Hoja 1 de 7

MEMORIA DE CALCULO DEL CRUCE DE VIA DEL FERROCARRIL PTO. PEASCO-SONOITA CON TUBERIADE SANITARIA DE 18 PLG (45.72 cm) DIAMETRO, CON CAMISA DE ACERO DE 24"( 60.96 cm) DE DIAM.EN LA CIUDAD DE PUERTO PEASCO, SONORA.CRUCE BLVD. SAMUEL OCAA GARCA

DATOS GENERALES:Profundidad a plantilla. ( H ) m 1.90Profundidad a lomo de tubo. ( h ) m 1.29Dimetro de tubera de acero. ( D ) 24" (60.96 cm) 60.96Espesor de la tubera de acero. ( E ) 5/16"(0.800cm) 0.800Densidad de la tuberia de acero. ( G ) Kg/m 10,590.00Peso de pared del tubo de acero ( q ) Kg/m 49 89Peso de pared del tubo de acero. ( q ) Kg/m 49.89Peso volumtrico del terreno. ( WT ) Kg/m 1,800.00Peso volumtrico del balastro. ( WB ) Kg/m 1,900.00Peso volumtrico de madera(durmientes). ( WD ) Kg/m 800.00Espesor de la cama de balastro. ( e ) m 0.20Ancho superior de la cama de balastro. ( b ) m 3.60Peso del riel. ( WR ) Kg/m 50.00Angulo de friccin interna del material. ( ) grados 31.96g ( ) gPeso de locomotora de la serie 700 con 6 ejes. ( PT ) Ton 220.00Carga por eje. ( P ) Kg 36,670.00Separacin de ejes. ( S ) m 1.37Carga admisible del terreno. ( f ) Kg/cm 2.31Peso volumtrico del lquido. ( WL ) Kg/m 1,000.00

CARACTERISTICAS FISICAS DE LAS TUBERIAS:

TUBERIA DE ACERO. (Plg) (cms.)Dimetro nominal. 24 60.96Dimetro exterior. 24 60.96Dimetro interior. 23.37 59.36Radio medio 30.08TUBERIA PVC.Dimetro nominal 18 45 72Dimetro nominal. 18 45.72

(SE ACEPTA TUBERIA DE 24" PARA CAMISA)

PROFUNDIDAD A LOMO DE TUBO (h)

h = H - ( Dim. interior + 2E )h= 1.29 m

I.- TRANSMISION DE LA CARGA:

I.1).- Transmisin en el sentido de la camisa de acero segn A.R.E.A: (FIGURA N 1 ) L= 2.44 + 2 x ( 10.7 x h ) NOTA: Para la transmisin de la carga se utiliza

L= 30 05 m un terraplen 1:10 7 tomado como real para el calculoL= 30.05 m un terraplen 1:10.7 tomado como real para el calculo.I.2).- Transmisin en el sentido perpendicular a la tubera: (FIGURA N 2 )

B= 2 x SB= 2.74 m

Carga por rueda= 18.33 Ton.(P) Carga por eje= 36.67 Ton.

Hoja 2 de 7

C=7.96 m

g p

2 44

CTN=7.76 m h= 1.29 m

H=1.90 m

2.44 m

TERRAPLEN

110.7

FIGURA N 1

CAMISA DE ACERO

Tubo PVCL = 30.05 m

P= 36.67 Ton.P P

TUBERIA DE ACERO

II.- DETERMINACION DE LAS CARGAS VERTICALES.

II.a).- Peso de la va:Riel: 2 (WR) = 2 x 50.00 100 Kg/mDurmientes:Pieza de (7 in x 8 in x 8 ft.), separado @ 60 cms.

FIGURA N 2B= 2.74 m.

