Cimbras-Metalicas

UNIVERSIDAD NACIONAL NACIONAL DE MOQUEGUA MOQUEGUA - INGENIERIA DE MINAS

AÑO DE CONSOLIDACION CONSOLIDACION DEL MAR DE GRAU" GRAU"

CIMBRAS METALICAS CURSO

: MECANICA DE ROCAS II

CICLO

: VI

DOCENTE

: ING. AGAPITO FLORES JUSTO

ALUMNO

: CALDERON VILLALOBOS, VILLALOBOS, DANY MABEL

CODIGO

: 201310306

MO!UEGUAPERU 2016

MECANICA DE ROCAS II

1

UNIVERSIDAD NACIONAL DE MOQUEGUA - INGENIERIA DE MINAS

C#$%&$'(# 1.

CIMBRA..............................................................................................................................3

1.1.

DEFINICIÓN...................................................................................................................3

1.2.

CONDICIÓN...................................................................................................................3

1.3.

¿CUÁNDO SE USA?....................................................................................................3

1.4.

GEOMECÁNICA............................................................................................................3

2.

PROCEDIMIENTO E INSTALACION DE CIMBRAS...................................................4

3. TIPOS DE CIMBRAS........................................................................................................5 4.

DISEÑO DE CIMBRAS POR EL METODO DE CEMAL BIRON (198!...................7

4.1.

ANALISIS DE ESFUER"OS PARA UN ARCO RIGIDO.........................................7

4.2.

DISEÑO DEL PERFIL DEL ACERO..........................................................................9

4.3.

APLIACION EN TUNEL...............................................................................................9

#.

RE$ESTIMIENTO DE TUNELES.................................................................................12

#.1.

CRITERIOS PARA COLOCACION DE RE$ESTIMIENTO...................................12

#.2.

OTRAS OPERACIONES............................................................................................13


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RE$ESTIMIENTO % CIMBRAS METALICAS 1. CIMBRA 1.1.

DEFINICIÓN Es una estructura fabricada con vigas y perfiles metálicos para soporte rígido, cuya función es otorgar alta seguridad en forma inmediata.

1.2.

CONDICIÓN Ajustar el perfil del arco lo máximo posible a la línea de excavación de la sección y cerca al frente de avance.

1.3.

¿CUÁNDO SE USA? En casos extremos, donde la roca presenta grandes dificultades para el avance excavación: zonas de rocas fuertemente fracturadas o trituradas, cruces en el ncleo de fallas o contactos con relleno de brec!as o panizos, presencia agua o materiales fluyentes "lodos, arenas, etc.#,zonas de intersección de planos de fractura $ue forman cu%as deslizantes en los tec!os o !astíales con rellenos de panizos, cruces de zonas en rocas expansivas, rocas deleznables donde no existe co!esión, tramos colapsados "derrumbes# y en toda excavación donde no es posible utilizar otro tipo de sostenimiento.

1.4.

GEOMECÁNICA &a clasificación geomecánica del macizo rocoso donde se usa este sostenimiento es la roca tipo ' "()( *+#, -/ 0 /12)3 ó 42)3. 4ambi5n puede usarse en roca tipo /' cuando se presentan grandes cu%as en el tec!o o existen fuertes presiones de deformación por la profundidad o disturbación del macizo rocoso.

2. PROCEDIMIENTO E INSTALACION DE CIMBRAS El sostenimiento de los tneles por medio de cimbras metálicas descansa exclusivamente en el efecto de arco, razón por la cual las MECANICA DE ROCAS II

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presiones actuantes deben formar una línea situada en el eje de la cimbra, las partes $ue no !agan contacto directo deberán entre la roca y la cimbra, deberán ser blo$ueadas por medio de ado$uines de concreto, bolsacrete o formando un zócalo o lomo en el concreto rociado, de manera $ue se conforme una capa estable de sostenimiento.

3. TIPOS DE CIMBRAS 4odo sistema de soporte rígido en excavación subterránea con el empleo de cimbras de acero, se efecta de un modo general con cinco tipos de cimbras:  

6imbras continuas 6imbra de arco sobre pared


4


  

6imbra y porte 6imbra de arco sobre porte 6imbra de circulo completo

En tunelería, comnmente se emplean los dos primeros tipos y en condiciones muy extremas, las cimbras de círculo completo.


