CONSTRUCCIÓN II Ing. Gabriel Carbonel Reyes

CONSTRUCCION EN CONCRETO PRETENSADO Y

POSTENSADO

LOGRO DE SESIÓN

• El estudiante reconoce las

estructuras convencionales

y no convencionales

utilizando la información

abordada en el curso y

siguiendo las indicaciones

docente.

• .

PREESFORZADO

• El preesfuerzo o Postensado se define como un

estado especial de esfuerzo y deformaciones que es

inducido para mejorar el comportamiento estructural

de un elemento.

• Por medio de el preesfuerzo se aumenta la

capacidad de carga y se disminuye la sección del

elemento. Se inducen fuerzas opuestas a las que

producen las cargas de trabajo mediante cable de

acero de alta resistencia al ser tensado.

• La aplicación de estas fuerzas se realiza después de

fraguado, utilizando cables de acero enductados para

evitar su adherencia con el concreto.

CLASES DE PREESFORZADO

1 PRETENSADO

CARACTERISTICAS DEL PRETENSADO

2 POSTENSADO

CARACTERISTICAS

ELEMENTOS PRE Y POST TENSADOS

CONCRETO PRETENSADO

MÉTODOS DE PRETENSADO

CONCRETO POSTENSADO

APLICACIONES

PRETENSADO

POSTENSADO

VENTAJAS Y DESVENTAJAS

VENTAJAS

DESVENTAJAS

CONSTRUCCION EN ACERO

• Construcción en acero es aquella

construcción en que la mayor parte de los

elementos simples o compuestos que

constituyen la parte estructural son de acero.

En el caso en que los elementos de acero se

constituyan en elementos que soportan

principalmente las solicitaciones de tracción

de una estructura mientras que el concreto

toma las solicitaciones de compresión la

construcción es de concreto armado. Esa

solución constructiva a pesar de contener

acero en forma de hierro redondo no se

incluye dentro de la definición de

Construcción en Acero.

• Cuando conviven en una misma construcción

elementos simples o compuestos de acero

con los de hormigón armado la construcción

se denomina mixta (acero-hormigón armado)

PRODUCTOS DE ACERO

Los productos utilizados en la Construcción en acero son los siguientes:

• Perfiles laminados

• Tubos sin costura

• Cables

• Perfiles soldados ,

• Perfiles conformados,

• Tubos con costura: todos estos elaborados a partir de chapas de acero.

• Secciones huecas estructurales.

ELEMENTOS

Los elementos usados en la construcción en acero son:

• Columnas de alma llena

• Columnas compuestas

• Vigas de alma llena

• Vigas alveolares

• Vigas en Celosía

• Losas

• Arriostramientos

• Conexiones apernadas y soldadas

• Tijerales

RIESGOS

• CORROSION:Bajo determinadas condiciones atmosféricas el acero sufre fenómenos

de corrosión

• SISMOS:El bajo peso propio de una estructura de acero frente a otros materiales le

permite tener mejores propiedades frente a las solicitaciones sísmicas. Pero en el

diseño de las mismas debe considerarse especificaciones especiales para minimizar

ese riesgo . En el último terremoto de Chile (2010), las estructuras industriales de

acero han tenido un comportamiento superior a otras soluciones constructivas

• FUEGO: Las normas de los países desarrollados someten a los productos a

temperaturas críticas establecidas entre los 450 y 550 º C Entre los materiales que

limitan la transferencia de calor se encuentran las pinturas intumescentes, mantos de

lana de vidrio u otros materiales aislantes. Asimismo complementan la protección

contra el fuego los denominados elementos de protección activa, tales como

rociadores.

