Escalonado Puente Acero 35m

DISEÑO DE UN PUENTE DE VIGAS DE ACERO

UNIVERSIDAD NACIONALJORGE BASADRE GROHMANN FAIN – ESIC

1. OBJETIVOS GENERALES

- Diseñar un puente de vigas de acero.

- Aplicar todos los cursos aprendidos en anteriores años académicos.

- Aplicar los métodos conocidos y aprendidos en clase para el análisis y diseño de la estructura de

un puente.

- Aplicar las normas y especificaciones técnicas en el análisis y diseño de un puente metálico.

- Conocer, plantear y elaborar el procedimiento para el proyecto de un puente metálico en base a

normas vigentes, de acuerdo a su uso, tipo de puente y otros factores.

- Complementar la formación académica del estudiante.

2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS

- Diseño de los diferentes elementos de la superestructura del puente de acero:

• Diseño del Tablero (Diseño de la Losa, Diseño de los Largueros, Diseño de las Vigas de Piso)

- Diseño del puente con las siguientes características:

• Luz : 35,00 m

• Tipo de sobrecarga : H20-S16

• Tipo puente : Metálico

- Detalles de diseño.

PUENTES Y OBRAS DE ARTE Pág. 1



ME

MO

RIA

DE

SC

RIP

TIV

A

I. ASPECTOS GENERALES




Nombre del Proyecto

“CONSTRUCCION PUENTE ESTUQUIÑA “

UbicaciónRegión : MoqueguaDepartamento : MoqueguaProvincia : Mariscal NietoDistrito : MoqueguaLocalidad : Estuquiña

II. ANTECEDENTES Y ASPECTOS GENERALES

AntecedentesLos Agricultores del valle de Moquegua desde muchas décadas han tenido muchos

inconvenientes para sacar sus productos agropecuarios arriesgando sus productos

agrícolas, materiales y hasta su propia vida, especialmente en épocas de lluvia, donde la

transitabilidad vehicular y peatonal son obstaculizadas a consecuencia de la crecida de los

ríos sin contar con una infraestructura que brinde seguridad para cruzar el rió.

Contando con perfil aprobado se procede a elaborar el Proyecto “Construcción Puente

Estuquiña” el mismo que consiste de una superestructura y subestructura de concreto

armado

Aspectos GeneralesSe ha creído por conveniente mejorar la ruta, la cual constituye una de las principales vías

de conexión rural de la ruta: Moquegua – El Rayo – Quilancha – Huaracanito – Huaracane –

Irrigación El Porvenir y viceversa e indirectamente integrarse con los departamentos

aledaños de Puno, Tacna y Arequipa.

Esta vía rural transversal hacia el interior de los valles de Huaracane, cuenta con la

construcción del Puente Estuquiña, que no solamente permitirá el abastecimiento a los

residentes del campo, sino también la salida de los productos agrícolas existentes en la zona

además incentivará el turismo ecológico.

Características Generales de la Zona del Proyecto

Dentro de las características geográficas y climatológicas que presenta la carretera

tenemos:

AccesibilidadEl acceso a la zona de estudio desde la ciudad de Moquegua capital del

departamento, se realiza por vía terrestre norte a través de la ruta Moquegua –

Puente El Rayo – Quilancha.

Desde Moquegua hasta el inicio del Proyecto con longitud 3.20 km la carretera se

encuentra asfaltada en condiciones aceptables.




AltitudLa totalidad del trazo del Tramo, se desarrolla a una altitud por encima de los 1,400

msnm. El puente se inicia en el Km 0+613 de la carretera que inicia en el Cruce vía

Moquegua - El Rayo - Estuquiña con Quilancha.

ClimaLa zona del proyecto posee un clima cálido y seco. La medida anual de temperatura

varía entre los 8 y 26 grados centígrados (Periodo 1965-2005).

Actividades EconómicasEn la zona del proyecto se distinguen los siguientes sectores Productivos:

III. OBJETIVOS

El Objetivo del estudio es la elaboración del Expediente Técnico Definitivo, para la

ejecución de la construcción del puente Estuquiña Km. 0 + 613 (cruce vía El Rayo –

Quilancha), para proporcionar dicha infraestructura a la población

Integrar dicho sector la conexión vial del sector Estuquiña con los mercados locales,

Regionales e Internacionales, además de proporcionarles la vía necesaria con la

infraestructura del puente, que reúna todas las condiciones de transitabilidad en las mejores

condiciones de seguridad para el cruce peatonal y vehicular fundamentalmente en la

temporada de lluvias.

Generación de empleo rural temporal productivo, mejorando las condiciones socio-

económicas de los beneficiarios del proyecto.

IV. BENEFICIARIOS

La población beneficiaria del proyecto son los habitantes del ámbito rural y urbano,

con beneficios esperados del proyecto en su fase de ejecución generará fuente de empleo

temporal, posteriormente incrementará el flujo de transporte de carga, pasajeros así como el

intercambio de transacciones de productos agropecuarios y comercio, permitiendo el

transporte de pasajeros y animales de uno a otro lado en épocas de precipitaciones

pluviales. Como efecto externo se obtendrá mejorar y desarrollar la infraestructura vial

existente y coadyuvará al mejoramiento de las condiciones de vida de la población de la

zona.

Directos 31 habitantes los cuales se ubican a las faldas del cerro Huaracane, la

misma que aumentara de acuerdo a la lista de empadronados de asociación. El porvenir en

una cantidad de 118 familias que se ubicarán en el área de influencia del proyecto




La población del valle de Moquegua reunida en sus seis comisiones es de 4,410

habitantes que seria los beneficiarios Indirectos, tomándose en cuenta los datos del Pre

Censo 2000 Departamento de Moquegua (INEI).

Región

Provincia

Comisión de Regantes

Habitantes 30/06/2005



MO

QU

EG

UA

Mar

isca

l Nie

to

Charsagua

Estuquiña

Alto Moquegua

Rinconada

Omo

Santa Rosa

1,220

608

688

520

496

784

1,247

792

703

531

507

801

1,550

963

874

661

630

996

TOTALES 4,316 4,581 5,483




ES

TU

DIO

S B

AS

ICO

S




ESTUDIO DE RIESGO SISMICO

------------------------------------------------------------------------------

I. GENERALIDADES

1.1.Objetivo del Estudio

Se efectuó los trabajos de exploración Geotécnica y la evaluación del riesgo sísmico con

fines de cimentar donde se proyecta la construcción del Puente Estuquiña.

Se llama riesgo sísmico a la probabilidad de ocurrencia, dentro de un plazo dado, de un

sismo que cause, en un lugar determinado, cierto efecto definido como pérdidas o daños

determinados. En el riesgo influyen el peligro potencial sísmico, los posibles efectos locales de

amplificación, directividad, etc., la vulnerabilidad de las construcciones y las pérdidas posibles.

1.2.El estudio determinara:

El comportamiento de la estructura en un evento sísmico.

Determinar los espectros de diseño que definirá las componentes horizontal y vertical del

sismo a nivel de cota de cimentación

II. REQUISITOS MINIMOS

De acuerdo a la norma en ningún caso las fuerzas sísmicas serán menores a las

especificadas en la sección 2.4.3.11.Efectos de sismo

Manual de Diseño de Puente MTC.

