Facultad de ingeniería. Carrera Profesional: Profesional: ing. Minas. Tema: Geología en vías de Tema: comunicación en:
Puentes y Túneles Curso: Geología Integrantes: Gonzales AguiLar, Anthony Cabada Castaeda, !van "odríguez #lortegui, $aime %alca %arru&o, $avier %orillo Gil, "obert Chilon 'alencia, "oger (ernandez $ulca, )eison
Docente: Guerrero, Percy Cajamarca 10 de junio del 201.
GEOLOGIA EN VIAS DE COMUNICACIÓN DE: PUENTES Y TUNELES Introducción:
En nuestro conocimiento sobre las vías de comunicación, se denomina a un conducto sendero, acceso o camino, ya sea físico o simbólico. El concepto de vías de comunicación se puede utilizar de varias maneras como: en la calle, avenidas, las rutas, las autovías, puentes y túneles, etc. Permitiendo el desplazamiento de un auto a diferentes puntos o referencias que se dirige.
Objetio!
" "
Profundizar el estudio de la geología aplicada en las vías de comunicación ya sea en diversos factores. Determinar la aplicación de la geología para la construcción de puentes y túneles.
#$ De%inición de &'! de co(unic'ción El concepto de vías de comunicación se puede aplicar de varias maneras como: en la calle, avenidas, las rutas, las autovías, puentes y túneles. !aciendo mención a los caminos que permiten el desplazamiento de ve"ículos o refiri#ndose al medio que permite "acer llegar un mensa$e a otra%s persona%s. &a sea para citar algunas infraestructuras que permiten que determinados transportes circulen. 'a idea de vía de comunicación incluye los cursos de agua que son navegables (y que, por lo tanto, permiten cubrir trayectos en embarcaciones). Por e$emplo: *i una persona planea ir con su automóvil desde su casa "asta un estadio de fútbol, tendr+ que elegir las vías de comunicación que le resulten m+s convenientes. Puede, por e$emplo, avanzar por una calle "asta llegar a la avenida &, luego continuar por la avenida & "asta la avenida - y finalmente completar el recorrido a trav#s de esta última vía.
)$ GEOLOG*A APLICADA EN CONST+UCCION DE PUENTES Y T,NELES
)$#" GEOLOG*A APLICADA A LA CONST+UCCIÓN DE PUENTES )$#$# INT+ODUCION: En una primera etapa de la "istoria de la construcción de puentes los materiales que se usaban eran la piedra y la madera. El "ierro fundido comenzó a utilizarse a finales del siglo ///, suponiendo una aut#ntica revolución en la construcción de puentes. Del "ierro fundido se pasó a mediados del siglo / al "ierro for$ado, m+s resistente y regular y a finales de este siglo se empezó a utilizar el acero, superando a los dos tipos de "ierro en resistencia y calidad. 0ambi#n a finales del siglo / "izo su aparición el "ormigón, que permitió "acer arcos mayores que los de piedra natural dando lugar a un nuevo sistema de "acer estructuras: el "ormigón armado, donde el "ormigón y el "ierro se asocian para permitir construir vigas de luces considerables y afinar las dimensiones de los arcos, lo que no era posible con el "ormigón en masa ni con la piedra. 1 finales de la primera mitad del siglo "izo su aparición el "ormigón pretensado, una forma de colaboración perfecta entre el acero y el "ormigón, ampliando de forma e2traordinaria las posibilidades del "ormigón armado. 3ontempor+neas al "ormigón pretensado son las estructuras mi2tas, otra forma de colaboración entre el acero y el "ormigón en la que ambos no se mezclan íntimamente, sino que se yu2taponen. El desarrollo de las tecnologías de los distintos materiales "a "ec"o que las estructuras de los puentes tengan cada vez m+s posibilidades, lo que "a permitido una mayor diversidad de formas y "acer puentes de "ormigón y acero, "asta el grado de que a veces es difícil a distancia saber de qu# material est+n "ec"os, especialmente en las vigas continuas con sección en ca$ón de alma llena, met+licas o de "ormigón, que se pueden confundir con facilidad si su color es an+logo. 3ronológicamente, los puentes met+licos siempre "an ido por delante de los de "ormigón, ya que el "ormigón "izo su aparición casi un siglo despu#s. Pero adem+s, el acero al ser un material de mayor resistencia específica tambi#n permite salvar luces mayores lo que a su vez permiten que los puentes tengan mayores dimensiones. 1ctualmente se prueban nuevos materiales para construir puentes con mayor resistencia específica que el acero. *on los denominados materiales compuestos, formados por fibras unidas con una matriz de resina y que se vienen utilizando desde "ace a4os en diversos tipos de industrias (aeroespacial, aeron+utica, automóvil, etc.)
