ALCANCE DE TRABAJO PARA PROYECTO DE CURSO AEROPUERTOS CIV ± 327
1. DISEÑO GEOMETRICO (Pista, Calles de rodaje y Plataforma) 1.1.
PISTA 1.1.1. Orientación y designación de pista (para vientos transversales de 10, 13 y 20 nudos) 1.1.2. Diseño de rasante 1.1.3. Longitud de pista 1.1.4. Características físicas 1.1.4.1. Ancho de pista 1.1.4.2. Pendientes (longitudinal y transversal) 1.1.4.3. Franjas (ancho, largo, pendientes, ect)
1.2.
CALLES DE RODAJE 1.2.1. Ubicación y configuración 1.2.2. Ancho 1.2.3. Pendientes 1.2.4. Franjas y otros
1.3.
PLATAFORMA 1.3.1. Diseño para tres posiciones del BOEING 737 ± 100
2. DISEÑO DE PAVIMENTOS 2.1. Pavimento flexible para aéreas criticas y no criticas 2.2. Pavimento rígido para aéreas criticas y no criticas 3. PRESENTACION Y DEFENSA.- El proyecto deberá ser presentado en un ejemplar por grupo, conteniendo: Las memorias de cálculo, Rosa de vientos, Diseño de rasante(plano), Perfiles típicos de pista y calles de rodaje, Diseño de plataforma(plano)
DATOS PARA EL PROYECTO
AERONAVE DE DISEÑO Avión de diseño Velocidad de crucero Consumo de combustible Características generales del avión de diseño Longitud de campo de referencia del avión
: BOEING 737 ± 100 : 495 nudos : 3100 Kg/h : Texto guía : 2100 m
CARACTERISTICAS DE OPERACIÓN Vuelo a destino sin escalas Vuelo a aeropuerto alternativa Combustible de reserva Pronostico de operaciones
: 1150 km : 247 km : Para 25 minutos adicionales : Ver anexo
DATOS DEL EMPLAZAMIENTO Topografía del terreno Temperatura de referencia Datos de viento en la zona
: ver anexo : 28.7 ºC : ver anexo
CARACTERISTICAS DE LOS MATERIALES CBR del terreno de fundación CBR capa base Resistencia del concreto a la flexión Modulo de reacción del terreno
: Ver anexo : Ver anexo : Ver anexo : Ver anexo
DATOS PARA EL PROYECTO
AERONAVE DE DISEÑO Avión de diseño Velocidad de crucero Consumo de combustible Características generales del avión de diseño Longitud de campo de referencia del avión
: BOEING 737 ± 100 : 495 nudos : 3100 Kg/h : Texto guía : 2100 m
CARACTERISTICAS DE OPERACIÓN Vuelo a destino sin escalas Vuelo a aeropuerto alternativa Combustible de reserva Pronostico de operaciones
: 1150 km : 247 km : Para 25 minutos adicionales : Ver anexo
DATOS DEL EMPLAZAMIENTO Topografía del terreno Temperatura de referencia Datos de viento en la zona
: ver anexo : 28.7 ºC : ver anexo
CARACTERISTICAS DE LOS MATERIALES CBR del terreno de fundación CBR capa base Resistencia del concreto a la flexión Modulo de reacción del terreno
: Ver anexo : Ver anexo : Ver anexo : Ver anexo
ANEXO I DATOS DE VIENTOS (En porcentaje po rcentaje)) INTENSIDAD DEL VIENTO (en nudos)
DIRECCIÓN 5 a 10
11 a 13
14 a 20
Más de 20
Total
N
0.24
0,05
0,01
0,00
0,30
NNE
0.10
0,10
0,00
0,00
0,20
NE
0.50
0,02
0,05
0,00
0,57
ENE
5.40
5,00
4,00
0,00
14,4
E
6,00
5,50
5,00
1,10
17,60
ESE
7,87
4,50
3,80
2,00
18,17
SE
4.82
1,32
0,80
0,20
7,14
SSE
1,14
0,10
0,00
0,00
1,24
S
0,28
0,02
0,01
0,00
0,31
SSW
0,01
0,01
0,00
0,00
0,02
SW
0,34
0,03
0,00
0,00
0,37
WSW
0,55
0,05
0,05
0,00
0,65
W
4,30
2,20
1,29
0,20
7,99
WNW
2,80
1,29
1,00
0,77
5,86
NW
3,66
0,80
2,45
1,01
7,92
NNW
0,13
0,02
0,05
0,00
0.20
TOTAL
38.14
21.01
18.51
5.28
82.94
VIENTOS EN CALMA
17.06
TOTAL DE VIENTOS
100
PRONOSTICO DE OPERACIONES TREN PRINCIPAL
DESPEGUES POR AÑO
PEMD (LIBRAS)
FOKER F 27
SIMPLE
345
45.000
B 737 ± 100
DUAL
2350
97.000
B 737 ± 200
DUAL
150
110.000
B 727 ± 100
DUAL
50
140.000
B 707 - 320
TANDEM
25
220.000
AERONAVE
CBR TERRENO DE FUNDACION CBR CAPA BASE RES. CONCRETO A FLEXION (28 DIAS) K TERRENO DE FUNDACION
: 10 % : 20 % : 43.5 kg/cm2 : 75 lb/pulg 3
CARACTERÍSTICAS GENERALES DEL BOEING 737 - 100 Características
Unidades
Peso máximo de
Libras
97.800
104.000
111.000
diseño en pista
Kilogramos
44.350
47.170
50.340
Peso máx. de
Libras
97.000
