010 Memoria Descriptiva Estructuras Huaccaychaca

MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE CCAPI “CREACIÓN DEL PUENTE CARROZABLE HUACCAYCHACA EN EL TRAMO CCAPI – HUANOQUITE, DISTRITO DE CCAPI - PARURO - CUSCO”

MEMORIA DESCRIPTIVA DEL PROYECTO DE ESTRUCTURAS

1.0 GENERALIDADES GENERALIDADES El presente documento técnico corresponde a la Memoria Descriptiva del Proyecto de Estructuras del Puente Carroz Carrozable able de Huaccay Huaccaypat pata, a, obra importa importante nte de des desarr arroll olloo que se con constru struirá irá en el distrito distrito de Cappi, Cappi, Provincia de Paruro, departamento del Cusco. El puente carrozable de Huaccaypata consiste en un puente en arco parabólico de concreto armado de tablero superior de dos vías, con un tablero superior de 90.00 metros de longitud, medidos entre sus bordes extremos apoyados sobre los estribos de concreto dispuestos en ambos extremos. Este tablero superior está constituido por un entramado de vigas longitudinales y transversales y por losas macizas de calzada y de veredas. En ambos costados del tablero superior y por encima de la losa de calzada del puente, se han proyectado veredas de tránsito peatonal con sus correspondientes barandas metálicas de seguridad. El arco parabólico de soporte del tablero superior del puente está constituido por una losa curva y gruesa de concreto concreto armado, que se halla empotrado en sus arranques arranques inferiores que nacen de las bases inferiores inferiores de los cuerpos frontales de los estribos superiores de concreto de apoyo del puente. Para que este arco parabólico pueda cumplir con su función estructural, se ha proyectado un conjunto de placas verticales verticales de concreto concreto armado para soportar el peso y las cargas transmitidas transmitidas por el tablero superior del puente que apoyan y se anclan directamente sobre este arco parabólico. El tablero superior del puente y los arranques del arco parabólico de concreto armado se apoyan sobre un estribo superior superior de concreto concreto simple en la margen izquierda y de concreto concreto armado en la margen derecha del río. Este último se encuentra apoyado y anclado sobre un cajón mayor de concreto armado, el cual, a su vez, se encuentra apoyado y anclado sobre falsas zapatas de concreto ciclópeo.

S A R U T C U R T S E E D O T C E Y O R P L E D

El propósito de este documento es facilitar la comprensión cabal del proyecto de estructuras del puente carrozableHuaccaypata, y, con ello, contribuir a una correcta ejecución de esta importante obra de infraestructura vial y desarrollo.

A V I T P I R C S E D

Para una adecuada comprensión integral de esta obra será necesario una acuciosa revisión y estudio de todos los documentos técnicos referidos a la misma; particularmente es importante una revisión paralela de los estudios básicos de topografía, hidrología y máximas avenidas del río, de geología y mecánica de suelos, y el estudio de impacto ambiental.

