Memoria Técnica Atravieso Humberstone Tuberías 63 Mm ( Versión 09 10 10)

MEMORIA DE CALCULO CALCULO ATRAVIESO TUBERÍAS ELETRICAS ELETRICAS 63 mm, RUTA A-16 KM 42

MEMORIA DE CÁLCULO

PROYECTO ESTUDIO ESTRUCTURAL ATRAVIESO TUBERÍAS DE ACERO DIAMETRO 63mm, RUTA A-16 KM 42, 4 2, PARA RESTAURACIÓN SISTEMA ELECTRICO SALITERA HUMBERSTONE

“

”

COMUNA DE POZO ALMONTE

CALCULO: JUAN CARLOS MOYANO ROZAS INGENIERO CIVIL MANDANTE: CORPORACIÓN MUSEO DEL SALITRE CONTRATISTA: RECREACIONES COMERCIAL BAJO MOLLE S.A.

(VERSIÓN PRELIMINAR)

IQUIQUE, FEBRERO DEL 2013

MEMORIA DE CALCULO ATRAVIESO TUBERÍAS ELETRICAS 63 mm, RUTA A-16 KM 42

1.

GENERALIDADES

1.1. Introducción El presente documento corresponde a la Memoria de Cálculo del Diseño Estructural del atravieso de 5 Tuberías de acero con diámetros 63mm, ubicado bajo el terraplén de la Ruta A-16, km 42 en la Pampa del Tamarugal, atravieso que dará soporte y cabida a cables eléctricos, para abastecer de electricidad a la Salitrera Humberstone. La estructuración básica del atravieso se realizó en forma analítica cumpliendo todas las exigencias solicitadas en disposiciones Legales y Normas Pertinentes , relacionadas a Diseño, cálculo, construcción y mantenimiento de los atraviesos en caminos públicos y en forma especial del Volumen N°3 del manual de carreteras y de las siguientes documentos: DFL MOP N° 850 DE 1997, que fija el texto actualizado de la Ley N° 15.840 y del DFL N° 206 de 1960, Ley de caminos y sus Modificaciones posteriores.  Volúmenes del manual de carreteras, Dirección de Vialidad, en particular lo relativo a la operación 7.301.5 factibilidad de atraviesos en Rutas Viales ( Volumen n°7).  Ley de transito N° 18.290 de 1984 y sus modificaciones posteriores. 

Como base de cálculo se consideró la topografía realizada por el consultor M&D Geomensores Ltda, contratrado por el consultor y con los datos de terreno aportados por esta oficina de ingeniería. 1.2. Planos de proyecto Los formatos, escalas, espesores de líneas, tipos y tamaños de letras y números, notas, numeración de planos y revisiones serán indicados en los planos. 1.3. Sistema de Unidades 1.3.1. Planos Las dimensiones de las estructuras y sus elementos, junto con los cálculos realizados, serán expresadas en unidades del sistema métrico según el siguiente criterio.


Hormigón: Unidad básica de longitud Unidad básica de peso

: :

centímetros (cm) kilogramo fuerza (kgf)

: :

milímetro (mm) kilogramo fuerza (kgf)

Acero: Unidad básica de longitud Unidad básica de peso 1.3.2. Cálculos Los cálculos estructurales deberán realizarse en el sistema métrico técnico o en el sistema internacional MKS. 1.4. Sistema de Referencia Las cotas de nivel serán en metros. Las coordenadas de posición serán referidas al sistema UTM referidas al DATUM provisorio Sudamericano la Canoa Venezuela año 1956, dados por Oficina Ingeniería y topografía efectuada para este proyecto. 1.5. Normas, Códigos y Referencias Se han considerado como base para el desarrollo de este proyecto, los siguientes documentos y planos de referencia. 1.5.1. Normas y Códigos 1.5.1.1.

Cargas

Vehícular: Peso de trafico pesado, según método de manual de carreteras Volumen N°3. Terraplén: Peso propio de tierra sobre tubería. Esfuerzos internos de Hincado, generado por construcción. 1.5.1.2.

Diseño

Nch 427

:

Nch 428 AISC

: :

Especificaciones para el Cálculo de Estructuras de Acero para Edificios Ejecución de Construcciones de Acero American Institute of Steel Construction


UBC

:

ACI 318 Nch 429 Nch 430

: : :

1.5.1.3.