CONSTRUCCION DE OBRAS VIALES

Ing. Gabriel Carbonel Reyes

GENERALIDADES

Carretera es una infraestructura de transporte especialmente acondicionada dentro

de una faja de terreno denominada derecho de vía, con el propósito de permitir la

circulación de vehículos de manera continua en el espacio y en el tiempo , con

niveles adecuados de seguridad y comodidad

En el proyecto integral de una carretera el diseño geométrico es la parte mas

importante ya que atravez de el se establece su configuración geométrica

tridimensional con el propósito de que la vía sea funcional, estética, segura,

cómoda, económica y compatible con el medio ambiente

• Una vía será funcional de acuerdo a su tipo características geométricas y

volúmenes de transito de tal manera que ofrezca una adecuada movilidad a través

de una adecuada velocidad de operación

• La geometría de la vía deberá de ser segura atravez de un diseño simple y

uniforme.

• La vía será cómoda en la medida que se disminuyan las aceleraciones de los

vehículos y sus variaciones , lo cual se lograra ajustando las curvaturas de la

geometría y sus transiciones a las velocidades de operación por las que optan los

conductores a lo largo de los tramos rectos.

• La vía será estética al adaptarla al paisaje.

• La vía será económica cuando cumpliendo con los demás objetivos ofrece el menor

costo posible tanto en su construcción como en su mantenimiento.

• La vía deberá de ser compatible con el medio ambiente adaptándola en lo posible a

la topografía natural a los usos del suelo y al valor de la tierra y procurando mitigar o

minimizar los impactos ambientales.

FACTORES DE DISEÑO

• Factores Externos: Topografía del terreno natural, la conformación geológica del

mismo, volumen y características del transito actual y futuro, los valores

ambientales, la climatología e hidrología de la zona, los desarrollos urbanísticos

existentes y previstos, los parámetros socioeconómicos del área y la estructura de

las propiedades.

• Factores Internos: Velocidades a tener en cuenta para el mismo, y los efectos

operacionales de la geometria:seguridad, estetica y armonia.

RUTAS Y LÍNEAS DE GRADIENTE

• Ruta es aquella franja de terreno, de ancho variable comprendida entre dos puntos

obligados extremos y que pasa a lo largo de puntos obligados intermedios dentro de

la cual es factible realizar la localización del trazado de una vía.

• Los puntos obligados son aquellos sitios extremos o intermedios por los que

necesariamente deberá de pasar una vía, ya sea por razones técnicas, económicas,

sociales o políticas. Ej: poblaciones, áreas productivas, puertos, puntos geograficos

.

• La identificación de una ruta a través de estos puntos obligados o de control

primario y su paso por otros puntos intermedios de menor importancia o de control

secundario, hace que aparezcan varias rutas alternas. Son ejemplos de puntos de

control secundario: caseríos, cruces de ríos, cruces con otras vias, zonas estables,

bosques, etc.

• Para todas las rutas alternas, es necesario llevar a cabo la actividad denominada

selección de ruta, la cual comprende una serie de trabajos preliminares que tiene

que ver con acopios de datos, estudio de planos, reconocimientos aéreos y

terrestres, poligonales de estudio, etc.

• El acopio de datos se refiere a la obtención de información básica de la zona de

estudio, relacionada con la topografía, la geología, la hidrología, el drenaje y los

usos de la tierra.

• Estos factores constituyen los mayores controles en el diseño, localización y

construcción de la futura vía. Igualmente deberá de obtenerse información sobre l

actividad económica y social de la región.

Fuentes INEI, Municipalidades, MTC

• EL estudio de planos forma parte del llamado análisis de la información existente.

Básicamente consta de la elaboración de los croquis de las rutas sobre planos,

cartas geográficas o fotografías aéreas a escalas comunes como por ej 1:100000,

1:50000, 1:25000, etc. identificando sobre ellos la información obtenida

anteriormente, especialmente los puntos obligados de control primario ya que estos

guían la dirección general a seguir de una ruta especifica.

• De esta manera y con la identificación también de los puntos de control secundario,

es posible señalar sobre los planos varias rutas alternas o franja de estudio.