A I R O M E M

CONSULTOR: MAGT. INGº CIVIL SAMUEL MIRANDA FARFÁN


2.0 DESCRIPCIÓN DE LA CONFIGURACIÓN ESTRUCTURAL 2.1 SUPERESTRUCTURA DEL PUENTE 2.1.1 Tablero superior de concreto armado El tablero superior de concreto armado de este puente está estructurado con un entramado de 3 vigas longitudinales y 19 transversales, conectadas por una losa central de calzada y por losas laterales de veredas de concreto armado, con sus correspondientes barandas metálicas de seguridad. El puente es de dos vías, con una losa maciza central de calzada de 0.25 m de espesor en los arranques y 0.325 m en el centro, con 7.20 metros de ancho total, el cual permitirá el tránsito simultáneo de dos camiones o semitrailers convencionales, en la misma o en direcciones contrarias. Cada una de las losas macizas de veredas laterales del puente tiene un espesor de 0.22 m y un ancho total de 1.10 metros, incluyendo el espacio ocupado por las barandas metálicas. La longitud total del tablero superior horizontal del puente es de 90.00 m, medido entre los bordes extremos apoyados sobre las cajuelas de apoyo de los estribos superiores de apoyo del puente, dispuestos en los extremos de esta estructura. El ancho total del tablero superior del puente es de 9.50 m, incluyendo la losa central de calzada, las losas laterales de veredas y las caras inclinadas de las vigas sardinel dispuestas en los extremos de la losa de calzada. El tablero superior del puente está reforzado por tres vigas longitudinales de concreto armado de 0.40 m de ancho y de 90 m de longitud total. El peralte total de las vigas longitudinales exteriores es de 0.72 m y el de la viga longitudinal central es de 0.775 m. Este tablero superior del puente está reforzado por un total de 19 vigas transversales de concreto armado de 7.80 m de longitud total, de 0.30 m de ancho, de 0.70 m de peralte en sus extremos y 0.775 m de peralte en sus secciones centrales, con excepción de las dos vigas transversales que se hallan por encima de las primeras placas verticales interiores, las cuales, al igual que estas placas, tienen un ancho de 0.35 m. La separación entre los ejes de estas vigas transversales es de 5.00 m, excepto en los extremos del tablero superior del puente, donde esta separación se reduce ligeramente a 4.85 m. Las barandas de seguridad de las veredas del puente son de estructura metálica, con postes verticales ligeramente curvos y de sección transversal decreciente de la base hacia la parte superior. Estos postes, de 1.12 m de altura total, se hallan dispuestos con separaciones de 1.60 m, entre ejes, y serán fabricados con planchas de acero A36, designación ASTM, de 3/8” de espesor. CONSULTOR: MAGT. INGº CIVIL SAMUEL MIRANDA FARFÁN

S A R U T C U R T S E E D O T C E Y O R P L E D A V I T P I R C S E D A I R O M E M


La sección transversal de estos postes es doble T, con 0.20 metros de peralte total en las bases, las cuales se hallan soldadas sobre platinas metálicas de apoyo de 20x30 cm y 5/8” de espesor, las cuales serán ancladas a las veredas de concreto armado con cuatro dowells de acero de 5/8” de diámetro y 0.40 m de longitud total. Estos postes verticales metálicos se hallan interconectados por cuatro tubos horizontales de acero dispuestos a todo lo largo de las barandas de ambos costados del puente, con separaciones verticales cortas por razones de seguridad que varían en la altura de estos postes. Los tubos horizontales inferiores son de 2.5” de diámetro exterior, mientras que el diámetro del tubo superior o pasamanos es de 3”.

2.1.2Arco parabólico de concreto armado La estructura principal de este puente está constituida por el arco parabólico de concreto armado que sirve de soporte al tablero superior de esta obra. Este arco parabólico está constituida por una losa gruesa y curva de concreto armado, de 4.80 metros de ancho total, con una longitud horizontal libre de 83.30 m, medidos entre los puntos inferiores de los arranques empotrados, con una flecha central libre de 9.475 m, medida entre estos mismos puntos inferiores y la cara inferior de la clave central del arco. Esta losa parabólica de soporte del tablero superior del puente tiene un peralte uniformemente variable en toda su longitud curva, con 0.85 m en los arranques extremos empotrados y 0.65 m en la clave central.

S A R U T C U R T S E E D

Los arranques de este arco parabólico se hallan empotrados en la base de los cuerpos centrales de los estribos superiores de concreto simple y concreto armado de apoyo del puente. La pendiente del eje de este arco en sus arranques extremos es de 24.5°.

O T C E Y O R P

2.1.3Placas verticales de concreto armado

L E D

Para transmitir las cargas verticales del tablero superior del puente al arco parabólico de soporte del mismo, se han proyectado un total de 17 placas verticales de concreto armado de 6.40 m de longitud, 0.35 m de espesor para las dos placas extremas más esbeltas y 0.30 m de espesor para las demás placas interiores; las alturas libres de estas placas son variables, siendo mayor hacia los extremos y menor hacia el centro del arco.

A V I T P I R C S E D

Estas placas se hallan dispuestas directamente por debajo de las vigas transversales interiores del tablero superior del puente, que tienen secciones transversales con un ancho que es igual al espesor de estas placas con quienes se hallan integradas monolíticamente. Las bases de estas placas se anclan en la cara superior del arco parabólico.

