memoria descriptiva-reconstrucción puente franco

7/25/2019 Memoria Descriptiva-Reconstruccin Puente Franco

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Memoria Descriptiva-Reconstruccin Puente Franco Estudio Definitivo de Ingeniera para la Reconstruccin del Puente Franco y Accesos

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Estudio Definitivo de Ingeniera para la Reconstruccin del PuenteFranco y Accesos

MEMORIA DESCRIPTIVA

1.0 INTRODUCCIN

Como parte del programa de construccin de caminos departamentales, se ha previsto laReconstruccin del Puente Franco con el fin de dotar de una va alterna a la ciudad deTumbes. Con ello se mejorara el trnsito en este departamento fronterizo y se elimina oatena las posibilidades de aislamiento ante eventos extraordinarios como el fenmeno El Nio.

2.0 ANTECEDENTES

El Proyecto del Puente Franco y Accesos, aprobado por Resolucin Directoral N 280-98-MTC/15.14 de fecha 13 de setiembre de 1995 y el Proyecto Puente Franco Reestructurado,aprobado por Resolucin Directoral N 001-98-MTC/15.17 de fecha 02 de Enero de 1998,contemplaba la construccin de un puente de 2 tramos de seccin compuesta de 40.0 m msun tramo tipo reticulado metlico Wagner Biro de 50.0 m, haciendo una longitud total de130.0 m.

A inicios del ao del ao 1998 los dos tramos se seccin mixta se encontraban terminados,faltando solo la colocacin de la carpeta asfltica; mientras que la estructura reticulada seencontraba lista a recibir el encofrado de la losa cuando se presento el fenmeno del Nio(Diciembre 1997 Mayo 1998), causando el colapso del estribo derecho construido, de lasuperestructura, de los accesos y las obras de arte construidas.

Foto N 1: Vista Actual del Puente Franco


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Debido a la existencia de asentamiento diferencial en el Pilar No 1, se han previstomodificaciones al proyecto del ao 1,999 efectuado por RIVERCO S.R.L. con la finalidad dereforzar la cimentacin de los pilares existentes y evitar su colapso ante otro eventoextraordinario.

3.0 DATOS GENERALES

El Puente Franco actualmente consta de dos tramos y se encuentra ubicado en el Km0+246.33 de la Carretera Corrales Pampas de Hospital uniendo las rutas departamentales117 y 106; Pertenece al Distrito de Pampas de Hospital, Provincia de Tumbes, Departamentode Tumbes.

4.0 CARACTERSTICAS DEL PROYECTO

El Proyecto contempla la construccin cuatro nuevos tramos de 40.55 m de luz cada unoentre ejes de Pilares, de seccin mixta con vigas de acero de seccin tipo I (plate girder) ylosa de concreto, que sumados a los dos tramos existentes de longitud 40.30 y 40.85 m hacenuna longitud total de243.35 m de puente entre ejes de estribos.

Las caractersticas de la superestructura del nuevo proyecto son similares a las del existente para guardar armona y conservar la esttica de la estructura. Igualmente se ha previsto quelos Pilares de la subestructura sean del tipo prtico con columnas circulares para mantener launiformidad en el diseo de estas.

Se han considerado otros trabajos, como la demolicin y acondicionamiento del Estriboderecho existente para transformarlo en Pilar, y el reforzamiento de la cimentacin existente para proporcionarle estabilidad y prevenir cualquier asentamiento debido a fenmenoserosivos por incremento de caudales y/o avenidas mximas.

Teniendo en cuenta que se requiere el reforzamiento de la cimentacin de los pilaresexistentes, se ha previsto la ejecucin de dos pruebas de carga, una para la verificacin de lacapacidad de carga de la cimentacin y otra para la superestructura existente con el fin deverificar el comportamiento de esta y la respuesta de la cimentacin reforzada.

4.1 Descripcin del Puente

Las caractersticas del puente son las siguientes:

Superestructura:

Longitud: 40.30 + 40.85 + 40.825 + 40.55x2 + 40.275 = 243.35 m

Nmero de tramos: 6 (2 existentes y 4 nuevos)

Sistema Estructural: Vigas simplemente apoyadas.

Tablero: Cuatro Vigas de acero A36 tipo Plate Girder trabajandocomo seccin compuesta con una losa de concreto deespesor constante.

Ancho Total 8.80 m


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Ancho de Va: 7.20 m (Doble Va)Veredas: 2 de 0.80 m = 1.60 m

Materiales:

Vigas Acero ASTM A709 Grado 36 Fy = 250 MPa.Diafragmas y otros Acero ASTM A709 Grado 36 Fy = 250 MPa.Soldadura de Vigas Electrodos AWS E7018.

