Memoria Cálculo Paso Inferior

JLS INGENIERÍA LTDA. San Pio X 2390 Of. 602, Providencia Santiago (56 2) 3334938 [email protected]

PASO INFERIOR FF.CC. CALLE ERNESTO RIQUELME RENGO PROYECTO ESTRUCTURAL

PRO 048‐MC‐001 _C Revi Revisi sió ón

Fec Fecha

A

Enero 2011

B

Junio 2011

C

Junio 2011

Des Descrip cripci ción ón Primera Emisión Anteproyecto. Versión Proyecto Definitivo Versión Proyecto Definitivo

Prep Prepar aró ó

Revi Revisó só

Apr Aprobó obó

CMQ

JLS

JLS

CMQ

JLS

JLS

CMQ

JLS

JLS

[ MEMORIA DE CALCULO]

Paso Inferior FF.CC. Calle Ernesto Riquelme - Rengo Proyecto Estructural

INDICE 1.

2.

INTRODUCCION.................................................................................................................................. INTRODUCCION ..................................................................................................................................4 4 1.1.

OBJETIVO GENERAL.................................................................................................................... GENERAL ....................................................................................................................5 5

1.2.

ANTECEDENTES .......................................................................................................................... ..........................................................................................................................5 5

MEMORIA DESCRIPTIVA..................................................................................................................... DESCRIPTIVA .....................................................................................................................6 6 2.1. 2.1.1.

Superestructura...................................................................................................................... Superestructura......................................................................................................................8 8

2.1.2.

Infraestructura ....................................................................................................................... .......................................................................................................................9 9

2.2. 3.

4.

3.1.

NORMATIVA UTILIZADA ........................................................................................................... ...........................................................................................................11 11

3.2.

ESPECIFICACIONES TECNICAS................................................................................................... TECNICAS ...................................................................................................11 11

MATERIALES ..................................................................................................................................... .....................................................................................................................................12 12

7.

MATERIALES ............................................................................................................................. .............................................................................................................................13 13

SOLICITACIONES ............................................................................................................................... ...............................................................................................................................14 14 5.1.

6.

Proceso constructivo.................................................................................................................. constructivo ..................................................................................................................9 9

NORMATIVA UTILIZADA ................................................................................................................... ...................................................................................................................10 10

4.1. 5.

DESCRIPCIÓN DE LA ESTRUCTURA ............................................................................................. .............................................................................................7 7

SOLICITACIONES ....................................................................................................................... .......................................................................................................................15 15

5.1.1.

Peso Propio (Carga Muerta):................................................................................................ Muerta): ................................................................................................15 15

5.1.2.

Carga Viva:............................................................................................................................ Viva: ............................................................................................................................15 15

5.1.3.

Solicitación Debida a Empuje de Tierras sobre los Estribos:................................................ Estribos:................................................16 16

5.1.4.

Solicitación por Efectos de Choque de Vehículos en las Cepas de los Pasos Superiores:... Superiores: ... 17

CRITERIOS DE DISEÑO ...................................................................................................................... ......................................................................................................................18 18 6.1.

Combinaciones de Carga según EFE......................................................................................... EFE .........................................................................................19 19

6.2.

Diseño Sísmico: ........................................................................................................................ ........................................................................................................................20 20

MEMORIA DE CÁLCULO.................................................................................................................... CÁLCULO....................................................................................................................22 22 7.1.

TREN DE DISEÑO ...................................................................................................................... ......................................................................................................................23 23

7.2.

SUPERESTRUCTURA.................................................................................................................. SUPERESTRUCTURA..................................................................................................................27 27

7.2.1.

VIGA PRETENSADA L = 14.84................................................................................................ 14.84 ................................................................................................27 27

7.2.2.


7.3.

INFRAESTRUCTURA .................................................................................................................. ..................................................................................................................60 60

7.3.1.

PROPIEDADES DEL SUELO .................................................................................................... ....................................................................................................60 60

7.3.2.

MODELACIÓN ESTRUCTURA PASO INFERIOR....................................................................... INFERIOR.......................................................................61 61

7.3.3.

MODELACIÓN ESTRUCTURA MUROS DE CONTENCION....................................................... CONTENCION.......................................................78 78

7.3.4.

MODELACIÓN ESTRUCTURA LOSA INFERIOR....................................................................... INFERIOR .......................................................................84 84

JLS INGENIERIA LTDA.

2



INDICE 1.

2.

INTRODUCCION.................................................................................................................................. INTRODUCCION ..................................................................................................................................4 4 1.1.

OBJETIVO GENERAL.................................................................................................................... GENERAL ....................................................................................................................5 5

1.2.

ANTECEDENTES .......................................................................................................................... ..........................................................................................................................5 5

MEMORIA DESCRIPTIVA..................................................................................................................... DESCRIPTIVA .....................................................................................................................6 6 2.1. 2.1.1.

Superestructura...................................................................................................................... Superestructura......................................................................................................................8 8

2.1.2.

Infraestructura ....................................................................................................................... .......................................................................................................................9 9

2.2. 3.

4.

3.1.

NORMATIVA UTILIZADA ........................................................................................................... ...........................................................................................................11 11

3.2.

ESPECIFICACIONES TECNICAS................................................................................................... TECNICAS ...................................................................................................11 11

MATERIALES ..................................................................................................................................... .....................................................................................................................................12 12

7.

MATERIALES ............................................................................................................................. .............................................................................................................................13 13

SOLICITACIONES ............................................................................................................................... ...............................................................................................................................14 14 5.1.

6.

Proceso constructivo.................................................................................................................. constructivo ..................................................................................................................9 9

NORMATIVA UTILIZADA ................................................................................................................... ...................................................................................................................10 10

4.1. 5.

DESCRIPCIÓN DE LA ESTRUCTURA ............................................................................................. .............................................................................................7 7

SOLICITACIONES ....................................................................................................................... .......................................................................................................................15 15

5.1.1.

Peso Propio (Carga Muerta):................................................................................................ Muerta): ................................................................................................15 15

5.1.2.

Carga Viva:............................................................................................................................ Viva: ............................................................................................................................15 15

5.1.3.

Solicitación Debida a Empuje de Tierras sobre los Estribos:................................................ Estribos:................................................16 16

5.1.4.

Solicitación por Efectos de Choque de Vehículos en las Cepas de los Pasos Superiores:... Superiores: ... 17

CRITERIOS DE DISEÑO ...................................................................................................................... ......................................................................................................................18 18 6.1.

Combinaciones de Carga según EFE......................................................................................... EFE .........................................................................................19 19

6.2.

Diseño Sísmico: ........................................................................................................................ ........................................................................................................................20 20

MEMORIA DE CÁLCULO.................................................................................................................... CÁLCULO....................................................................................................................22 22 7.1.

TREN DE DISEÑO ...................................................................................................................... ......................................................................................................................23 23

7.2.

SUPERESTRUCTURA.................................................................................................................. SUPERESTRUCTURA..................................................................................................................27 27

7.2.1.


7.2.2.


7.3.

INFRAESTRUCTURA .................................................................................................................. ..................................................................................................................60 60

7.3.1.

PROPIEDADES DEL SUELO .................................................................................................... ....................................................................................................60 60

7.3.2.

MODELACIÓN ESTRUCTURA PASO INFERIOR....................................................................... INFERIOR.......................................................................61 61

7.3.3.

MODELACIÓN ESTRUCTURA MUROS DE CONTENCION....................................................... CONTENCION.......................................................78 78

7.3.4.

MODELACIÓN ESTRUCTURA LOSA INFERIOR....................................................................... INFERIOR .......................................................................84 84


2


8.

PLANOS............................................................................................................................................. PLANOS.............................................................................................................................................92 92 8.1.

9.


PLANOS..................................................................................................................................... PLANOS.....................................................................................................................................93 93

ANEXO A: MECANICA DE SUELOS...................................................................................................109 SUELOS...................................................................................................109


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1. INTRODUCCION


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1.1.OBJETIVO GENERAL El principal objetivo del presente informe técnico es presentar un documento para describir el proyecto estructural definitivo del Paso Inferior FF.CC. Calle Ernesto Riquelme, ubicado en la ciudad de Rengo, VI Región.

