DISEÑO DE PUENTE PEATONAL PARA LA ALDEA BALEU, CAMINO DE...

Universidad de San Carlos de Guatemala Facultad de Ingeniería Escuela de Ingeniería Civil

DISEÑO DE PUENTE PEATONAL PARA LA ALDEA BALEU, CAMINO DE ACCESO A LA ALDEA PANCOX Y DRENAJE SANITARIO COMUNIDAD LOS GUAYABALES, DEL MUNICIPIO DE SAN CRISTÓBAL VERAPAZ,

DEPARTAMENTO DE ALTA VERAPAZ

Luisa Fernanda Ax Ruiz Asesorada por Ing. Juan Merck Cos

Guatemala, septiembre de 2004

UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS DE GUATEMALA

FACULTAD DE INGENIERÍA



TRABAJO DE GRADUACIÓN

PRESENTADO A JUNTA DIRECTIVA DE LA


POR

LUISA FERNANDA AX RUIZ

ASESORADA POR ING. JUAN MERCK COS

AL CONFERÍRSELE EL TÍTULO DE

INGENIERA CIVIL

GUATEMALA, SEPTIEMBRE DE 2004

UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS DE GUATEMALA


NÓMINA DE JUNTA DIRECTIVA

DECANO Ing. Sydney Alexander Samuels Milson

VOCAL I Ing. Murphy Olympo Paiz Recinos

VOCAL II Ing. Amahán Sánchez Álvarez

VOCAL III Ing. Julio David Galicia Celada

VOCAL IV Br. Kenneth Issur Estrada Ruiz

VOCAL V Br. Elisa Yazminda Vides Leiva

SECRETARIO Ing. Pedro Antonio Aguilar Polanco

TRIBUNAL QUE PRACTICÓ EL EXAMEN GENERAL PRIVADO

DECANO Ing. Sydney Alexander Samuels Milson

EXAMINADOR Ing. Carlos Salvador Gordillo García

EXAMINADOR Ing. Juan Merck Cos

EXAMINADOR Ing. Luis Alfaro

SECRETARIO Ing. Pedro Antonio Aguilar Polanco

HONORABLE TRIBUNAL EXAMINADOR

Cumpliendo con los preceptos que establece la ley de la Universidad de San

Carlos de Guatemala, presento a su consideración mi trabajo de graduación

titulado:



Tema que me fuera asignado por la Dirección de la Escuela de Ingeniería Civil

con fecha 7 de noviembre de 2002.

Luisa Fernanda Ax Ruiz

ÍÍNNDDIICCEE GGEENNEERRAALL

ÍNDICE DE ILUSTRACIONES...………….……………………………….…..V

LISTA DE SÍMBOLOS…………………….………………………………….VII

GLOSARIO..…...…………………………..……………………………….…...IX

RESUMEN…………………………………...…………………………….….....XI

OBJETIVOS...………………………………..………………………………...XII

INTRODUCCIÓN…...………………………..……………………………….XIII

FASE DE INVESTIGACIÓN

1 MONOGRAFÍA DE SAN CRISTÓBAL VERAPAZ

1.1 Antecedentes históricos………………………...…………………………… 1

1.2 Datos generales……………………………………………………………… 1

1.3 Ubicación y localización…………………………………………................. 2

1.4 Límites y colindancias……………………………………………….. …….. 2

1.5 Idiomas y población…………………………………………………. ……... 3

1.6 Actividades sociales……………………………………….………………… 3

1.7 Topografía…………………………………………………………................ 4

1.8 Servicios públicos…………………………………………………................ 4

1.9 Investigación diagnóstica sobre las necesidades de servicios

básicos e infraestructura…………………………………………………….. 6

I

FASE DE SERVICIO TÉCNICO PROFESIONAL

2 DISEÑO DEL PUENTE PEATONAL PARA LA ALDEA BALEU

2.1 Descripción del proyecto…………………………………………………... 11

2.2 Datos para el diseño.......………………………………………………….... 11

2.3 Determinación de la crecida máxima……………………………………… 12

2.3.1 Método sección pendiente………………………………………….. 12

2.4 Diseño de la superestructura………………………………………………. 13

2.4.1 Losa………………………………………………………………... 14

2.4.2 Viga………………………………………………………………... 18

2.4.3 Barandal……………………………………………………………. 26

2.5 Diseño de la subestructura…………………………………………………. 29

2.5.1 Cortina……………………………………………………………... 29

2.5.2 Viga de apoyo……………………………………………………… 33

2.5.3 Estribo de concreto ciclópeo………………………………………. 36

2.6 Elaboración del presupuesto…...…………………………………………... 45

3 DISEÑO DEL CAMINO DE ACCESO A LA ALDEA PANCOX


3.2 Estudios preliminares……………………………………………………… 49

3.2.1 Selección de la ruta en el campo…………………………………... 49

3.2.2 Levantamiento topográfico………………………………………… 50

3.2.2.1 Levantamiento planimétrico……………………………... 51

3.2.2.2 Levantamiento altimétrico……………………………….. 51

3.2.2.3 Secciones transversales …………………………………. 52

3.3 Cálculo topográfico………………………………………………………... 52

3.3.1 Cálculo planimétrico………………………………………………. 52

3.3.2 Cálculo altimétrico………………………………………………… 53

3.3.3 Cálculo de secciones transversales………………………………… 53

II

3.4 Dibujo……………………………………………………………………… 54

3.4.1 Dibujo planimétrico………………………………………………... 54

3.4.2 Dibujo altimétrico.…………………………………………………. 54

3.4.3 Dibujo de curvas de nivel…………………………………………... 54

3.5 Diseño de localización……………………………………………………... 55

3.5.1 Corrimiento de línea……………………………………………….. 56

3.5.2 Cálculo de los elementos de la curva horizontal…………………... 59

3.5.2.1 Grado de curvatura………………………………………. 60

3.5.2.2 Longitud de la curva……………………………………... 61

3.5.2.3 Subtangente……………………………………………… 61

3.5.2.4 Curva máxima…………………………………………… 62

3.5.2.5 External……………………………………………........... 62

3.5.2.6 Ordenada media…………………………………….......... 62

3.5.3 Determinación de la curva vertical………………………………… 64

3.6 Movimiento de tierras……………………………………………………… 65

3.6.1 Diseño de la subrasante…………………………………………..... 65

3.6.2 Cálculo de correcciones por curva vertical a subrasante…………... 66

3.6.3 Cálculo de áreas a secciones transversales………………………… 68

3.6.4 Cálculo de volúmenes de movimiento de tierras…………………... 69

3.6.5 Memoria de cálculo del movimiento de tierras……………………. 71

3.7 Carpeta de rodadura…………………………………………………........... 72

3.8 Empedrado..................……………………………………………………... 73

3.9 Drenajes……………………………………………………………………. 73

3.9.1 Determinación de caudales de diseño………………………............ 73

3.9.2 Cunetas…................……………………………………………….. 74

3.9.3 Drenaje transversal…………….…………………………………... 75

3.10 Elaboración del presupuesto………….……………………………………. 76

III

4 DRENAJE SANITARIO DE LA COMUNIDAD LOS GUAYABALES


4.2 Levantamiento topográfico………………………………………………… 77

4.2.1 Levantamiento planimétrico……………………………………….. 77

4.2.2 Levantamiento altimétrico…………………………………………. 78

4.3 Período de diseño.............…………………………………………………. 78

4.4 Datos de la población a servir...…………………………………………… 78

4.5 Normas de diseño………………………………………………………….. 79

4.5.1 Sistema de alcantarillado…………………………………………... 79

4.5.2 Factor de retorno…………………………………………………… 80

4.5.3 Rugosidad de tubería............………………………………………. 80

4.5.4 Pendiente máxima y mínima………………………………………. 80

4.5.5 Velocidad máxima y mínima..……………………………………… 81

4.5.6 Caudal domiciliar………………………………………………….. 81

4.5.7 Caudal de conexiones ilícitas…………………………………….... 81

4.5.8 Caudal de infiltración……………………………………………… 82

4.5.9 Profundidad de la tubería…………………………………………... 82

4.5.10 Cota Invert...........................……………………………………….. 83

4.5.11 Diámetro de la tubería ..…………………………………………… 84

4.6 Conexiones domiciliares.......……………………………………………… 84

4.7 Pozos de visita......................……………………………………………… 85

4.8 Método de cálculo.................……………………………………………… 86

4.9 Elaboración del presupuesto……...………………………………………... 88

CONCLUSIONES…………………………………………………...………..... 91

RECOMENDACIONES……………………………………...………...…….... 93

BIBLIOGRAFÍA…………………………………………………………......… 94

APÉNDICE……………………………………………………………………... 95

IV

ÍÍNNDDIICCEE DDEE IILLUUSSTTRRAACCIIOONNEESS

FFIIGGUURRAASS

1. Mapa general del municipio de San Cristóbal Verapaz 9

2. Mapa del área urbana del municipio de San Cristóbal Verapaz 10

3. Geometría del puente 14

4. Armado de la losa 17

5. Dimensiones de la viga 18

6. Armado de la viga 23

7. Refuerzo en el centro de la viga 25

8. Refuerzo en los extremos de la viga 25

9. Aplicación de carga para barandal 27

10. Sección de la columna del pasamanos 28

11. Diagrama de presiones en la cortina 29

12. Refuerzo en la cortina y viga de apoyo 35

13. Geometría y diagrama de presiones en el estribo 36

14. Cambio de ruta 50

15. Corrimiento de línea 59

16. Grado de curvatura 60

17. Elementos de la curva horizontal simple 61

18. Curva horizontal simple 63

19. Diagrama de coordenadas 68

20. Diagrama de distancias de paso 70

21. Plano de planta y elevación del puente peatonal 96

22. Plano de secciones del puente peatonal 97

V

23. Plano de planta perfil de 0+000 a 0+250 del camino de acceso 98

24. Plano de planta perfil de 0+450 a 0+614.24 del camino de acceso 99

25. Plano de detalles del camino de acceso 100

26. Plano de planta general del drenaje sanitario 101

27. Plano de planta perfil de E-0 a E-7.1 del drenaje sanitario 102

28. Plano de planta perfil hacia pozo existente del drenaje sanitario 103

29. Plano de detalles del drenaje sanitario 104

TTAABBLLAASS

I. Clasificación de la población 3

II. Accidentes orográficos 4

III. Necesidades de servicios básicos e infraestructura por comunidad 6

IV. Momento de volteo 37

V. Momento estabilizante MEI 37

VI. Momento de volteo del muro con sismo 43

VII. Presupuesto del puente peatonal 45

VIII. Libreta topográfica de línea original, camino de acceso. Comunidad Pancox 58

IX. Libreta topográfica de línea corrida, camino de acceso. Comunidad Pancox 58

X. Valores de K, según la velocidad de diseño 64

XI. Movimiento de tierras 71

XII. Presupuesto del camino de acceso 76

XIII. Profundidades mínimas según el diámetro de la tubería 83

XIV. Diámetros mínimos 84

XV. Presupuesto del alcantarillado sanitario 89

VI

LLIISSTTAA DDEE SSÍÍMMBBOOLLOOSS

A Área

P Perímetro

R Radio hidráulico

S Pendiente

V Velocidad

Q Caudal

t espesor de la losa

CM Carga muerta

CV Carga viva

CU Carga última

Asmin Área de acero mínimo

Asmax Área de acero máximo

Mu Momento último

As Área de acero

Ast Área de acero por temperatura

G Grado de curvatura

∆ Deflexión

Lc Largo de curva

St Subtangente

Cm Cuerda máxima

L.C.V. Longitud de la curva vertical

OM Ordenada media

C Coeficiente de escorrentía

I Intensidad de lluvia

Pf Población futura

VII

Qdom Caudal domiciliar

Qinf Caudal de infiltración

POT Punto observado tangencialmente

VIII

GGLLOOSSAARRIIOO

Azimut Es el ángulo medido a partir de un norte magnético

arbitrario, varía entre 0 a 360 grados.

Corte Excavación que se realiza en el terreno de

conformidad al trazo de la carretera o camino.

Cuneta Es una zanja ubicada a un lado del camino o

carretera para recoger las aguas de lluvia.

Dotación Estimación de la cantidad de agua que en promedio

consume cada habitante.

Erosión Es el desgaste que se produce en la tubería de

drenaje por el roce de algún material.

Mampostería Estructura formada de piedra, unida con mortero

que se utiliza para construir cajas y cabezales de

alcantarillas, muros y estribos de puentes.

Precipitación Cantidad total de agua que cae de la atmósfera.

Rasante Es el perfil del eje longitudinal de la carretera en la

superficie de rodadura.

IX

Relleno Son los depósitos de material que se realizan sobre

el terreno natural para alcanzar el nivel de

subrasante.

Sedimentación Es la formación de materia que habiendo estado

suspensa en un líquido se posa en el fondo.

Subestructura Es la parte del puente que sirve para apoyar la

superestructura y transmitir al terreno las fuerzas

que se originan por el peso de dicha superestructura

y las cargas que actúan sobre ella.

Subrasante Es la superficie del suelo que sostiene la estructura

del pavimento.

Superestructura Está formada por la parte del puente utilizada para

salvar un obstáculo (un río, otra carretera, etc.)

permitiendo el tránsito de personas vehículos y

animales.

X

RREESSUUMMEENN

El presente trabajo de graduación contiene el diseño de un puente peatonal para

la aldea Baleu, camino de acceso a la aldea Pancox, y el drenaje sanitario de la

comunidad los Guayabales, del municipio de San Cristóbal Verapaz, departamento de

Alta Verapaz.

En el capítulo uno se presenta la monografía del municipio de San Cristóbal

Verapaz, en la que se describe su ubicación y localización, límites y colindancias,

extensión territorial, vías de acceso, servicios públicos y actividades sociales, así como

un diagnóstico de las necesidades de servicios básicos e infraestructura.

En el capítulo dos se presenta el diseño del puente peatonal de 4.00 metros de

longitud y 2.00 metros de ancho con pasamanos de tubo de HG de 2”.

En el capítulo tres se presenta el diseño del camino de acceso a la aldea Pancox

que tiene una longitud de 707.24 metros. La superficie de rodadura será de balasto, con

un espesor de 0.15 metros compactado.

