11 Manual 1 Diseno Construccion Puentes 1006

2011 MANUAL 1: DISEÑO Y CONSTRUCCIÓ CONSTRUCCIÓN N DE PUENTES PEATONALES SUSPENDID SUSPENDIDOS PARA INGENIEROS

DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE PUENTES PEATONALES SUSPENDIDOS

Diseño y Construcción de Puentes Peatonales Suspendidos

Manual 1: Diseño y Construcción de Puentes Suspendidos para Ingenieros

CRÉDITOS: Esta cartilla fue preparada en base a más de 40 años de experiencias con el diseño y la construcción de puentes peatonales en Nepal por el Gobierno de Nepal en colaboración con Helvetas y COSUDE.

Fuente: Survey Form and Checklist. Trail Bridge Section, Ministry of Local Development, Government of Nepal and Trail Bridge Sub-sector ¨Project, Helvetas / SDC, Nepal.

Adaptación - Regional: Este documento se adaptó a las condiciones específicas para Centroamérica por parte de la Fundación Helvetas Honduras, en colaboración con Helvetas Guatemala y Puentes para la Prosperidad. Se validó a nivel de campo durante el período de 2009 al 2011 en Honduras y Guatemala ; a través del Proyecto “Gestión Descentralizada de Infraestructura Rural D.I.R. - Componente de Puentes Peatonales” y Proyecto “Acceso a Servicios y Mercados con la Construcción de Puentes Peatonales -ACCESO-“. Agradecimientos: Agradecemos las contribuciones de: Edgard Pavón, Giezy Joezer Sánchez y Álvaro Torres Xiloj para la Revisión, validación y adaptación técnica de los documentos en colaboración con Universidad Tecnológica Centroamericana -UNITEC- en Honduras y la Universidad de San Carlos de Guatemala -USAC-, Facultad de Ingeniería. Agradecemos especialmente la valiosa colaboración de: Zoe Keone Pacciani y Milosz Reterski de Puentes para la Prosperidad durante este proceso.

HELVETAS Swiss Intercooperation, 2011. Diseño y Construcción de Puentes Peatonales Suspendidos. Manual 1: Diseño y Construcción de Puentes Peatonales Suspendidos para Ingenieros. Fundación Helvetas Honduras, Tegucigalpa, Honduras y Helvetas Guatemala, Ciudad de Guatemala. Copyright: Este documento se puede reproducir mencionando la fuente y el editor.

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Manual 1: Diseño y Construcción de Puentes Suspendidos para Ingenieros GUÍAS PARA EVALUACIÓN, DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN 1. INTRODUCCION 1.1 Antecedentes 1.2 Presentación de los puentes del tipo suspendido 1.3 Características técnicas y limitaciones

2. TOPOGRAFIA Y SELECCION DEL SITIO DEL PUENTE 2.1 Evaluación y selección del tipo de puente 2.1.1 Evaluación de factibilidad social 2.1.2 Evaluación técnica 2.2 Preparación para el estudio topográfico 2.3 Recolección de datos generales 2.3.1 Localización del sitio del puente 2.3.2 Naturaleza del cruce y vado 2.3.3 Volumen del tráfico 2.3.4 Ancho de calzada 2.3.5 Preparación local 2.3.6 Distancia de transporte 2.3.7 Disponibilidad de materiales locales 2.3.8 Disponibilidad de constructores locales 2.3.9 Cruce temporal 2.4 Selección de sitio del puente 2.4.1 Condición General 2.4.2 Condición del río 2.4.3 Condición de la pendiente y ribera 2.4.4 Evaluación del sitio del puente 2.4.5 Clasificación del suelo y de la roca 2.4.6 Identificación del suelo y la roca 2.5 Evaluación Topográfica 2.5.1 Área a evaluar 2.5.2 Ubicando la línea central del puente 2.5.3 Métodos de evaluación 2.5.4 Topografía con Clinómetro 2.5.5 Topografía con Teodolito 2.5.6 Mapas Topográficos

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Manual 1: Diseño y Construcción de Puentes Suspendidos para Ingenieros 2.6 Fotografías 2.7 Reporte de la evaluación

3. DISEÑO DEL PUENTE 3.1 Tipos de Puente 3.2 Conceptos básicos del diseño 3.2.1 Cargas 3.2.2 Materiales de construcción 3.2.3 Análisis estructural y diseño 3.3 Diseño de un Puente estándar suspendido 3.3.1 Los componentes mayores del puente 3.3.2 Procedimiento del diseño 3.3.3 Diseño del posicionamiento de los cimientos del puente 3.3.4 Diseño del cable 3.3.5 Diseño de las estructuras de cimiento del puente 3.3.6 Otras Estructuras 3.3.7 Dibujo de arreglos generales 3.4 Ejemplo de Diseño

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Manual 1: Diseño y Construcción de Puentes Suspendidos para Ingenieros 1.1 INTRODUCCION 1.1 Antecedentes El acceso a servicios y mercados es un componente esencial para el desarrollo social y económico en zonas rurales. La red vial y los puentes vehiculares representan las estructuras principales de trasporte para el acceso y vincula las zonas rurales con las cabeceras departamentales, otras regiones del país y los grandes centros urbanos. Sin embargo, muchas comunidades rurales, sobre todo en las zonas de montaña, no tienen acceso directo a la red vial, más bien se mueven por senderos y veredas para conectarse a la red vial. Los puentes peatonales forman parte integral de esta red de acceso rural, por permitir un cruce seguro sobre ríos y quebradas durante todo el año. Centroamérica es una región montañosa y con un número significativo de ríos caudalosos, y es una de las regiones más propensas a sufrir desastres naturales. Tanto las amenazas por vulcanismo, actividad sísmica, huracanes, y tormentas como las vulnerabilidades por la topografía, la pobreza, deficiencias en las infraestructuras y debilidades institucionales crean un ambiente de alto riesgo..La destrucción de las vías de acceso por actividad sísmica, huracanes, niveles altos de ríos, inundaciones, o derrumbes afecta directamente el acceso a los servicios básicos de educación y salud y dificulta o interrumpe las actividades económicas de compra y venta de productos. En caso de emergencias, la destrucción de las infraestructuras viales dificulta seriamente el acceso a comunidades afectadas, problema que afecta a muchas comunidades rurales después de los huracanes más fuetes en las últimas dos décadas, Mitch y Stan. A lo largo del territorio centroamericano se encuentran puentes y pasos peatonales artesanales construidos por las comunidades para satisfacer la necesidad de acceso a servicios y mercados. Sin embargo, este tipo de puentes no es seguro, ya que no han sido diseñados con las especificaciones técnicas y medidas de seguridad requeridas; provocando peligro, sobre todo al momento de cruzarlos en época de invierno. Adicionalmente, estos puentes no están construidos con criterios de resistencia contra desastre naturales resultando en la destrucción de la mayoría de estos en caso de un desastre, momento más importante para mantener el acceso a zonas rurales. Situaciones similares existen en otras regiones del mundo, como en las montañas del Himalaya de Nepal y Bhutan, en dónde senderos y puentes peatonales facilitan en gran medida el movimiento de bienes y personas a lo largo de las principales arterias de ese país. Estos países tienen hoy en día normas de construcción y personal calificado en las instituciones del estado y del sector privado para la construcción de más de 200 puentes peatonales de alta calidad cada año, formando ingenieros civiles y técnicos en la construcción de puentes peatonales a través de sus instituciones de formación profesional. Este proceso se apoyo por más de 40 años por HELVETAS Swiss Intercooperation con financiamiento de la Agencia Suiza para la Cooperación Internacional (COSUDE) y otros actores, construyendo más de 2000 puentes en Nepal, y apoyando adicionalmente a otros países como Bután, Etiopía, Tanzania, y, recientemente, Honduras y Guatemala. Con el objetivo de hacer disponible estas experiencias en la región Centroamericana la Fundación Helvetas Honduras en colaboración con Puentes para la Prosperidad inició un proyecto piloto en 2007 para la construcción de varios puentes peatonales suspendidos en Honduras Estas experiencias se llevaron en 2010 a Guatemala para validar de nuevo los procesos y normas de construcción en esta región. 5


Manual 1: Diseño y Construcción de Puentes Suspendidos para Ingenieros En base a la larga experiencia internacional y la validación en la región Centroamericana y con el propósito de impulsar el fortalecimiento de profesionales de la construcción, el fortalecimiento de capacidades locales y la promoción de construcción con tecnología apropiada para mejorar el acceso a comunidades rurales, la Fundación Helvetas Honduras y Helvetas Guatemala elaboraron material didáctico para “Diseño y Construcción de Puentes Peatonales Suspendidos”, la cual consta de los siguientes documentos: Manual 1: Manual de Diseño y Construcción de Puentes Peatonales Suspendidos para Ingenieros Manual 2: Planos Técnicos para Construcción de Puentes Peatonales Suspendidos Cartilla 1: Evaluación de Campo Cartilla 2: Diseño de Puentes Peatonales Suspendidos Cartilla 3: Cálculo de Costos de Construcción Cartilla 4: Construcción de Puentes Suspendidos Cartilla 5: Registro de Puentes Cartilla 6: Proceso Social 1.2. Presentación del puente suspendido El diseño del Puente de Cables Suspendido presentado en este Manual (para detalles referirse al capítulo 3.1) ha sido desarrollado por muchas generaciones en Nepal. Los elementos estructurales principales son el acero y están anclados en estructuras de gravedad o anclajes en roca, en ambas márgenes del río. La superestructura está completamente suelta y permite cierto movimiento lateral, vertical y vibración torsional razonable. Por razones económicas el diseño permite la elección entre 2 opciones para el ancho de la plataforma. El puente con un ancho de 70cm es principalmente aplicable en puentes peatonales, donde el puente con plataforma de 106 cm debe ser aplicado para cruces donde pasen animales de carga. Sumo cuidado fue tomado para hacer el uso máximo de recursos locales, mano de obra, conocimiento y habilidades. El principal objetivo es replicar las tradiciones existentes promoviendo las tradiciones y también promover la participación de la población. 1.3. Características técnicas y limitaciones El Puente Peatonal de Longitud Corta, como se ha mencionado en este manual, está regido según las Normas Técnicas de cada país, pero a su vez también cumple con las normas de Suiza y Alemania. Todos sus componentes deben cumplir con los factores de seguridad necesaria aplicando las cargas prescritas en el Manual de diseño. Todos los materiales construcción deben cumplir con especificaciones internacionales como la ASTM. El acero expuesto está galvanizado y no debe ser alterado a menos que las normas demuestren lo contrario. Por razones prácticas, económicas y de seguridad, la longitud del puente presentado en este manual tiene como máximo 120m. Luces más largas son posibles pero requieren de ingeniería especial. Así como sucede con el diseño, no todas las condiciones de campo están cubiertas con esta norma. Es especialmente no apropiado para condiciones geológicas adversas.

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Manual 1: Diseño y Construcción de Puentes Suspendidos para Ingenieros 2. EVALUACION Y SELECCIÓN CCIÓN DEL SITIO DEL PUENTE 2.1. Evaluación de la factibilidad ssocial Las evaluaciones cuidadosas y las evaluaciones del sitio del puente son la base para la apropiada planeación y diseño y forman la principal fuente para asegurar la construcción del puente. El objetivo principal de la evaluación del sitio del puente es para identificar el sitio apropiado para pa el puente al considerar puntos de vista tanto socio socio-económicos económicos como técnicos. La evaluación se realiza en dos etapas: •

Evaluación de Factibilidad Social

•

Evaluación Técnica

• Seguir la Cartilla artilla No. 1, Cartilla de Evaluación de Campo

Ambas evaluaciones son de igual importancia. La factibilidad social establece la apropiación de la comunidad y la responsabilidad, y la evaluación técnica asegura que la construcción del puente es segura y solida. El proceso de evaluación sigue el flujo del siguiente grafi grafico:

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Manual 1: Diseño y Construcción de Puentes Suspendidos para Ingenieros 2.1.1. Estudio de factibilidad social Un Estudio de Factibilidad Social es necesario para justificar la construcción del puente solicitado. Para priorizar del número de solicitudes, los siguientes indicadores socio-económicos son de suma importancia: • Nivel de participación comunitario • Tamaño del área de influencia • Tamaño del flujo de tráfico • Beneficios socio-económicos producidos por el puente solicitado El primer paso para realizar un estudio de factibilidad social es introducir los participantes en los formatos, el equipo de evaluación y otros grupos que estarán involucrados en el proceso de la construcción del puente. La mejor manera de realizar esta actividad es con una reunión comunitaria en el punto del puente, o en la cercanía del sitio elegido para el puente. La reunión comunitaria debe contener lo siguiente en su agenda: • Explicación de la naturaleza de auto-construcción del proyecto • Verificación del sitio propuesto para el puente con la documentación oficial en conjunto con la comunidad o Explicación del proceso contractivo del puente y el rol comunitario: Fase I: recolección de material local (arena, grava y piedras), colocación de piedras y la excavación. Fase II: el acarreo del material de construcción hasta el sitio indicado Fase III: albañilería y trabajo de concreto, colocación y estirado de cables o Evaluación y explicación del sitio del puente con sus requerimientos técnicos y requerimientos (ej. Ancho de calzada de 1.00 metros), costos y la situación del tráfico local o Asesoramiento de la capacidad de la comunidad, fondos y soporte técnico recibido de parte de otras comunidades o instituciones. Uno de los indicadores principales que reflejan la necesidad verdadera del puente es el grado de participación y de la comisión demostrada por la comunidad local o los beneficiarios en la construcción del puente pedido. Estos indicadores se determinan y se miden desde diversos puntos de vista dependiendo de la necesidad y del propósito del puente. 2.1.2. Estudio técnico El estudio técnico incluye: • Selección del sitio para el puente y su levantamiento topográfico. 2.2. Preparación para el levantamiento Los siguientes materiales deben ser recopilados previos al levantamiento en el campo: • Mapas con la ubicación tentativa del puente y cualquier información de antecedentes disponible. • Equipo para el levantamiento. 8