A I R O M E M



Cada una de estas placas verticales se ha configurado estructuralmente con cuatro columnas de refuerzo de concreto armado, de 0.30x0.30 metros de sección transversal para las placas interiores y de 0.35x0.30 metros para las dos placas extremas. Estas columnas de refuerzo se hallan dispuestas en los bordes extremos y en los tercios centrales de estos muros. Las alturas libres de todas las placas verticales de concreto armado, numeradas de izquierda a derecha, son las siguientes:

PLACA LIBRE 1 4 7 10 13 16

ALTURA LIBRE

PLACA ALTURA LIBRE 2 5 8 11 14 17

9.12 m 3.93 m 1.13 m 0.73 m 2.73 m 7.13 m

7.13 m 2.73 m 0.73 m 1.13 m 3.93 m 9.12 m

PLACA 3 6 9 12 15

ALTURA 5.39 m 1.80 m 0.60 m 1.80 m 5.39 m

2.2 SUBESTRUCTURA DEL PUENTE 2.2.1 Estribo de concreto simple de la margen izquierda El estudio geotécnico del puente ha establecido que en la margen izquierda del río, y en el sector donde se construirá este puente, existe un importante afloramiento rocoso de tipo graneadorítico de gran potencia, que se caracteriza por una elevada resistencia a la compresión, motivo por el cual, presenta condiciones muy favorables para apoyar el puente y para eliminar posibles fenómenos de socavación durante las crecidas extraordinarias del río. Por esta razón, se decidió proyectar en este extremo izquierdo un apoyo constituido por un estribo de concreto simple, que sirva de apoyo al tablero superior del puente y al arranque izquierdo del arco parabólico de concreto armado. La sección central de este estribo en elevación tiene una altura total de 13.00 metros, dividida en la siguiente forma: 0.80 m para el parapeto superior y cajuela de apoyo, 10.70 m para el cuerpo principal y 1.50 m para la zapata de apoyo. La longitud total de este estribo es constante en toda su altura, con un valor de 10.20 m. Las dimensiones en planta de la cajuela de apoyo son: 9.00 m de longitud y 0.60 m de ancho. La altura del parapeto superior es variable y se ajusta exactamente a la configuración geométrica de la losa central de calzada del tablero superior del puente, incluyendo el sobre recubrimiento de concreto como superficie de desgaste. De esta forma, la altura del parapeto en el centro del estribo es de 0.80 m (0.775 m de concreto armado + 0.025 m de sobre recubrimiento de concreto como superficie de desgaste) y 0.725 m (0.70 m de concreto armado + 0.025 m de sobre recubrimiento de concreto como superficie de desgaste) en los costados laterales, a partir de una distancia de 3.60 m del eje central del estribo.




El parapeto superior del estribo tiene un espesor de 0.60 m. El espesor del estribo es variable, con un espaldar vertical anclado a la roca adyacente y una superficie delantera con un talud de hacia el río de aproximadamente 24 % de pendiente. La zapata de apoyo de este estribo tiene las siguientes dimensiones: una longitud de 10.20 m, un ancho de 5.00 m, y un espesor de 1.50 m. Para anclar adecuadamente el espaldar de este estribo a la superficie rocosa adyacente, se ha proyectado la colocación de un total de 56 dowells de anclaje, constituidos por fierros corrugados de construcción de una pulgada de diámetro, dispuestos en un arreglo de ocho filas y siete columnas, con separaciones de 1.50 m. Las perforaciones cilíndricas en la roca para colocar estos dowells de anclaje serán de 6 cm de diámetro y 0.70 m de longitud, con una pendiente de 5 % para facilitar la colocación del mortero de arena y cemento que deben rodear estas varillas de acero. Para asegurar un sólido anclaje de los dowells en la roca, se utilizará un aditivo expansivo en el mortero de arena y cemento. Estos dowells de anclaje dispuestos en el espaldar de este estribo permitirán controlar adecuadamente las fuerzas desestabilizadoras generadas por fuertes y eventuales movimientos sísmicos del terreno, tanto en la dirección longitudinal del puente, como en la dirección transversal. Las longitudes de anclaje de los dowells de acero corrugado en el espaldar de este estribo, será de 0.80 m.

