Memoria Descriptiva diseño de puente Muyurina

MEMORIA DESCRIPTIVAMUNICIPALIDAD DISTRITAL DE TAMBILLO

CONSTRUCCION PUENTE CARROZABLE DE INTERCONEXIÓN MUYURINA, DISTRITO DE TAMBILLO -

HUAMANGA - AYACUCHO

MEMORIA DESCRIPTIVA

1.0 GENERALIDADES

1.1 INTRODUCCION

Una región desarrollada dispone de un sistema vial formando por redes que penetra en todos los rincones y alcanza todos los pueblos de dicha región, esto incluye las obras de arte. Por el contrario, donde no existe una red vial de tales características, los pueblos y la región en general son aislados, marginados y se encuentran por lo general, en una pobreza extrema.

Además las carreteras tienen la particularidad de contribuir en la mejora del nivel de vida de los centros poblados por donde pasan, en cuanto, constituyen un elemento para un corredor económico y servicios de diferente tipo, integrándola en la productividad y en la economía regional y nacional.

Es por esta razón que los gobiernos dedican considerable porcentaje de su Presupuesto Público a la construcción, al mantenimiento periódico y/o rutinario y mejoramiento de las mismas.

1.2 UBICACIÓN

El puente carrozable INTERCONEXION MUYURINA, se encuentra ubicado sobre la quebrada del río Huatatas, pertenece al Distrito de Tambillo - Nazarenas, Provincia de Huamanga y Departamento de Ayacucho. El puente forma parte de la carretera Ayacucho – Nazarenas - Tambillo – Acos Vinchos y la Provincia de La Mar ( Km 85+670) y tiene las siguientes coordenadas de 8´550,005N y 587,097E y 2523.1 msnm.

1.3 ANTECEDENTES

El actual puente carrozable a sufrido asentamiento del pilar central y del estribo derecho a causa del socavamiento el 16 de febrero del 2011 día de precipitación máxima, esto ha hecho que la superestructura de concreto armado se fracture y sufra una torción encontrándose intransitable, colapsando la actividad económica en los distritos que se benefician con esta infraestructura. La superestructura es de de Concreto armado la losa de un solo carril, los estribos y el pilar central es de concreto ciclópeo, la cimentación se observa es superficial. Condiciones que no cumplen con los requerimientos mínimos del reglamento de puentes. Los accesos al puente que falló existe, tanto izquierdo como derecho se encuentran en regular estado, el del lado izquierdo requiere mejorar el radio de curva en el punto que bifurca del la carretera asfaltada.. Frente a esta situación la Municipalidad Distrital de Tambillo, elabora el perfil técnico y expediente del puente, la elaboración del Estudio Definitivo del Proyecto de “Construcción del Puente Carrozable de INTERCONEXION MUYURINA, Distrito de Tambillo-Huamanga-Ayacucho”, cuya obra permitiría el tránsito permanente y seguro de vehículos livianos y pesados en la carretera que interconecta varios distritos y que beneficiaría principalmente a las localidades de Tambillo - Nazarenas, Acos Vinchos y los poblados de la provincia de La Mar, que están establecidos a lo largo de la carretera.

CONSTRUCCION PUENTE CARROZABLE DE INTERCONEXIÓN MUYURINA, DISTRITO DE TAMBILLO - HUAMANGA - AYACUCHO

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1.4 CARACTERÍSTICAS DE LA UBICACIÓN

La ubicación del nuevo puente INTERCONEXION MUYURINA, será en la del actual puente existente que ha fallado, en esta zona la quebrada es un tramo que presenta un meandro pronunciado y formado pegado al cerro a 400ml. aguas arriba, en épocas de máximas avenidas el río arrastra sedimentos, palizadas y sus aguas alcanzan a cubrir de estribo a estribo existente, una luz de 20 ml.

1.5 VÍAS DE ACCESO

El acceso a la zona de trabajo se realiza siguiendo del Distrito de Ayacucho a Tambillo (Muyurina) una longitud de 9 km. Vía asfaltada.

1.6 PLANO DE UBICACIÓN

Se presenta en la página siguiente el plano de ubicación del Puente Carrozable INTERCONEXION MUYURINA.


