Puentes Diseño estructural Tesis

UNIVERSIDAD NACIONAL DE CHIMBORAZO CHIMBORAZO FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA DE INGENIERÍA CIVIL “Trabajo de grado previo a la obtención del Título de Ingeniero Civil”

MODALIDAD: TESIS TÍTULO DEL PROYECTO:

“DISEÑO ESTRUCTURAL DEL PUENTE SOBRE EL CANAL INTERNACIONAL ECUADOR – PERÚ” AUTOR:

BOLÍVAR IGNACIO TAPIA GONZÁLEZ DIRECTOR DE TESIS:

ING. DIEGO JAVIER BARAHONA RIVADENEIRA

Riobamba: Abril 2009

CALIFICACIÓN Los miembros del tribunal, luego de haber receptado la Defensa del trabajo escrito, hemos determinado la siguiente calificación.

Para constancia de lo expuesto firman:

Ing. Jorge Núñez Núñez PRESIDENTE

----------------------------------Firma

Ing. Diego Barahona Barahona R . DIRECTOR

-----------------------------------Firma

Ing. Ángel Paredes Paredes G. MIEMBRO

-----------------------------------Firma

DERECHO DE AUTOR Yo, Bolívar Ignacio Tapia González soy responsables de las ideas, doctrinas, resultados y propuestas expuestas en el presente trabajo de investigación, y los derechos de autoría pertenecen a la Universidad Nacional de Chimborazo.

DEDICATORIA Dedico este Trabajo de Investigación a mis Padres y hermana, gracias a los cuales he llegado a cumplir este objetivo.

AGRADECIMIENTO Es el reconocimiento a la Facultad de Ingeniería, y al Consorcio Supervisión Internacional en especial a la Empresa Caminosca Caminos y Canales C. Ltda., por la ayuda intelectual y material recibido para la realización de la presente investigación.

INDICE GENERAL INDICE GENERAL ......................................................................................... V INDICE DE CUADROS ............................................................................... VIII INDICE DE GRAFICOS .................................................................................. X RESUMEN ..................................................................................................... XII SUMARY ...................................................................................................... XIII INTRODUCCION ............................................................................................. 1 CAPÍTULO I 1. MARCO REFRENCIAL ............................................................................ 3 1.1. Planteamiento del Problema ...................................................................... 3 1.2. Formulación del Problema ........................................................................ 4 1.3. Objetivos .................................................................................................... 5 1.3.1. General ....................................................................................................5 1.3.2. Específicos ...............................................................................................5

1.4. Justificación............................................................................................... 6

CAPÍTULO II 2. MARCO TEORICO ................................................................................... 7 2.1. Antecedentes de la Investigación ............................................................... 7 2.2. Fundamentación Teórica ........................................................................... 8

2.2.1. Puentes .................................................................................................... 8 2.2.1.1. Introducción ........................................................................................... 8 2.2.1.2. Tipos de Puentes .................................................................................... 9 2.2.1.3. Puentes de Gran Longitud .................................................................... 14 2.2.1.4. Tipos de Cargas en Puentes y Viaductos .............................................. 16 2.2.1.5. Componentes Básicos de los Puentes .................................................... 17

2.2.2. Manual de Diseño de Puentes. .............................................................. 18 2.2.2.1. Descripción .......................................................................................... 18

V

2.2.2.2. Aspectos a considerar .......................................................................... 19

2.2.3. Diseño de Puentes, Método LRFD AASHTO ...................................... 24 2.2.3.1. Sobrecarga HL-93 Método LRFD ........................................................ 24 2.2.3.2. Diseño Método LRFD .......................................................................... 26 2.2.3.3. Objetivos de LRFD AASHTO ............................................................... 27 2.2.3.4. Métodos Aproximados para Análisis .................................................... 27

CAPÍTULO III 3. MARCO METOLOGICO ........................................................................ 30 3.1. Diseño de la Investigación ....................................................................... 30 3.2. Técnicas e Instrumentos de Recolección de Datos ................................... 30 3.3. Desarrollo del Trabajo ............................................................................. 31

3.3.1. Antecedentes ......................................................................................... 31 3.3.1.1. Introducción y Generalidades .............................................................. 31 3.3.1.2. Descripción del Proyecto: .................................................................... 34

3.3.2. De la Ingeniería Básica ......................................................................... 35 3.3.2.1. Estudios Topográficos .......................................................................... 35 3.3.2.2. Estudios Hidrológicos e Hidráulicos .................................................... 37 3.3.2.3. Estudios Geológicos y Geotécnicos ...................................................... 54 3.3.2.4. Estudios de Impacto Ambiental ............................................................ 64

3.3.2.4.1.

Línea Base Ambiental............................................................. 64

3.3.2.4.2.

Identificación y caracterización de las acciones del proyecto y

sus efectos sobre el medio. .................................................................................67 3.3.2.4.3.

Identificación de los factores del medio susceptibles de ser

impactados por la ejecución del proyecto ........................................................... 67 3.3.2.4.4.

Plan de Manejo Ambiental ...................................................... 68

3.3.2.4.5.

Plan de Monitoreo Ambiental .................................................69

3.3.2.5. Estudios de Trafico .............................................................................. 70 3.3.2.6. Estudios Complementarios ................................................................... 71

3.3.2.6.1.

Señalización y Seguridad Vial.................................................71

3.3.3. Diseño Estructural: Puente sobre el Canal Internacional Ecuador – Perú. ……………………………………………………………………………78 VI

3.3.3.1. Diseño STANDARD AASHTO .............................................................. 78 3.3.3.2. Diseño LRFD AASHTO ........................................................................ 83

CAPÍTULO IV 4. RESULTADOS Y DISCUSION ............................................................... 88 4.1. Resultados Obtenidos ............................................................................... 88

4.1.1. De la Ingeniería Básica ......................................................................... 88 4.1.2. Metrado................................................................................................. 92 4.1.2.1. Diseño STANDARD AASHTO 2002. .....................................................92 4.1.2.2. Diseño LRFD AASHTO 2004 ...............................................................99

4.1.3. Presupuesto ......................................................................................... 106 4.1.3.1. Diseño STANDARD AASHTO 2002 .................................................... 106 4.1.3.2. Diseño LRFD AASHTO 2004 ............................................................. 109

4.1.4. Gastos Generales ................................................................................ 112 4.1.4.1. Diseño STANDARD AASHTO 2002 .................................................... 112 4.1.4.2. Diseño LRFD AASHTO 2004 ............................................................. 115

4.1.5. Cronograma de Desembolsos ............................................................. 118 4.1.5.1. Diseño STANDARD AASHTO 2002 .................................................... 118 4.1.5.2. Diseño LRFD AASHTO 2004 ............................................................. 131 4.2. Técnicas de Procesamiento, Análisis y Validación de los Resultados… ... 144

CAPÍTULO V 5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ..................................... 147 5.1. Conclusiones .......................................................................................... 147 5.2. Recomendaciones ................................................................................... 148

BIBLIOGRAFÍA. .......................................................................................... 149 ANEXOS ........................................................................................................ 152

VII

INDICE DE TABLAS Tabla 2.1.Sobrecarga HL-93 Método LRFD……………………………………………. 24

Tabla 2.2.Alturas mínimas utilizadas tradicionalmente para superestructuras de profundidad constante………………………………………………………... 26

Tabla 2.3.-. Combinaciones de Carga y Factores de Carga……………………………….. 26

Tabla 2.4.Factores de carga para cargas permanentes…………………………………... 26

Tabla 2.5.Superestructuras habituales según LRFD AASHTO 2004…………………... 27

Tabla 3.1.Puntos de Control – Determinación Coordenadas UTM……………………... 35

Tabla 3.2.Puntos de Control – Determinación Elevaciones…………………………….. 36

Tabla 3.3.Caudal máximo instantáneo anual usando las distribuciones Normal, Log Normal, Log Pearson III y Gumbel…………………………………………... 40

Tabla 3.4.Caudal máximo instantáneo anual usando las distribuciones Normal, Log Normal, Log Pearson III y Gumbel…………………………………………... 44

Tabla 3.5.Parámetros geométricos de cuencas de cursos de agua que cruzan la Variante Internacional………………………………………………………………...... 45

Tabla 3.6.Caudales calculados en simulación hidrológica……………………………… 45

Tabla 3.7.Reporte de Caudales en Alcantarillas Menores………………………………. 53

VIII

Tabla 3.8.Resumen de la relación de longitudes suelo/roca en el Puente sobre el Canal Internacional, por sondaje, tipo de suelos y rocas……………………………. 59

Tabla 3.9.Resumen por sondaje en el Puente sobre el Canal Internacional…………….. 59

Tabla 3.10.Resumen de la descripción de los perfiles litológicos de los suelos de los sondajes………………………………………………………………………. 60

Tabla 3.11.Resumen sobre la recuperación de testigos…………………………………... 60

Tabla 3.12.Resumen de los resultados de los ensayos SPT por Sondaje 1 y por ensayo. Valores de “n” golpes, clasificación SUCS (visual), consistencia, compacidad…………………………………………………………………… 61

Tabla 3.12.Resumen de los resultados de los ensayos SPT por Sondaje 2 y por ensayo. Valores de “n” golpes, clasificación SUCS (visual), consistencia, compacidad…………………………………………………………………… 62

Tabla 3.13.Resumen de la información sobre las cajas portatestigos……………………. 63

Tabla 3.13.Resumen sobre la compacidad y consistencia de los suelos…………………. 64

Tabla 3.14.Volumen de Tráfico desviado a la Variante Internacional…………………… 71

Tabla 4.1.BM’s Proyecto Puente sobre el Canal Internacional…………………………. 88

Tabla 4.2.Resumen de la descripción de los perfiles litológicos de los suelos de los sondajes………………………………………………………………………. 91 .

IX

INDICE DE GRAFICOS Gráfico 2.1Puente Simplemente Apoyado ......................................................................................8

Gráfico 2.2.Viaducto ......................................................................................................................9

Gráfico 2.3.Puente con Celosía de Madera ....................................................................................10

Gráfico 2.4.Puente con Vigas Longitudinales de Hormigón Armado .............................................11

Gráfico 2.5.Puente con Vigas de Hormigón Pretensado .................................................................11

Gráfico 2.6.Puente con Vigas de Hormigón Postensado.................................................................12

Gráfico 2.7.Diferencia entre Vigas de Hormigón Armado y Preesforzado......................................12

Gráfico 2.8.Puente Metálico en Arco.............................................................................................13

Gráfico 2.2.1.2.6.Análisis de Puentes Luz vs. Costo...............................................................................14

Gráfico 2.10.Puente de Gran Longitud con Pilas Intermedias ..........................................................14

Gráfico 2.11.Puente Colgante ..........................................................................................................15

Gráfico 2.12.Sobrecarga AASHTO HS-20, HS-25, HL-93 ..............................................................23

Gráfico 2.13.Curvas Efecto Momento Cortante de Diversos Vehículos en Carreteras......................25

Gráfico 2.15.Análisis Comparativo HS-20 vs. HL-93......................................................................25

X

Gráfico 3.1.Influencia del Río Zarumilla en el Comportamiento Hidráulico del Canal Internacional. ..............................................................................................................41

Gráfico 3.2.Ubicación de las 10 cuencas en la variante Internacional.............................................43

Gráfico 3.3.Área de inundación del río Zarumilla, con respecto a la Carretera Panamericana, Canal Internacional y Variante Internacional...............................................................47

Gráfico 3.4.Sección transversal del río Zarumilla en la variante internacional................................48

Gráfico 3.5.Curva de descarga del río Zarumilla en la variante internacional.................................48

Gráfico 3.6.Perfil Hidráulico de simulaciones del río Zarumilla con caudales de condiciones normales (350m3 /s), máximo caudal registrado (860m3 /s) y el caudal calculado para un TR=100 años (2124m3/s). ..............................................................................49

Gráfico 3.7.Funcionamiento Hidráulico de obras de drenaje en el Río Zarumilla. ..........................50

Gráfico 3.8.Esquema de disposición de la quebrada Zarumilla y la variante internacional..............51

Gráfico 3.9.Sección transversal de la quebrada Zarumilla 1 – Km. 1+070......................................52

Gráfico 3.10.Sección transversal de la quebrada Zarumilla 2 – Km. 2+295......................................53

XI

RESUMEN Actualmente existe un incremento en el intercambio comercial y de turismo entre Ecuador y Perú como consecuencia de la firma del acuerdo de paz. Durante el periodo 2000-2004 la tasa de crecimiento anual promedio para la entrada de extranjeros al Perú por el control fronterizo de Aguas Verdes fue del 54%, habiendo sido la tasa de salida de nacionales hacia el Ecuador de 12.4%, para el mismo período. El proyecto de la nueva Variante Internacional se encuentra ubicado sobre el Eje Vial Nº 1, carretera Panamericana, en la zona fronteriza entre Perú y Ecuador, en el departamento de Tumbes. Se ha determinado la proyección de una estructura de cruce entre el Canal Internacional y la Variante Internacional CEBAF Perú - Ecuador un Puente de luz 83,60 m, se ha considerado esta longitud no solo para permitir pasar el flujo que discurre por el canal, también permitirá pasar los caminos laterales que van paralelos al canal para que el transito en esta zona no sea interrumpido. Mediante el Análisis Comparativo entre las Normas STANDARD AASHTO, publicadas en el 2002, y las Especificaciones LRFD AASHTO, publicadas en el 2004, la bondad, seguridad, eficiencia y reducción de costo mediante el uso de la Especificaciones LRFD AASHTO para el Diseño de Puentes, logrando un 15, 06 % de reducción en el Rubro: Acero de Refuerzo fy = 4200 Kg./cm2, con lo cual se alcanza un mejora sustancial en lo que respecta a metrado (Volumen de Obra), además de dar confiabilidad debido al incremento de la Carga del Camión de Diseño y de los factores de reducción de capacidad de material.

XII

SUMARY At the moment an increment exists in the commercial exchange and of tourism between Ecuador and Peru like consequence of the signature of the agreement of peace. During the period 2000-2004 the rate of growth annual average for the entrance of foreigners to Peru for the border control of Waters Greens was of 54%, having been the exit rate of national toward Ecuador of 12.4%, for the same period. The project of the International new Variant is located on the Axis Vial Nº 1, PanAmerican Highway, in the border area between Peru and Ecuador, in the department of you Knock down. The projection of a crossing structure has been determined between the International Channel and the International Variant CEBAF Peru - Ecuador a Bridge of light 83. 60 m, it has been considered this non alone longitude to allow the flow that reflects for the channel, to happen it will also allow the lateral roads that you/they go to happen parallel to the channel so that the one traffics in this area it is not interrupted. By means of the Comparative Analysis among the STANDARD Norms AASHTO, published in the 2002, and the Specifications LRFD AASHTO, published in the 2004, the kindness, security, efficiency and mediating cost reduction the use of the Specifications LRFD AASHTO for the Design of Bridges, achieving a 15, 06 % reduction in the Item: I steel of Reinforcement fy = 4200 Kg./cm2, with that which is reached an it improves substantial in what concerns to metrado (Volume of Work), besides giving dependability due to the increment of the Load of the Truck of Design and of the factors of reduction of material capacity

XIII

INTRODUCCION La Nueva Variante Internacional, CEBAF Perú y Variante Internacional CEBAF Ecuador son parte del acuerdo entre las Cancillerías de Ecuador y Perú, cuyo propósito principal es descongestionar el paso actual de frontera entre las ciudades de Huaquillas, en Ecuador; y, Aguas Verdes en Perú. Esta Variante considera la construcción de un Nuevo Puente Internacional.

El eje del Canal Internacional es un hito fronterizo entre Perú y Ecuador. Tiene su inicio en la Bocatoma La Palma ubicado en el Río Zarumilla y termina en la desembocadura en el mar. El trazo del Canal Internacional discurre por la margen derecha de la terraza baja del valle Zarumilla, existiendo quebradas del lado Ecuatoriano que vierten sus aguas al canal.

Con la construcción de las obras proyectadas entre las que se contempla el Puente sobre el Canal Internacional Ecuador – Perú se logra una importante mejora en las comunicaciones por carretera entre ambos países, que además ha sido diseñada para soportar los posibles riesgos que ocasionaría una nueva aparición del Fenómeno del Niño. Tradicionalmente el diseño estructural de Puentes se lo ha desarrollado mediante el uso de las Normas STÁNDARD ESPECIFICATIONS FOR HIGHWAY BRIDGES, adoptado por la AMERICAN ASSOCIATION OF STATE HIGHWAY AND TRANSPORTATION OFFICIAL (AASHTO). Sin embargo las variaciones en las cargas, y en las propiedades de los materiales de las Normas LOAD AND RESISTANCE FACTOR DESIGN

(LRFD)

ESPECIFICATIONS FOR HIGHWAY BRIDGES, adoptado por la AMERICAN ASSOCIATION OF STATE HIGHWAY AND TRANSPORTATION OFFICIAL (AASHTO), permite una mejor bondad, seguridad, eficiencia, reducción de costo en el Diseño de Puentes.

1

CAPITULO I. 1. MARCO REFRENCIAL 1.1. Planteamiento del Problema La Nueva Variante Internacional, CEBAF Perú y Variante Internacional CEBAF Ecuador son parte del acuerdo entre las Cancillerías de Ecuador y Perú, cuyo propósito principal es descongestionar el paso actual de frontera entre las ciudades de Huaquillas, en Ecuador; y, Aguas Verdes en Perú. Esta Variante considera la construcción de un Nuevo Puente Internacional.

El eje del Canal Internacional es un hito fronterizo entre Perú y Ecuador. Tiene su inicio en la Bocatoma La Palma ubicado en el Río Zarumilla y termina en la desembocadura en el mar.

El trazo del Canal Internacional discurre por la margen derecha de la terraza baja del valle Zarumilla, existiendo quebradas del lado Ecuatoriano que vierten sus aguas al canal.