Del Apéndice A se tiene que Para un 10% de excedencia en 50 años de vida util

A = 0.4 g

De la tabla 2.4.3.11.5 Zonas Sísmicas MDP MTC Coeficiente de aceleración “A”

2.1. Zona de comportamiento sísmico:

Zona sísmica 3 Coeficiente de aceleración entre 0.19 a 0.29

Suelo de Perfil tipo II Coeficiente de Sitio S = 1.2

2.1.1 Categorización de la estructura del puente Estuquiña

Coeficiente de respuesta sísmica elástica

C sn = ATAS 5.22.1 /3/2

T = Periodo de vibración del n-esimo modo(s)

A = Coeficiente de aceleración especificada en el articulo 2.4.3.11.3

S = Coeficiente de sitio

III. GEOLOGIA Y SISMICIDAD DEL AREA EN ESTUDIO

3.1.GEOLOGIA




El Proyecto se ubica dentro del mapa geológico del cuadrángulo de Moquegua (U-35).Carta

geológica - Instituto Geológico Nacional.

La secuencia estratigráfica es la siguiente (de más antiguo a reciente)

Grupo Toquepala

Formación Moquegua

Depósitos Aluviales

Depósitos Fluviales

Grupo Toquepala: Rocas volcánicas formadas por derrames andesíticos y piroclásticos finos

de colores verdoso y marrón, dacita y riolita Su edad corresponde al Cretáceo superior –

Terciario inferior.

Esta formación se encuentra al norte de la zona de estudio en los sectores como Cerro los

Ángeles, Cerro Huaracane, Cerro Estuquiña.

También se observa al lado izquierdo del río Huaracane aglomerados con de composición

andesitita de colores grisáceos verdoso, rosado y amarillento.

Formación Moquegua: Esta formación está constituida por areniscas de grano medio-

grueso, de color beis que se intercalan con areniscas arcillosas grises o rojizas, arcillas rojizas

y lentes de conglomerados. También hay areniscas tufáceas y tufos. La estratificación que

presentan es en capas de 0.40 a 1.00 m. Intemperizadas presentan superficies de apariencia

concrecionada.

Depósitos Aluviales: Los depósitos aluviales están cubriendo grandes extensiones a la

derecha del río Huaracane. El material ha sido transportado por aguas corrientes desde las

partes altas del flanco andino y depositados.

El material es grava consolidada con intercalaciones de arena, y en menor cantidad arcilla y

tufo. La grava está compuesta por elementos redondeados, sub redondeados y sub angulosos

de distintas clases de rocas predominando las volcánicas, sus diámetros varían entre 1 y 20

cm. pero hay algunos hasta de 40 – 50 cm. se aprecia la presencia de sales.

La potencia de estos aluviales es variada desde pocos metros hasta máximo de 60-80 m.

Depósitos Fluviales: Son los depósitos actuales acumulados en los fondos de los valles de los

ríos Moquegua, El material es mezcla de gravas, arenas que quedan como terrazas sobre el

lecho del río y son aprovechados como terrenos de cultivo en los sectores aledaños al río.

De la visita a campo se deduce que la zona de influencia del río ha sido invadida por los

agricultores a lo largo del río.

3.2.Sismicidad de Moquegua.

De acuerdo a la NTE - E30 y el predominio del suelo bajo la cimentación se recomienda

adoptar los siguientes parámetros:




Factor de zona 3 Z=0.40Factor de amplificación de suelo S= 1.2Periodo que define la plataforma del espectro Tp=0.60seg

El suelo esta constituido por material Gravoso-arenoso, arena bien graduada a arena pobremente graduada con poco fino , de forma angulosa y bolonería de 8 pulg. en un 6% , arenas gruesas a finas de color gris claro.

IV. METODOS DE ANALISIS

Determinación de máxima aceleración y máximo sismo creíble

4.1. De la Instrumentación Existente en la Zona

EL CISMID Centro de Investigación sísmica y Mitigación de Desastres de la Universidad

Nacional de Ingeniería Es la Entidad que impulsa y dirige la Red Nacional de acelerografos

especialmente en el sur del Perú y con Apoyo del colegio de Ingenieros de Moquegua

instalaron 03 acelerografos antes del sismo del 2001

Distribución de intensidades en el sismo del 23 de junio 2001 Moquegua se encuentra en el tipo VI y VII escala de Mercalli

Modificado.

REGISTROS DE ACELERACIONES




ESTACION MOQUEGUA SISMO 23 JUNIO 2001 REGISTRO DE ACELERACION

Estación Moquegua - Componente E-W

-300

-200-100

0

100200

300

0 20 40 60 80 100 120

Tiempo (seg)

Ace

lera

ción (g

al)

Estación Moquegua - Componente U-D

-300

-200

-100

0

100

200

300

0 20 40 60 80 100 120

Tiempo (seg)

Ace

lera

ción (g

al)

Estación Moquegua - Componente N-S

-300

-200

-100

0

100200

300

0 20 40 60 80 100 120

Tiempo (seg)

Acele

ració

n (gal)

TIEMPO HISTORIA DE ACELERACIONES DEL SISMO DE

OCOÑA DEL 23/06/01 (Ms 8.1)Aceleración Máxima: E-W 295.3 gal, N-

S 220.0 gal, U-D 160.6 gal

ESTACION ICA SISMO 15 AGOSTO 2001 REGISTRO DE ACELERACION

PARAMETROS DE SUELO

* (SERA DETERMINADO POR EL

ESPECIALISTA NO SERA MENOR DE S3)

V. DETERMINACION DE LA ACELERACION PROBABLE

El Calculo del peligro sísmico se evalúa con la finalidad predecir probabilisticamente las

aceleraciones para un periodo de retorno.

Para el caso de Moquegua la fuente de sismo es subducción y continental.

Se uso para la atenuación fuente asociada a mecanismo de subducción (Casaverde)




Para la atenuación de aceleración asociada a mecanismo continental (Mac Guire)

VI. CONCLUSIONES

- Aceleración sísmica adoptada para el puente Estuquiña A= 0.4g

- Comparación de eventos sísmicos en el sur de Perú

De los eventos registrados Por la red Nacional de Acelerografos de la Universidad nacional de Ingeniería CISMID

ZONA ACELERACION MAXIMAESTE

OESTE NORTE-SURVERTICA

LSISMO DE

MOQUEGUA 0.295 0.22 0.16123-Jun-01

TIEMPO 120 SEGSISMO DE ICA 0.272 0.334 0.192

15-Ago-07TIEMPO 160 SEG

- - Al estar en una zona sísmica Nº 3 se recomienda evaluar el potencial de licuación de

arenas y gravas ya que el el sismo del 2001 se evidencio este fenómeno en el puente

Locumba Panamericana Sur.

- - El Mapa de distribución de aceleraciones para 10 % de excedencia en 50 años

elaborado por Alva y Castillo es similar al propuesto por la AASHTO en EEUU.

- Y para el caso de Moquegua coincide con el valor de 0.4g de aceleración.




