DISEÑO DE OBRAS DE ARTE, MEJ. CAMINO VECINAL CRUCE NARANJO - SAN MIGUEL - SABANAS
-
Upload
111sinpar111 -
Category
Documents
-
view
49 -
download
3
Transcript of DISEÑO DE OBRAS DE ARTE, MEJ. CAMINO VECINAL CRUCE NARANJO - SAN MIGUEL - SABANAS
DISEÑO DE OBRAS DE ARTE, MEJ. CAMINO VECINAL CRUCE NARANJO - SAN MIGUEL - SABANAS
1.- CUADRO DE UBICACIÓN DE OBRAS DE ARTE
2.- CUADRO DE DATOS TECNICOS PARA DISEÑO
3.- DISEÑO DE CUNETA LATERAL EN TROCHA
A: CALCULO DEL CAUDAL SUPERFICIAL QUE TRANSPORTARA LA CUNETA
B: CALCULO DE LAS DIMENSIONES EN LA CUNETA
4.- DISEÑO DE ALCANTARILLAS
A: CALCULO DE LOS CAUDALES DE DISEÑO
B: DISEÑO HIDRÁULICO DE ALCANTARILLAS
C: DISEÑO HIDRÁULICO DE ALCANTARILLA TIPO MARCO PARA VÍAS
5.- DISEÑO ESTRUCTURAL DE ALCANTARILLAS
5.1- DISEÑO DE ALCANTARILLAS, TIPO MARCO
A: DATOS DE CALCULO
B: METRADOS DE CARGAS
C : SISTEMA ESTATICO
D : CALCULO DE MOMENTOS CORTANTES
E : MOMENTOS MAXIMOS POSITIVOS
F : DIAGRAMA DE MOMENTO FLECTOR
G : DIAGRAMA DE ESFUERZO CORTANTE
H : VERIFICACIONES DE DATOS ASUMIDOS
I : CALCULO DEL ACERO DE REFUERZO
J : ACERO POR CONTRACCION Y TEMPERATURA (Ast)
K : ACERO PARA ARMADURA DE REPARTICION (Asr)
6.- CALCULO DE MOMENTOS FINALES :METODO DE CROS
A.- PARA ALCANTARILLAS
7.- DISEÑO DE TRANSICIONES DE ENTRADA Y SALIDA PARA ALCANTARILLAS
8 .- DISEÑO DE BADENES
ÍNDICE GENERAL
A: TRANSICIONES PARA ALCANTARILLAS, SI FUERA EL CASO DE QUE SE
USARAN, EN QUEBRADAS O PARA CANALES
DISEÑO DE ALCANTARILLAS Y DE CUNETA LATERAL EN TROCHA
______________________________________________________________________________________________
Indice General, Pág.1
DISEÑO DE OBRAS DE ARTE, MEJ. CAMINO VECINAL CRUCE NARANJO - SAN MIGUEL - SABANAS .
Longitud
N° Inicia Termina L (m)
1 0+200.00 0+230.00 30.00
2 1+140.00 1+170.00 30.00
3 1+560.00 1+590.00 30.00
4 1+890.00 1+920.00 30.00
5 2+410.00 2+440.00 30.00
6 2+720.00 2+750.00 30.00
7 3+330.00 3+360.00 30.00
8 3+820.00 3+850.00 30.00
9 4+320.00 4+350.00 30.00
10 5+260.00 5+290.00 30.00
11 5+720.00 5+750.00 30.00
12 6+300.00 6+330.00 30.00
13 0+648.60 0+652.60 4.00
14 1+318.00 1+322.00 4.00
15 1+678.00 1+682.00 4.00
16 1+783.00 1+789.00 6.00
17 4+722.00 4+726.00 4.00
18 5+037.00 5+041.00 4.00
19 5+152.50 5+156.50 4.00
20 5+331.00 5+337.00 6.00
21 5+461.00 5+465.00 4.00
22 5+597.00 5+603.00 6.00
23 5+975.00 5+981.00 6.00
24 0+002.50 5.00 Alcantarilla Nº 01 Proyectada Tipo I
25 0+032.50 5.00 Alcantarilla Nº 02 Proyectada Tipo I
26 0+265.70 5.00 Alcantarilla Nº 03 Proyectada Tipo II
27 0+709.50 5.00 Alcantarilla Nº 04 Proyectada Tipo II
28 1+150.00 5.00 Alcantarilla Nº 05 Proyectada Tipo III
29 1+460.00 5.00 Alcantarilla Nº 06 Existente, buen Estado
30 1+792.00 5.00 Alcantarilla Nº 07 Existente, a Eliminar
31 2+080.00 5.00 Alcantarilla Nº 08 Existente, a Eliminar
32 2+459.00 5.00 Alcantarilla Nº 09 Proyectada Tipo I
33 2+690.00 5.00 Alcantarilla Nº 10 Proyectada Tipo II
Plazoleta de Cruce Nº 06
Baden Nº 05
Baden Nº 06
Plazoleta de Cruce Nº 12
1.- CUADRO DE UBICACIÓN DE OBRAS DE ARTE
Tramo Tipo de Estructura
EJE DEFINITIVO
Plazoleta de Cruce Nº 03
Plazoleta de Cruce Nº 01
Plazoleta de Cruce Nº 02
Plazoleta de Cruce Nº 04
Baden Nº 01
Baden Nº 02
Baden Nº 03
Plazoleta de Cruce Nº 05
Plazoleta de Cruce Nº 09
Plazoleta de Cruce Nº 10
Plazoleta de Cruce Nº 11
Plazoleta de Cruce Nº 07
Plazoleta de Cruce Nº 08
Baden Nº 04
Baden Nº 07
Baden Nº 08
Baden Nº 09
Baden Nº 10
Baden Nº 11
* * * *
*
____________________________________________________________________________________________
Ubic. Obras Arte, pag 2
DISEÑO DE OBRAS DE ARTE, MEJ. CAMINO VECINAL CRUCE NARANJO - SAN MIGUEL - SABANAS .