Con la construcción de las obras proyectadas entre las que se contempla el Puente sobre el Canal Internacional Ecuador – Perú se logra una importante mejora en las comunicaciones por carretera entre ambos países, que además ha sido diseñada para soportar los posibles riesgos que ocasionaría una nueva aparición del Fenómeno del Niño. Con Contrato de Ejecución de Obra Nº 22-2007-MTC/20 de fecha 09 de febrero de 2007 se inició la construcción del Nuevo Puente sobre el Canal Internacional Ecuador – Perú, a cargo de la Empresa Contratista CONSORCIO “HIDALGO E HIDALGO”, en base a los estudios y diseños de la Empresa Consultora del

Proyecto Apoyo a la Integración Física Regional Eje Vial 1 Ecuador – Perú, TÉCNICA Y PROYECTOS S.A. TYPSA. Con fecha 25 de junio de 2008, el Contratista CONSORCIO “HIDALGO e HIDALGO”, manifestó a la Entidad Contratante (MTC-Perú), su decisión de no reiniciar los trabajos, por lo que solicitaba la Resolución Definitiva del Contrato, en base a motivos de fuerza mayor y seguridad A lo cual con fecha 15 de julio el Ministerio de Transporte y Comunicaciones del Perú, Entidad contratante, con Resolución Directorial Nº 1789-2008-MTC/20, resolvió la Resolución del Contrato con la Empresa Contratista, el Rediseño y Actualización del Presupuesto del Proyecto: Apoyo a la Integración Física Regional Eje Vial 1 Ecuador-Perú – Lote 1 – Construcción del Puente sobre el Canal Internacional, el mismo que tendrá como base los estudios previos realizados por la Empresa TYPSA, y será llevado a cabo por la Empresa a cargo de la Asistencia Técnica Internacional para la Supervisión de Obras Binacionales Ecuador

–

Perú,

CONSORCIO

SUPERVISIÓN

INTERNACIONAL

“CAMINOSCA CAMINOS Y CANALES C. LTDA., VERA & MORENO S.A., CLOTHOS, SCOTT WILSON, APPLUS NORCONTROL”. Tradicionalmente el diseño estructural de Puentes se lo ha desarrollado mediante el uso de las Normas STÁNDARD ESPECIFICATIONS FOR HIGHWAY BRIDGES, adoptado por la AMERICAN ASSOCIATION OF STATE HIGHWAY AND TRANSPORTATION OFFICIAL (AASHTO). Sin embargo las variaciones en las cargas, y en las propiedades de los materiales de las Normas LOAD AND RESISTANCE FACTOR DESIGN

(LRFD)


3

1.2. Formulación del Problema Actualmente existe un incremento en el intercambio comercial y de turismo entre Ecuador y Perú como consecuencia de la firma del acuerdo de paz. Durante el periodo 2000-2004 la tasa de crecimiento anual promedio para la entrada de extranjeros al Perú por el control fronterizo de Aguas Verdes fue del 54%, habiendo sido la tasa de salida de nacionales hacia el Ecuador de 12.4%, para el mismo período. En cuanto a exportaciones e importaciones hacia Ecuador desde el Perú por la aduana de Tumbes existe un mayor crecimiento de las primeras sobre las segundas, tanto en su volumen como en valores. El mayor porcentaje de las importaciones provenientes del Ecuador se realiza por vía marítima, dado el bajo porcentaje de las importaciones por vía terrestre. En relación al intercambio comercial entre Perú y Ecuador, éste se ha incrementando constantemente desde los Acuerdos de Paz de 1998, estimándose para el año 2004 cerca de USD 900 millones, hasta cuatro veces más desde que se establecieron mejores condiciones de comercio bilateral. De lo expuesto anteriormente se desprende que la balanza comercial binacional a través de este paso fronterizo es deficitaria para Ecuador. El proyecto de la nueva Variante Internacional se encuentra ubicado sobre el Eje Vial Nº 1, carretera Panamericana, en la zona fronteriza entre Perú y Ecuador, en el departamento de Tumbes. En las proximidades del nuevo paso fronterizo se ha diseñado el complejo de edificaciones correspondientes al lado Perú del Centro Binacional de Atención Fronteriza (CEBAF), similar al diseñado en el SectorEcuador, que va a permitir ordenar y agilizar todos los trámites aduaneros y de inmigración entre el Perú y Ecuador.

4

El Eje Vial Nº 1 forma parte de la Carretera Panamericana y como tal tiene una importancia de carácter continental, uniendo al Perú y Ecuador con otros países sudamericanos como Colombia y Venezuela, por lo que ha sido considerado prioritario como eje IIRSA (Iniciativa para la Integración de la Infraestructura Regional Suramericana). Da continuidad a las comunicaciones de ciudades principales del Perú, tales como su capital Lima y otras importantes ciudades de la costa como Chimbote, Trujillo, Chiclayo, Piura y Tumbes con ciudades del vecino país del Ecuador, como Huaquillas, Santa Rosa, Machala, Guayaquil y Quito. Con la construcción de las obras proyectadas se logra una importante mejora en las comunicaciones por carretera entre ambos países, que además ha sido diseñada para soportar los posibles riesgos que ocasionaría una nueva aparición del Fenómeno del Niño.

1.3. Objetivos 1.3.1. General Proveer el Diseño Estructural del Puente sobre el Canal Internacional Ecuador – Perú, para el Proyecto Apoyo a la Integración Física Regional Eje Vial 1, con el fin de dar continuidad a las variantes internacionales del lado Ecuador y lado Perú.

1.3.2. Específicos Identificar y verificar los estudios básicos de Ingeniería del Puente sobre el Canal Internacional Ecuador – Perú, elaborados por la Empresa Técnica y Proyectos S.A. TYPSA, Consultora de los Estudios del Proyecto Eje Vial 1.

5

Obtener los Diseños de la Infraestructura y Superestructura del Puente sobre el Canal Internacional Ecuador – Perú mediante es uso de las Especificaciones LRFD - AASHTO para el Diseño de Puentes Elaborar los diseños definitivos, memoria de cálculo, cantidades de obra y presupuesto referencial para la construcción del Puente sobre el Canal Internacional Ecuador – Perú. Demostrar la seguridad, eficiencia y reducción de costo mediante el uso de la Especificaciones AASHTO LRFD para el Diseño de Puentes

1.4. Justificación En relación al intercambio comercial entre Perú y Ecuador, éste se ha incrementando constantemente desde los Acuerdos de Paz de 1998, estimándose para el año 2004 cerca de USD 900 millones, hasta cuatro veces más desde que se establecieron mejores condiciones de comercio bilateral. En cuanto a exportaciones e importaciones hacia Ecuador desde el Perú por la aduana de Tumbes existe un mayor crecimiento de las primeras sobre las segundas, tanto en su volumen como en valores. El mayor porcentaje de las importaciones provenientes del Ecuador se realiza por vía marítima, dado el bajo porcentaje de las importaciones por vía terrestre, con la construcción de las obras proyectadas se logra una importante mejora en las comunicaciones por carretera entre ambos países, que además ha sido diseñada para soportar los posibles riesgos que ocasionaría una nueva aparición del Fenómeno del Niño.

6

CAPITULO II 2. MARCO TEORICO 2.1. Antecedentes de la Investigación El Canal Internacional es un hito fronterizo entre Perú y Ecuador. Tiene su inicio en la Bocatoma La Palma ubicado en el Río Zarumilla y termina en la desembocadura en el mar.

El trazo del Canal Internacional discurre por la margen derecha de la terraza baja del valle Zarumilla, existiendo quebradas del lado Ecuatoriano que vierten sus aguas al canal.

Con la construcción de las obras proyectadas entre las que se contempla el Puente sobre el Canal Internacional Ecuador – Perú se logra una importante mejora en las comunicaciones por carretera entre ambos países, que además ha sido diseñada para soportar los posibles riesgos que ocasionaría una nueva aparición del Fenómeno del Niño. Con fecha 25 de junio de 2008, el Contratista CONSORCIO “HIDALGO E HIDALGO”, manifestó a la Entidad Contratante (MTC-Perú), su decisión de no reiniciar los trabajos, por lo que solicitaba la Resolución Definitiva del Contrato, en base a motivos de fuerza mayor y seguridad A lo cual con fecha 15 de julio el Ministerio de Transporte y Comunicaciones del Perú, Entidad contratante, con Resolución Directorial Nº 1789-2008-MTC/20, resolvió la Resolución del Contrato con la Empresa Contratista, el Rediseño y Actualización del Presupuesto del Proyecto: Apoyo a la Integración Física Regional Eje Vial 1 Ecuador-Perú – Lote 1 – Construcción del Puente sobre el Canal Internacional, el mismo que tendrá como base los estudios previos 7

realizados por la Empresa TYPSA, y será llevado a cabo por la Empresa a cargo de la Asistencia Técnica Internacional para la Supervisión de Obras Binacionales Ecuador

–

Perú,

CONSORCIO

SUPERVISIÓN

INTERNACIONAL

“CAMINOSCA CAMINOS Y CANALES C. LTDA., VERA &MORENO S.A., CLOTHOS, SCOTT WILSON, APPLUS NORCONTROL”. Tradicionalmente el diseño estructural de Puentes se lo ha desarrollado mediante el uso de las STÁNDARD ESPECIFICATIONS FOR HIGHWAY BRIDGES, adoptado por la AMERICAN ASSOCIATION OF STATE HIGHWAY AND TRANSPORTATION OFFICIAL (AASHTO). Sin embargo las variaciones en las cargas, y en las propiedades de los materiales de las Normas LOAD AND RESISTANCE FACTOR DESIGN

(LRFD)


2.2. Fundamentación Teórica 2.2.1. Puentes 2.2.1.1. Introducción La gran irregularidad topográfica de Ecuador y Perú, y el rápido desarrollo de los centros urbanos han determinado que las vías de comunicación requieran con gran frecuencia de la construcción de puentes y viaductos.

Gráfico 2.1- Puente Simplemente Apoyado1 1

ALVARADO, César. Diseño de Puentes con AASHTO LRFD pp. 51.

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Por lo general, el término puente se utiliza para describir a las estructuras viales, con trazado por encima de la superficie, que permiten vencer obstáculos naturales como ríos, quebradas, hondonadas, canales, entrantes de mar, estrechos de mar, lagos, etc. Por su parte, el término viaducto está generalmente reservado para el caso en que esas estructuras viales se construyan por necesidades urbanas o industriales (como los pasos elevados dentro de las ciudades o de los complejos industriales), o para evitar el cruce con otras vías de comunicación (como los intercambiadores de tránsito en las autopistas).

Gráfico 2.2.- Viaducto 2 2.2.1.2. Tipos de Puentes Tradicionalmente en el Ecuador se han diseñado y construido puentes de mampostería de piedra, de madera, de hormigón armado, de acero, de hormigón preesforzado y de estructura mixta. Las luces que se pueden vencer con este tipo de puentes van de pequeñas a medianas.

Puentes mampostería de piedra en arco: Son los puentes de mayor antigüedad en el mundo. En Europa se pueden encontrar puentes de mampostería de piedra en arco (como parte de acueductos romanos), construidos hace más de 2000 años. Aprovechan las características beneficiosas de la geometría en arco (trabajan fundamentalmente a compresión y limitan o eliminan totalmente el efecto de la flexión), y pueden ser utilizados para 2


9

vencer luces de hasta 10 m. Algunas de las vías más antiguas del país, cuyo trazado todavía se mantiene como alterno, aún conservan viejos puentes de piedra en arco los mismos que se construyeron antes de la conquista española denominados “CHACAS”. Prácticamente ya no se construyen más puentes de este tipo pues no existe la mano de obra calificada para este tipo de obras.

Puentes de madera: Los puentes de madera se han utilizado eficientemente, con luces de hasta 20 m, en caminos de poca circulación, con vehículos livianos. La gran ventaja de este tipo de puentes es la reducción de costos al utilizar materiales y mano de obra de la misma zona.

Gráfico 2.3.- Puente con Celosía de Madera3 La mayor parte de puentes de madera construidos en el país son pequeñas estructuras rústicas en caminos de segundo, tercer orden y vecinales. El principal problema de los puentes de madera es la necesidad de proporcionarles un adecuado mantenimiento para tener un tiempo de vida aceptable, caso contrario, en lugar de constituir una solución se convierten en un riesgo.

Puentes de concreto reforzado: Los puentes de concreto reforzado, en carreteras de primero y segundo orden, han tenido éxito en el Ecuador con luces de hasta 25 m. Luces superiores son inconvenientes para este tipo de puentes por el incremento desmedido de su peso 3


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y de su costo. La gran experiencia que se tiene con el manejo del concreto reforzado, que se traduce en mano de obra y dirección técnica relativamente calificadas, y también en disponibilidad de los materiales, ha permitido su construcción en todas las regiones del país.

Gráfico 2.4.- Puente con Vigas Longitudinales de Hormigón Armado4 El principal problema constructivo constituyen los encofrados que, en su configuración tradicional, solamente pueden ser utilizados en cauces de ríos poco profundos y poco caudalosos. En ríos de cauces profundos se suele construir un encofrado tipo arco para no provocar un incremento excesivo de costos de construcción (se construye un puente provisional de madera que sirve de encofrado para el puente definitivo de concreto).

Puentes tradicionales de concreto preesforzado: La tecnología del concreto preesforzado (pretensado y postensado) tradicional permitió superar parcialmente las limitaciones de los puentes de concreto reforzado, llegándose a implementar soluciones viables en puentes de hasta 45 m de luz. Generalmente se han utilizado dos variantes constructivas de esta tecnología consistentes en la fundición y tensado (tesado) in situ, o la fundición y tensado previo, y el lanzamiento posterior de las vigas.

Gráfico 2.5.- Puente con Vigas de Hormigón Pretensado5 4 5

ALVARADO, César. Diseño de Puentes con AASHTO LRFD pp. 52. ALVARADO, César. Diseño de Puentes con AASHTO LRFD pp. 52.

11

Gráfico 2.6.- Puente con Vigas de Hormigón Postensado6 La reducción en el peso de la estructura es el efecto más importante en los puentes de concreto preesforzado. Una viga de puente de 20 m. de longitud (con 4 vigas para 2 carriles), que en concreto reforzado requeriría una altura aproximada de 2.00 m. y un ancho de 0.50 m., en concreto postensado podría tener 1.40 m. de altura, y un ancho variable entre 0.50 m. y 0.20 m., reduciéndose su peso aproximadamente a la mitad.

Gráfico 2.7.- Diferencia entre Vigas de Hormigón Armado y Preesforzado Fuente: ALVARADO, César. Diseño de Puentes con AASHTO LRFD pp. 55

6


12

Puentes de acero: Los puentes de acero construidos en el país han permitido alcanzar luces importantes. Los puentes sobre vigas metálicas pueden vencer luces de hasta 45 m (similar al preesforzado tradicional), mientras que con puentes metálicos en celosías se ha alcanzado los 80 m, y con puentes metálicos en arco se ha llegado hasta 100 m, constituyendo luces importantes.

Gráfico 2.8.- Puente Metálico en Arco7 Los puentes metálicos tienen dos tipos de limitantes: su costo por utilizar materiales importados, y la necesidad de un mantenimiento considerable. Un tipo muy importante de puentes metálicos constituyen los Puentes de Circunstancia, que se los utilizan por su rapidez de construcción (los más pequeños pueden ser armados en 24 horas). El más conocido en esta categoría es el Puente Bailey.

7


13

Gráfico 2.2.1.2.6.- Análisis de Puentes Luz vs. Costo Fuente: ALVARADO, César. Diseño de Puentes con AASHTO LRFD pp. 60

2.2.1.3. Puentes de Gran Longitud Los diseños modernos de carreteras y autopistas imponen condiciones muy exigentes de pendiente, curvatura, y altura sobre los cauces, lo que unido a las condiciones topográficas y fluviales del país define la necesidad de diseñar y construir puentes de gran longitud. En estos casos, la colocación de un sinnúmero pilas intermedias para reducir las luces, puede resolver el problema de la presencia de grandes longitudes, como en el caso del Puente sobre el Río Guayas. En otras ocasiones este tipo de solución puede traer grandes complicaciones, como la necesidad de construir muchas pilas esbeltas con longitudes del orden de los 100 m o más, en la Sierra; o la construcción de pilas en sitios donde los ríos tienen un comportamiento impredecible, en la Costa y Oriente.

Gráfico 2.10.- Puente de Gran Longitud con Pilas Intermedias8 8


14

La construcción de pilas de gran longitud no es en sí el problema más importante, pero un número exagerado de las mismas volvería poco práctico, desde el punto de vista técnico-económico, un proyecto de puente. En muchos casos no es posible evitar el diseño y construcción de puentes con grandes luces por lo que la única alternativa válida consiste en buscar otros métodos de diseño y construcción, como los puentes colgantes (cable-suspended bridges / suspension bridges), los puentes atirantados mediante cables (cablestayed bridges / cable-supported bridges), o los puentes de hormigón preesforzado en volados sucesivos.

Gráfico 2.11.- Puente Colgante9 Los puentes preesforzados en volados sucesivos, para tráfico vehicular, son técnica y económicamente convenientes para luces comprendidas entre 80 m y 220 m. Los puentes atirantados son competitivos con luces entre 150 m y 400 m. Los puentes colgantes, por su parte, pueden ser convenientes para luces superiores a los 250 m. Dependiendo de las condiciones particulares del país y de la zona en que se va a construir el puente (disponibilidad de equipamiento, de materiales, de mano de obra y de personal técnico, además del correspondiente marco legal y los costos), estos criterios generales pueden sufrir variaciones. 9


15

2.2.1.4. Tipos de Cargas en Puentes y Viaductos Los puentes y viaductos son diseñados para soportar una diversidad de cargas, entre los que se cuentan:

•

Carga Permanente: Constituida por el peso propio de la estructura, el peso

de la capa de rodadura, el peso de las instalaciones. •

Carga Viva Móvil : Generalmente especificada mediante camiones y trenes

de carga idealizados, o cargas distribuidas equivalentes con eje de cargas concentradas. •

Carga Sísmica: Modelada como equivalente estático y como efecto

dinámico •

Carga de Viento: Modelada como equivalente estático y como efecto

dinámico •

Empuje de Tierras

•

Empuje Hidrodinámico del Agua: Proveniente de la velocidad con que

circula el agua por los cauces de río o de la velocidad con que impacta el agua de mar •

Flotación: Provocada por el sumergimiento en agua de parte de los

componentes del puente, como las pilas centrales •

•

Cambios de Temperatura Impacto por Cargas Vivas Móviles: Debido a la velocidad con que

circulan los vehículos sobre el puente •

Frenado

•

Palizadas: Provocadas por la acumulación de restos vegetales en épocas

de máximo caudal, la que actúa sobre determinados componentes del puente como pilas y estribos. •

Fuerza Centrífuga: Presente en puentes con curvatura en planta

•

Flujo Plástico de los Materiales, etc.

16

Los estados de carga críticos dependen del tipo de puente diseñado, su geometría, de los materiales de construcción y del sitio en que se va a construir la estructura, pues no todas las cargas son importantes para todos los puentes, así:

•

Las cargas dinámicas de viento son importantes en puentes de gran longitud con poca rigidez, como los puentes colgantes, mientras la presión estática equivalente al viento es importante en puentes metálicos en celosía

•

El flujo plástico del material es importante en puentes preesforzados

•

La fuerza centrífuga es importante en puentes de eje curvo

•

La presión hidrodinámica es importante en puentes sobre ríos correntosos, con pilas intermedias

•

Las palizadas son importantes en puentes con pilas intermedias ubicadas a distancias pequeñas entre sí, etc.

2.2.1.5. Componentes Básicos de los Puentes Los componentes de los puentes caen en 2 categorías: componentes de la superestructura y componentes de la subestructura. Superestructura: Es la parte del puente en donde actúa la carga móvil, y está constituida por:

•

Losa del tablero

•

Vigas longitudinales y transversales

•

Aceras y pasamanos

•

Capa de rodadura

•

Otras instalaciones

17

Subestructura: Es la parte del puente que se encarga de transmitir las solicitaciones al suelo de cimentación, y está constituida por:

•

Estribos

•

Pilas

•

Muros de ala

2.2.2. Manual de Diseño de Puentes. 2.2.2.1. Descripción El Manual de Diseño de Puentes consta básicamente de cuatro partes:

DEL TITULO PRELIMINAR Es una introducción al manual en el que se precisa que en este documento precisa requisitos mínimos para el análisis y diseños de puentes carreteros así como pautas para el diseño de puentes peatonales , dejando claramente expreso a criterio del usuario utilizar límites más estrictos o complementar estas especificaciones en lo que resulte pertinente. Asimismo, se especifica que el manual está basado en las Especificaciones AASHTO LRFD para el diseño de Puentes Carreteros del American Association of State Highway and Transportation Officials, con su respectiva sobrecarga de diseño, la denominada HL-93.