ESTUDIO DE GEOLOGÍA, GEOTECNIA

-------------------------------------------------------------------------

GEOLOGIAI. GENERALIDADES

El Estudio Geológico, está orientado a la evaluación de las condiciones de cimentación del

terreno donde se plantea realizar la construcción del Puente Estuquiña, correspondiente al

proyecto

En el área regional, se distingue tres (3) Unidades Geomorfológicos; estas son: Llanura

costanera, Flanco Andino y Cadena de Conos Volcánicos, correspondiendo localmente; el área

en estudio, a la Unidad Geomorfológico de Llanura costanera,

Desde el punto de vista lito-estratigráfico; las rocas más antiguas, que afloran al entorno del área

en estudio; estan representadas por rocas del Grupo Toquepala, de Edad Cretácea superior a

Terciario inferior; ubicadas hacia la margen derecha; aguas abajo del río Estuquiña (cerros

Huaracane y Estuquiña, hacia el SW) y hacia el Este, cerro Los Angeles).

Alejado de su cauce; en su margen izquierda aguas abajo, afloran rocas de la Formación

Moquegua Superior (sector rural El Rayo)

Los rasgos estructurales más importante; son los Sistemas de fallas Incapuquio y Micalaco

El presente Informe, es el resultado del levantamiento geológico superficial; del área de

Estudio, a la escala 1:1,000, que se encuentra en el Distrito de Moquegua, Provincia

Mariscal Nieto, Región de Moquegua.

a) Trabajos de Campo

La exploración se llevó a cabo el mes de Agosto del 2,007; utilizando como base

topográfica el plano levantado por la sección topográfica de la Subgerencia de Estudios;

del G.R. Moquegua, siendo todos los datos geológicos; ploteados directamente en campo,

mejorando luego dicha información; en gabinete, con fines de obtener mayor información,

acerca de rasgos lito morfológicos, hidrológicos y de los procesos geodinámicos en la zona

presentes.

La construcción de dicha infraestructura vial; demanda la ejecución de Estudios

específicos; de naturaleza geológica, hidrológica y geotécnica, respectivamente

El presente Informe, forma parte de la evaluación geológica; del área rural

correspondiente a los sectores de riego; Yaguay y Estuquiña y su entorno.

El avance de los trabajos geológicos corresponde a lo siguiente:

- Recopilación y revisión de la información existente

- Evaluación de la información geológica regional básica

- Reconocimiento geológico preliminar en campo; de la zona de estudio

- Evaluación y cartografiado geológico local

- Muestreo y descripción de rocas y depósitos sedimentarios típicos




- Trabajos de gabinete:

- Evaluación de la información de campo

- Elaboración de planos, mapas, esquemas (secciones)

- Informe final

Se inicia el Estudio Geológico; tomando como base la información técnica disponible al respecto,

valuando el alcance de la misma. A continuación se describe la información básica regional; para

luego especificar el aspecto de la Geología local, que es el tema que interesa al Proyecto en

Estudio.

II. REVISIÓN DE LA DOCUMENTACIÓN GEOLÓGICA DISPONIBLE

Entre la documentación disponible revisada; que contiene algunos rubros de información

geológica y otra, relacionada directa o indirectamente con la zona de Estudio, se pueden

mencionar las siguientes:

- Boletín N° 15 del INGEMMET Geología del cuadrángulo de: Moquegua (35-u), que

proporciona;

Del ámbito regional, información geológica referencial.

- Ambiente deposicional de una cuenca continental intramontaña andina: El Grupo Moquegua

(Sur del Perú), que suministra información sedimentológica regional en término de cuenca.

- FORMATO SNIP-02: FICHA DE REGISTRO - BANCO DE PROYECTOS Proyecto de

Inversión Pública: SNIP 40932, al nivel de Perfil aprobado del proyecto.

III. GEOLOGÍA ZONA (QUILANCHA-HUARACANITO-HUARACANE)

3.1 Aspectos Generales

Sobre la base del proceso de verificación de campo (mapeo), se detalla las características

geológicas, del área de ubicación del Acceso carrozable proyectado; orientándose el

levantamiento geológico a establecer los siguientes aspectos: geomorfología, litología-

estratigrafía (ambiente petrológico de los afloramientos rocosos y tipos de depósitos no

consolidados; estructuras geológicas influyentes (fallas, fracturas, diaclasas), condiciones de

estabilidad, características hidrológicas y procesos geodinámicos.

Las características observadas presentan condiciones específicas, en lo relacionado con el

material que conforma el área sobre el que se construirá el Acceso en mención.

3.2 GEOLOGÍA REGIONAL

Se presenta; la información regional; de las Unidades geomorfológicas, secuencia

estratigráfica regional, rasgos estructurales y aspectos hidrológicos

3.2.1 Geomorfología




Dentro del marco geomorfológico regional; antes mencionado, de las Unidades

Geomorfológicas que tienen relación directa, con el área de estudio, solamente son:

Llanura costanera y Flanco Andino; desarrollándose éstos rasgos, a manera de fajas

longitudinales, con sus características propias; relativas a altitud, relieve, clima,

geología, y otras.

Dentro del concepto morforegional; es de considerar las siguientes geoformas

positivas; relacionadas directamente con el área en estudio: cerros Huaracane

principalmente y Estuquiña Los Angeles; que mantienen una orientación referencial

NE-SW configurando en conjunto; una pantalla, mirando hacia el Norte; desde la

zona de ubicación del Acceso a construir, significando el control del inicio; en su

orientación de Norte a Sur, de la planicie de la llanura costanera. La pantalla

morfológica, como consecuencia de procesos erosivos y estructurales, configuran el

curso y/o cauce de los ríos Huaracane, Torata (Torata, en su tramo inicial y

Estuquiña, en la zona en estudio) y Moquegua respectivamente.

3.2.2 Litología y Estratigrafía

Analizando la naturaleza lito estratigráfica regional; de un área que circunda la zona

de ubicación del Puente a construir basándose en una expeditiva revisión del plano

geológico regional, del Cuadrángulo de Moquegua (35-u), permite considerar que el

marco litológico general que circunda dicha zona; tiende a ser de un ambiente

volcánico, representado en su mayor extensión por los volcánicos del Grupo

Toquepala, que tienen relación directa con el área de estudio, corresponde a la

siguiente:




Grupo Toquepala (Ks-to)

Regionalmente en el área en estudio; dentro del Grupo Toquepala, se ha identificado

a la Unidad litológica, conocida como Formación Huaracane (Ks-hu), conformada

por lavas piroclásticas soldadas de cuarzo y flujos piroclásticos tipo toba-lapilli

soldados unos y estratificados otros; color gris claro, que sobreyacen en fuerte

discordancia a los clastos continentales de la Formación Moquegua.

Formación Moquegua Ti-mo)

Conformado por clastos continentales, de fuerte espesor (500 a 600 m) La

Formación se divide en dos Miembros: Moquegua superior y Moquegua inferior; de

composición sedimentaria con litología variada. Regionalmente, solo aflora el

Moquegua superior; hacia el Este de la zona en estudio, no pudiéndose determinar

de su manifestación; como roca base, en el área de ubicación del puente

proyectado, sobre el río Estuquiña.