En el capítulo cuatro se presenta el diseño del drenaje sanitario de la comunidad

los Guayabales comprendiendo tubería principal y secundaria, conexiones domiciliares y

pozos de visita.

En la parte final están las conclusiones y recomendaciones. Como apéndice se

adjuntan los planos de los proyectos mencionados.

XI

OOBBJJEETTIIVVOOSS

General

Diseñar el puente peatonal para la aldea Baleu, camino de acceso a la aldea Pancox y

drenaje sanitario de la comunidad los Guayabales, del municipio de San Cristóbal

Verapaz, departamento de Alta Verapaz.

Específicos

1. Desarrollar una investigación monográfica y una investigación diagnóstica sobre

las necesidades de servicios básicos e infraestructura del municipio de San

Cristóbal Verapaz.

2. Disminuir la contaminación ambiental causada por las aguas negras que corren a

flor de tierra.

3. Capacitar al comité de los sectores beneficiados para que le den el uso y

mantenimiento adecuado a las obras de construcción.

XII

IINNTTRROODDUUCCCCIIÓÓNN

San Cristóbal Verapaz es uno de los dieciséis municipios del departamento de

Alta Verapaz y una de las dos villas del mismo. En el municipio de San Cristóbal la

lucha por asegurar un futuro brillante empieza en el área urbana y radiará a las

comunidades alrededor de la municipalidad.

Observando las necesidades que se encuentran en el municipio de San Cristóbal

se determinó, a través de un diagnóstico practicado, que las que más requieren una

solución inmediata son: el diseño de un puente peatonal para la aldea Baleu, camino de

acceso a la aldea Pancox, y el drenaje sanitario de la comunidad los Guayabales.

El puente peatonal consta de la superestructura siendo sus componentes losa,

viga y barandal de concreto armado, la subestructura consta de cortina, viga de apoyo

ambos de concreto reforzado y estribos de concreto ciclópeo. Para el diseño del puente

se tomó una carga viva de 415 kg/m2.

El camino de acceso de la comunidad Pancox se diseñó como un camino tipo F,

con un ancho de calzada de 5.50 metros, para el efecto se realizó un levantamiento

topográfico de primer orden en la ruta seleccionada. Con la información de campo se

procedió a diseñar la subrasante, curvas horizontales y verticales así como los drenajes

(tubería transversal y cunetas).

En la comunidad los Guayabales se diseñó un sistema de alcantarillado sanitario,

con el propósito de evacuar adecuadamente las aguas negras que corren a flor de tierra y

evitar así la contaminación a que están sujetas.

Al final se presentan, para cada proyecto el presupuesto y los planos respectivos.

XIII

FFAASSEE DDEE IINNVVEESSTTIIGGAACCIIÓÓNN

11.. MMOONNOOGGRRAAFFÍÍAA DDEE SSAANN CCRRIISSTTÓÓBBAALL VVEERRAAPPAAZZ 11..11 AAnntteecceeddeenntteess hhiissttóórriiccooss

Antes de la venida de los Frailes dominicos, este lugar era conocido como Kaj-

Koj (león colorado). Los Poqomchies (personas hablantes del idioma Poqom), que

vinieron de Chamá al Barrio de Santa Ana, bajo la dirección de Fray Francisco de

Viana, el 14 de agosto de 1565, denominaron al lugar San Cristóbal Verapaz Kaj-Koj.

En la Época Colonial o de los dominicos, le quedó el nombre de su patrono San

Cristóbal.

Este municipio fue elevado a villa por acuerdo gubernativo del 28 de enero de

1932 y se manifestó que por su cercanía a la laguneta Chichoj, se conoce a la actual villa

como La pupila del cielo.

11..22 DDaattooss ggeenneerraalleess

a. Extensión territorial: 192 km2.

b. Altura, latitud y longitud: en el Banco de Marca establecido por la Dirección de

Caminos, el parque central de la cabecera municipal está a 1,393.47 metros sobre

el nivel del mar. Tiene las siguientes coordenadas geográficas, latitud de 15o

21´50´´ y una longitud de 90o 28´45´´.

c. Vías de acceso: el acceso al municipio es la Ruta CA-14 y luego la Ruta Nacional

7W ambas, asfaltadas. Las comunidades que conforman San Cristóbal Verapaz

están conectadas por carreteras de terracería y caminos peatonales.

1

d. Distancias importantes

De la cabecera municipal a la cabecera departamental existen 23 Km.

De la cabecera municipal a la capital existen 204 Km.

Ambas carreteras son asfaltadas.

e. Clima: el clima es templado.

11..33 UUbbiiccaacciióónn yy llooccaalliizzaacciióónn

San Cristóbal Verapaz es uno de los dieciséis municipios del departamento de

Alta Verapaz y una de las dos villas del mismo. Está ubicado en el Suroeste del

departamento, dentro del valle de la sierra de Pamapacche a corta distancia de la Laguna

Chichoj.

11..44 LLíímmiitteess yy ccoolliinnddaanncciiaass

SSeeggúúnn llaa ubicación geográfica limita al

• Norte: Cobán

• Este: Cobán y Santa Cruz Verapaz

• Sur: Baja Verapaz y el municipio de Chicamán del departamento de El

Quiché.

• Oeste: San Miguel Uspantán y Chicamán, del departamento de El Quiché,

teniendo como límite el Río Negro, más conocido como el Río de

Chixoy.

2

11..55 IIddiioommaass yy ppoobbllaacciióónn

Los idiomas predominantes son Poqomchí (principalmente), Q´eqchi, y Español.

La población de San Cristóbal Verapaz según información recabada por el Instituto de

Estadística INE actualmente cuenta con 41,381 habitantes, distribuidos por sexo, grupo

étnico y por área de ésta manera.

TTaabbllaa II.. CCllaassiiffiiccaacciióónn ddee ppoobbllaacciióónn

SEXO GRUPO ÉTNICO ÁREA Porcentaje

de Hombres

Porcentaje de

Mujeres

Porcentaje de

Indígenas

Porcentaje de no

Indígenas

Porcentaje

Urbana

Porcentaje

Rural

TOTAL

49.3

50.7

85

15

29.4

70.6

41,381

Fuente: Archivo, Oficina Técnica Municipal

11..66 AAccttiivviiddaaddeess ssoocciiaalleess

Entre las actividades sociales sobresalen: las religiosas, deportivas, estudiantiles

y laborales, en las que participan todos sin distinción de raza, credo u otra índole.

Hay algunas actividades en las que participan únicamente los indígenas, tales

como las que celebran en las cofradías.

Su feria y fiesta titular se celebra en el mes de julio, del 20 al 26, siendo el día

principal el 25, día del Patrono Santiago de los Caballeros de Guatemala.

3

11..77 TTooppooggrraaffííaa

La topografía variada de este municipio le permite la existencia de diversos

accidentes orográficos, estando entre estos:

TTaabbllaa IIII.. AAcccciiddeenntteess oorrooggrrááffiiccooss

núm. Sierras Montañas Cerros

1 Pampacché Los Pajales El Cumbro

2 Najtilabaj Chixut

3 Panixcalera Guacmalén

4 Saltul La Laguna

5 La Ventana

6 Najcantzal

7 Pamuc

8 Panisishuite

9 Pansiyá

10 Sacxoc

11 De Santiago

12 Las Pilas

13 San Juan

FFuueennttee:: AArrcchhiivvoo,, OOffiicciinnaa TTééccnniiccaa MMuunniicciippaall

11..88 SSeerrvviicciiooss ppúúbblliiccooss

Entre los diferentes servicios con los que cuenta el municipio de San Cristóbal

Verapaz se pueden mencionar los siguientes

• Acueductos 40% de la población cuenta con el servicio

• Canchas de football Tres

4

• Cementerios Uno

• Mercados Uno

• Parques Dos

• Energía eléctrica 90 % de la población

• Alcantarillado sanitario 35 % de la población

• Transportes:

Existe servicio extraurbano de buses, desde Cobán hacia San Cristóbal y

viceversa. Y desde San Cristóbal hacia las comunidades rurales del

municipio de Uspantán, y Chicamán, departamento de El Quiché.

También servicio urbano de buses hacia distintas colonias del municipio,

así como servicio de taxis y pick ups (fleteros).

• Carreteras asfaltadas:

San Cristóbal se encuentra conectado con los municipios de Alta Verapaz

con carretera asfaltada, no así con los municipios de El Quiché.

• Carreteras de terracería:

La carretera que conecta el departamento de Alta Verapaz con El Quiché

y en donde San Cristóbal es el municipio límite entre ambos departamentos,

es de terracería. Dicho tramo actualmente se encuentra en fase de

mantenimiento.

• Centro de Salud Uno (Tipo A)

• Clínica Cuatro clínicas de consulta médica particulares

• Academia Cuatro academias de mecanografía y una de

lenguas mayas

• Biblioteca Una Biblioteca Municipal

• Instituciones culturales Amigos de la Marimba

5

11..99 IInnvveessttiiggaacciióónn ddiiaaggnnóóssttiiccaa ssoobbrree llaass nneecceessiiddaaddeess ddee sseerrvviicciiooss bbáássiiccooss ee

iinnffrraaeessttrruuccttuurraa

De acuerdo a la información obtenida del archivo de la Oficina Técnica

Municipal de las diferentes comunidades del municipio de San Cristóbal Verapaz, las

necesidades básicas identificadas se pueden listar de la siguiente manera

TTaabbllaa IIIIII.. NNeecceessiiddaaddeess ddee sseerrvviicciiooss bbáássiiccooss ee iinnffrraaeessttrruuccttuurraa ppoorr ccoommuunniiddaadd

núm. COMUNIDAD

EN

ER

GÍA

E

LE

CT

RIC

A

AG

UA

CE

NT

RO

DE

SA

LU

D

LE

TR

INA

S

ESC

UE

LA

CA

MIN

O

1 Chisiram X 2 Chiyuc 3 El Rancho X 4 Najtilabaj X 5 Las Pacayas X X 6 Santa Elena 7 El Salmar 8 Pancox X X X X 9 Panrum X X X X X X 10 Saclic X X X X X X 11 Pueblo Viejo X X X X X X 12 Baleu X X 13 Chilley X 14 Zacatón X X 15 Chiguorróm 16 Mexabaj X X X 17 Pambón Grande X X X X X X 18 Pampacché X X 19 Quebrada Agua Blanca X X X X X X 20 Guachcuz X X X X X 21 Panzal X X 22 Pamboncito X X X X

6

Continuación… 2/3 23 Chituj X X X X 24 Tintaché X X X X X X 25 Pampur X X X X X X 26 Rexquix X X X 27 Sujquix X X X X X X 28 Panisté X X 29 Requenzal X X X 30 Chepenal X X X X X 31 Chicuz X X 32 Chixut X X X X X X 33 Pansimaj X X X 34 Quejá X X 35 Saq-ixim 36 El Cidral X X X 37 Pita Floja X X X X X X 40 Santa Rosa X X X X X 41 Cerro Verde X X X X X 42 Villa Nueva X X X X 43 Vista Hermosa X 44 Santa Cruz El Quetzal X X X X X X 45 Pan Eck- anexo Chilley X X X X X X 46 Chipozo X X X 47 Tucanjá X X 48 Secoyon X X X X X X 49 San José El Porvenir X X 50 Chisiguan X X X X 51 La Libertad X X X X X X 52 Las Pacayas Narcisco 53 El Alfiler X X 54 Pansimaj Rancho X X X 55 Agua Blanca X X X X 56 Panhux X X X X X X 57 Pantocan X X 58 Pampamac X X X X X X 59 Pamac X X X X 60 Pan Sacatinta X X X X X X 61 San Lucas Chiacal 62 San José X X X X X X 63 Santa Ana X X X X X X 64 San José Chituzul

7

Continuación… 3/3 65 Santa María X X X X 66 Santo Domingo X X X X X 67 Venecia X X 68 El Recreo 69 Aquil Grande X 70 Aquil Pequeño X 71 La Providencia X 72 Quixal X X 73 Quixalito X X 74 Las Arrugas 75 Santa Ana Pampur X X 76 Colonia El Retencito X 77 Colonia 17 de Julio X 78 Colonia Paná 79 Colonia Pancorral 80 Cantón Oram 81 Agua Bendita 82 Finca El Baldío X X X X X X 83 Finca La Esperanza X X X X X X 84 Finca El Tirol X X X X X X 85 Finca Santa Isabel X X X X X X 86 Finca El Rosario X X X X X X 87 Finca La Independencia X X X X X X 88 Finca La Colonia X X X X X X 89 Finca Bella Vista X X X X X X 90 Finca Chisanim X X X 91 Finca Las Camelias X X X X X X 92 Finca Pantup X X X X X X 93 Finca San Lorenzo Chicar X X X X X X 94 Santa Inés Chicar X X 95 Finca San Francisco X X X X X X 96 Finca El Conguito X X X X X X 97 Finca La Primavera X X X X X X 98 Finca El Naranjo X X X X X X 100 Finca San Joaquín X X X X X X 101 La Cumbre Pamuc X X 102 Navidad X X

Fuente: Archivo, Oficina Técnica Municipal.

8

FFiigguurraa 11.. MMaappaa ggeenneerraall ddeell mmuunniicciippiioo ddee SSaann CCrriissttóóbbaall VVeerraappaazz

9

Fuente: Archivo, Oficina Técnica Municipal.

FFiigguurraa 22.. MMaappaa ddeell áárreeaa uurrbbaannaa ddeell mmuunniicciippiioo ddee SSaann CCrriissttóóbbaall VVeerraappaazz..

FFuueennttee:: AArrcchhiivvoo,, OOffiicciinnaa TTééccnniiccaa MMuunniicciippaall..

10

FFAASSEE DDEE SSEERRVVIICCIIOO TTÉÉCCNNIICCOO PPRROOFFEESSIIOONNAALL

22.. DDIISSEEÑÑOO DDEELL PPUUEENNTTEE PPEEAATTOONNAALL PPAARRAA LLAA AALLDDEEAA BBAALLEEUU

22..11 DDeessccrriippcciióónn ddeell pprrooyyeeccttoo

Se diseñará un puente peatonal de 4.00 metros de longitud y 2.00 metros de

ancho con pasamanos de tubo de HG de 2”. La superestructura consta de losa, viga y

barandal de concreto armado y la subestructura consta de cortina, viga de apoyo ambos

de concreto armado y estribos de concreto ciclópeo. Para el diseño del puente se tomó

una carga viva de 415 kg/m2.