Uniform Building Code, International Conference of Buildings Officials Código de Diseño de Hormigón Armado Hormigón Armado - Parte I Hormigón Armado - Parte II

Materiales

Acero Estructural

:

Hormigón Cemento

: :

1.5.1.4.

Soldaduras

AWS A.12.1 AWS D.1.0 AWS D.2.0

2.

Nch 203 - Nch 1159 - ASTM A325 ASTM A36 Nch 170 - Nch 171 Nch 148 - Nch 158 - Nch 160 Nch 162

: : :

Soldadura de Barras de Refuerzo Soldaduras Estructurales Soldaduras Estructurales

BASES DE DISEÑO

2.1. Antecedentes Generales El presente documento establece los criterios básicos aplicados al diseño de ingeniería de las obras relacionadas con el proyecto de construcción (atravieso de 5 Tuberías diámetro 63 mm). 2.2.

Materiales

2.3.1.

Hormigón Armado Hormigones

2.3.2.

:

H –25; f'c=212 [kg/cm2]; E=237000 [kg/cm2]; 85% N.C.; R28=250 [kg/cm2].

Acero Estructural Perfil Tubería ASTM A53 : 37-24 ES; fy = 2400 [kg/cm2]; E= 2.100.000 [kg/cm2]


2.3.3.

Soldadura Soldadura E-6011ó E-7011 AWS

2.3.4.

Suelo de relleno Terraplén -

2.4.

Peso específico :1,85 [Ton/m3]; E=2.000 [kg/cm2]. ancho corona terraplén = 10.0 mt. ancho base terraplén = 15.0 mt altura terraplén = 1.90 mts.

Estados de Carga

Se consideraron los siguientes estados de carga para el diseño de la estructura y de sus elementos complementarios. Peso Propio (PP) Sobrecarga (SC) 2.5. Software Utilizados Durante el desarrollo de las diferentes etapas de diseño, se han utilizado algunos programas computacionales, dependiendo del objetivo que se persigue. Estos software, junto a la función que cumplen, se especifican a continuación. SAP 2000: "Programa de Análisis Estructural y Diseño" CYPE : Módulo para obras civiles y suelos. Se ha utilizado para modelar la estructura y elementos complementarios, con el fin de obtener los esfuerzos de diseño en cada uno de ellos a los estados de carga y a las combinaciones especificadas.

3.

Modelación Estructural

3.1. Cargas Consideradas: Peso Propio

: P.P.

Sobrecargas

: S.C.


3.2. Combinaciones de Cargas Las combinaciones de carga utilizadas y los factores de modificación, según el tipo de elemento analizado, son las que se presentan a continuación, donde las cargas consideradas son el peso propio de la tubería o carga muerta (PP), la sobrecarga (peso de agua y terraplén de tierra) o carga viva (SC), peso de transito por Eje Equivalentes . 3.3.1. Elementos de Hormigón: Considerado para cámaras de atravieso. Combinación 1 : Combinación 2 : Combinación 3 :

1.4 * PP + 1.7 * SC 1.4 * PP + 1.4 * SC sismo x-x 1.4 * PP + 1.4 * SC sismo y-y



1.4 Eventualidad



1.4 Eventualidad

Los elementos de Hormigón se diseñan por el método de las tensiones de rotura. ( en nuestro caso no fueron considerados diseños en hormigón). 3.3.2. Elementos de Acero: Combinación 1 : Combinación 2 : Combinación 3 :

1.0 * PP + 1.0 * SC 1.0 * PP + 1.0 * SC  1 Eventualidad sismo x-x 1.0 * PP + 1.0 * SC  1 Eventualidad sismo y-y

Los elementos de acero se diseñan por el método de las tensiones admisibles.

4.

DISEÑO:

4.1. CRITERIOS Y HIPÓTESIS 4.1.1. Modelación


Para obtener los esfuerzos internos en las cañerías y apoyos, se modelará estos elementos como vigas simplemente apoyadas a lo largo de toda su longitud, incorporándolas al modelo analítico respectivamente. ( Ver dibujo esquemático de esquemas de nudos).