2.2.2 Estribo de concreto armado de la margen derecha El estudio geotécnico del puente ha establecido la presencia de un suelo de cimentación gravo arenoso en la margen derecha del río y en el sector de construcción de esta estructura. Por otro lado, los posibles fenómenos de socavación que se pueden presentar en esta margen durante las crecidas extraordinarias del río, exigen apoyar este estribo a una gran profundidad por debajo del nivel natural del terreno. Por estos motivos, la estructura de apoyo del puente en esta margen derecha ha resultado mucho más compleja que aquella dispuesta en la margen izquierda. Este apoyo derecho del puente está constituido por tres estructuras diferentes:

(a) Un estribo superior de concreto armado tipo cajón, (b) Un cajón inferior mayor de concreto armado relleno completamente con concreto ciclópeo, y (c) Dos falsas zapatas grandes de concreto ciclópeo. Todas estas estructuras se hallan adecuadamente integradas monolíticamente para asegurar un comportamiento unitario frente a solicitaciones laterales que originan fuerzas cortantes y momentos flexionantes. Estribo superior de concreto armado tipo cajón: Las dimensiones de la cajuela de apoyo son: 9.50 m de longitud, 0.90 m de ancho y altura variable, con un valor de 0.80 m en el centro y se reduce linealmente hasta un valor de 0.725 m en los costados laterales, a partir de una distancia de 3.60 m, medida desde la sección central, en forma muy semejante a lo que ocurre geométricamente en la cajuela de apoyo del estribo de concreto simple de la margen opuesta. CONSULTOR: MAGT. INGº CIVIL SAMUEL MIRANDA FARFÁN



Todas las paredes verticales y losas horizontales de este estribo superior de concreto armado tienen un espesor de 0.30 m, y están reforzadas con las cuantías mínimas de acero que dan como resultado mallas cuadradas de barras de 1/2” de diámetro, con separaciones de 0.25 m entre ejes, dispuestas en los lechos de refuerzo de los dos costados de estos elementos. Este estribo está compuesto por tres cuerpos huecos que van aumentando progresivamente de ancho de arriba hacia abajo; todos ellos tienen la misma longitud de 10.10 m. El cuerpo superior tiene un ancho total de 1.20 m y una altura libre de 3.20 m; el cuerpo intermedio tiene un ancho total de 2.25 m y una altura libre de 3.30 m; el cuerpo inferior tiene un ancho total y una altura libre de 3.30 m. Este estribo se apoya sobre una zapata de concreto armado de 0.60 m de espesor, de 11.00 m de longitud y 8.00 m de ancho, reforzada con parrillas de refuerzo constituidas por varillas de acero de 3/4” de diámetro, con separaciones de 0.25 m entre ejes, dispuestas en el lecho superior e inferior de esta losa. Los refuerzos verticales de todas las paredes del estribo superior se anclan adecuadamente en esta zapata inferior de apoyo. A su vez, esta zapata constituye la losa de tapa del cajón inferior de concreto armado que sirve de apoyo y de anclaje al estribo superior de concreto armado proyectado en esta margen. La base de los espacios vacíos del cuerpo inferior de este estribo serán rellenados con una mezcla de concreto simple. fć = 250 kg/cm2, hasta una altura de 0.75 m, para anclar efectivamente las barras longitudinales de refuerzo del arranque derecho del arco parabólico del puente.

Cajón inferior de concreto armado, rellenado con concreto ciclópeo: El cajón de concreto armado, que sirve de apoyo al estribo superior del puente dispuesto en esta margen del río, es una estructura de dos niveles, con losa de tapa y una losa horizontal intermedia, con un total de cuatro celdas rectangulares en cada nivel. Globalmente, este cajón tiene una longitud total de 11.00 m en el sentido transversal del puente, un ancho de 8.00 m en el sentido longitudinal, y una altura total de 8.50 m. La losa de tapa, que constituye la zapata de apoyo del estribo superior del puente, tiene un espesor de 0.60 m, y, como se ha manifestado anteriormente, está reforzada con dos parrillas cuadradas de refuerzo localizadas en el lecho superior e inferior de esta estructura, constituidas por barras de acero de 3/4” de diámetro, dispuestas con separaciones de 0.25 m entre ejes. La losa intermedia de este cajón tiene un espesor de 0.30 m, y está reforzada con parrillas cuadradas de refuerzo localizadas en el lecho superior e inferior de esta estructura, constituidas por barras corrugadas de acero de 1/2” de diámetro, dispuestas con separaciones de 0.25 m, entre ejes. Las paredes exteriores de este cajón de concreto armado tienen un espesor de 0.45 m, las cuales están reforzadas con parrillas cuadradas de refuerzo localizadas en el lecho interior y exterior, constituidas por barras de acero de 5/8” de diámetro, dispuestas con separaciones de 0.25 m, entre ejes. CONSULTOR: MAGT. INGº CIVIL SAMUEL MIRANDA FARFÁN