Nmero de piezas por metro = 1.67Peso= 0.088m/pza x 800.00 Kg/m x 1.67 117.568 Kg/mBalastro:Ancho superior de la cama de balastro= 3.60 m.Ancho inferior de la cama de balastro= 4.20 m.Espesor= 0.20 m.Peso= (( 3.60 + 4.20 )/2) 0.20 x 1900.00 Kg/m 1482 Kg/m

------------- PESO / ML = 1699.568 Kg/m

Peso / m = 1699.57 Kg/m / 4.20 m. = 404.66 Kg/m

II.b).- Peso del terraplen:

Hoja 3 de 7

Peso = h x WT Peso = 2322 Kg/m

II.c).- Carga viva uniformemente repartida:Peso de Locomotora = 220 Tons.Peso por eje P= 220,000 Kg/6 ejes = 36,670.00 Kg.Carga viva = 3P / ( L x 2S )Carga viva = 1,336.27 Kg/m

II.d).- Impacto por carga viva:

I= II c / II a+II b+II c = 0 328894I= II.c / II.a+II.b+II.c = 0.328894I < .60

Impacto = I x Carga viva= 439.49 Kg/m

II.e).- Peso de la tubera de acero:

Peso/m =( (Dext + Dint)/2) x 3.1416 x (q)Peso/m = 94.29 Kg/mg

II.f).- Peso del lquido:

Peso/m = 3.1416 x Dint x 1000/4 Peso/m = 164.17 Kg/m

RESUMIENDO C b l t i d l t bRESUMIENDO: Cargas sobre la parte superior del tubo.

II.a).- Peso de la va. 404.66 Kg/mII.b).- Peso del terraplen. 2,322.00 "II.c).- Carga viva Ferrocarril. 1,336.27 "II.d).- Impacto por carga viva. 439.49 "

-------------TOTAL = 4 502 42 Kg/mTOTAL 4,502.42 Kg/m

III.- EMPUJE LATERAL.

Zh'=2.50 m

0.61 m.

h''=3.11 m

t2

h'= Presin sobre el tubo/WT = 2.50 m h''=h'+DextAngulo de friccin del material =31.96 h''= 3.11 mPresin activa (Presin lateral)=( (1 - Sen ) /(1 + Sen) ) x (WT) ZPresin activa = 553.98Z t1= 553.98 x h 1,722.66 Kg/m t2= 553.98 x h 1,384.95 Kg/m

FIGURA N 3t 1

Hoja 4 de 7

Valor promedio de t= (t1 + t2)/2 Presin activa = 1,553.80 Kg/m

IV.- CARGA SOBRE EL TERRENO POR M.L. DE TUBO.Carga sobre el tubo x Dext = 2,744.68 KgPeso de la tubera= 94.29 KgPeso del agua= 164.17 Kg

---------- CARGA= 3,003.14 Kg

Carga admisible del terreno con F.S=2 11,540.00Condicin de apoyo del tubo= 180Area de apoyo= 3 1416 x Dext/2 = 0 958 mArea de apoyo= 3.1416 x Dext/2 = 0.958 mPresin = Carga / Area= 3,136.25 Kg/m < 11,540.00 Kg/m

( SE ACEPTA )

V.- ELEMENTOS MECANICOS.

PESOS UNITARIOS:Pared del tubo (q) Kg/m 49.89

(p)

53(q) g

Lquido (g) Kg/m 1000.00Carga sobre el tubo (p) Kg/m 4,502.42Carga lateral (t) Kg/m 1553.80Radio medio (R)m. 0.301

(t)

1

2

5

4

MOMENTOS FLEXIONANTES:FORMULAS:Angulo Puntos Por peso Por peso Por carga Por empuje de apoyo del tubo (q) del agua (g) vertical (p) horizontal (t)

FIGURA N 4

de apoyo del tubo (q) del agua (g) vertical (p) horizontal (t)

( 180 ) Clave(3) M= +0.346 q R M= +0.173 g R M= +0.25 p R M= - 0.25 t RRin(2,4) M= -0.392 q R M= -0.196 g R M= - 0.25 p R M= +0.25 t RBase (1) M= +0.441 q R M= +0.221 g R M= +0.25 p R M= - 0.25 t R