103.000
110.000
Kilogramos
43.990
42.720
19.190
Libras
89.700
98.000
99.000
Kilogramos
40.680
44.450
44.900
diseño para el despegue Peso máx. de diseño para el aterrizaje
Modelo 737 - 100
CARACTERÍSTICAS GENERALES DEL BOEING 737 - 100 Características
Unidades
Peso máximo de
Libras
97.800
104.000
111.000
diseño en pista
Kilogramos
44.350
47.170
50.340
Peso máx. de
Libras
97.000
103.000
110.000
Kilogramos
43.990
42.720
19.190
Libras
89.700
98.000
99.000
Kilogramos
40.680
44.450
44.900
Libras
81.700
85.000
90.000
Kilogramos
37.050
38.550
40.820
Peso del avión
Libras
58.600
59.000
62.000
vacío
Kilogramos
26.580
26.760
28.120
Carga de pago
Libras
23.100
26.000
28.000
máximo
Kilogramos
10.470
11.790
12.700
Capacidad de
Mixed Class
12 primera clase y 73 turista
asientos
All Economy
99 six ± abreast; FAA exit limit 124
Volumen máx. de
Pies cúbicos
650
650
650
carga permitido
Metros cúbicos
18.4
18.4
18.4
3.540
3.540
4.720
Litro
13.400
13.400
17.860
Libra
23.720
23.72
31.620
Kilogramo
10.760
10.760
14.340
diseño para el despegue Peso máx. de diseño para el aterrizaje Peso del avión cargado sin combustible
Galones Combustible utilizable
americanos
Modelo 737 - 100
DESARROLLO DEL PROYECTO
1.- DISEÑO GEOMETRICO (Pista, Calles de rodaje y Plataforma) 1.1.- PISTA 1.1.1.- Orientación y designación de pista (para vientos transversales de 10, 13 20 nudos a) Clave de referencia de aeródromo Su propósito es proporcionar un método simple para relacionar entre sí las especificaciones concernientes a las características de los aeródromos, a fin de suministrar una serie de instalaciones aeroportuarias que convengan a los aviones destinados a operar en el aeródromo. La letra o número de clave para fines de proyecto, están relacionadas con las características del avión crítico de diseño. La clave está compuesta de dos elementos. El elemento 1 es un número basado en la longitud de campo de referencia del avión y el elemento 2 es una letra basada en la envergadura del avión y en la anchura exterior entre las ruedas del tren de aterrizaje principal. El número de clave se denomina en función al valor más elevado de las longitudes de campo de referencia de los aviones para los que se destine la pista. La letra de clave se determinara por medio de la tabla correspondiente, seleccionando la letra que corresponda a la envergadura mayor o a la anchura exterior más elevada ruedas del tren de aterrizaje principal, tomando de las dos la que dé el valor más crítico para la letra de clave de los aviones para los que se destine la instalación.
La clave para el aeródromo se determinara por medio de la siguiente tabla:
CLAVE DE REFERENCIA DE AERODROMO Elemento 1 de la clave
Elemento 2 de la clave Anchura exterior
Numero
Longitud de campo de
Letra de
de clave.
referencia del avión.
clave.
Envergadura.
entre ruedas del tren de aterrizaje principal.
1 2 3 4
Menos de 800m. De 800 a 1200m. (Exclusive) De 1200 a 1800 m. (exclusive)
A
C
De 1800m. En adelante .
D
B
E
Hasta 15m (exclusive). De 15 a 24m (exclusive). De 24 a 36m. (Exclusive) De 36 a 52m. (Exclusive). De 52 a 65m. (Exclusive).
Hasta 4.5m. (Exclusive). De 4.5 a 6m. (Exclusive). De 6 a 9m. (Exclusive). De 9 a 14m. (Exclusive) De 9 a 14m. (Exclusive)
Datos: Longitud de campo de referencia: 2100 m. Envergadura: 28.35m. Anchura entre ruedas del tren de aterrizaje: 5.23m Entonces en tabla se obtiene: 4 ± C Por lo tanto aeródromo de tipo 4 ± C
b) Orientación de pista Muchos factores intervienen en la determinación del emplazamiento, orientación y número de pista, entre los cuales podemos mencionar los siguientes: 1. Las condiciones meteorológicas. 2. La topografía del emplazamiento y del terreno circundante. 3. El tipo y volumen de tránsito aéreo. 4. Performance de los aviones. 5. Medio ambiente, ecología, ruido.
