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3.4.- CIMENTACIONES PARA APOYOS DE LÍNEAS ELÉCTRICAS El es estudi la s cimen cimentacion tacionees de los l os a poyos utilizados tilizados en las las lín líneas eas eléctr eléctr icas, icas, esta b ta baasado en las las udio de las fue fuer zas zas exter ter ior es que que actu actuan sobr e un deter eter min minado a poyo, las las cuales ales de be ben cont ontr arr estars tarsee con las las que que se tr tr ansmite nsmiten n a la p la paar te te del a poyo que que se halla em pot potr ada en en el terr terr eno.
El R eglamento de Lí neas Eléctricas Aéreas de Alta Tensión R LAT en su Ar tícu tículo 31, contem ontem pla pla la posi posi bili bilid dad de que que cier cier tos a poyos de mad mader a y hor migón migón no llev lleven cimen cimentación, tación, en cuyo caso caso exige que que dichos ichos a poyos se hallen allen em pot potr ados en el terr terr eno una una profundi profundidad mín mínima
donde: donde: h es la altur altur a del em pot potr amien amiento (mín mínimo imo 1,3 metros) metros) HT es la altur altur a to total del a poyo.
No obsta obstan nte, te, los a poyos for mados mados por por eestruct ructur ur as metálicas metálicas y los de hor migón migón ar mado, mado, en su cas casi totalid talidad, llev llevan una una cimen cimentación tación de hor migón migón que que ayuda yuda a cont ontr arr estar tar las las fue fuer zas zas exter ter ior es que que tiend tiendeen a provoca provocar r el vuelc vuelco o del a poyo. De todos los métodos métodos utilizados tilizados pa par a calcu calcular lar las las cimen cimentacion tacionees de los a poyos de lín líneas eas eléctr eléctr icas, icas, el más más comúnme únmen nte utilizado tilizado es el método método de Sulz Sulz be berge rger, y es que que el que que expon exponem emos os segui guidamen amente. te. Par a calcu calcular lar la lass dimens imensiione ones de la cimen cimentación tación de un a poyo, lo pr imero imero que que de be ber emos emos conoce onocer r es el mo momen mento de vuelc vuelco o del a poyo, el cu cual vien iene deter eter min minado por do por la la fór mula:
ts and Settings ettings\expnd0 \expnd0 Admi Admin nistrador\expnd0 dor\expnd0 Mis do doc cumen mentos os\expnd0 \expnd0 Alfre fredo do\expnd0 \expnd0 I&BA &BA\expn
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donde: Mv es el momento de vuelco de todas las fuer zas exter ior es expr esada en metros por tonelada (m.t.) F es la fuer za f lector a r esultante que actúa sobr e el a poyo en toneladas. Gener almente se suele tomar el esfuer zo en punta del a poyo elegido. H es la altur a sobr e el terr eno, hasta el punto de a plicación de F, en metros. h es la altur a de la cimentación en metros. Ahor a bién, este momento de vuelco de bemos contr arr estar lo por una par te con el momento esta bilizador del terr eno M1 y por otr a con el momento esta bilizador del bloque de hor migón y el
peso propio del a poyo M2
El momento esta bilizador del terr eno podemos calcular lo mediante la fór mula:
en la que: M1 es el momento esta bilizador del terr eno expr esado en m.t. Ch es el coef iciente de com pr esi bilidad a la profundidad "h". tag α es la tangente del ángulo de giro de la cimentación. a es el lado de la base de la cimentación en metros (se supone cuadr ada). h es la altur a de la cimentación en metros. El ar tículo 31, Cuadro nº 4, de R LAT nos da los valor es de los distintos coef icientes de com pr esi bilidad a 2 m de profundidad "K", y en el mismo cuadro, a par tado b), admite la propor cionalidad de este coef iciente con la profundidad, por lo tanto tendr emos que
Tam bién el mismo ar tículo, nos dice que el ángulo de giro de la cimentación no de ber á tener una tangente super ior a 0,01. Sustituyendo estos valor es en la fór mula gener al, tendr emos:
K es el coef iciente de com pr esi bilidad del terr eno a 2 metros de profundidad, que podr emos r educir lo a tr es valor es K = 20 kg/cm3 par a terr enos fuer tes. 3 K = 10 kg/cm par a terr enos nor males.
ts and Settings\expnd0 Administrador\expnd0 Mis documentos\expnd0 Alfredo\expnd0 I&BA\expn
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K = 5 kg/cm3 par a terr enos f lo jos. Algunos autor es y f a br icantes, tam bién suelen utilizar como valor es de K, 16, 12 y 8 kg/cm3. El momento de las cargas ver ticales o momento esta bilizador del bloque de hor migón y del poso del a poyo, se puede calcular mediante la fór mula:
siendo: M2
el momento de las cargas ver ticales en
m.t. Pciment
el peso de la cimentación en
toneladas. Papoyo
el peso del a poyo en
toneladas. a el lado de la base de la cimentación en metros.
