUADRADOS0.06094883
DESVIACION ESTANDAR0.01684883
VARIANZA0.13
N TOTAL DE MUESTRAS: 469 muestras VOLUMEN TOTAL DE LAS MUESTRAS: 6.110266812 m AREA : 12.0 m ALTURA DE SOLIDOS AGUAS ARRIBA:
Altura de solidos aguas arriba = 0.51 m
TOMAMOS EL MAYOR DE LOS DOS
ALTURA DE SOLIDOS = 0.51 m
2. ALTURA DE BORDE LIBRE (Norma)
ALTURA LIBRE = 2 m
3. ALTURA EN MAXIMAS AVENIDAS
DATOS DE CAMPO: Huella de mxima avenida: 1.25 m. Presencia de poca vegetacin. Material limo-arcilloso. Material canto rodado y perfil angular. Estratigrafa uniforme. Presencia de material de relleno. Poca presencia de agua, el estudio se hizo cuando el rio trasporta agua solo del flujo base y no de precipitaciones. Topografa inclinada. Pendiente del lecho del rio: 0.0065Para realizar este clculo de la altura en mximas avenidas utilizaremos varios mtodos:A. METODO DE LA SECCION Y LA PENDIENTE
Para aplicar el siguiente mtodo debe realizarse los siguientes trabajos de campo: Seleccin de varios tramos del ro. Levantamiento topogrfico de las secciones transversales seleccionadas (3 secciones mnimas). Determinacin de la pendiente de la superficie de agua con las marcas o huellas dejadas por las aguas de mximas. Elegir un valor de coeficiente de rugosidad (n) el ms ptimo. Aplicar clculos en la frmula de Manning.
Q mx. = A * R^(2/3) * S^(1/2) / n
DONDE:
A: rea de la seccin humedad (m2)R: rea de la seccin hmeda/ permetro mojadoS: pendiente de la superficie del fondo de caucen: rugosidad del cauce del ro.
VALORES: n = 0.045 Cota de N.A.M.E dejada por las huellas = 2713.5 m.s.n.m A : rea de la seccin del ro en la avenida = 9,32 m P : permetro mojado de la avenida = 11.92 m S : pendiente de la superficie del fondo de cauce = 0.065
Reemplazando valores en la formula tenemos:
Q mx.= 44.81 m/seg
B. METODO DE LA FORMULA RACIONAL
Para aplicar el siguiente mtodo debe realizarse los siguientes trabajos de campo:
Determinar el rea de influencia de la cuenca en hectreas. Estimar una intensidad de lluvia mxima ( mm/h ) Aplicar clculos con la frmula racional
Q= C * i * A / 360Datos:
C = 0.9 I = 120 mm/h (dato asumido) A(rea de influencia de la cuenca) = 850 hectreas
Reemplazando obtenemos:
Qmax = 255 m/s
Luego reemplazamos en la frmula de manning:
Q
Tenemos la siguiente ecuacin:
255 m/s
h= 1.14 m
4. CALCULO DE LA ALTURA TOTAL
H total= h mx. + h libre + h solidos
H total= 1.14 m + 2 m + 0.51 m
H total= 3.65 m