TITULO I:

DE LA INGENIERÍA BÁSICA

Se refiere a los aspectos que incluyen los estudios topográficos, hidrológicos e hidráulicos, geológicos, geotécnicos, de riesgo sísmico, impacto ambiental, tráfico, alternativas de diseño vial, alternativas de anteproyecto y factibilidad; sin los cuales no sería posible desarrollar el proyecto. Estos aspectos tienen singular importancia, más aún por las condiciones muy variadas y a menudo difícilmente impuestas por la geografía y los desastres naturales. 18

TITULO II:

DEL PROYECTO DE INGENIERÍA

El Manual es, en la mayor parte de los aspectos de diseño a los que se refiere el Título II, una adaptación de las Especificaciones de la American Association of State Highway and Transportation Officials (AASHTO), que han sido tradicionalmente las más utilizadas por los profesionales peruanos dedicados al diseño y a la construcción de puentes. Para facilitar el trabajo del proyectista, se ha incluido también un anexo que resume las versiones más recientes de métodos simplificados de análisis y diseño propuestos por la AASHTO.

APÉNDICES En este capítulo, se alcanzan el Mapa de Distribución de Isoaceleraciones, para el cálculo

del

coeficiente

de

aceleración,

y

de

manera

informativa,

Recomendaciones del AASHTO para la Distribución de Cargas, así como para la Estimación de Empujes sobre Muros de Contención.

2.2.2.2. Aspectos a considerar Se hará una breve revisión a dos aspectos relevantes en el manual: 1.-

Filosofía del Diseño

2.-

Sobrecarga de diseño

3.-

Análisis Sísmico

1.-

FILOSOFÍA DEL DISEÑO

Los puentes deberán ser diseñados teniendo en cuenta los Estados Límite que se especificarán, para cumplir con los objetivos de constructibilidad, seguridad y

19

serviciabilidad, así como con la debida consideración en lo que se refiere a inspección, economía y estética. La ecuación. (1) deberá cumplirse para todos los efectos de fuerza y combinaciones especificadas sin tener en cuenta el tipo de análisis usado. En muchos casos las Resistencias de Componentes y Conexiones son determinados teniendo en cuenta el comportamiento inelástico, aunque los efectos de las fuerzas son calculados usando análisis elástico. Esta inconsistencia es común en la mayoría de las especificaciones vigentes de puentes debido a la falta de conocimiento del análisis inelástico en estructuras.

Estados Límite Las componentes y conexiones deberán satisfacer la ecuación (1) para cada estado límite a menos que se especifique otra cosa. Para el estado límite de servicio y el estado límite de evento extremo, los factores de resistencia serán tomados como ecuación (1). Todos los estados límite serán considerados de igual importancia.

n.Σγ i.ϕ i ≤ φ . Rn = Rr (1) Para lo cual:

n = n D .n R .n I > 0.95 Donde: γ i

= factor de carga (es un multiplicador obtenido estadísticamente que se aplica a los efectos de la fuerza).

φ = factor de resistencia (es un multiplicador obtenido estadísticamente que se aplica a la resistencia nominal de acuerdo al material y/o elemento como se específica en el Art. 2.9

n=

factor que relaciona a la ductilidad, redundancia e importancia operativa.

n D =factor que se refiere a la ductilidad como se especifica en el Art. 2.3.2.2 n R = factor que se refiere a la redundancia como se especifica en el Art. 2.3.2.3 20

n I = factor que se refiere a la importancia operacional como se especifica en el Art. 2.3.2.4 Qi = efectos de fuerza

Rn = resistencia nominal Rr = resistencia factorizada: φ . Rn La ecuación (1) es la base del método LRFD. El factor de resistencia φ =1.0 asignados a todos los estados límite menos al estado límite de resistencia es una medida provisional ya que se están llevando a cabo trabajos de investigación acerca de este tema. La ductilidad, la redundancia y la importancia operacional son aspectos significantes que afectan el margen de seguridad de los puentes. Los dos primeros aspectos relacionan directamente a la resistencia física, el último aspecto se refiere a las consecuencias que ocurren cuando un puente está fuera de servicio. Como se ve, estos aspectos referentes a las cargas son arbitrarios. Sin embargo, esto constituye un primer esfuerzo de codificación. Una aproximación subjetiva, debido a la ausencia de información más precisa es que cada efecto, excepto para fatiga y fractura. Es estimado como un ± 5% geométricamente acumulado. Con el tiempo una cuantificación mejorada de estos aspectos y su interacción y la sinergia del sistema podrían ser alcanzadas. Posiblemente esto conducirá a un arreglo de la ecuación (1), en el cual esos efectos podrían aparecer sobre uno de los lados o en ambos lados de la ecuación. Estado Límite de Servicio

El estado límite de servicio será tomado en cuenta como una restricción sobre los esfuerzos, deformaciones y ancho de grietas bajo condiciones regulares de servicio. El estado límite de servicio da experiencia segura relacionada a

21

provisiones, los cuales no pueden ser siempre derivados solamente de resistencia o consideraciones estadísticas. Estados Límite de Fatiga y Fractura

El estado límite de fatiga será tomado en cuenta como un juego de restricciones en el rango de esfuerzos causados por un solo camión de Diseño que ocurre en el número esperado de ciclos correspondientes a ese rango de esfuerzos. El estado límite de fractura será tomado en cuenta como un juego de requerimientos de tenacidad del material. El estado límite de fatiga asegura limitar el desarrollo de grietas bajo cargas repetitivas para prevenir la rotura durante la vida de diseño de puentes. Estado Límite de Resistencia

El estado límite de resistencia será tomado en cuenta para asegurar la resistencia y estabilidad. Ambas, local y global son dadas para resistir las combinaciones especificadas de carga que se espera que un puente experimente durante su vida de diseño. Bajo el estado límite de resistencia podría ocurrir daño estructural y frecuente sufrimiento, pero la integridad completa de la estructura se espera que se mantenga. Estado Límite de Evento Extremo

El estado límite de evento extremo será tomado en cuenta para asegurar la supervivencia estructural de un puente durante un sismo importante o durante inundaciones o cuando es chocado por un buque, vehículos o flujos & hielo, posiblemente ocurridos bajo condiciones m) especiales. 22

Se considera que el Estado Limite de Evento Extremo ocurrirá una sola vez con un período de retorno que puede ser significativamente más grande que el de la vida de diseño del puente.

2.-

SOBRECARGA DE DISEÑO

A continuación se presenta una comparación de las diferentes tipos de sobrecarga AASHTO Standard.

HS20, HS25

AASHTO LRFD:

HL-93

Reglamento Francés:

Sistema A, C-30

Reglamento Nacional de Vehículos (Perú):

T3S3, C4

Reglamento Nacional de Vehículos (Ecuador):

HS-MOP

Gráfico 2.12.- Sobrecarga AASHTO HS-20, HS-25, HL-93 Fuente: AMPUERO, John. Análisis, Diseño y Construcción de Puentes. pp. 9

23

2.2.3. Diseño de Puentes, Método LRFD AASHTO 2.2.3.1. Sobrecarga HL-93 Método LRFD A menos que se especifique lo contrario, la solicitación extrema se deberá tomar como el mayor de los siguientes valores: •

La solicitación debida al tándem de diseño combinada con la solicitación debida a la carga del carril de diseño, o

•

La solicitación debida a un camión de diseño con la separación variable entre ejes combinada con la solicitación debida a la carga del carril de diseño, y

•

Tanto para momento negativo entre puntos de contraflexión bajo una carga uniforme en todos los tramos como para reacción en pilas interiores solamente, 90 por ciento de la solicitación debida a dos camiones de diseño separados como mínimo 15 m entre el eje delantero de un camión y el eje trasero del otro, combinada con 90 por ciento de la solicitación debida a la carga del carril de diseño. La distancia entre los ejes de 145 kN. de cada camión se deberá tomar como 4.3 m

Tabla 2.1.- Sobrecarga HL-93 Método LRFD.

Fuente: Manual de Construcción ICG 2009. pp. 161

24

Justificación para la Nueva Carga HL-93 La carga simula el efecto de momento y cortante de un grupo de vehículos que transita rutinariamente las carreteras estatales, ver Gráfico 2.13

Gráfico 2.13.- Curvas Efecto Momento Cortante de Diversos Vehículos en Carreteras Fuente: FAGUDO, Fernando. Especificaciones AASHTO LRFD para el Diseño de Puentes. pp. 18

La carga produce momentos y cortantes mayores a los producidos por la carga HS-20, particularmente para luces largas, ver Gráfico 2.15

Gráfico 2.15.- Análisis Comparativo HS-20 vs. HL-93 Fuente: FAGUDO, Fernando. Especificaciones AASHTO LRFD para el Diseño de Puentes. pp. 19

25

2.2.3.2. Diseño Método LRFD

Tabla 2.2.- Alturas mínimas utilizadas tradicionalmente para superestructuras de profundidad constante.

Fuente: Tabla 2.5.2.6.3-1 LRFD AASHTO Bridge Design Specifications, 2004.

Tabla 2.3.- Combinaciones de Carga y Factores de Carga

Fuente: Tabla 3.4.1-1 LRFD AASHTO Bridge Design Specifications, 2004

26

Tabla 2.4.- Factores de carga para cargas permanentes.

Fuente: Tabla 3.4.1-2 LRFD AASHTO Bridge Design Specifications, 2004

2.2.3.3. Objetivos de LRFD AASHTO Desarrollar factores de seguridad estadísticamente consistentes para todos los componentes de un diseño a nivel de capacidad Factores de seguridad toman en consideración las posibles variaciones en cargas en sistemas de puentes y resistencia de componentes Calibrar las especificaciones para obtener factores de confiabilidad consistentes para todos los materiales disponibles (Probabilidad de falla aceptable)

2.2.3.4. Métodos Aproximados para Análisis Limitaciones Generales: •

Losa de espesor y ancho uniforme

•

Número de Vigas ≥ 4

•

Vigas paralelas y de rigidez uniforme

•

Voladizo ≤ 3 pies

•

Curvatura en planta limitada. 27

Tabla 2.5.- Superestructuras habituales según LRFD AASHTO 2004. ELEMENTOS DE APOYO

Vigas de Acero.

TIPO DE TABLERO

Losa de hormigón colada in situ, losa de hormigón prefabricada, emparrillado de acero, paneles encolados / clavados, madera tesada.

Vigas cajón cerradas de acero Losa de hormigón colada in u hormigón prefabricado.

situ.

Vigas cajón abiertas de acero Losa de hormigón colada in u hormigón prefabricado.

situ, losa de tablero de hormigón prefabricado.

Vigas cajón de múltiples Hormigón monolítico células de hormigón colado in situ Viga Te de hormigón colado Hormigón monolítico in situ Vigas cajón prefabricadas de Sobrecapa hormigón

de

hormigón

macizas, colado in situ

alivianadas o celulares con conectores de corte Vigas cajón prefabricadas de Hormigón integral hormigón

macizas,

alivianadas o celulares con conectores de corte y con o sin postensado transversal

28

SECCIÓN TRANSVERSAL TIPICA

Secciones

tipo

canal

de Sobrecapa

de

hormigón

hormigón prefabricado con colado in situ conectores de corte Sección doble Te de hormigón Hormigón integral prefabricado con conectores de

corte

y

con

o

sin

postensado transversal Sección Te de hormigón Hormigón integral prefabricado con conectores de

corte

y

con

o

sin

postensado transversal Sección doble Te o Te con Hormigón colado in situ, nervio

de

hormigón hormigón prefabricado

prefabricado Vigas de Madera

Hormigón colado in situ o tablones, paneles encolados / clavados o madera tesada.

Fuente: Tabla 4.6.2.2.1-1 LRFD AASHTO Bridge Design Specifications, 2004

29

CAPITULO III 3. MARCO METOLOGICO 3.1. Diseño de la Investigación Para la realización de nuestra investigación utilizaremos el método analítico, el mismo que consiste en el análisis de hechos, fenómenos y casos. Se sitúa en el presente, pero no se limita a la simple recolección y tabulación de datos, sino que hace la interpretación y el análisis imparcial de los mismos con una finalidad preestablecida. El proceso que utiliza este método es el siguiente: 1. Identificación y delimitación precisa del problema 2. Recolección de datos 3. Elaboración de los datos (organización, clasificación, comparación e interpretación de los mismos) 4. Extracción de conclusiones 5. Redacción del informe final

Nivel de la investigación: Descriptivo - Evaluativo Tipo de estudio:

Bibliográfico De campo.

3.2. Técnicas e Instrumentos de Recolección de Datos La metodología analítica requiere descomponer en partes algo complejo, en desintegrar un hecho o una idea en sus fragmentos, para mostrarlas, describirlas,

30

numerarlas y para explicar las causas de los hechos o fenómenos que constituyen el problema en si, dándole solución a este. Para realizar este tipo de análisis, partiendo de los estudios Topográficos, Hidrológicos e Hidráulicos, Geológicos y Geotécnicos, Riesgo Sísmico, Impacto Ambiental, Tráfico, Complementarios y Trazados de la Vía de la Consultaría realizada por TÉCNICA Y PROYECTOS S.A. TYPSA, utilizaremos textos, folletos y memorias técnicas en las que consten el análisis y diseño de Puentes.

3.3. Desarrollo del Trabajo 3.3.1. Antecedentes 3.3.1.1. Introducción y Generalidades Suscrito el Tratado de Paz el 26 de octubre de 1998 entre los Gobiernos de Perú y Ecuador, los objetivos de ambos países han estado orientados al logro de una integración real de los pueblos ubicados en el área de influencia de la zona fronteriza, para los que la infraestructura vial es la base del desarrollo de los sectores productivos. En ese sentido, con ocasión de la reunión del Grupo Consultivo “Perú – Ecuador” celebrada el 23 de marzo de 2000, en Nueva Orleáns, la Comisión Europea se comprometió a financiar la rehabilitación y modernización del Eje Vial Nº 1 que une las ciudades de Piura (Perú) y Guayaquil (Ecuador). A tal efecto el Convenio de Financiación entre la Comunidad Europea y las repúblicas de Ecuador y Perú fue firmado a finales del año 2001. Posteriormente en Agosto / Septiembre de 2003 fue firmado el Addendum Nº 1 al Convenio en el que se modificaron algunos artículos del mismo. Para

tal

efecto,

la

Comisión

Europea

convocó

la

licitación

EUROPEAID/116357/C/SV/PE para seleccionar al consultor que se encargue de

31

realizar los Estudios Definitivos de Ingeniería de la Carretera Piura-Guayaquil / Perú-Ecuador comprendida en el Eje Vial Nº 1. Como resultado del mencionado Concurso, la Empresa española TÉCNICA Y

PROYECTOS S.A. (TYPSA) fue seleccionada el 9 de febrero de 2004 para realizar los Estudios de Diseño para la rehabilitación de la Carretera PiuraGuayaquil / Perú-Ecuador comprendida en el Eje Vial Nº 1. El Contrato de Servicios entre las Comunidades Europeas y Técnica y Proyectos S.A. (TYPSA), ALA/2004/080-680, se firmó el 22 de Marzo de 2004 en Lima y el 29 de Marzo de 2004 en Madrid. Posteriormente se sustituyeron algunas cláusulas de dicho contrato mediante la firma del Addendum Nº 1 en octubre de 2004. El 19 de abril de 2004, se efectuó la reunión de apertura de acciones del proyecto en la Delegación de la Comunidad Europea en Perú (DELPER). De acuerdo a los Términos de Referencia, los estudios que realizaría la Consultora abarcaban las siguientes obras:

•

Puente Internacional.

•

Variante

de acceso peruano al Puente Internacional, incluido 2

puentes. •

Variante de acceso ecuatoriano al Puente Internacional.

•

Dos Centros Binacionales de atención fronteriza CEBAF, en el lado peruano y en el ecuatoriano, respectivamente.

•

14 puentes entre Tumbes y Piura.

•

Actualización de los estudios existentes para la rehabilitación de la carretera Santa Rosa – Huaquillas, aprobados por el MOP de Ecuador en el año 2001.

32

Durante el desarrollo del Contrato de Servicios, el Ministerio de Transportes y Comunicaciones del Perú, según Oficio Nº 735-2004-MTC/20 de 17 de agosto de 2004, y el Ministerio de Obras Públicas de Ecuador, según Oficio Nº 009-CE de 13 de septiembre de 2004, han solicitado, a la Comunidad Europea, desarrollar los estudios de un conjunto de actuaciones en siete puntos críticos entre Piura y Tumbes, que permitirán disminuir los riesgos de la vía ante la aparición de un eventual Fenómeno del Niño, en el primer caso, y obtener un corredor vial homogéneo entre Santa Rosa y Huaquillas realizando los estudios de ampliación de la vía a cuatro carriles en sus tramos intermedios, en el segundo caso.

Estas actuaciones no están comprendidas en el Contrato de Servicios de Asistencia Técnica firmado entre la Comunidad Europea y el Consultor TYPSA, por lo que dieron origen al Addendum ya mencionado.

En consecuencia, los estudios que realizó la Consultora comprenden:

•

Puente Internacional (Binacional).

•

Variante

de acceso peruano al Puente Internacional, incluido 4

puentes (Perú). •

Variante de acceso ecuatoriano al Puente Internacional (Ecuador).

•

Dos Centros Binacionales de atención fronteriza CEBAF, en el lado peruano y en el ecuatoriano, respectivamente.

•

14 puentes entre Tumbes y Piura (Perú).

•

7 nuevas actuaciones en puntos críticos entre Piura y Tumbes (Perú).

•

Estudios definitivos de la vía Huaquillas – Santa Rosa con sección de cuatro carriles (Ecuador).

En el mes de junio de 2006 el Gobierno Peruano solicitó la reestructuración del proyecto en el Sector Binacional – Perú.

33

3.3.1.2. Descripción del Proyecto: El Puente Internacional se ha emplazado sobre el Canal Internacional que es el límite fronterizo entre ambos países. El punto de cruce con el canal, se ha delimitado por la definición del trazado de la Variante que está obligada a pasar por una serie de puntos que ya estaban definidos en los estudios y que a su vez obliga a ser éste el punto de cruce. En trazado en alzado del puente debe salvar por un lado, el canal internacional existente, así como los caminos laterales que acompañan al mismo a todo lo largo del canal que se proyectan con el galibo de 5.50 metros para paso de vehículos. La rasante proyectada en el tramo del puente está formada por una pendiente del 0.50%. El puente se ubica en un tramo de alineación recta de la variante, bajo el que discurren el canal internacional existente, así como los caminos laterales que acompañan al mismo, uno en cada país. Sus características principales son: Longitud del puente

: 83.60 metros

Ancho de cada tablero

: 11.20 metros

Nº de calzadas

:2

Nº de vías

:2

Ancho de calzada

: 7.35 metros

Ancho de bermas exteriores : 2.25 metros Ancho de bermas interiores : 0.80 metros

Se ha proyectado un pavimento, formado por una capa de 5 cm, de concreto asfáltico sobre la losa de concreto hidráulico.