22..22 DDaattooss ppaarraa eell ddiisseeññoo

Luz libre 3.80 m

Ancho total 2 m

Resistencia del concreto 210 kg/ cm2

Resistencia del acero 2,810 kg/ cm2

Capacidad soporte del suelo 20,000 kg/ m2

Peso específico del suelo 1,800 kg/ m3

Peso específico del concreto 2,400 kg/ m3

Peso específico del concreto ciclópeo 2,700 kg/ m3

Luz eficaz de la losa 4 m

Carga viva 415 kg/m2

11

22..33 DDeetteerrmmiinnaacciióónn ddee llaa ccrreecciiddaa mmááxxiimmaa

22..33..11 MMééttooddoo sseecccciióónn ppeennddiieennttee

Se utilizó este método por no contar con la información hidrológica necesaria

para determinar la crecida máxima del río, para establecer esta crecida se buscan señales

en donde se pueda notar la altura a la que el agua ha llegado en el pasado y determinar la

altura máxima, que en éste caso fue de 0.90 metros.

Teniendo este dato, se obtiene el valor del área (A) de la sección de la corriente

al igual como se hace en aforos.

Área

A = base * altura

A = 2.0 m * 0.9 m

A = 1.80 m2

Determinada el área se procede a calcular el perímetro mojado ( P ), el cual

servirá para el cálculo del radio hidráulico ( R ) ya que para calcular el caudal máximo

se utiliza la fórmula Q = V * A en donde el valor de la velocidad ( V ) de la corriente se

obtiene por medio de la fórmula de Manning V = 1/n ( R 2/3 ) ( S ½ ).

Perímetro mojado

P = 2.0 m + 2 ( 0.9 m )

P = 3.80 m

Radio hidráulico

R = A / P

R = 1.80 m2 / 3.80 M

R = 0.47 m

12

Para determinar la pendiente ( S ) se obtuvieron cotas del nivel del terreno por

medio de un clinómetro, los datos recabados son: cota superior 101.771, cota inferior

100.622 y distancia horizontal 17.50m, luego la velocidad ( V ).

Pendiente

S = 100 (cota superior – cota inferior ) / distancia horizontal

S = 100 ( 101.771 – 100.622 ) / 17.50

S = 1.90 %

Velocidad

V = 1/n ( R2/3 ) ( S½ )

V = 1/0.033 ( 0.472/3 ) (0.019½ )

V = 2.54 m / s

Caudal

Q = V * A

Q = ( 2.54 m / s) (1.80 m2 )

Q = 4.57 m3 / s

Tomando en cuenta los datos anteriormente calculados, se estableció una luz del

puente de 4.0 metros y una altura de 1.15 metros con respecto al lecho del río, tomando

en cuenta que la crecida máxima del río es de 0.9 metros.

22..44 DDiisseeññoo ddee llaa ssuuppeerreessttrruuccttuurraa

La superestructura de un puente está formada por la parte del puente utilizada

para salvar un obstáculo (un río, otra carretera, etc.) formando también parte de la misma

los barandales.

13

FFiigguurraa 33.. GGeeoommeettrrííaa ddeell ppuueennttee

22..44..11 LLoossaa

La losa a diseñar será de concreto armado como se presenta a continuación.

Espesor de la losa

Donde

T = L / 10 t = espesor de la losa

T = 0.90 m / 10 L = luz libre entre vigas

T = 0.09m

14

Según AASHTO el mínimo espesor permitido para losas de puentes es de 0.15

metros, por lo que para el presente diseño se tomará un espesor de 0.15 metros.

Integración de cargas

Carga muerta

CM = (2400 kg/m3) (0.15 m)

CM = 360 kg/m2

Carga viva, se utiliza la que AASTHO recomienda

CV = 415 kg/m2

Carga última

CU = 1.4 ( CM ) + 1.7 ( CV )

CU = 1.4 (360 kg/m2) + 1.7 (415 kg/m2)

CU = 1209.50 kg/m2

Las cargas son tomadas para 1 m de ancho.

Cálculo de momentos

M = ( CU )( L2 / 2 )

M = (1209.50 kg/m2)(0.90 m)2 / 2

M = 489.85 kg-m

15

Cálculo de refuerzo

Área de acero mínimo

Se calcula como el 40% del área de acero mínimo de vigas

Asmin = ( 0.4 )( 14.1 / fy )( b )( d ) Donde

Asmin = (0.4)(14.1/2810)(100)(12) b = 100 cm

Asmin = 2.41 cm2 d = 12 cm

Área de acero máximo Donde

Asmax = ( ρmax ) ( b ) ( d ) ρmax = porcentaje de acero máximo

b = 100 cm

ρmax = 0.5 (ρbal) d = 12 cm

ρbal = (0.85)2 0.003 f ´c

fy/2.04 x 106+0.003 fy

ρbal = 0.037 por lo que

ρmax = 0.5 (0.037)

ρmax = 0.0185

Asmax = ( ρmax ) ( b ) ( d )

Asmax = (0.0185) (100) (12)

Asmax = 22.20 cm2

En refuerzo transversal que es el refuerzo perpendicular al eje longitudinal del

puente, se utiliza la fórmula cuadrática

Mu = Ø As*fy d As*fy Donde

1.7*f´c*b Mu = 489.85 kg-m

b = 100 cm

16

Despejando As de la fórmula anterior y d = 12 cm

valuando se obtiene el siguiente valor f´c = 210 kg/cm2

fy = 2810 kg/cm2

As = 1.63 cm2 Ø = 0.90

Como 2.41 > 1.63 Asmin > As , se toma el Asmin, lo que equivale a distribuir una

varilla núm. 3 @ 20 cm.

El refuerzo longitudinal que es el refuerzo paralelo al eje longitudinal del puente,

se calculó como el área de acero por temperatura

Ast = 0.002 ( b ) ( t ) Donde

Ast = 0.002 (100)(12) b = 100 cm

Ast = 2.4 cm2 t = 12 cm

Lo que equivale a distribuir una varilla núm. 3 @ 25 cm.

Debido a que el peralte de la losa es grande se adoptó el uso de dos camas de

acero como las descritas anteriormente, con armado en el sentido corto (1 núm. 3 @ 20

cm) y en sentido longitudinal (1 núm. 3 @ 25 cm)

FFiigguurraa 44.. AArrmmaaddoo ddee llaa lloossaa

17

22..44..22 VViiggaa

Dimensiones de la viga

Peralte

h = L / 16 Se recomienda este peralte para evitar chequeos por deflexión.

h = 4 m / 16

h = 0.25 m por diseño se utilizará un peralte de 0.30 m

Base

bw = 0.20 m La base es según criterio del diseñador.

FFiigguurraa 55.. DDiimmeennssiioonneess ddee llaa vviiggaa

En el diseño de la viga se asumirá que es una viga T, ya que las vigas con patín

se utilizan principalmente como secciones en los centros de los claros. Esto se debe a

que el patín está en compresión en el centro del claro y puede contribuir a la resistencia

de momento de la sección en dicho punto.

18

Ancho del patín

Se determina de tres formas diferentes, tomando para el diseño el menor valor de

los tres.

b ≤ luz / 4 = 4m / 4 = 1.0 m Donde

b ≤ bw + 16t = 0.20m + 16(0.15m) = 2.6 m b = ancho del patín

b ≤ bw + L = 0.20m + 0.90 = 1.10 m L = 0.9 m longitud del voladizo

bw = 0.20m base de la viga

t = 0.15m espesor de la losa

Del cálculo anterior se considera como ancho de patín ( b = 1.0 m )

INTEGRACIÓN DE CARGAS

Carga muerta última

Wlosa = (2400 kg/m3) (0.15m) (2m)

Wlosa = 720 kg/m

Wnervio = (2400 kg/m3) (0.15m) (0.2m)

Wnervio = 72 kg/m

CMU = 1.4 ( Wlosa + Wnervio )

CMU = 1.4 (720 kg/m + 72 kg/m)

CMU = 1108.800 kg/m

Carga viva última

CVU = 1.7 (415 kg/m2) (2m)

CVU = 1411.0 kg/m

19

CÁLCULO DE MOMENTOS

Momento por carga muerta

Se utiliza la fórmula para viga simplemente apoyada

Mmax = WL2/8 Donde

Mmax = (1108.80 kg/m) (4m) 2 / 8 W = 1108.80 kg/m

Mmax = 2217.60 kg – m L = 4 m

Momento por carga viva

Mmax = WL2/8 Donde

Mmax = (1411.0 kg/m) (4m) 2 / 8 W = 1411.0 kg/m

Mmax = 2822.00 kg – m L = 4 m

Momento total

Mtotal = Mcarga muerta + Mcarga viva

Mtotal = (2217.6 kg–m) + (2822.00 kg–m)

Mtotal = 5039.6 kg – m

CÁLCULO DEL REFUERZO

Se comprobará si la profundidad del eje neutro c es menor que el espesor del

patín ¨t¨, si es este el caso la viga puede trabajarse como sección rectangular. En el

análisis el ancho b del patín de la cara de compresión deberá utilizarse como el ancho de

la viga.

20

Se utiliza la fórmula cuadrática


1.7*f´c*b Mu = 5039.60 kg – m

b = 1.00 m

Despejando As de la fórmula anterior y d = 26 cm


fy = 2810 kg/cm2

As = 7.85 cm2 Ø = 0.90

t = 15 cm

a = (As)(fy)/0.85(f´c)(b) Luz = 4 m

a = (7.85 cm2)( 2810 kg/cm2) / 0.85(210 kg/cm2)(100cm)

a = 1.23 cm

c = distancia del eje neutro a la fibra superior de compresión que resiste el concreto.

c = a / 0.85

c = 1.23 cm/0.85

c = 1.45 cm

Como c es menor que el espesor del patín t (1.45 cm < 15 cm), la viga se diseña como

sección rectangular con base bw = 0.20 m.

Verificar si es una viga simplemente armada cuando cumple la condición de que Asmin

< As < Asmax


Asmin = ( 14.1 / fy )( bw )( d ) Donde

Asmin = (14.1/2810)(20)(26) bw = 20 cm

Asmin = 2.61 cm2 d = 26 cm

21

Área de acero máximo Donde

Asmax = ( ρmax ) ( bw ) ( d ) ρmax = porcentaje de acero máximo

bw = 20 cm

ρmax = 0.5 (ρbal) d = 26 cm

ρbal = (0.85)2 0.003 f ć

fy/2.04 x 106+0.003 fy

ρbal = 0.037 por lo que

ρmax = 0.5 (0.037)

ρmax = 0.0185

Asmax = (ρmax ) ( b ) ( d )

Asmax = (0.0185) (20) (26)

Asmax = 9.62 cm2

Se utiliza la fórmula cuadrática para determinar el As


1.7*fć*bw Mu = 5039.6 kg - m

bw = 20 cm

d = 26 cm

Despejando As de la fórmula anterior y fć = 210 kg/cm2

valuando se obtiene el siguiente valor

As = 8.85 cm2 fy = 2810 kg/cm2

Ø = 0.90

Debido a que se cumple la condición 2.61 cm2 < 8.85 cm2 < 9.62 cm2, la viga es

simplemente armada.

22

Cama inferior: refuerzo principal

As calculado = 8.85 cm2, equivalente a 4 núm. 5 + 1 núm. 4

Cama inferior: en apoyos

Se coloca el 50% del As calculado, equivalente a 2 núm. 5 + 1 núm. 4 corridos.

Cama superior

El 33% del As calculado o Asmin, colocar 2 núm. 5 corridos.

Figura 6. Armado de la viga

Refuerzo por corte

Corte resistente por la sección de viga Donde

Vcu = (0.85) (0.53) (√f´c) (bw) (d) bw = 20 cm

Vcu = (0.85) (0.53) (√2810) (20) (26) d = 26 cm

Vcu = 3394.75 kg f´c = 210 kg/cm2

23

Corte actuante CMU = 1108.80 kg/m

W = CMU + CVU CVU = 1411.0 kg/m

W = (1108.80 kg/m) + (1411.0 kg/m)

W = 2519.80 Kg/m

Va = W(L)/2

Va = (2519.80 Kg/m)(4m)/2

Va = 5039.60 kg

Debido a que Vcu < Va la viga necesita ser reforzada con estribos, a continuación se

calcula la separación de éstos, ya que deben aplicarse limitaciones máximas de

separación a los estribos a fin de que toda grieta diagonal potencial sea resistida por un

estribo.

Vs = Va – Vcu

Vs = (5039.60 kg) – (3394.75 kg)

Vs = 1644.85 kg

Va = 4 (√f´c) (bw) (d)

Va =4 (√2810) (20) (26) = 30142.06 kg

Como Vs < Va ( 1644.85 30142.06 ), el espaciamiento máximo entre estribos Smax =

d / 2

Smax = d / 2 = 26cm / 2

Smax = 13 cm

Como refuerzo a corte se utiliza (varillas núm. 3 @ 0.10 m)

24

FFiigguurraa 77.. RReeffuueerrzzoo eenn eell cceennttrroo ddee llaa vviiggaa

FFiigguurraa 88.. RReeffuueerrzzoo eenn llooss eexxttrreemmooss ddee llaa vviiggaa

25

22..44..33 BBaarraannddaall

Su diseño se realiza como una viga contínua y se tomará una carga P = 150 kg/m.

Adaptando tubos HG de 2¨ de diámetro.

PASAMANOS

C = Øext / 2 Donde

C = 2.40 plg / 2 Ø = 2 plg

C = 1.20 plg Øext = 2.40 plg

Øint = 2.065 plg

I = 1.46 plg2

Módulo de sección

S = I / C

S = 1.46 plg2 / 1.20 plg

S = 1.22 plg

Resistencia del tubo Donde

M = S * f f = 20000 lb/ plg2

M = (1.22 plg) (20000 lb/ plg2)

M = 24400 lb – plg = 281.18 kg – m Debido a que son tramos contínuos M = WL2 /10 despejando de la fórmula queda L = √10 * M / P L = √10 * 281.18 / 150 L = 4.33 m Se utilizan 3 tubos de 2 " de 1.33 m cada uno.

26

POSTES Se diseñarán a flexo compresión, es decir una carga axial y un momento, con una

carga de diseño de 200 kg/m, la sección asumida es de 15 cm * 15 cm.