Losa del Tablero Concreto fc = 28 MPaVeredas Concreto fc = 28 MPa

Acero de Refuerzo fy = 420 MPa

Subestructura:

Estribo Izquierdo: Estribo existente tipo Muro, cimentado sobre un cajn de

cimentacin. No se ha previsto trabajos en este debido a su buena condicin de conservacin.

Pilar N 1: Pilar existente, tipo prtico con dos columnas circulares de1.60 m de dimetro y una viga cabezal de seccin1.90x1.15. En este se ha previsto el reforzamiento de lacimentacin, adicionando cuatro pilotes excavados paradotarlo de mayor estabilidad ante fenmenos erosivos.

Pilar N 2: Antes estribo derecho, acondicionado para poder darcontinuidad a la superestructura. Se ha previsto modificarlocomo un prtico con columnas circulares de 1.60 m dedimetro y una viga cabezal de 1.90x1.15.

Pilares N 3, 4 y 5: Pilares nuevos tipo prtico con dos columnas circulares de1.30 m de dimetro y una viga cabezal de seccinrectangular 1.60x1.00.

Estribo Derecho: Estructura nueva, tipo prtico con dos columnas circularesde 1.30 m de dimetro y una viga cabezal de seccinrectangular 1.60x1.00. Para la contencin del material derelleno se le ha colocado un macizo con muros laterales. Seha previsto su trabajo como Pilar en caso de avenidasextraordinarias.

Materiales: Concreto fc = 28 MPa Pilares.Concreto fc = 28 MPa Estribos.Concreto fc = 21 MPa Losa de aprox.Acero de Refuerzo fy = 420 MPa

Se ha previsto que para la preparacin de concreto se utilice cemento Prtland tipo I yaditivos plastificantes y retardantes de fragua, para atenuar los efectos de las altastemperaturas.

Varios:


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Dispositivos de Apoyo Neopreno de 500x400x92 mm Dureza 60 Shore Areforzado con lminas de acero estructural A36 de 3 mmde espesor

Junta de Dilatacin ngulos de acero estructural A36 con sello elstico deneopreno Dureza 50.

Barandas Postes de acero estructural y pasamanos de fierro negro,recubiertos con el mismo sistema de proteccin de lasvigas de acero.

Cimentacin: Pilotes Excavados o Columnas de cimentacin de concretoreforzado (Drilled Shaft) de 1.0 m de dimetro de seccin.

Pilar N 1 24 pilotes de 355 mm de dimetro de fuste y L=9.0 m(existentes) y 4 pilotes excavados de 1000 mm de dimetro

y L=18.0 m de longitud (nuevos) para el reforzamiento dela cimentacin.

Pilar N 2 33 pilotes de 355 mm de dimetro de fuste y L=9.0 m(existentes) y 4 pilotes excavados de 1000 mm de dimetroy L=18.0 m de longitud (nuevos) para el reforzamiento dela cimentacin.

Pilares N 3, 4 y 5 6 pilotes excavados por cada Pilar de 1000 mm dedimetro de fuste y L=18.0 m de profundidad.

Estribo Derecho 6 pilotes excavados de 1000 mm de dimetro de fuste yL=18.0 m de profundidad.

Materiales: Concreto fc = 28 MPaAcero de Refuerzo fy = 420 MPa

4.2 Especificaciones Tcnicas Generales

Sobrecarga de Diseo HL 93

El puente se ha diseado de acuerdo a:

AASHTO LRFD Bridge Design Specifications. Standard Specifications for Highway Bridges AASHTO 1,996 (en lo aplicable). American Institute of Steel Construction ASD 1989 y LRFD 1993. ANSI/AASHTO/AWS D1.5 Bridge Welding Code. Building Code Requirements for Reinforced Concrete, ACI Standard 1999. Norma Peruana de Diseo Sismorresistente E-030.

4.3 Evaluacin de Estructuras Existentes

La superestructura existente (vigas de acero y losa de concreto) as como los pontonesy alcantarillas marco del acceso se encuentran en buenas condiciones de conservacin,debido a que, prcticamente, no han tenido uso; adems de cumplir con las normas

vigentes de diseo. Debido a ello no ser necesario ningn trabajo de reforzamiento en


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ellas. Solo ser necesario el reforzamiento de la cimentacin de los pilares existentes para protegerlos de los efectos erosivos del ro.