Longitud
N° Inicia Termina L (m)
Tramo Tipo de Estructura
34 2+974.50 5.00 Alcantarilla Nº 11 Proyectada Tipo I
35 3+034.50 5.00 Alcantarilla Nº 12 Proyectada Tipo I
36 3+310.00 5.00 Alcantarilla Nº 13 Proyectada Tipo II
37 3+566.00 5.00 Alcantarilla Nº 14 Proyectada Tipo I
38 3+800.00 5.00 Alcantarilla Nº 15 Proyectada Tipo IV
39 4+271.50 5.00 Alcantarilla Nº 16 Proyectada Tipo I
40 4+460.00 5.00 Alcantarilla Nº 17 Proyectada Tipo II
41 5+334.00 5.00 Alcantarilla Nº 18 Existente, a Eliminar
42 5+851.00 5.00 Alcantarilla Nº 19 Proyectada Tipo II
43 5+911.50 5.00 Alcantarilla Nº 20 Proyectada Tipo II
44 6+144.50 5.00 Alcantarilla Nº 21 Proyectada Tipo I
45 6+381.00 5.00 Alcantarilla Nº 22 Proyectada Tipo II
46 6+485.50 5.00 Alcantarilla Nº 23 Proyectada Tipo I
47 6+653.00 5.00 Alcantarilla Nº 24 Proyectada Tipo I
____________________________________________________________________________________________
Ubic. Obras Arte, pag 3
DISEÑO DE OBRAS DE ARTE, MEJ. CAMINO VECINAL CRUCE NARANJO - SAN MIGUEL - SABANAS
2.- CUADRO DE DATOS TECNICOS PARA DISEÑO
DE TALUDES SEGÚN ESTUDIO DE SUELOS
Roca fija. 10 : 1 (*) (**)
Roca suelta. 6 : 1 (*) (**)
4 : 1 (*) (**)
Conglomerados cementados. 4 : 1 (*) (**)
Suelos consolidados compactos. 4 : 1 (*) (**)
Conglomerados comunes. 3 : 1 (*) (**)
Tierra compacta. 2 : 1 (*) (**)
1 : 1 (*) (**)
Tierra suelta. 1 : 1 (*) (**)
Arenas sueltas. 1 : 2 (*) (**)
1 : 2 (*) (**)
1 : 3 (*) (**)
(*) Requiere banqueta o análisis de estabilidad
(**) Requiere análisis de estabilidad
Enrocado 1 : 1 (*) (**)
1 : 1.5 (*) (**)
Arena compactada 1 : 2 (*) (**)
(*) Requiere banqueta o análisis de estabilidad
(**) Requiere análisis de estabilidad
Taludes a Utilizar:
V : H
Corte 4 : 1
Relleno 1 : 1.5
4
1
1.5
1
0.67
Zonas blandas con abundante arcillas o
zonas humedecidas por filtraciones
H < 5 5 < H < 10
Suelos diversos compactados (mayoría de
suelos)
H/V
0.25
H >10CLASE DE TERRENO
TALUD (V: H)
TALUDES DE CORTE
TALUDES DE RRELLENO
MATERIALESTALUD (V: H)
H < 5 5 < H < 10 H >10
Bombeo Bombeo
Eje Central
Cuneta
Afirmado
Area de
Area de
Terreno de Fundacion
Relleno
Corte
Linea de Terreno
Natural
_______________________________________________________________________________________________________________________
Talud Segun Suelos, pag 4
DISEÑO DE OBRAS DE ARTE, MEJ. CAMINO VECINAL CRUCE NARANJO - SAN MIGUEL - SABANAS
Q1 = Caudal que aporta la ladera
Q2 = Caudal que aporta la Via (Bombeo Lateral)
QC = Caudal de la Cuneta
QC = Q1 + Q2
1.0.- Método:
Utilizando el Método racional, para diseño de alcantarillas, Tenemos:
1.1.- Métodos de la C.A.A.(Civil Aeronauties Administration)
Donde:
C
I : Intensidad de Precipitación (mm/h)
A : Área a drenar (has)
Q : Escurrimiento (m3/s)
3.- DISEÑO DE CUNETA LATERAL EN TROCHA
Ligeramente Permeables
A: CALCULO DEL CAUDAL SUPERFICIAL QUE TRANSPORTARA LA CUNETA
Clase de Suelo del Área a Drenar:
Pavimentación de concreto Bituminoso
Caminos de Grava Textura Abierta
Tierra Desnuda
: Coeficiente que representa la relación de volumen de escurrimiento y
la precipitación
Valores de "C" para los distintos tipos de Suelos:
Praderas de Césped
Suelos Permeables
Campos Cultivados
Arenas de Bosques
C
0.80
0.40
0.20
0.10
0.20
0.90
0.60
0.80
0.40
0.40
0.20 0.10
0.15
0.05
0.40
0.10
Ancho de Via
Zanja de Coronacion
Cuneta
2Q
1Q
360
... AICQ
_________________________________________ ____________________________________
Diseño Cuneta, Pág. 5
DISEÑO DE OBRAS DE ARTE, MEJ. CAMINO VECINAL CRUCE NARANJO - SAN MIGUEL - SABANAS
1.2.- Calculo de Datos a Utilizar
1.2.1.- Intensidad de Precipitación
FUENTE: ESTUDIO DE HIDROLOGÍCO REGIONAL DE LA REGION CAJAMARCA
DESCRIPCION DE LAS ZONAS DE VIDA
FUENTE: ESTUDIO DE HIDROLOGÍCO REGIONAL DE LA REGION CAJAMARCA
Según los datos Obtenidos, tomaremos:
I promedio = mm
I promedio = mm
I Maximo = mm
I = = (*)
I = (Asumido)
La intensidad de la precipitación pluvial está relacionada con la altitud
y su distribución es más regular a mayor altitud. La precipitación
promedio a una altitud de 2,500 m.s.n.m. es de 650 mm, pero varía
sustancialmente a 3,000 metros.
4.17 mm/hmm/mes3,000.00
10.00
Bosque Muy
Húmedo
Montano Bajo
Tropical
bmh-MBT
Tiene clima per húmedo -
templado cálido con temperatura
media de 12º y 17º C, precipitación
promedio anual 3,000 mm. deben
considerarse áreas protegidas para
preservar le régimen hídrico y
evitar derrumbes y pérdidas de
suelos por erosión hídrica.
Cotas altitudinales entre
2,500 y 3,000 m.s.n.m.,
ubicándose esta zona en
San Ignacio y Jaen.
mm/h
SIMBOLO DESCRIPCIÓNUBICACIÓN Y ÁREA DE
INFLUENCIA
650.00
3,000.00
3,000.00
ZONAS DE
VIDA
Ancho de Via
Zanja de Coronacion
Cuneta
2Q
1Q
_________________________________________ ____________________________________
Diseño Cuneta, Pág. 6
DISEÑO DE OBRAS DE ARTE, MEJ. CAMINO VECINAL CRUCE NARANJO - SAN MIGUEL - SABANAS
1.2.2.- Área de la Ladera
Cuadro de Longitud y Áreas para calcular el caudal en las cunetas:
N°
Cuneta
1 Alc. 1
2 Alc. 2
3 Alc. 3
4 Bd.1
5 Alc. 4
6 Alc. 5
7 Alc. 5
8 Bd.2
9 Alc. 6
10 Alc. 6
11 Bd.3
12 Bd.3
13 Bd.4
14 Bd.4
15 C Libre Rio
16 Puente
17 C Libre Rio
18 C Libre lateral
19 Alc. 9
20 Puente Sanora
21 Puente Sanora
22 Alc. 10
23 Alc. 11
24 Alc. 12
25 Alc. 13
26 Alc. 14
27 Alc. 15
28 Alc. 16
29 Alc. 17
30 Bd.5
31 Bd.5
32 Bd.6
33 Bd.6
34 Bd.7
35 Bd.7
10.00
5+154.50
1+320.00
0.065
1+786.00 1+803.90
1+634.10
10.0071.30
1+460.00 1+634.10
1+680.00 45.90
1+248.70
30.00
17.90 6.00
0.099
0.140
0.071
10.00
10.0098.70
1+320.00 1+460.00 140.00
TRAMO
Inicia Termina
Longitud
0+002.50
0.059
10.00 0.441
Ancho (m)
10.00
10.00
0.003
0.03010.00
10.00
1+150.00 1+248.70
0+709.50 1+150.00 440.50
0+650.60 0+709.50 58.90
0.174
0+265.70
0+032.50
0+650.60
0.233
0.385
10.00
(m)
Área de Ladera
0.046
174.10 10.00
384.90
0+000.00 2.50
1+680.00 1+744.95 64.95 10.00
0+002.50
0+265.70 233.20
0+032.50
Área (has)
2+048.70 59.25 10.00 0.059
1+744.95 1+786.00 41.05 6.00 0.025
0.011
2+428.45 138.45 4.00 0.055
1+803.90 1+989.45 185.55 10.00 0.186
1+989.45
2+550.00 91.00 10.00 0.091
2+048.70 2+290.00 241.30 10.00 0.241
2+290.00
2+974.45 284.45 10.00 0.284
2+428.45 2+459.00 30.55 10.00 0.031
2+459.00
3+310.00 275.50 10.00 0.276
2+550.00 2+690.00 140.00 10.00 0.140
2+690.00
3+800.00 234.00 10.00 0.234
2+974.45 3+034.50 60.05 10.00 0.060
3+034.50