• Mediante los reconocimientos aéreos y terrestres se realiza un examen general de

las rutas o franjas de terreno que han quedado previamente determinadas y

marcadas en los croquis. Su finalidad es la de identificar aquellas caracteristicas

que la hacen la mejor ruta.

• También es importante cuantificar los costos posibles de construcción de la futura

vía por cada ruta, determinar los efectos que tendrá la vía en el desarrollo

económico de la región y estimar los efectos destructivos que puedan producirse en

el paisaje natural. Igualmente se aprovecha el reconocimiento para obtener datos

complementarios de la zona de estudio.

• Las poligonales de estudio permiten recoger todos aquellos detalles necesarios que

dan a conocer cual ruta es la que ofrece un mejor trazado, estas poligonales deben

de levantarse en forma rápida y con una precisión no muy alta.

EVALUACIÓN DEL TRAZADO DE RUTAS

• Existen diversos métodos para evaluar rutas y trazados alternos con los cuales se

podrá hacer la mejor selección. Dentro de ellos se encuentra el método de Bruce en

el cual se aplica el concepto de longitud virtual. Se compara para cada ruta o

trazado alterno sus longitudes, sus desniveles y sus pendientes tomando en cuenta

únicamente el aumento de longitud correspondiente al esfuerzo de tracción en las

pendientes.

• Xo = X+K ∑Y

• Xo Longitud resistente (m)

• X Longitud total del trazado(m)

• ∑Y Sumatoria de desniveles (m)

• K Inverso del coeficiente de tracción

• Carretera de tierra K=21

• Pavimento asfaltico K= 35

• Pavimento rigido K = 44

DISEÑO GEOMÉTRICO HORIZONTAL

• Una carretera es un sistema que logra integrar beneficios, conveniencia,

satisfacción y seguridad a sus usuarios, que conserva aumenta y mejora los

recursos naturales de la tierra, y el agua y que colabora en el logro de los objetivos

del desarrollo regional, agrícola, industrial, comercial, residencial, recreacional y de

salud publica.

El diseño geométrico de carreteras es el proceso de correlación ente sus elementos

físicos y las características de operación de los vehículos, mediante el uso de las

matemáticas, la física y la geometría. En este sentido la carretera queda

geométricamente definida por el trazado de su eje en planta y en perfil y por el

trazado de su sección transversal.

En el diseño geométrico en planta de una carretera o el alineamiento horizontal, es

la proyección sobre un plano horizontal de su eje real o espacial. Dicho eje

horizontal esta constituido por una serie de tramos rectos denominados tangentes,

enlazados entre si por curvas.

Curvas Horizontales : El eje en planta de una carretera esta constituida por una

serie de líneas rectas y curvas. Las líneas rectas se llaman tramos rectos o

tangentes y las curvas que unen dos tangentes que se cortan se llaman tramos

curvos.

Curvas Circulares : Son los arcos de circulo que forman la proyección horizontal

de las curvas empleadas para unir dos tangentes consecutivas.

Se expresan por su radio o por el ángulo subtendido por su arco de 10 o 20 m.

Clasificación de curvas circulares:

Simples: Es un arco circular que une dos tangentes.

Compuestas: Es una curva conformada por dos o mas curvas circulares continuas

y de diferente radio que cruzan hacia el mismo lado, los puntos de tangencia se

llaman PCC ( Pto de curvatura compuesta)

Inversas o reversas : Es una curva compuesta por dos curvas que tienen sus

centro en el lado opuesto de la tangente común siendo sus radios iguales o

diferentes. El punto de intersección se denomina PCR ( Punto de curvatura

revertida).

• Elección del radio de la curva circular :

• Como las carreteras atraviesan topografias de terreno muy variado no hay una regla

fija para elegir los radios de las curvas pero se recomienda que sean lo mas grande

posibles y de numero entero para facilitar el calculo.