VALORES DE LOS MOMENTOS M (Kg-M).SUMAS

Clave(3) 1.56 4.71 101.85 -35.15 72.97Rion(2,4) -1.77 -5.33 -101.85 35.15 -73.80Base(1) 1.99 6.01 101.85 -35.15 74.70

FUERZAS CORTANTES V (Kg)FUERZAS CORTANTES V (Kg)FORMULAS:

Punto (5) V= +p R/2 V= -t R/2Punto (5) 677.16 -233.69 443.47

TENSIONES T (Kg)FORMULAS: T= - p R T= - t R

Punto (1) 0.00 -467.38 -467.38

Hoja 5 de 7

Punto (2) -1,354.33 0.00 -1,354.33Punto (3) 0.00 -467.38 -467.38Punto (4) -1,354.33 0.00 -1,354.33

VI.- ESFUERZOS EN LA TUBERIA.

Espesor del tubo ( cm ) 0.8Momento mximo ( Kg-m ) 74.70Tensin mxima ( Kg ) 1 354 33Tensin mxima ( Kg ) -1,354.33Cortante mximo ( Kg ) 443.47Ftiga de fluencia ( Kg/cm ) 2,520.00Esfuerzo permisible de flexin ( Kg/cm ) 1,400.00Esfuerzo permisible al cortante ( Kg/cm ) 1,008.00

VI.1).- FLEXOCOMPRESION:

Area Sx Mom x100 f=Mom/Sx Tensin ts=T/Area f+ts Esf. Perm. OBSERVACIONES( cm ) ( cm) ( K-cm) (Kg/cm) (Kg) (Kg/cm) (Kg/cm) (Kg/cm)

80.00 10.67 7,470.38 700.35 -1,354.33 -16.93 683.42 1,400.00 SE ACEPTA

VI.2).- ANALISIS POR CORTANTE:

Area Fuerza cortante V Esfuerzo cortante Esfuerzo permisible OBSERVACIONES( cm ) ( Kg ) v= V/Area (Kg/cm) fp= 0.40 Fy.(Kg/cm)

80.00 443.47 5.54 1,008.00 SE ACEPTA

HINCADO EN SUELOS ARENOSOS

a).-DETERMINACION DE LA FUERZA DE HINCADO

re FfLDFh =

Hoja 6 de 7

DATOS: Fh = FUERZA DE HINCADO, NL = LONGITUD DE LA CAMISA, m

De = DIAMETRO EXTERIOR DE LA CAMISA, mFfr = FUERZA DE FRICCIN, N/m

2r

Ko =U = =

W = CARGA TOTAL SOBRE LA PARTE SUPERIOR DEL TUBO, N/m233 ANGULO DE FRICCIN INTERNA DEL SUELO

0.50 COEFICIENTE DE EMPUJE DE TIERRAS22 , 2/3 ANGULO DE FRICCIN INTERNA

U Tan WKFf or =

W = 4,502 Kg/m44,124 N/m

N/m2

POR LO TANTO

Ffr = 8,914

( )= 22124,4450.0 TagFfr

POR LO TANTO :

N

b).-ESFUERZO CRITICO DE ARRUGAMIENTO

Fh = 512,925

914,86096.005.30 = Fh

b). ESFUERZO CRITICO DE ARRUGAMIENTO

DATOS: Fc = ESFUERZO CRITICO DE ARRUGAMIENTO ,MPa

=r

t Efc6.026.0

E = MODULO DE ELASTICIDAD DEL ACERO ,M 205,940 MPat = ESPESOR DE LA PARED DE LA CAMISA, mmr = RADIO DE LA TUBERIA, mm

=80.300

0.8940,2056.026.0cf

MPa

c).-ESFUERZO POR HINCADO

Fc = 854

dFhfh =

MPafh = 67.85

tdf

e

8300. 0.8925,512= fh

Hoja 7 de 7

fh=67.85 MPa