4+460.00 188.50 10.00 0.189
3+310.00 3+566.00 256.00 10.00 0.256
3+566.00
4+724.00 10.90 10.00 0.011
3+800.00 4+271.50 471.50 10.00 0.472
4+271.50
5+039.00 24.15 10.00 0.024
4+460.00 4+713.10 253.10 10.00 0.253
4+713.10
5+154.50 103.97 4.00 0.042
4+724.00 5+014.85 290.85 10.00 0.291
5+014.85
5+039.00 5+050.53 11.53 10.00 0.012
5+050.53
5+177.00 22.50 5.00 0.011
Ancho de Via
Zanja de Coronacion
Cuneta
2Q
1Q
_________________________________________ ____________________________________
Diseño Cuneta, Pág. 7
DISEÑO DE OBRAS DE ARTE, MEJ. CAMINO VECINAL CRUCE NARANJO - SAN MIGUEL - SABANAS
36 Bd.8
37 Bd.8
38 Bd.9
39 Bd.9
40 Bd.10
41 Bd.10
42 Alc. 19
43 Bd.11
44 Bd.11
45 Alc. 22
46 Alc. 23
47 Alc. 24
48 C libre
49
Total
1.2.3.- Área Lateral de la Vía
N°
Cuneta
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
1+460.00 1+634.10
0.014
1+744.95 64.95 2.00 0.013
0.0281+320.00 1+460.00 140.00 2.00
1+680.00
174.10 2.00 0.035
0.020
1+248.70 1+320.00 71.30 2.00
1+150.00 1+248.70 98.70 2.00
0.088
0+650.60 0+709.50 58.90 2.00 0.012
0+709.50 1+150.00 440.50 2.00
0.047
0+265.70 0+650.60 384.90 2.00 0.077
0+032.50
0+002.50
Área (has)
0.001
Inicia
7.139
0+265.70 233.20 2.00
TRAMO Longitud Área de Hombro
0+000.00 0+002.50 2.50 2.00
Termina (m)
6+843.88
0+032.50 30.00
Nota: Las flechas indican que las cunetas se unen para cruzar por alcantarilla o Baden
0.0062.00
Ancho (m)
Cuadro de Longitud y Áreas para calcular el caudal de en las cunetas:
1+634.10 1+680.00 45.90 2.00 0.009
1+744.95 1+786.00 41.05 2.00 0.008
1+786.00 1+803.90 17.90 2.00 0.004
1+803.90 1+989.45 185.55 2.00 0.037
1+989.45 2+048.70 59.25 2.00 0.012
2+048.70 2+290.00 241.30 2.00 0.048
2+290.00 2+428.45 138.45 2.00 0.028
0.097
5+177.00 5+334.00 157.00 6.00 0.094
0.030
5+334.00 5+341.60 7.60 7.00 0.005
5+341.60 5+463.00 121.40 8.00
0.073
5+463.00 5+570.25 107.25 9.00 0.097
5+570.25 5+600.00 29.75 10.00
0.223
5+600.00 5+851.00 251.00 11.00 0.276
5+851.00 5+911.50 60.50 12.00
0.167
5+911.50 5+978.00 66.50 13.00 0.086
5+978.00 6+137.10 159.10 14.00
0.344
6+137.10 6+381.00 243.90 15.00 0.366
6+381.00 6+485.50 104.50 16.00
6+843.88
6+485.50 6+653.00 167.50 17.00 0.285
6+653.00 6+843.88 190.88 18.00
Ancho de Via
Zanja de Coronacion
Cuneta
2Q
1Q
_________________________________________ ____________________________________
Diseño Cuneta, Pág. 8
DISEÑO DE OBRAS DE ARTE, MEJ. CAMINO VECINAL CRUCE NARANJO - SAN MIGUEL - SABANAS
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
Total
167.50 2.00 0.034
190.88 2.00 0.038
0.032
243.90 2.00 0.049
104.50 2.00 0.021
0.050
60.50 2.00 0.012
66.50 2.00 0.013
0.024
107.25 2.00 0.021
29.75 2.00 0.006
0.005
157.00 2.00 0.031
7.60 2.00 0.002
6+653.00 6+843.88
22.50 2.00
121.40 2.00
251.00 2.00
159.10 2.00
6+137.10 6+381.00
6+381.00 6+485.50
6+485.50 6+653.00
5+851.00 5+911.50
5+911.50 5+978.00
5+978.00 6+137.10
5+463.00 5+570.25
5+570.25 5+600.00
5+600.00 5+851.00
5+177.00 5+334.00
5+334.00 5+341.60
5+341.60 5+463.00
6+843.88
5+154.50 5+177.00
1.369
2+428.45 2+459.00 30.55 2.00 0.006
2+459.00 2+550.00 91.00 2.00 0.018
2+550.00 2+690.00 140.00 2.00 0.028
2+690.00 2+974.45 284.45 2.00 0.057
2+974.45 3+034.50 60.05 2.00 0.012
3+034.50 3+310.00 275.50 2.00 0.055
3+310.00 3+566.00 256.00 2.00 0.051
3+566.00 3+800.00 234.00 2.00 0.047
3+800.00 4+271.50 471.50 2.00 0.094
4+271.50 4+460.00 188.50 2.00 0.038
4+460.00 4+713.10 253.10 2.00 0.051
4+713.10 4+724.00 10.90 2.00 0.002
4+724.00 5+014.85 290.85 2.00 0.058
5+014.85 5+039.00 24.15 2.00 0.005
5+039.00 5+050.53 11.53 2.00 0.002
5+050.53 5+154.50 103.97 2.00 0.021
6+843.88
Ancho de Via
Zanja de Coronacion
Cuneta
2Q
1Q
_________________________________________ ____________________________________
Diseño Cuneta, Pág. 9
DISEÑO DE OBRAS DE ARTE, MEJ. CAMINO VECINAL CRUCE NARANJO - SAN MIGUEL - SABANAS
1.2.4.- Caudales de Aporte
N°
Cuneta
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
0.0026 0.0005
0.0007 0.0001 0.40 0.0008
0.0011 0.0002 0.40
0.0008 0.0002
0.0003
0.0010
0.0031
0.0051
0.0013
0.0059
0.0004
Caudal en el tramo
0.0003 0.40 0.00190.0016
Variable Caudales Últimos (m3/s)
0.0023
0.0043 0.0009
0.0019 0.0004 0.40
0.40
0.0049 0.0010 0.40
Q1 Q2
0.40
0.0000 0.0000 0.40 0.0000
Calculo del Caudal
C QC
0.0063
QC, Diseño
0.0001 0.40
0.40
0.0005 0.0001 0.40 0.0006
0.0007 0.0001 0.40 0.0009
0.0003 0.0001 0.40 0.0004
0.0001 0.0000 0.40 0.0002
0.0021 0.0004 0.40 0.0025
0.0007 0.0001 0.40 0.0008
0.0027 0.0005 0.40 0.0032
0.0006 0.0003 0.40 0.0009
0.0003 0.0001 0.40 0.0004
0.0010 0.0002 0.40 0.0012
0.0016 0.0003 0.40 0.0019
0.0032 0.0006 0.40 0.0038
0.0007 0.0001 0.40 0.0008
0.0031 0.0006 0.40 0.0037
0.0028 0.0006 0.40 0.0034
0.0026 0.0005 0.40 0.0031
0.0052 0.0010 0.40 0.0063
0.0021 0.0004 0.40 0.0025
0.0028 0.0006 0.40 0.0034
0.0001 0.0000 0.40 0.0001
0.0032 0.0006 0.40 0.0039
0.0003 0.0001 0.40 0.0003
0.0001 0.0000 0.40 0.0002
0.0005 0.0002 0.40 0.0007
0.0001 0.0001 0.40 0.0002
Ancho de Via
Zanja de Coronacion
Cuneta
2Q
1Q
_________________________________________ ____________________________________
Diseño Cuneta, Pág. 10
DISEÑO DE OBRAS DE ARTE, MEJ. CAMINO VECINAL CRUCE NARANJO - SAN MIGUEL - SABANAS
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
Datos:
Qc = m3/s
S = m/m Como Min.
b = m
h = m
Z1 =
Z2 =
h = Borde Libre m
H = m
Área Mojada : A
Perímetro Mojado : Pm
Radio Hidráulico : R
Formula a Utilizar : Manning
2/3 1/2
1 R x S ...... (1)
n
0.0009
0.0000
0.0011
0.0028
0.0046
0.0021
0.0035
0.0042
0.0014
0.0001
0.0013
0.0013
0.0004
0.0036
0.40
0.40
0.40
0.40
0.40
0.40
0.0004
0.0000
0.40
0.40
0.40
0.40
0.40
0.40
0.40
0.40
0.0001
0.0001
0.0004
0.0005
0.0002
0.0004
0.0003
0.0000
0.0003
0.0002
0.0001
0.0006
0.0025
0.0041
0.0019
0.0032
0.0038
0.0000
Y + BL
0.0063
0.0008
Ancho de Espejo : a
Pro
fun
did
ad :
H
0.0010
0.0001
0.0011
0.0010
0.0063
B: CALCULO DE LAS DIMENSIONES EN LA CUNETA
0.25
1.0
V =
0.002
1.0
0.50
0.0011
0.0003
0.0031
Ancho de Via
Zanja de Coronacion
Cuneta
2Q
1Q
Q Qc
_________________________________________ ____________________________________
Diseño Cuneta, Pág. 11
DISEÑO DE OBRAS DE ARTE, MEJ. CAMINO VECINAL CRUCE NARANJO - SAN MIGUEL - SABANAS
Donde:
V = Velocidad media (m/seg)
n = Coeficiente de rugosidad de Manning
R = Radio Medio Hidráulico
S = Pendiente de la Cuneta, se toma la minima de todo el tramo.