FFiigguurraa 99.. AApplliiccaacciióónn ddee ccaarrggaa ppaarraa bbaarraannddaall

Por flexión Donde

M = WL2 /2 W = 200 kg/m

M = (200 kg/m)(1m)2 /2 L = 1 m

M = 100 kg – m

Se utiliza la fórmula cuadrática

M = Ø As*fy d As*fy Donde

1.7*f´c*b M = 1004 kg – m

b = 0.15 m

27

Despejando As de la fórmula anterior y d = 0.13 m


fy = 2810 kg/cm2

As = 0.31 cm2 Ø = 0.90

Por efectos de armado se dejan ( 4 var. núm. 3 )

Por compresión

As = 1.42 cm2 utilizando 2 var. núm. 3

Ag = (15cm) (15cm)

Ag = 225 cm2

Pmax = 0.7 (1.4)(2810) + (0.85)(210)(225-1.4)

Pmax = 30692.62 kg

Como Pmax es mayor que la carga de diseño, la sección propuesta de los postes

es aceptada.

Como refuerzo transversal se utilizarán estribos núm. 2 @ 0.10 m

FFiigguurraa 1100.. SSeecccciióónn ddee llaa ccoolluummnnaa ddeell ppaassaammaannooss

28

22..55 DDiisseeññoo ddee llaa ssuubbeessttrruuccttuurraa

La subestructura es la parte del puente que sirve para apoyar la superestructura y

transmitir al terreno las fuerzas que se originan por el peso de dicha superestructura y las

cargas que actúan sobre ella. En un puente, la subestructura está formada por los

estribos, pilas, cortinas y vigas de apoyo.

22..55..11 CCoorrttiinnaa

Se asume que la cortina está empotrada sobre la viga de apoyo. Se utilizarán los

grupos de cargas I, III, y VII, para el cálculo de momento máximo según

especificaciones de las normas AASHTO 1.2.22.

FFiigguurraa 1111.. DDiiaaggrraammaa ddee pprreessiioonneess eenn llaa ccoorrttiinnaa

Según AASHTO 1.219, la estructura debe diseñarse para menos de un equivalente

líquido igual a 480 kg/m3.

29

EMPUJE DE TIERRA (E)

Se incrementará la altura del relleno en 60 cm por carga viva, actuando en

sentido horizontal.

E = (Presión en la parte superior de la cortina)(altura de la cortina) + (presión en la

parte de abajo de la cortina)(altura de la cortina)(0.5)

E = (292.8 kg/m2)(0.25 m) + (120 kg/m2)(0.30 m)(0.50)

E = 105.84 kg/m de ancho.

FUERZA LONGITUDINAL (FL)

La fuerza longitudinal FL se calculará como el 5% de la carga viva, según

AASHTO 1.2.13.

Carga viva

CV = ((2m)(2m)(415kg/m2))(0.05)

CV = 83.0 kg.

Para pasar la carga por metro de ancho.

Fuerza longitudinal

FL = 83.00 kg / 2m = 41.50 kg/m, con brazo de 0.30 m correspondiente a la altura de

la cortina.

FUERZA DE SISMO (EQ)

Se usará un coeficiente sísmico del 8% de la carga muerta.

Carga muerta

CM = (2400kg3/m3)(0.10m)(0.30m)

CM = 72 kg/m.

30

Fuerza del sismo

EQ = (0.08)(72 kg/m)

EQ = 5.76 kg/m de ancho.

El brazo de EQ es la mitad del alto de la cortina, o sea,

b = 0.30 / 2

b1 = 0.15 m.

GRUPOS DE CARGA

Grupo I (esfuerzo 100%)

M = Eb Donde

M100 = E1b1 + E2b2 E1 = E(66%) = 105.84(0.66) = 69.85

M100 = (69.85)(0.15) + (35.99)(0.10) E2 = E(34%) = 105.84(0.34) = 35.99

M100 = 14.08 kg – m b2 = 0.30/3 = 0.10

b1 = 0.15 m

Grupo III (esfuerzo 125%)

M = Eb + FLb Donde

M100 = (Eb + FLb)(1.3) Eb = 14.08 kg – m

M100 = 14.08 + (41.50)(0.30)(1.3) b = altura de la cortina (0.30m)

M100 = 30.26 kg – m FL = 41.50 kg/m

Grupo VII (esfuerzo 133%)

M = (Eb + EQ1) Donde

M100 = (Eb + EQ1) (1.3) Eb = 14.08 kg – m

M100 = (14.08 + 0.86)(1.3) EQ1 =EQ*b1=5.76*0.15 = 0.86 kg/m

M100 = 19.42 kg – m

31

El momento máximo de los tres grupos corresponde al grupo III.

Mmax = 30.26 kg – m


Se realizará como una viga en voladizo, utilizando la fórmula cuadrática

Mmax = Ø As*fy d As*fy Donde

1.7*f´c*b Mmax = 30.26 kg – m

b = 0.30 m

Despejando As de la fórmula anterior y d = 7.5 cm


fy = 2810 kg/cm2

As = 0.16 cm2 Ø = 0.90


Asmin = ( 14.1 / fy )( b )( d ) Donde

Asmin = (14.1/2810)(30)(7.5) b = 0.30 m

Asmin = 1.13 cm2 d = 7.5 cm

Por criterios de diseño se utilizan 4 varillas núm. 3

Refuerzo por corte

Grupo III

V = 1.3(E + FL) Donde

V = 1.3(105.84 + 41.50) E = 105.84 kg / m de ancho

V = 191.54 kg FL = 41.50 kg / m de ancho

32

Grupo VII

V = 1.3(E + EQ) Donde

V = 1.3(105.84 + 5.76) E = 105.84 kg / m de ancho

V = 145.08 kg EQ = 5.76 kg/m de ancho

El corte máximo corresponde al grupo III, Vmax = 191.54 kg

Fuerza de resistencia del concreto al corte

Vcu = 0.53 (Ø)√f`c (b)(d) Donde

Vcu = 0.53 (0.85)√210 (30)(7.5) b = 0.30 m

Vcu = 1468.89 kg d = 7.5 cm

Como Vcu > Vmax el espaciamiento máximo Smax= d / 2

Utilizar varillas núm. 2 a cada 0.05 cm (estribos núm. 2 @ 0.05).

Ver detalle de armado en la figura No. 12

22..55..22 VViiggaa ddee aappooyyoo

Se diseñará por aplastamiento, colocando únicamente el acero mínimo en el

refuerzo longitudinal. El refuerzo transversal lo constituyen los estribos.

INTEGRACIÓN DE CARGAS

Carga muerta

Wlosa = (2400 kg/m3) (0.15m) (2m)

Wlosa = 720 kg/m

Wviga = (2400 kg/m3) (0.20m) (2m)

Wviga = 960 kg/m

CM = Wlosa + Wviga

CM = 720 kg/m + 960 kg/m

CM = 1680 kg / m de ancho

33

Carga viva

CV = (415 kg/m2) (2m)

CV = 830 kg/m

Carga última

W1 = 1.4 (CM) + 1.7 (CV)

W1 = 1.4(1680 kg/m) + 1.7(830 kg/m)

W1 = 3763.0 kg/m de ancho

W2 = 1.4(720 kg/m) + 1.7(830 kg/m)

W2 = 2419.0 kg/m de ancho

Corte actuante

V = W(L)/2

V1 = (3763.0 kg/m)(0.2m)/2

V1 = 376.30 kg

V2 = (2419.0 kg/m)(0.9)/2

V2 = 1088.55 kg


Cálculo del refuerzo longitudinal

Asmin = ( 14.1 / fy )( b )( d ) Donde

Asmin = (14.1/2810)(20)(7.5) b = 0.20 m

Asmin = 0.75 cm2 d = 7.5 cm

Por criterios de diseño se utilizan 4 varillas núm. 3

34

Calculo de refuerzo en el nudo que forma la cortina y la viga de apoyo.

As = 0.002 (b) (t)

As = 0.002 (20) (10)

As = 0.40 cm2

Por criterios de diseño se utilizan 3 varillas núm. 3, distribuidas en el nudo.

Fuerza de resistencia del concreto al corte

Vcu = 0.53 (Ø)√f`c (b)(d) Donde

Vcu = 0.53 (0.85)√210 (20)(7.5) b = 0.2 m base de viga de apoyo

Vcu = 979.25 kg d = 7.5 cm peralte de la viga de apoyo

Como Vcu > V1

Como Vcu > V2 el espaciamiento máximo Smax= d / 2

Utilizar varillas núm. 2 a cada 0.05 cm (estribos No 2 @ 0.05).

FFiigguurraa 1122.. RReeffuueerrzzoo eenn llaa ccoorrttiinnaa yy vviiggaa ddee aappooyyoo

35

22..55..33 EEssttrriibboo ddee ccoonnccrreettoo cciiccllóóppeeoo

Estribo es la estructura que soporta un extremo de la superestructura de un puente

y detiene la tierra del relleno de acceso al puente, es decir que todo puente contará con

dos estribos, uno de entrada y uno de salida.

Para el diseño de los estribos se someterán a chequeos de deslizamiento, volteo y

presiones; los casos de muro solo, muro con superestructura y carga viva, y muro por

sismo.

FFiigguurraa 1133.. GGeeoommeettrrííaa yy ddiiaaggrraammaa ddee pprreessiioonneess eenn eell eessttrriibboo

Datos a utilizar en el siguiente cálculo

Peso específico del concreto 2,400 kg/m3

Peso específico del concreto ciclópeo 2,700 kg/m3

Peso específico del suelo 1,800 kg/cm3

Valor soporte del suelo 20,000 kg/m2

36

Cálculo del momento de volteo

TTaabbllaa IIVV.. MMoommeennttoo ddee vvoolltteeoo

SECCIÓN ALTURA

m PRESIÓN

kg/m2 EMPUJE

kg/m BRAZO

m MOMENTO

kg - m

I 2.35 292.80 688.08 1.175 808.49II 1.175 1128.00 1325.40 0.78 1033.81

2013.48 1842.30 Cálculo del momento estabilizante

TTaabbllaa VV.. MMoommeennttoo eessttaabbiilliizzaannttee MMEE11

SECCIÓN ÁREA

m2 δ (kg/m2)

PESO

kg BRAZO

m MOMENTO

kg - m

1 1.20 2700 3240.00 1.00 3240.002 0.525 2700 1417.50 1.50 2126.253 0.70 2700 1890.00 1.00 1890.004 0.525 2700 1417.50 0.50 708.755 0.525 1800 945.00 1.75 1653.756 0.297 1800 535.50 1.57 843.417 0.025 2400 60.00 1.10 66.008 0.03 2400 72.00 1.00 72.00

99557777..5500 1100660000..1166 VERIFICACIÓN DEL MURO SIN SUPERESTRUCTURA

VOLTEO Donde

V = ME1 / MV ME1 = 10,600.16 kg - m

V = 10600.16 / 1842.30 MV = 1,842.30 kg - m

V = 5.75 > 1.50 O.K

37

DESLIZAMIENTO Donde

D = 0.5(W) / E W = 9,577.50 kg, peso

D = 0.5(9577.50) / 2013.48 E = 2,013.48 kg, empuje

D = 2.38 > 1.50 O.K

CÁLCULO DE PRESIONES

Distancia del punto 0 donde se hace sumatoria de momentos a donde actúan las cargas

verticales.

a = (ME1 – MV) / W Donde

a = (10600.16-1842.30) / 9577.50 ME1 = 10,600.16 kg - m

a = 0.91 MV = 1,842.30 kg - m

3a = 3(0.91) W = 9,577.50 kg, peso

3a = 2.74 > 2 m que es la base del estribo, por lo tanto no existen presiones negativas

ya que la resultante del peso y empuje vertical actúa dentro del núcleo de la sección.

Excentricidad

e = (b / 2) – a Donde

e = (2 / 2) – 0.91 b = 2 m, base del estribo

e = 0.09

Presiones

Pmax = ( W / A ) ( 1+( 6*e ) / b ) Donde

Pmax = (9577.50/2*1)(1+(6*0.09)/2) W = 9,577.50 kg, peso

Pmax = 6081.71 kg/m2 e = 0.09

b = 2 m, base del estribo

Pmax < Vs (6081.71 kg/m2 < 20000 kg/m2 ) O.K

38

Pmin = ( W / A ) ( 1 - ( 6*e ) / b )

Pmin = (9577.50/2*1)(1-(6*0.09)/2)

Pmin = 3495.79 kg/m2

Pmin > 0 O.K

VERIFICACIÓN DEL MURO CON SUPERESTRUCTURA Y CARGA VIVA

Carga por el peso propio

Carga muerta

Wlosa = (2400 kg/m3) (0.15m) (2m) (2m)

Wlosa = 1440 kg

Wviga = (2400 kg/m3) (0.20m) (2m) (0.1m)

Wviga = 96 kg

CM = Wlosa + Wviga

CM = 1440 kg + 96 kg

CM = 1536 kg

Carga viva

CV = (415 kg/m2) (2m) (2m)

CV = 1660 kg

39

Carga total

Wtotal = 1536 kg + 1660 kg

Wtotal = 3196 kg Brazo = 1 m

MOMENTO ESTABILIZANTE ME2

ME2 = Wtotal * Brazo

ME2 = 3196 kg* 1m

ME2 = 3196 kg –m

MOMENTO ESTABILIZANTE TOTAL

MEtotal = ME1 + ME2

MEtotal = 10600.16 + 3196

MEtotal = 13796.16 kg – m

VOLTEO Donde

V = MEtotal / MV MEtotal = 13796.16 kg – m

V = 13796.16 / 1842.30 MV = 1,842.30 kg - m

V = 7.49 > 1.50 O.K

DESLIZAMIENTO Donde

D = 0.5(W1+W2) / E W1 = 9,577.50 kg

D = 0.5(9577.50+3196) / 2013.48 W2 = 3196 kg

D = 3.17 > 1.50 O.K E = 2,013.48 kg, empuje

40


a = (MEtotal – MV) / W1+W2 Donde

a = (13796.16 -1842.30) / 12773.5 MEtotal = 13796.16 kg – m

a = 0.93 MV = 1,842.30 kg - m

3a = 3(0.93)

3a = 2.79 > 2 m que es la base del estribo, por lo tanto no existen presiones negativas.