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CONSTRUCCION PUENTE CARROZABLE DE

INTERCONEXIÓN MUYURINA, DISTRITO DE TAMBILLO - HUAMANGA - AYACUCHO


2.0 DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO

2.1 GEOMETRÍA DEL PUENTE

2.1.1 TIPO DE PUENTE

Se ha proyectado un puente de un solo claro de sección compuesta formado por vigas metálicas y tablero de concreto armado apoyados sobre 2 estribos con contrafuertes de concreto armado.

2.1.2 LONGITUD DEL PUENTE

La longitud total del puente medida entre los centros de apoyos de los estribos es de 38.00 m.

2.1.3 SECCIÓN TRANSVERSAL

La sección transversal adoptada corresponde a un ancho de calzada entre veredas de 7.20 m, adicionalmente se han previsto veredas de 1.0 m, cada una incluye barandas, lo cual da un ancho total de tablero de 9.20 m.

2.2 SUPERESTRUCTURA

La Superestructura es simplemente apoyada de un solo claro de luz formada por tres vigas metálica unidas por seis diafragmas transversales, el alma de las vigas contará con atiesadores transversales y atiesadores de apoyo, el ala inferior y superior va tener el ancho variado siendo en el centro de la viga el mayor ancho, el ala superior contará con conectores y con un tablero de concreto armado de 0.20 m. de espesor y el ancho de la vereda es de 1.0 m. Las dimensiones y demás detalles aparecen en los planos del proyecto.

En la etapa de servicio la estructura metálica trabaja solidariamente con la losa de concreto armado.

2.2.1 MATERIALES

Se ha proyectado el uso del concreto armado de f’c = 280 kg/cm2, acero corrugado ASTM A615 grado 60 de fy=4200 kg/cm2 en el tablero, y acero estructural ASTM A-36 grado 36 de fy= (2500 a 4000) kg/cm2 en las vigas metálicas.

2.2.2 SOBRECARGA DE DISEÑO

La sobrecarga adoptada es el AASTHO HL-93.


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2.3 SUBESTRUCTURA

La subestructura está formado por 2 estribos con contrafuerte, los estribos tienen una altura de 11.50 m y cota de cimentación de 2511.6 msnm en ambas márgenes, transmitiendo a esa profundidad una presión de 2.35 kg/cm2 en la margen izquierda y en la margen derecha.

En la parte superior se encontrarán losas de aproximación que estarán fijas a la estructura principal y descansará sobre el material de relleno compactado.

2.3.1 MATERIALES

Se ha proyectado el uso del concreto armado de f’c=210 kg/cm2, acero corrugado ASTM A615 grado 60 de fy=4200 kg/cm2 .

2.4 ANÁLISIS Y DISEÑO

El diseño se ha efectuado de acuerdo a la norma estándar de puentes AAHSTO LRFD, AASHTO HL93.

2.5 DETALLES DE LA SUPERESTRUCTURA

ACCESOS

Los diseños geométricos se realizaron utilizando los siguientes parámetros:

Velocidad directriz 10 km/h

Velocidad de operación en puente 30 km/h

Usuario HL-93

Bombeo 2.0 %

Ancho de carril en los terraplenes

de aproximación a los puentes 9.2 m

Sobreancho de compactación en relleno 0.50 m

Ancho de carril en el puente 7.2 m

- Acceso derecho 45 ml

- Acceso izquierdo 69 ml

JORNALES

a. Los costos de la mano de obra que intervendrá en la ejecución de cada una de las partidas es la vigencia indicadas en el Gobierno Regional de Ayacucho.

b. Los costos unitarios por concepto de mano de obra han sido referidos a la siguiente categorización:


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i. . Operarioii. . Oficialiii. . Peón

MATERIALES

Costo de transporte (flete) de los materiales desde su lugar de fabricación o expendio hasta los almacenes de Obra. Para ello se ha considerado como ubicación de los almacenes en la localidad de Muyirina, campamento. Para los materiales derivados del petróleo se le ha considerado flete muerto.Costo del manipuleo y almacenamiento en obra. Este costo ha sido considerado como un 2% adicional al precio de fábrica.Mermas (y viáticos), para la mayoría de materiales se ha considerado una merma de 5%.Se presenta el detalle del cálculo del costo de los materiales puesto en obra. Los costos unitarios base de cada uno de los materiales que intervienen en las partidas, han sido obtenidos de los fabricantes o los principales distribuidores tanto en Lima como en Ayacucho.