Valores de "n" para la formula de MANNING
-Mayor a 15.24 cm
-Menor a 15.24 cm
En forma practica los valores de los coeficientes de rugosidad son:
-Para canales de tierra con algunas hierbas n =
-Para canales revestidos de concreto y piedra n =
Además Q = V x A ...... (2)
Remplazando (2) en (1) se Tiene:
2/3 1/2
1 R x S x A ...... (3)
n
0.25 0.25
0.05
0.25
0.20
1.0 1.0
0.030
0.017
Tierra común nivelada.
0.030
Q =
" n "
0.040
0.060
0.020
0.040
Roca lisa y uniforme
0.020
0.080
0.013
Pasto bien mantenido, profundidad de Flujo:
0.040
revestidos de: Concreto áspero o bituminoso
Piedra lisa
Roca con salientes y entrantes
Lecho pedregoso y bordes enyerbados
Plantilla de tierra, taludes ásperos
TIPO DE MATERIAL
Ancho de Via
Zanja de Coronacion
Cuneta
2Q
1Q
_________________________________________ ____________________________________
Diseño Cuneta, Pág. 12
DISEÑO DE OBRAS DE ARTE, MEJ. CAMINO VECINAL CRUCE NARANJO - SAN MIGUEL - SABANAS
Área Mojada : A = m²
Perímetro Mojado : Pm = m
Radio Hidráulico : R = m
Velocidad : V = m/s
2/3
Q x n R A
1/2
S
Donde se deduce que:
3/8 5/8 1/4
Q x n [ 2 x (√ (1+z1²)+√ (1+z2²)) ]
1/2 5/8
S ( z1 + z2 )
Remplazando valores en la ecuación se Tiene:
Y = m
Asumimos: Y = m
Finalmente se Tiene: Ancho Superior : m
Profundidad : m
Seccion Final:
0.25
1.0 1.0
Y
0.50
0.25
0.194
0.20
=
0.50
0.040
0.566
0.071
0.157
= x
Ancho de Via
Zanja de Coronacion
Cuneta
2Q
1Q
_________________________________________ ____________________________________
Diseño Cuneta, Pág. 13
DISEÑO DE OBRAS DE ARTE, MEJ. CAMINO VECINAL CRUCE NARANJO - SAN MIGUEL - SABANAS
A: CALCULO DE LOS CAUDALES DE DISEÑO
Area Caudal Parcial
N° L (m) has. C I Qq (m3/s)
1 5.00 Alc. N° 01 1.80 0.40 10.0 0.0200
2 5.00 Alc. N° 02 1.80 0.40 10.0 0.0200
3 5.00 Alc. N° 03 1.80 0.40 10.0 0.0200
4 5.00 Alc. N° 04 1.80 0.40 10.0 0.0200
5 5.00 Alc. N° 05 1.80 0.40 10.0 0.0200
6 5.00 Alc. N° 06 1.80 0.40 10.0 0.0200
7 5.00 Alc. N° 07 Eliminada
8 5.00 Alc. N° 08 Eliminada
9 5.00 Alc. N° 09 1.80 0.40 10.0 0.0200
10 5.00 Alc. N° 10 1.80 0.40 10.0 0.0200
11 5.00 Alc. N° 11 1.80 0.40 10.0 0.0200
12 5.00 Alc. N° 12 1.80 0.40 10.0 0.0200
13 5.00 Alc. N° 13 1.80 0.40 10.0 0.0200
14 5.00 Alc. N° 14 1.80 0.40 10.0 0.0200
15 5.00 Alc. N° 15 1.80 0.40 10.0 0.0200
16 5.00 Alc. N° 16 1.80 0.40 10.0 0.0200
17 5.00 Alc. N° 17 1.80 0.40 10.0 0.0200
18 5.00 Alc. N° 18 Eliminada
19 5.00 Alc. N° 19 1.80 0.40 10.0 0.0200
20 5.00 Alc. N° 20 1.80 0.40 10.0 0.0200
21 5.00 Alc. N° 21 1.80 0.40 10.0 0.0200
22 5.00 Alc. N° 22 1.80 0.40 10.0 0.0200
23 5.00 Alc. N° 23 1.80 0.40 10.0 0.0200
24 5.00 Alc. N° 24 1.80 0.40 10.0 0.0200
4+460.0
0.093
0.020
0.020
0.386
0.1876+485.5
0.080
0.296
0.276
0.254
0.492
0.305
0.273
5+334.0
5+851.0
5+911.5
6+144.5
6+381.0
(*) A este caudal, se ha sumado el caudal que trae la cuneta
6+653.0
2+690.0
2+974.5
3+034.5
3+310.0
3+566.0
3+800.0
4+271.5
0.079
Caudal Maximo en Alcantarillas
0.209
0.559
0.559
Caudal Alcant.
Qq (m3/s) (*)
0.023
0.253
0.050
0.559
0.334
0.304
4.- DISEÑO DE ALCANTARILLAS
VariablesTramo Alcantarilla
1+150.0
1+792.0
2+080.0
0.0512+459.0
Cuadro de caudales que pasaran por las alcantarillas, originados por el paso de quebradas
o manantiales, haciendo mayor el caudal agregado a la cuneta
0+002.5
0+032.5
0+265.7
0+709.5
1+460.0
Cudal Total
ViaCuneta
Caudal de Quebrada
Via
Total
Caudal de Quebrada
Caudal de
Cuneta
Perfil Longitudinal
PlantaCaudal
_____________________________________________________________________________________________
Diseño Alcantarillas, pág.14
DISEÑO DE OBRAS DE ARTE, MEJ. CAMINO VECINAL CRUCE NARANJO - SAN MIGUEL - SABANAS
B: DISEÑO HIDRÁULICO DE ALCANTARILLAS
Aplicando la formula de MANNING Donde :
Q: Caudal en m3/seg..
2/3 1/2 A: Área hidráulica en m2
A R S P: Perímetro mojado en m
R: Radio hidráulico = A/P
S: Pendiente de la alcantarilla
n: coeficiente de rugosidad
N° " n "
1 Tierra común nivelada. 0.020
2 Roca lisa y uniforme 0.080
3 Roca con salientes y entrantes 0.040
4 Lecho pedregoso y bordes enyerbados 0.030
5 Plantilla de tierra, taludes ásperos 0.030
6 revestidos de: Concreto áspero o bituminoso 0.017
7 Piedra lisa 0.020
8 Pasto bien mantenido, profundidad de Flujo:
-Mayor a 15.24 cm 0.040
-Menor a 15.24 cm 0.060
9 Concreto Liso 0.013
C: DISEÑO HIDRÁULICO DE ALCANTARILLA TIPO MARCO PARA VÍAS
1.- Caudal de Diseño para alcantarillas: Nº 01, 02,03
Q= 0.559 m3/seg. Es el Caudal maximo
caudal por Riego, Q = 1.300 m3/seg.
Q= 1.300 m3/seg.
KM:
1.- DATOS DE DISEÑO
Q max: Caudal Máximo =
S: Pend. Alcant. O Pend paso de agua =
n: Coef de fricción o Rugosidad =
Alcantarilla N° 15: TIPICA
Adoptamos:
nQ =
(Dato de Alcantarilla N° 01)
0.013
0.002
3+800.0
Valores de "n" para la formula de MANNING
m3/seg.1.300
%
(Concreto)
TIPO DE MATERIAL
Cudal Total
ViaCuneta
Caudal de Quebrada
Via
Total
Caudal de Quebrada
Caudal de
Cuneta
Perfil Longitudinal
PlantaCaudal
_____________________________________________________________________________________________
Diseño Alcantarillas, pág.15
DISEÑO DE OBRAS DE ARTE, MEJ. CAMINO VECINAL CRUCE NARANJO - SAN MIGUEL - SABANAS
2.- SECCIÓN DEL OJO
Asumiendo Valores, con la condicion de: e b e
h = 1.50 x b
Donde: e°
Ancho: b = 0.90
Altura: h = 1.10
Con la condicion que : e°
Asumimos :
e = 0.20
e° = 0.20
Con lo que se obtiene: B = m
H = m
3.- CAPACIDAD DE LA ALCANTARILLA
La capacidad la calculamos con la formula de MANNING
A = m2 Remplazando:
P = m Q= m3/seg.
R = m Se Verifica entonces que:
S = Q= m3/seg.
n =
Qmax.= m3/seg.