34

3.3.2. De la Ingeniería Básica 3.3.2.1. Estudios Topográficos Entre las progresivas 8+822 y 8+902 de la Variante Internacional se realizó el levantamiento topográfico de la zona del Canal Internacional. Se levantó topográficamente una franja de ancho variable (100 a 200 m) a lo largo del eje de la Variante, así como 300 m longitudinales a lo largo del canal (150 m hacia aguas abajo y 150 m hacia aguas arriba). Se colectó toda la información topográfica existente del relieve del terreno incluyendo los puntos de relleno que permitieron generar curvas de nivel. (Plano 327-EST.BAS 02)

Enlace de los Trabajos de Topografía Todos los trabajos de topografía de la variante, los CEBAF en Perú y Ecuador, así como de las líneas de servicio de agua potable y saneamiento, han sido enlazados con los BMs y Puntos Geodésicos oficiales de la ciudad de Zarumilla, y por lo mismo, sus respectivos planos, coordenadas y elevaciones están referidas al mismo sistema coordenado y de elevaciones.

a) Puntos de control para determinar coordenadas UTM Para la determinación de las coordenadas UTM, se utilizó el punto Geodésico Oficial del IGN ubicado en la cumbre del Pozo de Zarumilla, en Perú. A partir de dicho punto, y mediante GPS de precisión milimétrica se establecieron las coordenadas en el sistema WGS-84 de los siguientes puntos de control:

Tabla 3.1.- Puntos de Control – Determinación Coordenadas UTM Nombre

Este

Norte

Pozo

581,110.67

9,612,187.67

BM-1

577,887.20

9,612,200.63

BM-9

581,460.44

9,611,290.58

Fuente: Estudios de Diseño para la Rehabilitación del Eje Vial Nº 1 Ecuador- Perú

35

b) Puntos de control para determinar elevaciones Para el control de la elevación de los trabajos de topografía, se realizo una nivelación cerrada a lo largo del trazo de la variante, teniendo como punto de partida el BM oficial del IGN ubicado en la Plaza de Armas de Zarumilla, en Perú. Para el efecto se monumentaron BMs adicionales colocando hitos de concreto cada 500m a lo largo del trazo de la variante, los mismos que fueron enlazados mediante circuitos de nivelación cerrada.

Tabla 3.2.- Puntos de Control – Determinación Elevaciones Relacion de BMs Establecidos - Variante Internacional Progresiva

Nombre

Este

Norte

Elevacion

0+000

BM-1

577.887,20

9.612.200,63

14,149

0+500

BM-2

578.345,56

9.612.162,93

14,049

1+000

BM-3

578.681,32

9.611.818,97

10,323

1+500

BM-4

578.979,17

9.611.493,40

15,184

2+000

BM-5

579.462,63

9.611.192,45

16,553

2+500

BM-6

579.986,07

9.611.142,42

16,750

3+000

BM-7

580.454,43

9.611.101,89

19,116

3+500

BM-8

580.958,06

9.611.189,79

20,089

4+000

BM-9

581.460,44

9.611.290,58

15,653

4+500

BM-10

581.917,07

9.611.433,53

17,830

5+000

BM-11

582.473,90

9.611.540,96

16,830

5+500

BM-12

582.963,77

9.611.636,95

17,132

6+000

BM-13

583.445,26

9.611.860,31

15,550

6+500

BM-14

583.732,42

9.612.203,31

9,057

7+000

BM-15

583.940,60

9.612.692,85

12,770

7+500

BM-16

584.216,36

9.613.044,23

7,011

8+000

BM-17

584.653,78

9.613.272,24

6,251

8+500

BM-18

585.177,73

9.613.345,16

7,167

9+000

BM-19

585.652,54

9.613.442,62

6,295

9+500

BM-20

586.175,39

9.613.422,68

7,370

10+000

BM-21

586.665,33

9.613.451,94

10,465

10+500

BM-22

587.135,30

9.613.495,34

12,576

11+000 11+500

BM-23 BM-24

587.653,87 588.110,83

9.613.495,16 9.613.411,60

14,763 15,391


36

3.3.2.2. Estudios Hidrológicos e Hidráulicos

El Instituto Nacional de Desarrollo, Proyecto Especial Binacional Puyango – Tumbes, ha realizado el Estudio Definitivo Bocatoma La Palma, Canal Internacional y Defensas Ribereñas del Río Zarumilla, donde se ha proyectado rehabilitar y /o reconstruir el Canal Internacional Zarumilla entre las progresivas Km. 0+000, en la bocatoma la Palma hasta la progresiva Km. 17+907 en el empalme con el Puente Internacional existente. El Canal Internacional Zarumilla existente, en su mayor longitud es de sección trapezoidal simple entre las progresivas Km. 0+095 al Km. 15+670 presentando en su tramo final a partir de la progresiva Km. 15+670 una sección trapezoidal compuesta. El Canal Internacional Zarumilla, actualmente se encuentra en plena rehabilitación y, las pendientes en el canal están definidas manteniéndose en lo posible las cotas existentes en el fondo del canal con ligeros ensanchamientos. La nueva sección a ejecutarse en el cruce del Canal Internacional con el Puente Internacional tiene las siguientes características: Tirante D

= 1.45 m

Ancho en la base

= 0.75 m

Ancho en la parte superior

= 5.00 m

Bermas antes del camino

= 1.20 m

Revestimiento del canal

H: V, 1.5: 1 con concreto poroso

Caminos de mantenimiento laterales ancho = 4.00 m A continuación de los caminos el Proyecto del Canal Internacional prevé la ejecución de Bordos de protección con relleno sin compactar y/o banco de escombros, a manera de diques con 0.60 m de altura, ancho en la corona de 1.00 m y considerando taludes de H: V, 1.5: 1

37

Análisis El canal internacional es una obra realizada con fines limítrofes. El caudal que pasa por este canal está ligado al que se deriva en la bocatoma La Palma, y en su recorrido sirve de drenaje en áreas aledañas a la cuenca del río Zarumilla. En el cruce con el eje de la nueva Variante Internacional, el canal internacional es parte del área de inundación del Río Zarumilla. La sección de cruce entre el Canal Internacional y el Puente Internacional, debe mantener en lo posible la sección propuesta en el Proyecto inicial, con la única diferencia que, si en el Proyecto inicial los caminos existentes pasaban entre los pilares y el estribo, es decir después de los 30.00 m de luz; en esta nueva sección propuesta los caminos pasarán dentro de esta luz, tal y como se puede apreciar en el plano adjunto, manteniéndose los niveles actuales existentes y con la sección del canal según proyecto inicial, y así mantener en lo posible la misma área hidráulica.

El nuevo Proyecto de la Bocatoma La Palma, regula el caudal a escurrir en el Canal Internacional hasta 4.00 m3/seg. En un primer tramo del 0+00 al 15+670, pudiendo este llegar en caso fortuito por mala operación de la Bocatoma La Palma y en un tramo comprendido entre el inicio y el Km. 2+864 como evacuador para un caudal de Q = 8.00 m3/seg. Que al final prevé un aliviadero lateral hacia el cauce existente de Dos Bocas. Un segundo tramo final a partir del Km. 15+670 el caudal se incrementa a 12 m3/seg. Por aportes pluviales. El INADE, a través del Proyecto Puyango-Tumbes, licitará en el mes de Agosto la Protección de las riberas en el río Zarumilla, en una longitud de 15 kilómetros, donde se ha podido apreciar que, las secciones transversales indican la ejecución de diques de encauzamiento con elevaciones que van de los 3.00 a los 7.00 m de altura y de acuerdo a las pendientes existentes.

38

En el cruce con el eje vial se elevan las riberas hasta 3.00 m con lo cual se incrementará el caudal, disminuyendo con ello las posibles inundaciones en la margen derecha y sectores como Loma Saavedra y Pocitos.

Actualmente y para fines de diseño las cotas de fondo en el río Zarumilla y Canal Internacional están en + 4.50 m.s.n.m , y la diferencia entre el fondo del río y los terrenos de cultivo existentes es de 3.00 m, por lo cual se alcanzaría la cota de + 7.50 m.s.n.m., y si agregamos los 3.00 m de altura de diques de protección se llegaría a la cota de + 10.50 m.s.n.m., 1.00 m menos que la cota de inundación; Por lo cual se incrementa la capacidad de conducción y ante un fenómeno del niño el volumen de agua a desbordar será menor.

Análisis estadístico de caudales en el Puente Internacional Los caudales existentes para el canal internacional son los obtenidos por la Administración Técnica del Distrito de Riego de Tumbes en la Estación La Palma (cuenca de aporte: 880 Km 2) que corresponden a datos tomados en campañas de

aforo los años 1957 – 1975 (SENAMHI, 2004). Estos caudales son caudales máximos mensuales, por lo que deben ser analizados con cuidado. Además los datos no incluyen caudales del año 1983 y 1998, en el que se presentó el fenómeno Oscilación Sur el Niño, aunque si incluyen los datos registrados el año 1973, en el que se produjo un caudal máximo de 250.0 m3 /s. Se disponen de 19 datos de caudales máximos anuales. El caudal máximo registrado de 250 m3 /s es un registro con el cual el canal estaba desbordado. Los datos de caudales máximos anuales de la Administración del Distrito de Riego de Tumbes, fueron procesados para hallar el caudal de referencia para el diseño.

39

Con la finalidad de hallar el caudal de diseño, se procedió a hallar los caudales cuyo periodo de retorno son 2, 5, 10, 20, 50, 100 y 500 años utilizando las distribuciones Normal, Log normal, Log Pearson III y Gumbel. El resultado se presenta en la Tabla 3.3.

Tabla 3.3.- Caudal máximo instantáneo anual usando las distribuciones Normal, Log Normal, Log Pearson III y Gumbel. Caudal máximo instantáneo (m3/s) Periodo de Retorno

Normal

Log Normal

Log Pearson III

Gumbel

2

23.62

3.67

2.17

14.46

5

76.04

16.08

12.00

81.43

10

103.47

32.67

34.39

125.77

20

126.11

57.97

93.39

168.31

50

132.71

68.43

128.17

180.25

100

151.59

109.79

340.28

223.36

500

168.57

167.68

899.85

264.61


Se realizaron las pruebas de verificación de normalidad del coeficiente de simetría y de bondad de ajuste en las distribuciones normal y log normal, con lo cual se determinó que la distribución de los datos puede ser log normal, tanto en la prueba del coeficiente de simetría como en la prueba. Posteriormente se utilizó la metodología de Kolmogorov - Smirnov para escoger la distribución de probabilidades que mejor se ajuste a los caudales del río Zarumilla. La distribución que produjo el mejor ajuste con los datos de la serie completa fue la distribución Log Normal, seguida de la distribución Log Pearson III. El caudal correspondiente a la avenida centenaria es de 109.79 m3 /s como se observa en la Tabla 3.3, lo cual es menor del caudal de máximo registrado (que corresponde a un desborde del canal).

40

En opinión de los consultores el caudal de 250 m3 /s debe ser comparado con el caudal resultante de la simulación hidráulica del río Zarumilla, debido a que el puente internacional funcionara como un aliviadero del puente del río Zarumilla.

Influencia del Río Zarumilla en el Puente Internacional Para calcular los niveles de inundación en el río Zarumilla se utilizó el programa HEC-RAS 3.1.1, del Cuerpo de Ingenieros del Ejército de los Estados Unidos que simula flujo permanente y no permanente en un canal. Tal como se explico anteriormente, el máximo nivel de inundación será de 11.50 m.s.n.m., cuyo espejo de agua se extiende en su margen derecha más allá del Canal Internacional, es decir de producirse la avenida de diseño, esta inundara también el Canal Internacional y el nuevo puente internacional funcionara como aliviadero del Río Zarumilla. El caudal estimado es de 470 m3 /s, lo cual no es real, debido a que el modelo trabaja como unidimensional, y se espera exista un gradiente de flujo entre ambos puentes, paralelo al eje de la variante. Se modelo adicionalmente el puente internacional como si fuese una alcantarilla, arrojando un valor máximo de 450m3 /s.

Gráfico 3.1.- Influencia del Río Zarumilla en el Comportamiento Hidráulico del Canal Internacional. Fuente: Estudios de Diseño para la Rehabilitación del Eje Vial Nº 1 Ecuador- Perú

41

El canal internacional, según la planimetría realizada tiene en el cruce con la variante internacional, una cota de fondo de 4.50 m.s.n.m., similar al del río Zarumilla. Esto sugiere que cuando el Zarumilla desborde, el canal internacional tenga el mismo nivel de agua, si es que la avenida es prolongada. Sin embargo al ejecutarse el Proyecto de Defensas ribereñas en la margen derecha del río Zarumilla la cota de protección en el cruce del puente con la variante se eleva a + 10.50 m.s.n.m., mermando con ello los niveles de inundación. El caudal registrado para el canal internacional es de 250 m3 /s, en la bocatoma la palma a 12 Km. del cruce con el eje, lo que nos hace concluir que este no llegara puntualmente al puente, si no se unirá con el agua que llega por el río Zarumilla. Debido a que la zona es muy plana y las quebradas chicas son muy variables en su formación tal como lo confirman la información existente en las cartas, por lo que en el Gráfico 3.1. , muestra de manera esquemática la ubicación de las áreas que cruzarán la variante internacional en dirección Norte hacia el Océano Pacífico. El caso del río Zarumilla se utilizará los registros de caudal de la estación de aforas en la bocatoma La Palma, Gráfico 3.2., la cual cuenta con registros de descargas máximas de los años 1964-1979 y 1993-1999. Debido a la importancia de la cuenca del río Zarumilla se resume el estudio hidrológico e hidráulico de la cuenca del río Zarumilla en el tramo que corresponde al cruce con la carretera Panamericana. En el tramo en el que se ha proyectado el cruce de la carretera, el río Zarumilla tiene una pendiente media de dos por mil (0.002) y una tasa relativamente alta de transporte de sedimentos durante eventos extremos.

42

Gráfico 3.2.- Ubicación de las 10 cuencas en la variante Internacional. Fuente: Estudios de Diseño para la Rehabilitación del Eje Vial Nº 1 Ecuador- Perú

No se dispone de un registro continuo de aforos del río Zarumilla a pesar de estar ubicado en una zona en la que los efectos del fenómeno del Niño son notables, esto debido quizás a la ausencia de poblaciones importantes en ambas márgenes del río. Los caudales existentes para este río son los obtenidos por la Administración Técnica del Distrito de Riego de Tumbes en la Estación La Palma (cuenca de aporte: 880 Km2) que corresponden a datos tomados en campañas de aforo los años 1964 – 1967, 1969, 1971 – 1973, 1975-1977, 1979, 1993, 1995, 1998-1999 (SISA, 2001).

43

Estos caudales son caudales máximos diarios y corresponden a mediciones puntuales que posiblemente no incluyen los picos instantáneos, por lo que deben ser analizados con cuidado. Además los datos no incluyen caudales del año 1983, en el que se presentó el fenómeno el Niño, aunque si incluyen los datos registrados el año 1998, en el que se produjo un caudal máximo de 857.5 m3 /s. Se disponen de 16 datos de caudales máximos anuales. El resultado se presenta en la Tabla 3.4.

Tabla 3.4.- Caudal máximo instantáneo anual usando las distribuciones Normal, Log Normal, Log Pearson III y Gumbel. Caudal máximo instantáneo (m3/s) Periodo de Retorno

Normal

Log Normal

Log Pearson III

Gumbel

2

267.6

178.1

162.78

229.5

5

498.0

378.6

363.8

520.3

10

618.6

561.7

585.1

712.9

20

718.1

778.0

892.3

897.5

50

830.1

1122.3

1483.2

1136.6

100

904.8

1432.8

2123.6

1315.7

500

1055.8

2349.1

4620.75

1729.6


El caudal correspondiente a la avenida centenaria es de 2123.6 m3 /s como se observa en la Tabla 3.4., lo cual excede a la mayor avenida registrada en el río Zarumilla en el año 1965, excediendo incluso a los caudales ocurridos durante los eventos de El Niño de 1998. Se ha realizado una simulación hidráulica en las cuencas que cruzan el eje de la Variante Internacional y esta arroja un caudal de aproximadamente 1600 m3 /s,

44

usando la precipitación cuyo periodo de retorno es 100 años por lo que en opinión de los consultores es apropiado para el cálculo de los elementos de protección, aunque se debe tomar en cuenta que los caudales máximos diarios son, en general, menores que el máximo instantáneo. Se ha considerado la condición hidrológica antecedente (AMC) tipo III, debido a que durante el desarrollo del fenómeno del Niño se puede esperar que se produzca una lluvia extrema acumule más de 12.5 mm en cinco días anteriores y se ha utilizado la precipitación de 100 años en la Estación El Tigre que equivale a 242.2 mm. Los resultados de la simulación hidrológica se presentan en la Tabla 3.5.

Tabla 3.5.- Parámetros geométricos de cuencas de cursos de agua que cruzan la Variante Internacional. Nombre

Área Km2

Longitud (L) Km.

Progresiva

Cuenca

1+070

C-01

Q. Zarumilla 1 37.61

14.80

7.67 0.005

2+270

C-02

Q. Zarumilla 2 51.66

21.25

8.95 0.004

3+200

C-03

0.47

1.00

0.50 0.008

4+020

C-04

2.90

3.88

2.35 0.007

4+540

C-05

0.43

1.41

0.70 0.004

4+840

C-06

0.16

0.97

0.48 0.008

6+070

C-07

1.61

2.96

1.42 0.007

6+650

C-08

0.83

1.44

0.70 0.011

7+250

C-09

Laguna Salitral 11.74

8.29

4.07 0.005

8+850

C-10

Rió Zarumilla 860.42

82.60

33.10 0.011

Quebrada 3

Lc Km.

S


45

Tabla 3.6.- Caudales calculados en simulación hidrológica Progresiva

Cuenca

Nombre

Q100 (m3/s)

1+070

C-01 Q. Zarumilla 1

135.0

2+270

C-02 Q. Zarumilla 2

164.00

3+200

C-03

4+020

C-04

4+540

C-05

2.28

4+840

C-06

0.88

6+070

C-07

7.73

6+650

C-08

4.39

7+250

C-09 Laguna Salitral

47.40

8+850

C-10

1612.6

2.56 Quebrada 3

Rió Zarumilla

13.51


Para representar adecuadamente la influencia de la variante internacional en el cruce de la cuenca del Río Zarumilla se tiene que considerar el puente Bolsico (cruce del Río Zarumilla y la actual Panamericana Norte – aguas abajo del trazo de la Variante Internacional), por lo cual se recurrió a la información disponible en el Proyecto Especial Puyango-Tumbes, obteniéndose la topografía del cauce del río desde la bocatoma la Palma hasta el Puente Bolsico. Con esta información se hizo una simulación del comportamiento del río, verificándose que la curva de remanso producida por el puente Bolsico influirá sobre la nueva carretera Variante Internacional. Considerándose, que la persistencia de los caudales máximos durante un evento normal es por unas horas, y generalmente suceden después o durante lluvias prolongadas, como fue en el año 1983 y que el Río Zarumilla tiene una gran área

46

inundable como se ve en el Gráfico 3.4., se

puede afirmar que el canal

internacional es parte de la planicie de inundación, por lo que la representación de un evento extremo debe tener en cuenta la amplia magnitud de estos terrenos, así como también el laminado producido por el tránsito de la onda. Debido a esto, se ha optado por utilizar el HEC-RAS con un flujo no permanente, considerando el ancho total de las planicies de inundación.