• Por el terreno a veces es necesario reducir tangentes por la proximidad de una

quebrada muy cerrada para evitar grandes cortes o rellenos

Cuando se pasa de una zona en la que el proyecto se rige por una velocidad

directriz a otra donde esta es menor el cambio debera de ser gradual mediante

incrementos o decrementos de 15 Km / h en la velocidad directriz

Se recomienda no proyectar dos curvas horizontales en el mismo sentido cuando

entre ellas existe una tangente corta, es mejor proyectar una sola gran curva que

abarque las dos.

Sentidos de las curvas:

Curva a la derecha

Curva a la izquierda

DISEÑO GEOMÉTRICO VERTICAL

El diseño geométrico vertical de una carretera o alineamiento en perfil es la

proyección del eje real o espacial de la vía sobre una superficie vertical paralela al

mismo.

Debido a este paralelismo, dicha proyección mostrara la longitud real del eje de la

vía. A este eje también se le denominada Sub rasante.

El eje del alineamiento vertical también esta constituido por una serie de tramos

rectos llamados tangentes verticales, enlazados entre si por curvas verticales, el

alineamiento a proyectar estará en directa correlación con la topografía del terreno

natural.

Las tangentes sobre un plano vertical se caracterizan por su longitud y su pendiente

y están limitadas por 2 curvas sucesivas .

• La pendiente m es igual

• m = ∆Y/∆X X 100

La pendiente máxima es la mayor pendiente que se permite en el proyecto. Su valor

queda determinado por el volumen de transito futuro y su composición, por la

configuración o tipo de terreno por donde pasara la vía y por la velocidad de diseño

La pendiente innociva es la cual el vehículo desciende bajo la acción de la gravedad

sin que el motor desarrolle esfuerzo alguno sin necesidad de recurrir a los frenos

para moderar la velocidad.

La pendiente nociva recorriéndolas en ambos sentidos demandaran mayor esfuerzo

que una carretera a nivel.

La pendiente en reposo marca la separación entre las dos, permanecerá en reposo

sin usar los frenos ( aprox 4%)

Pendientes máximas según el pavimento:

Concreto 7%

Asfalto 8%

Piedra 12%

Pendientes máx. según velocidades de diseño(Km/h):

45 6% 8%

60 6% 7%

75 4% 6%

90 3% 5%

110 3% 4%

Pendientes máximas según Normas Peruanas

Altitud (msnm)

0-1000 6%

1000-2000 5.6%

2000-3000 5.2%

3000-4000 4.8%

4000 a mas 4.4%

Una curva vertical es aquel elemento del diseño en perfil que permite el enlace de

dos tangentes verticales consecutivas tal que a lo largo de su longitud se efectúe el

cambio gradual de la pendiente de la tangente de entrada a la pendiente dela

tangente de salida de tal forma que facilite una operación vehicular segura y

confortable que sea de apariencia agradable.

DISEÑO GEOMÉTRICO TRASVERSAL

Consiste en la definición de la ubicación y dimensiones de los elementos que

forman las carretera y su relación con el terreno natural en cada una de ella sobre

una sección normal al alineamiento horizontal. Así se podrá fijar la rasante y el

ancho de la vía que ocupara la futura carretera y así estimar las áreas y volúmenes

a mover.

La sección trasversal de una carretera esta compuesto por :

El ancho de la zona o derecho de vía, el ancho de explanación, el ancho de banca o

plataforma, la corona, la calzada, los carriles, las bermas. Las cunetas, los taludes

laterales y otros.

PAVIMENTOS

ESFUERZOS EN LA EST. DE LOS PAVIMENTOS

TIPOS DE PAVIMENTO

Flexibles: Asfalto

Rígidos: Concreto

ASFALTO

Los asfaltos utilizados en la pavimentación de carreteras son productos que

provienen de la destilación del petróleo crudo.

El Cemento Asfáltico (C.A.) , es de consistencia sólida a temperatura ambiente y

para poder utilizarlo en pavimentación deberá encontrarse en estado líquido.

Existen tres formas de licuificar el cemento asfáltico:

a) Derritiéndolo

b) Fluidificándolo

c) Emulsionándolo