Ok Cumple
DISEÑO HIDRÁULICO FINAL PARA ALCANTARILLAS TIPO MARCO
Con el Caudal maximo: Q = m3/s
n =
S =
e = 0.20 Espesor de losa y Pared
b = Ancho libre Interno = 0.90
h = Alto libre Interno = 1.10
Area = m2
1.30 Perimetro = m
Se Verifica que: 5
1 n Q . 3
5 1/2 = ..... Ecuacion (I)
b S
1.300
0.319
0.002
0.013
0.002
>
1.591
1.591
2( b + 2Y)
Y
y
1.50
B
H
3.100
Tabulacion de datos:
0.013
0.90 x Y
1.591
0.990
0.90 + 2Y
1.30
1.50
h
Cudal Total
ViaCuneta
Caudal de Quebrada
Via
Total
Caudal de Quebrada
Caudal de
Cuneta
Perfil Longitudinal
PlantaCaudal
_____________________________________________________________________________________________
Diseño Alcantarillas, pág.16
DISEÑO DE OBRAS DE ARTE, MEJ. CAMINO VECINAL CRUCE NARANJO - SAN MIGUEL - SABANAS
5
=
Usamos Aprox. Y = 1.10
Donde: 0.168 =
Ok el Valor de Y es Correcto
Asumimos Y = 1.10 m
Área Mojada: m2
Perímetro Mojado: m
Radio Hidráulico: m
Velocidad del flujo: m/s
Tabulacion de datos cuando Transporte el Caudal Normal Asumido
Con el Caudal maximo: Q = m3/s
n =
S =
e = 0.20 Espesor de losa y Pared
b = Ancho libre Interno = 0.90
h = Alto libre Interno = 1.10
Area = m2
1.30 Perimetro = m
5
=
Usamos Aprox. Y =
Donde: 0.091 =
Ok el Valor de Y es Correcto
Asumimos Y = 0.94 m
Área Mojada: m2
Perímetro Mojado: m
Radio Hidráulico: m
Velocidad del flujo: m/s
0.9900
Y
0.3194
1.6073
0.0020
0.3043
1.50
0.168
2.7800
0.0914
1.5366
(0.90 + 2Y)
(0.90 + 2Y)
0.935
0.8460
2
0.0130
3.1000
0.90 + 2Y
1.3000
2
Probamos que:
Probamos que:
Y
0.1676
0.90 x Y
Donde:
y
Donde:
0.091
Cudal Total
ViaCuneta
Caudal de Quebrada
Via
Total
Caudal de Quebrada
Caudal de
Cuneta
Perfil Longitudinal
PlantaCaudal
_____________________________________________________________________________________________
Diseño Alcantarillas, pág.17
DISEÑO DE OBRAS DE ARTE, MEJ. CAMINO VECINAL CRUCE NARANJO - SAN MIGUEL - SABANAS
f`c = 175.00 Resistencia del concreto a los 28 dias
Fy = 4,200 Resistencia del Acero
S/C = 8.00 H20 S16
16,000 si 01 LB= 0.45 kg
= 1,900 peso especif del suelo
ø = 30° 30.00° Àngulo de reposo
K = 0.33 0.33
h = 1.30 m H = 1.50 m
b = 0.90 m B = 1.30 m
e = 0.20 m espesor de la losa de concreto de las paredes
h1 = 0.20 m altura del sardinel
= 2,400 kg/m3 peso especifico del concreto
Suponiendo que se llegaran a pavimentar las via de cruce, se tiene.
= 2,000 kg/m3 peso especifico del concreto asfaltico
e2 = 0.05 kg/m3 espesor del concreto asfaltico
0.20
0.20
0.16
0.20 0.20
a) CARGA SOBRE LOSA SUPERIOR
a.1) Cargas Muertas (CM)
Peso de la viga Sardinel = e x h x pe. Concreto
= 96.00 kg/m
Peso propio de losa superior = e x B x pe. Concreto
= 624.00 kg/m
El diseño de alcantarillas que cruzan la Via, tienen la caracteristica de tener contacto mas directos con el
peso de loa vehiculos que pasan por caminos vecinales y tramos en donde estas son necesarias, ademas su
carga maxima la encontramos en un vehiculo conocido, es decier tendran un eje sobre estas de un camion
H20 S16, cuyo peso en una de sus ruedas es de 8 toneladas.
0.90
A: DATOS DE CALCULO
kg/cm2
kg/cm2
ton
lbs
kg/m3
tan2(45º- /2) =
1.10
0.20
1.5
0
1.3
0
0.94
H =
0.20
1.30
B: METRADOS DE CARGAS
5.- DISEÑO ESTRUCTURAL DE ALCANTARILLAS
5.1- DISEÑO DE ALCANTARILLAS, TIPO MARCO
_____________________________________________________________________________________________
Disñ. Estrc. Alcantarillas, pág.18
DISEÑO DE OBRAS DE ARTE, MEJ. CAMINO VECINAL CRUCE NARANJO - SAN MIGUEL - SABANAS
Peso del Concreto Asfaltico = e1 x B x pe tierra
= 130.00 kg/m
total C.M. = 850.00 kg/m
= WCM
= 850.00 kg/m
a.2) Carga Viva ( CV)
La carga transmitida por el Vehiculo hacia la Vía
P cv = 7,264.00 kg
total C.V. = 7,264.00 kg
= WCV
= 5,587.69 kg CV/B
a.3) Carga de Diseño W1
Según el R.N.C. W1=
W1= kg/m ; Carga distribuida en losa Superior
b) CARGA SOBRE LOSA INFERIOR
b.1) Cargas Muertas (CM)
Pesos de la losa Superior (Calculados)
= 850.00 kg/m
Peso propio de losa inferior = e x B x pe. Concreto
= 624.00 kg/m
Peso propio de las paredes = e x H x pe. Concreto
= 1,440.00 kg/m
total C.M. = 2,914.00 kg/m
WCM
WCV= 2,914.00 kg/m
b.2) Carga Viva ( CV)
La carga transmitida por el Vehiculo hacia la Via se considera
P cv = 7,264.00 kg
total C.V. = 7,264.00 kg
WCM
WCV= 5,587.69 kg/m
b.3) Carga de Diseño W1
Según el R.N.C. W1 = 1.50 ( C.M. ) + 1.80 ( C.V .)
W2= kg/m Carga distribuida de la losa Inferior
c.) CARGA SOBRE LAS PAREDES LATERALES
c.1) Cargas Muertas (CM)
Efecto como carga distribuida
Efecto como carga distribuida
Efecto como carga distribuida
Efecto como carga distribuida
1.5( CM ) + 1.8( C.V )
11,332.85
Efecto como carga distribuida
Efecto como carga distribuida
Efecto como carga distribuida
Efecto como carga distribuida
14,428.85
Las Cargas Muertas que actuan sobre las paredes laterales de la estructura son los empujes
de la tierra.
Estos empujes de tierra pueden calcularse por cualquier metodo conocido, recomendandose el
metodo gràfico o el mètodo analìtico de RANKINE.
_____________________________________________________________________________________________
Disñ. Estrc. Alcantarillas, pág.19
DISEÑO DE OBRAS DE ARTE, MEJ. CAMINO VECINAL CRUCE NARANJO - SAN MIGUEL - SABANAS
E= 1/2 g h² x C
E= Empuje en ( Kg )
Densidad del suelo o peso especifico en ( kg/m³ )
h = Altura del material actuante contra la estructura en (m)
K= Coeficiente de Balastro
Cuando la parte superior del relleno es horizontal, el valor de K esta dado por la formula
K = TAN² (45-θ/2)
θ es el angulo de reposo del material actuante.