1.2. ANTECEDENTES Para la confección de la presente memoria de cálculo del Paso Inferior FF.CC. Calle Ernesto Riquelme se han considerado los siguientes documentos: 

Estudio de Prefactibilidad Mejoramiento Eje Vial Av. Ernesto Riquelme, Comuna Rengo



Informe geotécnico, proyecto de mejoramiento eje vial Ernesto Riquelme comuna de Rengo, VI región de O’Higgins. GeoConsultores 20 octubre 2010.



Recomendaciones para diseño de pilotes, Mail Luis Rojas 21 de Junio 2011, GEO Nº2011/1225.



Diseño Vial, ARGIA Ingeniería Ltda., recibido en Diciembre 2010.



Proyecto desvíos y formas ARGIA, mayo 2011.


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2. MEMORIA DESCRIPTIVA


6



2.1.DESCRIPCIÓN DE LA ESTRUCTURA El Paso Inferior Calle Ernesto Riquelme se encuentra ubicado en la comuna de Rengo VI Región, en kilómetro 109,892 de la vía férrea sobre la calle Ernesto Riquelme. La estructura es parte del proyecto de mejoramiento vial de la Calle Ernesto Riquelme, a la que se le quiere dar continuidad pasando bajo la línea de FFCC.

B

A A

B

Fig. “Vista general Planta PI FF.CC. Ernesto Riquelme”

La nueva estructura a proyectar se estructura básicamente por 2 vanos de vigas pretensadas de hormigón, apoyados en 2 estribos y una cepa estructurada por columnas circulares preexcavadas. El ancho total del tablero de la estructura vial es de 12.80 m, el cual considera 2 vías férreas, dispuestas en un ancho de 10.00 m más dos pasillos de mantenimiento de 1.4 m de ancho cada uno. El puente se presenta con un pequeño esviaje de 15ª con respecto al eje de la vía férrea.


7



Fig. “Vista general Elevación PI FF.CC. Ernesto Riquelme”

2.1.1. Superestructura La superestructura del Paso Inferior se compone de 2 tramos de vigas longitudinales de hormigón armado pretensadas, simplemente apoyadas sobre placas de apoyo de neopreno, con una longitud para cada tramo de 13.60 m el tramo norte (14.06 m de longitud esviada) y de 14.50 m el tramo sur (14.99 m de longitud esviada). Las vigas se encuentran dispuestas sin separación entre las alas superiores, recibiendo sobre ellas una losa colaborante de hormigón armado de 18 cm de espesor. Sobre ella se forma un cajón para recibir 30 cm de balasto. Sobre este último se ubican durmientes y rieles correspondientes a las vías férreas. En ambos apoyos de la superestructura, se disponen barras antisísmicas que se anclan en la infraestructura, y topes sísmicos laterales diseñados para resistir la fuerza total horizontal del tablero.

Fig. “Detalle de la Superestructura” JLS INGENIERIA LTDA.

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La superestructura a través de la losa está conectada al muro espaldar de los estribos, generando un puente con estribos semi integrales, es decir, se da una continuidad entre la losa y el muro espaldar del estribo, pero las vigas siguen descargando a través de placas de neopreno en la mesa de apoyo. Esto permite reducir las deformaciones de la parte superior de los pilotes de los estribos generando un marco.

2.1.2. Infraestructura La infraestructura del Paso Inferior Calle Ernesto Riquelme se compone de 2 estribos de geometría similar, formado por 4 pilotes preexcavados de sección circular de 1.00 m de diámetro de hormigón armado con 5.00 m enterrados funcionando como pilotes. La cepa central se estructura de la misma manera, es decir, 4 pilotes preexcavados, de los cuales 5.00 m corresponderán a pilotes enterrados.

2.2.Proceso constructivo El proceso constructivo que se propone para la construcción del nuevo puente se compone de principalmente de las siguientes fases: i. ii. iii.

iv. v. vi. vii. viii. ix. x. xi. xii. xiii.

Realizar el desvió de la línea férrea según proyecto específico aprobado por EFE. Cortar las vías con sus respectivas líneas de energía. Ejecutar las columnas preexcavadas (pilotes) de los estribos y de la cepa (se harán los 6 m de mas arriba con camisa perdida de acero para mejorar la terminacion) Ejecutar cabezales de estribos y cepas. Montaje de las vigas de hormigón armado sobre los cabezales. Ejecutar losa superior sobre las vigas. Colocación de balasto, durmientes y rieles. Reponer línea de energía. Dar tránsito a ambas vías. Al terminar con la otra vía se tendrán operativas las dos vías férreas y se comienzan los trabajos bajo la vía de FFCC. Se excavará hasta la cota inferior de la losa inferior con agotamiento permanente. Se ejecuta la losa inferior con sus respectivas elevaciones para recibir la vía de tránsito vehicular y peatonal. Se pavimenta y se da tránsito al Paso Inferior.


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3. NORMATIVA UTILIZADA


10



3.1.NORMATIVA UTILIZADA Las normas utilizadas en el diseño de este proyecto corresponden a las siguientes: -

Norma Técnica de Puentes EF‐NTF‐13‐001 (Marzo 2002). Empresa de los Ferrocarriles del Estado (EFE).

-

AREA, Norma Americana para el diseño y construcción de Puentes de Ferrocarril, 1996.

-

Recomendaciones de diseño para proyectos de infraestructura ferroviaria, capitulo N°5 MIDEPLAN – SECTRA.

-

Standard Specifications for Highway Bridges (1996, 16th edition). Association of State Highway and Transportation Officials, Inc. (AASHTO)

-

Building Code Requirements for Structural Concrete and Commentary (ACI 318‐99). American Concrete Institute, ACI.

-

Manual de Carreteras, Volumen III, Capitulo 3.1000, 2003.

3.2.ESPECIFICACIONES TECNICAS Las Especificaciones Técnicas que regirán este proyecto estructural son las que indica en Manual de Carreteras en su Volumen V.


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4. MATERIALES


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4.1.MATERIALES Los materiales de construcción considerados para el presente estudio corresponden a los siguientes: -

Hormigón, según NCh 170 of 85:  Elevación H30:  Losa estructural H30:  Vigas Pretensadas H40:  Resto H30:

f c’=250 kg/cm2 f c’=250 kg/cm2 f c’=350 kg/cm2 f c’=250 kg/cm2

-

Acero Activo (para pretensado):  270 ksi baja relajación

-

Acero pasivo:  Acero A630‐420H con resaltes (Según NCh 204.Of2006) Límite elástico: f y=4.200 kg/cm2 Resistencia última: f u=6.300 kg/cm2 o

o

-

Barras antisísmicas:  Acero A440‐280H o o

-

Límite elástico: Resistencia última:

fy=2.800 kg/cm2 fu=4.400 kg/cm2

Placas de apoyo  Dureza Shore 60 A  Acero Placas de Apoyo A370‐240ES


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5. SOLICITACIONES


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5.1.SOLICITACIONES 5.1. SOLICITACIONES Carga Muerta. Carga Viva. Impacto o efecto dinámico de la carga viva. Acción Longitudinal del frenado o arranque de los trenes. Acción por variaciones de temperatura. Sub Presión de agua Acción del empuje de tierras. Acción sísmica. Acción por fricción de los aparatos de apoyo. Acción por efectos del choque de los vehículos en las cepas de los pasos inferiores. Cargas de construcción.

D L I LF T B E EQ F CH C

5.1.1. Peso Propio (Carga Muerta): Vías, rieles, durmientes, elementos de conexión, tuberías, ductos, cables, elementos de servicios varios, etc. Para la estimación numérica de esta carga se utilizarán los siguientes pesos volumétricos: -

Hormigón armado Hormigón en masa Acero estructural

γ= 2.50 ton/m3 γ= 2.40 ton/m 3 γ= 7.85 ton/m 3

5.1.2. Carga Viva: -

Carga Móvil: Tren tipo de cargas C + 5%, según según Norma Técnica Ferroviaria, Diseño de Puentes Ferroviarios (Empresa de Ferrocarriles del Estado, EFE).