Los precios que se tienen han sido tomados de la siguiente fuente, revista Costos, y otros de algunas cotizaciones realizadas para el proyecto.

EQUIPOS

Los costos utilizados corresponden a las tarifas de alquiler horario cotizados en la zona del proyecto. Las tarifas empleadas corresponden a máquinas operadas., con excepción de las siguientes:

. . Mezcladoras de Concreto . Vibradores de concreto

. Motobombas

En todas ellas no se han considerado jornales del operador, los combustibles, lubricantes y filtros, se han incluido en el precio de los equipos.

PRECIOS UNITARIOS

Los análisis de precios unitarios están elaborados en función del requerimiento real de la obra, conforme a lo estipulado para la ejecución de obras viales (construcción de Puentes), como corresponde al cálculo real del costo directo. En general, los requerimientos de materiales, mano de obra, equipos y herramientas, están basados de acuerdo a los rendimientos según la actividad y zona de ubicación.

METRADOS

Los metrados del expediente técnico corresponden a los obtenidos según la memoria de cálculo definitiva; se adjunta la justificación de metrados del proyecto, los cuales están desarrollados en función de los planos de diseño.


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2.5.1 BARANDAS

Las barandas se ubicaran a ambos lados del puente sobre los estribos y las veredas, tendrán una altura de 0.9 m, y estarán formadas por planchas de acero A36 unidas por tubos de 2” y 4” de diámetro SCH-40, unidas al tablero y al estribo con pernos de anclaje ASTM A307. Las dimensiones y demás detalles aparecen en los planos del proyecto.

2.5.2 SUPERFICIE DE RODADURA

La superficie de rodadura que actuará como la superficie de desgaste y de protección de la losa será asfalto de 0.05 m de espesor lo que da un total de 0.25 m en la plataforma.

2.5.3 DISPOSITIVOS DE APOYO

Los dispositivos de apoyo de las vigas metálicas sobre sus estribos son apoyos de neopreno, formadas por planchas de neopreno de dureza 60 shore de 12.5 mm de espesor alternadas con planchas de acero A36 de 1 mm de espesor, que permiten el desplazamiento longitudinal en el estribo derecho donde se ubica el apoyo móvil y el giro en el estribo izquierdo donde se ubica el apoyo fijo, anclados con pernos A50 tipo espárragos.

Las dimensiones en planta son gobernadas por las cargas verticales y la altura por las deformaciones horizontales previsibles. Las dimensiones y demás detalles aparecen en los planos del proyecto.

2.5.4 JUNTAS DE DILATACIÓN

Las juntas de dilatación metálicas colocada en los extremos del estribo en su unión con los estribos, son perfiles de 4” * 4” * ½” anclados al concreto. Las juntas existen únicamente en la calzada del puente y no en las veredas.

2.5.5 DRENAJE DEL TABLERO

Para el drenaje del tablero se han previsto tubos de drenaje de PVC de 3” de diámetro colocados a ambos lados de la calzada en el diedro formado por la cara del sardinel y la superficie de la rasante separados entre si 4 m, de acuerdo a lo indicado en los planos respectivos.

2.5.6 LOSA DE APROXIMACIÓN

La losa de aproximación tendrá una longitud de 4.3 m a la entrada y a la salida del puente y estarán apoyadas a la estructura principal de los estribos.

2.6 ACCESOS

El diseño en planta se ha proyectado de forma tal que el proyecto del puente se integre al proyecto de la carretera en la margen izquierda 79.65m. y de 50 m en la margen derecha, los ejes de los estribos izquierdo y derecho del puente carrozable INTERCONEXION MUYURINA.


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El alineamiento del puente esta determinado por las mejores condiciones geológicas, geotécnicas, hidráulicas, económicas y la utilización de los actuales accesos, por lo cual se ubicó el puente en el emplazamiento del puente actual.