Las paredes interiores de este cajón de concreto armado, dispuestas en forma de cruz en planta, tienen un espesor de 0.30 m, y están reforzadas con parrillas cuadradas de refuerzo localizadas en ambos costados de estos muros, constituidas por barras corrugadas de acero de 1/2” de diámetro, dispuestas con separaciones de 0.25 m, entre ejes. Las cuatro celdas del primer nivel y las cuatro celdas del segundo tienen las siguientes dimensiones libres: 4.90 m de longitud, 3.40 m de ancho y 3.80 m de altura. Todas estas celdas serán rellenadas con concreto ciclópeo de fć = 100 kg/cm2 y 50 % de piedra grande, para que sirva de un efectivo contrapeso al apoyo de la margen derecha del puente y se absorban adecuadamente los empujes laterales generados por los rellenos traseros de tierra y por los empujes del arco parabólico. Las barras de refuerzo vertical de todas las paredes de este cajón se hallan adecuadamente ancladas en la falsa zapata superior de concreto ciclópeo.

Falsas zapatas de concreto ciclópeo: El estribo superior y el cajón inferior de concreto armado se apoyan finalmente sobre dos grandes y gruesas falsas zapatas de concreto ciclópeo de fć = 100 kg/cm2 y 50 % de piedra grande. La falsa zapata superior tiene 12.00 m de longitud, 9.00 m de ancho y 2.50 m de espesor. La falsa zapata inferior tiene 13.00 m de longitud, 10.00 m de ancho y también 2.50 m de espesor.

2.2.3 Losas de Aproximación de concreto armado El acceso al puente está acondicionado por losas de aproximación de concreto armado, construidas como carpetas rígidas del pavimento de las vías de acceso a esta importante estructura, que cumplen la función estructural de evitar la generación de fuertes golpes dinámicos de impacto de los vehículos pesados que han de transitar por el tablero superior de este puente. Estas losas macizas de aproximación de concreto armado deben tener una longitud mínima de 4.00 metros, un espesor de 0.25 m y dos parrillas cuadradas de refuerzo dispuestas en el lecho superior e inferior de esta losa, constituidas por barras de acero de 1/2” de diámetro, dispuestas con separaciones de 0.25 m, entre ejes. Estas losas de aproximación se vaciarán y se apoyarán directamente sobre los rellenos de tierra debidamente compactados, dispuestos por detrás de los espaldares de los estribos de apoyo del puente.

3.0 DISEÑO ESTRUCTURAL 3.1 SOLICITACIONES DE SERVICIO 3.1.1 Cargas muertas Peso volumétrico del concreto simple y ciclópeo: PV = 2.30 Ton/m3 CONSULTOR: MAGT. INGº CIVIL SAMUEL MIRANDA FARFÁN



Peso volumétrico del concreto armado: PV= 2.50 Ton/m3 Peso volumétrico del acero estructural: PV= 7.85 Ton/m3 Peso propio de toda la superestructura del puente: WD = 2,593 Tons Peso de la carpeta asfáltica de 2” de espesor: PCA= 110 kg/m2 Peso del sobre-recubrimiento de concreto de la losa de calzada de 2.5 cm: P SC = 60 kg/m2 Peso de los rellenos compactados de tierra de la margen derecha: PV= 2.090 Ton/m3