Nudo 1

Nudo 2

Nudo 3

Nudo 4

4.1.2. Cargas de Diseño Se diseñarán de acuerdo a las combinaciones de diseño anteriormente descritas, considerando como carga distribuida sobre las cañerías como peso de cables (despreciables) y una carga distribuida del peso de las cañerías en estudio, además, se analizó una carga distribuida lineal del peso del terraplén y una carga de un camión pesado de 22 ton por eje, en la posición más desfavorable (centro de carpeta de rodado). 4.1.3. Chequeo y Verificación de Tubería de acero y apoyos. El chequeo estructural de cada tubería y apoyo, siguió un procedimiento respetando las normas de diseño y las recomendaciones de los códigos. El método de cálculo fue el de la distribución de los esfuerzos de corte bajo el terraplén, según la la relación matemática estudiada por Hogentogler, los parámetros correspondientes se muestran en Figura 4,25 adjunta en anexo, Zeta dice que el esfuerzo máximo de corte es de 0,32 p, en que p= W x h , donde w= peso específico del terraplén y h= altura del terraplén o suelo de relleno.

4.2. Diseño y Verificación de la tubería de acero Se chequea y verifica la tubería de acero que será utilizada, para lo cual se han considerado los esfuerzos de diseño calculados anteriormente mediante el modelo tridimensional y la fórmula de Hogentogler, según siguiente esquema.


Apoyo

Poniente

Apoyo ORIENTE

= ,

,

m.

m,

,

m.

Modelación atravieso 63 mm Ruta A-16 KM 42,0

( ver detalle en plano de ingeniería lámina 01 )

4.2.1.-

Cañerías diámetro 63 mm esp.= 3 mm; ASTM A36:

M = máximo; N=máximo ; V= máximo. FF =

M W

;

Fn= N/A

;

Fv = V/A

A = 5,70 cm2, IX = 26,2 cm4, W X = 8,24 cm3, i = 2,4 cm, Con; FF = 1.440 Kg/cm2

¡OK! cañería


4.2.2.-

Resultados con cargas combinadas:

Flexión: Combinación 1: Combinación 2: Combinación 3: Elemento Apoyo 1 2 3 4

Cumple

Elemento Apoyo 1 2 3 4

Cumple

Elemento Apoyo 1 2 3 4

Cumple

o.k o.k o.k o.k

Corte: Combinación 1: Combinación 2: Combinación 3

o.k o.k o.k o.k

Normal: Combinación 1: Combinación 2: Combinación 3

o.k o.k o.k o.k


5.

DISEÑO Y CHEQUEO DE DEFORMACIONES

Las deformaciones esperadas para este tipo de suelo -donde existe una muy alta compacidad del suelo- sobre la camisa de acero son despreciables y fueron chequeadas por las formulas de Boussinesq, y del instituto de pavimento de Moscú. (chequeadas con el manual de carreteras).

6.

PROCEDIMIENTO DE TRABAJO.

Dado las características de la infraestructura existente se procederá según el volumen N°7 del manual de carreteras, para el hincamiento horizontal del ducto (“tunelera”), mediante u n martillo neumático horizontal, teniendo en consideración :   

 

7.

El espacio horizontal necesario para el trabajo de hincamiento. Se ejecutará biseles de corte en los extremos del ducto, amenidad que se avance se retirará escombros y piedras. Una vez instalada la camisa y extraída la tierra y piedras, se procederá a sellar la sobre excavación de ambas bocas, con hormigón h10. Se respetará todo lo relativo a lo descrito en manual de carreteras, ( 7.301.0502) El contratista deberá cumplir con toda la exigencia de seguridad en carreteras y procedimientos legales y administrativos solicitados por Vialidad MOP.

PARTIDAS DEL PRESUPUESTO Y BASES DE MEDICIÓN.

Según el volumen N°7 del manual de carreteras, 7.301.5, se debe describir en forma global el presupuesto de la obra proyectada, dentro de ese contexto el presupuesto global asciende al valor de $ 4.100.000 + IVA.

Juan Carlos Moyano Rozas Ingeniero Civil


Memoria Técnica Atravieso Humberstone Tuberías 63 Mm ( Versión 09 10 10)

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