2.6.1 PERFIL LONGITUDINAL

La rasante ha sido fijada en función del nivel de aguas máximas extraordinarias (NAME) calculado, considerando un galibo de 2.0 m entre el NAME y el nivel de fondo de viga de la superestructura, la cota de rasante es de 2516.10 msnm, el puente tiene una pendiente horizontal por lo que se proyecto un sistema de drenaje tanto en el puente como en los accesos.

2.6.2 SECCIÓN TRANSVERSAL

En los accesos del puente carrozable INTERCONEXION MUYURINA se ha proyectado accesos, , de 7.20 m de ancho, con bermas a ambos lados de la vía de 0.90 m de ancho y con bombeo de 3.0 %.

2.7 OBRAS DE DESVÍO DEL TRÁFICO

El desvío existe a 150 metros aguas arriba del eje del puente a construir, es una trocha habilitada que cruza el rio un área plano, en los meses de Abril – Octubre no es problema el caudal del río para que crucen los vehículos, existe un pontón de madera provisional para vehículos menores (autos). Siendo necesario realizar el mejoramiento de esta trocha para el transporte libre mientras se ejecute el puente.

Para el cruce peatonal se va habilitar un puente provisional con rollizos de eucalipto, de manera simultaneo a la ejecución del puente carrozable de interconexión Muyurina.

2.8 SEÑALIZACIÓN

Se ha proyectado el uso de señalización tanto durante la etapa de construcción como durante la etapa de operación del puente, la etapa de construcción comprende la duración de las obras para la construcción del puente carrozable INTERCONEXION MUYURINA y accesos, mientras que la etapa de operación comprende desde la puesta en funcionamiento del puente.

En la etapa de construcción se ha considerado el uso de señales que adviertan al conductor la presencia del camino provisional de desvío de las obras en una distancia de 150 metros aguas arriba, en la etapa de operación se ha considerado el uso de señales que adviertan al conductor la presencia del puente carrozable INTERCONEXION MUYURINA y los cambios de sección de los accesos.


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3.0 CONCLUSIONES DE ESTUDIOS BÁSICOS

3.1 LEVANTAMIENTO TOPOGRAFICO

El trabajo de campo comenzó en el kilómetro 9+500 de la carretera asfaltada (Ayacucho – Huanta), de este punto el estribo izquierdo se encuentra a70 ml. se realiza el acceso de entrada y salida del puente carrozable de interconexión Muyurina.

El levantamiento topográfico ha sido efectuado por el personal del proyectista, se ha levantado la zona de incidencia del puente, teniendo presente de incluir parte de la carretera en donde se ubicará los accesos, así como 450 m. aguas arriba y a 100 m, aguas abajo del río.

El diseño geométrico del acceso de entrada en el punto que bifurca el asfaltado se ha incrementado el radio de curvatura, el de salida no ha variado con respecto al estudio original de la carretera.

El BM está ubicado en las coordenadas de 8´550,005N y 587,097E y 2523.1 msnm.

3.2 GEOLOGÍA Y GEOTECNIA

El presente estudio de prospección Geofísica se desarrolló en sector donde se proyecta la

construcción del Puente de Interconexión Muyurina, distrito de Tambillo, provincia de Huamanga,

departamento de Ayacucho, específicamente en ambas márgenes del río Huatatas. La

metodología del estudio consistió en la realización de Sondajes Eléctricos Verticales para

identificar la estratigrafía del terreno y la presencia del basamento rocoso en la sección

determinada para la construcción de la obra en mención.

En la etapa de evaluación del proyecto, previamente al inicio de los trabajos se efectuó un

reconocimiento de campo a fin de definir las ubicaciones y orientaciones de los 02 Sondajes

Eléctricos Verticales.

Los estudios de Prospección Geofísica se realizaron mediante el Método de Sondajes Eléctricos

Verticales (SEV). Mediante este Método determinamos la capacidad de conducir electricidad de

un material. Un material de baja resistividad será calificado como buen conductor y un material de

alta resistividad será mal conductor, también un material con resistividad alta se considera como

aislante.

Para la ejecución de los Sondajes Eléctricos Verticales, se ha empleado un equipo denominado

Mili voltímetro electrónico de corriente continua, Modelo GEOHM 40D con sus respectivos

Accesorios complementarios:

02 Carretes con cable eléctrico de 50 m c/u.

02 Juegos de electrodos de cobre y acero.

Cables eléctricos.