Cuando la parte superior del relleno forma un angulo α con la horizontal, el valor de K
esta dado por la siguiente tabla
α 1:1 1:2 1:2.5 1:3 1:4
θ 45º 26º34 21º48 19º26 14º02
20° 0.72 0.58
25° 0.60 0.52 0.46
30° 0.54 0.44 0.40 0.37
35° 0.38 0.33 0.31 0.29
40° 0.29 1.00 0.24 0.23
45° 0.22 0.20 0.19 0.18
50° 0.29 0.16 0.15 0.14 0.14
55° 0.18 0.12 0.11 0.11 0.14
COMO EL RELLENO ES HORIZONTAL TENEMOS QUE,
K = TAN² (45-θ/2)
Donde ø = 30.00° ; 0.33
Según se sabe se esta usando las valores maximos en cada Alcantarilla:
donde se ha obtenido :
Donde hacen que exista dos cargas o valores: Ps
uno Superior: Ps = x h1 x K = 0
otro Inferior: Pi = x H x K > = 0
Altura considerable Total: H
Donde:
Ps = 0.00 kg/m Pi
Pi = 950.00 kg/m
Enesta zona no existe carga Viva para diseño por lo que la combinacion
Según el R.N.C. W = 1.50 ( C.M. )
W3= kg/m Carga distribuida Parte Inferior
Donde :
Donde :
1:1.5A NIVEL
33º41'
0.48
0.40
0.33
0.48 0.27
0.36 0.22
0.26 0.17
tan2(45º-ø/2) =
H
1,425.00
0.18 0.13
0.13 0.10
_____________________________________________________________________________________________
Disñ. Estrc. Alcantarillas, pág.20
DISEÑO DE OBRAS DE ARTE, MEJ. CAMINO VECINAL CRUCE NARANJO - SAN MIGUEL - SABANAS
1.10
I2
c1.- CALCULO DE LAS INERCIAS
I = b x h³
12
b = Ancho de losa 1.00 m (analizamos solo para 1 ml)
h = e 0.20 m (espesor de losa)
Donde: I1 = I2 = 0.0007 m3
c2.- CALCULO DE LAS RIGIDECES
K ij = I ij / L ij
K 12 = K34 = 0.00061 m2
K 14 = K23 = 0.00051 m2
c3.- SUMATORIA DE LAS RIGIDECES
ΣK i= Suma de todas las rigideses que sale del punto (i)
ΣK 1 = ΣK 2 = ΣK 3 = ΣK 4 =
c4.- COEFICIENTE DE DISTRIBUCION
d ij = K/ΣK
0.542
0.458
c5.- MOMENTOS DE EMPOTRAMIENTO PERFECTO
W1 x L^2 = kg/m
12
W2 x L^2 = kg/m
12
W3 x L^2 = kg/m
30
- W3 x L^2 = kg/m
20
Momentos Finales Obtenidos por Cross
kg/m ; - M14 = kg/m
kg/m ; - M21 = kg/m
kg/m ; - M32 = kg/m
kg/m ; - M43 = kg/m
Para tener completo el diagrama de momentos es necesario conocer los valores de los momentos en el
centro de la luz de la losa
C : SISTEMA ESTATICO
w1 = 11,332.85
I1
1.3
0
w3 = 1,425.00 w3 = 1,425.00
w2 =14,428.85
0.0011
d 12 = d 21 = d 43 = d 34 =
d 14 = d 41 = d 32 = d 23 =
Mº12 = - Mº21= 1,142.73
Mº34 = - Mº43= 1,454.91
Mº23 = - Mº14= 80.28
Mº32 = - Mº41= -120.41
M12 = 431.93 431.93
M23 = 722.76 722.76
M34 = 667.88 667.88
M41 = 975.91 975.91
1
4
2
3
1
4
2
3
_____________________________________________________________________________________________
Disñ. Estrc. Alcantarillas, pág.21
DISEÑO DE OBRAS DE ARTE, MEJ. CAMINO VECINAL CRUCE NARANJO - SAN MIGUEL - SABANAS
Formula general:
Vix MB - MA
Vx = Esfuerzo Cortante a la distancia "x"
Vix = Cortante a la distancia "x" Originado por las cargas sobre la viga
L = Longitud del tramo en analisis
Mi = Momento en el punto "i"
Mj = Momento en el punto "j"
d1.- Esfuerzo Cortante para Los Puntos 1 - 2 ( losa Superior)
Vx(+) = kg Vx(+/-) Promedio: = kg
Vx(-) = kg
d2.- Esfuerzo Cortante para Los Puntos 3 - 4 ( losa Inferior)
Vx(+) = kg Vx(+/-) Promedio: = kg
Vx(-) = kg
d3.- Esfuerzo Cortante para Los Puntos Laterales 1 - 4 ó 2 - 3
Vx(+) = kg
Vx(-) = kg
e1.- DIAGRAMA GENERAL PARA CALCULAR MOMENTOS MAXIMOS
W : Carga Distribuida
Mij : Momento en el Tramo ij
Mij Mx Mx : Momento en el punto X
Vx : Cortante en el punto X
V : Cortante en el Tramo ij
Vx X : Distancia a un punto fijo
V
Por Equilibrio: 2
Mx = V * X - W * X - Mij .....(1)
2
Por Equilibrio se Tiene: Vx + W * X - V = 0
Pero : Vx = 0
Entonces: X = V / W ....(2)
Punto donde el cortante es cero
Remplazando (2) en (1):
2
Mx = V - Mij ..... (3)
2W
D : CALCULO DE MOMENTOS CORTANTES
Vx = +
- L
5,968.68 6,233.07
6,497.45
7,655.84 7,935.87
8,215.89
350.96
432.79
E : MOMENTOS MAXIMOS POSITIVOS
W
X
Para Calcular el Momento maximo se debe cumplir que el cortante para un punto "x" sa Cero, es decir el
equilibrio de fuerzas cortantes sea cero:
i
_____________________________________________________________________________________________
Disñ. Estrc. Alcantarillas, pág.22
DISEÑO DE OBRAS DE ARTE, MEJ. CAMINO VECINAL CRUCE NARANJO - SAN MIGUEL - SABANAS
e2.- Momento Maximo en la losa Superior (1 - 2)
Mx = 1,282.16 kg - m
e3.- Momento Maximo en la losa Inferior (3 - 4)
Mx = 1,206.45 kg - m
e4.- Momento Maximo en Paredes Laterales de la Alcantarilla:
DIAGRAMA GENERAL
W : Carga Distribuida
Mij : Momento en el Tramo ij
Mij Mx Mx : Momento en el punto X
Vx : Cortante en el punto X
V : Cortante en el Tramo ij
Vx X : Distancia a un punto fijo
y : W3*X/H
V
Por Equilibrio: 3
Mx = V * X - W3 * X - Mij .....(1)
Por Equilibrio se Tiene: 2
Vx + y * X - V = 0
2
Remplazando Y = W3*X/H ; Pero : Vx = 0
Llegamos a la Expresion: 2
(W3) * X - V = 0
2 H
Donde: W3 = kg/m
H = m
V = kg
Calculamos: X =
X1 = m
X2 = m
Donde el Valor verdadero de "X" es: 0.80 m
Remplazando en (1),Tenemos:
3
Mx = V * X - W3 * X - Mij
Mx = - -
Mx = kg - m
6 H
Para Calcular el Momento maximo se debe cumplir que el cortante para un punto "x" sa Cero, es decir el
equilibrio de fuerzas cortantes sea cero:
1,425.00
y
X
1.30
350.96
0.80
-0.80
0.80
6 H
280.846 93.615 722.757
-535.53
i
_____________________________________________________________________________________________
Disñ. Estrc. Alcantarillas, pág.23
DISEÑO DE OBRAS DE ARTE, MEJ. CAMINO VECINAL CRUCE NARANJO - SAN MIGUEL - SABANAS
1,282.16
1,206.45
h . a ) VERIFICACIONES DEL PERALTE ASUMIDO
POR CORTANTE
d asumido= cm
r = cm
Maximo cortante actuante ( Vi )
V = kg
Maximo cortante Nominal que toma el concreto Vc
Vc = 0.053*√ f`c
Vc = kg/cm2
F : DIAGRAMA DE MOMENTO FLECTOR
431.93 -722.76
-431.93 722.76
-535.53
975.91 -667.88
-535.53
-975.91 667.88
G : DIAGRAMA DE ESFUERZO CORTANTE
6,233.07
350.96
350.96
6,233.07
8,215.89
432.79
432.79
7,655.84
H : VERIFICACIONES DE DATOS ASUMIDOS
h .a .1 )
17.00
3.00
7,655.84
7.011
_____________________________________________________________________________________________
Disñ. Estrc. Alcantarillas, pág.24
DISEÑO DE OBRAS DE ARTE, MEJ. CAMINO VECINAL CRUCE NARANJO - SAN MIGUEL - SABANAS
peralte calculado
dV = V = donde V= 7,655.84
Ǿ*b*Vc Ǿ= 0.85
b= ancho unitario
b= 100 cm
Vc= 7.01 kg/cm2
Donde:
dV = cm ok 'd' asumido es correcto
POR MOMENTOS
d = M
K*b
donde:
d= peralte calculado g=
M = momento Max actuante
M = kg-m fs= 0.50*fy
b= Ancho unitario fs= kg/cm2