Gráfico 3.3.- Área de inundación del río Zarumilla, con respecto a la Carretera Panamericana, Canal Internacional y Variante Internacional. Fuente: Estudios de Diseño para la Rehabilitación del Eje Vial Nº 1 Ecuador- Perú

Los cálculos realizados consideran un hidrograma de entrada similar al de la lluvia registrada en la estación El Tigre, registrada en Febrero de 1998. Mediante el HEC-RAS se estableció que pasados los 350 m3 /s el cauce del río Zarumilla era insuficiente, originándose desbordes sobre las planicies de inundación, aun sin considerarse como cauce.

47

Para determinar la longitud del puente, se analizó la sección hidráulica del cruce de la Variante Internacional con el río Zarumilla, realizándose mediante cálculos de flujo permanente para caudales que varían desde 0 a 2000m3 /s, para diferentes longitudes de puentes, tal como se muestra en el Gráfico 3.4. , llegándose a la conclusión que por niveles de inundación la luz óptima seria de 200 m, lo cual se verificó con el cálculo de flujo no permanente. Gráfico 3.5.

Gráfico 3.4.- Sección transversal del río Zarumilla en la variante internacional. Fuente: Estudios de Diseño para la Rehabilitación del Eje Vial Nº 1 Ecuador- Perú

Curva de Descarga en el Puente de la Variante Internacional con el Rio Zarumilla

14.00

L=60

) 12.00 m n s m10.00 ( l e v 8.00 i N

L=80 L=100 L=130 L=150 L=200

6.00

S/P

4.00 0

500

1000

1500

2000

Caudal (m3/s)

Gráfico 3.5.- Curva de descarga del río Zarumilla en la variante internacional. Fuente: Estudios de Diseño para la Rehabilitación del Eje Vial Nº 1 Ecuador- Perú

48

El cálculo desarrollado asume un caudal de 350 m3 /s como condición inicial. La curva de descarga u onda de ingreso en la bocatoma La Palma representa caudales que llegan hasta 2100 m3 /s (caudal máximo para TR=100 años). Se realizaron tres esquemas de cálculo: •

El primero en la situación actual (se considera el Puente Bolsico)

•

El segundo con la variante Internacional con un puente de 200 m,

•

El tercero es una verificación de la influencia de las alcantarillas proyectadas las cuales se encuentran dentro de la planicie de inundación del río Zarumilla.

En cada esquema de cálculo se analizó mediante simulaciones continuas de 24 horas con caudales máximos de 350m3 /s, 860m3 /s y 2124m3 /s. Los tres caudales seleccionados corresponden a la capacidad hidráulica del río Zarumilla en condiciones normales, el caudal máximo registrado y la tercera en el caudal estimado para un periodo de retorno de 100 años. En el siguiente Gráfico 3.6 ., muestra los resultados de las simulaciones para el tercer esquema de cálculo.

Gráfico 3.6.- Perfil Hidráulico de simulaciones del río Zarumilla con caudales de condiciones normales (350m3 /s), máximo caudal registrado (860m3 /s) y el caudal calculado para un TR=100 años (2124m3/s). Fuente: Estudios de Diseño para la Rehabilitación del Eje Vial Nº 1 Ecuador- Perú

49

Los niveles del río resultado de la simulación del primer esquema (sin considerar la Variante Internacional) con el caudal máximo registrado nos da un nivel de 8.0 m.s.n.m en la zona del cruce con la Variante Internacional, el cual tiene casi el mismo orden de magnitud que lo manifestado por los pobladores de la zona, quienes aseveran que el agua llego aproximadamente a 1.5 m sobre el nivel la planicie de inundación de la margen izquierda, por lo que podemos considerar aceptable la simulación hidráulica. Aunque los resultados de las simulaciones hidráulicas del río Zarumilla para la situación final arrojan un nivel máximo de inundación de 11.00 m.s.n.m. en el puente, es recomendable proteger los taludes de los terraplenes de la variante hasta por lo menos 11.5 m.s.n.m., debido a las fluctuaciones que se producen durante el desarrollo y finalización de un evento extremo (flujos paralelos y esviaje del puente con respecto al cauce). El Puente Internacional y el puente ubicado en la laguna Salitral, así como las alcantarillas proyectadas en el área de inundación también influencian en la descarga del río Zarumilla, funcionando estos como aliviaderos, tal como se muestra en el Gráfico 3.7.

Gráfico 3.7.- Funcionamiento Hidráulico de obras de drenaje en el Río Zarumilla. Fuente: Estudios de Diseño para la Rehabilitación del Eje Vial Nº 1 Ecuador- Perú

50

•

Simulación hidráulica en las zonas de cruce en la Variante Internacional - Perú

Se han calculado los niveles de inundación usando la topografía de las secciones del cauce en la zona del cruce para poder realizar la simulación hidráulica. Se empleo el programa HEC-RAS versión 3.1.1 para poder determinar los niveles del agua usando los caudales de diseño.

Gráfico 3.8.- Esquema de disposición de la quebrada Zarumilla y la variante internacional. Fuente: Estudios de Diseño para la Rehabilitación del Eje Vial Nº 1 Ecuador- Perú

51

Los principales cauces que cruzaran la variante corresponden a la quebrada Zarumilla, la cual en la zona de cruce con la variante tiene dos ramales, que se unen antes de cruzar la actual panamericana norte. Para efectos prácticos, los brazos de la quebrada Zarumilla se han denominado como quebrada Zarumilla 1 y Zarumilla 2. El puente que cruza la actual carretera panamericana tiene una longitud de 30m. Con el fin de modelar adecuadamente el comportamiento de la quebrada, se ha realizado una simulación hidráulica considerando tres puentes, el primero en el cruce con la panamericana existente, y los otros dos en el cruce correspondiente con la variante internacional, tal como se muestra en la Gráfico 3.8. De acuerdo con los cálculos hidrológicos, la Quebrada Zarumilla 1 se modelo con un caudal de 135 m3 /s y la quebrada Zarumilla 2 con un caudal de 160 m3 /s, alcanzando niveles de inundación de 11 m.s.n.m. y 13 m.s.n.m. respectivamente

Gráfico 3.9., y Gráfico 3.10. La Luz de los puentes considerados para el cruce con las quebradas Zarumilla corresponde a 40 m. Quebrada Zarumilla

Plan: Plan 02

. 08

11/10/200 4 .04

. 08

16

Legend WS PF 1 1 m/s 2 m/s 3 m/s

14

Ground Bank Sta

12 ) m ( n o i t a v e l E

10

8

6 -80

-60

-40

-20

0

20

40

60

Station (m)

Gráfico 3.9.- Sección transversal de la quebrada Zarumilla 1 – Km. 1+070 Fuente: Estudios de Diseño para la Rehabilitación del Eje Vial Nº 1 Ecuador- Perú

52

Quebrada Zarumilla

Plan: Plan 02 11/10/2004

. 06

.045

.06

20

Legend WS PF 1 2 m/s 3 m/s

18

Ground Bank Sta

16

) m ( n o i t a v e l E

14

12

10

8 -200

-100

0

100

200

Station (m)

Gráfico 3.10.- Sección transversal de la quebrada Zarumilla 2 – Km. 2+295 Fuente: Estudios de Diseño para la Rehabilitación del Eje Vial Nº 1 Ecuador- Perú

En el cauce de la quebrada salitral, se ha diseñado alcantarillas tipo marco, que funcionaran por inundación. El resto de cauces o posibles cauces han sido señalados y evaluados de acuerdo con lo encontrado in situ, por lo que la simulación hidráulica se ha procedido a verificar y reajustar las dimensiones hidráulicas en función del caudal y capacidad de pase de materiales sólidos (árboles, arbustos, troncos, etc.).

Tabla 3.7.- Reporte de Caudales en Alcantarillas Menores. Cuenca

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 15 17 18 19

Desc ripcion de Func ion

Quebrada Quebrada Pluvial Quebrada Quebrada Pluvial Pluvial Pluvial Pluvial Pluvial Quebrada Quebrada Quebrada Ar ea in undabl e Quebrada Quebrada

Area

Longitud (L)

Km2

Km

01+470.00

0.47

1.30

0.005

50

73.63

5.74

01+560.00

0.35

1.41

0.005

50

73.63

4.30

01+700.00

0.05

0.97

0.005

40

87.04

1.15

02+100.00

0.35

0.70

0.005

30

108.00

02+550.00

0.14

0.70

0.005

30

108.00

2.51

02+825.00

0.10

0.40

0.005

20

146.38

2.43

03+000.00

0.14

1.20

0.005

50

73.63

1.75

03+180.00

0.14

1.20

0.005

50

73.63

03+400.00

0.19

0.65

0.005

30

108.00

5.08

03+700.00

0.14

0.65

0.005

30

108.00

2.52

03+880.00

0.47

1.30

0.005

50

73.63

5.74

04+860.00

0.14

0.65

0.005

30

108.00

3.99

05+250.00

2.82

3.60

0.005

110

40.76

19.17

05+600.00

0.60

1.50

0.005

50

73.63

7.37

05+760.00

1.31

2.00

0.005

70

57.21

12.51

06+220.00

0.14

1.20

0.005

50

73.63

2.72

Progresiva

S

Dur. Crítica

I

Q25 Dis

Tormenta (min)

(mm/hr)

(m3/s)


53

9.84

1.75

Descripción del Puente Internacional Socavación en el Puente Internacional

Al ser este un puente que funciona como un aliviadero del río Zarumilla, este funcionara por inundación, lo cual produce velocidades bajas, pero cuando cese la inundación, se producirá un gradiente hidráulico, que ocasionará una socavación en los estribos, por lo que debemos proteger los estribos y estimar una socavación para este instante. La socavación ha sido calculada en función de los datos reportados del HECRAS, por el método de HIRE. La máxima socavación calculada es de 13.61 m, lo cual al criterio del consultor es excesivo para un puente que funcionará como aliviadero, por lo que recomiendan se tome una profundidad máxima de socavación de 6 m con fines de cimentación. La profundidad de 6.0 metros adoptada se tiene en cuenta considerando que la socavación no llegará más abajo que el nivel medio del mar (0 m.s.n.m.), y que prácticamente coincide con la socavación de contracción resultante.

3.3.2.3. Estudios Geológicos y Geotécnicos En el Canal Internacional de la frontera limítrofe peruano – ecuatoriana, entre las progresivas Km. 8+820.776 y 8+903.176., para un “Puente” de 83.60 m de longitud, la ejecución de 03 perforaciones de 25 m de profundidad cada una, dos de ellas en el lado peruano y una en el lado ecuatoriano. Debido al carácter binacional ó internacional de este puente que ameritará un diseño estructural y arquitectónico especial.

54

•

En lo concerniente a los aspectos climatológicos, fisiográficos y

geomorfológicos locales, los terrenos presentes a lo largo de la Variante Internacional, el CEBAF – Perú y el Puente Internacional, en el territorio del Perú discurre a través de terrenos de topografía irregular, planos y ondulados. Forman parte de la periferia sur de las localidades de Zarumilla y Aguas Verdes. El clima es tropical y semiárido con precipitaciones menores a 600 mm y temperatura media de 26 ° C. La temporada lluviosa es definida y corta, sucede entre los meses de Noviembre y Abril, mientras que el estiaje es mucho más pronunciado en la restante época del año. La cota absoluta del terreno varia en sus partes más bajas entre 4.5 y 6.5 m.s.n.m. entre los PK Km. 7+250 – 8+850 en un sector correspondiente al área de influencia del Río Zarumilla conformado por terrenos del cauce actual del Río Zarumilla, mas los terrenos de cauces anteriores y de terrazas fluviales abandonadas lo que es fácilmente visible en la fotografía satelital. La cota absoluta del terreno varia en sus partes más altas entre 20.50 y 18.50 m.s.n.m. entre PK Km. 3+500 – 3+800. Un sector similar ondulado y colinoso con cotas elevadas entre 14 y 16 m.s.n.m. entre PK Km. 5+750 – 6+250, ha sido aprovechado para la mejor ubicación posible del CEBAF – Perú. •

En el plano local se señala a las inundaciones como el principal problema de

geodinámica externa, sobre todo lo que atañe a las inundaciones que se producen en los períodos ligados a los años punta de pluviosidad denominada mundialmente como el Fenómeno El Niño. El sector que corresponde a terrenos bajos al cauce actual del Río Zarumilla mas los terrenos aledaños que corresponden a los cauces y terrazas fluviales anteriores abandonadas, así como los cauces de quebradas secas en la actualidad, en caso de períodos ligados a los años de pluviosidad punta tipo el 55

Fenómeno El Niño, serán precisamente los sectores más vulnerables a los efectos de las inundaciones. •

En lo concerniente a los aspectos geológicos litológicos estratigráficos en el

Trazo de la Obra Variante Internacional en el Lado del Perú y en el CEBAF – Perú y el Puente Internacional interesa principalmente la relación y presencia del Basamento Rocoso y los Suelos en sus distintas formaciones y manifestaciones. Sobre el Basamento Rocoso de acuerdo al contenido de “Geología de los Cuadrángulos de Paita (11-a), Piura (11–b), Talara (10-a), Sullana (10-b), Lobitos (9 –a), Quebrada Seca (9 – b), Zorritos (8-b), Tumbes (8-c) y Zarumilla (7-c)” de la Carta Geológica Nacional del INGEMMET, en los Cuadrángulos de Tumbes (hoja 8-c) y Zarumilla (hoja 7-c) en donde se sitúa el trazo de la Variante Internacional en el lado peruano y el CEBAF – Perú, puede observarse que en el área circundante en más de 5 Km. a la redonda a dicho trazo, no existe afloramiento alguno de rocas o formaciones rocosas, lo que concuerda con lo observado y ratificado en el campo. Cabe agregar que de acuerdo a la información obtenida de la perforación de los sondajes geotécnicos mediante perforación diamantina (13 perforaciones diamantinas repartidas en 05 puentes en la Variante Internacional lado peruano), con profundidades de hasta más de 25 m cada uno, puede afirmarse con meridiana certeza que a dichas profundidades no se ha alcanzado en ellos el substrato rocoso. Los mismos considerandos se hacen extensivos para las áreas específicas que corresponden al Centro Binacional de Atención Fronteriza (CEBAF – Perú) y al Puente Internacional. Los Depósitos Cuaternarios de Suelos no Consolidados que rellenan el área del trazo de la Variante Internacional en su totalidad están conformados por suelos aluviales. Estos a su vez, genéticamente pertenecen a dos depósitos diferentes con edades diferentes. Del más antiguo al más reciente quedan 56

divididos en Depósitos Cuaternarios Pleistocénicos Aluviales (Qp – al) y Depósitos Cuaternarios Recientes Aluviales (Qr – al). Los Depósitos Cuaternarios Pleistocénicos Aluviales (Qp – al) , ocupan extensas áreas en los Cuadrángulos de Tumbes y Zarumilla, ocupando el espacio desde las estribaciones Oeste de los Cerros Amotape hasta el litoral. Están constituidos por conglomerados poco consolidados de cantos con arenas, limos y arcillas, con potencias que alcanzan varias decenas de metros, teniendo en ciertos sectores una estratificación lenticular y en otra estratificación laminar. Los Depósitos Cuaternarios Recientes Aluviales (Qr – al) , ocupan los cauces de las actuales quebradas, así como la del Río Zarumilla, por donde discurren las escorrentías fluviátiles normales que ocurren cada año en las épocas de lluvias entre los meses de Diciembre a Marzo, así como las escorrentías excepcionales ligadas a los años de pluviosidad punta del Fenómeno del Niño. En el cruce del trazo de la Variante con el Río Zarumilla en donde según el proyecto se tiene señalado un puente de 200 m de longitud, de acuerdo a las perforaciones diamantinas ejecutadas con profundidades de 25 m, el perfil litológico estratigráfico obtenido muestran la presencia porcentual mayoritaria de arenas medias pobremente gradadas cuarzosas en toda el espesor ó potencia alcanzada. El perfil descrito en el párrafo anterior, con variaciones, se extiende posiblemente entre los PK Km. 7+250 – 8+850

que es el sector que

corresponde al área de influencia de la actividad fluviátil del Río Zarumilla en el tiempo geológico. La Clasificación de Materiales y los Taludes de Corte y Relleno necesarios para el Diseño de la Variante Internacional, queda establecido con los datos de campo, las calicatas de 1.50 m realizadas a lo largo del trazo de la variante y los ensayos de laboratorio en concordancia con la geología local. 57

Cabe señalar que conocida la realidad geomorfológica y de geodinámica en el área se ha considerado necesario en el diseño la elevación sustancial de la rasante para fines de adecuada protección de la vía futura, por lo que se vislumbra el tramo de la variante en el Perú, salvo subtramos muy puntuales prácticamente en su totalidad en Relleno. De acuerdo a ello la Clasificación de Materiales y los Taludes de Corte y Relleno necesarios para el Diseño de la Obra de manera simple puede ser agrupado en dos subtramos de la manera siguiente. •

En cuanto a aspectos geológicos litológico estratigráficos y de cimentación específicos en el lugar de emplazamiento del PUENTE INTERNACIONAL que se ubica sobre el Canal Internacional de la frontera limítrofe peruano – ecuatoriana, entre las progresivas Km. 8+822 – 8+902 de la nueva Variante Internacional y se proyecta ejecutarlo con 83.6 m de longitud están presentes mayoritariamente Depósitos Cuaternarios Recientes Aluviales (Qr – al). Para los respectivos estudios geotécnicos y de cimentación como se señaló antes, se programó la ejecución de 03 perforaciones de 25 m de profundidad cada una, dos de ellas en el lado peruano y una en el lado ecuatoriano. De acuerdo a las perforaciones diamantinas ejecutadas, el perfil litológico estratigráfico obtenido muestra la presencia porcentual mayoritaria de arenas pobremente gradadas cuarzosas con lentes de arenas limosas y arenas arcillosas. En la parte superficial o techo del perfil aumentan los materiales finos en las arenas limosas y arenas arcillosas. El Canal Internacional existente y el emplazamiento del Puente proyectado se sitúan sobre terrenos bajos que en la actualidad no constituyen cauce definido 58

de escorrentía superficial alguna. Sin embargo, como se explico antes en acápites anteriores, el emplazamiento del Puente Internacional proyectado por encontrarse situado dentro del sector comprendido entre los PK Km. 7+250 – 8+850, que es el sector que corresponde al área de influencia de la actividad fluviátil del Río Zarumilla en el tiempo geológico, de acuerdo al análisis geomorfológico, se encuentra en terrenos de cauces anteriores abandonados del Río Zarumilla en el largo proceso de formación de meandros y retrabajamiento de terrazas fluviales anteriores. Por eso mismo en el análisis de geodinámica se señala que en caso de períodos ligados a los años de pluviosidad punta tipo el Fenómeno El Niño, formaría parte de los sectores vulnerables a los efectos de las inundaciones. De acuerdo a la información obtenida durante las perforaciones diamantinas ejecutadas el nivel freático se encuentra a profundidades variables entre 2.50 y 3.80 m.