Manual 1: Diseño y Construcción de Puentes Suspendidos para Ingenieros Para evaluación con Clinómetro 1. Clinómetro, formato de evaluación y checklist 2. Cinta métrica (50 o 100 m y 3m) 3. Pintura roja y brocha 4. Marcador, Escala y Papel para graficar A3 5. Cámara y rollo de película 6. Martillo 7. Estaca (preparada en el sitio) 8. Calculadora, cuaderno y lápiz 9. Cuerda de Nylon (min. 50m) cordel Masons

Para evaluación con Teodolito Teodolito, trípode y cuadrilla Cinta métrica (50m y 3m) Pintura roja y brocha Marcador, Escala y Papel para graficar A3 Cámara y rollo de película Martillo Formato de evaluación y checklist Calculadora, cuaderno y lápiz Hilo y plomada

2.3. Recolección de datos generales Datos generales son requeridos para la planeación de la construcción del puente propuesto. Es necesario recolectar los siguientes datos generales e información: • Ubicación del sitio del puente • Distancia del transporte • La naturaleza del cruce y la factibilidad económica • Disponibilidad de materiales locales • Disponibilidad de albañiles y constructores locales del puente • Cruce temporal 2.3.1. Ubicación del sitio del puente Descripción de la ubicación del sitio del puente. Lado Izquierdo

Lado Derecho

Departamento Municipio Comunidad

Dibujar un mapa de la ubicación del sitio del puente abarcando la zona de influencia como mostrado en el esquema abajo. El mapa debe incluir la siguiente información: • Nombre y flujo del río • Ubicación del puente propuesto y el punto tradicional de cruce

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Manual 1: Diseño y Construcción de Puentes Suspendidos para Ingenieros • El existente sendero, si es requerido especificar la nueva distancia del sendero que tendrá acceso al puente • Ubicación de las aldeas, centros de salud, escuelas y otros lugares importantes con sus distancias aproximadas al puente

Ejemplo de ubicación en el mapa:

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Manual 1: Diseño y Construcción de Puentes Suspendidos para Ingenieros 2.3.2. Naturaleza del cruce La evaluación de la actual situación de la travesía es necesaria determinar la necesidad y la prioridad del puente pedido. Determinar el período de tiempo que el río no se puede cruzar en un año. a. Año entero b. Algunos meses por año solamente c. Algunos días durante la alta inundación solamente La situación (a) se debe dar la primera prioridad para la construcción. Estudiar el tipo de facilidad de la travesía disponible actualmente y también la localización del puente más cercano. Determinar si la facilidad disponible de la travesía o el puente más cercano existente es suficiente para la travesía o eso un nuevo puente es necesario. 2.3.3. Volumen de Tráfico

El volumen de tráfico en la travesía es uno de los indicadores dominantes del gravamen de necesidad del puente. La información se debe recoger por 2 métodos. Contar el volumen de tráfico en el punto de travesía tradicional por lo menos un día escogido al azar. Y entonces entrevistarte con a gente local para formar una impresión más amplia del volumen de tráfico a través del año. Tipo de Tráfico Tráfico con Mercancías Trafico sin Mercancías

Número Personas Promedio Pasando/Día Mujeres Hombres Niños

Personas con Carga Animales con Carga Motos / Bicicletas Personas Animales Motos / Bicicletas

Determinar el propósito del tráfico entrevistando las personas que cruzan y a la gente local según la tabla abajo. Este indicará la importancia del cruce. Se recomienda recoger la información por dos métodos: 1. Conteo del volumen de tráfico en el punto tradicional de cruce del río al menos durante un día 2. Entrevistas con personas de la localidad para formarse una idea general del volumen de tráfico durante todo el ciclo de un año Destinos Principales / Importancia para Hombres y Mujeres

Mujeres Si No

Hombres Si No

Centros Educativos Centros de Salud/Hospital Mercados y comercio Atender Cultivos y Ganado Trabajo Contacto Social Otros (especifique) El más importante cruce son los cuales proveen acceso a escuelas, hospitales y centros de salud. Se marcan los tres destinos más importantes para hombres y mujeres respectivamente.

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2.3.4. Ancho de la plataforma o calzada El ancho estándar de la calzada en este manual es de 70 o 106 cm. En muchos de los casos la calzada de 70cm es suficiente. En instancia de tráfico pesado, mula o pase de animales de carga con bultos, o si el cruce en un sendero principal, una calzada de 106 cm es necesaria. Discuta esto con las personas de la comunidad, informándoles que es requerido más trabajo, especialmente la recolección de piedras para una calzada de 106 cm. 2.3.5. Participación local El compromiso y la participación de la comunidad en la construcción del puente propuesto indicarán verazmente la necesidad del puente. Cuanto más fuerte es el compromiso y la participación, más alta es la necesidad del puente. Para informar a la comunidad cuánto trabajo total es necesario para construir el puente, las siguientes fórmulas se pueden utilizar para computar el número preliminar tentativo de jornadas laborales: Días laborales para mano de obra calificada: = 1.3 x longitud [m] + 400 Días laborales para mano de obra no-calificada: = 5 x longitud [m] + 1300 Determinar la disponibilidad de la participación local para la construcción del puente dentro de la comunidad local en cuestión. Realizada por

Tipo de Participación

Comunidad Local Comité de Usuarios Municipalidad ONG Local Individual Otros (especificar)

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2.3.6. Distancia de transporte Información de la distancia de transporte desde la carretera más cercana o pista de aterrizaje de aviones o helicópteros hasta el sitio planificado para la construcción del puente.

Tipo de Transporte

Nombre de la carretera o pista de aterrizaje más cercana, etc.

Distancia desde Sitio del Puente la carretera o pista de aterrizaje más cercana Kms A pie, En mula, horas horas

Vehículo tipo Pick-up Tractor Pista de Avión

2.3.7. Disponibilidad de materiales locales Asesorarse de la disponibilidad de materiales locales para la construcción. Identificar el punto de recolección más cercano a estos materiales. Descripción

Distancia de Acarreo, m.

Piedras Piedra de Río Grava Natural Arena Madera

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Observaciones



2.3.8. Disponibilidad de constructores locales para el puente (Albañiles) En las aldeas cercanas quizás cuenten con los constructores locales o albañiles para el puente que tengan experiencia en este tipo de obra. También se considera contar con albañiles capaces de aprender las herramientas necesarias para posteriormente transmitir estos conocimientos a otras comunidades, lo ideal sería mantener un registro de estas personas para futura referencia. Nombre

Destrezas (Albañil)

Aldea / Dirección

Cruce temporal ¿Será necesario un cruce temporal durante el proceso de construcción del puente? Si

No

Si la respuesta es afirmativa, ¿qué tipo de cruce temporal se propone? Lancha/canoa Longitud del Puente _________ Bosquejo del plan de cruce temporal. 2.4. Selección del sitio para el puente El principal propósito para la evaluación de campo para seleccionar el sitio apropiado para el puente. El sitio seleccionado debe ser de óptimo servicio a la comunidad local, ser económicamente justificable y tener una prolongada vida útil. •

Satisfacer la condición general

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Manual 1: Diseño y Construcción de Puentes Suspendidos para Ingenieros • Tener condiciones topográficas estables y favorables • Tener condiciones de río favorables, evitando puntos de erosión 2.4.1. Condición general El sitio del puente debe satisfacer ciertas condiciones generales: • • • •

Punto tradicional de cruce Máximo claro del puente Mínimo borde libre Área disponible para los cimientos del puente

Punto tradicional de cruce: El sitio del puente debe ser seleccionado sobre o en el punto más cercano al punto tradicional de cruce. Para ríos menores no debe desviarse el sitio del puente del punto tradicional de cruce. Para ríos más grandes un desvió hasta 500 metros es permisible.

Longitud del puente: La longitud o longitud máxima permisible en este manual está limitada a 120 metros. Medir tentativamente la longitud y comparar con el límite.

Diferencia de nivel en dos riberas del río La diferencia h entre los dos bloques de Cimentación no debe ser más de 1/25

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Manual 1: Diseño y Construcción de Puentes Suspendidos para Ingenieros Área disponible para los cimientos de los puentes Suficiente área debe de estar disponible en el lado frontal y posterior de la ubicación de las torres para permitir que las mismas estén posicionadas detrás del ángulo de fricción en la pendiente (L) y tener como mínimo 10 metros detrás de las torres en roca para la construcción de las torres. Perfil de la pendiente Los cimientos del Puente deben colocarse tras la línea del ángulo de fricción (ángulo interno de fricción es el ángulo de la pendiente del suelo o roca a la cual todavía es estable y no se exista deslizamiento) 1. Dibuje la línea de pendiente de 35° (Ángulo interno de fricción) en caso de pendiente sobre suelo y 60° en el caso de pendiente sobre roca. 2. Los cimientos deben colocarse detrás de esta línea. 3. Revise si estas condiciones pueden cumplirse Borde libre Borde libre es la distancia desde el punto más bajo del puente y el nivel de creciente más alto, alcanzado durante el huracán Mitch o tormenta que permitió un máximo caudal en ese punto del rio. Para obtener el suficiente borde libre necesario es ideal tener condiciones topográficas montañosas o parecidas.

El borde libre no debe de ser menos a 5.00 metros. Para asegurar el suficiente borde libre, se debe seleccionar una ubicación de las torres significativamente más alta que el nivel de creciente máxima.

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Manual 1: Diseño y Construcción de Puentes Suspendidos para Ingenieros Un estimado general de espacio requerido es indicado en las siguientes medidas: Para longitudes hasta

no menos de 7.50m 8.00m 9.00m 10.00m 11.00m

50m 50-70m 70-90m 90-110m 110-120m

2.4.2. Condición del río El sitio seleccionado para el río debe tener las condiciones del río favorables. Por lógica, un puente debe de estar ubicado en una recta del río. Para poder proteger un puente en contra de repentinas inundaciones o erosión, la ubicación del puente no debe de estar cerca del área de confluencia de dos ríos.

2.4.3. Condiciones del banco y pendiente Un puente deberá ser ubicado en un sitio con una pendiente mínima y estable, los bancos también deben tener condiciones aceptables. El evaluador debe identificar cualquier característica que ocasionaría inestabilidad potencial o los modos en los que fallaran el suelo o roca en la pendiente y banco. Si la pendiente o banco están sobre suelo de tierra, las potenciales características de inestabilidad son: • Erosión en el Banco • Volcamiento debido a la inestabilidad en el banco • Erosión de la pendiente • Deslizamientos Si la pendiente y banco están sobre roca, las potenciales características de inestabilidad son: • Fallas francas en un desliz de rocas en el contorno de la pendiente. • Fallas de cuña procedidas por la caída de masa rocosa. • Volcamiento procedidas por la caída de bloques de rocas. • Deslizamiento rotacional, parecido al deslizamiento de un suelo en la pendiente. Esta falla es más probable cuando el material de la roca es muy blanda y débil y la masa rocosa es pesadamente unida pero se raja o quiebra en pequeños pedazos. 17


Manual 1: Diseño y Construcción de Puentes Suspendidos para Ingenieros Para evitar las características acterísticas de inestabilidad previamente mencionadas, usar la siguiente guía para evaluar la pendiente y banco en el sitio seleccionado. En Suelo Perfil del banco El perfil del banco deberá ser suave.

Suave

Parcialmente Cortado Cortado

Contorno del banco del río El sitio del puente deberá estar ubicado en un estrecho recto del rio para evitar erosión o hundimientos del banco.

Erosión del banco El banco del río no debe tener muestras de erosión. Perfil de la pendiente El perfil de la pendiente deberá ser suave.

Pendiente transversal La pendiente transversal deberá ser suave.

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Manual 1: Diseño y Construcción de Puentes Suspendidos para Ingenieros Inclinación de la pendiente La inclinación de la pendiente desde la parte frontal de la torre hasta el nivel mínimo de agua deberá ser menos de 35 grados.

Hundimiento del banco debido al cauce del río El sitio del puente no deberá presentar ningún tipo de hundimiento causado por el río, esto podría ocasionar posteriormente deslizamientos. Árboles inclinados El sitio seleccionado no deberá tener árboles inclinados, esto indica una posible activación de deslizamiento. Área pantanosa El banco no deberá tener áreas pantanosas, esto podría ocasionar inestabilidad en la pendiente. Erosión en barrancos Ninguna señal de erosión en barrancos deberá estar presente en cercanías del sitio seleccionado para el puente. Para detectar erosión en barrancos activa: Observar si algún arroyo esta en proximidad del sitio seleccionado del puente. Si existen arroyos, se examinará la dimensión del corte en el barranco. Declive en la masa del suelo El sitio del puente no deberá estar ubicado en existentes declives de masas de suelo.