)$#$) ESTUDIO GEOLÓGICO PA+A LA CIMENTACIÓN DE UN A$"ELEMENTOS -UE COMPONEN UN PUENTE *on los apoyos intermedios de los puentes de dos o m+s tramos. Deben soportar la carga permanentemente y sobrecargas sin asientos, ser insensibles a la acción de los agentes naturales (viento, ri adas, etc.). *on elementos situados en los e2tremos del puente, los cuales sostienen los terraplenes que conducen al puente. 1 veces son reemplazados por pilares "incados que permiten el desplazamiento del suelo en su derredor. Deben resistir todo tipo de esfuerzos por lo que se suelen construir en "ormigón armado y tener formas diversas. 3argas que soportan: 'os estribos y muros de sostenimiento se deber+n investigar para las siguientes cargas: 5 'os empu$es laterales del suelo y las presiones "idrost+ticas, incluyendo cualquier sobrecarga de suelo. 5 El peso propio del estribo%muro de sostenimiento6 5 'as cargas aplicadas por la superestructura del puente. 5 'os efectos t#rmicos y la deformación por contracción y 5'as cargas sísmicas, de acuerdo con lo especificado en la *ección 7 y en otras secciones de estas Especificaciones. 5'os cimientos o apoyos de estribos y pilas encargados de transmitir al terreno todos los esfuerzos. Est+n formados por las rocas, terreno o pilotes que soportan el peso de estribos y pilas. 'os tramos m+s cortos que conducen al puente propiamente dic"o se llaman de acceso y en realidad forman parte de la f+brica. 'as armaduras de los puentes pueden traba$ar a fle2ión (vigas), a tracción (cables), a fle2ión y compresión (arcos y armaduras), etc. En la construcción de los puentes una de las partes m+s delicadas es la cimentación ba$o agua debido a la dificultad de encontrar un terreno que resista las presiones, siendo normal el empleo de pilotes de cimentación. 'os puentes de grandes dimensiones descansan generalmente sobre cimientos de roca tosca. *i los estratos sobre los que se va a apoyar est+n muy le$os de la superficie, entonces se "ace necesario utilizar pilares cuya profundidad sea suficiente para asegurar que la carga admisible sea la adecuada.
.$"ESTUDIOS ./SICOS PA+A LA CONST+UCCIÓN DE PUENTES
1ntes de proceder con el dise4o del proyecto de un puente, es indispensable realizar los estudios b+sicos que permitan tomar conocimiento pleno de la zona, que redunde en la generación de información b+sica necesaria y suficiente que concluya en el planteamiento de soluciones satisfactorias plasmadas primero en anteproyectos y luego en proyectos definitivos reales, y e$ecutables. El proyectista deber+ informarse adecuadamente de las dificultades y bondades que le caracterizan a la zona antes de definir el emplazamiento del puente. Emplazamiento que deber+ ser fruto de un estudio comparativo de varias alternativas, y que sea la me$or respuesta dentro las limitaciones (generación de información) y variaciones de comportamiento de los cambios naturales y provocados de la naturaleza. Debe igualmente especificar el nivel de los estudios b+sicos y los datos específicos que deben ser obtenidos. *i bien es cierto que los datos naturales no se obtienen nunca de un modo perfecto, estos deben ser claros y útiles para la elaboración del proyecto. 'as especificaciones y metodología a seguir para la realización de los estudios b+sicos no son tratados en esta obra. 'os estudios b+sicos deben ser realizados de acuerdo a los requerimientos del proyectista, por personal especializado, con e2periencia, y según los procedimientos que se establecen en los manuales especializados de ingeniería de puentes, que en general son m+s e2igentes que lo requerido para las edificaciones. 3omo parte de los estudios b+sicos, es igualmente recomendable realizar un estudio y la inventariación de la disponibilidad de materiales, infraestructura instalada, mano de obra especializada, equipos, y otros que el proyectista considere de utilidad.