Depósitos Cuaternarios Recientes (Qr)

Regionalmente los Depósitos Cuaternarios presentes en la zona; son variables en

tipo y composición lítica, lo que revela que la región ha estado sometida a fenómeno

de degradación, transporte y deposición respectivamente; siendo los principales

agentes, la meteorización, el intemperismo y el elemento hídrico, bajo determinados

climas dominantes.

Entre los principales depósitos recientes, presentes, se hallan los de naturaleza

aluvial, aluvio-fluvial, colo-aluvial y coluvial. La composición y ubicación de los

materiales de estos depósitos; que se relacionan con la zona de estudio, serán

abordadas en el estudio geológico local.

3.2.3 Marco EstructuralDe acuerdo a los registros de la Carta Geológica Regional, el entorno regional de la

zona de estudio, presenta; hacía el Noreste, el emplazamiento con orientación NW-

SE, del sistema de la falla regional Incapuquio, que afecta a la ciudad de Moquegua

y las pampas de Chen Chen.

La mencionada geoestructura, han originado estructuras remanentes de

lineamientos; paralelos a dicha falla y entre sí, respectivamente. Los mencionados

lineamientos se manifiestan; regionalmente, hacía el Sureste de la zona en

evaluación; en el Sector El Yaral (Estuquiña) y en las pampas de Chen Chen; a la

altura de la ciudad de Moquegua

En deducción, las macro estructuras antes mencionadas; integran el marco tectónico

de un área mucho más extensa. Así se sabe que, el vulcanismo andino de ésta parte

sur peruana; ha sufrido un número variable de fases tectónicas; de las consideradas

cuatro, fases andinas.




3.2.4 Aspectos Hidrológicos

La red hidrográfica del entorno regional; está representada por, los drenes de las

cuencas correspondientes a los ríos de Huaracane, Estuquiña y Moquegua

respectivamente; los que no cuentan con afluentes significativos, que alimenten su

caudal.

La fuente principal de abastecimiento hídrico; del río Huaracane, corresponde a la

que deviene de la presa Pasto Grande; y la de los ríos Estuquiña y Moquegua; la

que proviene, el primero; del acuífero regional Capillune, incrementando su volumen

con las de Pasto Grande y el segundo; alimentado hídricamente, por el acuífero

regional Capillune, presente en la zona alto andina, hacia el Este de la zona en

estudio.

Referente a aspectos de hidrología subterránea; es de manifestar la presencia de

acuíferos freáticos libres, relacionados a los ríos; antes mencionados, siendo el de

mayor importancia el correspondiente al del río Moquegua; que por la morfología del

relieve y la fisiografía por la que discurre favoreció su formación.

3.3 GEOLOGÍA LOCAL

La secuencia geomorfológica y litoestratigráfica local de la zona en estudio; a partir del

mapeo superficial, abarca únicamente depósitos de materiales sedimentarios;

correspondientes al Cuaternario reciente.

- Levantamiento Geológico local

Las actividades geológicas de campo; en la zona en estudio, han comprendido lo

siguiente:

- Reconocimiento geológico general de la zona de estudio

- Mapeo geológico, sobre planos topográficos a escala 1: 750

- Muestreo y clasificación de rocas.

Las verificaciones de campo; al nivel del estudio, han cubierto el marco geomorfológico y

lito-morfoestructural; incluyendo los fenómenos de geodinámica externa que se presentan

en la zona, así como de los aspectos hidrológicos.

En base de la información geológica; de campo obtenido y su cartografiado respectivo, es

que se describe las características geológicas locales.

El primero, correspondiente a la vertiente terminal Nor Nororiental de la cadena volcánica

occidental del altiplano; cuya morfología es abrupta, estando en situación y trato directo

con la litología de las rocas volcánicas confortantes

3.3.1 Geomorfología




Dentro del área de estudio geológico local; se ha encontrado un relieve diferenciado;

representado por dos aspectos morfológicos contrastantes:

Del Grupo Toquepala (Formación Huaracane); influenciada también, por las

condiciones climáticas; especialmente las precipitaciones pluviales, que disectaron

el relieve de dicha vertiente.

Localmente, el área en estudio; presenta alturas sobre el nivel del mar, desde 1,400

m en cota de su cauce, en desarrollo de muy suave pendiente (8°), originada por

cuestiones mecánicas (terrenos de cultivo), con ascenso de relieve; entre 2,400 m.

(cerro Huaracane) y 2,250 (cerro Estuquiña), en su margen derecha aguas abajo.

En la depresión topográfica (valle) de la zona en estudio; no esta relacionada con

certeza, o determinado por la estructura rocosa infrayacente, siendo probablemente

un valle fluvial constructivo, en una región de estructura geológica complicada.

3.3.2 Litología y Estratigrafía

La secuencia estratigráfica local de la zona de estudio; a partir del mapeo superficial,

abarca solamente depósitos sedimentarios recientes del Cuaternario; no

estratificados, emplazados en el cauce del río Estuquiña y Huaracane.

Depósitos Cuaternarios recientes (Qr)

Localmente los depósitos Cuaternarios; corresponden a los materiales

sedimentarios de depositación, no estratificados y de irregular estructura geológica;

siendo versátiles en tipo y ocurrencia. Configuran el valle por el que discurre el río

Estuquiña. Se describe a continuación los depósitos sedimentarios comprendidos en

el ámbito de la litoestratigrafía local.

1.- Depósitos aluviales (Qr-al)

Compuesto por fragmentos de clastos redondeados; de rocas volcánicas,

englobados por una matriz areno gravosa; en estructura inconsolidada, que

conforman el cauce de los ríos Estuquiña y Huaracane.

2.- Depósitos de suelos residuales1 (Qr-sr1)

Constituido por materiales aluviales metamorfizados mecánicamente (por el

hombre); conformado por clastos subredondeados, englobados por una matriz limo-

arenosa, en estructura inconsolidada Suelos actualmente utilizados, como terrenos

de cultivo.

3.- Depósito de suelos residuales 2 (Qr- sr2)

Materiales aluviales de préstamo; provenientes de extracción, acarreo y

acumulación, sobre los depósitos naturales de tipo aluvial, en la zona, existente

3.3.3 Marco Estructural localEn el área local de estudio; debido a su conformación; en general, de materiales

sedimentarios, no evidencia rasgos de tipo estructural; ya que los depósitos




sedimentarios presentes, se orientan a mostrar una reducida conformidad, en cuanto

a la disposición y contacto de sus bancos, debido fundamentalmente a la presencia

de terrenos de cultivo, que los recubren.

Alteraciones geológicas

No se aprecia; localmente, de la presencia de alteraciones químico-geológicas; ni

supérgenas (secundarias) ni hidrotermales (hipógenas)

3.3.4 Procesos Geodinámicos

1) Geodinámico Externa

Desarrollados externamente en la corteza terrestre; por acción de agentes hídricos

(agua, lluvia) viento, cambios de temperatura y acción de la gravedad

Respecto a las condiciones lito-estructurales; de composición homogénea, en la

zona en estudio; en ambas márgenes de los ríos Estuquiña y Huaracane, es de

manifestar lo siguiente:

a) Cuando se realice el proceso constructivo de las obras correspondientes al

puente proyectado; el cauce del río Estuquiña, está propenso al proceso de

erosión regresiva o remontante, por acción del choque de flujo de agua

b) Al construir una infraestructura vial; al borde de un río, se cambia el

gradiente de corriente, por lo que es posible que; aguas arriba, se incremente la

actividad erosiva del mismo; con el fin de recuperar su equilibrio original.