-

Coeficiente de Impacto: la carga por coeficiente de impacto se aplicará a las cargas vivas, según norma EFE este coeficiente se calcula como sigue:


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para esta estructura = 1.21 Donde L corresponde a la luz de cálculo del puente. -

Fuerza Debida a Cambios de Temperatura: para evaluar la fuerza inducida debida a este efecto se considerarán los siguientes coeficientes de expansión lineal: Acero: Hormigón:

-

0.000012 m/°C 0.00001 m/°C

Carga de Construcción: se deberá considerar la carga aplicada en cada etapa de la construcción.

5.1.3. Solicitación Debida a Empuje de Tierras sobre los Estribos: -

Empuje Activo del Terreno: La presión activa del terreno sobre los estribos se evaluará por las formulas de Rankine, que por metro de ancho corresponde a:

Presión horizontal activa del suelo. Peso específico del suelo. Coeficiente de empuje activo z: Profundidad a la que que se toma Pa

: Ángulo de fricción interna del suelo. -

En el caso de estribos abiertos, el empuje en cada columna o pilote se considerará actuando en un ancho B igual a la distancia entre ejes de columnas, si la separación entre los lados de las columnas es menor o igual que el doble de su ancho. Si la separación fuese mayor, el ancho B a considerar será igual al doble del ancho de la columna.

-

Empuje de Tierra Debido a la Carga Viva: La evaluación del empuje horizontal de suelos por la carga viva que se encuentra en la cuña de falla se evalúa por la misma ecuación de Rankine. No se considera el coeficiente de impacto para la evaluación de este empuje.

-

Empuje de Tierra Debido al Sismo: El empuje de tierras debido al sismo se evalúa por la fórmula de Mononobe Okabe en caso que no se disponga de un estudio del comportamiento del terraplén detrás de los estribos.


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: Presión horizontal debida al sismo : Peso unitarios del suelo : Profundidad a la que se toma : Altura de la cuña activa : Coeficiente de empuje sísmico : Coeficiente de aceleración sísmica horizontal : Coeficiente de aceleración sísmica vertical

5.1.4. Solicitación por Efectos de Choque de Vehículos en las Cepas de los Pasos Superiores: En la dirección del sentido del tránsito de la carretera o autopista: 100 ton. En la dirección transversal al sentido del tránsito de la carretera o autopista: 50 ton. La fuerza será ubicada a 1,2 m por encima de la superficie de rodadura de la carretera o autopista. No se considera la acción simultánea de la fuerza actuando en los dos sentidos.

No se considera la acción de esta fuerza cuando las cepas posean obras que la protejan contra el choque de los vehículos.


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6. CRITERIOS DE DISEÑO


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6.1.Combinaciones de Carga según EFE Cada componente de la estructura, o la fundación sobre la que descansa, será diseñada para el grupo de cargas que produzca la más crítica condición de diseño.

Servicio

Grupos de Cargas en la Combinación GRUPO I:

D+L+I+E+B

Porcentaje Permisible de la Tensión Básica Unitaria 100 %

GRUPO II: D + E + B

125 %

GRUPO III GRUPO I: + LF + F

125 %

GRUPO IV: D + E + B + EQ

133 %

Estados Límites

Grupo I

1,4 (D + 5/3(L + I) + E + B)

Grupo IA

1,8 (D + L + I + E + B)

Grupo II

1,4 (D + E + B)

Grupo III

1,4 (D + L + I + E + B)

Grupo IV

1,4 (D + E + B + EQ)


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6.2.Diseño Sísmico: Las acciones sísmicas se han evaluado con el Método del Coeficiente Sísmico, según lo indicado en el apartado 3.1004.309(2) del Manual de Carreteras, este método es aplicable al puente en estudio debido a: Estructura simplemente apoyadas.  La diferencia de cota entre la mesa de apoyo de la elevación de la infraestructura y el nivel de socavación considerado en el diseño no supera los 70.0 m.  Las luces libres no deberán superar los 70.0 m. 

Por lo tanto el Kh = 0.15, para Zona sísmica 3, Tipo Suelo II, según el siguiente cálculo:

K h



K 1  S  A0 2 g

 0.1

PARAMETROS: 1. Zonificación Sísmica Comuna: Zona sismica: 2. Tipo de Suelo Suelo 3. Efecto del Suelo, S Tipo de Suelo Efecto del suelo, S

Rengo 2

(Tabla 3.1004.3004.A del M.C.)

II

Mecánica de Suelos

II 1

4. Aceleración Efectiva Máxima del Suelo, Ao Zona Sísmica 2 Ao = 0.3 g 2.94 [m/seg2] 5. Coeficiente de Importancia, CI Puentes y Estructuras Estructura Esenciales CI I


(Tabla 3.1004.308A)

(Tabla 3.1004.302A)

(3.1004.305)

20



6. Coeficiente de Importancia, K1 CI I K1 1.0

(Tabla: 3.1004.309(1).A)

7. Categoría de Comportamiento Sísmico: Categoría d

(Tabla 3.1004.307 A)

Por lo tanto, el coeficiente sísmico es: K h 


K 1  S  A0 2 g



0.15

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7. MEMORIA DE CÁLCULO


22



7.1.TREN DE DISEÑO El tren de diseño se modeló en el software SAP2000 sobre una viga con peso despreciable de la longitud de la viga postensada del Paso Inferior en estudio. Se utilizó la herramienta Bridge Loads donde se definió un Lane (elemento frame donde circulará la carga) y el tren C + el 5% como Vehicle, para establecer la envolvente de las solicitaciones producidas por la carga móvil, con un coeficiente de impacto de 1.21 (Formulación EFE). La modelación y resultados se muestran a continuación: Definición Tren C (sólo una rueda, es decir, la mitad de la carga por eje)


23



Definición Lanes (Elementos por los que pasa el Tren C)

Mayoración del 5% (Tren C + 5%)


24



Tren C + 5% con coeficiente de impacto de 1.22

Resultado Viga Longitud 14.84

M max = 72.10 T-m , V max a 0.34 m del borde (reducción d/2) = 32.70 Ton. JLS INGENIERIA LTDA.

25



Resultado Viga Longitud 13.91

M max = 68.28 T-m , V max a 0.34 m del borde (reducción d/2) = 31.94 Ton.


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7.2. SUPERESTRUCTURA 7.2.1. VIGA PRETENSADA L = 14.84


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7.2.2. VIGA PRETENSADA L = 13.91


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7.3.INFRAESTRUCTURA 7.3.1. PROPIEDADES DEL SUELO Constantes de Balasto Pilotes (parte enterrada) COTA [m] 304.64 303.64 302.64 301.64 300.64 299.64 298.64 297.64 296.64 295.64

Correccion Rigidez Grupo de pilotes Según MdeC 3.1003.303 (1) D

D Separacion Eje X, Sx Separacion Eje Y, Sy Sx/D Sy/D Reduccion CRx CRy

1.00 [m] N/A [m] 3.00 [m] N/A 3.00 N/A 0.35

Cota boca sondaje = 312.33 PROFUNDIDAD D Kh [m] 7.69 8.69 9.69 10.69 11.69 12.69 13.69 14.69 15.69 16.69

3

[m] [kg/cm ] 1.0 13.87 1.0 14.74 1.0 15.56 1.0 16.35 1.0 17.10 1.0 17.81 1.0 18.50 1.0 19.16 1.0 19.81 1.0 20.43

Kh

Kh

[kg/cm]

[ton/m] 13865.4 14739.4 15564.4 16347.8 17095.3 17811.5 18500 19163.8 19805.3 20426.7

138654 147394 155644 163478 170953 178115 185000 191638 198053 204267

CONSTANTE DE BALASTO CORREGIDA Kh long Kh transv [ton/m] 13865 14739 15564 16348 17095 17812 18500 19164 19805 20427