Hasta donde lo permitan los demás factores, la pista principal debe estar orientada en la dirección del viento predominante. Todas las pistas deben orientarse de modo que las zonas de aproximación y de despegue se encuentren libres de obstáculos. Una pista debe estar orientada de tal forma que el coeficiente de utilización del aeropuerto no sea inferior al 95% para los aviones que operan en el mismo. Al aplicar el coeficiente de utilización del 95% debe suponerse que en circunstancias normales, impide el aterrizaje o despegue de un avión una componente transversal del viento que exceda de: 37 Km. /hora (20 nudos), longitud de campo de referencia es de 1500m. o más. 24 Km. /hora (13 nudos), longitud de campo de referencia es de 1200m a 1500m. 19 Km. /hora (10 nudos), longitud de campo de referencia es inferior a 1200m. Los datos a usarse para el análisis de los vientos deben basarse en estadísticas que abarquen un periodo tan largo como sea posible, no menor a 5 años. Es conveniente examinar la velocidad y dirección del viento para diversas condiciones de visibilidad. Nuestra orientación de pista que se tuvo fue la siguiente:
De SE ± ESE a WNW ± NW Orientación Máxima: Para 20 nudos: 38.14 + 21.01 + 18.51 + 5.28 = 100.00% Para 13 nudos:
38.14 + 21.01 + 20.53
= 96.069% 196.069 / 2 = 98.034%
La media de los porcentajes es: 98.034 % Por lo tanto se puede decir que la operabilidad es de 99.075%, con lo cual cumple lo mínimo requerido que es de 95% o más. El coeficiente de utilización que se empleara es de: 98% La orientación está dada por la posición de la pista en la rosa de vientos,
(ver anexo II del proyecto LAMINA Nº 1) Se tomara en cuenta la de 20 nudos
NORTE
WNW NW
OESTE
ESTE
SE ESE
SUR
c) Designación de pista La designación de pista se obtiene por el redondeo del ángulo, tomando en cuenta solo los dos primeros dígitos de la orientación. N
º
124
N
º
304
La designación de pista es: 12/30
1.1.2.- Diseño de rasante Tanto el perfil del terreno como la rasante se muestran al final del proyecto, los mismos fueron realizados tomando en cuenta la longitud de campo de referencia: L = 2100 m. (ver anexo II del proyecto LAMINA Nº 2 Y 3 )
1.1.3.- Longitud de pista Al determinar la longitud de pista que ha de proporcionarse, es necesario considerar tanto los requisitos de despegue como de aterrizaje, así como la necesidad de efectuar operaciones en ambos sentidos de la pista. Las limitaciones de utilización de la performance del avión requieren que se disponga de una longitud lo suficientemente grande como para asegurar que después de iniciar el despegue pueda detenerse con seguridad el avión o concluir el despegue sin peligro. En la mayoría de los casos las distancias de aterrizaje no son críticas, deberían consultarse los diagramas de performance de aterrizaje de los aviones para comprobar que requisitos de longitud adecuada para el aterrizaje es superior a la requerida para el recorrido de despegue, este factor determina la longitud de pista mínima requerida. Datos requeridos: AERONAVE DE DISEÑO
Avión de diseño Velocidad de crucero Consumo de combustible Características generales del avión de diseño Longitud de campo de referencia del avión
: BOEING 737 ± 100 : 495 nudos : 3100 Kg/h : Texto guía : 2100 m
CARACTERISTICAS DE OPERACION
Vuelo a destino sin escalas Vuelo a aeropuerto alternativa Combustible de reserva Pronostico de operaciones
: 1150 km : 247 km : Para 25 minutos adicionales : Ver anexo
DATOS DEL EMPLAZAMINETO
Topografía del terreno Temperatura de referencia Datos de viento en la zona
: ver anexo : 28.7 ºC : ver anexo
CARACTERÍSTICAS GENERALES DEL BOEING 737 - 100
Características
Unidades
Peso máximo de
Libras
97.800
104.000
111.000
diseño en pista
Kilogramos
44.350
47.170
50.340
Peso máx. de
Libras
97.000
103.000
110.000
Kilogramos
43.990
42.720
19.190
Libras
89.700
98.000
99.000
Kilogramos
40.680
44.450
44.900
Libras
81.700
85.000
90.000
Kilogramos
37.050
38.550
40.820
Peso del avión
Libras
58.600
59.000
62.000
vacío
Kilogramos
26.580
26.760
28.120
Carga de pago
Libras
23.100
26.000
28.000
máximo
Kilogramos
10.470
11.790
12.700
Capacidad de
Mixed Class
12 primera clase y 73 turista
asientos
All Economy
99 six ± abreast; FAA exit limit 124
Volumen máx. de
Pies cúbicos
650
650
650
carga permitido
Metros cúbicos
18.4
18.4
18.4
3.540
3.540
4.720
Litro
13.400
13.400
17.860
Libra
23.720
23.72
31.620
Kilogramo
10.760
10.760
14.340
diseño para el despegue Peso máx. de diseño para el aterrizaje Peso del avión cargado sin combustible
Galones Combustible utilizable
americanos
Modelo 737 - 100
a) Longitud básica de despegue snm a.1) Determinación de pesos: : 26580 kg Peso del avión vacio : 10470 kg Peso de pago : «««kg Peso de combustible Peso de combustible = t * consumo de combustible t = t1 + t2 + t3
B
d2 d1
t2 t1 C
A
t3
Sobrevuelo: 25 min
a.2) Peso de despegue:
Nota: Si el peso total excediera al PEMD, deberá hacerse un recalculo disminuyendo la carga de pago. a.3) longitud básica de despegue snm: Utilizando el ábaco página 21 del texto guía, para longitudes de pista de despegue, se ingresa con un peso total de despegue de 43064 Kg. Se obtiene: LD = 1580 metros
b) Longitud básica de pista para aterrizaje snm Utilizando el ábaco para longitudes de pista en aterrizaje página 22 del texto guía, se ingresa con el peso de 40680 Kg. Se determina una longitud de aterrizaje, con pista mojada de: LA = 1700 metros.