2) Geodinámica Interna

Es la actividad de los agentes modificadores del relieve, que se originan en la

superficie terrestre y bajo de ella. Como ejemplo de éste fenómeno, se puede

considerar los de suelos expansivos y rocas explosivas.

En el primero de los indicados, se debe manifestar que los materiales que

constituyen el suelo aluvial, donde se emplaza el acceso no presentan expansión ya

que por su estructura y alta permeabilidad; no tienen avidez de agua, que es la que

lo produce. Sin embargo ello no descarta la posibilidad de ocurrencia, si existiera; en

profundidad, un estrato arcilloso.

3.3.5 HidrologíaRespecto a la presencia de agua subterránea; por la calidad del material aluvial

presente en el área estudiada, el permanente flujo hídrico de los ríos Estuquiña y

Huaracane y la presencia de niveles freáticos; en las calicatas, en la zona

aperturadas, confirman de la existencia de un acuífero de aguas subterráneas; de

tipo libre, del que no es posible establecer; la potencia y características hidráulicas

del mismo, debido a la falta de información geognóstica (Geofísica) o hidráulica

correspondiente.




IV. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

Puntualmente, no se ha reconocido en campo; evidencias claras, de fallas geológicas locales

importantes, ni secundarias, menos sistemas estructurales de plegamiento; que podrían

significar geo estructuras negativas, para la fundación de la infraestructura vial a construir.

Reconocida la existencia; en la zona, de la falla regional Incapuquio; que por su cercanía, es de

considerarla como estructura geológica local, se considera que tiene relativa influencia

estructural con el área de emplazamiento.

Las canteras proveedoras de agregado; merituan la realización de los estudios de mecánica de

suelos, con fines de determinar adecuadamente la clasificación del material componente y

su potencia respectiva.

Si a la profundidad mencionada se encuentra material bien definido y estable, con las

características mencionadas, se deberá seguir profundizando la excavación hasta encontrar

terreno firme e invariable, por ningún motivo se cimentara en estratos, cuyo material tenga un

considerable contenido de partículas finas, limosas, puesto que esto son muy comprensibles y

generaría inestabilidad en la estructura

GEOTECNIAI. GEOTECNIA

Con fines de investigación de los materiales de cimentación de la obra se han ejecutado

investigaciones geotécnicas de campo, las investigaciones han consistido en calicatas con

pruebas in situ y laboratorio de Mecánica de Suelos, con los cuales se ha conocido las

propiedades físicas y mecánicas de los materiales del subsuelo de cimentación, los cuales

pasaremos a describir a continuación.

ESTRATOS, PROGRESIVA: 0+650

PROFUNDIDAD : 6.00 DIÁMETRO : 5.00

CONFORMACION DEL SUB SUELO

0.00 @ 0.60 : Grava Pobremente Graduada envuelta en una matriz arenosa (tipo

hormigón) de color gris azulado, de compacidad suelta a media, con

plasticidad nula, partículas sub redondeadas y redondeadas

0.60 @ 2.00 : Material Conglomerado compuesto de botonería y cantos, las

partículas

menores de 3” se clasifican como grava mal graduada de color azul grisáceo y

parduzco, de plasticidad nula, de compacidad media, partículas sub

redondeadas y redondeadas, en estado muy húmedo

2.00 @ 5.10 : Grava Conformado por grava bien graduada de color azul grisáceo y parduzco,

de plasticidad nula, de compacidad media, y que va aumentando con la

profundidad, partículas sub redondeadas y redondeadas, envuelto en una matriz

de tamaño grueso (botonería y cantos rodados)

Continua el mismo material, que se va densificando a medida que aumenta la profundidad




II. DISEÑO DE MEZCLA DE CONCRETO

El proyecto cuenta con diseños de mezclas de laboratorio tanto para concretos de f’c=210

Kg/cm2 y f’c=280 Kg/cm2 las mismas que se adjuntan:

2.1 Diseño de mezcla para f’c=210 kg/cm2

Consideraciones

Slump 3”@4”

Agua 205.00

Aire atrapado 2.00

Relacion agua cemento 0.528

Vol. Agregado Grueso 0.626

Dosificación Cemento Agre. Fino Agreg. Grueso Agua

En Peso

En Volumen

Peso x Bolsa

1.00 1.70 2.61

1.00 1.72 2.62

42.50 72.27 110.91

0.55

0.83

23.56

2.2 Diseño de mezcla para f’c=280 kg/cm2

Consideraciones

Slump 3”@4”

Agua 205.00

Aire atrapado 2.00

Relacion agua cemento 0.436

Vol. Agregado Grueso 0.626

Dosificación Cemento Agre. Fino Agreg. Grueso Agua

En Peso

En Volumen

Peso x Bolsa

1.00 1.25 2.15

1.00 1.26 2.16

42.50 52.93 91.59

0.46

0.68

19.36

2.3 ENSAYOS DE LABORATORIO

2.3.1 ENSAYOS ESTANDAR

Se ejecutaron ensayos estándar de los materiales representativos de las calicatas

mencionadas, para poder conocer sus propiedades y clasificarlos de acuerdo a los

resultados obtenidos.

Análisis granulométrico por tamizado ASTM - D422

Límites Liquido y Plástico ASTM - D4318

Clasificación SUCS ASTM - D2487

Humedad natural ASTM - D2216

Gravedad Específica de sólidos ASTM - D854




2.3.2 CLASIFICACION DE SUELOS

Con los resultados de los análisis granulométricos por tamizado y límites de

Atterberg (limite liquido, limite plástico), se clasificaron los estratos encontrados, de

acuerdo al sistema SUCS (ASTM D 2487).

Y en concordancia a la clasificación SUCS, se ha elaborado el perfil estratigráfico

(ASTM D 2488), el cual se adjuntan al presente informe.

El resumen de la clasificación de suelos, de los ensayos realizados se presenta a

continuación:

PROFUNDIDAD (m) SUCS AASHTO

0.00 @ 0.60 GP A-1-a (0)

0.60 @ 2.00 GP A-1-a (0)

2.00 @ 5.10 GW A-1-a (0)

3.- CONFORMACION DEL SUB SUELO

El material conformante en la zona de estudio, es conglomerado compuesto de

bolonería y cantos, acompañado de arenas gravosas y/o gravas arenosas, con

partículas sub redondeadas y redondeadas.

De 0.00 @ 0.60 metros: Material conformado por Grava pobremente graduada,

envuenlta en una matriz arenosa (tipo hormigon de rio). de color gris azulado, de

compacidad suelta a media, con plasticidad nula, partículas sub redondeadas y

redondeadas.

De 0.60 @ 2.00 metros: Material conglomerado compuesto de bolonería y cantos, las

partículas menores de 3" se clasifican como Grava mal graduada, de color azul grisáceo

y pardusco, de plasticidad nula, de compacidad media, partículas sub redondeadas y

redondeadas, en estado muy humedo.