Excentricidad

e = (b / 2) – a Donde


e = 0.07

Presiones

Pmax = ( W1+W2 / A ) ( 1+( 6*e ) / b ) Donde

Pmax = (12773.5/2*1)(1+(6*0.07)/2) W1+W2 = 12773.5 kg, peso

Pmax = 7727.97 kg/m2 e = 0.07

b = 2 m, base del estribo

Pmax < Vs (7727.97 kg/m2 < 20000 kg/m2 ) O.K

Pmin = ( W1+W2 / A ) ( 1 - ( 6*e ) / b )

Pmin = (12773.5/2*1)(1-(6*0.07)/2)

Pmin = 5045.53 kg/m2

Pmin > 0 O.K

41

VERIFICACIÓN DEL MURO CON SISMO, SIN CARGA VIVA

CARGA

W = W1+Wlosa +Wviga

W = 9577.50+1440+96

W = 11113.50 kg

MOMENTO ESTABILIZANTE

ME = ME1 + (CM*brazo) Donde

ME = 10600.16 + (1536 *0.08) CM = 1536 kg

ME = 10723.04 kg – m

FUERZA HORIZONTAL

FH = 1.08E + 0.08W Donde

FH = 1.08(2013.48) + 0.08(11113.50) E = 2013.48 kg

FH = 3063.64 kg W = 11113.50 kg

42

Cálculo de momento de volteo

TTaabbllaa VVII.. MMoommeennttoo ddee vvoolltteeoo ddeell mmuurroo ccoonn ssiissmmoo

SECCIÓN ÁREA

m2 δ (kg/m2)

PESO

kg BRAZO

m MOMENTO

kg - m

1 1.20 2700 3240.00 0.30 972.002 0.525 2700 1417.50 1.07 1516.733 0.70 2700 1890.00 1.30 2457.004 0.525 2700 1417.50 1.07 1516.735 0.525 1800 945.00 1.53 1445.856 0.297 1800 535.50 2.18 1167.397 0.025 2400 60.00 2.23 133.808 0.03 2400 72.00 2.05 147.60

99557777..5500 99335577..0099

MOMENTO POR SISMO

MEQ = 0.08(MV)

MEQ = 0.08(9357.09)

MEQ = 748.57 Kg – m

MOMENTO DE VOLTEO

MV = volteo Donde

V = ME / MV ME = 10723.04 kg – m

V = 10723.04 / 2996.30 MV = 2996.30 kg - m

V = 3.58 > 1.50 O.K

43

DESLIZAMIENTO Donde

D = 0.5(W) / FH W = 11113.50 kg

D = 0.5(11113.50) / 3063.64 FH = 3063.64 kg

D = 1.81 > 1.50 O.K


a = (ME – MV) / W

a = (10723.04 - 2996.30) /11113.50

a = 0.70

3a = 3(0.70)

3a = 2.09 > 2 m que es la base del estribo, por lo tanto no existen presiones negativas.

Excentricidad

e = (b / 2) – a Donde


e = 0.30

Presiones

Pmax = ( W / A ) ( 1+( 6*e ) / b )

Pmax = (11113.50/2*1)(1+(6*0.30)/2)

Pmax = 10636.89 kg/m2

Pmax < Vs (10636.89 kg/m2 < 20000 kg/m2 ) O.K

Pmin = ( W/ A ) ( 1 - ( 6*e ) / b )

Pmin = (11113.50/2*1)(1-(6*0.07)/2)

Pmin = 476.61 kg/m2

Pmin > 0 O.K

Con este resultado se comprueba que no hay presiones negativas que puedan dañar la

subestructura.

44

22..66 EEllaabboorraacciióónn ddeell pprreessuuppuueessttoo

Para la elaboración del presupuesto del puente peatonal se tomaron los precios de

los materiales que se manejan en el municipio, contemplando el flete hacia el lugar de

ubicación del proyecto, así mismo la mano de obra con base en los salarios que la

Municipalidad asigna para la mano de obra calificada y no calificada.

TTaabbllaa VVIIII.. PPrreessuuppuueessttoo ddeell ppuueennttee ppeeaattoonnaall

nnúúmm DDEESSCCRRIIPPCCIIÓÓNN UUNNIIDDAADD CCAANNTTIIDDAADD PP..UU.. TTOOTTAALL

11 PPRREELLIIMMIINNAARREESS

Desmoche y limpieza M2 24.00 4.00 96.00

Trazo y estaqueado Ml 22.50 5.00 112.50

Nivelación del terreno M2 10.00 7.00 70.00

278.50

22 ESTRIBOS

Excavación M3 24.00 20.00 480.00

Cemento Bolsa 91.00 38.00 3458.00

Arena M3 10.00 100.00 1000.00

Piedrín M3 14.00 200.00 2800.00

Piedra bola M3 9.00 150.00 1350.00

9088.00

33 LOSA

Cemento Bolsa 12.00 38.00 456.00

Arena M3 0.70 100.00 70.00

Piedrín M3 0.95 200.00 190.00

Hierro núm.3 Varilla 27.00 17.70 477.90

Tubo P.V.C. de 2¨ Unidad 1.00 45.00 45.00

1238.90

44 VIGA

Cemento Bolsa 0.80 38.00 30.40

Arena M3 0.05 100.00 5.00

45

Continuación… 2/2

Piedrín M3 0.06 200.00 12.00



274.92

55 VIGA DE APOYO


Arena M3 0.13 100.00 13.00

Piedrín M3 0.18 200.00 36.00



289.37

66 COLUMNAS Y BARANDAL


Arena M3 0.10 100.00 10.00

Piedrín M3 0.14 200.00 28.00



Tubo de HG de 2” Unidad 4 260.00 1040.00

Coplas de HG de 2” Unidad 4 25.00 100.00

1383.24

77 MADERA, CLAVOS, ALAMBRE

Tabla de 1” x 12” x 12´ Docena 3.00 200.00 600.00

Parales de 3” x 3” x 10´ Docena 3.00 185.00 555.00

Clavos de 4” Lbs 7.00 2.90 20.30

Clavos de 3” Lbs 5.00 2.90 14.50

Alambre de amarre Lbs 16.00 3.00 48.00

1237.80

88 HERRAMIENTAS

Carretilla de mano Unidad 2.00 170.00 340.00

Piochas Unidad 4.00 40.00 160.00

Azadones Unidad 2.00 55.00 110.00

Palas Unidad 2.00 35.00 70.00

46


Barretas Unidad 1.00 80.00 80.00

Cubetas concreteras Unidad 5.00 11.50 57.50

817.50

99 OTROS GASTOS

Fletes Unidad 3.00 100.00 300.00

Pintura de hule Galón 1.00 40.00 40.00

Brochas de 4” Unidad 2.00 10.00 20.00

360.00

1100 MANO DE OBRA

Un maestro de obra Día 60 100.00 6000.00

Dos albañiles Día 120 50.00 6000.00

Cuatro ayudantes Día 240 34.00 8160.00

20160.00

SSUUBB--TTOOTTAALL 3355,,112288..2233

IIMMPPRREEVVIISSTTOOSS 33 ,,551122..8822

TTOOTTAALL 3388,,664411..0055

El costo por metro lineal del puente peatonal de la aldea Baleu es de Q. 38,641.05 / 4 ml

= Q. 9,660.26 / m. lineal

47

33.. DDIISSEEÑÑOO DDEELL CCAAMMIINNOO DDEE AACCCCEESSOO AA LLAA AALLDDEEAA PPAANNCCOOXX


El proyecto consiste en el diseño del camino de acceso de la comunidad

Pancox, tiene una longitud de 707.24 metros.

El tipo de carretera es según las normas de referencia de la Dirección General de

Caminos, un camino tipo F.

La superficie de rodadura será balasto, con un espesor de 0.15 metros compactado.

Se colocará tubería transversal corrugada de acero galvanizado de 24 pulgadas de

diámetro, todas con muro de entrada y salida. Así mismo, se construirán cunetas

revestidas de sección triangular, con piedra de 3 a 4 pulgadas de diámetro, ligada con

sabieta (cemento y arena de río) en proporción 1: 3.

33..22 EEssttuuddiiooss pprreelliimmiinnaarreess

33..22..11 SSeelleecccciióónn ddee llaa rruuttaa eenn eell ccaammppoo Se realizó la selección de ruta tomando en cuenta que se tienen dos puntos fijos

el inicial y el final. El inicial lo constituye la entrada a la aldea Pancox por el camino de

terracería que conduce del cementerio hacia la finca Valparaíso y el final se ubica frente

a un lote propiedad de la iglesia a 707.24 metros del punto inicial.

La ruta por la que actualmente transitan los de la comunidad de Pancox en el

tramo que comprende de la estación E – 7 a E – 8 tiene una pendiente muy pronunciada

(37 %), por lo que se decidió hacer cambio de ruta.

49

La ruta propuesta como se puede observar en la figura 14, es de mejor acceso y pasa

muy cerca a la escuela, sobre todo evitando grandes pendientes. El resto del tramo

queda sobre la ruta existente en la cual no existe ninguna clase de drenaje.

FFiigguurraa 1144.. CCaammbbiioo ddee rruuttaa

33..22..22 LLeevvaannttaammiieennttoo ttooppooggrrááffiiccoo

Se realiza con el fin de obtener toda la información necesaria para obtener

libretas de campo y planos que reflejen las características del lugar donde se realizará el

proyecto.

50

33..22..22..11 LLeevvaannttaammiieennttoo ppllaanniimmééttrriiccoo

El levantamiento consistió en una poligonal abierta formada por ángulos y

tangentes, utilizando el método de conservación de azimut. En el presente diseño se

ubicaron 15 estaciones. El aparato utilizado, trabaja en grados centesimales (400

grados) y tiene la ventaja de obtener distancias directas sin hacer lectura de hilos y

ángulo vertical, como se realiza con otros aparatos.

El levantamiento planimétrico se realizó con el equipo siguiente

Teodolito (distanciómetro) marca Wild RDS

Estadia de madera de 4 m

Cinta métrica

Plomadas

Machetes

Estacas

33..22..22..22 LLeevvaannttaammiieennttoo aallttiimmééttrriiccoo

El levantamiento consistió en efectuar diferencias de nivel en todos los puntos

fijados de la línea central. El levantamiento altimétrico se realizó con el equipo

siguiente



Cinta métrica

Plomadas

Machetes

Estacas

51

Con el aparato mencionado se tiene la facilidad de obtener datos sin mayor

cálculo. Para obtener el desnivel en cada estación, se obtiene un factor por curvatura

que puede ser positivo o negativo (+ ó - ), que aparece en el ocular del aparato, por

medio de multiplicación con el hilo inferior, se obtiene el resultado.

33..22..22..33 SSeecccciioonneess ttrraannssvveerrssaalleess

Las secciones transversales de la preliminar se realizan para determinar la

topografía de la faja de terreno para lograr un diseño apropiado.

A cada diez metros siguiendo la línea central se trazaron perpendiculares, a las

cuales se les conoce como secciones transversales, haciendo un levantamiento de por lo

menos 5 m a cada lado.

El desarrollo de las secciones transversales se realizó por medio de:

un clinómetro

metro

plomadas

33..33 CCáállccuulloo ttooppooggrrááffiiccoo

Consiste en procesar los datos obtenidos en el campo.

33..33..11 CCáállccuulloo ppllaanniimmééttrriiccoo

El fin del cálculo planimétrico es determinar matemáticamente los valores de los

elementos geométricos para establecer la planta del camino.

Se utiliza el sistema de coordenadas rectangulares y para su cálculo se deben

colocar las coordenadas de salida, en el presente diseño se colocó 600 en (Y) y 600 en

(X), esto para evitar tener coordenadas con signos negativos que dificultan el cálculo.

52

Las fórmulas utilizadas para el cálculo de coordenadas son las siguientes

X1 = DH1 * seno (azimut 1)

X2 = X1 + DH2 * seno (azimut 2)

Y1 = DH1 * coseno (azimut 1)

Y2 = Y1 + DH2 * coseno (Azimut 2)

33..33..22 CCáállccuulloo aallttiimmééttrriiccoo

Para el cálculo altimétrico del presente proyecto se tienen los siguientes datos

Factor (+ ó - ) = leído en el ocular

Hilo inferior

Las fórmula utilizada para el cálculo de desniveles en cada estación es

desnivel = factor (+ ó -) * hilo inferior

Luego se adopta una cota arbitraria, en este caso fue de 100 para no obtener cotas

negativas y se suma o se resta según sea el caso, obteniendo con esto las elevaciones de

cada estación.

33..33..33 CCáállccuulloo ddee llaass sseecccciioonneess ttrraannssvveerrssaalleess

En la libreta de secciones transversales aparecen distancias y desniveles en cada

sección. Teniendo calculadas la elevaciones de la línea central (cálculo altimétrico), se

resta o suma según sea el caso cada desnivel obtenido de las secciones transversales para

obtener elevaciones de los diferentes puntos de cada sección.

53

33..44 DDiibbuujjoo

33..44..11 DDiibbuujjoo ppllaanniimmééttrriiccoo

El dibujo planimétrico corresponde al del trazo preliminar en planta, se hará por

medio de las coordenadas rectangulares (X , Y), la unión de estos puntos da la distancia

y el azimut entre cada estación, teniendo así el caminamiento realizado en el campo.

33..44..22 DDiibbuujjoo aallttiimmééttrriiccoo

El dibujo altimétrico corresponde a plotear el perfil en papel milimetrado. Esto

se realiza con el objetivo de obtener una mejor visualización de las depresiones del

terreno, se recomienda utilizar 1:100 en escala vertical y 1:1,000 en escala horizontal.

El ploteo de este proyecto se realizó en escala 1:750 horizontal y 1:250 vertical por

cuestiones de dibujo. El ploteo consiste en ir colocando para cada estación el nivel que

le corresponde, estos niveles se encuentran calculados en la libreta de niveles.

33..44..33 DDiibbuujjoo ddee ccuurrvvaass ddee nniivveell

Sobre la línea preliminar dibujada en la planta, se localizan todas las estaciones

de las cuales se ha levantado sección, dibujando líneas perpendiculares a la línea central

en cada sección que en este caso es de 10 metros de separación. Las distancias que

aparecen en la libreta de secciones transversales se miden en las líneas perpendiculares

al estacionamiento respectivo y se marca cada punto. Luego se forman las curvas de

nivel uniendo los puntos de igual elevación como ya se mencionó anteriormente.