Nota: Al no conocer las condiciones del emplazamiento de nuestra pista, diseñaremos nuestra pista para pista mojada
c) Corrección de la longitud de la pista por elevación, temperatura y pendiente DATOS: Longitud básica de despegue
: 1580 m
Longitud básica de aterrizaje
: 1700 m
Cota máxima de rasante
: 448.7 m
Cota mínima de rasante
: 447 m
Temperatura de referencia
: 28.7 ºC
Pendiente efectiva de pista
: (448.5 ± 447)/1580 = 0.095%
c.1) Corrección de la longitud de pista para el despegue Se corrige por: 1. Elevación 2. Temperatura 3. Pendiente
1.) Longitud de pista para el despegue corregida por elevación Para ello se aumenta el 7% por cada 300 m de elevación
2.) Longitud de pista para el despegue corregida por elevación y temperatura Para ello se aumente 1% por cada 1 ºC
)
3.) Longitud de pista para el despegue corregida por elevación, temperatura y pendiente Para ello se aumenta 10% por cada 1% de pendiente
c.2) Corrección de la longitud de pista para el aterrizaje Solo se corrige por elevación:
Finalmente la longitud efectiva de la pista será la mayor entre las longitudes de pista para el despegue y aterrizaje
LONGITUD EFECTIVA DE PISTA = 2003.31 m 1.1.4.- Características físicas de la pista 1.1.4.1.- Ancho de pista El ancho de toda pista no debería ser menor de la dimensión apropiada especificada en la siguiente tabla:
LETRA DE CLAVE
NUMERO DE CLAVE
A
B
C
D
E
1
18 m.
18 m.
18 m.
23 m.
---------
2
23 m.
23 m.
30 m.
---------
---------
3
30 m.
30 m.
30 m.
45 m.
---------
4
---------
---------
45 m.
45 m.
45 m.
El ancho de toda pista de a proximación no debería ser menor de 30 m., cuando el n úmero de clave sea 1 o 2.
Según la clave de nuestro aeródromo 4 ± C
Tenemos que el ancho de pista es de: 45 m 1.1.4.2.- Pendientes (longitudinal y transversal) 1. Pendiente longitudinal: La pendiente obtenida al dividir la diferencia entre la elevación máxima y la mínima a lo largo del eje de la pista, por la longitud de esta, no debería exceder del: 1% cuando el número de clave sea 3 o 4 2 % cuando el número de clave sea 1 o 2 Tomando en cuenta el tipo de aeródromo: 4 ± C, la pendiente no debería de exceder el 1% 0.095 < 1% cumple!! En ninguna parte de la pista la pendiente longitudinal debería exceder del: 1.25% para clave 4, la pendiente máxima de nuestra pista es de 0.2679% 0.2679 % < 1.25% cumple!! En el primer y último cuarto de longitud de pista la pendiente no debe exceder de: 0.8% para clave 4 0.2679 % < 0.8% cumple!! 0.2173% < 0.8% cumple!!
Cambios de pendiente longitudinal: Cuando no se pueda evitar un cambio de pendiente entre dos pendientes consecutivas, este no debe exceder del: 1.5% para clave 4 La transición de una pendiente a otra debería efectuarse por medio de una superficie curva con un grado de variación que no exceda de: 0.1% por cada 30 m. (Radio mínimo de curvatura de 30000 m) para clave 4
Distancia visible Cuando no se puede evitar un cambio de pendiente, el cambio debería ser tal que desde cualquier punto situado a: 3m. por encima de una pista sea visible todo otro punto situado también a 3m por encima de la pista, dentro de una distancia igual, por lo menos a la mitad de la longitud de la pista. Para la letra clave C.