3.1.2 Cargas vivas: Sobrecarga peatonal en veredas del tablero: S/C = 360 kg/m2

Cargas del camión de diseño sin impacto: Cargas verticales en las dos ruedas traseras: P3 = 14.70 Tons Cargas verticales en las dos ruedas intermedias: P2= 14.70 Tons Cargas verticales en las dos ruedas delanteras: P1 = 3.57 Tons Separación entre ejes de las ruedas delanteras y las ruedas intermedias: S = 4.30 m Separación entre ejes de las ruedas intermedias y las ruedas traseras: variable de S = 4.30 m, hasta S = 9.00 m, el que resulte más desfavorable para la estructura. Separación entre los ejes de las ruedas en el sentido transversal del camión de diseño: 1.80 m Peso total del camión de diseño sin impacto: P = 33.13 Tons. Posición de la resultante de las cargas verticales transmitidas por las ruedas del camión de diseño: X0= 2.845 m, medido con respecto al eje de las ruedas traseras. Cargas del tándem de diseño sin impacto: Cargas verticales de las dos ruedas en cada eje transversal de ruedas: 11.20 Tons Separación entre las dos cargas del tándem en el sentido longitudinal del mismo: 1.20 m Separación entre los ejes de las ruedas en el sentido transversal del camión de diseño: 1.80 m Peso total del tándem de cargas de diseño, sin impacto: 22.40 Tons Carga viva distribuida por vía: 0.97 Ton/m, con una longitud variable. Se adoptará la longitud que resulte más desfavorable en cada caso del análisis estructural, para cada elemento resistente del puente.

3.1.3 Impacto para las cargas vivas concentradas:I = 33% 3.1.4 Cargas de viento: Aunque estas presiones no han resultado críticas en el diseño de este puente, estas presiones se han calculado para ráfagas de viento con velocidades máximas de aproximadamente 100 Km/h. Presiones horizontales y verticales de viento: p = 80 kg/m2 3.1.5 Cargas de sismo: Las cargas laterales de sismo se han calculado de acuerdo con el Manual Peruano de Puentes, sobre la base de los siguientes parámetros: CONSULTOR: MAGT. INGº CIVIL SAMUEL MIRANDA FARFÁN



Coeficiente de Respuesta Sísmicas Elástica: Cs = 1.2 AS/T 2/3,menor o igual a 2.50 A Coeficiente de Aceleración para la provincia de Paruro del departamento del Cusco: A = 0.28 g, valor obtenido del mapa de iso-aceleraciones que figura en el apéndice “A” del Reglamento peruano de Puentes, el cual ha sido obtenido para un período de recurrencia de 50 años y una probabilidad de excedencia de 10 %. “g” representa la aceleración de la gravedad. Este valor de la aceleración sísmica máxima del basamento rocoso, “A”, del suelo de cimentación es perfectamente compatible con los resultados del análisis del peligro sísmico del puente, investigación que se adjunta en el estudio geotécnico y sísmico de esta estructura. Categorización del puente: Puente esencial Coeficiente de Sitio: S = 1.20 (Suelo S2, perfilTipo II) Factor de Modificación “R” de la Respuesta Elástica: Sismo en el sentido longitudinal del puente: R = 3.50 (columnas múltiples) Sismo en el sentido transversal del puente: R = 2.0 (columnas individuales) Coeficiente sísmico de diseño: Sismo en el sentido longitudinal del puente: Cs = 2.50*0.28/3.50 = 0.200 Sismo en el sentido transversal del puente: Cs = 2.50*0.28/2.00 = 0.350

3.1.6Cambio térmico extremo: 20 grados centígrados. 3.1.7 Contracción lineal por secado del concreto: Para calcular los esfuerzos originados por deformaciones internas de las estructuras de concreto armado, se ha considerado una deformación unitaria lineal de contracción por secado del concreto igual a 0.0002. Como se puede deducir, en el cálculo de los esfuerzos de la estructura originados por deformaciones internas, es usual superponer las deformaciones inducidas por cambios de temperatura con aquellas inducidas por las contracciones por secado del concreto.

3.2 MATERIALES ESTRUCTURALES 3.2.1 Calidad del concreto (a) Subestructuras: Estribo de concreto simple de la margen izquierda del puente, estribo superior y cajón inferior de apoyo de concreto armado de la margen derecha del puente, relleno inferior de concreto simple del estribo superior de concreto armado de la margen derecha del puente: fć = 250 kg/cm2. (b) Superestructura de concreto armado del puente (Tablero superior, Arco parabólico y Placas verticales): fć = 300 kg/cm2. CONSULTOR: MAGT. INGº CIVIL SAMUEL MIRANDA FARFÁN



(c) Losas de Aproximación de concreto armado : fć = 250 kg/cm2. (d) Sobre-recubrimientos de concreto simple de la losa de calzada:fć = 300 kg/cm2. (e) Concreto ciclópeo de relleno de cajones de cimentación:fć = 100 kg/cm2 y 50 % de piedra grande.