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Manual 1: Diseño y Construcción de Puentes Suspendidos para Ingenieros Modelo de una falla de pendiente

Examinar e identificar cualquier indicación de un movimiento masivo de suelo. Esto se realiza mediante observaciones de trazos de cicatrices en la pendiente.

En roca Falla franca Fallas francas preceden el deslizamiento de capas de rocas en la pendiente. El banco o pendiente de roca del sitio seleccionado para el puente no deberá tener ninguna característica de una falla franca. Encamado planos paralelos a la pendiente y existe falla franca esta recuerde que este tipo de sitio es extremadamente desfavorable !.

Modelo de fallas planas

Identificar la fractura de cama en plano (capas de rocas). Revisar la dirección e inclinación. Comparar con la condición. 20


Manual 1: Diseño y Construcción de Puentes Suspendidos para Ingenieros Falla de cuña Cualquier forma de falla de cuña es procedida por un deslizam deslizamiento iento de masas de rocas. El banco o pendiente de roca no deberá tener fallas de cuña o su potencialidad.

Modelo de una falla de cuña Identificar si existen fracturas de plano frente a frente (intersecándose). Revisar la inclinación de la línea de intersección con la condición.

Falla por volcamiento El banco o pendiente rocoso no deberá tener fallas por Volcamiento.

Modelo de falla por volcamiento Identificar entificar si existe formación alargadas de bloques de rocas (cúbicas) debido a fracturas horizontales y verticales en las juntas o planos. Estimar la inclinación de la pendiente. Estimar la inclinación y orientación del bloque de roca y comparar con las condiciones.

Falla por deslizamiento (Rotacional) otacional) La pendiente rocosa no deberá tener ninguna potencial falla rotacional. Modelo de una falla por deslizamiento eslizamiento (Rotacional)

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Manual 1: Diseño y Construcción de Puentes Suspendidos para Ingenieros Identificar el tipo de roca y su grado de climatización. Estimar la inclinación de la pendiente y comparar con las condiciones. 2.4.4. Evaluación del sitio del puente Luego de completar la investigación del sitio por capítulo 2.4.1 a 2.4.3, clasifique el sitio del puente de la siguiente manera: Bueno

Todas o casi todas las características son favorables y si el evaluador está confiado sobre la estabilidad de la pendiente. Proceder con posteriores trabajos de evaluación.

Malo

La mayoría de las características son desfavorables. Rechazar el sitio.

Cuestionable

Muchas de las características son favorables y algunas son desfavorables. El sitio es cuestionable. En éste caso, una investigación posterior por un ingeniero geotécnico es necesaria. Para detalles favor referirse a la cartilla 1: evaluación del lugar para el puente y factibilidad técnica y social

Cuando sea posible, el sitio del puente debe seleccionar en un lugar donde el trabajo de protección no sea necesario. Si los trabajos de protección son inevitables, determine las estructuras requeridas como muros de contención, canales de drenajes, etc. Un diseño tentativo con dimensiones y ubicaciones de estas estructuras deben ser ilustrados con un plano mostrando la vista en planta y la sección típica. Lo mejor es prevenir el sitio del puente, el cual requiera trabajos de protección.

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Manual 1: Diseño y Construcción de Puentes Suspendidos para Ingenieros 2.4.5. Clasificación del suelo y roca Clasificación del suelo

Suelos de Granulometría Gruesa

Suelos Gravosos

Suelos Arenosos

Suelos Lodosos

Suelos de Granulometría Fina

Arcillosos

Cómo se identifica

Estimar el porcentaje de granulometría mayo de 6 mm. Si más de la mitad es mayor que 6 mm, el suelo es gravoso Si mas de la mitad es menor que 6 mm, el suelo es arenoso Preparar una pequeña bola húmeda de la muestra y corta con un cuchillo. Si la superficie cortada es rayada o sin brillo, entonces el suelo es lodoso Preparar una pequeña bola húmeda de la muestra y cortar con un cuchillo. Si la superficie cortada es lisa y brillante, entonces el suelo es arcilloso

400-600 (400)

32-38 (35)

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31-37 (33)

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150-200 (150)

30-32 (30)

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100-200 (100)

9-25 (22)

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200-300 (200)

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Diseño de cimentación aplicable

Anclaje tipo Viga de Peso Muerto

Tipo de Suelo

Parámetros del Suelo Angulo Unidad de Capacidad Interno Peso soportante de ‫ע‬ (kN/m^2) Fricción (kN/m^2) φ



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Manual 1: Diseño y Construcción de Puentes Suspendidos para Ingenieros Clasificación de rocas

Roca Blanda

Roca Dura

Tipo de Roca

Ejemplos

Cuarcita, Piedra Caliza, Granito, Dolomía, Etc.

Filito, Pizarra, Roca Sedimentaria, Roca Arcillosa, Esquisto, Etc.

Cómo se Identifica

Sonido metálico o de campana después de golpear con martillo

Sonido opaco o suave después de golpear con martillo

Grado de Fractura

Cómo se Identifica

Piedra no muestra señas Piedra se de fractura observa fresca con poca mayores de 1 a5 climatización centímetros Roca altamente En la roca fracturada, existen fresca con ranuras y poca fracturas climatización

Parámetros de Roca Angulo Capacidad Interno Soportante de (kN/m^2) Fricción φ

Diseño de cimentación aplicable

1500-2000 (1500)

35-40 (40)

Anclaje de Tambor en Roca Dura

1500

35-50 (40)

Anclaje de Tambor en Roca Fracturada

Fresca

No muestra señas de climatización

1300

25-40 (30)

Anclaje de Tambor en Roca Fracturada

Altamente climatizada

La mayor parte de la roca orinal ha sido alterada. Roca se puede fracturar por mano.

600-750 (650)

25-40 (30)

Anclaje de Viga de Peso Muerto

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Manual 1: Diseño y Construcción de Puentes Suspendidos para Ingenieros Identificación de tipo de suelo y roca Excavar una calicata en el suelo a una profundidad aproximada al nivel del cimiento (lo mínimo a excavar es 1.00 m) o hasta profundizar a suelo rocoso y firme. Dependiendo del tipo de suelo en ambos lados o bancos, realizar un análisis de cada capa de suelo de acuerdo a la profundidad, a su vez llenando la tabla de investigación de suelo como el siguiente ejemplo. Si uno o ambos lados son rocosos, investigar el tipo de roca y llenar la tabla de investigación de roca como el siguiente ejemplo.

Bosquejo

Profundidad desde Superficie, [m]

Tipo de Suelo

0.0

Suelo Superior

0.3

Suelo Arenoso

1.1

Suelo Gravoso

Tipo de Roca

Grado de Fractura y Climatización

Roca Dura

Altamente Fracturada y Expuesta a la Climatología

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Observaciones

Observaciones


Manual 1: Diseño y Construcción de Puentes Suspendidos para Ingenieros 2.5. Evaluación topográfica Luego de la selección del sitio del puente, el evaluador procederá con la evaluación topográfica. El propósito es: • Proveer un mapa topográfico del sitio del puente con detalles relevantes al diseño del puente • Establecer las estacas de los ejes y marcaje para uso durante la construcción del puente 2.5.1. Área de la evaluación El área a cubrirse con la evaluación topográfica: Para puentes sin anclaje de vientos “windguy” • Perfil sobre la línea central del puente cubriendo hasta 25 m detrás de los bloques principales de anclaje Para puentes con anclaje de vientos “windguy” • Perfil sobre la línea central del puente cubriendo hasta 25 m detrás de los bloques principales de anclaje y un plano topográfico cubriendo el área de 10 m aguas arriba y 10 m aguas abajo de la ubicación tentativa de los cimientos “windguy” 2.5.2. Ubicando la línea central del puente Fije la línea central del Puente con dos puntos de eje permanentes A en el lado izquierdo y B en el lado derecho. Los puntos de ejes permanentes A y B deben estar fijados en roca sobre la línea central, si hay disponibilidad. Si se pueden ubicar en roca, estos puntos deben ser marcados en una roca suficientemente fijada en la tierra como se muestra en la figura abajo:

Puntos de evaluación adicional sobre la línea central deben fijarse para evaluar el perfil de la línea central como se muestra a continuación. Estos puntos de evaluación deben fijarse en puntos de quiebre de la pendiente y terrazas, los cuales indicaran la topografía de la línea central. El perfil debe cubrir 25 m detrás de la línea de anclaje del bloque aguas arriba del flujo del río.

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Dibuje un plano del perfil o sección cruzada del eje del puente o línea central con los puntos del eje A y B, con todos los puntos evaluados y las características topográficas, incluyendo posiciones tentativas de los cimientos del puente, nivel más bajo del agua y nivel de la crecida más alta. Ejemplo de perfil o sección cruzada

Dibuje una vista en planta de la línea central del puente, con puntos ejes A y B con todas las estacas y marcaje de los objetos fijos como arboles, casas, etc. Dar distancias y direcciones de los puntos de referencia para que los puntos del eje y estacas y marcajes estén localizados durante la construcción. Una vista en planta es necesaria solamente cuando el anclaje de vientos “windguy” sea considerado para el diseño del puente.

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Manual 1: Diseño y Construcción de Puentes Suspendidos para Ingenieros Ejemplo del plano

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Manual 1: Diseño y Construcción de Puentes Suspendidos para Ingenieros 2.5.3. Metodología de la evaluación Hay dos opciones para conducir las evaluaciones topográficas. Dependiente de la longitud y el tipo de puente, un perfil sobre el eje del puente o una evaluación más detallada incluyendo las líneas de contorno que serán necesarias. En general el anclaje de “windguy” no es requerido para puentes de luces mayores a 120 m. •

Un perfil detallado sobre el eje central del puente seleccionado es suficiente para puentes sin anclaje de “windguy”. Un perfil topográfico puede ser realizado con clinómetro, sin embargo para arreglar niveles precisos, un instrumento de nivelación es necesario. Para puentes que requieran anclaje de “windguy” una evaluación topográfica más detallada es necesaria, del cual pueda salir un plano de contorno más detallado. Este tipo de evaluación debe ser realizado con teodolito.

•

2.5.4. Evaluación con clinómetro Las funciones principales de un clinómetro son el medir ángulos verticales φ. Al medir la distancia de la pendiente d entre los puntos evaluados con la cinta métrica, la distancia horizontal D y la diferencia vertical de evaluación •

H puede calcularse

Medida del ángulo vertical: La principal medida del ángulo vertical por el clinómetro está ilustrada en el grafico y procedimiento descrito a continuación

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Manual 1: Diseño y Construcción de Puentes Suspendidos para Ingenieros El procedimiento de medida es el que sigue:

1. El topógrafo se ubica en el punto A con el clinómetro 2. El asistente se ubica en el punto C con la estadía. La marca meta sobre la estadía, la cual a vista del topógrafo debe estar al mismo nivel sobre la tierra como el clinómetro. Para esto la altura de la estadía debe ser igual a la altura del nivel del ojo del topógrafo. 3. El topógrafo sostiene el clinómetro al ojo y dirige la mirada al punto C, centrando la cruz del visor sobre el objetivo 4. El brazo se ajusta hasta que la burbuja se centre contra el objetivo y en la cruz del visor. 5. Cuando la burbuja se centre horizontalmente y la cruz del visor este alineada sobre el objetivo, lea el ángulo vertical del arco.