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4. DISEÑO DE CIMBRAS POR EL METODO DE CEMAL BIRON (198! A diferencia del m5todo de 4erzag!i y 3rotodya7onov, esta metodología es muc!o más analítica y detallada $ue toma en consideración el perfil de la viga y su resistencia. 3ara el cálculo de la carga $ue debe soportar la cimbra usa la formulación de Everling.

4.1.

ANALISIS DE ESFUER"OS PARA UN ARCO RIGIDO


6



7


3ara dise%ar los arcos rígidos, se debe conocer el momento máximo. i se obtiene la derivada de la ecuación ") para 8 9 8# con respecto a 9, y se iguala a cero, se tiene $ue:

4.2.

DISEÑO DEL PERFIL DEL ACERO


8


&a ecuación es de segundo grado con respecto a tomar la raíz positiva de la ecuación.

4.3.

W ,

y se deberá

APLIACION EN TUNEL TUNEL ROSAURA

Pondremos el perfil DIN apropiado para un arco rígido de un túnel, cuya área de sección es de 9.2 m , espaciado a intervalos de 1 m, bajo condiciones típicas del yacimiento osaura (α = !.", 1, 1." # $ 2.", 2.2, 2.%" ton&m (. 2

'

)os datos se pueden resumir como sigue*


9


&os valores máximos son los siguientes:


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#. RE$ESTIMIENTO DE TUNELES MECANICA DE ROCAS II

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El revestimiento de un tnel se realiza más por otros criterios $ue el sostenimiento, puesto $ue la estabilidad estructural se garantiza por la etapa anterior. Así, los criterios usuales por los $ue se puede recurrir al revestimiento son est5ticos o de impermeabilización. Así, existen tres tipos de revestimiento en los tneles de carretera. 





#.1.

El primero de los revestimientos es no colocar un revestimiento adicional al sostenimiento, dejando a la vista el !ormigón proyectado y los otros elementos estructurales, como bulones, mallas o cerc!as. El segundo de los revestimientos es decorativo, y se fija a los !astiales del tnel, proporcionando una finalidad est5tica y funcional para los conductores de los ve!ículos. El ltimo de los tipos de revestimiento es uno formado por un anillo de !ormigón encofrado con una función est5tica y de impermeabilización.

CRITERIOS PARA COLOCACION DE RE$ESTIMIENTO &os criterios para la colocación de un revestimiento son:  

 







Estructural. 3resencia de agua. &a presencia del agua proveniente de la roca ataca al !ormigón y al acero del sostenimiento y del revestimiento, deteriorándolos. 3or otro lado, el agua $ue cae sobre la calzada puede producir deslizamientos en la calzada o formación de placas de !ielo, comprometiendo la seguridad vial. Est5tico. 'entilación. &as superficies lisas de los revestimientos favorecen la ventilación. /luminación. El sostenimiento, al ser rugosa su superficie, absorbe más luz, re$uiriendo de mayores potencias luminosas. )antenimiento. ;n anillo de !ormigón no re$uiere de mantenimiento, sólo la limpieza alguna vez. 3or el contrario, el sostenimiento debe revisarse y reforzarse por su potencial de degradación. 6oste. A corto plazo, la solución más económica es nicamente aplicar el sostenimiento, especialmente en tneles de escasa longitud.


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#.2.

OTRAS OPERACIONES Al mismo tiempo de ejecutar el revestimiento de un tnel, se lleva a cabo la puesta en obra del firme de la calzada y de los sistemas de drenaje e impermeabilización. El firme de un tnel tiene condicionantes $ue difieren de las características de las carreteras, como es la presencia de una explanada de mayor calidad $ue la $ue se puede tener en el resto de la traza de la vía. 4ambi5n conviene $ue se utilice un color claro, para mejorar la eficacia de la iluminación del tnel. El drenaje del pa$uete de firme se produce mediante una sub

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&. CONCLUSIONES  Evaluar y seleccionar las cimbras: Conocer el comportamiento de las cimbras

frente a las presiones del terreno bajo diferentes condiciones de instalacin !"po de cimbras# con invert o sin invert e intermediado$.  %eali&ar un proceso de seleccin de las cimbras a usar: 'a cimbra octo(onal es la )ue fue descartada debido alto costo y a su escasa capacidad de sostenimiento.


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Cimbras-Metalicas

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