Distancia entre cambios de pendientes La distancia entre los puntos de intersección de dos curvas sucesivas no debería ser menor que: La suma de los valores numéricos absolutos de los cambios de pendiente multiplicado por el radio mínimo de curvatura 30000m 0 45 m. Tomando la que sea mayor.
2. Pendiente transversal: Para facilitar la rápida de evacuación de las aguas la superficie de la pista en la medida de lo posible debería ser convexa y simétricas, Mayor 1% y menor 1.5% para la clave C
Para nuestro proyecto la pendiente transversal es igual a 1.0 %
i = 1.0%
i = 1.0%
45 m
Resistencia La pista deberá poder soportar el tránsito de los aviones para lo que este prevista.
Superficie La superficie de la pista debería construirse sin irregularidades que den como resultado la perdida de la eficacia del frenado o afectar adversamente de cualquier otra forma el despegue y el aterrizaje de un avión por causar rebotes, cabeceo o vibración excesiva u otras dificultades en el manejo del avión.
Márgenes de pista Deberá proveerse márgenes en toda la pista cuya letra de clave sea D o E y de anchura inferior a los 60 cm. Los márgenes de una pista o de una zona de parada deberían prepararse o construirse de manera que se reduzca al mínimo el peligro que pueda correr un avión que se salga de la pista o de la zona de parada.
1.1.4.3.- Franjas de pista (ancho, largo, pendiente, etc.) Longitud de franja Toda franja debería extenderse antes del umbral y más allá del extremo de la pista o de la zona de parada hasta una distancia de por lo menos: 60 metros para pistas con clave 4
Ancho de franja Siempre que sea posible toda franja que comprenda una pista para aproximaciones de precisión se extenderá lateralmente hasta una distancia de por lo menos: 150 metros para pistas con clave 4 Para franjas en pista de vuelo visual debería extenderse a cada lado del eje de la pista y de su prolongación a lo largo de la franja hasta una distancia de por lo menos: 75 metros para pistas con clave 4. Para nuestro proyecto el ancho de la franja es igual a 150 m.
Nivelación La parte de una franja que comprenda una pista de vuelo por instrumentos, debería proveer hasta una distancia de por lo menos: 75 m cuando el número de clave sea 3 o 4, y 40 m cuando el número de clave sea 1 o 2.
En nuestro proyecto tomamos la distancia de 75 m.
3
6
¡
¡
¡
¢
£
¡
¢
7
£
¡
£
¡
¤
7
£
¡
£
¡
¢
£
Pendientes de franja
Longitudinales
No deben exceder de: 1.5% para pista con numero de clave 4
Transversales
Deberían ser adecuadas para impedir la acumulación de agua en la superficie: 2.5% para pista clave 4 Franja de pista: longitud; debe ser de por lo menos 90 metros. Anchura; debería ser el doble que la anchura de la pista correspondiente. Pendiente longitudinal: no debería sobre pasar del 5% de inclinación descendiente. Pendiente transversal: no pasar del 5% de inclinación
1.2.- CALLES DE RODAJE 1.2.1.- Ubicación y configuración La capacidad de una pista depende en gran parte de que el sistema de que la calle de rodaje facilite el tránsito de las aeronaves hacia la pista y desde la misma. En la práctica el espaciado y número óptimos pueden relacionarse por grupos de aeronaves basándose en algunas de sus características, tales como velocidad de aterrizaje y desaceleración desde el punto de toma de contacto hasta el punto de recorrido de aterrizaje en que pueda efectuarse el viraje de salida. Una calle de salida puede estar en ángulo recto con la pista o pueden diseñarse con un ángulo agudo a fin de permitir velocidades más altas en el viraje de salida. El trazado de una calle de rodaje debería ser tal que, cuando el puesto de pilotaje de los aviones para los que está prevista permanezca sobre las señales de eje de dicha calle de rodaje. La distancia libre entre la rueda exterior del tren principal del
avión y el borde de la calle de rodaje no sean inferior a la indicada en la siguiente tabla: LETRA DE CLAVE
DISTANCIA LIBRE
A
1.5 m
B
2.25 m 3 m si la calle de rodaje está prevista para aviones con base de ruedas inferior a 18 m
C
4.5 m si la calle de rodaje está prevista para aviones con base de ruedas igual o superior a 18 m
D
4.5 m
E
4.5 m
Base de ruedas significa la distancia entre el tren de proa y el centro geométrico del tren de aterrizaje principal. Para nuestro caso la distancia libre es de 4.5 m