[ton/m] 4853 5159 5448 5722 5983 6234 6475 6707 6932 7149

Valores para SAP 2000

Constantes de Balasto Pilotes (parte superior no enterrada) COTA [m] 310.14 309.14 308.14 307.14 306.14

Correccion Rigidez Grupo de pilotes Según MdeC 3.1003.303 (1) D

D Separacion Eje X, Sx Separacion Eje Y, Sy Sx/D Sy/D Reduccion CRx CRy

1.00 [m] N/A [m] 3.00 [m] N/A 3.00

Cota boca sondaje = 312.33 PROFUNDIDAD D Kh [m] 2.19 3.19 4.19 5.19 6.19

3

[m] [kg/cm ] 1.0 7.40 1.0 8.93 1.0 10.23 1.0 11.39 1.0 12.44

Kh

Kh

[kg/cm]

[ton/m] 11099 8930 10235 11391 18660

110990 89303 102347 113908 186598

CONSTANTE DE BALASTO CORREGIDA Kh long Kh transv [ton/m] 11099 8930 10235 11391 18660

[ton/m] 3885 3126 3582 3987 6531

N/A 0.35

Valores para SAP 2000

Coeficientes para empujes pasivos y sísmicos: Angulo de friccion, 

40.00 º

1.1 Reposo ko = 1 – sen  ko:

0.357

1.2 ke según MC Vol 3.1003.402(2) A Ec. 5

k a 

1  sen 1  sen 0.217 según mecánica de suelos

ka:

1.3

ks = (ks - ke)

ks


0.080 según mecánica de suelos

60



Propiedades del suelo según Mecánica de Suelos:

Clasificación USCS

GP‐SM

Peso unitario total, T (T/m3)

2,2

Peso unitario boyante (T (T/m3)

1,3

Angulo de fricción interna,  (º)

40

Intercepto de cohesión, c (kg/cm2)

0

Módulo elástico, E (kg/cm2) Módulo de Poisson, V

460

z ( m)

0,25

7.3.2. MODELACIÓN ESTRUCTURA PASO INFERIOR Se presentan a continuación las modelaciones estáticas y sísmica del PI en estudio. En general el modelo corresponde a un marco plano que representa una línea de pilotes con las respectivas descargas sobre cada uno y un empuje igual a tres veces el diámetro del pilote. Se recuerda que es una estructura semi integral, es decir, se conectan los estribos a la superestructura a través de una loseta de continuidad (presente sobre los estribos y sobre la cepa). Para el caso estático se modela con empujes pasivos a ambos lados de la estructura y el tren C + 5% pasando sobre la superestructura, a continuación se muestra el modelo.


61



Modelo Estático: a. Modelación General

b. Carga Empuje estático

Se muestra dispuesta en un estribo. Se analiza el caso del empuje dispuesto en ambos estribos, además de una descompensación en el empuje estático en un estribo (50%).


62



c. Carga Vertical proveniente del Tablero


63



d. Carga Vertical proveniente del Tren C + 5%


64



e. Esfuerzos máximo pilote estribo caso estático


65



f. Esfuerzos máximo pilote cepa caso estático


66



g. Esfuerzos máximo en columnas de cepas TABLE: Element Forces ‐ Frames Frame

Station

OutputCase

CaseType

P

V2

M3

Text

m

Text

Text

Tonf

Tonf

Tonf‐ m

8

0 RESISTENCIA Combination

8

0. 2495 R ES IS TEN CI A C om bi nati on

8

0. 499 RES IS TEN CI A C ombi nati on

41

0 RESISTENCIA Combi nati on

41

0.5 RESISTEN CIA Combi nati on

41


42


42


42


43


43


43


44


44


44


45


45

0. 25 05 R ES IS TE NC IA C om bi n at io n

45

0. 501 R ES IS TEN CI A C om bi nati on

46


46

3. 15 RES IS TEN CI A C ombi nati on

46


MAX P MIN P

‐398.3986 ‐397.7127 ‐397.0269 ‐397.0269 ‐395.6525 ‐394.278 ‐394.278 ‐392.9036 ‐391.5291 ‐391.5291 ‐390.1547 ‐388.7802 ‐388.7802 ‐387.4058 ‐386.0313 ‐386.0313 ‐385.3427 ‐384.6541 ‐384.6541 ‐375.9951 ‐367.3361

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

‐398.3986 ‐367.3361

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

2 ESBELTEZ

Di ametro c ol umn a: Radio de giro: Al tu ra co lu mn a, Lu : k Esbeltez Esbeltez limite Pandeo

1 .00 0.30 6.30 2 42 22 Considerar Pandeo

3 EXCENTRICIDAD MINIMA Factor

b

e min

250

(15+0.03h) h

238958 1000.00 mm

e min

45 mm

e min

0.045 m

4 SOLICITACIONES CONSIDERANDOPANDEO

MAX P MIN P

‐398. 40 ‐367. 34

0. 00 0. 00

‐17.93 ‐16.53

Se muestran los máximos esfuerzos para el caso estático. Pero como se verá a continuación las máximas solicitaciones se generan con la modelación sísmica de la estructura, por lo que el diseño de los elementos de hormigón armado se realizan con los esfuerzos que se mostrarán para esa modelación.


67



Modelo Sísmica: a. Modelación General Sísmica

b. Carga Empuje Activo (Mononobe Okabe)


68



c. Carga Empuje Sísmico(Mononobe Okabe)

d. Carga Sísmica (Coeficiente sísmico Kh = 0.15)


69



e. Carga horizontal tablero

f. Desplazamiento máximo parte superior columa

Desplazamiento máximo 1.04 cm


70



g. Diagrama de momento para combinación de resistencia

h. Resultados: Se mostrarán a continuación los resultados del análisis sísmico. Se mostrará un listado con los esfuerzos extraídos del modelo SAP2000 y el diseño de la columna con el software CSICol.


71

[ MEMORIA DE CALCULO] 


PILOTES ESTRIBOS Esfuerzo máximos

o

TABLE: Element Forces ‐ Frames Frame

Station

OutputCase

P

V2

M3

Text

m

Text

Tonf

Tonf

Tonf ‐ m

7

0 RESISTENCIA

7

0.2495 RESISTENCIA

7

0.499 RESISTENCIA

9

0 RESISTENCIA

9

0.2495 RESISTENCIA

9

0.499 RESISTENCIA

28

0 RESISTENCIA

28

0.5 RESISTENCIA

28

1 RESISTENCIA

29

0 RESISTENCIA

29

0.5 RESISTENCIA

29

1 RESISTENCIA

30

0 RESISTENCIA

30

0.5 RESISTENCIA

30

1 RESISTENCIA

31

0 RESISTENCIA

31

0.5 RESISTENCIA

31

1 RESISTENCIA

32

0 RESISTENCIA

32

0.65 RESISTENCIA

32

1.3 RESISTENCIA

‐110.4656 ‐109.7797 ‐109.0939 ‐106.8256 ‐106.1397 ‐105.4539 ‐90.3322 ‐88.9578 ‐87.5833 ‐87.5833 ‐86.2089 ‐84.8344 ‐84.8344 ‐83.46 ‐82.0856 ‐82.0856 ‐80.7111 ‐79.3367 ‐79.3367 ‐77.5499 ‐75.7631

1.194E‐13 1.194E‐13 1.194E‐13 0 0 0

‐4.974E‐15 ‐3.476E‐14 ‐6.454E‐14 1.243E‐15 1.243E‐15 1.243E‐15

‐31.3617 ‐31.5678 ‐31.774 ‐31.774 ‐31.9802 ‐32.1863 ‐18.9387 ‐19.1449 ‐19.3511

68.21838

115.72474

16.0331

150.91125

15.8269

142.94626

83.95075 99.7862 99.7862

131.76636 131.76636 141.28726 150.91125

15.6207

135.08436

103.4882

135.08436

103.2202

67.90411

102.9522

0.89807

1 SOLICITACIONES SIN PANDEO MAX P

‐110.47 ‐75.76 ‐82.09 ‐79. 34

MIN P MAX M V MAX

0.00

0.00

102.95

0.90

‐19. 35

150. 91

103. 49

135. 08

2 ESBELTEZ

Dia metro c ol umn a: Radio de giro: Altu ra c ol umna , Lu: k Esbeltez Esbeltez limite Pandeo

1.00 0.30 6.30 2 42 22 Considerar Pandeo

3 FACTOR DE MAYORACION Factor

b

f´ c

250

E c Diametro columna

238958 1.00

I g columna K L u

0.04909 2 6.30 0.39

 d

P c

2095

Cm 

1.00 0.70

4 SOLICITACIONES CONSIDERANDO PANDEO  b MAX P MIN P MAX M V MAX


‐110.47 ‐75.76 ‐82.09 ‐79.34

0.00

0.00

1.08

102.95

0.95

1.05

‐19.35

159.86

1.06

103.49

142.81

1.06

72

[ MEMORIA DE CALCULO] o


Diseño de hormigón armado


73



Se muestra diagrama de interacción con la combinación de cargas más desfavorable verificada. Se verifican todas las mostradas.