3.2.2 Calidad del mortero de arena y cemento de relleno de las perforaciones cilíndricas en roca para anclaje de los dowells de acero: Mortero de arena y cemento en proporción 3 a 1, en volumen, con un adecuado aditivo expansor de volumen. 3.2.3 Calidad de las varillas de refuerzo de las estructuras de concreto armado Barras corrugadas de acero AR-60 de SIDER PERÚ, con fy= 4200 kg/cm2. 3.2.4 Calidad del acero estructural de las barandas metálicas Acero Estructural PG-E24 de SIDER PERÚ, con fy= 2400 kg/cm2. En forma alternativa, se puede utilizar el Acero Estructural A36, designación ASTM, con fy = 2500 kg/cm2. 3.2.5 Conexiones soldadas en las barandas metálicas Todas las conexiones soldadas de las barandas metálicas serán de tipo filete de 1/4” de calibre, utilizando electrodos tipo CELLOCORD “A” oCELLOCORD “AP” Punto Azul de Oerlikon u otros electrodos similares.

3.3 MODELAJE ESTRUCTURAL Las losas macizas de concreto armado de calzada y de veredas del tablero superior del puente se modelaron como losas delgadas armadas en una sola dirección, sujetas a cargas distribuidas y cargas concentradas fijas y móviles. Las vigas de concreto armado del tablero superior del puente fueron modeladas como vigas esbeltas continuas de varios tramos, apoyadas sobre apoyos simples, sujetas a cargas distribuidas y cargas concentradas fijas y móviles. Las barandas metálicas del tablero superior del puente fueron modeladas como vigas horizontales continuas con apoyos simples y vigas verticales en voladizo empotradas en la base, sujetas a cargas distribuidas y cargas concentradas. El arco parabólico de concreto armado fue modelado como una viga curva esbelta perfectamente empotrada en sus arranques extremos, sujeto a la acción de cargas distribuidas y concentradas. Las placas verticales de concreto armado fueron modeladas como muros delgados sujetos a la acción predominante de cargas verticales de compresión, combinadas con reducidos momentos flexionantes.




Las paredes del estribo superior y cajón de concreto armado de la margen derecha del puente fueron modelados como losas delgadas armadas en una dirección, sujetos a la acción de los empujes laterales del relleno de tierra sumergido en agua. Las losas de fondo, intermedia y de tapa del estribo superior y cajón de apoyo de concreto armado de la margen derecha del puente se modelaron como losas delgadas armadas en dos direcciones, sujetas a cargas verticales distribuidas. El estribo de concreto simple de la margen izquierda del puente fue modelado como una estructura masiva tridimensional, el cual debe ser revisado para controlar con seguridad los posibles fenómenos de volteo y deslizamiento en este sector.

3.4 MÉTODOS DE ANÁLISIS ESTRUCTURAL Para el análisis de las estructuras del puente carrozable “Huaccaypata” se han empleado criterios, modelos matemáticos y métodos concordantes con las estructuras particulares de este proyecto. Los métodos de análisis estructural, aplicados en el desarrollo de este proyecto, satisfacen los principios básicos de la estática y de la mecánica estructural. Estos principios básicos son:

(a) Equilibrio estático y dinámico, (b) Continuidad o compatibilidad de desplazamientos, (c) Cumplimiento de las leyes constitutivas de los diferentes materiales que conforman estos sistemas estructurales, y (d) Condiciones de borde o de frontera pre-establecidos en determinados puntos de cada sistema estructural, que aseguran la estabilidad externa de los mismos. Los métodos de análisis estructural que se han utilizado en el presente caso han sido, en general, de naturaleza estática y lineal. Un análisis estructural de naturaleza lineal se fundamenta en las siguientes hipótesis:

(a) Comportamiento elástico-lineal de los materiales o proporcionalidad entre esfuerzos y deformaciones. Esta primera hipótesis se conoce como la Ley de R. Hooke . (b) Los desplazamientos de la estructura generados por la acción de las cargas exteriores son de segundo orden. Esta hipótesis también se conoce como el Principio de Rigidez de la estructura. (c) El análisis que se lleva a cabo es de Primer Orden, en el cual, se trabaja con la geometría inicial o indeformada de la estructura, que corresponde a la condición de la estructura para esfuerzos nulos. (d) Es aplicable el Principio de Superposición de causas y de sus correspondientes efectos.