1.2.2.- Ancho de las calles de rodaje La parte de una calle de rodaje debería tener un ancho no inferior al indicado en la tabla siguiente: LETRA CLAVE
ANCHO DE LAS CALLES DE RODAJE
A
7.5 m
B
10.5 m
15 m si la calle de rodaje está prevista para C
aviones para base de ruedas inferior a 18 m
18 m si la calle de rodaje está prevista para aviones cuya distancia entre las ruedas exteriores del tren de aterrizaje principal sea inferior a 9 m D
23 m si la calle de rodaje está prevista para aviones cuya distancia entre las ruedas exteriores del tren de aterrizaje principal sea igual o superior a 9 m
E
23 m
Para nuestro caso el ancho de la calle de rodaje es de 15 m
1.2.3.- Pendientes La pendiente longitudinal de una calle de rodaje no debería exceder de: 1.5 % cuando la letra de clave sea C, D o E 3% cuando la letra de clave sea A o B Cuando no pueda evitarse un cambio de pendiente en una calle de rodaje, la transición de una pendiente a otra debería efectuarse mediante una superficie cuya curvatura no exceda del: 1% por cada 30 m (radio mínimo de curvatura de 3000 m) cuando la letra de clave sea C, D o E 1% por cada 25 m (radio mínimo de curvatura de 2500 m) cuando la letra de clave sea A o B Cuando no se pueda evitar un cambio de pendiente en una calle de rodaje el cambio debería ser tal que desde cualquier punto situado a: 3 m sobre la calle de rodaje pueda verse toda su superficie hasta una distancia de por lo menos 300 m cuando la letra de clave sea C, D o E
2 m sobre la calle de rodaje pueda verse toda su superficie hasta una distancia de por lo menos 200 m cuando la letra de clave sea B 1.5 m sobre la calle de rodaje pueda verse toda su superficie hasta una distancia de por lo menos 150 m cuando la letra de clave sea A
Las pendientes transversales de una calle de rodaje deberían ser suficientes para impedir la acumulación de agua en la superficie, pero no debería exceder del: 1.5 % cuando la letra de clave sea C, D o E 2% cuando la letra de clave sea A o B
1.2.4.- Franjas de las calles de rodaje Cada calle de rodaje, excepto las calles de acceso al puesto de estacionamiento de aeronaves, deberá estar situada dentro de una franja. La franja de la calle de rodaje debería estar libre de objetos que puedan poner en peligro a los aviones en rodaje. La parte central de una franja de rodaje debería proporcionar una zona nivelada a una distancia del eje de la calle de rodaje de por lo menos: 11 m cuando la letra de clave sea A 12.5 m cuando la letra de clave sea B o C 19 m cuando la letra de clave sea D 22 m cuando la letra de clave sea E
1.3.- PLATAFORMA El diseño de plataforma se lo realizara para 3 posiciones simultáneas del BOEING 737 ± 100 (Proa hacia adentro)
Características físicas Las pendientes de una plataforma, comprendidas las de calle de acceso al puesto de estacionamiento de aeronaves deberían ser suficientes para impedir la acumulación de aguas en la superficie. Un puesto de estacionamiento de aeronaves debería proporcionar los siguientes márgenes mínimos de separación entre la aeronave que utilice el puesto y cualquier edificio, aeronave en otro puesto de estacionamiento u otros objetos adyacentes: LETRA DE CLAVE
MARGEN
A
3m
B
3m
C
4.5 m
D
7.5 m
E
7.5 m
Al proyectar las plataformas debe tenerse en cuenta un gran número de factores. El tipo de las aeronaves, el método de estacionamiento, la forma de la superficie disponible, las necesidades futuras, y el método utilizando par el embarque de pasajeros, son solamente unos cuantos de los aspectos relacionados que centran un efecto importante en el tipo y tamaño de plataforma que se adopten. Para el caso nuestro el margen mínimo de separación es de 4.5 m El diseño de la plataforma se muestra al final del proyecto (ver anexo II del
proyecto LAMINA Nº 4) 2.- DISEÑO DE PAVIMENTOS Definición. Un pavimento es una estructura formada por una o más capas de materiales elaborados, que tiene por objeto soportar las cargas y distribuirlas al terreno de fundación, además proporciona a las aeronaves una superficie de rodadura uniforme y segura.
Tipos de pavimentos:
Pavimento flexible. Estructura de pavimento que tiene como capa de rodadura hormigón asfáltico.
Pavimento rígido. Estructura de pavimento que tiene como capa de rodadura una losa de hormigón de cemento Pórtland.