74



PILOTES CEPAS o

Esfuerzo máximos


Station

OutputCase

CaseType

P

V2

M3

Text

m

Text

Text

Tonf

Tonf

Tonf‐ m

8


8

0. 2495 R ES ISTEN CI A C om bi nat io n

8

0. 499 R ES IS TEN CI A Co mb in at io n

41


41

0.5 RES ISTEN CI A Co mbi nati on

41


42


42


42


43


43


43


44


44


44


45


45

0. 2505 R ES IS TE NC IA C om bi na ti on

45


46


46


46


MAX P MIN P MAX M V MAX

‐169.8256 ‐6.963E‐ 14 ‐169.1397 ‐6.963E‐ 14 ‐168.4539 ‐6.963E‐ 14 ‐168.4539 ‐9.3459 ‐167.0795 ‐9.3459 ‐165.705 ‐9.3459 ‐165.705 ‐14.8921 ‐164.3306 ‐14.8921 ‐162.9561 ‐14.8921 ‐162.9561 ‐15.7037 ‐161.5817 ‐15.7037 ‐160.2072 ‐15.7037 ‐160.2072 ‐9.1949 ‐158.8328 ‐9.1949 ‐157.4583 ‐9.1949 8.495 ‐157.4583 ‐156.7697 8.3917 8.2884 ‐156.0811 8.2884 ‐156.0811 6.9896 ‐147.4221 5.6907 ‐138.7631

2.487E‐ 15

‐169.8256 ‐6.963E‐ 14 5.6907 ‐138.7631 ‐157.4583 ‐9.1949 ‐160.2072 ‐15.7037

2.487E‐ 15

1.986E‐ 14 3.723E‐ 14 2.114E‐ 14 4.67293 9.34586 9.34586 16.79193 24.23799 24.23799 32.08986 39.94173 39.94173 44.5392 49.13667 49.13667 47.0216 44.93241 44.93241 20.86955 0.89807

0.89807 49.13667 39.94173

2 ESBELTEZ

Dia metro col umna: Radio de giro: Altura columna, Lu: k Esbeltez Esbeltez limite Pandeo

1.00 0.30 6.30 2 42 22 Considerar Pandeo

3 FACTOR DE MAYORACION Factor

b

f´ c

250

E c Diametro columna

238957.5 1.00

I g columna K L u

0.049087 2 6.30 0.39

 d

P c

2095

Cm 

1.00 0.70



‐169.83 ‐138.76 ‐157.46 ‐160.21

0.00

0.00

5.69

0.99

1.13 1.10

‐9.19

55.05

1.12

‐15.70

44.84

1.12

75





76



Máxima compresión

Máximo Momento


77



7.3.3. MODELACIÓN ESTRUCTURA MUROS DE CONTENCION Se presentan a continuación la modelación sísmica (caso más desfavorable) de los pilotes que corresponden a los muros de contención del Paso Inferior. El modelo corresponde a un modelo en 2 dimensiones, donde se encontrará una barra (elemento frame) en voladizo resistiendo los empujes provenientes del suelo tras el muro (en un ancho igual a la distancia entre los pilotes). Las constantes de balasto y los empujes son los mismos mostrados para los estribos que correpsonden al paso inferior (sector con vigas).

a. Modelación General Sísmica


78



b. Carga Empuje Activo (Mononobe Okabe)

c. Carga Empuje Sísmico(Mononobe Okabe)


79



d. Carga Sísmica (Coeficiente sísmico Kh = 0.15)

e. Desplazamiento máximo parte superior columa

Desplazamiento máximo 4.40 cm JLS INGENIERIA LTDA.

80



f. Diagrama de momento para combinación de resistencia

g. Resultados: Se mostrarán a continuación los resultados del análisis sísmico. Se mostrará un listado con los esfuerzos extraídos del modelo SAP2000 y el diseño de la columna con el software CSICol.


81



PILOTES MUROS DE CONTENCIÓN (resultados de modelo SAP 2000) o

Esfuerzo máximos


Station

OutputCase

CaseType

P

V2

M3

Text

m

Text

Text

Tonf

Tonf

Tonf‐ m

52.7705

168.74499

22.7047

41.43779

3


3

3.45 RES IS TENCIA Co mb inat io n

3

6.9 RESISTENCIA Combi nation

10


10

0. 5 RES IS TENCIA Co mb inat io n

10


11


11


11


12


12


12


13


13


13


14


14

0. 250 5 R ES IS TE NC IA C om bi na ti on

14


16


16

0. 249 5 R ES IS TE NC IA C om bi na ti on

16


‐26.8074 ‐17.3237 ‐7. 84 ‐39.1801 ‐37.8057 ‐36.4312 ‐36.4312 ‐35.0568 ‐33.6823 ‐33.6823 ‐32.3079 ‐30.9335 ‐30.9335 ‐29.559 ‐28.1846 ‐28.1846 ‐27.496 ‐26.8074 ‐40.5518 ‐39.866 ‐39.1801

MAX P

MAX M V MAX

0. 53204

‐40.6361 ‐40.6361 ‐40.6361 ‐62.7899 ‐62.7899 ‐62.7899 ‐62.584 ‐62.584 ‐62.584 ‐29.2247 ‐29.2247 ‐29.2247

8.455E‐ 14 20.31805 40.63609 40.63609 72.03106 103.42602 103.42602 134.71803 166.01004 166.01004 180.6224 195.23476

52.9771

195.23476

52.8738

181.97694

52.7705

168.74499

3.183E‐ 13

3.979E‐ 14 ‐3.963E‐14 ‐1.191E‐13

3.183E‐ 13 3.183E‐ 13

‐40.55 ‐7.84 ‐28.18 ‐33.68

MIN P

2. 6827

0.00

0.00

2.68

0.53

52.98

195.23

‐62. 79

103. 43

2 ESBELTEZ

Di ametro c ol umna : Radio de giro: Al tura c ol umna , Lu: k Esbeltez Esbeltez limite Pandeo

1 .00 0.30 7.30 2 48.7 22 Considerar Pandeo

3 FACTOR DE MAYORACION Factor db

f´c Ec Diametro col umna Ig columna K Lu  Pc

250 238958 1.00 0.04909 2 7.30 0.39 1560

Cm 

1.00 0.70



‐40.55 ‐7.84 ‐28.18 ‐33.68

0.00

0.00

1.04

2.68

0.54

1.01

52.98

200.41

1.03

‐62.79

106.72

1.03

82





83



Momento Máximo

7.3.4. MODELACIÓN ESTRUCTURA LOSA INFERIOR Se presentan a continuación la modelación estática y sísmica de la losa de fundación en la que se incorporan los muros forro de la estructura. El modelo corresponde a una modelación en 3 dimensiones donde se incorporaron las constantes de balasto verticales según lo establecido en la mecánica de suelos como apoyo de la losa inferior en toda su superficie. Las cargas consideradas fueron el peso propio de la estructura, la subpresión de agua (con la combinación de ambas se verifica que la estructura no flote), los empujes de agua sobre los muros laterales y los empujes de tierra sobre el muro interior además de la inercia del relleno. Se incluyeron también las cargas vehiculares y peatonales según corresponda. Se debe recordar que esta es una estructura independiente al paso inferior y sus muros de contención.