Multitester digital, enchufes, combas


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CUADRO Nº 02: UBICACIÓN DE LOS SONDAJES REALIZADOS

SEV LONGITUD LATITUD COTA REFERENCIA

01 587149 8550024 2444 Margen derecha del río

02 587112 8549998 2445 Margen izquierda del río

Sondaje SEV-01 Presenta un primer horizonte con resistividad de 42.1 ohm-m y un espesor de 5.00 m, que

correspondería a un horizonte de material arenoso arcilloso que correspondería a una capa

de material aluvial.

Un segundo horizonte con espesor de 15.00 m con resistividades de 83.5 ohm-m, que

corresponde a un horizonte de material rocoso de mediana consistencia, podría

corresponder a la Formación Ayacucho Superior.

Y un tercer horizonte que va desde los 20.00 m de profundidad, de resistividad de 31.3 ohm-

m con espesor no definido por el sondaje, que corresponde a la presencia de material rocoso

menos potente que el anterior horizonte con presencia de arcillas y limos que correspondería

a la Formación Ayacucho Inferior.

Sondaje SEV-02 Presenta un primer horizonte con resistividad de 88.7 ohm-m y un espesor de 5.00 m, que

correspondería a un horizonte de material aluvial.

Un segundo horizonte que va desde los 5.00 m de profundidad, de resistividad 47.7 ohm-m

con espesor no definido por el sondaje, que corresponde a un horizonte rocoso de potencia

baja medianamente estable (Formación Ayacucho Inferior).

De los resultados de estos sondajes y la interpretación del Perfil Geoeléctrico A – A’

podemos definir el perfil de la sección del río estudiada:

La sección esta delimitada en el extremo izquierdo (margen izquierda del río Huatatas)

por la presencia de un cerro perteneciente a la Formación Ayacucho correspondientes

al Mioceno, es decir que estamos hablando de la presencia de una Formación Rocosa

de mediana a baja resistividad cuando se profundiza mas.


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En el extremo derecho (margen derecha del río Huatatas) encontramos una terraza aluvial con

presencia de arenas, limos, arcillas, cantos rodados y grava, el espesor de este horizonte es de

5.00 m. aproximadamente

RESULTADO DE LOS SONDAJES ELECTRICOS

Los resultados de los Sondajes Eléctricos Verticales realizados en la zona de estudio

son:

DENOM. SEV HORIZ. R1 R2 R3

01 ρ(Ω-m) 42.1 83.5 47.7

E (m) 5 15 X

∑ (m) 5 20

02 ρ(Ω-m) 88.7 31.3

E (m) 5 X

∑ (m) 5


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La interpretación de los sondajes eléctricos realizados en la zona de estudio nos

indican la presencia de una Formación Rocosa que en el caso del Sondaje SEV-01 y

SEV-02 se encuentra desde los 5.00 m de profundidad y disminuye su potencia

cuando va profundizándose, es decir la formación rocosa es menos consistente con

presencia de materiales arcillosos y limosos.

Se recomienda tener en consideración en los diseños del Puente Proyectado, que la

formación rocosa presente en la zona de estudio estaría compuesta por Tobas de

origen Volcánico que no son estables ni compactas, Tener en consideración estos

parámetros para el diseño del tipo de estructura a implementar. S

Se tiene dos calicatas el C-1 en el estribo derecho y el C.2 en el estribo izquierdo, se describe el

depósito de material, se realiza ensayos de la Densidad Insitu por el método del cono de arena,

ensayos de corte directo ASTM D3080.

CONCLUSIONES

La cimentaci{on de las estructuras a proyectar serán dimensionados de tal forma que apliquen al

terreno una carga teniendo en cuenta una capacidad admisible de trabajo no mayor de qadm = 2.52

kg/cm2. Con un asentamiento total St = 2.55m. La profundidad de cimentación recomendada

será de 4.00m. desde el nivel actual de las cotas superiores de la calicatas.

3.3 HIDROLOGÍA E HIDRÁULICA

3.3.1 HIDROLOGÍA

La cuenca del río Huatatas es una cuenca con cauce localizado, nace aproximadamente a 3500 msnm, para luego continuar con pendiente de 1.29% formando meandros hasta llegar a la zona del puente en que se encuentra a una altitud de 2523.15 msnm.