4.4 Caractersticas Geotcnicas

El Estudio Geotcnico para Cimentacin del Puente Franco realizado por la Oficinade Control de Calidad del MTC en febrero del ao 2000 determino lo siguiente:

4.4.1 Condiciones de Cimentacin

Descripcin Pilares ExistentesP1 y P2 Pilares Nuevos

P3, P4 y P5 Estribo Derecho

Tipo de Suelo

Arena limosamedianamente

compacta, gravascon presencia de

bolonera

Arena Limosa con presencia gravas

Arena Limosa con presencia gravas

Profundidad de perforacin(m) 22.50 26.50 24.00

Nivel de terreno (m.s.n.m) 21.0 21.0 21.0

Longitud del Pilote (m)18.0

(Reforzamiento deCimentacin)

18.0(nuevos)

18.0(nuevos)

Capacidad de Carga enServicio (t) 180.0 200.0 200.0

Nivel de Fondo de Zapata

(m.s.n.m)17.295 17.295 17.295

Nivel de Cimentacin(m.s.n.m) -0.705 -0.705 -0.705

Adicionalmente se ha recopilado informacin de perforaciones realizadas por laUniversidad de Piura el ao 1,995, quienes realizaron ensayos SPT, uno cerca al Pilar No 1 de 19.0 m de profundidad (Arena Limosa) y otro cerca del Estribo Derecho de8.0 m de profundidad (Arena limosa y Grava Arenosa). En ambos casos los valores de penetracin estndar reportan suelos de mediana a alta compacidad.

Tambin se logro recopilar informacin de dos pruebas de carga realizada el mismo

ao en la margen derecha, donde se reporta una aplicacin de195.0 ton de carga conasentamientos de 9.0 mm. Esta prueba se realizo sobre pilotes hincados pordesplazamiento de base sobre ensanchada (Pilotes Franki) de 355 mm de dimetro defuste y 660 mm de dimetro de bulbo. El desplante considerado fue de 12.5 m de profundidad.

La informacin proporcionada nos permite concluir que los pilotes se colocarn sobreestratos compactos de arenas limosas con presencia de bolonera, habindoserecomendado en el estudio geotcnico realizado por la Oficina de Control de Calidad(Oficina de Apoyo Tecnolgico) desplantar los pilotes como mnimo a 18.0 m de profundidad.

Por lo tanto el proyecto plantea el desplante de la zapata a 4.20 m y una longitud de pilotes de 18.0 y dimetro 1.0 m, adems de recomendar una prueba de carga de uno


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de estos pilotes y pruebas de integridad (pruebas de ultrasonido o similares) de todoslos pilotes para verificar su condicin en profundidad.

4.4.2 Canteras

El estudio de canteras y fuentes de agua se realiz con la finalidad de ver losvolmenes totales de las canteras escogidas para el estudio, las que sern explotadas ydebern satisfacer las necesidades del proyecto en mencin.

Como parte del estudio Geolgico Geotcnico complementario se ubicaron lassiguientes canteras:

Cantera Km UsosCabuyal A 8.0 Km del puente

(margen derecha)localidad de Pampas

de Hospital

Agregados Grueso y Fino 70%,Roca 80%, Afirmado 70%

Chancadora Santa Rosa(Propiedad del GobiernoRegional de Tumbes)

A 4.0 Km del puente por la margen

izquierda camino a laPea

Concreto asfltico

4.4.3 Fuentes de Agua

Se recomienda tomar agua del ro Tumbes, o tambin utilizar el agua potable (SEDATUMBES) que venden los camiones cisternas provenientes de la ciudad de Tumbes.

4.5 Condiciones Hidrolgicas e HidrulicasCon los estudios de Hidrologa e Hidrulica Fluvial realizados, se ha determinado lossiguientes caudales de diseo y niveles de agua:

Periodo de Retorno Caudal Q Nivel de Agua100 4,393 m3/s 26.60 msnm200 4,890 m3/s500 5,546 m3/s

Los niveles de agua estimados para la avenida de diseo no tocarn la parte inferiordel tablero del puente (26.6 msnm) motivo por el cual no ser necesario analizar elescenario estructural con fuerza de arrastre en el tablero.

Se aprecia que aguas arriba del puente los niveles de agua se sobre elevan. Losclculos muestran que de ocurrir esta eventualidad el agua sobrepasar el terraplnderecho que tiene una cota mnima de (25.6 m) y eventualmente crear una brecha enel mismo.