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Manual 1: Diseño y Construcción de Puentes Suspendidos para Ingenieros Medidas de la distancia de pendiente d: La distancia de pendiente d entre los puntos evaluados es medida con cintra métrica. Las distancias mayores a 30 m deben dividirse en sub-distancias. La distancia total puede ser calculada al adicionar las sub-distancias. La distancia de la pendiente debe ser medida dos veces y el valor de la media debe tomarse como la distancia de pendientes más acertada. Cálculo de las distancias horizontales y verticales y elevaciones de los puntos evaluados: La distancia Horizontal D entre a y c D= d x cos Distancia horizontal D entre a y c D= dx cosφ Distancia vertical ∆H entre a y c ∆H = dx sinφ Elevación de c H = Elevación de a +/- ∆H Agregar + ∆H si es vista hacia arriba y -∆H si la vista es hacia abajo d=distancia de pendiente de a – c φ = ángulo vertical de a - c

Para tomar el perfil sobre el eje del Puente, el topógrafo debe fijar la línea central como se describe en el capítulo 3.5.2. Existen dos métodos para fijar la línea central. • Cuerda de nylon y plomada Este método es seguro únicamente para distancias de hasta 50 m. Los puntos de evaluación sobre la línea central del puente son fijados con la ayuda de la cuenta de nylon y la plomada. La cuerda de nylon se estira sobre el eje del punto A en el lado izquierdo y B en el lado derecho. Se debe tener especial cuidado que la cuerda este libre y no toque ningún obstáculo. Los puntos de evaluación se fijan sobre la cuenta con la plomada como se muestra en las siguientes figuras:

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Manual 1: Diseño y Construcción de Puentes Suspendidos para Ingenieros • Por bambú o palos de madera o barras Este método se aplica a distancias mayores de 50 m. En este método los puntos a evaluar sobre la línea central del puente son fijados con la ayuda de un bambú o un palo de madera o una barra. Fije un palo en cada punto de eje A y B en posición vertical. Luego el topógrafo podrá visualizar los otros puntos sobre la línea central de A y B. Al fijar una línea, los puntos adicionales atrás o delante de A y B, pueden fijarse más puntos y estos son ubicados sobre la línea central como se muestra en el dibujo:

Proceda con la evaluación del eje del puente luego de haber fijado la línea central como se indica en los siguientes pasos (referirse al ejemplo de la página 31) 1. La evaluación comienza con los puntos fijos permanentes A y B y se procede con los otros puntos de evaluación M, N, O, P, 1, 3, 4, 5 o S, T, U, V, 4, 5, 6 (referirse al ejemplo que muestra el perfil del eje abajo) 2. Medir los ángulos verticales y distancias de pendientes entre los puntos evaluados de la línea central. Es importante que el objetivo fijado está a la misma altura sobre la superficie como el clinómetro mientras se toman las lecturas. 3. Medir todos los puntos M, N, O, P, 1, 2, 3 comenzando desde el punto A de eje permanente, como se describe en el segundo paso. 4. Similarmente mida los puntos S, T, U, V, 3, 4, 5, 6 comenzar desde el punto de eje permanente B 5. Medir los ángulos verticales desde A a B y de B a A para verificar las lecturas del ángulo vertical

Luego de calcular las distancias horizontales y verticales, si es necesario para determinar la medida de los ángulos verticales. Esto puede lograrse al comparar la medidas de los ángulos verticales desde A a B con los ángulos verticales de B a A. Ambos ángulos deben ser iguales. La diferencia en ésta lectura indica un error en la medida de los ángulos y la necesidad de corrección.

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El factor de error ‘E’ es calculado con la siguiente fórmula:

Ejemplo: Error de corrección medido en ángulos verticales Angulo vertical medido de A – B φAB = 0°50’ (vista hacia abajo) Angulo vertical medido de B-A φBA = 1°30’ (vista hacia arriba) Factor de error E = (1°30’-0°50’)/2 = 0°20’ Ángulo corregido φ’AB = 0°50’+20’= 1°10’ Ángulo corregido φ’BA = 1°30’ – 20’= 1°10’ Todos los ángulos verticales deben ser corregidos como: Ángulo corregido φ’ = [φ] + E para ángulos vista hacia abajo (-) Ángulo corregido φ’ = [φ] - E para ángulos vista hacia abajo (+)

Calcule las distancias horizontales y las elevaciones de los puntos de evaluación con los ángulos verticales corregidos como se indica en el ejemplo. Ejemplo: Cálculo de la distancia horizontal D y evaluación H de los puntos de evaluación: Elevación A = 100.0 m ángulo vertical medido de A - M, ϕAM = +7°0’ (vista hacia arriba) ángulos verticales corregidos desde A - M ϕ’AM = +7°0’- 0°20’ = +6°40’ pendiente medida de A - M d= 13.35 m distancia horizontal medida A y MD = dx cos ϕ = 13.35 x cos 6°40’ = 13.26 m distancia vertical medida entre A y M ∆H = d x sin ϕ’ = 13.35 x sin 6°40’ = +1.55 m Elevación de M H = Elevación ‘A’ + ∆H = 100.0 + 1.55 = 101.55 m ϕ Registre las medidas y cálculos en la hoja evaluación con Clinómetro como se hace en el ejemplo de la página 32.

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Medir el ancho del río: En ciertos casos, puede no ser posible medir directamente el ancho del río de un lado a otro con cinta métrica. En tal situación, el ancho del río puede ser medido con un método indirecto como se describe en el siguiente ejemplo. Cuanto es el ancho del río 1 = distancia desde L a R

El procedimiento de medida es el siguiente: 1. Fije la línea base R-B perpendicular a la línea L-R sobre el río. Esto puede realizarse fácilmente por el método 3-4-5 (refiérase abajo: Fijar un ángulo recto) 2. En esta línea base R-B, marque el punto medio C para que RC y CB midan lo mismo 3. Fije luego una línea base de B-A perpendicular a R-B similar al paso 1 4. Marque el punto exacto A a través del punto L-C para que todos los tres puntos estés sobre la misma línea de vista. 5. Mida las longitudes B-A. Esta longitud será equivalente al ancho del río L-R=l

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Manual 1: Diseño y Construcción de Puentes Suspendidos para Ingenieros Fijación del ángulo recto: Un simple método para fijar un ángulo recto desde un punto en la línea base del método 3-4-5. Una cinta métrica y 3 clavijas de madera son necesarias, como se muestra en el dibujo a continuación:

El procedimiento de medida es el siguiente: 1. La primera persona sostienen en la marca ‘0’ y ‘12’m en la cinta métrica al punto R. 2. La segunda persona sostiene la cinta a una marca 3m, y una tercera persona en la marca de 8 m en la cinta. Estire todos los lados de la cinta como se mostro en el dibujo arriba. En un ángulo recto de un triangulo se formaran lados de 3, 4 y 5 m. 3. La línea R-B está ahora perpendicular a la línea R-L

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Manual 1: Diseño y Construcción de Puentes Suspendidos para Ingenieros 2.5.5. Evaluación con Teodolito Cuando la longitud del Puente sea mayor a 120 m o cuando el anclaje de vientos “windguy” necesite ser incluido en el diseño del Puente, la evaluación debe ser conducida con teodolito. Para el uso apropiado, refiérase a las respectivas instrucciones del manual que viene con el teodolito y al Manual de Evaluación SBD Perfil sobre la línea central del puente: Fije la línea central del puente como se describe en el capítulo 2.5.2. Mida la distancia entre el eje de los puntos A y B por el método de la triangulación horizontal. La triangulación se realiza al medir los tres ángulos del triangulo y la longitud de un lado, como se ilustra en el dibujo y el ejemplo dado en página 33. Para la exactitud, doble triangulación es necesaria. El procedimiento es: 1ra Triangulación 1. Ajuste una clavija en C de tal manera que la distancia de B –C pueda ser medida. La longitud ‘d’ debe ser por lo menos 20% de la distancia A-B 2. Mida la distancia B-C= d acertadamente con cinta métrica. Mida ésta distancia varias veces y calcule la distancia media. 3. Monte el teodolito en B y mida el ángulo horizontal
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6. La suma de los ángulos (δ=β+γ+α) los cuales teóricamente deben ser 180° o 200 g. Si, la suma no es igual a 180° o 200 g, la diferencia debe ser equitativamente distribuida en los tres ángulos para que la suma llegue a ser 180° o 200 g 7. Calcule la distancia A-B=D con la formula trigonométrica D = (d x sinγ)/sin β 2da Triangulación 1. Repita el mismo procedimiento anterior y calcule la distancia de A-B=D’ 2. Calcule la distancia final D = (D+D’)/2 Use el Cartilla de “Triangulación” para registrar las lecturas y los cálculos dados en el ejemplo de la pagina 34. Elevación de los puntos eje y puntos de referencia Es necesario establecer la altura de los puntos eje A y B y los puntos de referencia. Esto se realiza por triangulación vertical como se muestra en el diagrama al igual que como el ejemplo de la página 36

El procedimiento es el que sigue: 1. Seleccione el primer punto de referencia BM I en la roca o sobre la peña más cercana al eje A y fijarla a 100.00 m 2. Seleccione el punto de referencia BMII cercano al eje B 3. Mida la distancia horizontal D desde A – BMII cuidadosamente con cinta métrica 4. Mida la distancia horizontal D desde B – BMII cuidadosamente con cinta métrica 5. Tome la distancia D entre los ejes A y B de la triangulación (refiérase al capítulo anterior) 6. Fije el teodolito en el punto eje A y mida los ángulos verticales al eje B y al ángulo vertical BM I. Tome la lectura del hilo del centro Z y mida la altura del instrumento I. 7. Fije el teodolito en el punto eje B y mida los ángulos verticales al eje A y al ángulo vertical BM I. Tome la lectura del hilo del centro Z y mida la altura del instrumento I. 8. Fije el teodolito en BM I, mida el ángulo vertical al eje A. Tome la lectura del hilo del centro Z y mida la altura del instrumento I. 9. Fije el teodolito en BM I, mida el ángulo vertical al eje B. Tome la lectura del hilo del centro Z y mida la altura del instrumento I. 38



10. Calcule las siguientes lecturas Distancia Vertical

V = D x tan φ

o

V = (D/tan β)

Diferencia de Elevación

∆H = V – Z + I para un lectura hacia arriba de ángulo vertical

∆H = V + Z - I para un lectura hacia debajo de Ángulo vertical 11. Calcule elevaciones de A, B, BM I y BM II comenzando desde BM I a A a B a BM II Elevación de Elevación de Elevación de

A B BMII

= El de BMI +/- ∆H = El de A +/- ∆H = El de B +/- ∆H

Inserte las lecturas y calculos en el formato de evaluación “Resumen de Triangulación y elevación de Clavijas y Puntos de Referencia” como el ejemplo dado en la página 36.

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Manual 1: Diseño y Construcción de Puentes Suspendidos para Ingenieros Detalle de evaluación topográfica El detalle de la evaluación topográfica es necesario para representar la topografía del sitio del puente por medio de un mapa o plano con las líneas de contorno. La evaluación topográfica detallada utiliza el método taquimétrico. El levantamiento taquimétrico se realiza por teodolito con los hilos de la estadia (teniendo constante de 100) y equipo de nivelación. Revisar los hilos de la estadia: Revisar los hilos de la estadia con un teodolito antes de hacer la evaluación taquimétrica. Para esto, mida la distancia de alrededor de 40 m usando la lectura de la estadia y compararlas con la lectura de la cinta. Si la diferencia entre la medición de la estadia y la medida de cinta es mas de 0.2%, el cálculo de la distancia horizontal y vertical necesita ser corregida. La distancia debe ser corregida por error ∆ mediante la siguiente formula. 2

D = (100l ±∆) × cos ϕ V = (50l ±∆) × sin 2ϕ

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.

se calcula antes de la evaluación mediante el siguiente procedimiento: Pon el teodolito en suelo horizontal y nivélelo Nivele el visor del telescopio para que el ángulo vertical sea 0. Ponga las clavijas a distancias aproximadas de 10, 20, 30, 40 y 50 m Mida cuidadosamente la distancia con cinta entre el eje vertical del teodolito y las clavijas. Tome la lectura de los hilos mediante el teodolito de cada clavija Calcule la distancia horizontal a cada clavija mediante calculo taquimétrico Determina la diferencia (error) entre la medida de cinta y la medida de taquímetro de cada clavija Grafique con la corrección ∆

Ejemplo: Δ- Correcciones Hilo superior l₂ (cm) 118.7 135.9 140.75 160.25 120.2

Hilo inferior Diferencia l₁ l = l₁- l₂ (cm) (cm) 108.3 10.4 114.2 21.7 109.8 30.95 118.05 42.2 66.45 53.75

Distancia D´= 1x 100 (m) 10.4 21.7 30.95 42.2 53.75

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Distancia medida con cinta Distancia, D (m) 10.48 21.78 31.33 42.66 54.36

Corrección Δ = D-D´ (cm) 8 17 38 46 61


Manual 1: Diseño y Construcción de Puentes Suspendidos para Ingenieros Esta gráfica es utilizada para el cálculo de error taquimétrico para distancias horizontales

Levantamiento taquimétrico Todos los detalles topográficos son tomados mediante el levantamiento taquimétrico. La evaluación taquimétrica es mayormente tomada desde el punto eje A y B (estaciones del teodolito). Si el área del levantamiento no puede ser cubierta por esos dos puntos, deben tomarse otros puntos adicionales. Los puntos del levantamiento (puntos staff) deben tomarse en puntos de quiebre o cambio de pendientes, terrazas, campos y otras características representando la topografía actual del suelo como se muestra en el siguiente ejemplo. Los puntos del levantamiento también deben incluir otros detalles como las casas, arboles, caminos, rocas, orillas del río, niveles altos de crecida, niveles del agua durante el levantamiento, etc.