84



a. Modelación General

b. Constante de Balasto vertical (resortes verticales)


85



c. Carga Subpresión de agua

d. Carga vehicular


86



e. Carga relleno

f. Empuje agua


87



g. Empuje activo sobre muro central

h. Empuje sísmico sobre muro central


88



i. Empuje sobrecarga sobre relleno

j. Carga inercial de relleno sobre muro central


89



k. Resultados: Se mostrarán a continuación los resultados del análisis de la losa inferior, para los elementos más desfavorables: 

VERIFICACION FLOTACION DE LOSA INFERIOR:

Se muestran los resultados de las reacciones verticales hacia arriba, lo que indica que la se producen cargas hacia abajo y la losa no flota, para la combinación de carga de cargas permanentes + subpresión de agua. 

MOMENTOS MAXIMOS MURO CENTRAL


90



Diseño a flexión del muro: ARMADURA MURO CENTRAL

b:

100 [cm]

h:

30 [cm]

d': d:

4.0 [cm] 26.0 [cm] 250 [kg/cm 2 ]

f'c Hormigón: fy Acero:

umax: u:

4200 [kg/cm 2 ]

Mdiseño :

H30

w:

A63-42H

A:

18.97 [cm2 ]

Amin:

7.80 [cm 2 ] 2 18.97 [cm ]

17.30 [ton m] 2 18.97 [cm /m]

Area :

0.14421

A: Utilizar



0.30470 A630-420H 0.13381

fi22@15

25.33 cm2

MOMENTOS MAXIMOS LOSA INFERIOR

Diseño a flexión losa inferior: ARMADURA LOSA INFERIOR

b:

100 [cm]

h:

80 [cm]

d': d:

5.0 [cm] 75.0 [cm] 250 [kg/cm 2 ]

f'c Hormigón: fy Acero:

umax: u:

Mdiseño : Area :

2

4200 [kg/cm ] 22.20 [ton m] 2 10.55 [cm /m]

H30

w:

A63-42H

A:

7.91 [cm 2 ]

Amin:

13.13 [cm 2 ] 2 10.55 [cm ]

A: Utilizar


0.30470 A630-420H 0.02064 0.02085

fi18@20

12.70 cm2

91



8. PLANOS


92



8.1.PLANOS

N°

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

CONTENIDO DE PLANO

DISPOSICION GENERAL MOLDAJE ESTRIBOS NORTE Y SUR MOLDAJE CEPA ENFIERRADURA CEPA Y ESTRIBO MOLDAJE VIGA L= 14,84 m MOLDAJE VIGA L= 13,91 m ENFIERRADURA VIGAS L=14,84 m Y L=13,91 m DISPOSICION DE VIGAS EN PUENTE MOLDAJE Y ARMADURA LOSA DETALLES CONSTRUCTIVOS DETALLES PLACAS DISPOSICION MUROS GEOMETRIA MUROS ENFIERRADURA MUROS ENFIERRADURA CABEZAL Y PILOTES


93

PROYECTO DE PAVIMENTACION       

MEJORAMIENTO EJE VIAL ERNESTO RIQUELME COMUNA DE RENGO CONTIENE :

PUENTE FERROVIARIO DISPOSICION GENERAL  

ESCALAS :

01

INDICADAS PROYECTISTA:

DE

15

FECHA:

JUNIO2011

TOPOGRAFIA

MINISTERIO DE VIVIENDA Y URBANISMO

SERVIU REGION DE O'HIGGINS

APROBACION

 

FECHA

SE DEJA EXPRESA CONSTANCIA QUE LOS DATOS DE TERRENO SON DE EXCLUSIVA RESPONSABILIDAD DEL INGENIERO PROYECTISTA. SERVIUREGIONDE O'HIGGINS

UNIDAD DE ESTUDIOS Y PROYECTOS

JEFE DEPTO. TECNICO

 

FECHA

B

A A

B



PUENTE FERROVIARIO MOLDAJE ESTRIBOS NORTE Y SUR  

ESCALAS :

02


DE

15

FECHA:

JUNIO2011

TOPOGRAFIA



APROBACION

 

FECHA



 

JEFE DEPTO. TECNICO

FECHA



PUENTE FERROVIARIO MOLDAJE ESTRIBOS NORTE Y SUR  

ESCALAS :

02


DE

15

FECHA:

JUNIO2011

TOPOGRAFIA



APROBACION

 

FECHA



JEFE DEPTO. TECNICO

 

FECHA



PUENTE FERROVIARIO MOLDAJE CEPA  

ESCALAS :

03


DE

15

FECHA:

JUNIO2011

TOPOGRAFIA



APROBACION

 

FECHA



 

JEFE DEPTO. TECNICO

FECHA



PUENTE FERROVIARIO MOLDAJE CEPA  

ESCALAS :

03


DE

15

FECHA:

JUNIO2011

TOPOGRAFIA



APROBACION

 

FECHA



JEFE DEPTO. TECNICO

 

FECHA



PUENTE FERROVIARIO ENFIERRADURA CEPA Y ESTRIBOS

 

ESCALAS :

04


DE

15

FECHA:

JUNIO2011

TOPOGRAFIA



APROBACION

 

FECHA



 

JEFE DEPTO. TECNICO

FECHA



PUENTE FERROVIARIO ENFIERRADURA CEPA Y ESTRIBOS

 

ESCALAS :

04


DE

15

FECHA:

JUNIO2011

TOPOGRAFIA



APROBACION

 

FECHA



JEFE DEPTO. TECNICO

 

FECHA



PUENTE FERROVIARIO MOLDAJE VIGA L=14.84 m.  

ESCALAS :

05

1:200 PROYECTISTA:

DE

15

FECHA:

JUNIO2011

TOPOGRAFIA



APROBACION

 

FECHA



 

JEFE DEPTO. TECNICO

FECHA




ESCALAS :

05

1:200 PROYECTISTA:

DE

15

FECHA:

JUNIO2011

TOPOGRAFIA



APROBACION

 

FECHA



JEFE DEPTO. TECNICO

 

FECHA




ESCALAS :

06

1:200 PROYECTISTA:

DE

15

FECHA:

JUNIO2011

TOPOGRAFIA



APROBACION

 

FECHA



 

JEFE DEPTO. TECNICO

FECHA




ESCALAS :

06

1:200 PROYECTISTA:

DE

15

FECHA:

JUNIO2011

TOPOGRAFIA



APROBACION

 

FECHA



JEFE DEPTO. TECNICO

 

FECHA



PUENTE FERROVIARIO ENFIERRADURA VIGA L=14.84 TRAMO 1 ENFIERRADURA VIGA L=13.91 TRAMO 2  

ESCALAS :

07


DE

15

FECHA:

JUNIO2011

TOPOGRAFIA



APROBACION

 

FECHA



 

JEFE DEPTO. TECNICO

FECHA



PUENTE FERROVIARIO ENFIERRADURA VIGA L=14.84 TRAMO 1 ENFIERRADURA VIGA L=13.91 TRAMO 2  

ESCALAS :

07


DE

15

FECHA:

JUNIO2011

TOPOGRAFIA



APROBACION

 

FECHA



JEFE DEPTO. TECNICO

 

FECHA



PUENTE FERROVIARIO DISPOSICION DE VIGAS EN PUENTE  

ESCALAS :

08


DE

15

FECHA:

JUNIO2011

TOPOGRAFIA



APROBACION

 

FECHA



 

JEFE DEPTO. TECNICO

FECHA



PUENTE FERROVIARIO DISPOSICION DE VIGAS EN PUENTE  

ESCALAS :