Esta fór mula podemos poner la en función del volumen de la cimentación "h a2", ya que si tenemos pr esente que la densidad del hor migón es 2,2 Tn/m3 , podr emos poner
Como ya hemos expuesto, el momento de vuelco de be ser contr arr estado con el momento esta bilizador del terr eno y con el momento esta bilizador del bloque de hor migón y del a poyo, por lo tanto,
teniendo en cuenta un cier to coef iciente de segur idad "n", (Según el R eglamento R LAT, el coef iciente de segur idad, en hi pótesis nor males, no de ber á ser inf er ior a 1,5.) tendr emos que
por lo tanto
Las incógnitas en esta fór mula son dos "h" y "a", por lo tanto podemos asegur ar que hay inf initas soluciones posi bles, pero no obstante, las soluciones pr ácticas pueden quedar limitadas a una ser ie de r esultados lógicos, todas ellas teór icamente válidas. Si ahor a suponemos que es el valor de "h" el que vamos a pr edeter minar, f ácilmente llegar emos a la siguiente ecuación de ter cer gr ado:
ts and Settings\expnd0 Administrador\expnd0 (m) Mis documentos\expnd0 Alfredo\expnd0 I&BA\expn
a b E 100 125 160 200 250 315 cual nos per mite calcular el valor corr espondiente de "a". 400 500 Par a a poyos for mados por estructur as metálicas de 630
3-4
la
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altur as com pr endidas entr e 8 y 20 metros, podr emos par tir de valor es de "h" entr e 1,1 y 2,5 metros, par a terr enos nor males, obteniendo 7 de esta maner a par es de valor es (h, a), de entr e los que elegir emos el par que más nos convenga. 325
125
Par a a poyos de gr an envergadur a, es obvio que las altur as de las cimentaciones 195 de ber emos ir ensayando y com probando hasta pr esentar án valor es pr ácticos super ior es, los cuales 60 obtener uno que cum pla nuestros deseos. Entr e el fondo de la cimentación y el f inal del a poyo existe una distancia llamada "soler a base" que suele ser del orden de 0,2 metros par a terr enos f lo jos, 0,10 metros par a terr enos nor males y 0,05 metros par a terr enos fuer tes. Por lo gener al este valor tiene escasa inf luencia en el cálculo de los a poyos, por lo que en algunas ocasiones podr á despr eciarse. Apoyos a base de perf iles de hierro se f a br ican en todas las altur as y esfuer zos útiles en punta. Seguidamente damos los datos de los distintos a poyos de la ser ie C-500, de la casa FUNTAN, cuyo esfuer zo en punta es de 500 kg. 8
CARACTERÍSTICAS DE 375 LOS APOYOS TIPO C-500 125
Designación
Peso
kg.
Ancho en la base mm.
Ancho en la 60 cabeza mm
Altura sobre el suelo H (m)
Altura total HT (m)
205
C-500-10
254
716
510
8,72
10
C-500-12
307
786
510
10,65
12
C-500-14
372
866
510
12,61
14
C-500-16
427
936
510
14,56
16
C-500-18
497
1.018
510
16,52
18
C-500-20
562
1.088
510
18,48
20
C-500-22
642
1.170
420 510
20,46
22
C-500-24
727
1.240
510
22,44
24
C-500-26
807
1.322
510
24,42
26
C-500-28
892
1.392
510
26,40
28
C-500-30
977
1.474
510
28,38
30
7 155 225 65
Si el f a br icante, como en este caso, nos da la altur a total del a poyo y la altur a sobr e el suelo, el valor de "h" se puede deducir inmediatamente ya que 8
h = HT -H + soler a 525
155 235 65
ts and Settings\expnd0 Administrador\expnd0 Mis documentos\expnd0 Alfredo\expnd0 I&BA\expn
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El cálculo de la cimentación de los a poyos de hor migón ar mado, es similar al de los a poyos de perf il de hierro. Unicamente dir emos que es conveniente tener en cuenta las R ecomendaciones 9 que r ecomiendan que tengan un valor UNESA sobr e las altur as de las cimentaciones, ya 675 155 245 65
Como la fór mula gener al esta en función de la altur a del a poyo sobr e el suelo H, f ácilmente deducir emos que H = HT - h + soler a despr eciando el valor de la soler a, y sustituyendo H en la fór mula gener al, tendr emos:
10 725 Con el valor de "h" r ecomendado por Unesa ya podemos deter minar el valor de "a". 155 255entr e 7 y 12 metros suelen tener un diámetro en Los a poyos de hor migón de altur as com pr endidas la base entr e 0,20 y 0,30 metros (ver ta bla al65f inal), por lo que f ácilmente podr emos deducir que valor es de "h" del orden de 1,2 a 2 metros, par a terr enos nor males, nos dar án valor es de "a" muy ajustados a la r ealidad pr áctica. Téngase pr esente que el valor de "a", por lógica, tiene que ser mayor que el diámetro de la base del a poyo; un valor entr e dos y tr es veces mayor, par ece r azona ble.
Es conveniente observar en la fór mula gener al lo poco que inf luye el peso del a poyo en los r esultados f inales. Esto puede com probarse muy f ácilmente var iando el peso del a poyo en el progr ama; sacar emos la conclusión de que si en algún momento desconocemos este dato, puede sustituirse por uno a proximado. Seguidamente, damos las car acter ísticas más 11 im por tantes de los a poyos de la SER IE AL de Postes 800 R omero S.A. 155
CARACTERÍSTICAS DE POSTES DE HOR 265 MIGÓN AR MADO CENTRIFUGADO PARA ALTA TE 65 NSIÓN Altura HT
Peso (kg)
DIMENSIONES (mm)
ESFUERZO LIBRE EN PUNTA (kg) (Coeficiente de seguridad 2,5)
12 875 155 275 65
ts and Settings\expnd0 Administrador\expnd0 Mis documentos\expnd0 Alfredo\expnd0 I&BA\expn
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7 8
690
185
265
7
9
800
185
275
7
10
900
185
285
7
11
1.025
185
295
7
12
1.150
185
305
7
575 185 255 70
ts and Settings\expnd0 Administrador\expnd0 Mis documentos\expnd0 Alfredo\expnd0 I&BA\expn