)$) GEOLOGIA APLICADA EN
COSNT+UCCION DE T,NELES
'os túneles son un medio de comunicación artificial entre dos puntos separados por un suelo o roca. *u ob$etivo es el de permitir el paso de personas, ferrocarriles, ve"ículos, conducciones el#ctricas, de agua u otros. Debido a su utilización diversa elevan su importancia a medida que la sociedad avanza, para establecer líneas de metro. 'as razones "abituales para desarrollar un túnel son: a* Terreno: la topografía puede limitar la implantación de una autopista cuyas especificaciones obligan a tener unas pendientes lími te. b* +conomía: en muc"as ocasiones resulta m+s rentable atravesar un obst+culo mediante un túnel que rodearlo6 por lo cual, es lógico pensar que el tiempo tambi#n puede disminuir considerablemente al e$ecutar un túnel en vez de decantarse por rodear el obst+culo. c0 Orden'ción urb'n&!tic' 1 de tr2%ico: la implantación de metros facilita la movilidad en las grandes urbes. d0 E!t3tic' 1 !'4ud: para la circulación de aguas residuales y saneamiento en las ciudades. e0 Miner&': aunque se suelen denominan galerías o pozos, dependiendo de la orientación, su fin es unir dos puntos, en el caso, para acceder a una mineralización.
)$)$# T+A5ADO DEL T,NEL P'r' 4' de%inición de4 tr'6'do de un t7ne48 deben con!ider'r!e dier!'! c'r'cter&!tic'! 9eo4ó9ic'!:
0ipos de roca y sus propiedades. 8rientación de discontinuidades respecto al e$e del túnel, influye en la dificultad para la de e2cavación y sus condiciones de estabilidad. 3ondiciones favorables es que discontinuidades manteen "acia el sentido de avance de la e2cavación. Presencia de fallas, su orientación y espesor.
)$)$) ECAVACION DE TUNELES En suelo, e2cavación es manual o mec+nica, seguida r+pidamente por soporte para mitigar las deformaciones y prevenir colapsos. En roca, se puede usar tronadura controlada, cortadores rotatorios o 09
)$)$; CONT+OL DE LA ECAVACION DE UN TUNEL
El control de la e2cavación de una galería se debe realizar ineludiblemente por dos razones: Es necesario constatar que la sección transversal de la galería cumple con las especificaciones de proyecto. !ay que cubicar el volumen de tierras o roca e2cavadas en función de las secciones o perfiles transversales de la galería tras la e2cavación. 1 pesar de lo cuidadosa que pueda ser la e2cavación despu#s de cada voladura la sección transversal de la bóveda y los "astiales resulta irregular.
)")$< CA+ACTE+ISTICAS DE UN T,NEL El desarrollo de un túnel se realiza de igual manera que cualquier obra a cielo abierto teniendo en cuenta el tipo de sección elegida. Despu#s de determinar los puntos entre los que se traza el túnel se deber+n realizar: '0 P4'nt': el dise4o en planta del túnel se desarrollar+ en función de los puntos de entrada y salida, así como del estudio geot#cnico que determinar+ la estabilidad del terreno. En el caso de autopistas o ferrocarriles se tendr+ en cuenta tambi#n la curvatura m+2ima permitida. b0 Per%i4 4on9itudin'4: la rasante depender+ de los par+metros definitorios de la obra a realizar, como pueden ser la velocidad específica de la vía o ferrocarril, la pendiente m+2ima admitida, del me$or drena$e del agua motivo por el /lustración c0 Sección: est+ directamente relacionado con el estudio geomec+nico del terreno para construirlo y de las características de la obra.
