DISEÑO DE PÓRTICO PÓRTICO PARA FALSO FA LSO TÚNEL. 1.0 INTRODUCCIÓN. El falso túnel consiste en una estructura con hastiales y bóveda en forma de arco. El arco tiene un espesor de 0.60m. El ancho interior es de 15.00m, la altura máxima en la bóveda es de 7.91m.
2.0 NORMATIVA. -
Technical Manual for Design and Construction of Road Tunnels - Civil Elements, capítulo 5: “Cut and Cover tunnels”, FHWA
- AA AASHTO LRFD BRIDG IDGE DESIGN IGN SPECIFIC IFICA ATION IONs, capítu ítulo 12: “Bu “Burie ried stru tructure turess and tunnel liners” - AC ACI 318. Build ilding ing Code Require irements for for Stru tructura turall Concrete rete and Commentary tary -
Ac Acero de refu refue erzo rzo. Ac Acero de refu refue erzo rzo G60 fy= fy=420MPa.
4.0 ACCIONES SOBRE LA ESTRUCTURA. -
Peso propio concreto estructural. Peso específico específico 25kN/m3 25kN/m3
-
Relleno. Peso específico específico Án Ángulo de fric friccción ión
-
-
Suelo de cimentación. Peso específico específico
20 kN/m3 kN/m3
Án Ángulo de fric friccción ión Cohesión
55 grad rados. 24000 kN/m2
Parámetros por falla local Án Ángulo de fric friccción ión Cohesión
-
20 kN/m3 kN/m3 32 grad rados.
43.59 .59 grad rados. 16000 kN/m2
Sismo. Se considera un coeficiente de aceleración de: A= A=0.50 .50 Para el análisis seudoestático se considera un coeficiente horizontal de: kh=A/2=0.25
5.0 FACTORES DE CARGAS Se aplican los factores de carga según AASHTO LRFD.
Se recomienda que el empuje horizontal sea el de reposo. Los ratios de empuje horizontal entre empuje vertical son cercanos al empuje de reposo, tal como indica las recomendaciones del FHWA.
6.0 MODELO ESTRUCTURAL. Para el análisis estructural se uso el programa de elementos finitos PHASES2. El análisis se llevó a cabo considerando la plasticidad del relleno. Para la el suelo de cimentación también se consideró la plasticidad. En este caso se busca de que la cimentación no desarrolle la resistencia máxima del terreno en un factor de seguridad, que para cargas no mayoradas tiene que ser mayor a 2.50.
Para el terreno de cimentación y el relleno se han usado elementos planos triangulares de 6 nudos, considerando la plasticidad con el modelo de Morh Coulomb.
Propiedades del relleno.
Propiedades del terreno de cimentación.
Propiedades del soporte.
Sismo. Se introduce el sismo como un análisis pseudoestático.
7.0 RESULTADOS DE ANÁLISIS ESTRUCTURAL 7.1 Relación esfuerzo horizontal entre esfuerzo vertical.
Se verifica que la relación es cercana o superior al coeficiente de empuje en reposo, ko=1seno(32)=0.47, por lo tanto es correcto usar un coeficiente de mayoración igual a 1.35 para las acciones del terreno.
7.2 Grado de plastificación del relleno. Para el caso de acciones por el terreno se tiene:
Par el caso del análisis por sismo se tiene:
Los desplazamientos obtenido y el nivel de plastificación justifican el valor de coeficiente sísmico adoptado, ya que se esperan desplazamientos grandes durante sismo.
7.3 Desplazamiento vertical.
El desplazamiento vertical en la clave es alrededor de 1.9cm. Como la sección está comprimida se espera una deflexión a largo plazo entre 3 a 4 veces el calculado elásticamente con la sección no fisurada. Desplazamiento instantáneo: 1.90 cm Desplazamiento a largo plazo: 5.70-7.60 cm
7.4 Fuerzas axiales.
7.5 Momentos flectores.
(AASHTO 5.7.3.6.2)
7.6 Fuerzas cortantes.
8.0 DISEÑO DE LOS COMPONENTES. 8.1 ARCO.
A pesar de que el análisis es no-lineal, se pueden separar las acciones para cada carga.
VERIFICACIÓN POR FLEXOCOMPRESIÓN Diagrama de interacción La sección está armada de la siguiente manera: Sección 1: Inferior: 1” @ 0.125 Superior: 3/4” @ 0.125
Cortante a una distancia d d= 0.73m Vd=460kN Vresistente=0.85*0.56*(210)^0.5*100*73 Vresistente=467kN.
En el caso de la cimentación se deberá de verificar las dimensiones en función de las características geomecánicas que se encontrarán en el terreno de fundación.