08


DE

15

FECHA:

JUNIO2011

TOPOGRAFIA



APROBACION

 

FECHA



JEFE DEPTO. TECNICO

 

FECHA



PUENTE FERROVIARIO MOLDAJE Y ARMADURA LOSA  

ESCALAS :

09

1:200 PROYECTISTA:

DE

15

FECHA:

JUNIO2011

TOPOGRAFIA



APROBACION

 

FECHA



 

JEFE DEPTO. TECNICO

FECHA



PUENTE FERROVIARIO MOLDAJE Y ARMADURA LOSA  

ESCALAS :

09

1:200 PROYECTISTA:

DE

15

FECHA:

JUNIO2011

TOPOGRAFIA



APROBACION

 

FECHA



JEFE DEPTO. TECNICO

 

FECHA



PUENTE FERROVIARIO DETALLES CONSTRUCTIVOS

 

ESCALAS :

10

1:200 PROYECTISTA:

DE

15

FECHA:

JUNIO2011

TOPOGRAFIA



APROBACION

 

FECHA



 

JEFE DEPTO. TECNICO

FECHA



PUENTE FERROVIARIO DETALLES CONSTRUCTIVOS

 

ESCALAS :

10

1:200 PROYECTISTA:

DE

15

FECHA:

JUNIO2011

TOPOGRAFIA



APROBACION

 

FECHA



JEFE DEPTO. TECNICO

 

FECHA



PUENTE FERROVIARIO DETALLE PLACAS

 

ESCALAS :

11

1:200 PROYECTISTA:

DE

15

FECHA:

JUNIO2011

TOPOGRAFIA



APROBACION

 

FECHA



 

JEFE DEPTO. TECNICO

FECHA



PUENTE FERROVIARIO DETALLE PLACAS

 

ESCALAS :

11

1:200 PROYECTISTA:

DE

15

FECHA:

JUNIO2011

TOPOGRAFIA



APROBACION

 

FECHA



JEFE DEPTO. TECNICO

 

FECHA



PUENTE FERROVIARIO

 

ESCALAS :

12


DE

15

FECHA:

JUNIO2011

TOPOGRAFIA



APROBACION

 

FECHA



JEFE DEPTO. TECNICO

 

FECHA

C

D

B

B

A

A



PUENTE FERROVIARIO

 

ESCALAS :

12


DE

15

FECHA:

JUNIO2011

TOPOGRAFIA



APROBACION

 

FECHA



JEFE DEPTO. TECNICO

 

FECHA

C

D

B

B

A

A

C

D



PUENTE FERROVIARIO GEOMETRIA MUROS

 

ESCALAS :

13


DE

15

FECHA:

JUNIO2011

TOPOGRAFIA



APROBACION

 

FECHA



 

JEFE DEPTO. TECNICO

FECHA

B

A



PUENTE FERROVIARIO GEOMETRIA MUROS

 

ESCALAS :

13


DE

15

FECHA:

JUNIO2011

TOPOGRAFIA



APROBACION

 

FECHA



JEFE DEPTO. TECNICO

 

FECHA

B

A

B

A


A


PUENTE FERROVIARIO

ENFIERRADURA MUROS

 

ESCALAS :

14


DE

15

FECHA:

JUNIO2011

TOPOGRAFIA


SERVIU REGION DE O'HIGGINS A

APROBACION

 

FECHA



 

JEFE DEPTO. TECNICO

FECHA

PROYECTO DE PAVIMENTACION A

      


PUENTE FERROVIARIO

ENFIERRADURA MUROS

 

ESCALAS :

14


DE

15

FECHA:

JUNIO2011

TOPOGRAFIA


SERVIU REGION DE O'HIGGINS A

APROBACION

 

FECHA



JEFE DEPTO. TECNICO

 

FECHA



 

ESCALAS :

15


DE

15

FECHA:

JUNIO2011

TOPOGRAFIA



APROBACION

 

FECHA



 

JEFE DEPTO. TECNICO

FECHA

B

C

B

C



 

ESCALAS :

15


DE

15

FECHA:

JUNIO2011

TOPOGRAFIA



APROBACION

 

FECHA



 

JEFE DEPTO. TECNICO

B

C

B

C

FECHA





9. ANEXO A: MECANICA DE SUELOS


109

INFORME GEOTECNICO PROYECTO DE MEJORAMIENTO EJE VIAL ERNESTO RIQUELME COMUNA DE RENGO, VI REGION DE O’HIGGINS

ARGIA INGENIERIA LTDA. Octubre 20, 2010 INGENIERIA CIVIL

GEOTECNIA

PLANIFICACION

GEOLOGIA

MEDIOAMBIENTE

6 ½ Oriente 169 – Viña del Mar, Fono: (56) 32-2976828 Fax (56) 32-2697930 e-mail: [email protected] ________________________________________________________________________________________ Argia Ingeniería Ltda. Informe Geotécnico 20.10.2010 - GEO Nº 2010/184

Proyecto de Mejoramiento Eje Vial Ernesto Riquelme

i

Comuna de Rengo, VI Región de O’Higgins

INFORME GEOTECNICO PROYECTO DE MEJORAMIENTO EJE VIAL ERNESTO RIQUELME COMUNA DE RENGO, VI REGION DE O’HIGGINS ARGIA INGENIERIA LTDA. CONTENIDO 1.

Introducción .................................................. ............................................................. 1

2.

Antecedentes ............................................... ............................................................... 2

3.

Resumen de Antecedentes ................................................ ......................................... 3

4.

Campaña de Exploración ........................................................................................... 4 4.1.

Sondaje………………………………………………………………………5

4.2.

Pozos... ………………………………………………………………………5

5.

Modelo Geotécnico ................................................ .................................................... 7

6.

Parametros de Diseño ............................................... ................................................. 8

FIGURAS 1.

Ubicación de Exploraciones. ............................................. ......................................... 4

TABLAS 1.

Ensayos SPT. ................................................ .............................................................. 5

2.

Análisis Granulométrico. ............................................................................................ 6

3.

Parámetros Geotécnicos Estrato 2. ............................................................................. 7

4.

Valores de I0 y F3. ................................................................................................... .... 8

ANEXOS A.

Album Fotográfico

B.

Empujes

________________________________________________________________________________________ Argia Ingeniería Ltda. Informe Geotécnico 20.10.2010 - GEO Nº 2010/184


i


INFORME GEOTECNICO PROYECTO DE MEJORAMIENTO EJE VIAL ERNESTO RIQUELME COMUNA DE RENGO, VI REGION DE O’HIGGINS ARGIA INGENIERIA LTDA.

1.

INTRODUCCION El presente informe geotécnico entrega los antecedentes del suelo para el proyecto de mejoramiento del eje vial correspondiente a la avenida Ernesto Riquelme en la ciudad de Rengo, VI Región,

En el proyecto se considera un puente para la vía férrea, un puente para la avenida Lautaro y el soterramiento de la avenida Ernesto Riquelme.

A continuación se resume los antecedentes tenidos a la vista para el estudio, se entrega los resultados de la campaña de exploración y se presenta un modelo geotécnico conjuntamente con los parámetros para el diseño estructural.



1


2.

ANTECEDENTES Para este estudio se tuvo a la vista los siguientes documentos:



Bases de Licitación Serviu Región de O’Higgins 8/2010 ID: 642-13LP10.



Sección 5.6. Mecánica de Suelos. Estudio Prefactibilidad Mejoramiento Eje Vial, Av. Ernesto Riquelme, Comuna de Rengo, Límite Ingeniería Ltda.



Planos Anteproyecto de Estructuras, Paso Inferior, FF.CC. 

Planta general



Secciones puentes y muros



Perfiles y secciones muros



Detalles rehabilitación puente existente



Detalles



2


3.

RESUMEN DE ANTECEDENTES Conforme al informe geotécnico contenido en el estudio de prefactibilidad, que se basa en los resultados de un sondaje geotécnico de 15 m de profundidad y cuatro calicatas de exploración 1,5 m de profundidad el suelo se compone de una depositación gravo arenosa, de compacidad media a alta, con tamaño máximo de partículas entre 8” y 5”. Este material se reconoce desde la superficie del terreno y tiene un espesor indefinido para efecto del proyecto.