Tabla 3.8.- Resumen de la relación de longitudes suelo/roca en el Puente sobre el Canal Internacional, por sondaje, tipo de suelos y rocas. FECHA UBICACIÓN Puente

SONDEO

INICIO

PERFORACIÓN PROF SUELO ROCA (m) TERMINO (m) (m)

TIPO DE SUELO / ROCA

Arena limosa, arcilla

PV5 – S1

03.09.04

04.09.04

25.00

0.00

25.00

Puente sobre

limosa, arcilla muy plástica y arena mal gradada hacia el piso.

en el Canal

Arena mal gradada,

Internacional (Variante 5) PV5 – S2

31.08.04

02.09.04

25.00

0.00

25.00

arcilla plástica, limo arenoso

y

limosa al piso.

TOTALES

02

50.00 0.00

50.00


59

arena

Tabla 3.9.- Resumen por sondaje en el Puente sobre el Canal Internacional

PV5- S1 Sondaje en la Margen Derecha Progresiva 8+816 Cota superficie

6.50 m.s.n.m.

Cota de investigación

- 18.50 m.s.n.m.

Profundidad perforada

25.00 m.

PV5 – S2 Sondaje en la Margen Izquierda Progresiva 8+843 Cota superficie

6.00 m.s.n.m.

Cota de investigación

- 19.00 m.s.n.m.

Profundidad perforada

25.00 m.


Tabla 3.10.- Resumen de la descripción de los perfiles litológicos de los suelos de los sondajes. PV5 – S1

Margen Derecha Presenta una secuencia de arcilla limosa medianamente consistente a limo arcilloso hasta 7.40 m arenas limosas, arcilla plástica y muy consistente sobre arena mal gradada medianamente densa.

PV5 – S2 Margen Izquierda Presenta una secuencia de arenas mal gradadas suelta a poco densa hasta 8.70 m arcilla plástica medianamente consistente, sobre arena mal gradada, limo arenoso a arena limosa medianamente densa Fuente: Estudios de Diseño para la Rehabilitación del Eje Vial Nº 1 Ecuador- Perú

Resumen sobre la recuperación de testigos. A continuación se resume el porcentaje de recuperación por perforación en cada uno de los sondeos, para cada intervalo consecutivo en cada perforación, considerando valores promedio.

60

Tabla 3.11.- Resumen sobre la recuperación de testigos

PV5 – S1 0.00

–

3.50

=

80%

3.50

–

10.50 =

85%

10.50 –

18.50 =

75%

18.50 –

25.00 =

90%

PV5 – S2 0.00

–

4.50

=

80%

4.50

–

6.50

=

85%

6.50

–

9.45

=

90%

9.45

–

21.00 =

70%

21.00 –

23.00 =

50%

23.00 –

25.00 =

95%


Tabla 3.12.- Resumen de los resultados de los ensayos SPT por Sondaje 1 y por ensayo. Valores de “n” golpes, clasificación SUCS (visual), consistencia, compacidad. Puente

PV5-S1

SPT

SUCS

Consistencia Kg./cm2

Nº

Compacidad

1

CL

13

1.8 - Dura

2

ML

16

2.1 – Muy Dura

3

ML

16

2.1 – Muy Dura

4

CL

21

2.5 – Muy Dura

5

SM

17

Media

6

SM

26

Media

7

CH

15

2.0 - Dura

8

CH

28

3.8 – Muy Dura

9

CH

35

Durísima

10

SM

38

Densa

61

11

SM

31

Densa

12

CL

27

13

SP

28

Media

14

SP

36

Densa

15

SP

56

Muy Densa

16

SP

57

Muy Densa

Durísima

(N.F.: 2.50 m) Fuente: Estudios de Diseño para la Rehabilitación del Eje Vial Nº 1 Ecuador- Perú

Tabla 3.12.- Resumen de los resultados de los ensayos SPT por Sondaje 2 y por ensayo. Valores de “n” golpes, clasificación SUCS (visual), consistencia, compacidad Consistencia Kg./cm2

Puente

SPT

SUCS

Nº

Compacidad

PV5-S2

1

SP

25

Media

2

SP

32

Densa

3

SP

14

Media

4

SP

18

Media

5

SP

20

Media

6

CH

15

2.0 - Dura

7

CH

18

2.3 – Muy Dura

8

CH

17

2.3 – Muy Dura

9

CH

22

2.5 – Muy Dura

10

CH

39

Durísima

11

SP

45

12

CL

28

3.8 – Muy Dura

13

ML

24

3.0 – Muy Dura

14

SM

43

Densa

15

SM

46

Densa

16

SM

48

Densa

Densa

(N.F.: 2.50 m) Fuente: Estudios de Diseño para la Rehabilitación del Eje Vial Nº 1 Ecuador- Perú

62

Resumen de la información sobre las cajas portatestigos. Los testigos de suelos y rocas, obtenidos de los sondeos, fueron colocados en cajas de madera según especificaciones técnicas, con sus respectivas tapas, las mismas que son pintadas, rotuladas y fotografiadas después de la descripción y clasificación correspondiente. Se encuentran depositadas en almacenes en la ciudad de Sullana.

Tabla 3.13.- Resumen de la información sobre las cajas portatestigos. Nº Cajas

PV5 - S1

PV5 – S2

1

0.00 a 5.30

0.00 a 5.30

2

5.30 a 10.95

5.30 a 10.95

3

10.95 a 17.00

10.95 a 16.95

4

17.00 a 22.40

16.95 a 23.55

5

22.40 a 25.00

23.55 a 25.00

TOTAL

05

05


Resumen sobre las condiciones geológicas geotécnicas, los cortes litológico – estratigráficos En el Puente 5 - Puente sobre el Canal Internacional , en la margen derecha ocurren arcillas medianamente consistentes a muy consistentes hasta 14.40 m, sobre horizontes de arenas limosas y arenas limpias medianamente densa a muy densa en profundidad. En la margen izquierda las arenas limpias sueltas a poco densas ocurren hasta 8.70 m, sobre arcillas medianamente consistentes hasta 18.60 m, en el fondo un horizonte de arena limosa muy densa hasta los 25.00 m. 63

Resumen sobre la compacidad y consistencia de los suelos. Los suelos y rocas presentan la siguiente definición de Compacidad en Suelos

Granulares y Consistencia en Suelos Cohesivos a partir de los valores de SPT: Tabla 3.13.- Resumen sobre la compacidad y consistencia de los suelos.

PV5-S1 0.00 – 1.95

CL

Consistencia Dura

1.95 – 7.40

ML

Consistencia Muy Dura

7.40 – 9.60

SM

Compacidad Media

9.60 – 14.40

CH


14.40 – 18.00

SM

Compacidad Densa

18.00 – 19.50

CL

Consistencia Durísima

19.50 – 21.50

SP

Compacidad Media

21.50 – 25.00

SP

Compacidad Muy Densa

0.00 – 8.70

SP

Compacidad Media

8.70 – 15.45

CH


15.45 – 17.00

SP

Compacidad Densa

17.00 – 20.50

CL-ML

20.50 – 25.00

SM

PV5-S2

Consistencia Muy Dura Compacidad Densa


3.3.2.4. Estudios de Impacto Ambiental 3.3.2.4.1. Línea Base Ambiental Medio Físico

Clima: El territorio estudiado se enmarca en la Clase de Clima Tropical, en las áreas comprendidas entre el nivel del mar y los 1200 m.s.n.m. Aguas Verdes resulta ser 64

una municipalidad característica de la zona de Régimen Pluviométrico Tipo I o Tipo Costa.

Geología: Formaciones Geológicas: La Carretera atraviesa una extensa planicie de depósitos

aluviales recientes con napa freática superficial con tendencia a la inundación, cuando no marcadamente pantanosa.

Hidrología: Red de drenaje y erosión fluvial: La carretera Piura – Guayaquil atraviesa cursos de agua de baja pendiente en el tramo Zarumilla – Aguas Verdes. Los cursos de agua más importantes son el río Zarumilla y el Canal Internacional.

Paisaje: Puede calificarse de calidad media a media-baja, si bien el área de influencia indirecta cuenta con presencia de sitios naturales, constituido por estuarios e islas y playas. Medio Biótico

Zonas de Vida: El área de influencia del proyecto vial en el tramo de la nueva Variante Internacional está ocupada en su totalidad por el monte espinoso tropical.

Vegetación: Entre los árboles destacan ejemplares aislados de Ceibo Ceiba trichistandra, y entre ellos destaca un ejemplar localmente conocido como “Ceibo del Diablo”, que debe ser preservado. El Medio Social y Económico

65

El complejo urbano está compuesto por tres grandes núcleos poblacionales: la ciudad de Zarumilla, el sector urbano Nuevo Aguas Verdes y el sector urbano Villa Aguas Verdes. Zarumilla es una típica pequeña ciudad rural, que combina la función residencial con una presencia significativa de organismos gubernamentales y un incipiente desarrollo de funciones comerciales y de otros servicios diversos. Nuevo Aguas Verdes es marcadamente residencial y Villa Aguas Verdes es predominantemente comercial y productiva. El Proceso Económico Contemporáneo:

Pesca: La acuicultura de camarón es una actividad muy relevante que está superando el fuerte golpe ocasionado por la enfermedad conocida como la “mancha blanca”.

Comercio: Las ciudades de Aguas Verdes y Huaquillas constituyen un importante centro comercial que oferta una gama muy importante de productos que convocan compradores de ambos países.

Transporte: Actualmente hay un grave problema de circulación al interior de la Villa Aguas Verdes que bloquea el tráfico normal de los vehículos.

Recursos turísticos: El departamento de Tumbes y la provincia de Zarumilla cuentan con un importante potencial turístico.

Fortalecimiento del Complejo Urbano Binacional: El crecimiento de la parte peruana mejora las oportunidades de la parte ecuatoriana porque ambas partes constituyen una realidad económica integrada. 66

3.3.2.4.2. Identificación y caracterización de las acciones del proyecto y sus efectos sobre el medio. Drenajes: La barrera que supone el conjunto de la infraestructura creada supone un cierto impedimento a la circulación del agua de un lado al otro de la misma, haciéndose imprescindible un correcto dimensionamiento para evitar sucesos de destrucción como los que se han venido sucediendo en las ocurrencias anteriores del Fenómeno El Niño. Estos drenajes tienen que ser planificados teniendo en cuenta los posibles impactos derivados de los riesgos ambientales que producen.

Puentes o Viaductos: Puentes y viaductos actúan como eficaz medida correctora ante el efecto barrera sobre la fauna. En este sentido, pueden suponer auténticos corredores ecológicos, siempre que se mantengan las condiciones del entorno en niveles aceptables.

3.3.2.4.3. Identificación de los factores del medio susceptibles de ser impactados por la ejecución del proyecto Impacto sobre la hidrología superficial y subterránea: La calidad del diseño y el mantenimiento de drenajes son aspectos críticos para evitar el empantanamiento de grandes áreas aguas arriba del cruce de la vía y disminución de la humedad aguas abajo. Se incrementan además los hábitats propios para la reproducción de zancudos, con la consiguiente difusión de enfermedades transmitidas por esos vectores. Los cambios hidrológicos afectan también decisivamente a cultivos, infraestructuras y otros recursos sociales y económicos.

Impactos sobre el nivel sonoro y contaminación atmosférica: Se reducirán ostensiblemente respecto a la situación actual, tanto por la circulación más fluida como por el evitamiento de los núcleos habitados. La

67

calificación del impacto resultante es positiva por la mejora que supone respecto al actual colapso circulatorio.

Impactos sobre el medio biótico y el paisaje: Son negativos y su valor oscila de compatible a moderado.

Impactos socioeconómicos: Las obras a realizar deben suponer un impacto global positivo con significancia alta, hasta el extremo que justifica por sí solo la necesidad de llevar adelante la ejecución del Proyecto. Además del estímulo económico a través del incremento del comercio y la potenciación del turismo supone, la creación de numerosos puestos de trabajo. En cuanto a la siniestrabilidad, la mejora de la vía debe suponer una mejora paralela en seguridad y, por tanto, también produce un impacto positivo.

3.3.2.4.4. Plan de Manejo Ambiental Se sustenta, entre otras medidas mitigadoras, en un plan de restauración destinado a recuperar el hábitat destruido en la medida que sea posible, con el fin de evitar la irrupción de especies pioneras, mejorando la estructura de las formaciones vegetales, beneficiando la comunidad faunística del área considerada y evitando la pérdida de más suelo por erosión.

Siembra y Plantación: Al objeto de que la vegetación actúe de la forma más eficaz posible en la retención de suelo, se elegirán aquellas especies que presenten un sistema radical más desarrollado y profundo, siempre que los taludes sean tendidos y no sea imprescindible un desmonte adicional.

68

3.3.2.4.5. Plan de Monitoreo Ambiental Este plan se ejecutará a través de un programa que deberá tener una duración comprendida entre los tres y los cinco años, a lo largo de los cuales y como fruto del mismo se conocerán los impactos reales causados por el Proyecto y se valorará la necesidad de posteriores medidas de mantenimiento.

Programa de educación ambiental La principal medida correctora a adoptar para garantizar la seguridad vial es la mejora de la educación cívica, una responsabilidad compartida entre las autoridades administrativas y la ciudadanía. Se diseñará un programa que considere las siguientes dificultades: El índice de analfabetismo de la zona. Las bajas posibilidades de acceso a los medios de comunicación de la población. La dependencia socioeconómica directa de la carretera de muchos habitantes de la región con el riesgo de atropellos y otros accidentes. Se propone una actuación combinada con campañas de educación con anuncios de prensa, radio, carteles explicativos y una labor de aproximación de la información a toda la población que vive al margen de los citados medios.

Campaña de información Se diseñarán carteles –anuncios explicativos que serán divulgados a través de los medios de comunicación existentes. Estos carteles – anuncios deben ser diseñados dando prioridad a la transmisión gráfica de la información, con un pequeño apoyo de texto escrito.

69

Campaña de educación El diseño de esta campaña debe considerar al sector que por edad u otras razones no sabe leer. El contratista de la obra designará al equipo de educadores/monitores, mientras que las administraciones locales deben establecer contactos con instituciones para llevar a cabo el objetivo previsto. En cuanto a la financiación de la Campaña, sería deseable el apoyo económico de empresas y entidades privadas. Como medida complementaria, el trabajo de la policía y cuerpos de seguridad deben incluir entre sus prioridades, la imposición de medidas sancionadoras realistas y proporcionales a la gravedad de la infracción. Es aún más importante su tarea de información y prevención de riesgos, asesorando y advirtiendo a peatones y usuarios de la carretera.

3.3.2.5. Estudios de Trafico La Vía Panamericana se constituye en un medio de tráfico internacional muy importante, que permite un alto intercambio comercial peruano – ecuatoriano; sin embargo, actualmente esta vía se encuentra saturada entre las ciudades de Huaquillas y Aguas Verdes, afectando la fluidez del tráfico que circula por ella y que dificulta el comercio que se realiza entre ambos países. Debido a este problema, se ha planteado la construcción de una variante vial que permita trasladar los flujos vehiculares de intercambio que no necesiten transitar por la zona urbana de Huaquillas y Aguas Verdes. La razón fundamental para la construcción de la variante es la necesidad de reubicar los servicios aduaneros y migratorios y construir los Centros Binacionales de Atención de Frontera (CEBAFs). La construcción de estos centros dentro de la ruta existente resulta altamente inconveniente, razón por la cual se plantea la necesidad de ubicarlos fuera de ella.

70

Por lo tanto, la construcción de los CEBAFs conlleva la necesidad de la construcción de las variantes, la cual, además, reducirá costos y tiempos de transporte. Para la determinación del tráfico futuro desviado hacia la Variante Internacional, se realizó un estudio de tráfico y tiempos en el paso de frontera, que consistió en la medición del volumen vehicular en la vía existente, que realiza trámites migratorios y aduaneros en ambos países y transitan por el actual puente internacional. De la información y análisis de este estudio se logró determinar que el 10% del tráfico promedio diario anual (TPDA) de vehículos ligeros (sentido sur-norte) circularían por la Variante Internacional y que el 29% y 36% de dicho tráfico lo realizarían buses y camiones, respectivamente.

Tabla 3.14.- Volumen de Tráfico desviado a la Variante Internacional Tráfico Promedio Diario Tipo de Vehículo

Sentido Zarumilla - Aguas Verdes

Sentido Huaquillas - Migraciones

Ligero

116

116

Bus

15

8

Camión

52

35


3.3.2.6. Estudios Complementarios 3.3.2.6.1. Señalización y Seguridad Vial La Normativa aplicada han sido los Manuales de Control de Tránsito de cada país basados en el Manual de Tránsito Interamericano, aprobado en el régimen de los Congresos Panamericanos de Carreteras y auspiciado por la OEA.

71

La sección de la carretera dispone de dos sobreanchos adosados a las bermas o espaldones, cuya función principal es la situación de señales y guardavías.

Señalización Vertical El diseño de la señalización vertical incluye las señales preventivas, reglamentarias e informativas y de control de tránsito a través de zonas de trabajo. En todos los casos se ha tratado de lograr uniformidad en cuanto al tamaño y diseño del mensaje para alcanzar de esta manera una eficiencia operativa, evitándose la colocación de un exceso de señales, que en vez de ayudar al conductor, lo desorienten.

Señales preventivas Las señales preventivas son aquellas que se utilizan para indicar con anticipación la proximidad de condiciones de peligro real de la vía, que puede ser evitado tomando las precauciones adecuadas. Las señales preventivas han sido diseñadas y ubicadas de acuerdo al alineamiento de la vía, en las zonas que presentan un peligro real o potencial que puede ser evitado disminuyendo la velocidad del vehículo o tomando las precauciones del caso.

Señales reglamentarias Las señales reglamentarias tienen por objeto indicar a los usuarios las limitaciones o restricciones que pueden existir a lo largo de la vía. La inclusión de señales reglamentarias generará un orden en la vía, dando a conocer al usuario de ésta la existencia de las limitaciones y prohibiciones que regulan su uso. Para la vía en estudio se han diseñado señales reglamentarias dentro de la clasificación de señales prohibitivas y restrictivas. 72

Estas señales son de forma circular con excepción de la señal Pare, de forma octogonal y de la señal “Ceda el paso”, correspondiente a un triángulo equilátero con el vértice hacia abajo. Las señales tendrán un diámetro de 75 cm, con fondo de material reflectorizante de alta intensidad, color blanco; círculo rojo con tinta xerográfica transparente; letras, números, símbolos y marcas con tinta xerográfica de color negro. Todas las señales reglamentarias utilizadas vienen reflejadas en los planos de planta con su código correspondiente, así como su disposición en la carretera, definida en los planos de detalles.