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Manual 1: Diseño y Construcción de Puentes Suspendidos para Ingenieros El procedimiento del levantamiento es: 1. Fijar el teodolito en el punto eje A. Medir la altura del instrumento I 2. Fijar la lectura 0 en el círculo horizontal sobre el eje del punto hacia B como ilustrado en el siguiente dibujo. 3. Tomar la lectura del círculo horizontal de cada punto evaluado (puntos marcados por el equipo) , y círculo vertical, hilo superior, hilo del centro, hilo inferior, luego de la propia vista de los respectivos puntos de evaluación, como se ilustra en el dibujo del paso dos anterior y el dibujo inferior

g

c

g

c

Ángulo vertical, β = 94 06 Hilo Superior, l 1 = 2.455 Ángulo horizontal α = 214 97 Hilo inferior, l 2 = 1.844 Hilo del centro, Z = 2.15 43


Manual 1: Diseño y Construcción de Puentes Suspendidos para Ingenieros 1. Registre las lecturas en el formato de “Levantamiento con Taquímetro” como se muestra en la página 40. 2. Montar el teodolito en el punto eje B. Medir la altura del instrumento I. 3. Fijar la lectura cero del círculo horizontal sobre el eje del puente hacia A. 4. Tomar los detalles, los cuales no están cubiertos en el punto eje A, siga el procedimiento del paso 3-4 5. Calcule las distancias horizontales y verticales de los puntos evaluados con la ayuda de las formulas del taquímetro mostradas en la hoja de “Levantamiento con Taquímetro” como se muestra en la página 40 2.5.6 Mapas topográficos De acuerdo a los datos de campo, es necesario preparar los siguientes mapas topográficos a estala 1:100 o 1:200 • Perfil sobre el eje del puente • Plano de contorno del sitio del puente a escala (solamente cuando se necesita anclaje de vientos “windguy”) Perfil sobre el eje del puente: Dibuje el perfil sobre el eje del Puente según los siguientes pasos (refiérase al ejemplo de los ejes del puente dado en la pag. 41) 1. Selecciones la escala del dibujo. La escala horizontal y vertical deben ser las mismas 2. Seleccione el dato de nivel para que los puntos de elevaciones menores y mayores estén dentro del área dibujada. 3. Seleccione la posición del punto eje A para que el punto más lejano de la orilla derecha o izquierda desde el punto eje A estén dentro del área de dibujo. 4. Dibuje el punto eje B según su elevación y distancia horizontal desde el punto eje A. 5. Dibuje los puntos del levantamiento del eje del puente de acuerdo a la distancia horizontal y las elevaciones según los datos del formato “Perfil del puente con clinómetro” o el formato de “Levantamiento con Taquímetro” desde el punto eje A. Refiérase también al dibujo del perfil del puente preparado durante el levantamiento de campo. 6. Similarmente, dibuje los puntos del levantamiento de los ejes del puente desde el eje B. 7. Junte los puntos evaluados con líneas rectas. Esto representara el perfil del eje del puente 8. Dibuje líneas horizontales con la elevación del nivel alto de la crecida y nivel del agua durante la evaluación Plano de contorno del sitio del puente: El plano de contorno representa la topografía global del sitio del puente por medio de las líneas de contorno. Una línea de contorno es una línea continua pasando a través de los puntos de igual elevación. Un plano de contorno es necesario cuando hay anclaje de vientos “windguy”. En muchos de los casos los puentes de corta longitud, el anclaje de vientos “windguy” no es necesario, y los planes de contorno no son requeridos para el diseño del puente. El método para graficar el contorno detallado del plano no está discutido aquí. Para mayor información, refiérase a los libros de levantamiento topográfico o Manual de Levantamientos SBD. Un ejemplo del plano de contorno se muestra en la página 42.

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Manual 1: Diseño y Construcción de Puentes Suspendidos para Ingenieros 2.6 Fotografías Fotografías del sitio del puente sirven para apoyar la factibilidad técnica/topografía y facilitar el diseño del puente. Tome las siguientes fotografías: • Una vista general del sitio del puente aguas arriba indicando la ubicación aproximada de los cimientos del puente y de la línea central. • Una vista general del sitio del puente aguas abajo indicando la ubicación aproximada de los cimientos del puente y de la línea central. • Vista de la orilla derecha desde la orilla izquierda con una ubicación aproximada de los cimientos del puente y la línea eje • Vista de la orilla izquierda desde la orilla derecha con una ubicación aproximada de los cimientos del puente y la línea eje • Una vista superior (si es posible) • Una vista de cerca de los puntos ejes y puntos de referencia • Una vista de los agujeros en los sitios de muestra en los bloques de cimientos del puente • Otras fotos relevantes Tome las anteriores fotografías desde las posiciones mostradas abajo. Si una fotografía no cubre el área necesaria, tome varias desde el mismo punto con suficiente traslape

Presente las fotografías sistemáticamente con sus respectivas anotaciones

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2.7. Reporte del levantamiento El reporte técnico del levantamiento consiste de: • Los Cartillas y checklists completos • Mapa Topográfico 1. Perfil sobre el eje del puente 2. Plano de contorno del sitio del puente a escala (solamente cuando se necesita anclaje de vientos “windguy”)

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Manual 1: Diseño y Construcción de Puentes Suspendidos para Ingenieros 3. DISEÑO DEL PUENTE 3.1. Tipos de puentes Básicamente hay 2 (dos) tipos de puentes desarrollados en el tipo de puente peatonal estándar, los cuales: • Tipo de Puente Suspendido

☛ siga Formulario No. 2

• Tipo de Puente en Suspensión

Formulario de Diseño de Puente

La selección del tipo de puente depende, principalmente, de la topografía del lugar escogido. Puente suspendido Este tipo de puente tiene la plataforma con la flecha hacia abajo. La flecha de la plataforma está suspendida debajo del anclaje. Los cables están anclados dentro de la cimentación del anclaje principal en ambos bancos. Los principales componentes de este puente son: cables de la Plataforma y cables de los Pasamanos, sistema de Pasarela y cimentación de anclajes. Este tipo de puente es seleccionado donde las cimentaciones del puente puede ser ubicadas en una posición lo suficientemente elevada como para tener el borde libre del máximo nivel de aguas. El puente suspendido es más económico, simple de diseñar y construir que un puente en suspensión. Puente en suspensión Este tipo de puente tiene la plataforma con contra flecha. Los cables principales están sostenidos sobre las torres y anclados en la cimentación principal. Los cables de la plataforma están anclados en el Pilón. Este tipo de puente es seleccionado cuando las condiciones del terreno son planas y cuando el tipo de puente suspendido no es factible debido a la restricción del borde libre. El tipo de puente en Suspensión es más caro y necesita mayor cantidad de entradas para diseñar y construir en comparación con el puente suspendido. Planeamiento y secciones El Planeamiento típico y Perfil de un puente suspendido se muestra en las siguientes páginas.

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Manual 1: Diseño y Construcción de Puentes Suspendidos para Ingenieros Sección de la plataforma Hay dos tipos de ancho de plataforma: 70cm & 106cm

3.2. Conceptos básicos de diseño 3.2.1. Cargas Para el diseño de la estructura del puente, las cargas están bajo las normas LSTB. Carga viva La carga viva para luces hasta 50cm es equivalente a 400kg/m2 y para luces mayores está determinado por la siguiente fórmula,

Carga muerta La carga muerta incluye el peso de todos los componentes permanentes de la estructura del puente. Ancho de Plataforma Carga muerta

34cm 25kg/m o 0.25kN/m

70cm 43kg/m o 0.41kN/m

106cm 57kg/m o 0.56kN/m

Carga de viento La carga de viento de diseño es tomada como una carga uniformemente distribuida basada en una velocidad de viento de 160 km/h actuando horizontalmente sobre la plataforma. Esto corresponde a una presión de viento de 1.3kN/m2 actuando en la parte lateral del puente sobre un área de 0.3m2 por metro de longitud. Manteniendo un coeficiente de viento de 1.30 (según las Normas Suizas) la carga de viento de diseño lateral es de 0.50kN (1.3 x 1.3 x 0.3) por metro de longitud. Las estructuras de cimentación son suficientes para resistir la carga de viento de diseño. La carga de viento afecta también el comportamiento dinámico del puente. Sin embargo, la experiencia práctica ha probado que luces de puentes mayores a 120m no muestran efectos dinámicos significativos debido cargas de viento. Para minimizar los efectos dinámicos de las cargas de viento, se ha introducido una plataforma de madera y posiciones de la flecha con respuesta más favorable se incluye en el diseño. Por lo tanto, ningún sistema de estabilización lateral (templadores) es considerado en el diseño del puente estándar suspendido.

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Sin embargo, para casos especiales (luces mayores a 10m o áreas con vientos extremos de velocidades superiores a 160km/h) se incluye un sistema de templadores a ser instalados. Carga de nieve La probabilidad de ocurrencia de todas las cargas sobre un puente que a su vez está cargado con nieve es baja. Además, la carga viva de diseño es comparativamente bastante alta para soportar dicha carga. Por lo tanto, se considera que la carga de nieve está cubierta por la carga viva de diseño. Efecto de temperatura Las cargas (fuerzas del cable) de acuerdo a efectos de temperatura es mínimo en comparación con condiciones de otras cargas. Sin embargo, el efecto de temperatura no ha sido considerado para el diseño del puente estándar. Carga sísmica Se considera que la carga sísmica que se pudiera presentar está cubierta por la carga viva de diseño pues la ocurrencia de la carga viva total mientras se presenta un sismo es muy baja. 3.2.2. Materiales de construcción Los materiales de construcción usados para el puente peatonal estándar son cables de acero, partes de acero, sujetadores de acero (grampas forjadas, pernos y tuercas), concreto y mampostería de piedra. Las especificaciones de estos materiales están basadas en la Norma India (IS – Indian Standar). Referencia en el Volumen A del Manual del Puente Suspendido Estándar acerca de detalle de materiales. Sin embargo, algunas especificaciones de los principales materiales son dados a continuación. Cables de acero Para mayor conveniencia en el almacenaje, manejo y transporte, solo 3 diámetros de cables se utilizan. Esto reduce también el número de partes de acero, logística y eventualmente, los costos del puente. Diámetro nominal: 26,32mm • Construcción 7x19 (12/6/1) • Elongación pretensado • Capa RHO, capa ordinaria de mano derecha • Núcleo WRC, Alma de acero • Tensión del cable 160kg/mm2 o 1.57kN/mm2 • Preformado Cubierta • Galvanizado tipo “A” pesado • Impregnación • No lubricante bituminoso y no tipo seco • Sección transversal y Conformación del cable de acero

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Diámetro Nominal del cable

13 26 32

Peso Kg/m N/m

Área Metálica mm2

Carga de Rotura Mínima en Tn KN 0.64 6.3 73 10.5 103 2.51 24.6 292 39.3 386 3.8 37.3 442 59.6 585 Módulo de Elasticidad, E = 110kN/mm2 = 11t/mm2

Carga Permisible en Tn kN 3.5 13.1 19.9

34 129 195

Grapas forjadas para servicio pesado Las grapas forjadas son usadas para asegurar los terminales de los cables. Las grapas forjadas deben ser forjadas y preparadas para sostener el tipo de cable que se ha especificado anteriormente. Toda la grampa debe ser galvanizada con una capa mínima de zinc de 40um. El tamaño de la grampa es igual al tamaño del cable a ser anclado o conectado.

Grapa forjada

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Manual 1: Diseño y Construcción de Puentes Suspendidos para Ingenieros Los métodos para colocar las grampas en los cables según su tipo de terminación están dados en el Capítulo 6.6.3 Construcción del Puente. Acero estructural El grado de acero debe cumplir la forma Fe 410 y debe tener las siguientes propiedades mecánicas: Tensión >410N/mm2 Módulo de Elasticidad >250N/mm2 Sujetadores Los pernos, tuercas y arandelas debe ser de grado C, propiedad clase 4.6 y galvanizados con una capa mínima de zinc de 40um. Acero de refuerzo El acero estructural debe ser de grado 60 y debe cumplir con las siguientes propiedades mecánicas: Tensión = 415N/mm2 Módulo de Elasticidad = 210kN/mm2 Prevención de la corrosión La prevención de corrosión en las partes de acero debe ser hecha mediante el proceso de galvanizado según lo siguiente: Elongación >23% Producto

Mínimo peso de cubierta g/m2 N/m2 610 6.0 300 3.0

Acero Estructural Pernos y tuercas

Espesor Min. De cubierta um 80 40

Malla de protección La malla debe ser tejida y el alambre debe ser de 2.64mm y la cubierta de zinc no será menor a 270gr/m2. La tensión promedio del alambre no será menor a 380N/mm2. Concreto El concreto a utilizar debe ser f’c = 210kg/cm2 para la estructura y f’c=140kg/cm2 para uso misceláneo. Mampostería La piedra de mampostería debe ser: Piedra labrada con cincel con mortero 1:4. Piedra labrada con martillo (comba) con mortero 1:6.

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Manual 1: Diseño y Construcción de Puentes Suspendidos para Ingenieros Peso unitario de materiales de construcción El peso unitario de los materiales de construcción usados en el diseño normado está dado por la siguiente tabla. Materiales

Peso Unitario kg/m3 kN/m3 2200 22.0 2100 21.0 7850 78.5 1800 18.0 1000 10.0

Concreto Mampostería de piedra Acero Suelo Agua

3.2.3. Análisis y diseño estructural El análisis estático está basado en cálculos de fuerzas y esfuerzos en estructuras debido a cargas externas. Las fuerzas y esfuerzos calculados son comparados con las cargas permisibles de las estructuras incluyendo los respectivos factores de seguridad. El puente suspendido estándar ha sido diseñado utilizando el siguiente análisis estático y conceptos básicos de diseño. Diseño del cable Un cable colgante que cuelga entre 2 puntos y soporta una carga uniforme “q” forma una parábola. Por lo tanto, los Cables principales se asumen que tienen geometría parabólica. En el tipo de puente suspendido, los cables principales (cables de plataforma) y cables de pasamanos soportan la carga equivalentemente proporcional al área de su sección. El siguiente diagrama representa la geometría de los cables y esfuerzos en el.