54

33..55 DDiisseeññoo ddee llooccaalliizzaacciióónn

Consiste en diseñar la línea final, la cual es la definitiva para el proyecto. Para

realizar los diferentes diseños se debe haber determinado el tipo de camino al que

pertenece, para contar con las referencias establecidas. Para el presente proyecto se

determinó que es un camino tipo F y sus normas son:

Tipo de terreno montañoso

Tránsito promedio diario 0 a 100

Velocidad de diseño 20 km/h

Ancho de calzada 5.50 m

Ancho de terracería

Corte 9.5

Relleno 8.5 m

Derecho de vía 15 m

Radio mínimo 18 m

Distancia de visibilidad de parada

Mínima 20 m

Recomendada 25 m

Distancia de visibilidad de paso

Mínima 50 m

Recomendada 100 m

Pendiente de circulación 14%

Pendiente mínima por drenaje 0.5%

55

33..55..11 CCoorrrriimmiieennttoo ddee llíínneeaa

Luego de analizar la ruta preliminar del proyecto, se determinó realizar algunos

corrimientos de línea horizontal eliminando puntos para evitar tener curvas horizontales

no necesarias con lo cual se propone mejorar el proyecto.

Se realizó el primer corrimiento de línea en la estación E3.1+237.90 realizándolo

paralelamente 3.00 metros hacia la derecha, éste se localiza como punto E3.1a+238.00,

interceptándolo adelante con la estación E4, realizando así el corrimiento de la estación

E3.2 el cual ya no aparecerá dentro de la línea de localización.

Para el cálculo de las coordenadas de la estación E3.1a+238 y E4, se realizó el

siguiente procedimiento.

a) Para conocer el azimut de la estación 3.1 a 3.1a, únicamente se le suma 100 grados

(debido a que el aparato de topografía se trabaja con 400 grados como circunferencia

total) al azimut que se tiene de la estación 3 a 3.1 ya que el corrimiento es paralelo,

con una distancia de 3.00 metros. Con estos datos se obtienen las coordenadas

parciales de 3.1a.

X3.1a = DH * seno (azimut ) Y3.1a = DH * coseno (azimut )

X3.1a = (3.00) * seno (285.9820 ) Y3.1a = (3.00) * coseno (285.9820)

X3.1a = -2.9276 Y3.1a = -0.6552

Sus coordenadas totales se calculan sumando algebraicamente la coordenada de

la estación E3.1 que constituye la estación anterior.

X = 699.4369 – 2.93 = 696.5093

Y = 390.6086 – 0.66 = 389.9534

56

b) Luego se procede a calcular el azimut y la distancia de la estación E3 a E3.1a que

son los datos que llevará la nueva libreta de localización y se realiza con las

coordenadas totales de estas dos estaciones con las siguientes fórmulas

Distancia E3-E3.1a = ((X3-X3.1a) + (Y3-Y3.1a)) ½ = 46.20

Azimut E3-E3.1a = tg-1 (Y3-Y3.1a) / (X3-X3.1a) = 190.1190

c) Se debe calcular también el azimut y la distancia de la estación E3.1a a la estación

E4, de la misma forma que en el inciso anterior obteniendo así

Distancia E3.1a - E4 = 89.98

Azimut E3.1a - E4 = 180.9673

El segundo cambio se dio al unir con una sola línea la estación 7 con el POT, ya

que por cuestiones de simplicidad se eliminaron las estaciones 8 y 9, ya que no valía la

pena contar con esas curvas es por ello que se decidió tener una sola tangente.

Así se tienen los datos de la nueva línea reduciendo significativamente algunas

curvas. A continuación se presenta la libreta topográfica de la línea original y la libreta

topográfica de la línea corrida respectivamente.

57

TTaabbllaa VVIIIIII.. LLiibbrreettaa ttooppooggrrááffiiccaa ddee llíínneeaa oorriiggiinnaall,, ccaammiinnoo ddee aacccceessoo.. CCoommuunniiddaadd PPaannccooxx

Estación Punto Observado Distancia horizontal Azimut 0 1 23.80 187.58001 2 84.00 152.65102 3 84.00 178.46103 3.1 46.10 185.9820 3.2 80.50 182.7850 4 135.90 184.07004 5 45.40 188.10805 6 51.76 159.36516 7 99.45 200.00007 8 38.44 52.39708 9 31.50 43.96009 POT 25.15 58.2400

POT 10 43.00 189.126010 11 21.00 160.764011 12 20.80 179.1330

TTaabbllaa IIXX.. LLiibbrreettaa ttooppooggrrááffiiccaa ddee llíínneeaa ccoorrrriiddaa,, ccaammiinnoo ddee aacccceessoo.. CCoommuunniiddaadd PPaannccooxx

Estación Punto Observado Distancia horizontal Azimut

0 1 23.80 187.5800 1 2 84.00 152.6510 2 3 84.00 178.4610 3 3.1a 46.20 190.1190

3.1a 4 89.98 180.9673 4 5 45.40 188.1080 5 6 51.76 159.3651 6 7 99.45 200.0000 7 POT 94.72 51.1501

POT 10 43.00 189.1260 10 11 21.00 160.7640 11 12 20.80 179.1330

58

FFiigguurraa 1155.. CCoorrrriimmiieennttoo ddee llíínneeaa

33..55..22 CCáállccuulloo ddee llooss eelleemmeennttooss ddee llaa ccuurrvvaa hhoorriizzoonnttaall

Para el cálculo de los elementos de la curva horizontal es necesario tener

definidos los PI, la distancia entre ellos y las deflexiones calculadas. Los cálculos se

realizaron con base en los criterios de radio mínimo y características de delta o deflexión

(Δ). Si la deflexión (Δ) es mayor de 90º se fija el radio (R) y, si la deflexión (Δ) es

menor de 90º se fija la subtangente (St).

59

33..55..22..11 GGrraaddoo ddee ccuurrvvaattuurraa ((GG))

Se define grado de curvatura (G) como el ángulo central, subtendido por un arco

de 20m. De esta definición se obtienen las fórmulas de los diferentes elementos de una

curva circular.

FFiigguurraa 1166.. GGrraaddoo ddee ccuurrvvaattuurraa

La deducción de la fórmula de grado de curvatura (G) es:

G = 20 G = 20 * 400

400 2ΠR 2ΠR

60

33..55..22..22 LLoonnggiittuudd ddee ccuurrvvaa ((LLcc))

Es la distancia siguiendo la curva, desde el PC hasta el PT

La fórmula es:

Lc = 20 * Δ

G

FFiigguurraa 1177.. EElleemmeennttooss ddee llaa ccuurrvvaa hhoorriizzoonnttaall ssiimmppllee

33..55..22..33 SSuubbttaannggeennttee ((SStt))

Es la distancia entre el PC y el PI o entre el PI y el PT (ver figura 17).

La fórmula es:

St = R * tg Δ / 2

61

33..55..22..44 CCuueerrddaa mmááxxiimmaa ((CCmm))

Es la distancia en línea recta desde el PC al PT (ver figura 17).

La fórmula es:

Cm = 2 * R * sen Δ / 2

33..55..22..55 EExxtteerrnnaall ((EE))

Es la distancia desde el PI al punto medio de la curva (ver figura 17).

La fórmula es:

E = R * sec Δ / 2

33..55..22..66 OOrrddeennaaddaa mmeeddiiaa ((MM))

Es la distancia dentro del punto medio de la curva y el punto medio de la cuerda

máxima (ver figura 17).

La fórmula es:

M = R (1 – cos Δ / 2)

Los estacionamientos se calculan con base en las distancias entre los PI de

localización, calculando una estación para cada PI, restando la estación del PI menos la

subtangente se ubicará el principio de la curva (PC). Sumando el PC más la longitud de

curva se ubicará el principio de tangente (PT) final de la curva.

62

A continuación se presenta un ejemplo de cálculo de los elementos de curva

horizontal simple dentro del proyecto.

Datos:

Deflexión (Δ) = 34.929o

Subtangente (St) = 6.00

Procedimiento:

Radio (R) = 6.00 / tg (34.929 / 2) = 21.32 m

Grado de curvatura (G) = (20*400) / (2*Π*21.32) = 59.72 o

Longitud de curva (Lc) = (20 * 34.929 o) / 59.72 o = 11.70 m

Cuerda máxima (Cm) = (2 * 21.32 * sen 34.929 o) / 2 = 11.55 m

External (E) = (21.32 * sec 34.929 o ) / 2 = 0.83

Ordenada media (M) = 21.32 (1 – cos (34.929 o / 2)) = 0.80

A continuación se presenta el dibujo de la curva horizontal calculada en el ejemplo

FFiigguurraa 1188.. CCuurrvvaa hhoorriizzoonnttaall ssiimmppllee

63

33..55..33 DDeetteerrmmiinnaacciióónn ddee llaa ccuurrvvaa vveerrttiiccaall

La finalidad de una curva vertical es proporcionar suavidad al cambio de una

pendiente a otra, las que se utilizan en este proyecto son las parabólicas simples aunque

pueden existir circulares, parabólicas simples y parabólicas cúbicas. Los elementos de

la curva vertical se calculan de la siguiente forma.

Longitud mínima de curva (L.C.V)

Es la distancia medida horizontalmente entre el PCV y el PTV de la curva

vertical. Su cálculo depende si es cóncava o convexa.

L.C.V = K * A Donde

K = constante que depende de la

velocidad de diseño (ver tabla I).

A = diferencia algebraica de

pendientes.

TTaabbllaa XX.. VVaalloorreess ddee KK,, sseeggúúnn llaa vveelloocciiddaadd ddee ddiisseeññoo

Velocidad de diseño Valor de K según el tipo de curva en K.P.H.

CÓNCAVA CONVEXA

10 1 0

20 2 1

30 4 2

40 6 4

50 9 7

64

Ordenada máxima (OM)

Es la distancia entre el PIV y la curva medida verticalmente .

OM = A * LCV / 800 Donde

A = diferencia algebraica de

pendientes.

LCV = longitud de curva vertical

33..66 MMoovviimmiieennttoo ddee ttiieerrrraass

33..66..11 DDiisseeññoo ddee llaa ssuubbrraassaannttee

La subrasante es la que define el volumen del movimiento de tierras, por lo que

el buen criterio en la selección de la misma, será lo que brinde una mayor economía. El

diseño de la subrasante se realiza sobre un plano vertical y consiste en calcular las

elevaciones de los puntos de la intersección vertical PIV, con base en las pendientes y a

las estaciones de los PIV que sean colocados.

El criterio de diseño de la subrasante fue utilizar cortes y rellenos mínimos y

alteración mínima del entorno natural.

Dentro del proyecto únicamente se diseñaron 3 curvas verticales, para definir

596.74 m con pendientes entre 4 % y el 17 %; y el último tramo de 110.50 m con

pendiente de 20.22 %.

65

33..66..22 CCáállccuulloo ddee ccoorrrreecccciioonneess ppoorr ccuurrvvaa vveerrttiiccaall aa ssuubbrraassaannttee

Las fórmulas utilizadas para el cálculo de las correcciones están basadas en las

propiedades de la parábola y son las siguientes

OM = P2 – P1 * LCV Donde

800 OM = corrección máxima para cada

curva vertical (ordenada máxima)

P2 = pendiente de salida con su signo

D = (Est PI - Est i ) - LCV P1 = pendiente de entrada con su

2 signo

K = OM

LCV / 2 2

Corrección

Y = K * D2

A continuación se presenta un ejemplo de las correcciones realizadas a la primera

curva vertical del proyecto.

Datos:

Velocidad (V) = 20 km / h

K = 2

66

Procedimiento:

EST 0 + 011.27

Longitud de la curva vertical (LCV) = 2 * (17.15 – 4.62) = 25.06 m

Corrección máxima (OM) = (17.15 – 4.62)/ 800 * 25.06 = 0.3925

D = ((25.06/2) – (23..80 – 11.27))2 = 0

K = 0.3925/(25.06 / 2) 2 = 0.0025

Y = 0.0025 * 0 = 0

EST 0 + 020



D = ((25.06/2) – (23..80 – 20))2 = 76.21

K = 0.3925/(25.06 / 2) 2 = 0.0025

Y = 0.0025 * 76.21 = 0.1905

EST 0 + 023.80



D = ((25.06/2) – (23..80 – 23.80))2 = 157.0009

K = 0.3925/(25.06 / 2) 2 = 0.0025

Y = 0.0025 * 157.0009 = 0.3925

EST 0 + 030



D = ((25.06/2) – (30 - 23..80))2 = 40.07

K = 0.3925/(25.06 / 2) 2 = 0.0025

Y = 0.0025 * 40.07 = 0.1002

67

EST 0 + 036.33



D = ((25.06/2) – (36.33 – 23.80))2 = 0

K = 0.3925/(25.06 / 2) 2 = 0.0025

Y = 0.0025 * 0 = 0

Luego de calcular la corrección se efectúa el cálculo de la subrasante corregida,

sumando algebraicamente la subrasante con las correcciones de la curva vertical.

33..66..33 CCáállccuulloo ddee llaass áárreeaass ddee llaass sseecccciioonneess ttrraannssvveerrssaalleess

El cálculo de las áreas de las secciones transversales se realizó por el método

analítico, teniendo ploteadas las secciones transversales se determinan las coordenadas

para los puntos que determinarán el área, referidas en la línea central y por el método de

determinantes se encuentra el área. A continuación se presenta un ejemplo del cálculo

de área de la primera sección transversal, ya que el proceso es repetitivo.

FFiigguurraa 1199.. DDiiaaggrraammaa ddee ccoooorrddeennaaddaass

68

COORDENADAS X Y

0 100.00

2.5 100.58

3.5 100.60

2.75 99.00

-2.75 99.00

-3.5 99.87

-2.5 99.90

0 100.00

E(x*y) E(y*x)

ÁREA = E(x*y) - E(y*x) = 7.15 m2

2

33..66..44 CCáállccuulloo ddee vvoollúúmmeenneess ddee mmoovviimmiieennttoo ddee ttiieerrrraass

El volumen entre dos estaciones se calcula con base en el producto de la

semisuma de las áreas extremas por la distancia entre estaciones. Para este proyecto se

realizaron a cada 20 metros.