Señales informativas Las Señales Informativas tienen la finalidad de guiar al conductor de un vehículo a través de determinada ruta, dirigiéndolo al lugar de su destino. También tienen por objeto identificar puntos notables como ciudades, quebradas, ríos, lugares de destino, y dar información útil al usuario de la carretera. Las Señales Informativas que se utilizarán el Proyecto serán las de Localización y Destino, las cuales proporcionan información al conductor de los lugares o poblaciones más importantes en el trayecto hacia su destino, así como las direcciones que puede tomar para llegar a otras poblaciones o lugares de interés. Así también, se han proyectado señales con Indicadores de distancias, las cuales se utilizan con el fin de informar al conductor del vehículo sobre las distancias a las que se encuentran los desvíos a poblaciones de importancia. Se utilizarán también Hitos Kilométricos de concreto. Las Señales Informativas serán de forma rectangular con su mayor dimensión horizontal, y de dimensiones variables según el mensaje a transmitir. Deberán ubicarse al lado derecho de la carretera de manera que los conductores puedan distinguirlas de manera clara y oportuna. 73

Las estructuras de soporte de estas señales serán metálicas, constituidas principalmente por tubos metálicos de ∅ 3”, los que serán pintados con pintura anticorrosiva y esmalte color gris metálico. En el caso de carteles laterales de un tamaño grande, como es el caso de los croquis, se sustentarán por medio de perfiles IPN galvanizados y los carteles elevados sobre la calzada irán sobre estructuras en pórticos o banderolas Todas las señales informativas utilizadas vienen reflejadas en los planos de planta con su código correspondiente, así como su disposición en la carretera, definida en los planos de detalles.

Señalización Horizontal En lo que respecta a la Señalización Horizontal, se pintarán marcas sobre el pavimento con el objeto de reglamentar el movimiento de los vehículos e incrementar la seguridad en su operación. Los colores de la pintura de tráfico a utilizarse serán blancos y amarillos Las líneas blancas indican separación de corrientes de tráfico en el mismo sentido de circulación. Las líneas amarillas indican separación de corrientes vehiculares opuestas en circulación. Estas marcas han sido agrupadas en la siguiente forma: •

Líneas continuas de borde, color blanco, las cuales, para este caso, han sido diseñadas como líneas de borde de pavimento y en zonas en donde el adelanto a los vehículos está restringida. 74

•

Líneas discontinuas, color amarillo, las cuales, para este caso, han sido diseñadas como líneas separadoras de carriles de circulación en sentido contrario, cuyos segmentos serán de 4.50 m de longitud, espaciados 7.50 m.

En las zonas de curvas con prohibición de adelantamiento se utilizará una Zona de Preaviso de longitud 100 m antes de la prohibición que consistirá en segmentos de 4.5 m de longitud, con separación de 1.5 m. La zona de adelantamiento prohibido consistirá en dos líneas continuas de color amarillo. La prohibición se uniformizará desde ambos carriles, eliminándose las prohibiciones parciales de un carril a otro entre la zona de Preaviso y la zona de prohibición. Todas las líneas serán de 10 cm de ancho, pintadas con pintura de tránsito en color blanco para los bordes de calzada y amarillo para el centro de la misma, tal como se explicó en líneas anteriores y conforme se indica en los planos. En las zonas diferenciadas de las intersecciones, se dispondrán de bandas de pintura con el ancho de banda y la separación de las mismas que se reflejan en los planos de detalles de señalización horizontal. También se dispondrán de letreros y flechas en el pavimento que faciliten la conducción de vehículos, sobre todo en las intersecciones y óvalos existentes en las carreteras proyectadas. Todas las marcas viales utilizadas vienen reflejadas en los planos de planta con su código correspondiente y sus anchos están descritos en los planos de detalle.

75

Seguridad Vial Postes delineadores Son demarcadores que delinean los bordes del camino y se consideran como guías mas no como advertencia de peligro. Se utilizan en diversas circunstancias cuando se considera necesario precisar al conductor los límites de la calzada. Se instalarán postes delineadores o hitos de arista, para balizamiento, con captafaros reflectantes en la carretera, en ambos márgenes de la calzada, uno cada 20 m.

Guardavías Los guardavías consistirán en vigas metálicas corrugadas, y se colocarán generalmente en los extremos de los puentes, taludes de rellenos o en curvas peligrosas. Los elementos de la viga son de acero laminado en frío, sección W, y espesor de 2 mm. Los postes son de acero laminado en frío, de 6 mm. Sección canal. Las secciones terminales serán del tipo de anclaje tomadas con concreto hidráulico armado. Estos anclajes serán de dos longitudes distintas en función del sentido del tráfico y de acuerdo con los planos que se presentan en el proyecto.

Tachas delineadoras (ojos de gato) Son elementos plásticos, metálicos o cerámicos con partes reflectantes con un espesor no mayor a dos centímetros, colocados a distancias que dependen de las características geométricas de la vía. Se utilizan como complemento de otras marcas, como por ejemplo las marcas de pintura, aunque en algunos casos pueden sustituir a éstas. 76

Los colores básicos son blancos, amarillos y rojos. El color de las tachas delineadoras bidireccionales estará de acuerdo con el color de las otras marcas en el pavimento. Tanto el color blanco como el amarillo son utilizados solos o conjuntamente con las marcas de pintura del mismo color, reforzando el significado de la señal. Se utilizan comúnmente en intersecciones, curvas, superficies con sardineles, zonas con neblina y en lugares donde se requiera reforzar la visibilidad tanto de noche como de día.

Dispositivos auxiliares para el control de tránsito a través de las zonas de trabajo Se presentan serios problemas en cuanto al control de tránsito vehicular se refiere, cuando el flujo vehicular recorre zonas en trabajo, sea por obras de construcción o conservación. El hecho de construir obras temporales, por la naturaleza misma de dichos trabajos, constituye un problema bastante serio para el control de tráfico. Este caso va a presentarse especialmente cuando se realicen los trabajos en las zonas de alto volumen de tráfico como son los cruces de los centros poblados o empalmes con las vías existentes de gran volumen de tráfico. Por esta razón se presentan en esta sección lineamientos generales para el control del tránsito en zonas de trabajo, cuya finalidad es proporcionar protección tanto al usuario de la vía como al trabajador que labora en la obra. Las siguientes normas y recomendaciones representan una guía para la utilización de señales, marcas en el pavimento y dispositivos especiales de seguridad a ser 77

aplicados en los casos anteriormente indicados, es decir que la vía está afectada por trabajos a realizar. Para una amplia referencia referirse al Manual de Señalización vigente. En los casos de control de tránsito durante la noche, se utilizarán señales reflectorizante y dispositivos de iluminación (mecheros, linternas, luces intermitentes). Las señales se localizan en los lugares que permiten la mayor efectividad y claridad del mensaje que se da, teniendo en cuenta las características físicas de la vía; la localización elegida permite que el conductor reciba el mensaje con determinada anticipación.

3.3.3. Diseño Estructural: Puente sobre el Canal Internacional Ecuador – Perú. 3.3.3.1. Diseño STANDARD AASHTO

UBICACIÓN: El proyecto revisado se encuentra ubicado en: País:

Ecuador - Perú

Carretera:

Eje Vial No. 1

Abs. Inicial:

8+820 775

Abs. Final:

8+902 975

Luz Puente:

83,60 m

Ver Planos Estudios de Ingeniería Básica: 327-EST.BAS 01

78

GEOMETRÍA: Número de Vías:

2

Ancho de Total:

11,2 m

Ancho Calzada:

8,8 m

Tipo:

Esviajado 25˚

Pendiente transversal:

2,00 % a un solo lado

Pendiente longitudinal:

0,02 %

Tramos de L = 25,50:

2 en los extremos


1 intermedio

Ver Planos Arquitectónicos: 327-ARQ 01, 02

ESTRUCTURAS COMPONENTES INFRAESTRUCTURA: La infraestructura la componen: 2 estribos de hormigón armado, esviajados, cimentados sobre 27 pilotes, sobre ellos descansa la zapata, pantallas frontales y laterales, con su respectiva pantalla superior y trabas antisísmicas. Los tramos intermedios descansan sobre pilas, cimentadas sobre 6 pilotes. Pilotes Ø= 1,20 m

Cota desplante Estribo Izquierdo:

-22,95

27/Estribo:

Cota desplante Estribo Derecho:

-22,94

Zapata:

28,55x10,59x1,50 m. Cota de cimentación: +4,051 y +4,063

Pantalla Frontal:

Espesor de 1,50 m, altura variable de 7,38 a 7,44 m

Pantalla Lateral:

Una rectangular de espesor variable de

79

0,90 a 0,50 m, mas una trapezoidal de espesor 0,50 m

Trabas Antisísmicas:

2 en extremos y 1 en el centro

Pantalla Superior:

Altura variable, espesor de 0,40 m

Cartela de Apoyo:

De 0,30 m, para apoyar Accesos.

Pilas Intermedias de Hormigón Armado: Cimentados sobre 6 pilotes, sobre la zapata se asienta 1 pila ovalada, que soportan una viga cabezal, con sus respectivas trabas antisísmicas, apoyos y pantalla superior 2 intermedias. Pilotes Ø = 1,20 m, 6/Pila Cota desplante Pila P1:

-26,762

Cota desplante Pila P2:

-26,758

Zapata:

9,60 x 6,00 x 1,80 m Cota de cimentación: +0,238 y +0,242

Pila Ovalada:

1 en cada pila. altura 8,90 m sección ovalada

Viga Cabezal:

Base de 1,80 m altura variable


2 una en cada extremo.

Ver Planos Diseño STANDARD AASHTO: 327-STD.EST 07, 08, 09, 10, 11, 12, 13, 14

SUPERESTRUCTURA Vigas Postensadas: Altura total de 1,80 m, 4 por calzada, separadas 3,00 m, sobre apoyos de neopreno, tramos de 25,00 m y 30,00 m, con armadura de continuidad en el tablero, cable de preesfuerzo en un solo ducto, con armadura adicional a flexión y corte, con diafragmas.

80

Vigas Postensadas: Altura viga:

1,60 m

Espesor tablero:

0,20 m

Altura Total:

1,80 m

Cable de Preesfuerzo:

270 K

Ducto Cable:

1 de Ø= 9 cm

Tablero Hormigón Armado: Espesor tablero:

0,20 m

Ancho Total:

11,20 m

Veredas y Parapeto : Ancho de Parapeto:

0,40 m

Alto parapeto:

0,865 m

Ver Planos Diseño STANDARD AASHTO: 327-STD.EST 01, 02, 03, 04, 05, 06, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24

NORMAS y CÓDIGOS EMPLEADOS STANDARD AASHTO-2002

CARGAS CARGA MUERTA Carga por peso propio de los elementos estructurales, rellenos, superestructura, acabados.

CARGA VIVA Sobrecarga = HS 25-44

P=

9.09

81

T.

Wcve

= 1,19 T./m

Pc

= 14,75 T

HS 20-44 + 25 %

Pm

= 10,2 T

Por Vía

Carga Equivalente

Impacto I= 15,24 / (Li+38)

Para carga Equivalente, la Luz de Impacto será Li = Lc

Para Momento

Li = Lc - X

Para Corte

Factor de Distribución Fd Para Viga Interior Fd = S/1,676 S = Sv < 4,27

CARGAS ÚLTIMAS.- COMBINACIÓN Cm:

Carga muerta

Cv+i:

Carga viva + impacto

Et :

Empuje de tierras

EQ:

Carga sismo

Grupo I:

U= 1,3 [Cm + 1,67 (Cv+i) + 1,3 Et]

Grupo VII: U= 1,3 (Cm + 1,3 Et + EQ)

DISEÑO Para el diseño, se han utilizado en resumen:

82

Protecciones Metálicas:

AISC

Parapeto y vereda:

DRT

Tablero:

DRU

Vigas Postensadas:

AASHTO-DRU

Infraestructura:

DRU

Pilotes y Columnas:

DRU

Ver Anexo 1.1.- Memoria de Cálculo Diseño STANDARD AASHTO 2002.

3.3.3.2. Diseño LRFD AASHTO

UBICACIÓN: El proyecto revisado se encuentra ubicado en: País:

Ecuador - Perú

Carretera:

Eje Vial No. 1

Abs. Inicial:

8+820 775

Abs. Final:

8+902 975

Luz Puente:

83,60 m

Ver Planos Estudios de Ingeniería Básica: 327-EST.BAS 01

GEOMETRÍA: Número de Vías:

2

Ancho de Total:

11,2 m

Ancho Calzada:

8,8 m

Tipo:

Esviajado 25˚

Pendiente transversal:

2,00 % a un solo lado

Pendiente longitudinal:

0,02 %


2 en los extremos

83


1 intermedio

Ver Planos Arquitectónicos: 327-ARQ 01, 02

ESTRUCTURAS COMPONENTES INFRAESTRUCTURA: La infraestructura la componen: 2 estribos de hormigón armado, enviajados, cimentados sobre 27 pilotes, sobre ellos descansa la zapata, pantallas frontales y laterales, con su respectiva pantalla superior y trabas antisísmicas. Los tramos intermedios descansan sobre pilas, cimentadas sobre 6 pilotes. Pilotes Ø= 1,20 m

Cota desplante Estribo Izquierdo:

-22,95

27/Estribo:

Cota desplante Estribo Derecho:

-22,94

Zapata:

28,55x10,59x1,50 m. Cota de cimentación: +4,051 y +4,063

Pantalla Frontal:

Espesor de 1,50 m, altura variable de 7,38 a 7,44 m

Pantalla Lateral:

Una rectangular de espesor variable de 0,90 a 0,50 m, mas una trapezoidal de espesor 0,50 m


2 en extremos y 1 en el centro

Pantalla Superior:

Altura variable, espesor de 0,40 m

Cartela de Apoyo:

De 0,30 m, para apoyar Accesos.

Pilas Intermedias de Hormigón Armado: Cimentados sobre 6 pilotes, sobre la zapata se asienta 1 pila ovalada, que soportan una viga cabezal, con sus respectivas trabas antisísmicas, apoyos y pantalla superior 2 intermedias. Pilotes Ø = 1,20 m, 6/Pila Cota desplante Pila P1:

-26,762

84

Cota desplante Pila P2:

-26,758

Zapata:

9,60 x 6,00 x 1,80 m Cota de cimentación: +0,238 y +0,242

Pila Ovalada:

1 en cada pila. altura 8,90 m sección ovalada

Viga Cabezal:

Base de 1,80 m altura variable


2 una en cada extremo.

Ver Planos Diseño STANDARD AASHTO: 327-LRFD.EST 07, 08, 09, 10, 11, 12, 13, 14

SUPERESTRUCTURA Vigas Postensadas: Altura total de 1,80 m, 4 por calzada, separadas 3,00 m, sobre apoyos de neopreno, tramos de 25,00 m y 30,00 m, con armadura de continuidad en el tablero, cable de preesfuerzo en un solo ducto, con armadura adicional a flexión y corte, con diafragmas. Ver Planos Diseño STANDARD AASHTO: 327-LRFD.EST 01, 02, 03, 04, 05, 06, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24

Vigas Postensadas: Altura viga:

1,60 m

Espesor tablero:

0,20 m

Altura Total:

1,80 m

Cable de Preesfuerzo:

270 K

Ducto Cable:

1 de Ø= 9 cm

Tablero Hormigón Armado: Espesor tablero:

0,20 m

Ancho Total:

11,20 m

85

Veredas y Parapeto : Ancho de Parapeto:

0,40 m

Alto parapeto:

0,865 m

NORMAS y CÓDIGOS EMPLEADOS LRFD AASHTO-2004

CARGAS CARGA MUERTA Carga por peso propio de los elementos estructurales, rellenos, superestructura, acabados.

CARGA VIVA Sobrecarga = HL-93

P=

Wcve = 0,96 T./m

Carga Equivalente

Pc

HL-93 + 25 %

= 14,78 T

Pm = 11,2 T

9.24

T

Por Vía

Impacto I= 15,24 / (Li+38)

Para carga Equivalente, la Luz de Impacto será Li = Lc

Para Momento

Li = Lc - X

Para Corte

Factor de Distribución Fd Para Viga Interior Fd = S/1,676 S = Sv < 4,27

86

CARGAS ÚLTIMAS.- COMBINACIÓN Cm:

Carga muerta

Cv+i:

Carga viva + impacto

Et:

Empuje de tierras

EQ:

Carga sismo

Grupo I:

U= (1,25 Cm )+( 1,75 (Cv+i))

DISEÑO Para el diseño, se han utilizado en resumen: Protecciones Metálicas:

AISC

Parapeto y vereda:

DRT

Tablero:

DRU

Vigas Postensadas:

AASHTO-DRU

Infraestructura:

DRU

Pilotes y Columnas:

DRU

Ver Anexo 1.2.- Memoria de Cálculo Diseño LRFD AASHTO 2004.

87

CAPITULO IV 4. RESULTADOS Y DISCUSION 4.1. Resultados Obtenidos 4.1.1. De la Ingeniería Básica Estudios Topográficos.Para el control de la elevación de los trabajos de topografía, se realizo una nivelación cerrada a lo largo del trazo de la variante, teniendo como punto de partida el BM oficial del IGN ubicado en la Plaza de Armas de Zarumilla, en Perú. Para el efecto se monumentaron BMs adicionales colocando hitos de concreto cada 500m a lo largo del trazo de la variante, los mismos que fueron enlazados mediante circuitos de nivelación cerrada. Para la determinación de las coordenadas UTM, se utilizó el punto Geodésico Oficial del IGN ubicado en la cumbre del Pozo de Zarumilla, en Perú. A partir de dicho punto, y mediante GPS de precisión milimétrica se establecieron las coordenadas en el sistema WGS-84 de los siguientes puntos de control:

Tabla 4.1.- BM’s Proyecto Puente sobre el Canal Internacional Nombre

Este

Norte

Pozo

581,110.67

9,612,187.67

BM-1

577,887.20

9,612,200.63

BM-9

581,460.44

9,611,290.58


88

Estudios Hidráulicos e Hidrológicos.Se ha proyectado como estructura de cruce entre el Canal Internacional y la Variante Internacional CEBAF Perú - Ecuador un Puente de luz 80 m, se ha considerado esta longitud no solo para permitir pasar el flujo que discurre por el canal, también permitirá pasar los caminos laterales que van paralelos al canal para que el transito en esta zona no sea interrumpido. Debido a la presencia de zonas con niveles freáticos de profundidad aproximada 5 m, se recomienda mejorar la cimentación de las estructura que se proyecta ya que el terreno permanentemente se encontrará húmedo, para lo cual es necesario la verificación del especialista de Suelos. Socavación en el Puente Internacional

Al ser este un puente que funciona como un aliviadero del río Zarumilla, este funcionara por inundación, lo cual produce velocidades bajas, pero cuando cese la inundación, se producirá un gradiente hidráulico, que ocasionará una socavación en los estribos, por lo que debemos proteger los estribos y estimar una socavación para este instante. La máxima socavación calculada es de 13.61 m, lo cual al criterio del consultor es excesivo para un puente que funcionará como aliviadero, por lo que recomiendan se tome una profundidad máxima de socavación de 6 m con fines de cimentación. La profundidad de 6.0 metros adoptada se tiene en cuenta considerando que la socavación no llegará más abajo que el nivel medio del mar (0 m.s.n.m.), y que prácticamente coincide con la socavación de contracción resultante.