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Máxima Diferencia de Alturas permisibles de las Sillas de Montar Flecha del Cable a la mitad con Carga Muerta para luces hasta a 80m: o luces mayores a 80m: Las ecuaciones fundamentales para el cálculo de las fuerzas del cable son: Tensión Horizontal Total Tensión Total Máxima en el apoyo más elevado Inclinación del Cable en el apoyo más elevado Ejemplo: β= a tan = a tan = a tan0.2218 =

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= 12.51


Manual 1: Diseño y Construcción de Puentes Suspendidos para Ingenieros El Factor de Seguridad para la carga de rotura del cables es considerado f>=3 Esta combinación de cables depende solamente de la longitud y el ancho de la plataforma y no depende de las condiciones de campo. La combinación de los cables ha sido diseñada para satisfacer las peores condiciones topográficas considerando la máxima diferencia de alturas permitida en los apoyos de los cables en ambas márgenes. Por lo tanto, en condiciones más favorables, el cable puede parecer estar sobre dimensionado, pero, según el análisis esto no es significativo (menos de 1%) de la resistencia total del cable. Partes de acero Las partes del puente colgante son sujetos principalmente de fuerza axial, solicitación de flexión y esfuerzos de corte. Todas las partes de acero son diseñadas para estos esfuerzos y fuerzas con un factor de seguridad de fs=1.6. Todas las partes de acero han sido normadas acorde a la combinación de cables y no depende de las condiciones de campo.

Estructura de la plataforma La estructura de la plataforma (paneles de acero, vigas y sujetadores) son diseñadas para solicitaciones con un factor de seguridad fs=1.6. La carga concentrada P=150kg (peso de una mula con carga) posicionada a lo largo y a través de la plataforma ha sido considerado por esquema inferior.

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Manual 1: Diseño y Construcción de Puentes Suspendidos para Ingenieros Para la región centroamericana se propone el uso de vigas de manera para la plataforma considerando las siguientes dimensiones: • Vigas transversales de 4” x 4” x 1.36 mts • Vigas sujetadoras de 2” x 7” x 1.00 mts • Vigas de plataforma de 2” x 7” x 2.00 mts

Según los conceptos mencionados anteriormente, una tabla simplificada de combinación de cables ha sido desarrollada y normalizada para puentes suspendidos para diferentes anchos de plataforma y luces hasta 120m. (Referirse a Tabla: Selección de Cables en el Capítulo 3.3.4 B).

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Manual 1: Diseño y Construcción de Puentes Suspendidos para Ingenieros Cimentaciones de los anclajes Hay, principalmente, tres tipos básicos de cimentación para los anclajes: • Cimentación en Suelo • Cimentación en Roca Firme • Cimentación en Roca Fracturada o Roca Blanda Todas las cimentaciones son diseñadas bajo los principios de la mecánica de suelos y mecánica de rocas. Los parámetros de la roca y suelos son determinados por investigación de campo (referirse al capítulo 2.4.5 y 2.4.6). A continuación se muestran los modos de falla y factores de seguridad respectivos que son considerados en el diseño: • • • •

Deslizamiento Fsl => 1.5 Corte basal Ft => 1.5 Capacidad Portante Fbc => 2.0 Presión del Suelo Máxima < Capacidad Portante del suelo o roca.

El diseño estándar no incluye un sistema de templadores (referirse al capítulo 3.3.6 para detalles). Por lo tanto, las cimentaciones son diseñadas para tomar y satisfacer la carga de viento y también el peor de las siguientes combinaciones de carga: Caso A = carga muerta + carga de viento Caso B = carga total + 1/3 carga de viento Cimentación en suelo La viga de anclaje y estructura de gravedad han sido diseñadas como parte principal del anclaje en suelo. Los conceptos de diseño para la cimentación están mostradas abajo:

Nota traducción : • Wn= Peso n • TH = Tensión de cables de pasamanos • TV = Tensión de cables de plataforma • Deadman Beam = Viga de peso muerto • Handrail Cable = Cables de Pasamanos • Gravity Block = Bloque de gravedad • Tower = Torre • Walkway Cable = Cables de Plataforma

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Manual 1: Diseño y Construcción de Puentes Suspendidos para Ingenieros Las cimentaciones han sido diseñadas para satisfacer la seguridad en contra de deslizamiento en función a la siguiente base teórica: Factor de seguridad contra el deslizamiento: Fsl = Donde, R'V = RV ⋅ cosα + RH ⋅ sinα RV = W1 + W2 +…+ Wn + Eav - Tv R'H = RV ⋅ sinα + RH ⋅ cosα RH =TH +Eah La carga de gravedad ha sido incluida para mantener la resistencia al empuje en el anclaje tipo viga, previendo un ancho (B1min) y altura (H1min) mínimos mostrados a continuación: Seguridad contra el empuje:

Tmax ⋅ sinα = (b+B1min)⋅ 0.5H1min ⋅ Lbeam B1min = b + H1min ⋅ tan30°

La posición de la cimentación detrás de la línea del ángulo de fricción interna garantiza la seguridad contra la falla por Corte. Además, un muro de mampostería de piedra ha sido diseñado para resistir la presión lateral y efecto de pandeo. La presión lateral ha sido calculada como presión lateral en contra del muro rígido según la teoría de elasticidad con la siguiente fórmula:

Distribución de la presión lateral:

z

sobre B

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Cimentación en roca firme El Tambor de Concreto con anclaje en roca es usado para la cimentación en roca firma. Las dimensiones del tambor y varillas de anclaje están diseñadas para soportar el corte debido a las fuerzas de tensión horizontal ocasionadas por los cables. Está diseñado, también, para resistir las fuerzas de empuje en el tambor. El número requerido de varillas de anclaje N, son calculados como sigue (tomando al final el mayor N calculado):

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Manual 1: Diseño y Construcción de Puentes Suspendidos para Ingenieros Cimentación en roca fracturada o roca blanda El anclaje tipo tambor sin el anclaje en roca es usado para cimentaciones en roca fracturada o sola blanda. El tamaño del tambor está diseñado para soportar las fallas de corte debido a tensiones horizontales ocasionadas por los cables. El tamaño del Tambor y número de barras de refuerzo son determinado como se muestra a continuación:

Número requerido de varillas N:

Torre de mampostería de piedra La Torre de Mampostería de Piedra es diseñada para permanecer segura en contra de la presión máxima el volteo en la cimentación. La capacidad portante del suelo (falla de corte) es controlada poniendo la torre de cimentación detrás de la pendiente crítica (ver capítulo 3.3.3, Paso 1 para los casos 1&2). El concepto de diseño es mostrado en los diagramas siguientes: Fuerzas en la cima de la torre:

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Manual 1: Diseño y Construcción de Puentes Suspendidos para Ingenieros Fuerzas en la base de la torre y presión del suelo: Fuerza contra volteo:

Seguridad contra la Presión del Suelo: La excentricidad debe estar dentro de los límites permisibles por lo que, no hay presión negativa en la cimentación. Es alcanzada siguiendo la siguiente condición:

Donde,

La presión que debe soportar el terreno debe ser menor que la Capacidad Portante del Suelo/Roca. Es calculada así:

Trabajos de concreto reforzado Todos los trabajos de concreto reforzado son diseñados para soportar todos los esfuerzos que se presentan en el concreto.

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Manual 1: Diseño y Construcción de Puentes Suspendidos para Ingenieros 3.3. DISEÑO DEL PUENTE ESTÁNDAR COLGANTE 3.3.1. Principales componentes del puente El diagrama de abajo muestra los principales componentes y parámetros del puente.

3.3.2. Proceso de diseño Para el diseño de un puente estándar suspendido, se deben seguir los pasos siguientes: • • • • • • • • •

Dibujar el perfil según la información de topografía. Ubicar la posición de las cimentaciones del puente y la longitud del mismo. Seleccionar el ancho de la plataforma. Seleccionar los cables portantes y del pasamanos según el Formato de Diseño N°2 (Volumen II) Diseñar la torre. Diseñar los anclajes principales. Transferir la información el perfil del puente y preparar el Plano General. Compilar los planos de diseño. Calcular las cantidades de los trabajos y preparar el presupuesto.

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Manual 1: Diseño y Construcción de Puentes Suspendidos para Ingenieros 3.3.3. Diseñando la posición de las cimentaciones del puente Fijar la posición de las cimentaciones del puente y la longitud del mismo en el perfil. Este perfil será la base para las etapas de construcción del puente en campo. Cumplir con el siguiente criterio mientras se fija la posición de las cimentaciones del puente. Criterio para fijar las cimentaciones del puente • Las Cimentaciones del Puente debe ser colocadas al menos 3 metros por detrás del talud del suelo o 1.5 metros por detrás del talud rocoso. • La Cimentaciones del Puente debe estar colocadas detrás de la línea del ángulo de fricción interna del suelo o roca. Este ángulo es 35° para suelo y 60° para roca. La diferencia de niveles entre las sillas de montar de la plataforma entre ambas márgenes no debe ser mayor a la longitud/25. • La altura de la torres debe ser lo menor posible. Sin embargo, la silla de montar de la plataforma debe estar al menos 1.3 por encima del nivel del suelo y no debe exceder los 5 metros. • El borde libre F, entre el punto más bajo del puente en el caso de estar bajo carga propia y el nivel máximo de aguas no debe ser menor a 5.0m

Criterio para fijar la ubicación de la cimentación

Procedimiento para fijar las cimentaciones del puente • De acuerdo al criterio antes mencionado, dibujar el perfil siguiendo los siguientes pasos: • Dibujar el perfil en una hoja A3 en escala 1/200 (para luces hasta 50m) o 1/400 (para luces mayores a 50m) con todos los detalles señalados en el eje, como los puntos A y B, NAM, nivel de agua y la ubicación tentativa de las torres en ambas márgenes. • Fijar la ubicación de las torres de la plataforma en ambos márgenes siguiendo el siguiente procedimiento:

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Manual 1: Diseño y Construcción de Puentes Suspendidos para Ingenieros Caso 1: Cuando la posición tentativa de las torres ha sido fijada durante el levantamiento Paso 1: Fije el frente de la torre y revise la línea de pendiente Marque el frente de la torre como se fijo durante el levantamiento. Revise la posición del frente de la torre en la mínima distancia requerida desde la orilla y la línea de pendiente. La distancia mínima requerida desde la orilla no es suficiente, cambie su posición hacia atrás. Las torres deben estar ubicadas tras la línea de pendiente. Si la torre está fuera de la línea de pendiente, mueva su posición hacia atrás.

Paso 2: Fije la posición de la silla de montar y la longitud del puente, l Maque la posición de los cables de la silla de montar. Los cables deben tener una altura de 1.3 m en una pendiente de tierra y 0.8 m en pendiente de roca, esto desde el suelo frente a la torre. Fije las elevaciones El, Eh & 1.

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Manual 1: Diseño y Construcción de Puentes Suspendidos para Ingenieros Caso-1: (continuado) Paso 3: Revisar el nivel de diferencia, h El nivel de diferencia ‘h’ entre los cables de silla de montar de las dos orillas del puente deben ser menores a l/25. Si ‘h’ se encuentra más que al límite: Suba la elevación de los cables en la orilla baja al incrementar la altura de la silla (en las series 1.3, 2.3, 3.3 metros) pero no más de 3.3 metros del nivel del suelo en caso de pendiente plana. O Cambie la posición de la torre en la orilla baja, hacia atrás, para ganar la elevación requerida del cable en caso de la pendiente O Baje la elevación de la silla en la orilla alta. Evite los cortes profundos.

Paso 4: Calcule la distancia vertical, fmin y revise la altura libre, fb Calcule la distancia vertical fmin entre el punto más bajo del puente y la silla de montar de la orilla más baja

Dibuje línea del punto más bajo del puente. Revise la altura libre entre el nivel más bajo y el nivel más alto de crecida. La altura libre no debe ser menor a 5.0 m. Si la altura libre no es suficiente: Suba la elevación de los cables en ambas orillas. Esto puede lograrse ya sea al subir la altura de la torre en el caso de pendientes planas o al poner la torre hacia atrás en el caso de pendientes pronunciadas. Paso 5: Finalice el perfil del puente Finalice el perfil del Puente con la longitud final y la elevación de los cables de pasarela y silla de montar

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Manual 1: Diseño y Construcción de Puentes Suspendidos para Ingenieros Caso-2: Cuando la posición de la torre no ha sido fijada durante la evaluación Paso 1: Fije la altura libre y el frente de la torre Marque el nivel de la altura libre. La altura libre mínima de nivel de crecida es 5 metros Fije la posición del frente de la torre manteniendo la distancia mínima requerida desde la orilla y la línea de pendiente. Paso 2: Fije longitud aproximada, l y el nivel mínimo de cables de pasarela Calcule la longitud del puente aproximada entre las frentes de la torre Marque el nivel mínimo de los cables de pasarela requerido en la parte bajo del cable Paso 3: Fije la posición de la pasarela y los cables de silla de montar Los cables de la pasarela no deben estar bajo el nivel mínimo. Los cables deben de estar 1.3 metros sobre el nivel del suelo en una pendiente sobre tierra y a 0.9 metros sobre una pendiente sobre roca. Por tanto, fije la elevación de los cables de pasarela, El y Eh Paso 4: Revisar la diferencia de nivel, h La diferencia de nivel h, entre los cables de pasarela y las dos orillas del río no debe ser mayor a l/25. Si ‘h’ si encuentra sobre el limite, suba la elevación de los cables de pasarela en la orilla más baja al incrementar la altura de la silla de montar (en series de 1.3, 2.3, 3.3 metros) pero no más de 3.3 metros desde el nivel del suelo en el caso de suelo plano. O Cambie la posición de la torre en la orilla más baja hacia atrás para ganar la elevación requerida del cable en caso de una pendiente pronunciada. O Bajar la elevación del cable de pasarela a una orilla más alta. Evite cortes profundos en la tierra.