V = A1 + A2 * d Donde

2 V = volumen

A1 = área 1

A2 = área 2

69

La fórmula anterior es aplicable cuando en las estaciones existe sólo corte o sólo

relleno. Cuando en una sección transversal existe área de corte y en la próxima área de

relleno se debe calcular una distancia llamada de paso para poder calcular el volumen.

La distancia de paso se puede determinar de dos formas gráfica y analítica, en el

presente proyecto se determinó de forma analítica.

FFiigguurraa 2200.. DDiiaaggrraammaa ddee ddiissttaanncciiaass ddee ppaassoo

C + R = C d1 = C * d D d1 C + R

El cálculo de volúmenes en los casos que existe distancia de paso estará dado por

el producto de la mitad del área por la distancia de paso.

70

33..66..55 MMeemmoorriiaa ddeell ccáállccuulloo ddeell mmoovviimmiieennttoo ddee ttiieerrrraass

TTaabbllaa XXII.. MMoovviimmiieennttoo ddee ttiieerrrraass

ESTACIÓN ÁREAS DISTANCIA VOLÚMENES

CORTE RELLENO CORTE RELLENO

0+000 7.15

0+020 3.81

0+040 7.0

0+060 8.75

0+080 11.12

0+100 12.13

0+120 9.07

0+140 4.48 1.90 0+160 18.10 0.47 0+180 5.17 0+200 239.03

0+220 215.45

0+238 131.70

0+260 416.84

0+280 0.25 199.24 0+300 2.44 19.75

0+320 425.81

0+340 396.15

0+360 15.80

0+380 15.29

0+400 20.63

0+420 25.61

0+440 16.65

20.00 109.60

20.00 108.70

20.00 158.10

20.00 198.70

20.00 232.50

20.00 212.00

20.00 135.50

20.00 40.54 0.45

20.00 56.20

20.00 2441.80

20.00 4544.80

18.00 3124.35

22.00 6033.94

20.00 6160.80

20.00 0.30 1967.49

20.00 4282.50

20.00 8219.60

20.00 4119.50

20.00 310.9020.00 359.20

20.00 462.40

20.00 422.60

71


33..77 CCaarrppeettaa ddee rrooddaadduurraa

Comprende la capa de balasto, incluye la obtención explotación, acarreo,

escarificación, colocación, homogenización o mezcla, conformación, humedecimiento,

compactación y afinamiento de la superficie de rodadura.

Por norma, los materiales para la superficie de rodadura deben ser pétreos o

granulares, de características uniformes, libres de arcilla y materia orgánica. La grava

debe ser mayor de 2 pulgadas, su arena estará entre el 30 y 70 % de su peso y el

porcentaje de limos y arcillas no será mayor de un 15 % de su peso.

ESTACIÓN ÁREAS DISTANCIA VOLÚMENES

CORTE RELLENO CORTE RELLENO

0+460 6.06 7.68

0+480 12.32 3.78

0+500 14.85

0+520 24.33

0+540 16.26 5.86

0+560 25.46 3.74

0+580 23.34

0+600 15.53

0+619.40 7.58

0+640 32.04

0+660 63.91

0+680 67.91

0+700 54.64

0+707.24 49.52

20.00 227.10

20.00 37.33 14.51

20.00 186.30

20.00 391.80

20.00 301.90

20.00 206.99 10.96

20.00 488.00

20.00 388.70

19.40 224.17

20.60 408.09

20.00 959.50

20.00 1318.20

20.00 1225.50

07.24 218.74

72

La capa de rodadura se colocará en capas con espesores que podrán variar entre 10

y 25 cm, según la capacidad del equipo de compactación y de acuerdo al espesor final

que será de 15 cm, para este proyecto. El material deberá ser compactado hasta alcanzar

por lo menos el 95 % de la densidad máxima de la prueba del proctor. El banco de

balasto se encuentra a 7 km aproximadamente del casco urbano, en Santa Cruz Verapaz.

33..88 EEmmppeeddrraaddoo

Este tipo de pavimento se utiliza en tramos donde las pendientes son mayores del

15 %.

Este trabajo consistirá en la colocación de piedra, ligada con sabieta. Se usará

piedra de rodada, y se enterrará de 8 a 10 cm en la subrasante. Se ligarán con sabieta

hecha con una parte de cemento y tres de arena de río.

Se tiene proyectado la colocación de 165.23 metros de empedrado. (ver

indicación en planos de construcción).

33..99 DDrreennaajjeess

El objetivo primordial del drenaje es la eliminación del agua o humedad de la

carretera ya que en cualquier forma se ve afectada por ella.

33..99..11 DDeetteerrmmiinnaacciióónn ddee ccaauuddaalleess ddee ddiisseeññoo

Se hace mención del método racional ya que es el más utilizado en nuestro

medio. Este método asume que el caudal máximo para un punto dado se alcanza cuando

el área tributaria está contribuyendo con su escorrentía superficial durante un período de

precipitación máxima. Para lograr esto, la tormenta máxima debe prolongarse durante un

período igual o mayor que el que necesita la gota de agua más lejana para llegar hasta el

punto considerado (tiempo de concentración).

73

La fórmula utilizada es la siguiente

Q = C I A Donde

360 C = Coeficiente de escorrentía

I = Intensidad de lluvia en mm/hora

A = Área drenada de la cuenca en hectáreas.

Q = Caudal de diseño m3/seg

33..99..22 CCuunneettaass

El diseño de las cunetas se basa en los principios del flujo de canales abiertos.

Así mismo, se toma en cuenta la pendiente de diseño de la subrasante, en este proyecto

se utilizarán dos tipos de cunetas las cuales tendrán una sección triangular, la natural y la

revestida (ver detalle en apéndices).

Cunetas naturales

Se realizarán en la mayoría del proyecto, ya que en el último tramo no es

recomendable debido a que la pendiente es demasiado pronunciada.

(0 + 00 a 0 + 327.98) lado derecho

(0 + 327.98 a 0+499.59) lado izquierdo

Para un total de 499.59 m, que representa el 71 % de la longitud total del proyecto.

74

Cunetas revestidas

Las cunetas revestidas tienen sección triangular y deben ser construidas con

piedra de 3 a 4 pulgadas de diámetro, ligada con sabieta (cemento y arena de río) en

proporción 1:3.

(0 + 524.88 a 0 + 579.61) lado derecho

(0 + 596.74 a 0 + 707.24) lado izquierdo

Esto da un total de 165.23 m lineales de cuneta revestida. (Ver detalle en apéndice)

33..99..33 DDrreennaajjee ttrraannssvveerrssaall

Únicamente se construirán 4 estructuras de drenaje transversal, con tubería

corrugada de acero de 24 pulgadas de diámetro, todas con su muro de entrada y salida

según el diseño (ver detalle en apéndice). Las estructuras se ubicarán en los siguientes

estacionamientos.

EST. 2 (0 + 107.80);

EST. 3.1a (0 + 238.00);

EST. 4 (0 + 327.98);

EST. 6 (0 + 425.14)

(Ver ubicación en los planos de construcción)

75


Para la elaboración del presupuesto del camino de acceso a la aldea Pancox se

tomaron los precios de los materiales que se manejan en el municipio, contemplando el

flete hacia el lugar de ubicación del proyecto, así mismo la mano de obra con base en los

salarios que la Municipalidad asigna para la mano de obra calificada y no calificada.

TTaabbllaa XXIIII.. PPrreessuuppuueessttoo ddeell ccaammiinnoo ddee aacccceessoo

RENGLÓN UNIDAD CANTIDAD P.U TOTAL

Replanteo topográfico

Global 1.00 Q1,200.00 Q1,200.00

Limpia, chapeo y destronque

M2 5600.00 Q4.85 Q27,160.00

Excavación material no clasificado

M3 25075.00 Q12.00 Q300,900.00

Relleno M3 25235.00 Q19.30 Q487,035.50Conformación de la subrasante M2 3850.00 Q3.25 Q12,512.50Cunetas naturales Ml 195.50 Q9.90 Q1,935.45Corte, carga y acarreo de balasto M3 722.00 Q52.00 Q37,544.00Capa balasto M3 577.50 Q18.50 Q10,683.75Drenajes transversales Ml 28.00 Q355.80 Q9,962.40Empedrado M2 2676.00 Q101.50 Q271,614.00Cunetas revestidas Ml 469.00 Q91.30 Q42,819.70Fletes de maquinaria Global 1.00 Q3,840.00 Q3,840.00 TOTAL Q1,207,207.30

76

44.. DDRREENNAAJJEE SSAANNIITTAARRIIOO EENN LLAA CCOOMMUUNNIIDDAADD LLOOSS GGUUAAYYAABBAALLEESS


El proyecto consiste en el diseño del drenaje sanitario para la comunidad

los Guayabales comprendiendo tubería principal y secundaria, conexiones domiciliares,

pozos de visita. El drenaje sanitario se va a ingerir a un drenaje existente,

específicamente en el pozo ubicado en la calle que conduce hacia la iglesia. El Calvario,

frente a la estación de la Policía Nacional. Actualmente la comunidad Los Guayabales

cuenta con letrinas y las aguas negras son expulsadas a las calles.

44..22 LLeevvaannttaammiieennttoo ttooppooggrrááffiiccoo

44..22..11 LLeevvaannttaammiieennttoo ppllaanniimmééttrriiccoo

El levantamiento consistió en una poligonal abierta formada por ángulos y

tangentes utilizando el método de conservación de azimut. En el presente diseño se

ubicaron 14 estaciones. El aparato utilizado, trabaja en grados centesimales (400

grados) y tiene la ventaja de obtener distancias directas sin hacer lectura de hilos y

ángulo vertical, como se realiza con otros aparatos.

El levantamiento planimétrico se realizó con el equipo siguiente



Cinta métrica

Plomadas

77

Machetes

Estacas

44..22..22 LLeevvaannttaammiieennttoo aallttiimmééttrriiccoo

El levantamiento consiste en efectuar diferencias de nivel en todos los puntos

fijados de la red de drenaje con el objeto de obtener elevaciones y pendientes adecuadas

para un buen funcionamiento, que permite diseñar el sentido del flujo en las tuberías.

El levantamiento altimétrico se realizó con el equipo siguiente



Cinta métrica

Plomadas

Machetes

Estacas

44..33 PPeerrííooddoo ddee ddiisseeññoo

El período de diseño es el tiempo durante el cual la red de drenaje sanitario dará

un servicio satisfactorio. El período de diseño para el proyecto de drenaje de la

comunidad los Guayabales es de 20 años y se define en función de la capacidad de la

administración, vida útil de las estructuras, factores económicos, población de diseño.

44..44 DDaattooss ddee llaa ppoobbllaacciióónn aa sseerrvviirr

Para el diseño del sistema de drenaje, se debe conocer la población a servir

(población futura) al finalizar el período de diseño, para el presente proyecto se estimó

un período de 20 años y una tasa de crecimiento de 2.30 % dato proporcionado por la

Municipalidad de San Cristóbal.

78

Existen dos formas de calcular la población futura a los cuales se les conoce

como incremento aritmético e incremento geométrico, siendo éste el que se utilizó en el

presente proyecto.

Pf = Pa + ( 1 + r )n Donde

Pf = 236 + (1+ 2.3/100)20 Pf = población futura

Pf = 372 habitantes Pa = población actual (236)

r = tasa de crecimiento (2.30)

n = período de diseño (20)

44..55 NNoorrmmaass ddee ddiisseeññoo

44..55..11 SSiisstteemmaa ddee aallccaannttaarriillllaaddoo

Un sistema de alcantarillado puede ser sanitario, pluvial, separativo y combinado,

a continuación se da la definición de cada uno de ellos.

Sanitario: es el que conduce aguas residuales de origen doméstico, industrial y

comercial. El diámetro mínimo para este tipo de sistema es de 8” en tubería de cemento

para área rural y 10” en tubería de cemento para área urbana.

Pluvial: es el sistema de alcantarillado que conduce aguas de lluvia o de

precipitaciones. Sus diámetros mínimos son de 14” en tubería de cemento.

Separativo: este sistema conduce los sistemas anteriores, sanitario y pluvial en

distintas tuberías.

Combinado: este sistema se caracteriza por integrar las aguas residuales y pluviales

en el mismo sistema de tubería. El diámetro mínimo recomendado es de 10” en tubería

de cemento.

79

El sistema de alcantarillado se compone de varias obras básicas las cuales son:

colectores, pozos de visita, conexiones domiciliares y tragantes en el sistema pluvial, así

mismo existen obras complementarias entre las que se puede mencionar pozos de luz,

tanques de lavado, derivadores de caudal y disipadores de energía.

En el desarrollo del presente estudio se diseña un sistema de alcantarillado

sanitario

44..55..22 FFaaccttoorr ddee rreettoorrnnoo

Es el porcentaje de agua que después de usada regresa hacia el drenaje. Para el

desarrollo del drenaje de la comunidad Los Guayabales se asume un factor de 0.80.

44..55..33 RRuuggoossiiddaadd ddee llaa ttuubbeerrííaa

La rugosidad expresa que tan lisa es la superficie del material por donde se

desplaza el flujo. Depende del tipo de material con que esté construido un canal.

Para el presente sistema de drenaje se utiliza un factor de 0.016 ya que la tubería

es de concreto de diámetro menor de 24”.

44..55..44 PPeennddiieennttee mmááxxiimmaa yy mmíínniimmaa

Es recomendable utilizar la misma pendiente del terreno en el diseño de la

tubería evitando así elevar los costos por excavación. En las áreas donde la pendiente

del terreno es muy poca, se recomienda en la medida de lo posible acumular la mayor

cantidad de caudales, para que generen una mayor velocidad.

80

44..55..55 VVeelloocciiddaadd ddee ddiisseeññoo

La velocidad de diseño se determina por la fórmula de Manning y las relaciones

hidráulicas v/V, donde v es la velocidad del flujo y V es la velocidad a sección llena, v

por norma debe ser mayor de 0.60 m/s para que no exista sedimentación, y menor o

igual que 3.00 m/s para que no exista erosión o desgaste.

44..55..66 CCaauuddaall ddoommiicciilliiaarr

Es la cantidad de agua proveniente de viviendas que es incorporada al sistema del

drenaje sanitario. La municipalidad de San Cristóbal tiene asignada una dotación de

30m3/viv/mes, estimando una densidad de habitantes por vivienda de 6 hab/vivienda,

equivale a una dotación de 167 l/hab/día que es el dato que se utiliza para el cálculo del

caudal domiciliar.