)$)$= TIPOS DE T,NELES Y GALE+IA SU.TE++/NEAS #0 Obr'! de >'!o: 'as obras de paso ba$o las vías de comunicación, para aguas u otros viales$ )0 Conduccione! 1 9'4er&'! de '4c'nt'ri44'do 1 !'ne'(iento: sistemas de saneamiento y alcantarillado de los núcleos urbanos precisan del proyecto y construcción de conducciones y galerías subterr+neas de di versos tipos
;: T7ne4e! de c'rreter'!8 %erroc'rri4e! 1 c'n'4e! : 0úneles dedicados al paso de ve"ículos, trenes y metro.
<0 Conduccione! de '9u' ' >re!ión : Para el transporte de agua a presión desde el vaso de una presa de embalse de aprovec"amiento "idroel#ctrico a las turbinas de una central de producción de energía el#ctrica aguas aba$o, por e$emplo.
=0 G'4er&'! de (in': En una galería o túnel de mina se tienen unas condiciones de proyecto y dise4o muy diferentes respecto de un túnel carretero, puesto que en el de mina se buscan soluciones para acceder a las capas de mineral, para luego seguir esas capas, e2cavarlas y efectuar la e2tracción del mineral. Desde el punto de vista de la topografía estas galerías tienen una e2igencia de precisión de replanteo menor que en el caso de los túneles carreteras.
)$)$? +EPLANTEO DE UN T,NEL
Para llevar a cabo el replanteo de un túnel "ay que tener en cuenta los siguientes apartados: ;. Planos de proyecto 'as clases de planos que definen el proyecto de la construcción de un túnel, desde el punto de vista topogr+fico son b+sicamente: la planta general sobre la topografía base, el perfil longitudinal y secciones transversales.
)$)$@ DEO+MACION DE UN T,NEL El control de las deformaciones de una obra puede ser considerado como una materia específica e independiente, su estudio completo es comple$o y e2tenso, y debería ser tratado de forma monogr+fica como se realiza en geotecnia. Para poder evaluar o medir estas deformaciones se utiliza un tipo de instrumentación específica. 'os m+s sencillos son los e2tensómetros destinados a medir deformaciones verticales o laterales de la bóveda o de los "astiales de la galería. En el sector de deformaciones o e2pansión donde se encuentra la galería aparecen unas tensiones que dan lugar a la convergencia. 1uscultación de un túnel. 3onsiste en obtener una serie de datos y medidas que van a permitir evaluar sus deformaciones, constatar el comportamiento del terreno y determinar el tipo de sostenimiento necesario. *e realiza durante y despu#s de la e2cavación y revestimiento en su caso. Precisa de los siguientes estudios:
'0 Medid'! de coner9enci': se determinan las variaciones de longitud de cuerdas entre puntos de los "astiales y la bóveda y el movimiento vertical absoluto de un punto situado en la bóveda o clave. 'as medidas se realizan con instrumentos de muy alta precisión. b0 Medid'! de eBten!io(etr&': son una medida puramente geot#cnica y se realizan con e2tensómetros colocados en diferentes argollas, midiendo distancias entre diferentes puntos de un perfil. c0 Medid'! de 4'! >re!ione!: se realizan en cavidades perforadas en distintos puntos del frente e introduciendo sensores de presión flat$ac
Conc4u!ione!
"
En conclusión como resultado de la investigación sobre la geología en vías de comunicación, obtuvimos como resultado que se puede trascurrir de varias formas, ya se "a en la calle, las rutas, autopistas, en puentes y túneles, etc. &a que nos permite el desplazamiento a diferentes puntos ya sea llevando mensa$e a personas de diferentes lugares.
"
En cuanto a la geología, esto se be intervenido para poder sacar planos topogr+ficos como, para la estabilidad de un puente, que el terreno no obtenga fallas geológicas. Para ello primero se debe "acer un estudio geológico de todos los puntos.
Debido a esto se puede concluir que la importancia de la geología en las vías de comunicación, es al seguridad que nos permite trasladarse de un lugar a otro ya sea por autopistas, puentes y tu#neles etc.
.ib4io9r'%&'
•
'/9=8* : /ngeo 0úneles .Carlos López Jimeno _MADRIDD 1999 -: /ngeniería de túneles .3ap ;>. *'. Alonso Rodrigues, Angel