Paso 5: Calcule la distancia vertical fmin y revise la altura libre fb Calcule la distancia vertical fmin entre el punto más bajo del puente y el cable de pasarela de la orilla más baja. Dibuje una línea del punto más bajo del puente Revise la altura libre disponible entre el nivel más bajo del puente y el nivel de crecida más alta. La altura libre no debe ser mayor a 5.0 metros. Si la altura libre no es suficiente: Suba las elevaciones de los cables de pasarela en ambas orillas. Esto se realiza levantando la altura de la torre en caso de suelo plano o al ubicar la torre hacia atrás en caso de pendiente. Paso 6: Finalice el perfil del puente Finalice el perfil del puente con la longitud y elevación final de los cables de pasarela

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Manual 1: Diseño y Construcción de Puentes Suspendidos para Ingenieros 3.3.4. Diseño de cables Diseñando el cable para el puente involucra el número requerido y diámetro de los cables portantes y de los pasamanos según las luces y ancho respectivos. Para diseñar el cable se debe proceder como sigue: • Seleccionar el ancho de la plataforma (70 o 106cm) de acuerdo a la naturaleza del tráfico y tipo de camino. • Fijar la longitud del puente y calcular, según el perfil del puente, la diferencia de alturas entre los apoyos de los cables en las márgenes derecha e izquierda. • Seleccionar los cables de la tabla: Selección del Cable de acuerdo a la longitud y ancho de la plataforma. Diseñando la estructura del cable: A. Topografía & cálculo del borde libre

1. Longitud del Puente 2. Elevación del apoyo de la plataforma en el lado más alto 3. Elevación del apoyo de la plataforma en el lado más bajo 4. Diferencia de Alturas h = Eh-El (máx. permisible hmax=l/25) 5. Flecha con carga Muerta: Luces hasta 80m Luces mayores a 80m 6. fmin en el caso de Carga Muerta (en el punto más bajo del cable) 7. Máximo nivel de Aguas 8. Borde Libre (min. 3m) (Si la altura libre es menor a 5.0 metros, intente o subir las elevaciones de la silla de montar o ajustar la longitud, pero mantenga el rango entre la longitud y caída del cable a un valor fijo l / bd =20 o l / bd =22) 71



B. Selección de los cables Selección de la combinación de cables de acuerdo a la longitud y ancho de la plataforma del puente utilizando el siguiente cuadro. Siempre seleccionar la más alta combinación de cables cuando la longitud esté entre 2 valores. Máxima Longitud para el siguiente ancho de Plataforma 70cm 106cm Longitud (m) Longitud(m) 50 90 100 120 ---

40 60 75 105 120

Peso de los cables gh

Combinación de Cables Cables del Pasamanos nos diámetro 2 2 2 2 2

26 26 26 26 26

Cables Portantes nos Diámetro 2 2 4 4 4

26 32 26 32 32

(kg/m) 10.04 12.62 15.06 20.22 22.80

C. Cálculos de la longitud del cable

Tipo de Cable

Diámetro (mm)

Nos

Longitud Backstay (m)

Longitud de Corte (m/pc)

Cable de Fijación Cable de Pasamanos Cable Portante

13 -------------

2 2 -------

-------------------

-------------------

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3.3.5. Diseño de las estructuras de cimentación del puente El diseño de la cimentación del puente es, principalmente, la selección del tipo de bloque de anclaje estándar para el margen derecho y margen izquierdo y llenar con la información necesaria los planos seleccionados. El tipo de bloque de anclaje estándar (estructura de cimentación del puente) ha sido desarrollado para todos los casos posibles, hasta una longitud de 120m. El concepto de diseño y análisis estático ha sido seguido en el capítulo 3.2.3. Estos son, básicamente, siete tipos de bloques de anclaje dependiendo si el terreno es suelo o roca. Diseños típicos son ilustrados a continuación: 1.

RCC Viga y bloque de anclaje de gravedad en topografía plana

2.

RCC Viga y bloque de anclaje de gravedad para topografía Inclinada

73


Manual 1: Diseño y Construcción de Puentes Suspendidos para Ingenieros 3. RCC Bloque de anclaje tipo tambor simple en roca firme

4.

RCC Bloque de anclaje tipo tambor doble en roca firme

74



5.

RCC Bloque de anclaje tipo tambor simple en roca dura fracturada o roca blanda

75


Manual 1: Diseño y Construcción de Puentes Suspendidos para Ingenieros 6. RCC Bloque de anclaje tipo tambor doble en roca dura fracturada o roca blanda

7.

RCC Bloque de anclaje tipo viga en roca dura fracturada o roca blanda

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Para seleccionar un bloque de anclaje se debe proceder de la siguiente manera: • Definir el ancho de la plataforma (Referirse al capítulo 3.3.4) • Definir la longitud del puente del perfil del puente (Referirse al capítulo 3.3.3.) • Definir la topografía del terreno donde se construirá el anclaje. (Si el terreno es plano o inclinado) • La topografía es definida como plana si el terreno tiene una inclinación menor a 10°, y se considera inclinada si la pendiente es mayor a 10°. • Definir el tipo de roca o suelo del Cartilla No 1: Topografía y Verificación • Definir la altura de la torre desde el perfil del puente (referirse al capítulo 3.3.3). Altura de la Torre = Altura de la silla de montar del cable portante con respecto al terreno + 1.1m en el caso de ser suelo y de topografía plana. Altura de la Torre = 2.4m en el caso de ser suelo y topografía inclinada. Altura de la torre = 2.0m en el caso de ser terreno rocoso. • Selección del tipo de anclaje y respectivo plano según las tablas y la información mencionada anteriormente.

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Manual 1: Diseño y Construcción de Puentes Suspendidos para Ingenieros Diseñar el tipo de anclaje según la verificación posterior A. Datos de diseño Llenar el siguiente Formato No.1: Topografía y Verificación •

Ancho de la plataforma, (70 o 106cm):___________cm

•

Puente Longitud:

___________m

CONDICIONES DEL BANCO DERECHO GEOLOGIA: Si es tierra, cómo está la superficie de tierra?

Suelo Plano (hasta 10° pendiente)

¿Qué tipo de suelo?

Lleno de grava

Arenoso

Arcilloso

Altura de la torre de la tierra hasta las sillas de montar del pasamanos (datos

2.4m

3.4m

4.4m

Roca dura

Roca dura

Roca suave

(solamente pocas fracturas)

(altamente fracturado)

O

Pendiente pronunciada (mayor que 10° pendiente)

del perfil del puente): Si es roca, cuál es el tipo de roca?

Altura de la torre

2.0m

en caso de roca

CONDICIONES DEL BANCO IZQUIERDO GEOLOGIA: Si suelo, cómo está la superficie de tierra?

Suelo Plano (hasta 10° pendiente)

¿Qué tipo de suelo?

Lleno de grava

Arenoso

Arcilloso

Altura de la torre de la tierra hasta las sillas de montar del pasamanos (datos

2.4m

3.4m

4.4m

Roca dura

Roca dura

Roca suave

(solamente pocas fracturas)

(altamente fracturado)

O

Pendiente pronunciada (mayor que 10° pendiente)

del perfil del puente): Si es roca, cual es el tipo de roca?

Altura de la torre

2.0m

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en caso de roca


Manual 1: Diseño y Construcción de Puentes Suspendidos para Ingenieros B. Selección de tipos de anclaje Seleccionar el tipo de anclaje apropiado para la Margen Derecha e Izquierda de acuerdo a los datos recopilados anteriormente. Proceso para la selección: • De acuerdo al tipo de Suelo/Roca y Pendiente del terreno, referirse al cuadro respectivo para la selección del Bloque de Anclaje, así como se muestra a continuación. o o o o o o

Para Suelo y Terreno Plano : Tabla 1 Para Suelo y Terreno Inclinado : Tabla 2 Para Roca Dura : Tabla 3 o Tabla 4 Para Roca Fracturada o Roca Blanda: Para luces hasta 90m (AP=70cm) y hasta 60cm (AP=106cm) : Tabla 5 o Tabla 6 Para luces de 91-120m (AP=70cm) y de 61-120m (AP=106cm) : Tabla 7

• En la Tabla con la información recopilada: o o

Seleccionar el Ancho de Plataforma -> Longitud del Puente -> Altura de la Torre -> Tipo de Suelo – > Seleccionar el Tipo de Anclaje correspondiente y Plano N° para las márgenes derecha e izquierda respectivamente.

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Manual 1: Diseño y Construcción de Puentes Suspendidos para Ingenieros C. Tablas de selección del tipo de anclaje • En suelo y terreno plano: Tabla 1: Seleccionar el bloque de anclaje tipo Viga y Estructura de Gravedad para Terreno Plano. Rango de Luces, m Altura de Torre (m) Plataforma: 70cm

Plataforma: 106cm

Hasta 45m

Hasta 30m

46-90

91-120

-

-

-

31-60

2.4 3.4 4.4 2.4

91-105

3.4 4.4 2.4 3.4 4.4 2.4 3.4 4.4 2.4

106-120

3.4 4.4 2.4

61-75

76-90

Tipo de Suelo de Cimentación

Todos Todos

Todos

Todos

Todos

Gravoso Arenosos, Limoso

3.4 4.4

Todos

80

Tipo de Bloque

Plano No.

1F 2F 3F 4F

21Dcon 22Dcon 23Dcon 24Dcon

5F 6F 7F 8F 9F 10F 8F 11F 12F

25Dcon 26Dcon 27Dcon 28Dcon 29Dcon 30Dcon 28Dcon 31Dcon 32Dcon

8F 13F 12F

28Dcon 33Dcon 32Dcon

14F

34Dcon

15F 13F

35Dcon 33Dcon


Manual 1: Diseño y Construcción de Puentes Suspendidos para Ingenieros • En suelo y terreno inclinado: Tabla 2: Selección del Bloque de Anclaje tipo Viga y Estructura de Gravedad en Terreno Inclinado.

Rango de Luces, m Plataforma: 70cm

Plataforma 106cm

Hasta 60cm 61 - 90 91 -120 -

Hasta 40m 41 – 60 61 – 75 76 -90

-

91-105

-

106 - 120

Altura de Torre (m)

Suelo de Cimentación

Tipo de Bloque

Plano No.

2.4 2.4 2.4 2.4

Todos Todos Todos Gravoso

1S 2S 3S 4S

41Dcon 42Dcon 43Dcon 44Dcon

2.4

Arenoso Limoso Gravoso, Arenoso

5S 6S 7S

45Dcon 46Dcon 47Dcon

2.4

Limoso Gravoso, Arenoso

8S 8S

48Dcon 48Dcon

Limoso

9S

49Dcon

• En roca dura para todo el rango de luces: Tabla 3: Selección del Anclaje Simple en Roca Dura. Rango de Luces, m

Plataforma: 70cm

Plataforma: 106cm

Hasta 90 De 91 - 120

Hasta 60 61 -120

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Altura de Torre (m)

Tipo de Bloque

Plano No.

2.0 2.0

1HRS 2HRS

61Dcon 62Dcon


Manual 1: Diseño y Construcción de Puentes Suspendidos para Ingenieros • En roca dura fracturada/roca blanda para rangos de luces hasta 90m (AP=70cm) y 60m (AP=106cm): Tabla 4: Selección del Anclaje Doble tipo Tambor en Roca Dura.

Rango de Luces, m

Altura de Torre (m)

Tipo de Bloque

Plano No.

Plataforma: 70cm

Plataforma: 106cm

Hasta 90

Hasta 60

2.0

1HRD

63Dcon

De 91 - 120

61 -120

2.0

2HRD

64Dcon

Cuando la pendiente es muy pronunciada y no hay suficiente espacio para un sistema de anclaje tipo tambor (Tabla 5), seleccionar el sistema doble tipo tambor de la siguiente tabla 6. Tabla 5: Selección del Anclaje Simple tipo Tambor para Roca Dura Fracturada/Roca Blanda.


Plataforma: 106cm

Hasta 90

Hasta 60

Altura de Torre (m)

Tipo de Bloque

Plano No.

2.0

1FRS

65Dcon

• En roca dura fracturada/roca blanda para luces entre 91-120m (AP=70cm) y 61-120m (AP=106cm): Tabla 6: Selección del Anclaje Doble tipo Tambor en Roca Fracturada/Roca Blanda.


Plataforma: 106cm

Hasta 90

Hasta 60

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Altura de Torre (m)

Tipo de Bloque

Plano No.

2.0

1FRD

66Dcon



Tabla 7: Selección del Anclaje tipo Viga en Roca Dura Fracturada/Roca Blanda. Rango de Luces, m

Plataforma: 70cm

Plataforma: 106cm

Hasta 90

Hasta 60

Altura de Torre (m)

Tipo de Bloque

Plano No.