Criterios de selección. Diferencia principal entre pavimentos. Forma en la cual distribuyen las cargas sobre el terreno de soporte. Los rígidos a causa de su módulo de elasticidad alto y su rigidez tienden a distribuir la carga sobre un área del suelo significante, por lo que gran parte de la capacidad estructural del pavimento es proporcionada por la losa de concreto en si misma. Por esta razón, variaciones menores en la resistencia del terreno de soporte tienen poca influencia en la capacidad estructural del pavimento rígido. Por otro lado, los pavimentos flexibles funcionan con el principio del sistema de capas para obtener la capacidad estructural de soporte de cargas de los mismos, debiendo tener la capa más resistente y de más alta calidad en la superficie. Como fase de selección entre pavimentos rígidos y flexibles, por su gran trascendencia en costos y capacidad estructural entre otros, por lo que se definen dos grandes criterios que sintetizan la selección, el estructural y el de costos, que agrupan los siguientes factores:
Estructura: o o o o o o
Capacidad soporte cargas. Vida útil. Mantenimiento / Conservación, Terreno soporte. Factores regionales. Materiales.
Costos: Financiamiento. Inversión inicial. Mantenimiento / Reconstrucción / Conservación. Seguridad, Confort. Materiales. Expansión del sistema.
o o o o o o
Criterios de cálculo. Consideraciones relativas al terreno. 1) 2) ) 4) ¥
CBR del terreno de fundación. CBR de la capa base. Resistencia del concreto a la flexión (28 días). Módulo de reacción del terreno de fundación.
Consideraciones relativas a la aeronave. 1) 2) ) 4) 5) ¦
Carga. Tipo y geometría del tren de aterrizaje. Volumen de tráfico. Determinación de la aeronave de cálculo. Determinación de las salidas anuales equivalentes.
Consideraciones relativas a la pista. 1) 2)
Tipo de pavimento. Áreas críticas y no críticas.
Cálculo del número de operaciones por año: Tipo de Aeronave
Tipo de tren de Aterrizaje
Nro.de despegues por año
Peso Máximo (libras)
R2
W2
W1
R1
FOKKER F-27
SIMPLE (2)
345
45000
276
21375
23037
224
B-737-100
DUAL (4)
2350
97000
2350
23037
23037
2350
B-737-200
DUAL (4)
150
110000
150
26125
23037
208
B-727-100
DUAL (4)
50
140000
50
33250
23037
110
B-707-320B
TANDEM (8)
25
220000
42
26125
23037
53
7
=
2945
CONVERSIONES DE EJES EUIVALENTES AL EJE DEL AVION DE DISEÑO (B 737 ± 100). R2 = Nro de despegues por año * K Donde: R2 = Peso del eje equivalente K = Factor de conversión (página 64)
TABLA DE FACTOR DE CONVERSION DE
A
FACTOR
Rueda simple
Rueda gemela
0.8
Rueda simple
Tandem
0.5
Ruedas dual
Tandem
0.6
Doble tandem
Tandem
1.0
Tandem
Ruedas simples
2.0
Tandem
Ruedas dual
1.7
Ruedas dual
Ruedas simple
1.3
Doble tandem
Rueda dual
1.7
1. FOKKER F ± 27 R2 = 345 * 0.8 = 276 KG. 2. B 737 ± 100 R2 = 2350 * 1 = 2350 3. B 737 ± 200 R2 = 150 * 1 = 150 4. B 727 ± 100 R2 = 50 * 1 = 50 5. B 707 ± 300 R2 = 25 * 1.7 = 42
W2 = PESO POR RUEDA DEL EJE PRINCIPAL DE ATRRIZAJE
W2 = 0.95 * Peso máximo de despegue Nro de ruedas del tren de aterrizaje
1. W2 = 0.95 * 45000 = 213754 2 2. W2 = 0.95 * 97000 = 23037 4 3. W2 = 0.95 * 110000 = 26125 4 4. W2 = 0.95 * 140000 = 33250 4 5. W2 = 0.95 * 220000 = 26125 4 Rige el mayor valor de W 2 = 23037 kg. W1 = W2 MAYOR = 23037 kg.
R1 = CONVERSION DE LAS OPERACIONES QUE HACEN LOS OTROS AVIONES AL AVION DE DISEÑO (AVION CRITICO) B 737 ± 100 Log R1 =
Log R2
(W2 / W1)
v
R1 = Salidas anuales equivalentes de la aeronave de cálculo. R2 = Salidas anuales expresadas en el tren de aterrizaje de la aeronave de cálculo. W1 = Carga sobre la rueda de la aeronave de cálculo. W2 = Carga sobre la rueda de la aeronave considerada.