En la zona del puente en un tramo de 450 metros aguas arriba y 200 metros aguas abajo antes de la precipitación máxima del 16 de febrero del 2011 presentaba meandros de radios grandes de 200ml aprox. Luego de la escorrentía se observa meandros con radios menores, el lecho del cauce es de un ancho aprox. De 90 ml. y la reacción del río se da por el estrechamiento del cauce del río con protección artesanal, invadiendo áreas cultivables.

Para la cuenca se delimitó la superficie, se midió la longitud del cauce principal, la diferencia de niveles del cauce principal, altitud media, tipo de cobertura; con lo cual se calcularon los parámetros morfológicos de las cuencas como área, pendiente, tiempo de concentración.

Para calcular el caudal máximo asociado a una frecuencia establecida, es necesario determinar, para la misma frecuencia, la intensidad de la precipitación de duración igual al tiempo de concentración de la cuenca correspondiente. El tiempo de concentración de una cuenca es el tiempo que una gota de agua, caída en el punto más lejano, emplea para llegar en la sección de cálculo.


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Se cuenta con precipitaciones máximas diarias (24 hrs) en siete estaciones pluviométricas 4 dentro de la cuenca Huatatas y 3 en el entorno. Con el modelamiento hidrológico de transformación precipitación-escorrentía utilizando el programa HEC –HMS se determina para un periodo de retorno de 200 años un caudal de 460m3/seg.

3.3.2 HIDRÁULICA

Las características geométricas del río fueron determinados mediante el levantamiento topográfico el eje longitudinal del río y el eje del puente tanto aguas arriba y abajo,

Según los cálculos hidrológicos, las descargas de diseño de la cuenca estudiada en el área de ubicación del proyecto, se estima en 460 m3/seg para periodos de retorno de 200 años.

La altura libre del puente comprendida entre el fondo del lecho y la parte inferior del tablero del puente es 5 m., por lo que la rasante de los accesos han sido elevadas, dado que los flujos máximos hace que se eleve la cota.

La socavación potencial en el área de los apoyos del puente ha sido establecida en el diseño de 4.0 m por debajo del fondo del cauce, considerando un puente de 38 metros de luz.

3.4 CARACTERÍSTICAS HIDRÁULICAS

Las características hidráulicas en la sección correspondiente al puente son:

Caudal de diseño : 460,0 m3/s.

Coeficiente de rugosidad de Manning : 0.030

Nivel de aguas máximas extraordinarias : 2,519.10 m

Tirante en aguas máximas extraordinarias : 1.93 m

Ancho en aguas extraordinarias : 38 m

Nivel de aguas mínima del cauce : 2,517.10 m

Velocidad en la sección : 6.228 m/s

Área de flujo en la sección : 73.90 m2

Número de Froude en la sección : 1.4322

Radio Hidraúlico : 1.75 m.

3.5 CANTERA Y FUENTE DE AGUA

El material usado para la Base, Sub-Base, Relleno será abastecido de la cantera “Río Huatatas”, ubicado en el mismo lecho del río, el agregado a utilizarse para el concreto es de la Cantera de


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Chanchará (9.5km.) ubicado en la Localidad de compañía, distrito de Pacaycasa, provincia de Huamanga, departamento de Ayacucho.

El agua que se utilizará en el proceso de construcción del puente será tomado del río Huatatas.


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4.0 COSTO DEL PROYECTO Y PLAZO DE EJECUCIÓN

4.1 COSTO TOTAL DE OBRA

Es el resultado de la suma de los Costos Directos, Indirectos.

El monto total para el Mejoramiento del Puente Carrozable MUYURINA asciende a la suma de S/. 2´446,936.61 (DOS MILLONES CUATROSCIENTOS CUARENTA Y SEIS MIL QUINIENTOS VEINTIUNO y 67/100 NUEVOS SOLES) incluido IGV, de acuerdo a la solución presentada en los planos de proyecto, metrados de obra y los análisis de costos unitarios vigentes a Julio 2011.

4.2 PLAZO DE EJECUCIÓN

El plazo previsto para la ejecución de la obra es de 150 días calendarios.


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