De 2.00 @ 5.10 metros: Material conformado por Grava bien graduada de color azul

grisáceo y pardusco, de plasticidad nula, de compacidad media, y que va

aumentando con la profundidad, partículas sub redondeadas y redondeadas,

envuelto en una matriz de tamaño grueso (bolonería y cantos rodados).

Continúa el mismo material, que se va densificando a medida que aumenta la

profundidad.

3.1 PARÁMETROS DE SITIO:

En vista que los ensayos de penetración ligera, se han realizado hasta una

profundidad promedio de 1.40 metros, no pudiendo continuar porque se generó el

rechazo a los golpes. Los parámetros para el diseño de las estructuras, se ha

optado por asumir valores obtenidos a dicha profundidad, ya que los ensayos de

penetración no son aplicables en suelos granulares encontrados a partir del estrato 2°.




CORRELACION DE LA COMPACIDAD RELATIVA - ÁNGULO DE FRICCIÓNDESCRIPCION N SPT (correlacionado) COMPACIDAD RELATIVA ANGULO DE FRICCIÓNSondaje 1 44.0 79.00 36.85

OBS: La estimación del estado de compacidad relativa para suelos granulares se realizó de acuerdo al criterio deTerzaghi & Peck (1967), modificado por Skemton (1968). Angulo de fricción ø =25+0.15CrN Golpes Cr Estado de compacidadde 0 a 4 de 0 a 15 Muy suelta de 4 a 10 de 15 a 35 sueltade 10 a 30 de 35 a 65 Medianamente densa de 30 a 50 de 65 a 85 DensaMayor de 50 de 85 a 100 Muy densa

De acuerdo a nuestro criterio y nuestra experiencia, se ha optado por trabajar con los

siguientes valores los siguientes valores: con un valor N del SPT de 44, y ángulo de

fricción interna de 36.5º, que son valores conservadores.

4.0 ANALISIS DE LA CIMENTACION

4.1 TIPO DE CIMENTACION

El tipo de cimentación para los estribos, serán cimentaciones normales, sub zapatas y

zapatas armadas.

4.2 PROFUNDIDAD DE LA CIMENTACION

El cálculo de la profundidad de cimentación para este tipo de estructuras, requiere de

otros factores de aspecto hidráulico, como son un estudio hidrológico de cuencas,

caudales máximos, el tirante crítico, la pendiente y la velocidad del agua Se deberá

calcular la profundidad máxima de socavación, de acuerdo a las características del

material de arrastre y sus características hidráulicas. Visto el Estudio Geofísico, se

concluye que la profundidad de la cimentación no deberá ser menor de 6.00 metros,

o asumir el resultado de los cálculos del Estudio Hidrológico.

En su defecto se debe considerar el valor más crítico. Se cimentará las zapatas en el

estrato bién definido de Grava bien graduada, de plasticidad nula, con una compacidad

densa.

Si a la profundidad mencionada no se encuentra material bien definido y

estable, con las características mencionadas, se deberá seguir

profundizando la cimentación hasta encontrar terreno firme e invariable.

4.3 CAPACIDAD PORTANTE




Se ha calculado la capacidad de carga admisible, con la ecuación

propuesta por Terzhagui, para tal efecto se ha utilizado el criterio de Vesic

(1963), según el cual la capacidad ultima de carga, para una falla general,

se da en la siguiente expresión:

Qult = ( 1.3CNc+q Nq+0.4yBNy) / fs

Donde:

Nc, Nq y Ny son coeficientes de carga debido a la cohesión, peso y

sobrecarga del suelo en función del ángulo de fricción,

q = Y.Df , sobrecarga.

4.4 ASENTAMIENTOS

En el caso del área estudiada y que servirán de apoyo a las

estructuras, los asentamientos se han calculado de acuerdo a la siguiente

ecuación de Terzaghi y las constantes elásticas propuestos por J. Bowles

1982:

S=qB(1-u2)If / Es

S = Asentamiento (cm)

q = Presión de trabajo

B = Ancho de cimentación

u = Relación poisson

If = Factor de forma

Es = Modulo de Elasticidad (Tn/m2)

Reemplazando tenemos: S = 2.54 cm. (Asentamiento límite)

5.0 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

La conformación estratigráfica del terreno de fundación está conformado por gravas

arenosas y/o arenas gravosas, con partículas sub redondeadas y redondeadas, con

considerable cantidad de partículas gruesas (bolonería y cantos rodados) que se incrementa

notablemente a medida que se profundiza. La densidad del suelo va en considerable

aumento a medida que se va profundizando la excavación.

Se ha determinado la capacidad de carga admisible del suelo, cuyo valor final es: 3.81 Kg / cm2.




La profundidad mínima de cimentación no deberá ser menor de 6.00 metros. Se desplantará la

cimentación en el estrato firme y bien definido como grava bien graduada acompañada de

partículas gruesas (bolonería y cantos rodados), de plasticidad nula, con compacidad densa, o

en materiales que presenten mejores características a la mencionada (si se diera el caso).

Si a la profundidad mencionada no se encuentra material bien definido y estable, con las

características mencionadas, se deberá seguir profundizando la excavación hasta encontrar

terreno firme e invariable.

Por ningún motivo se cimentará en estratos, cuyo material tenga un considerable contenido de

partículas finas, limosas, puesto que estos son muy compresibles y generaría inestabilidad en la

estructura.

Una corriente de agua que se desplaza en un cauce tiene cierta capacidad de suspender y

arrastrar partículas sólidas que constituyen el lecho sobre el que ocurre el flujo. Por lo que se

recomienda considerar estos factores en el diseño de la estructura, tales como son la

configuración geológica y topográfica del cauce, las características del material de arrastre y

las características hidráulicas de la corriente.




ESTUDIO DE HIDROLOGÍA E HIDRÁULICA

------------------------------------------------------------------------------

I. INTRODUCCIÓN

El presente trabajo, constituye el “Estudio Hidrológico del Proyecto: “Mejoramiento de la

infraestructura vial a las zonas productivas del sector de riego Estuquiña, Valle de Moquegua,

Provincia Mariscal Nieto, Región Moquegua”, cuyo objetivo es estimar las descargas máximas

para diferentes períodos de retomo que se presentarían en los ríos Torata y Huaracane, y

determinar el caudal máximo de diseño del puente Estuquiña y de los Pontones (puentes

carrozables) sobre el río Torata.

El Proyecto de la Infraestructura vial a zonas productivas del sector de riego Estuquiña, se

encuentra ubicada en la costa sur del Perú, en el valle de Moquegua, en la jurisdicción del

distrito de Moquegua, Provincia Mariscal Nieto, Región Moquegua; cuenta con dos puentes

carrozables sobre el río Torata en los subsectores Quilancha y Ocolla, y un Puente sobre el río

Huaracane.

II. ESTUDIOS ANTERIORES

Para propósitos específicos del Estudio Hidrológico, se han usado como referencia los siguientes

estudios:

Informe Hidrológico del Expediente Técnico para las Obras de Trasvase Huaracane -

Chen Chen. Paquete B. Torata - Chen Chen, 1994. Proyecto Especial Pasto Grande.