2.1.- Pavimento flexibles para áreas críticas y no críticas. Consiste en una capa de rodadura asfáltica colocada sobre una capa base y/o sobre una capa sub-base. Todo el paquete estructural del pavimento es soportado por el terreno de fundación. En algunos casos, la capa base como el cimiento tienen que construirse con materiales estabilizados, como son los suelos-cementos. DATOS: Aeronave de diseño Tipo de tren Peso máximo de despegue (PEMD) CBR de terreno de fundación CBR de capa base Nro. de despegues por año
: : : : : :
B ± 737 ± 100 Dual 97000 Lb 10 % 20 % 2945 § 3000
2.1.1.- Pavimento flexible para áreas críticas
CAPA DE RODADURA CAPA BASE
CAPA SUB-BASE
TERRENO DE FUNDACION
Peso para diseño en tren principal = 0.95 x 97000 = 92150 Lb
Determinación del espesor total del pavimento De Abaco la fig. 4-37 , pagina 72 del texto guia tenemos: CBR: 10 % Peso en tren principal = 0.95 x 97000 = 92150 lb Salidas anuales = 2945 Espesor total = et = 18" = 45 cm Dadas las especificaciones para pavimentos flexibles, con una vida útil de 20 años (tabla 4-37 Pág. 72), tenemos que el espesor de la capa de rodadura es de: o o
4" para áreas críticas 3" para áreas no críticas
Determinación del espesor de la capa de rodadura mas capa base De Abaco la fig. 4-37 , pagina 72 del texto guia tenemos: CBR: 20 % Peso en tren principal = 0.95 x 97000 = 92150 lb Salidas anuales = 2945 Espesor de rodadura + capa base = 10.2´ = 26 cm
4
CAPA DE RODADURA CAPA BASE
6.2
7.8
§
10.2 18
CAPA SUB-BASE
TERRENO DE FUNDACION
Verificación de espesor de capa base Se entra en ábaco (fig. 4-45 de la Pág. 73 del texto guía) Con el espesor total = 18" y CBR 10% e base mínimo = 7.7" Entonces: ecapa-base = 7.7´, recalculando tenemos: 4
CAPA DE RODADURA
4
CAPA BASE
7.7
18 CAPA SUB-BASE
6.3
TERRENO DE FUNDACION
RESUMEN: CAPA
cm
pulg
RODADURA
10
4
BASE
19
7.7
SUB-BASE
16
6.3
TOTAL
45
18
2.1.2.- Pavimento flexible para áreas no críticas Espesor de rodadura = 3" = 8 cm Espesor de base = 7.7" = 19 cm Espesor total = e total x 0.90 = 18 x 0.90 = 16.2" = 40.5cm Espesor de la sub-base = 16.2 " - 3" - 7.7" = 5.5" = 13.5 cm RESUMEN: CAPA
cm
pulg
RODADURA
8
3
BASE
19
7.7
SUB-BASE
13.5
5.5
TOTAL
40.5
16.2
Finalmente: PAVIMENTO FLEXIBLE PARA AÉREAS CRÍTICAS 4
CAPA DE RODADURA
4
CAPA BASE
7.7 6.3
18 CAPA SUB-BASE
TERRENO DE FUNDACION
PAVIMENTO FLEXIBLE PARA AÉREAS NO CRÍTICAS 3
CAPA DE RODADURA
3
CAPA BASE
7.7
5.5
16.2 CAPA SUB-BASE
TERRENO DE FUNDACION
2.2.- Pavimento rígido para áreas críticas y no críticas. 2.2.1.- Pavimento rígido para áreas críticas
LOSA DE HORMIGON CAPA BASE
TERRENO DE FUNDACION
Datos: Módulo de reacción del terreno de fundación: K = 75 lb/pul3 Resistencia del Hº a la flexión (28 días) = 43.5 kg/cm2 Resistencia del Hº a la flexión a los 90 días 43.5 kg/cm2 x 1.1 = 47.85 kg/cm2 = 4.79 MPa Espesor adoptado de la capa base Adoptamos = 6" Entrando en el ábaco = (fig. 4-35 de la Pág. 74 del texto guía) con: El espesor de la base adoptada 6" K = 75 lb/pul 3 Arena natural y grava Encuentro: Kincrementado = 100 lb/pulg 3
Determinación del espesor de la losa. Para la determinación del espesor de losa se utilizó el ábaco 4-47 con los siguientes datos: Peso del tren principal de aterrizaje = 0.95 x 97000 = 92150 lb Kincrementado = 100 lb/pul 3 Resistencia a flexión del H° en MPa = 4.79 MPa Salidas anuales = 2945 § 3000 Obtengo:
Espesor de losa = 11.9" = 29.75 cm Espesores finales (áreas críticas) CAPA
cm
pulg
29.75
11.9
BASE
15
6
TOTAL
44.75
17.9
LOSA DE Hº
2.2.2.- Pavimento rígido para áreas no críticas Espesor de losa = 11.9" x 0.90 = 10.71" Espesor de la base 6" Espesor total = 10.71" + 6" = 16.71" = 41.78 cm
Espesores finales (áreas no críticas) CAPA
cm
pulg
26.78
10.71
BASE
15
6
TOTAL
41.78
16.71
LOSA DE Hº
Finalmente: PAVIMENTO RIGIDO PARA AÉREAS CRÍTICAS 11.9
LOSA DE HORMIGON CAPA BASE
6
17.9
TERRENO DE FUNDACION
PAVIMENTO RIGIDO PARA AÉREAS NO CRÍTICAS 10.71
LOSA DE HORMIGON CAPA BASE
6 TERRENO DE FUNDACION
16.71