2.0

1FRD

66Dcon

Selección del tipo de anclajes correspondientes a los planos de las tablas antes mencionadas: • •

Margen Derecha: Tipo de Anclaje: ………….. Plano N°: …………. Margen Izquierda: Tipo de Anclaje: ………….. Plano N°: ………….

• Lista de planos Seleccionar los Planos de Acero y Construcción de acuerdo al ancho de la plataforma, seleccionar los cables y seleccionar el tipo de Anclaje. Para esto, referirse al Capítulo 4: Planos del Puente Estándar.

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Manual 1: Diseño y Construcción de Puentes Suspendidos para Ingenieros 4. PLANOS DEL PUENTE 4.1. Introducción e información general Los Planos del Puente representan la pieza central del Manual de Puentes Peatonales de Luces Cortas.

Estos están compuestos como un sistema unitario y categorizado en 2 grupos: • Planos de Construcción •

Planos de Acero

Ambas categorías de planos están conectadas entre sí y dependiendo del tipo de diseño es que se seleccionan los planos requeridos.

DESCRIPCIÓN DETALLES DE ENSAMBLAJE

DETALLE DE TORRES

ANCLAJE EN SUELO

ANCLAJE EN ROCA

PLANO No.

Ensamblaje de Plataforma para un ancho de Plataforma de 70cm Ensamblaje de Plataforma para un ancho de Plataforma 106cm Torre & Núcleo para un ancho de Plataforma de 70cm

19Dcon70

Torre & Núcleo para un ancho de Plataforma de 106cm Terreno Plano Anclaje tipo Viga y Estructura de Gravedad en Terreno Plano para 2 Cables Portantes

20Dcon106 21Dcon – 26Dcon (6 Planos)

Terreno Inclinado

19Dcon106 20Dcon70

Anclaje tipo Viga y Estructura de Gravedad en Terreno Plano para 4 Cables Portantes

27Dcon -35Dcon (9 Planos)

Roca Dura

Anclaje tipo Viga y Estructura de Gravedad en Terreno Inclinado para 2 Cables Portantes

41Dcon & 42Dcon

Roca Fracturada

Anclaje tipo Viga y Estructura de Gravedad en Terreno Inclinado para 4 Cables Portantes

43Dcon – 49Dcon (7Planos)

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ANCLAJE PARA TEMPLADORES DE CABLES Opcional

VIGAS PRINCIPALES DE PLATAFORMA

PANELES

Anclaje tipo Tambor Simple en Roca Dura para 2 Cables Portantes Anclaje tipo Tambor Simple en Roca Dura para 4 Cables Portantes Anclaje tipo Tambor Doble en Roca Dura para 2 Cables Portantes Anclaje tipo Tambor Doble y Tambor Simple en Roca Dura para 4 Cables Portantes Anclaje tipo Tambor Simple en Roca Fracturada para 2 Cables Portantes Anclaje tipo Tambor Doble en Roca Fracturada para 2 Cables Portantes Anclaje tipo Viga en Roca Fracturada para 4 Cables Portantes Estructura de Gravedad en Suelo para Cables (d = 26mm) Estructura de Gravedad en Roca para Cables (d = 26mm) Estructura de Gravedad en Suelo para Cables (d = 32mm) Estructura de Gravedad en Roca para Cables (d = 32mm) Anclaje tipo Tambor Simple en Roca Dura, Cables de 26 o 32mm Anclaje tipo Tambor Simple en Roca Fracturada, Cables de 26º 32mm Vigas para la Plataforma de 2 Cables Portantes para un ancho de 34cm Vigas para la Plataforma de 2 Cables Portantes para un ancho de 70cm Vigas para la Plataforma de 4 Cables Portantes para un ancho de 70cm Vigas para la Plataforma de 2 Cables Portantes para un ancho de 106cm Vigas para la Plataforma de 4 Cables Portantes para un ancho de 106

61Dcon

Paneles de Acero, longitud 198cm / ancho 34cm Mitad de Panel de Acero, longitud 98cm / ancho 34cm Panel Especial de Acero, longitud 223cm / ancho 34cm Vigas de madera de longitud 130cm /ancho 10 cm Vigas especiales de madera longitud 100 cm/ ancho 17cm Paneles de madera longitud de 200cm /ancho17cm

08ª 09ª 10ª 11m 12m 13m

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62Dcon 63Dcon 64Dcon 65Dcon 66Dcon 67Dcon 51Acon 52Acon 53Acon 54Acon 57Acon 58Acon 01D 02D 02D4 03D 03D4



SILLAS DE MONTAR & REFUERZO

Opcional

Sillas de Montar Refuerzo de la Viga y Estructura de Gravedad para Plataformas de 2 Cables Portantes Suelo Sillas de Montar Refuerzo de la Viga y Estructura de Gravedad para Plataformas de 4 Cables Portantes

20D2

Sillas de Montar y Refuerzo en Anclaje tipo Viga en Roca Fracturada para Plataforma de 4 Cables Roca Portantes Sillas de Montar y Refuerzo en Anclaje tipo Tambor para Plataforma de 2 Cables Portantes Sillas de Montar y Refuerzo en Anclaje tipo Tambor para Plataforma de 4 Cables Portantes Estructura de Templadores de Cables de 26 o 32mm

20D4S

Anclaje para Templadores para Cables de 26 o 32mm

50 A

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20D4

60D2 60D4 11 A


Manual 1: Diseño y Construcción de Puentes Suspendidos para Ingenieros Planos de construcción Leyenda para los números de planos y sufijos:

Planos N°

PLANOS DE ACERO

PLANOS DE CONSTRUCCIÓN

Sufijo

Tipo de Plano según Puente

11

A

Para todos los tipos de puente

02 02

D D4

02 20

D4W D4S

Para puentes suspendidos Para plataformas de 4 cables portantes Factibles para Templadores Especial

42 Dcon 20 Dcon70 Planos de Anclaje (Tipo Bloques) 3F 5S 1HRS 1HRD 1FRS 1FRD

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Planos de Construcción Para ancho de Plataforma de 70cm Tipo 3 en Terreno Plano Tipo 5 en Terreno Inclinado Tipo 1 en Roca Dura para Tambor Simple Tipo 1 en Roca Dura para Tambor Doble Tipo 1 en Roca Fracturada para Tambor Simple Tipo 1 en Roca Fracturada para Viga



4.2. Concepto de los planos Planos de acero Cada plano está provisto con la información necesaria y especificaciones para la fabricación de las partes de acero. Dependiendo del ancho de la plataforma, el tamaño del cable y la longitud, los espacios vacíos en los materiales a continuación listados deben ser llenados y el peso debe ser calculado como en el ejemplo mostrado a continuación

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Manual 1: Diseño y Construcción de Puentes Suspendidos para Ingenieros Del total calculado en cada plano para las partes de acero, se le debe adicionar lo siguiente: A: Significa el peso total de acero, incluyendo el proceso de galvanizado, a ser transportado a campo. B: Significa el peso total de estructura de acero no tratado, esto incluye los perfiles de acero, platos y planchas más no barras de refuerzo u otros ítems de acero. C: Este es el peso de los pernos, tuercas y arandelas (peso luego del galvanizado). D: Este peso es de las Grampas de Forjar. R: Este es el peso de Acero de Refuerzo que nunca es galvanizado. El peso total transportado es A = B + C + D + R g: La g minúscula significa el peso del acero estructural a ser galvanizado. Este peso es parte o puede ser la suma del total del acero estructural (B), pero no es un peso adicional El peso del acero a ser galvanizado es importante para calcular el costo que representa el proceso de galvanizado. Normalmente, los planos de acero no son necesarios durante la construcción en campo, pero para mejor identificación de las partes de acero, una copia de los planos debe estar disponible. También para el mantenimiento posterior se deben dejar copias de los planos de acero. Planos de construcción Los planos de construcción son los planos de campo, los cuales son completamente necesarios en obra. Dependiendo del ancho necesario de la plataforma se seleccionaran el “Tipo de Ensamblaje” y “Torre” según sea necesario (70 o 106cm). Sin embargo, los planos 20Dcon70 o 20Dcon106 son idénticos para todos los puentes. Para el anclaje existen 2 categorías principales de planos: • Anclajes en Suelo • Anclajes en Roca . Ambas opciones están completamente diseñadas e incluyen todos sus parámetros y metrado necesario para la construcción. Los Planos de Anclaje en Suelo se subdividen en: • •

Anclaje en Terreno Plano Anclaje en Terreno Inclinado

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Manual 1: Diseño y Construcción de Puentes Suspendidos para Ingenieros En terrenos planos con pendiente máxima de 10°, los tipos 1F – 5F deben ser aplicados, y en terrenos con mayores pendientes los tipos 1S – 9S serán aplicados. Es absolutamente necesario llenar los datos de elevación y diámetros de los cables. Los niveles son tomados del estudio topográfico y el diámetro puede ser tomado de la tabla de diseño. Ejemplo:

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Manual 1: Diseño y Construcción de Puentes Suspendidos para Ingenieros 4.3. Relación entre los planos de construcción y de acero Cada Plano de Construcción está relacionado a planos de Acero. Los números de los planos de acero relacionados están mencionados en los planos de construcción y viceversa.

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Manual 1: Diseño y Construcción de Puentes Suspendidos para Ingenieros Los dibujos de acero de silla de montar y refuerzos, NOS 20 & 60 están relacionados con los correspondientes Dibujos de Construcción NOS 20Dcon70 (70cm de pasarela) o 20Dcon106 (106 cm de pasarela). Además, dependiendo de las condiciones del suelo (suelo o roca) los dibujos de Acero NOS 20&60 son relacionados como Dibujos de Anclaje en “Tierra” o “Roca” como se muestra.

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Manual 1: Diseño y Construcción de Puentes Suspendidos para Ingenieros 5. METRADO Y PRESUPUESTO El metrado y presupuesto son necesarios para la planificación e implementación. El método de implementación determina la metodología de cálculo del metrado & presupuesto. Hay, básicamente, 2 tipos de método de implementación. Estos son: • Implementación por la comunidad -> Seguir Cartilla N°3 • Implementación por el contratista -> Seguir Cartilla N°3 La metodología de cálculo para ambos métodos está descrita en este capítulo. 5.1. Implementación por la comunidad Usar la Cartilla N°3 Presupuesto (Modo de ejecución: Comunidad) Para calcular el metrado y presupuesto en la Cartilla N°3, seguir la siguiente secuencia de procedimientos: • Metrado o Calcular las cantidades de cables de la Cartilla N°2 o Calcular las cantidades de acero según los planos correspondientes. o Calcular el trabajo de movimiento de Tierras según el plano general o Calcular las cantidades de otros trabajos de construcción de los planos correspondientes. o Preparar la lista de materiales de construcción según las cantidades calculadas o Calcular el costo de transporte de todos los materiales necesarios o Calcular las cantidades de trabajo y mano de obra • Análisis de precios unitarios o Preparar el análisis de precios unitarios para la fabricación de piezas de acero, madera y transporte, así como de los trabajos de construcción. • Costo abstracto o Calcular el costo abstracto del puente según las cantidades de trabajo (de las hojas de cálculo de cantidades) y del análisis de precios unitarios para cada ítem de trabajo. • Resumen del costo estimado o Costo del puente: Calcular el Estimado de Puente resumiendo el Costo Abstracto. También calcular el costo por metro lineal de longitud del puente. o Contribución: Estimar la contribución esperada las diferentes contrapartes. o Listar la contribución: Listar las contribuciones según su característica. • Resumen del costo actual En la mayoría de casos, el puente no terminará costando lo mismo que el estimado. Por lo tanto, calcular el costo final del puente luego de culminado.

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Manual 1: Diseño y Construcción de Puentes Suspendidos para Ingenieros 5.2. IMPLEMENTACIÓN POR EL CONTRATISTA Usar el Cartilla N°3: Presupuesto (Modo de Ejecución: Contratista) Para calcular las cantidades y preparar el presupuesto en el Cartilla N°3, seguir la siguiente secuencia: • Cálculo de cantidades o Cálculo de cantidades de cables según la Cartilla N°2: Diseño del Cable. o Cálculo de las cantidades de Acero según los planos. o Cálculo de las cantidades de Movimiento de Tierras del Plano General. o Cálculo de las cantidades de otros trabajos correspondiente a los Planos de Construcción. o Preparar una lista de materiales de construcción de acuerdo a las cantidades de trabajo estimadas. o o Calcular el costo para transportar los cables y otros materiales de construcción no disponibles en la zona. • Análisis de precios unitarios o Preparar el Análisis de Precios Unitarios para todos los ítems de trabajo por unidad de cantidad, unidad de costo y normas estándares. El análisis debe incluir todos los impuestos y gastos generales del contratista. • Costo abstracto o Calcular el Costo Abstracto del puente por cantidades de trabajo, análisis de precios unitarios. El Costo Abstracto debe incluir una costo de contingencias de 10%. Este monto cubrirá los costos misceláneos del proyecto. • Resumen de costos estimados o Calcular el Costo Estimado del Puente resumiendo el Costo Abstracto. Finalmente, calcular también el costo por metro lineal de longitud.

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11 Manual 1 Diseno Construccion Puentes 1006

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