En la ficha estratigráfica del sondaje se individualiza un estrato hasta 2,8 m de grava areno arcillosa, color marrón, de humedad media a baja, compacidad media a alta, en gravas de cantos redondeados de tamaño predominante 1”, con bolones de hasta 5”.

Por debajo de 2,8 m, las gravas son arenosas y no presentan arcilla. Su compacidad es media a alta.

Los análisis granulométricos de los suelos ensayados de las calicatas muestran clasificación USCS que varía entre SC y GM para el estrato superior.

El nivel freático estaría ubicado a una profundidad de aproximadamente 8 m al momento de la exploración del estudio de preinversión.



3


4.

CAMPAÑA DE EXPLORACION La exploración, para confirmar o modificar el modelo descrito en la etapa previa del proyecto, consistió en la ejecución de un sondaje de 15 m de profundidad y dos pozos de reconocimiento de 3 m de profundidad cada uno.

La ubicación de estas

exploraciones se muestra en la Figura 1. En ella también se indica la posición del sondaje de la etapa de prefactibilidad.

Figura 1. Ubicación de exploraciones.

______________________________________________________________________________ _______________________________________ _________________________________________________ __________ Argia Ingeniería Ltda. Informe Geotécnico 20.10.2010 - GEO Nº 2010/184


4


4.1.

Sondaje

El sondaje avanzó en toda su extensión en gravas densas, habiéndose obtenido rechazo a la penetración con cuchara (ensayo SPT) a las profundidades indicadas en la Tabla 1:

Tabla 1 Ensayos SPT Profundidad (m)

N SPT

0,2

R

3,43

R

6,78

R

10,01

R

14,05

R

El nivel freático medido al término de la faena de perforación se encontraba a una profundidad de 7 m desde la superficie.

El Anexo A contiene el álbum fotográfico que muestra la ejecución del sondaje y las muestras recuperadas.

4.2.

Pozos

Los pozos fueron excavados mecánicamente (retroexcavadora) esencialmente para determinar la profundidad de la interfase entre el estrato de gravas con finos y el estrato de gravas limpias. limpias. Este se encontró a una profundidad de 2,5 m, m, coincidente con la información previa.



5


El análisis granulométrico efectuado a muestras representativas de los suelos encontrados se resume en la Tabla 2.

Tabla 2 Análisis Granulométrico Muestra

Estrato 1

Estrato 2

Profundidad (m) Malla Muestra Pozo 5” 4” 3” 2½” 2” 1½” 1” 3/4” 3/8” Nº4 Nº10 Nº40 Nº200 Indice de Plasticidad Clasificación USCS Clasificación AASHTO Humedad Natural

0,0 – 2,5 % pasa

 2,5 % pasa

1 1 100 96 80 74 60 55 44 39 38 34 22 NP GM A-1b 12,6

2 2 100 97 77 70 56 51 41 36 33 27 17 NP GM A-1b 10,9

3 1 100 91 67 59 51 40 32 27 21 18 16 13 6 NP GP-GM A-1a 7,4

4 2 100 92 69 57 53 42 30 26 23 16 14 11 5 NP GP-GM A-1a 8,1

En el Anexo A se entrega el álbum fotográfico para la exploración por medio de pozos.



6


5.

MODELO GEOTECNICO La exploración, demostró que el modelo geotécnico planteado en la campaña ejecutada para el estudio de preinversión es válido.

El suelo apto para fundar las estructuras corresponde al estrato 2 bajo 2,5 m de profundidad, con los parámetros geotécnicos que se indican en la Tabla 3.

Tabla 3 Parámetros Geotécnicos Estrato 2 Clasificación USCS

GP-SM 3

2,2

Peso unitario total, T (T/m ) Peso unitario boyante (T (T/m )

3

1,3

Angulo de fricción interna,  (º)

40 2

Intercepto de cohesión, c (kg/cm ) 2

Módulo elástico, E (kg/cm ) Módulo de Poisson, V

0 460

z ( m )

0,25



7


6.

PARAMETROS DE DISEÑO Las estructuras podrán ser fundadas sobre zapatas directas, a una profundidad tal que se apoyan en el estrato 2, y como mínimo a 2,5 m. No se requiere fundaciones profundas, salvo que las características estructurales lo obliguen.

Para el diseño se considerará los siguientes valores de capacidad de carga admisible: 2

q adm = 4,5 kg/cm (caso estático) 2

q adm = 6,0 kg/cm (con sismo)

La constante de balasto vertical se calculará con la expresión: E

3

K(kg/cm ) =

3

2

B * I 0 * F (1   )

Donde: 2

E (kg/cm ) : módulo elástico B (cm)

: ancho de la fundación

I0

: factor de forma

F3

: factor de enterramiento

Los valores de I0 y F3 se muestran en la Tabla 4.

Tabla 4 Valores de I0 y F3 L/B I0 DF/B F3 1,0 1,5 2,0 5,0 10

0,82 1,06 1,20 1,70 2,10

0,0 0,5 1,0 2,0 5,0 10

1,0 0,87 0,78 0,68 0,55 0,52

L : Largo DF: Profundidad del sello de fundación. ________________________________________________________________________________________ Argia Ingeniería Ltda. Informe Geotécnico 20.10.2010 - GEO Nº 2010/184


8


El coeficiente de balasto vertical se amplificará por un factor de 1,5 para el caso con sismo.

Para la verificación del giro de los estribos se usará la expresión:



( rad )



2 N k v LB

2

Para el empuje sobre muros, se ha reproducido las páginas 118 a 120 del informe de preinversión en el Anexo B.

En el análisis sísmico, el suelo se considerará tipo II en zona II, para la aplicación de la norma NCh 433.

Informe preparado por:

Luis Rojas G., Ph. D. Ingeniero Civil – Especialista Geotécnico



9


Claudio Morales From: Sent: To: Cc: Subject:

[email protected] martes, 21 de junio de 2011 12:30 p.m. 'Claudio Morales' 'Jose Luis Seguel' RE: PROYECTO MEJORAMIENTO EJE VIAL ERNESTO RIQUELME, RENGO

GEO Nº2011/1225 Estimado Claudio: Considerado un pilote preexcavado embebido 10 m bajo la superficie de terreno, se tiene una contribución por mando de 58 T, por punta 889 T y un peso de 11 T. Así entonces la capacidad última es de 936 T. Para el cálculo de cargas estáticas al factor de seguridad 3 implica una capacidad admisible de carga de 310 T y 470 T con sismo. La resistencia última al arranque es de 70 T; con un FS = 2 se tiene un admisible de 35 T. Si el sello de fundación de la zapata o viga está algunos metros por debajo de la superficie de terreno, los valores indicados son conservadores. 3

El coeficiente de balasto lateral a ser utilizado en kg/cm será de 5 desde la superficie de terreno.

z

, donde z es la profundidad en m, medida

No tengo la cota de boca de los sondajes por lo que a falta de otra información, se deberá estimar con la información topográfica. Cualquier consulta no dudes en hacerla a mi celular. Atentamente,

Luis Rojas G., Ph. D. Ingeniero Civil – Especialista Geotécnico Geo Ambiental Consultores Cía. Ltda. Teléfono: 32-2976828

De: Claudio

Morales [mailto:[email protected]] 17 de Junio de 2011 15:59 Para: [email protected] CC: 'Jose Luis Seguel' Asunto: PROYECTO MEJORAMIENTO EJE VIAL ERNESTO RIQUELME, RENGO Enviado el: Viernes,

Luis, Con respecto al proyecto en referencia te comento que se va a estructurar con Estribos y Cepa tipo pila pilotes (en el sector del estribo con un muro forro) y viga cabezal, con una losa de fundación independiente del resto de la estructura. Te adjunto el encaje de la estructura.

1

Memoria Cálculo Paso Inferior

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