Estudios Geológicos y Geotécnicos.La Variante Internacional derivada de la actual Panamericana Norte, ha sido concebida como una variante ó desvío, que para fines de un óptimo flujo del tránsito entre las Repúblicas del Perú y del Ecuador, evite el ingreso vehicular al 89

área urbana de las localidades de Zarumilla y Aguas Verdes en el sector fronterizo del Perú con el Ecuador y al área urbana del Cantón Huaquillas en el sector fronterizo del Ecuador con el Perú. En

lo

concerniente

a

los aspectos

climatológicos, fisiográficos y

geomorfológicos locales, los terrenos presentes a lo largo de la Variante Internacional, el CEBAF – Perú y el Puente Internacional, en el territorio del Perú discurre a través de terrenos de topografía irregular, planos y ondulados. Forman parte de la periferia sur de las localidades de Zarumilla y Aguas Verdes. El clima es tropical y semiárido con precipitaciones menores a 600 mm y temperatura media de 26 ° C. La temporada lluviosa es definida y corta, sucede entre los meses de Noviembre y Abril, mientras que el estiaje es mucho mas pronunciado en la restante época del año. La presencia de la napa freática ó de aguas subterráneas guarda relación directamente con las cotas del terreno. Así se tiene que en las partes bajas como por ejemplo los terrenos de los cauces de las quebradas como por ejemplo la Quebrada de la progresiva Km. 1+060, Quebrada de la progresiva Km. 2+280 y Quebrada de la progresiva Km. 6+700, en donde se ejecutaron perforaciones diamantinas para el diseño de puentes con cotas de la superficie de los terrenos entre 7 y 10 m.s.n.m fueron encontrados los niveles freáticos entre los 3.10 y 8.0 m de profundidad. Con cotas de terreno más bajas en el Río Zarumilla entre las progresivas Km. 7+162 – 7+362 y el Canal Internacional entre las progresivas Km. 8+822 – 8+902, en donde también se ejecutaron perforaciones diamantinas, con cotas de la superficie del terreno entre 4.50 y 6.50 m.s.n.m fueron encontrados los niveles freáticos entre 2.50 y 3.80 m de profundidad. En cuanto a aspectos geológicos litológico estratigráficos y de cimentación específicos en el lugar de emplazamiento del Puente Internacional que se ubica 90

sobre el Canal Internacional de la frontera limítrofe peruano – ecuatoriana, entre las progresivas Km. 8+822 – 8+902 de la nueva Variante Internacional y se proyecta ejecutarlo con 80 m de longitud están presentes mayoritariamente Depósitos Cuaternarios Recientes Aluviales (Qr – al).

Tabla 4.2.- Resumen de la descripción de los perfiles litológicos de los suelos de los sondajes.

PV5 – S1 Margen Derecha Presenta una secuencia de arcilla limosa medianamente consistente a limo arcilloso hasta 7.40 m arenas limosas, arcilla plástica y muy consistente sobre arena mal graduada medianamente densa.

PV5 – S2 Margen Izquierda Presenta una secuencia de arenas mal gradadas suelta a poco densa hasta 8.70 m arcilla plástica medianamente consistente, sobre arena mal graduada, limo arenoso a arena limosa medianamente densa Fuente: Estudios de Diseño para la Rehabilitación del Eje Vial Nº 1 Ecuador- Perú

Estudios Ambientales.La incidencia ambiental del Proyecto es, en conjunto, moderada. La incidencia negativa sobre el medio natural, de compatible a moderada, queda compensada por el beneficio social y económico del proyecto. El Plan de Manejo Ambiental plantea numerosas medidas mitigadoras para paliar muchos impactos negativos potenciales. De esta forma debe conseguirse la optimización de los impactos positivos y la disminución de los negativos, alcanzando un alto grado de adecuación ambiental.

91

4.1.2. Metrado (Volumen de Obra) 4.1.2.1. Diseño STANDARD AASHTO 2002.

92

93

94

95

96

97

98

4.1.2.2. Diseño LRFD AASHTO AASHTO 2004

99

100

101

102

103

104

105

4.1.3. Presupuesto 4.1.3.1. Diseño STANDARD AASHTO 2002

106

107

108

4.1.3.2. Diseño LRFD AASHTO 2004

109

110

111

4.1.4. Gastos Generales 4.1.4.1. Diseño STANDARD AASHTO 2002

112

113

114

4.1.4.2. Diseño LRFD AASHTO AASHTO 2004

115

116

117

4.1.5. Cronograma de Desembolsos 4.1.5.1. Diseño STANDARD AASHTO 2002

118

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120

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130

4.1.5.2. Diseño LRFD AASHTO 2004

131

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140

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4.2. Técnicas de Procesamiento, Análisis y Validación de los Resultados. En el siguiente Tabla se muestra un Análisis Comparativo entre los Diseños Estructurales del Puente sobre el Canal Internacional Ecuador – Perú, ya sea este con las Normas STANDARD AASHO, publicadas en el 2002, como el desarrollado por las Especificaciones LRFD AASHTO, publicadas en el 2004. Además se demuestra la confiabilidad que tiene el Diseño bajo la Especificación LRFD AASHO, debido a que su carga móvil, o camión de diseño es mayor que la de la Norma STANDARD AASHTO, Además de brindarnos un menor costo ya que en el análisis propuesto se demuestra mediante la reducción del volumen de obra o metrado, del rubro Acero de Refuerzo fy= 4200 Kg./cm2

144

145

146

CAPITULO V 5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 5.1. Conclusiones El conocimiento relacionado al Diseño de Puentes ha crecido tanto en los aspectos teóricos como prácticos, gracias a trabajos de investigación sobre las propiedades de los materiales, en métodos más racionales y precisos sobre el comportamiento estructural, en el estudio de eventos extremos particularmente peligrosos para puentes tales como sismos y socavación. A fin de mantener el pasos con todos estos avances, el AASHTO en base a las investigaciones del Programa Nacional Cooperativo de Investigación en Carreteras (NCHRP), concluyó

que

las

Especificaciones

STANDARD

contenían

vacíos

discernibles, inconsistencias y aún algunos conflictos, además las especificaciones no reflejaban, ni incorporaban la filosofía de diseño más reciente, el Diseño por Carga y Resistencia Facturada (LRFD), una filosofía que ha venido imponiéndose en otras áreas de la Ingeniería Estructural y en otras partes del mundo tales como Canadá y Europa. En base a la identificación y verificación de los estudios básicos de Ingeniería del Puente sobre el Canal Internacional Ecuador – Perú, elaborados por la Empresa Técnica y Proyectos S.A. TYPSA, Consultora de los Estudios del Proyecto Eje Vial 1. Se ha determinado la proyección de una estructura de cruce entre el Canal Internacional y la Variante Internacional CEBAF Perú – Ecuador, un Puente de luz 83,60 m, se ha considerado esta longitud no solo para permitir pasar el flujo que discurre por el canal, también permitirá pasar los caminos laterales que van paralelos al canal para que el transito en esta zona no sea interrumpido.

147

Mediante el Cálculo, Memoria Estructural y Planos se Provee el Diseño Estructural del Puente sobre el Canal Internacional Ecuador – Perú, para el Proyecto Apoyo a la Integración Física Regional Eje Vial 1, con el fin de dar continuidad a las variantes internacionales del lado Ecuador y lado Perú. El mismo que se ha realizado mediante las Especificaciones STANDARD AASHTO 2002, y las Especificaciones LRFD AASHTO 2004, con su respectivos sustentos, Análisis de Precios Unitarios y Presupuesto además de un comparativo entre las dos alternativas de Diseño. Se demuestra mediante el Análisis Comparativo entre las Especificaciones STANDARD AASHTO, publicadas en el 2002, y las Especificaciones LRFD AASHTO, publicadas en el 2004, la seguridad, eficiencia y reducción de costo mediante el uso de la Especificaciones LRFD AASHTO para el Diseño de Puentes, logrando un 15, 06 % de reducción en el Rubro: Acero de Refuerzo fy=4200 Kg./cm2, con lo cual se alcanza un mejora sustancial en lo que respecta a metrado (Volumen de Obra), además de dar confiabilidad debido al incremento de la Carga del Camión de Diseño y de los factores de reducción de capacidad de material.

5.2. Recomendaciones El esfuerzo desarrollado por la AASHTO incluye la incorporación del conocimiento del estado del arte y la cooperación y contribución de grupos de la industria. Las Especificaciones LRFD han pasado por cinco versiones sucesivas, revisiones exhaustiva, y han sido ensayadas sistemáticamente en diseños de prueba en la división de Diseño de Puentes de Catorce Departamentos miembros de la AASHTO, al igual que informalmente en muchos otros, además de uso en naciones hermanas como Chile y Perú, ya no como una opción sino como un “ Manual o Norma”, lo cual obliga al Ministerio de Transporte y Obras Públicas de Ecuador a dar un gran paso en mejorar el diseño de puente y establecer métodos de análisis más elaborados,

148

que conducen al Diseño de Puentes con una servicialidad superior, mayores facilidades de mantenimiento a largo plazo y niveles de seguridad más uniformes, mediante el uso de las Especificaciones LRFD AASHTO., publicadas en el 2004. La recomendación principal a la Investigación de Ingeniería Civil, es su enfoque al desarrollo de un Manual de Diseño de Puentes, con el fin de mantener el paso con los avances prácticos y teóricos de esta rama de nuestra profesión, la cual permite no solo unir caminos o cruzar causes, ríos, canales, sino unir pueblos, naciones, además de fomentar desarrollo. Las Especificaciones LRFD nos brindan un Método de Diseño, con el fin de reducir costos y brindarnos el paso hacia los avances en Diseño de Puentes.

149

BIBLIOGRAFÍA. 1. AMPUERO, John. (2008). Análisis, Diseño y Construcción de Puentes Fondo Editorial ICG. 2da Edición. Lima. Perú. 2. ALVARADO, Cesar. (2008). Análisis y Diseño de Puentes según AASHTO-LRFD con Aplicación del SAP2000. Fondo Editorial ICG. 1ra Edición. Lima. Perú. 3. BELMONTE, Hugo. (2001). Puentes. Imprenta Ramírez. La Paz. Bolivia. 4. BOZZO, Miguel. (2008). Industrialización y Construcción de Estructuras de Grandes Luces. Fondo Editorial ICG. 2da Edición. Lima. Perú. 5. CASTRO, Marco. CHACÓN, José. HIDALG0, Gustavo. LANDÁZURI, Cesar. MORÁN, Mario. (2002). Seminario de Ingeniería de Puentes. Disensa. Quito. Ecuador. 6. DIRECCIÓN GENERAL DE CAMINOS Y FERROCARRILES. MINISTERIO DE TRANSPORTE Y COMUNICACIONES. (2003). Manual de Diseño de Puentes. Fondo Editorial ICG. Lima. Perú 7. Estudios de Diseño para la Rehabilitación del Eje Vial Nº 1 Piura – Guayaquil, Perú – Ecuador. Obras Ecuador. Convenio de Financiación ALA / 2000 / 03007. 8. Estudios de Diseño para la Rehabilitación del Eje Vial Nº 1 Piura – Guayaquil, Perú – Ecuador. Obras Perú. Convenio de Financiación ALA / 2000 / 03007. 9. HIDALGO, Gustavo. (2000). Elementos de Puentes. Escuela Politécnica del Ejército. Quito. Ecuador.

150

10. LOAD

AND

RESISTANCE

FACTOR

DESIGN

(LRFD)

ESPECIFICATIONS FOR HIGHWAY BRIDGES - AMERICAN ASSOCIATION OF STATE HIGHWAY AND TRANSPORTATION OFFICIAL (AASHTO). (2004) 11. MOP-001-F-2002.

(2002).

Especificaciones

Generales

para

la

Construcción de Caminos y Puentes. Ecuador. 12. MTC-ICG-2000. (2000). Norma Técnica de Construcción. Perú. 13. STANDARD ESPECIFICATIONS FOR HIGHWAY BRIDGES AMERICAN

ASSOCIATION

OF

STATE

HIGHWAY

TRANSPORTATION OFFICIAL (AASHTO). (2002) 14. Eje Vial Nº 1. INTERNET: Dir.: www.ugp-planbinacional.org.pe

151

AND

ANEXOS ANEXO 1.DISEÑO ESTRUCTURAL PUENTE SOBRE EL CANAL INTERNACIONAL ECUADOR – PERÚ

ANEXO 1.1.MEMORIA DE CÁLCULO: NORMAS STANDARD AASHTO 2002. ANEXO 1.2.MEMORIA DE CÁLCULO: ESPECIFIACIONES LRFD AASHTO 2004. ANEXO 1.3.MEMORIA

DE

CÁLCULO:

ORNAMENTAL

ANEXO 2.ANALISIS DE PRECIOS UNITARIOS.

ANEXO 3.PLANOS

152

DISEÑO

CONMEMORATIVO

A N E EX X O 1 DISEÑO ESTRUCTURAL PUENTE SOBRE EL CANAL INTERNACIONAL ECUADOR – PERÚ

153

A n x ne e o o 1 .1 . MEMORIA DE CÁLCULO: NORMAS STANDARD AASHTO 2002

A n x ne e o o 1 .2 . MEMORIA DE CÁLCULO: ESPECIFICACIONES LRFD AASHTO 2004

A n x ne e o o 1 . 3 3 . MEMORIA DE CÁLCULO: DISEÑO CONMEMORATIVO ORNAMENTAL

A N E EX X O 2 ANAISIS DE PRECIOS UNITARIOS

P a ar r t t i i d d a a s s

S u p ub b a ar r t t i i d d a a s s

F ó ór r m m u u l l a a P o ol li i n n ó ó m m i i c c a a

PLANOS: DISEÑO ESTRUCTURAL DEL PUENTE SOBRE EL CANAL INTERNACIONAL ECUADOR – PERÚ 1.

PLANOS DE ESTUDIOS DE LA INGENIERÍA BÁSICA:

1.1.

PLANO DE UBICACIÓN

327-EST.BAS 01

1.2.

PLANO TOPOGRÁFICO

327-EST.BAS 02

1.3.

PLANO DE DISEÑO VIAL

327-EST.BAS 03

1.4.

PLANO GEOLÓGICO

327-EST,BAS 04

2.

PLANOS ARQUITECTÓNICOS:

2.1.

PLANTA – ELEVAVACIÓN - DETALLES

327-ARQ 01

2.2.

VISTAS Y DETALLES

327-ARQ 02

3.

PLANOS ESTRUCTURALES:

3.1.

DISEÑO STANDARD AASHTO 2002.

ESTRUCTURA ORNAMENTAL: 3.1.1. VISTA GENERAL

327-STD.EST 01

3.1.2. RECORTES-DETALLES

327-STD.EST 02

3.1.3. ANCLAJES

327-STD.EST 03

3.1.4. ESCULTURA METÁLICA DETALLES PLANTA

327-STD.EST 04

3.1.5. ARMADO ANCLAJE

327-STD.EST 05

3.1.6. PROTECCION ARMADO

327-STD.EST 06

SUPERESTRUCTURA, INFRAESTRUCTURA Y MUROS: 3.1.7. ESTRIBOS: GEOMETRIA-1

327-STD.EST 07

3.1.8. ESTRIBOS: GEOMETRIA-2

327-STD.EST 08

3.1.9. ESTRIBOS: ARMADURAS-1

327-STD.EST 09


327-STD.EST 10

3.1.11. ESTRIBOS: ARMADURA-3

327-STD.EST 11

3.1.12. PILARES: GEOMETRIA

327-STD.EST 12

3.1.13. PILARES: ARMADURA-1

327-STD.EST 13


327-STD.EST 14

3.1.15. LOSAS Y VIGAS: GEOMETRIA Y ENCOFRADOS

327-STD.EST 15

3.1.16. VIGAS: ARMADURA L=30 m.

327-STD.EST 16


327-STD.EST 17

3.1.18. LOSA: ARMADURA-1 L=30 m

327-STD.EST 18


327-STD.EST 19


327-STD.EST 20


327-STD.EST 21

3.1.22. DIAFRAGMAS: ARMADURA

327-STD.EST 22

3.1.23. DISPOSITIVOS DE APOYO

327-STD.EST 23

3.1.24. OBRAS DE PROTECCIÓN

327-STD.EST 24

3.2.

DISEÑO LRFD AASHTO 2004.

ESTRUCTURA ORNAMENTAL: 3.2.1. VISTA GENERAL

327-LRFD.EST 01

3.2.2. RECORTES-DETALLES

327-LRFD.EST 02

3.2.3. ANCLAJES

327-LRFD.EST 03

3.2.4. ESCULTURA METÁLICA DETALLES PLANTA

327-LRFD.EST 04

3.2.5. ARMADO ANCLAJE

327-LRFD.EST 05

3.2.6. PROTECCION ARMADO

327-LRFD.EST 06

SUPERESTRUCTURA, INFRAESTRUCTURA Y MUROS: 3.2.7. ESTRIBOS: GEOMETRIA-1

327-LRFD.EST 07

3.2.8. ESTRIBOS: GEOMETRIA-2

327-LRFD.EST 08


327-LRFD.EST 09


327-LRFD.EST 10

3.2.11. ESTRIBOS: ARMADURA-3

327-LRFD.EST 11

3.2.12. PILARES: GEOMETRIA

327-LRFD.EST 12


327-LRFD.EST 13


327-LRFD.EST 14

3.2.15. LOSAS 3.2.15. LOSAS Y VIGAS: GEOMETRIA GEOMETRIA Y ENCOFRADOS ENCOFRADOS

327-LRFD.EST 15


327-LRFD.EST 16


327-LRFD.EST 17

3.2.18. LOSA: 3.2.18. LOSA: ARMADURA-1 L=30 m

327-LRFD.EST 18


327-LRFD.EST 19


327-LRFD.EST 20


327-LRFD.EST 21

3.2.22. DIAFRAGMAS: 3.2.22. DIAFRAGMAS: ARMADURA ARMADURA

327-LRFD.EST 22

3.2.23. DISPOSITIVOS 3.2.23. DISPOSITIVOS DE APOYO APOYO

327-LRFD.EST 23

3.2.24. OBRAS DE PROTECCIÓN

327-LRFD.EST 24

4.

PLANOS DE SEÑALIZACIÓN SEÑALIZACIÓN Y SEGURIDAD SEGURIDAD VIAL:

4.1.

PLANTA

327-SYSV 01

4.2.

SEÑALIZACIÓN VERTICAL: DETALLES-1

327-SYSV 02

4.3.

SEÑALIZACIÓN VERTICAL: DETALLES-2

327-SYSV 03

4.4.

SEÑALIZACIÓN VERTICAL: LOCALIZACIÓN

327-SYSV 04

A N E EX X O 3 3 PLANOS

P l la a n n o os s

E s st t u u d d i i o o s s d e e l a a I n ng g e e n n i i e e r r í í a a B á ás s i i c c a a

A r rq q u u i i t t e e c c t t ó ó n n i i c c o o s s

E s st t r r u u c ct t u u r r a a l l e e s s

S T D A R A S T A N R D A A S H T TO 2 0 00 0 2 2

L R A S RF F D A A S H T TO 2 0 00 0 4 4

S e i eñ ñ a a l l z i a ac c i i ó ó n n y S e eg g u u r r i i d d a a d d V V i ia a l l

Puentes Diseño estructural Tesis

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