Moquegua.

Inventario, Evaluación y Uso Racional de los Recursos Naturales de la Costa (Cuencas

de los ríos Moquegua, Locumba, Sama y Caplina, 1976 y Pampas) realizados por la

ONERN.

Remodelación, Diseño y Expediente Técnico de Licitación de la Bocatoma Torata – FIC-

UNI - 1998.

Rehabilitación, Diseño y Expediente Técnico de Licitación de la Bocatoma Otora – FIC-

UNI - 1998.

III. ESTUDIO DE LAS SUBCUENCAS HIDROGRÁFICAS DE LOS RÍOS HUARACANE Y TORATA.

4.1 Subcuenca río Huracane

El río Huaracane da origen al río Moquegua, se ubica en el Departamento de Moquegua,

al sur del Perú, entre los paralelos 16º 52´ y 17º 06´ de latitud Sur y entre los meridianos

70º 35´ y 70º 56´ de longitud Oeste.

Los ríos Otora y Chujulay forman el río Huaracane, conformante del sistema hídrico del

río Moquegua.




El río Otora se forma en las alturas de los cerros Eslabón y Huaylo.

Con la cartografía disponible se delimito el área de la cuenca del río Huaracane, en base

a esta representación grafica se procedió a la determinación de las principales

características de la fisiografía de la cuenca hasta el punto de ubicación del Puente

sobre el Huaracane.

En el Cuadro Nº 1 se presentan las características más notables de la subcuenca del río

Huaracane.

Cuadro N° 1Características físicas de la subcuenca del río Huaracane

hasta la cabecera del valle de Moquegua

Área, A 491 km2

Área húmeda, A 196 km2

Perímetro, P 131 Km.Longitud del cauce principal, L 65 Km.Cota mas alta 5,197 msnmCota mas baja 1,335 msnmDesnivel máximo, H 3,862 mAltitud media, Hm. 1,931 msnmPendiente, S 5.9051%Pendiente promedio, S1 6.7%Factor de Forma 0.146Coeficiente de Compacidad 1.68

En el Cuadro N° 2 se muestra las características para la elaboración del perfil

longitudinal del cauce del río Huaracane.

Cuadro N° 2División por tramos del cauce principal río Huaracane

Cotas (msnm)

Desnivel (m)

Longitud Parcial (Km.)

Longitud (Km.)

Pendiente (%)

5197-5000 197 2 2 9.855000 – 4800 200 3 5 6.67

4800-4600 200 2 7 10.004600-4400 200 3 10 6.674400-4200 200 5 15 4.004200-4000 200 6 21 3.334000-3800 200 4 25 5.003800-3600 200 3 28 6.673600-3400 200 2 30 10.003400-3200 200 1 31 20.003200-3000 200 3 34 6.673000-2800 200 3 37 6.672800-2600 200 3 40 6.672600-2400 200 4 44 5.002400-2200 200 4 48 5.00




2200-2000 200 5 53 4.002000-1800 200 3 56 6.671800-1600 200 3 59 6.671600-1400 200 5 64 4.001400-1335 65 2 66 3.25

Sobre la base del reconocimiento de campo efectuado por el Consultor, complementado

con los resultados de los trabajos de gabinete, se puede establecer que el tramo del río

donde se encontraría emplazado el puente Huaracane es ancho y dinámicamente

estable. El cauce tiene una pendiente longitudinal promedio de S = 6.7% y su ancho

promedio es de aproximadamente b = 33 metros.

El río Huaracane permanece seco gran parte del año, porque generalmente las aguas

trasvasadas del Proyecto Pasto Grande son captadas por la Bocatoma Otora y

conducidas al río Torata por el canal Otora – Torata, pero cuando ocurren

precipitaciones significativas en la parte alta de la subcuenca, entre los meses de enero

a abril, transporta caudales de considerable magnitud, con gran capacidad de arrastre de

sedimentos y palizada.

Según las características geomorfológicos de la subcuenca del río Huaracane, y

tomando en consideración el efecto de la forma de la subcuenca, puede esperarse que

la respuesta precipitación – escorrentía se presente de manera lenta y atenuada; sin

embargo, durante la ocurrencia de eventos extraordinarios, en los cuales las

precipitaciones ocurren a altitudes correspondientes a la subcuenca media, se producen

descargas instantáneas bastante altas en la parte inferior de la subcuenca.

Tomando como base las características del cauce en el tramo de estudio y las marcas

dejadas por los máximos niveles de agua, es posible hacer una estimación del caudal

máximo ocurrido en el río Huaracane en el año 1998.

La pendiente promedio del cauce principal se ha calculado por un procedimiento, el valor

S se obtiene del cociente del desnivel máximo de la corriente entre su longitud

horizontal. El desnivel máximo esta dado por la diferencia de elevaciones entre el punto

mas alto y mas bajo, es decir la naciente de la corriente y el punto de control a la salida

de la subcuenca. Se observa que la pendiente es variable a lo largo del curso, con unos

tramos de menor pendiente en cotas entre 4,000 m.s.n.m. a 4,200 m.s.n.m., una fuerte a

regular pendiente entre 4,400 m.s.n.m. y 4,800 m.s.n.m., una fuerte pendiente entre

3,200 m.s.n.m y 3,600 m.s.n.m. y una regular pendiente entre 1,850 m.s.n.m. y 3,200

m.s.n.m. Ver Gráfico Nº 1.

Grafico Nº 1




Perfil Longitudinal del rio Huaracane

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

0 10 20 30 40 50 60 70

Longitud Horizontal (Km)

Altit

ud (m

snm

)

IV. DETERMINACIÓN DE LAS PRECIPITACIONES MÁXIMAS

Subcuenca del Río Huaracane

Para efectos del dimensionamiento de la estructura (Puente), se ha efectuado la

evaluación de la información hidrometeorologica disponible, en base a la información

obtenida por el Consultor.

Par la determinación de las descargas máximas se procedió a la aplicación del Método

del hidrograma unitario Sintético del U.S. Soil Conservation Service.

Una etapa preliminar a la aplicación del método consiste en la elaboración del análisis

probabilística de los registros de precipitación máxima diaria de las estaciones

consideradas, la información procesada fue sometida a pruebas de ajuste a diferentes

leyes de distribución de probabilidades.

Del análisis efectuado se puede determinar que la distribución de probabilidades de

Gumbel muestra el mejor ajuste a los datos procesados, en el Cuadro Nº 3, se presentan

los resultados para diferentes períodos de retorno investigados.

Cuadro N° 3Precipitaciones Máximas subcuenca del río Huaracane

Estación TitijonesQuinistaquilla

s MoqueguaPmax prom.

Tr (Años)P max 24 hr. (mm)

P max 24 hr. (mm)

P max 24 hr. (mm)

P max 24 hr. (mm)

5 19.0 18.1 19.0 18.610 23.2 22.7 25.0 23.250 32.3 32.7 38.0 33.3

100 36.2 37.0 43.5 37.6500 45.2 46.9 56.4 47.5




V. Determinación de las Máximas Avenidas

9.1 Subcuenca del río Huaracane

Con los resultados del análisis precedente del Cuadro Nº 3, se procedió a la

interpretación del proceso Precipitación – Escorrentía a través del modelo del

hidrograma unitario del Soil Conservation Service.