En el desarrollo de los cálculos del análisis estructural de este puente se han utilizado “Hojas de Cálculo” y “Ayudas de Diseño” elaboradas de manera personal y aquellas proporcionadas por los manuales y textos especializados sobre este tema.

3.5 MÉTODOS DE DISEÑO ESTRUCTURAL Los elementos estructurales de concreto armado del puente fueron diseñados por el Método de Resistencia Última, conocido también como Diseño a la Rotura o Método LRFD, que es el método que prescribe el Reglamento Nacional de Estructuras vigente. En este método de diseño las solicitaciones son incrementadas y multiplicadas por un conjunto de factores de carga prescritos por la Norma Técnica E-060: Concreto Armado del Reglamento Nacional de Edificaciones vigente. Igualmente, las resistencias nominales o teóricas de los diferentes elementos estructurales del puente son reducidas y multiplicadas por un conjunto de factores de reducción prescritos por la misma Norma Técnica referida anteriormente. La condición fundamental de seguridad de los diferentes elementos de concreto armado se verifica y se cumple cuando la suma de las diferentes combinaciones reglamentarias de solicitaciones, mayoradas por sus correspondientes factores de carga, son iguales o menores que las correspondientes resistencias nominales de cada elemento estructural que se está verificando. Los elementos estructurales de acero de las barandas metálicas del puente fueron diseñados por el Método de Cargas de Trabajo, en el cual, para lograr una estructura segura, se verifica que los esfuerzos máximos generados por las diferentes de las cargas de servicio de la estructura, actuando de manera individual y combinada, de acuerdo con las prescripciones reglamentarias correspondientes, resulten iguales o menores que los correspondientes esfuerzos permisibles del acero seleccionados para este proyecto.

3.6 NORMAS Y REGLAMENTOS En el desarrollo del proyecto estructural del Puente Carrozable en Arco de tablero Superior: “Huaccaypata, Ccapi-Paruro-Cusco”, se utilizaron las siguientes normas y reglamentos de diseño:

(a) Reglamento Nacional de Edificaciones y sus correspondientes normas técnicas: Norma Técnica E 020: Cargas Norma Técnica E 030: Diseño Sismorresistente Norma Técnica E 060: Concreto Armado Norma Técnica E 090: Estructuras Metálicas (b) Reglamento Nacional de Puentes (Manual de Diseño de Puentes) (c) Reglamento Americano para la Construcción con Acero (AISC) (d) Reglamento Americano de Soldadura (AWS)    




4.0 RELACIÓN DE LOS PLANOS DE ESTRUCTURAS U-01: Ubicación Geográfica. E-01: Ubicación en Planta y Perfildel Puente. E-02:Planta y Perfil Longitudinal del Puente. E-03: Vista de la Mitad del Puente en Planta y Perfil margen Izquierda . E-04:Vista de la Mitad del Puente en Perfil Margen Derecha. E-05: Detalles Estructurales Estribo Margen Derecha y Losa de Aproximación. E-06: Detalles Estructurales Estribo Tipo Cajón Margen Derecha. E-07:Refuerzo de Losa Tipo Bóveda Parabólica de Concreto Armado. E-08:Sección Transversal, Refuerzo de Placas Verticales, Detalles de Barandas. E-09: Refuerzo de Losa de Calzada y Veredas, Refuerzo de Vigas Longitudinales y Transversales. E-10: Refuerzo de Losa de Calzada y Veredas en Planta. E-11: Refuerzo de Muros de Contención de Concreto Armado. E-12: Ubicación y Refuerzo de Muros de Contención y Muros de Encauzamiento. E-13: Sección Transversal y Perfil Longitudinal de Falso Puente. E-14: Detalles de Falso Puente. E-15: Detalles de Señalización. E-16: Detalles de Puente Pasarela.



010 Memoria Descriptiva Estructuras Huaccaychaca

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