La socavacin calculada es:


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Elemento SocavacinGeneral Socavacin Local Socavacin Total

Pilares 1 y 2 4.1 m 4.0 m 8.1 mPilares 3,4 y 5 3.7 m 4.6 m 8.3 m

Estribo Derecho 4.1 m 5.0 m 9.1 m

Dado que las socavaciones totales en la zona del estribo derecho y los pilares 1 y 2superan la profundidad de las cimentaciones actuales, se recomienda protegerlas con protecciones de enrocado.

S recomienda que los pilares 3, 4 y 5 debern ser proyectados a profundidadesmayores de 8.3 m.

Actualmente existe una tendencia del cauce principal de aguas arriba a desplazarsehacia la margen derecha, eventualmente esto podra ocasionar el ataque del estriboderecho y del terrapln ubicado en la planicie derecha del ro.

Asimismo, de acuerdo a los clculos realizados en las secciones anteriores se apreciaque las socavaciones totales que ocurriran para la avenida de diseo podran poner en peligro el estribo y los pilares existentes.

Por lo expuesto anteriormente se plantea el un esquema de proteccin que considere:

Protecciones de enrocados a los pilares existentes a fin de eliminar la socavacinlocal que se producira durante las mximas crecidas.

Un dique gua que permita orientar el flujo hacia la abertura principal y que permita defender el terrapln de acceso de eventuales desplazamientos laterales delcauce principal.

4.6 Diseo Vial

Diseo en planta El Proyecto se inicia en la margen izquierda del ro Tumbes en la carretera Corrales -Pampas de Hospital, extendindose en una longitud de 246.32 m, hasta llegar al ejedel Estribo izquierdo e inicio del puente del proyecto.

Luego de cruzar el ri Tumbes a travs de un puente de 243.35 m; el proyecto incluyeun acceso derecho de 1 260.00 m de longitud en donde termina en el Km 1 + 500.0.

PerfilLa rasante de proyecto tiene el siguiente desarrollo, sus pendientes varan como sigue:0.500%, 0.00%, -1.70%, 0.00%, -0.20%, 0.30% y 2.30%.

Las cotas de la rasante, que se obtienen en los ejes de la subestructura, con las pendientes indicadas en el prrafo anterior se muestran en el siguiente cuadro:

Ejes Km Cota (msnm)Estribo Izquierdo 0+246.316 28.981

Pilares Varios 28.981Estribo Derecho 0+489.666 28.981


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Seccin TransversalSe tiene la siguiente seccin transversal tpica:Velocidad Directriz 30.0 KphAncho total de Va en el puente 7.20 m

Ancho de Bermas en el puente 0.90 m a cada ladoAncho de la calzada en accesos 6.60 mAncho de Bermas en accesos 0.90 m a cada ladoEspesor de Carpeta Asfltica 0.050 m (puente y accesos)Espesor de la Base 0.20 mEspesor de la Sub Base 0.10 m

Sealizacin y Seguridad vial

Se ha considerado sealizacin horizontal en la zona del Puente mediante lneasdobles centrales y en los extremos de la calzada lneas de borde continuas.

Para el caso de la Sealizacin Vertical se ha tomado en cuenta paneles informativos(Nombre del Puente Longitud y destino) y seales preventivas de curvas.

4.7 Obras de Proteccin y Drenaje

Conforme a lo recomendado en el estudio hidrolgico hidrulico se ha previsto laconformacin de estructuras de Enrocado en las siguientes ubicaciones:

En la margen derecha, el denominado muro gua, que sirve para orientar el flujo delas aguas hacia la zona central del cauce y a su vez protege el estribo derecho.

Como proteccin del terrapln de acceso de la margen derecha. Como proteccin contra la socavacin local en los pilares.

Para la conformacin de estos se han previsto las partidas de Excavacin para cama deEnrocado, Colocacin de Enrocado (incluido el geotextil) y el relleno de laexcavacin.

La partida de conformacin de terrapln para enrocado, se ha previsto realizarlamediante la partida de compactacin de los excedentes de excavacin, explanaciones ydemolicin de estructuras de concreto.

4.8 Plan de Manejo Socio ambiental

El proyecto ha previsto un amplio Plan de Manejo Socio ambiental que incluye las partidas siguientes: Programa de Prevencin y/o Mitigacin Programa de Contingencia Programa de Sealizacin Ambiental, y Programa de Abandono de Obra, que incluye las partidas de limpieza de la zona de

trabajo, el rea ocupada por el campamento, patio de maquinas y reas de preparacin de concreto. Tambin se ha considerado la compactacin del materialexcedente detrs del muro gua de defensa riberea (enrocados).

5.0 TIEMPO DE EJECUCIN

Se ha calculado una duracin de 270 das para la ejecucin del Proyecto.

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