De acuerdo a la experiencia y por investigación en estudios similares en la zona del

proyecto, la elección del Número de Curva (CN) corresponde al valor de 85.

En el Cuadro Nº 4 se presentan los caudales resultantes de la aplicación del modelo

numérico para los diferentes períodos de retorno.

En el presente estudio se adoptó como caudal de diseño del Puente, la magnitud de

100.00 m3/s.

Cuadro N° 4Caudales Máximos calculados subcuenca del río Huaracane

Tr (Años)Q max. (m3/s)

5 9.010 18.050 48.0

100 63.0500 106.0

VI. CÁLCULO DE LOS TIRANTES MÁXIMOS Y PROFUNDIDAD DE SOCAVACIÓN

Características hidráulicas

Para obtener documentación que ofrezca las garantías necesarias para los trabajos de

regulación de ríos, se realizaron levantamientos topográficos de terreno y la recopilación de

datos técnicos de experiencias tanto del personal asignado, como de beneficiarios de la zona

para determinar lo siguiente:

1. Bajo qué condiciones hidráulicas tiene lugar el transporte de acarreos.

2. Bajo qué condiciones hidráulicas tiene lugar la erosión de fondo y de las riberas del río.

3. Bajo qué condiciones hidráulicas y geométricas del cauce puede asegurarse el estado de

equilibrio en determinados tramos.

A continuación definimos en el cuadro N° 5, todos los elementos característicos para

determinar la profundidad de socavación para las zonas definidas en los ríos Huaracane y

Torata.

Tómese los valores siguientes:

s = 1.83 T/m³ Grava de cantos rodados

B = 0.82 (50% de que se presente el gasto de diseño)

1/(x+1) = 0.83




Se considerarán las pendientes normales.

Determinación de la profundidad de socavación

SUBCUENCAQ100

m3/seg.Jr m/m bo (m) T (m) A ts (m) Hs (m)

Huaracane 100.000 0.067 33.000 0.527 5.695 2.96 2.44

Q100 -> Caudal para 100 años de retorno

J -> Pendiente

bo -> Ancho de superficie

t -> Tirante

a -> Coeficiente

ts -> Tirante a la profundidad que se desea evaluar la velocidad erosiva.

hs -> Profundidad de socavación

Como consecuencia del cálculo anterior, cuyos resultados se muestran en el cuadro N° 5, para

el río Huaracane, se determina una profundidad de socavación de 2.48 m.,

Tirante máximo

Los tirantes máximos son los siguientes:

Tirante máximo

Subcuenca Tirante máximo (m.) Tirante máximo (m.s.n.m.)

Huaracane 0.527 1,350.087

Profundidad mínima recomendable

Las profundidades mínimas recomendables para la ubicación de la cimentación son las

siguientes:

- Río Huaracane : 3.50 m.

VII. OBRAS DE DEFENSA Y ENCAUZAMIENTO

Tomando en cuenta las características de los ríos Huaracane las obras de defensa y

encauzamiento recomendadas son las de tipo enrocado, tal como se aprecia en el Puente La

Villa, las cuales están funcionando correctamente, en comparación al tipo de gaviones por

ejemplo.

Las obras de defensa y encauzamiento también se pueden considerar de gaviones, siempre y

cuando se diseñe tomando en cuenta los antecedentes de obras de gaviones que no han

fallado en los ríos de la cuenca Moquegua.




Por ejemplo se tiene que existen gaviones ejecutados por el Ministerio de Transportes y

Comunicaciones aguas arriba del puente Montalvo, los cuales se encuentran en buen estado

de conservación; además se tienen como antecedentes otros gaviones que han sido ubicados

en la cuenca del río Moquegua, los cuales han fallado debido a lo siguiente:

Insuficiente longitud de colchón, lo que produjo la erosión del cauce del río y el colapso del

gavión.

Lavado de material de relleno, porque en época de crecida el río ingresó por detrás de los

gaviones, por la no existencia ó insuficiente protección del cauce del río aguas arriba del

gavión, lo que produjo su colapso.

El diseño de los gaviones en ambas márgenes derecha e izquierda, y hacia aguas arriba y

aguas abajo del puente Estuquiña, será elaborado por el Profesional especialista

correspondiente, y deberá tomar en cuenta las siguientes consideraciones:

- Los gaviones deben estar ubicados a continuación de los estribos del puente Estuquiña,

a ambas márgenes derecha e izquierda, y hacia aguas arriba y aguas abajo.

- El ancho entre los gaviones de ambas márgenes, debe ser como mínimo de 52.00 m.,

que es la sección estable del río.

- La profundidad mínima de socavación considerada para el diseño de los gaviones es de

3.50 m.

- Asegurarse de que en los gaviones ubicados aguas arriba del puente Estuquiña, cuenten

con la debida protección y seguridad, para impedir que el agua del río en época de

crecidas pueda ingresar por la espalda de éstos, lo que ocasionaría el lavado del relleno

de los gaviones y por lo tanto su colapso.

- La longitud del colchón deberá calcularse tomando en cuenta la profundidad mínima de

socavación recomendada.

- La altura mínima recomendada de los gaviones es de 4.00 m.

Se recomienda que las obras de defensas y encauzamientos, se ubiquen aguas arriba del

Puente en una longitud de 100.0 m. y aguas debajo de los Puentes en una longitud de 100.0

m.

VIII. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

Las conclusiones son:

La estimación de los caudales está basado en la ponderación de los registros de

precipitación de estaciones adyacentes a la subcuenca del río Huaracane, los que no

necesariamente representan el comportamiento meteorológico de la subcuenca misma,

pues lo valores calculados pueden estar subdimensionados.




En el presente estudio se adoptó como caudal de diseño del Puente, la magnitud de 100

m3/s.

La profundidad de socavación de la subcuenca del río Huaracane considerando los

parámetros del Cuadro Nº 20, es de 2.44 m.

El tirante máximo de la subcuenca del río Huaracane es de 0.527 m. (1,350.087 m.s.n.m.).

El tirante mínimo de la subcuenca del río Huaracane es de 0.116 m. (1,349.676 m.s.n.m.).

El resumen de los datos del período de retorno (T), el caudal máximo de diseño (Q), el tirante

máximo (tmax) y el tirante mínimo (tmin), se presentan a continuación:

Subcuenca T (años) Q (m3/s)Tmax (m)

tmax (m.s.n.m.)

tmin (m)tmin

(m.s.n.m.)Huaracane 100 100.00 0.527 1.350.087 0.116 1.349.676

Las recomendaciones son:

La profundidad mínima recomendable para la ubicación de la cimentación del puente es de

3.50 m., de acuerdo a lo recomendado

Se recomienda la construcción de obras de defensa y encauzamientos de enrocado, tanto

aguas arriba como aguas abajo del Puente, cuyo diseño será elaborado por el profesional

especialista correspondiente.




ME

TR

AD

O D

E C

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S




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Escalonado Puente Acero 35m

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