b= 100 cm fs.max= kg/cm2
K= 0.50 * fc * g * j n=
fc= 0.40 * f'c
y f'c= kg/cm2 Pero: ; Es = 2.54 x 1E+06
fc= 70 kg/cm2 Ec = 1.60 x 1E+04
j= 1-g/3 n= 12
j= 0.889 g= 0.333
K= 0.50 * fc * g * j
K= 10.370
Entonces d = cm < d asum.= 17.00 cm
ok 'd' asumido es Correcto
h .b ) VERIFICACIONES DE LA SECCION TRANSVERSAL
h .b .1) Cortante Nominal Actuante (Vu)
Vu =
Vu = kg/cm2
h .b .2) Cortante Unitario que toma el concreto (Vc)
Vc = 0.53* *√ f´c
Vc = kg/cm2
entonces:
Vu = kg/cm2 Comparamos que:
Vc = kg/cm2 Vu < Vc Ok 'b' asumido es correcto
i .1) PARA LA LOSA SUPERIOR
i .1.1) Cara Externa (Nudos)
As = M= 431.93 kg-m = kg-cm
fs= 1680 kg/cm2
j= 0.889
d= 17.00 cm
fy= 4,200 kg/cm2
975.91
h .a .2 )
1
2100
kg
12.85
1+fs.max/(n*fc)
I : CALCULO DEL ACERO DE REFUERZO
1680
Es
Ec * √ f`c
175.00
9.70
V
43,193.29
fs * j * d
Ǿ*b*d
0.231
7.011
0.231
7.011
M
_____________________________________________________________________________________________
Disñ. Estrc. Alcantarillas, pág.25
DISEÑO DE OBRAS DE ARTE, MEJ. CAMINO VECINAL CRUCE NARANJO - SAN MIGUEL - SABANAS
As = cm2
As.min = ; con b= 100 cm
As.min = cm2
Usaremos: As = 5.67 cm2
Asumimos:
As = 1/2'' = 6.33 cm2
Espaciamiento: S =
S = cm
Usaremos: 1 ø 1/2 @ 20.00 cm
i .1.2) Cara Interna (Centro de la Losa)
As = M= 1282.16 kg-m = kg-cm
As = cm2
As = cm2 < As.min = 5.67 cm2
Usaremos: As = 5.67 cm2
Asumimos:
As = 1/2'' = 6.33 cm2
Espaciamiento: S =
S = cm
Usaremos: 1 ø 1/2 @ 20.00 cm
i .2) PARA LA LOSA INFERIOR
i .2.1) Cara Externa (Nudos)
As = M= 667.88 kg-m = kg-cm
fs= 1680 kg/cm2
j= 0.889
d= 17.00 cm
fy= 4,200 kg/cm2
As = cm2
As.min = ; con b= 100 cm
As.min = cm2 ;
Usaremos: As = 5.67 cm2
Asumimos: As = 1/2'' = 6.33 cm2
Espaciamiento: S =
S = cm
Usaremos: 1 ø 1/2 @ 20.00 cm
5 ø
5 ø
1.701
14*b*d
fy
As < As.min
Ǿ½" *100
As
Ǿ½" *100
As
Ǿ½" *100
As
22.35
5.67
22.35
M 128,216.01
fs * j * d
5.051
5.051
5 ø
22.35
M 66,788.20
fs * j * d
2.631
14*b*d
fy
5.67 As As.min<
_____________________________________________________________________________________________
Disñ. Estrc. Alcantarillas, pág.26
DISEÑO DE OBRAS DE ARTE, MEJ. CAMINO VECINAL CRUCE NARANJO - SAN MIGUEL - SABANAS
i .2.2) Cara Interna (Centro de la Losa)
As = M= 1206.45 kg-m = kg-cm
As = cm2
As = cm2 < As.min = 5.67 cm2
Usaremos: As = 5.67 cm2
Asumimos: As = 1/2'' = 6.33 cm2
Espaciamiento: S =
S = cm
Usaremos: 1 ø 1/2 @ 20.00 cm
i .3) PARA LAS PAREDES LATERALES
i .3.1) Cara Externa (Nudos)
As = M= 975.91 kg-m = kg-cm
fs= 1680 kg/cm2
j= 0.889
d= 17.00 cm
fy= 4,200 kg/cm2
As = cm2
As.min = ; con b= 100 cm
As.min = cm2 ;
Usaremos: As = 5.67 cm2
Asumimos: As = 1/2'' = 6.33 cm2
Espaciamiento: S =
S = cm
Usaremos: 1 ø 1/2 @ 20.00 cm
i .3.2) Cara Interna (Centro de la Losa)
As = M= -535.53 kg-m = kg-cm
As = cm2
As = cm2 < As.min = 5.67 cm2
Usaremos: As = 5.67 cm2
Asumimos: As = 1/2'' = 6.33 cm2
Espaciamiento: S =
S = cm
Usaremos: 1 ø 1/2 @ 20.00 cm
As
22.35
fs * j * d
4.752
4.752
5 ø
M
fy
M 120,645.35
97,590.95
fs * j * d
3.844
As
22.35
Ǿ½" *100
14*b*d
5.67 As < As.min
-53,552.63
fs * j * d
-2.109
5 ø
Ǿ½" *100
As
22.35
-2.109
5 ø
Ǿ½" *100
M
_____________________________________________________________________________________________
Disñ. Estrc. Alcantarillas, pág.27
DISEÑO DE OBRAS DE ARTE, MEJ. CAMINO VECINAL CRUCE NARANJO - SAN MIGUEL - SABANAS
j.1) SEGÚN EL ACI -77-7.12.2 b= 100.00 cm.
Ast = 0.0018*b*d donde : d= 17.00 cm.
Ast = 3.06 cm2
Usaremos: As = 3.06 cm2
Asumimos: As = 3/8'' = 3.56 cm2
Espaciamiento: S =
S = cm
Usaremos: 1 ø 3/8 @ 20.00 cm
Asr = 0.0018*b*d
Asr = 3.06 cm2
Usaremos: As = 3.06 cm2
Asumimos:
As = 3/8'' = 3.56 cm2
Espaciamiento:
S =
S = cm
Usaremos: 1 ø 3/8 @ 20.00 cm
5 ø
Ǿ½" *100
As
23.29
5 ø
23.29
As
K : ACERO PARA ARMADURA DE REPARTICION (Asr)
Ǿ½" *100
J : ACERO POR CONTRACCION Y TEMPERATURA (Ast)
_____________________________________________________________________________________________
Disñ. Estrc. Alcantarillas, pág.28
DISEÑO DE OBRAS DE ARTE, MEJ. CAMINO VECINAL CRUCE NARANJO - SAN MIGUEL - SABANAS
0.22 0.44
-0.72 -0.36
0.82 1.64
-2.70 -1.35
3.08 6.15
-10.43 -5.22
12.05 24.09
-40.06 -20.03
48.47 96.93
-131.55 -65.78
142.76 285.52
-466.65 -233.32
309.42 618.84
-575.50 -287.75
1142.73 -1142.73
1 -0.542 -0.458 2
0.1
3
-0.6
1
0.5
0
-2.2
9
1.9
1
-8.8
3
7.2
2
-33
.90
25
.49
-111
.31
100
.11
-39
4.8
5
55
2.0
8
-48
6.9
6
-80
.28
-0.4
58
-0.5
42
80
.28
73
1.3
6
-38
9.6
2
33
7.4
3
-14
5.7
2
114
.56
-32
.54
28
.47
-8.2
1
7.2
7
-2.2
3
1.9
4
-0.5
9
0.5
1
-0.1
6
0.2
6
-0.3
0
1.0
0
-1.1
4
3.8
2
-4.4
1
14.4
3
-16
.95
50
.98
-55
.66
20
0.2
2
-19
7.4
3
110
4.1
5
-24
3.4
8
120
.41
-0.5
42
-0.4
58
-12
0.4
1
36
5.6
8
-77
9.2
5
168
.71
-29
1.4
3
57
.28
-65
.08
14.2
4
-16
.41
3.6
4
-4.4
6
0.9
7
-1.1
9
0.2
6
-0.3
1
4 -0.458 -0.542 3
-1454.91 1454.91
-460.46 -920.93
934.28 467.14
-172.21 -344.42
169.42 84.71
-38.46 -76.91
43.13 21.57
-9.70 -19.39
12.21 6.11
-2.64 -5.28
3.23 1.62
-0.70 -1.40
0.84 0.42
-0.18 -0.37
0.22 0.11
1.- MOMENTOS FINALES:
M12 = - M14 = kg/m
M23 = - M21 = kg/m
M34 = - M32 = kg/m
M41 = - M43 = kg/m
6.- CALCULO DE MOMENTOS FINALES :METODO DE CROS
A.- PARA ALCANTARILLAS
431.93 -722.91
-43
1.5
8
72
2.7
6
97
5.9
1
-66
7.7
7
667.88
975.91
-975.91 667.88
431.93
722.76
1
_____________________________________________________________________________________________________
Cross, pág.29
DISEÑO DE OBRAS DE ARTE, MEJ. CAMINO VECINAL CRUCE NARANJO - SAN MIGUEL - SABANAS
Datos:
h :
b1 :
b2 :
L :
e :
:
z :
e
h x z e
b1 b2
h x z e
e
Según diseño tenemos :
h : 1.10 m
b1 : 0.70 m
b2 : 0.90 m
e : 0.20 m
: 12.50° m
z : 0.10 m
L : 0.70 m
m
Adoptamos: L = 0.70 m
con lo que verificamos el angulo:
= 0.82 °
Nota:
Espesor de Muros
Angulo de inclinacion de la transicion, (menor 12.5°)
Inclinacion de taludes aguas arriba, si existieran
A: TRANSICIONES PARA ALCANTARILLAS, SI FUERA EL CASO DE QUE SE
USARAN, EN QUEBRADAS O PARA CANALES
7.- DISEÑO DE TRANSICIONES DE ENTRADA Y SALIDA PARA ALCANTARILLAS
Ancho aguas arriba
Ancho aguas a bajo
longitud de la transicion a calcular
Altura o profundidad de la Alcantarilla
L =(b1/2+zxh)
tan
- b2/2
L
0.01 = 0.01
=0.01
tan 12.50°
=
No se usaran transiciones de entrada, debido a que las alcantarillas reciviran el agua de las
cunetas, pero su calculo es necesario para saber, que medidas se pueden tomar al respecto.