Caudal domiciliar (Qdom)

Qdom = Dot * Pf * FR / 86400 Donde:

Qdom = 167 l/hab/día * 372 * 0.80 / 86400 Dot = dotación (167 l/hab/día)

Qdom = 0.57 l/seg Pf = población futura (372 hab)

FR = factor de retorno (0.80)

44..55..77 CCaauuddaall ddee ccoonneexxiioonneess iillíícciittaass

Este caudal lo constituye la cantidad de agua de lluvia que llega a las tuberías del

drenaje sanitario como consecuencia de que algunos usuarios, conectan sus bajadas de

aguas pluviales al sistema. El porcentaje de viviendas que se pueden conectar

ilícitamente varía de 0.5 a 2.5 por ciento. La forma más común de calcular este caudal

es por medio del método racional el cual está en función del área de techos y patios y su

permeabilidad e intensidad de lluvia.

81

Para el área de San Cristóbal Verapaz no existe una ecuación que pueda describir

la intensidad de la lluvia, por lo tanto para el caudal de conexiones ilícitas se toma una

dotación de 80 l/hab/día, según la información manejada por la municipalidad del

municipio.

Qc ilícitas = dotación * núm. de habitantes

Qc ilícitas = 80 l/hab/día * 372 hab / 86400

Qc ilícitas = 0.34 l/seg

44..55..88 CCaauuddaall ddee iinnffiillttrraacciióónn

Es la cantidad de agua que penetra a la tubería a través de sus paredes, este

caudal depende de la profundidad del nivel freático, profundidad de la tubería,

permeabilidad del terreno, longitud de la tubería, siendo este el dato con base en el cual

se efectúa el cálculo del caudal. La dotación de infiltración varía entre 12,000 y 18,000

l/km/día así también se debe agregar a la longitud del colector una longitud de tubería

de las conexiones domiciliares de 6.00 metros por vivienda.

Caudal de infiltración (Qinf)

Qinf = Finf * L / 86400 Donde:

Qinf = 14,000 l/km/día * 0.5441km / 86400 Finf = factor de infiltración (14,000

Qinf = 0.09 l / seg l/km/día

44..55..99 PPrrooffuunnddiiddaadd ddee llaa ttuubbeerrííaa

La profundidad a la que debe ir la tubería se determina por medio del cálculo de

las cotas Invert chequeando que la tubería cuente con un recubrimiento adecuado para

evitar que ésta pueda dañarse por el paso de vehículos, peatones o algún otro objeto

pesado.

82

A continuación se presenta una tabla en la que se adquieren diferentes

profundidades para colocación de la tubería la cual depende del diámetro.

TTaabbllaa XXIIIIII.. PPrrooffuunnddiiddaaddeess mmíínniimmaass sseeggúúnn eell ddiiáámmeettrroo ddee llaa ttuubbeerrííaa

Diámetro 8” 10” 12” 16” 18” 21” 24” 30” 36” 42” 48” 60”

TTrrááffiiccoo nnoorrmmaall 122 128 138 141 150 158 166 184 199 214 225 255

TTrrááffiiccoo ppeessaaddoo 142 148 158 151 170 178 186 204 219 234 245 275

44..55..1100 CCoottaa IInnvveerrtt

Se le llama así a la distancia existente entre el nivel de la rasante del suelo y el

nivel inferior interior de la tubería, se debe verificar que la cota Invert sea al menos igual

a la que asegure el recubrimiento mínimo necesario de la tubería. El cálculo de las cotas

Invert se realiza con base en la pendiente del terreno y la distancia entre pozos.

Algunas reglas para su cálculo son

a. La cota Invert de salida de un pozo se coloca al menos tres centímetros más baja

que la cota Invert de llegada de la tubería más baja que llegue al pozo.

b. Cuando el diámetro de la tubería que entra a un pozo es menor que el diámetro

de la tubería que sale, la cota Invert de salida estará al menos una altura igual a la

diferencia de los diámetros más baja que la cota Invert de entrada.

83

Las fórmulas utilizadas para el cálculo de cotas Invert son

CIsalida (PZV1) = Cterreno – H (PZV1)

CIentrada (PZV2) = CIsalida PZV1 – ((S% tubo * DH) / 100)

CIsalida (PZV2) = CIentrada (PZV2) – 3 cms

44..55..1111 DDiiáámmeettrroo ddee llaa ttuubbeerrííaa

Es un cálculo muy importante para el buen funcionamiento de todo el sistema de

drenaje. Según normas del Instituto Nacional de Fomento Municipal se deben utilizar

los siguientes diámetros mínimos

TTaabbllaa XXIIVV.. DDiiáámmeettrrooss mmíínniimmooss

Tubería de cemento Tubería PVC

Tubería principal 8” 6”

Conexiones domiciliares 6” 4”

44..66 CCoonneexxiioonneess ddoommiicciilliiaarreess

Tienen la finalidad de descargar las aguas provenientes de las casas o edificios y

llevarlas al colector central. Las conexiones domiciliares se componen de la caja o

candela que será de tubo de concreto de 16” de diámetro colocado verticalmente con una

altura mínima de 1 metro, y el piso será de concreto. Otro componente de las

conexiones domiciliares es la tubería secundaria que es la que une la candela con la

tubería central o principal, la cual tendrá un diámetro mínimo de 6” en tubería de

concreto, teniendo una pendiente mínima del 2% y una máxima de 6% a efecto de

evacuar adecuadamente el agua.

84

44..77 PPoozzooss ddee vviissiittaa

Sirven para verificar el buen funcionamiento del sistema, así como para efectuar

limpieza y mantenimiento. Los pozos a construir en el presente proyecto tendrán una

sección circular y serán de ladrillo tayuyo de 0.065 * 0.11 * 0.23 unidos con sabieta y

con un diámetro de 1.20 metros.

El piso será de concreto y, a la vez, servirá de cimiento para el levantado

conformando la media caña según la dirección de la pendiente.

El brocal será de concreto armado con hierro de ¼” y 3/8”.

La tapadera del pozo será de concreto armado, con hierro de ½” y 3/8” y se hará

según el diseño. Los pozos deben tener escalones de hierro de ¾”, espaciados cada 40

cm de alto.

Los pozos de visita se colocarán en los siguientes puntos

• Entre tramos de tuberías de 100 metros.

• Donde ocurra cambio de diámetro de tubería.

• Donde ocurra cambio de pendiente.

• Cruce de dos o más tuberías.

• Tramos iniciales.

85

44..88 MMééttooddoo ddee ccáállccuulloo

El método de cálculo utilizado se muestra con el diseño de un tramo inicial, éste

pertenece al ramal 1 que va del PV0 al PV1.

Datos

Cota terreno inicio = 100.00

Cota final del terreno = 96.50

Distancia horizontal = 18.40 m

Número de casas = 4

Densidad de vivienda = 6 hab/vivienda

Cálculos

Pendiente

S (%) = (cota inicio – cota final) / distancia entre pozos * 100

S (%) = (100.00 – 96.50) / 18.40 *100

S (%) = 19.02

Población futura

Pf = Pa + ( 1 + r )n

Pf = 24 + (1+0.023)20

Pf = 38 habitantes

Factor de harmond

F.H = 18 + ( p/1000)1/2

4 + ( p/1000)1/2

F.H = 4.34

86

Factor de caudal medio

Fqm = Se tomó el que establece la Municipalidad y EMPAGUA = 0.003

Caudal de diseño

Qdis = Pf * F.H* Fqm

Qdis = 38 * 4.34 * 0.003

Qdis = 0.49 l/seg

Diseño hidráulico

Ø = 8”

S (%) tubo = 19.00

Velocidad a sección llena

V = (1/n) (D/4) 3/2 (S% /100)1/2

V = 5.98 m/s

Caudal a sección llena

Q = A*V

Q = JI r * 5.98

Q = 193.88 l/seg

Relaciones hidráulicas

q / Q = 0.002527, por medio de las tablas obtenemos: v / V = 0.21105

por lo tanto

Velocidad a sección parcialmente llena

v = 0.21105 * V

v = 0.21105 * 5.98

v = 1.26 m/s, que sí se encuentra dentro de los parámetros.

87

Cotas Invert

CIinicioPV1 = 10.00 – 1.00 = 99.00

CIfinalPV1 = 99.00 – ((19.00 * 18.40)/100) = 95.50

Profundidad de los pozos

INICIO = cota terreno inicio - cota Invert al inicio

INICIO = 100.00 – 99.00 = 1.00 m

FINAL = cota terreno final - cota Invert al final

FINAL = 96.50 – 95.50 = 1.00 m

Excavación de la zanja

EXC = ((altura inicio + altura final )/ 2) * distancia horizontal * ancho de la zanja

EXC = ((1.00 1.00)/2) * 18.40 * 0.60

EXC = 11.04 metros cúbicos

Se hace notar que el pozo quedó a una altura de 1.00 metro ya que en este tramo

no existe tráfico vehicular debido a que es un callejón de la comunidad.

Al llegar a los 707.4 metros de tubería principal, a partir de la estación núm. 11,

el drenaje sanitario será conducido a la par del río, superficialmente, utilizando tubería

de PVC de 8” de diámetro apoyada sobre bases de concreto de altura variable y de 0.60

* 0.20 metros de sección, a cada 2.50 metros hasta llegar al pozo existente como se

muestra en los planos.


Para la elaboración del presupuesto del alcantarillado sanitario se aplicaron los

mismos criterios que se utilizaron para el presupuesto del puente peatonal y camino de

acceso.

88

TTaabbllaa XXVV.. PPrreessuuppuueessttoo ddeell aallccaannttaarriillllaaddoo ssaanniittaarriioo

núm. RENGLÓN UNIDAD CANTIDAD PRECIO

UNITARIO TOTAL

1 Replanteo topográfico global 1.00 800.00 800.00 2 Excavación de zanja y pozos m3 800.13 30.50 24403.97 3 Relleno y compactación m3 734.80 27.50 20207.00 4 Tubería principal 8" ml 659.00 65.70 43296.30 5 Conexiones domiciliares unidad 46 193.35 8894.10

6 Pozos de visita H = 1,00 m unidad 4 449.50 1798.00



9 Madera, clavos global 1 609 609.00

1100 Herramientas global 1 820 820.00

1111 Mano de obra global 1 34740 34740.00 Subtotal 142,930.27 Imprevistos 14,293.03 TOTAL 157,223.29

89

CCOONNCCLLUUSSIIOONNEESS

1. Por medio de la construcción del puente peatonal para la aldea Baleu, se mejorará la

vía de acceso y a la vez se tendrá mayor comodidad y seguridad para el

desplazamiento de los habitantes de esta comunidad, con lo cual se espera que la

comunidad tenga un desarrollo económico y por lo tanto mejor calidad de vida.

2. Con la realización del camino de acceso para la aldea Pancox , se contribuirá al

desarrollo de la comunidad, ya que por medio de este proyecto se tendrá acceso a

una mayor cantidad de oportunidades favoreciendo así el intercambio comercial y

cultural.

3. En la comunidad Los Guayabales es importante la ejecución del sistema de

alcantarillado sanitario, para mejorar la calidad de vida de los habitantes y el mal

aspecto que ocasionan las aguas negras.

4. El Ejercicio Profesional Supervisado es una buena experiencia en la carrera del

estudiante de Ingeniería Civil, debido a la oportunidad de poner en práctica los

conocimientos teóricos adquiridos durante la formación académica, a la vez permite

adquirir experiencia, madurez y criterio profesional.

91

RREECCOOMMEENNDDAACCIIOONNEESS

A la Municipalidad de San Cristóbal Verapaz:

1. Garantizar la supervisión técnica de los proyectos, por medio de un profesional de la

Ingeniería Civil para que de esta manera se cumpla con las especificaciones

detalladas en los planos.

2. Finalizadas las construcciones de los diferentes proyectos se deberá implementar un

plan de mantenimiento constante, para evitar daños y aumentar la vida útil de la

infraestructura.

3. Realizar el proyecto del camino de acceso de la comunidad Pancox hasta la estación

E0+596.74 ya que al realizar el resto del tramo los vehículos pequeños tendrían un

poco de dificultad debido a la pendiente tan grande que se encuentra en éste tramo

final.

93

BBIIBBLLIIOOGGRRAAFFÍÍAA

1. Muñoz Urizar, Werner Adán. Diseño del puente peatonal del cantón Buena Tierra,

escuela de nivel primario del cantón El Madrón y pavimento rígido de las zonas 1 y 4 de la cabecera municipal del municipio de Chinique, departamento de El Quiché. Tesis Ing. Civil. Guatemala, Universidad de San Carlos de Guatemala, Facultad de Ingeniería, 2002. 123 pp.

2. Vela Morales, Alvaro Leonel. Estudio y propuesta para el mejoramiento de los

caminos rurales de cinco aldeas del municipio de Amatitlán. Tesis Ing. Civil. Guatemala, Universidad de San Carlos de Guatemala, Facultad de Ingeniería, 2002. 85 pp.

3. García Mérida, Melvin Lois. Diseño del alcantarillado sanitario y pavimentación de

la aldea El Paraíso del municipio de Palencia, Guatemala. Tesis Ing. Civil. Guatemala, Universidad de San Carlos de Guatemala, Facultad de Ingeniería, 2002. 74 pp.

4. Dirección General de Caminos. Especificaciones generales para la construcción

de carreteras y puentes. Guatemala, 2001.

94

APÉNDICE

95

Figura 21. Plano de planta y elevación del puente peatonal.

Figura 22. Plano de secciones del puente peatonal.

96

Figura 23. Plano de planta perfil de 0+000 a 0+250 del camino de acceso

97

98

Figura 24. Plano de planta perfil de 0+450 a 0+614.24 del camino de acceso

99

Figura 25. Plano de detalles del camino de acceso

Figura 26. Plano de planta general del drenaje sanitario

100

Figura 27. Plano de planta perfil de E-0 a E-7.1 del drenaje sanitario

Figura 28. Plano de planta perfil hacia pozo existente del drenaje sanitario

102

Figura 29. Plano de detalles del drenaje sanitario

103

104

DISEÑO DE PUENTE PEATONAL PARA LA ALDEA BALEU, CAMINO DE...

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