L 0.70
ok L es Correcto
0.05
tan =(b1/2+zxh) - b2/2
=
____________________________________________________________________________________________
Disñ, pág.30
DISEÑO DE OBRAS DE ARTE, MEJ. CAMINO VECINAL CRUCE NARANJO - SAN MIGUEL - SABANAS
1
z Y
a a
Izquierda Derecha Queb. (*) A P R
m m3/seg b (m) ( Z ) s (y) m2 m m (m/s) BL (m) Y' (m) m3/s
1 0+648.60 0.385 0.010 1.25 1 0.395 1.50 4.00 4.17 0.025 0.015 0.20 0.47 3.21 0.15 1.35 0.10 0.300 0.63 ok
2 1+318.00 0.0713 0.040 1.25 1 0.111 1.50 4.00 4.17 0.025 0.015 0.20 0.47 3.21 0.15 1.35 0.10 0.300 0.63 ok
3 1+678.00 0.0459 0.0650 0.040 1.25 1 0.151 1.50 4.00 4.17 0.025 0.015 0.20 0.47 3.21 0.15 1.35 0.10 0.300 0.63 ok
4 1+783.00 0.0246 0.0107 0.040 2.00 1 0.075 2.00 6.00 6.67 0.025 0.015 0.20 0.67 4.70 0.14 1.33 0.10 0.300 0.89 ok
5 4+722.00 0.0109 0.2909 0.040 1.25 1 0.342 1.50 4.00 4.17 0.025 0.015 0.20 0.47 3.21 0.15 1.35 0.10 0.300 0.63 ok
6 5+037.00 0.0241 0.0115 0.040 1.25 1 0.076 1.50 4.00 4.17 0.025 0.015 0.20 0.47 3.21 0.15 1.35 0.10 0.300 0.63 ok
7 5+152.50 0.0416 0.0113 0.040 1.25 1 0.093 1.50 4.00 4.17 0.025 0.015 0.20 0.47 3.21 0.15 1.35 0.10 0.300 0.63 ok
8 5+331.00 0.0942 0.0053 0.040 2.00 1 0.140 2.00 6.00 6.67 0.025 0.015 0.20 0.67 4.70 0.14 1.33 0.10 0.300 0.89 ok
9 5+461.00 0.0971 0.0965 0.040 1.25 1 0.234 1.50 4.00 4.17 0.025 0.015 0.20 0.47 3.21 0.15 1.35 0.10 0.300 0.63 ok
10 5+597.00 0.0298 0.2761 0.040 2.00 1 0.346 2.00 6.00 6.67 0.025 0.015 0.20 0.67 4.70 0.14 1.33 0.10 0.300 0.89 ok
11 5+975.00 0.0865 0.2227 0.040 2.00 1 0.349 2.00 6.00 6.67 0.025 0.015 0.20 0.67 4.70 0.14 1.33 0.10 0.300 0.89 ok
Nota: El Baden N° 01, es existente por lo que su factor de seguridad es uno, y su estado es bueno. El dimensionamiento es justificable, con este valor
(*): Caudal Aproximado según visita de campo, se octuvo con aforo y estimado
8 .- DISEÑO DE BADENES
Altura
Total
Datos Hidrau.Caudal
L
Factor de
Seguridad
Caudal por
Baden
Tirante
Asum.
b
Y'
V.
BL
Longitud de
Badenn Pendiente
Borde
Libre
Caudales de Cunetas+Quebrada Ancho
SoleraTaludaN° Ubicación
_______________________________________________________________________________________________________________________
Diseño de Badenes, pag 31
FABRICACION DE SEÑALES PREVENTIVAS RENDIMIENTO=30 UND/DIA
Rendimiento: 30.00 UND
Descripción Unidad Cuadrilla Cantidad Precio Parcial
MANO DE OBRA
PEON HH 10 2.6667 8.17 21.79
CAPATAZ HH 1 0.2667 13.05 3.48
MATERIALES
PERNOS 1/4" X 2 1/2" UND 2 0 0
PINTURA ANTICORROSIVA M2 0.72 22.58 16.26
LAMINA REFLECTORIZANTE P2 4 6.48 25.92
PLANCHA GALVANIZADA DE 1/16" M2 0.36 0 0
FLETE KG 2.4 0 0
TUB. FIERRO NEGRO DE 2" x 6.4m M 3.1 0 0
PINTURA ESMALTE M2 0.36 43 15.48
EQUIPOS
HERRAMIENTAS MANUALES %MO 0.03 25.27 0.76
Costo Unitario S/. 83.69
FABRICACION DE SEÑALES INFORMATIVAS RENDIMIENTO=40 UND/DIA
Rendimiento: 40.00 UND
Descripción Unidad Cuadrilla Cantidad Precio Parcial
MANO DE OBRA
CAPATAZ HH 1 0.2 13.05 2.61 Ajustar
PEON HH 10 2 8.17 16.34 Ajustar
MATERIALES
PERNOS 1/4" X 2 1/2" UND 2 0 0 Ajustar
PLANCHA GALVANIZADA DE 1/16" M2 0.18 0 0 Ajustar
PINTURA REFLECTORIZANTE M2 0.18 0 0 Ajustar
TUB. FIERRO NEGRO DE 2" x 6.4m M 3 0 0 Ajustar
PINTURA ESMALTE M2 0.18 43 7.74 Ajustar
PINTURA ANTICORROSIVA M2 0.36 22.58 8.13 Ajustar
EQUIPOS
HERRAMIENTAS MANUALES %MO 0.03 18.95 0.57 Ajustar
Costo Unitario S/. 35.39
EXCAVACION Y COLOCACION RENDIMIENTO=30 UND/DIA
Rendimiento: 30.00 UND
Descripción Unidad Cuadrilla Cantidad Precio Parcial
MANO DE OBRA
PEON HH 10 2.6667 8.17 21.79 Ajustar
CAPATAZ HH 1 0.2667 13.05 3.48 Ajustar
EQUIPOS
HERRAMIENTAS MANUALES %MO 0.03 25.27 0.76 Ajustar
CAMION VOLQUETE 7 M3. HM 1 0.2667 0 0 Ajustar
Costo Unitario S/. 26.03