Diseo Cruce Aereo huallhuacDISEO DE CRUCE AEREO N 2 PARA TUBERIAS (L=35.00 m)PROYECTO: MEJORAMIENTO DE LA BOCATOMA Y CANAL HUALLHUACUBICACION: CHUQUIBAMBA-CONDESUYOS- AREQUIPADATOS DE DISEOLongitud del Cruce Aereo ColganteLP=35.00mtsFc =3.2 mts( 3/4" , 1", 1 1/2" , 2", 2 1/2" , 3" y 4" )Diametro de la tuberia de agua =10.00PulgMaterial de la tuberia de aguaMat.TUBERIA HDPESeparacion entre pendolasSp=1.00mtsRESULTADOS DE DISEO1). Calculo de la Flecha del Cable (Fc)3.20mts2). Calculo de la Altura de la Torre (Columna )6.10mtsAltura debajo de la Tuberia2.00mtsAltura Minima de la Tuberia a la Pendula0.90mts3.20Fc=3.203). Calculo de las PendolasPeso de la Tuberia de Conduccion4.930kg/mPeso accesorios (grapas, otros)3.000kg/m0.900.9004.1Peso de Cable de la Pendola0.390kg/m2.00Altura Mayor de la Pendola4.100mPeso Total de la Pendola9.529kgFactor de Seguridad de Tension (2-5)5.000Tension de Rotura por Pendula0.050Ton4). Calculo de los Cables PrincipalesTIPO BOA (6x19)Peso de tuberia de Conduccion4.930kg/mPulg,P (Kg/m)Rot. (Tn)0.375Peso de agua a tubo lleno49.086kg/mPeso accesorios (grapas, otros)3.000kg/m1/4"0.172.67Peso de cable pendola0.800kg/m3/8"0.395.95Peso de cable Principal ( asumido )2.750kg/m1/2"0.6910.44Peso de Servicio de la Armadura60.565kg/mCABLE DE PENDOLA1/4"0.172.67Velocidad del Viento (V)(2 m/s)172.800Km/diaPeso por Efecto del viento (Pviento)41.804kg/mTIPO BOA (6x19)Pvi =0.005*0.7*velocidad viento^2*ancho del puentePeso por Efecto del Sismo (Psismo)10.902kg/mPulg,P (Kg/m)Rot. (Tn)Peso Maximo (P max)113.271kg/m1/4"0.172.67Momento maximo por servicio (Mmax.ser)17.345Ton-m3/8"0.395.951000kg49.0859375Tension maxima de servicio (Tmax.ser)5.420Ton(Horizontal)1/2"0.6910.441m30.0490859375Tension maxima de servicio (Tmax.ser)5.838Ton(Real)5/8"1.0716.2Factor de seguridad a la tension (2 -5)5.0003/4"1.5523.2Tension maxima a la rotura (Tmax.rot)29.188Ton1"2.7540.7Tension maxima a la rotura/cable29.188Ton1 1/8"3.4851.3Tension maxima de servicio/cable5.838TonOK!1 1/4"4.3631 3/8"5.2175.7Diseo de Cable:1 1/2"6.1989.71 5/8"7.261041Cable de1"Tipo Boa (6x19) Cable Principal1 3/4"8.441211Cable de1/2"Tipo Boa (6x19) Cable Secundario2"111565). Diseo de la Camara de AnclajeAncho de la Camara de Anclaje2.000mLargo de la Camara de Anclaje2.500m1.502.00Alto de la Camara de Anclaje1.500m2.50Analisis de la Camara de AnclajeCapacidad Portante Admisible (Cap. Adm)1.50kg/cm2X1 =0.30Peso unitario del terreno (Pu)1850.00kg/m3Peso unitario del Concreto (Puc)2200.00kg/m3Tmax.serCalidad del concreto (camara de anclaje) (f'c)175.00kg/cm2Tmax.ser*Seno(alfa)Angulo de friccion interna ()32.00Angulo de salida del cable principal (alfa)45.00X=Wp*b/2-Tmax,serSEN(o)*X1-Tmax,serCOS(o)*Y1Distancia de la Base al Cable de Anclaje0.30mwp-Tmax,serSEN(o)Distancia del Costado al Cable de Anclaje0.30mTmax.ser*Cos(alfa)X=1.1334534579Empuje de Terreno (Et)1.599Tn - m0.300= Y1Tension Maxima de Servicio Vertical (seno)4.13Tn-mTension Maxima de Servicio Horizontal (coseno)4.13Tn-mq2Et= P.u*H^2*prof**(Tan(45-&/2))^2 / 2Peso Propio de la Camara de Anclaje (Wp)16.50Tnq1Suma de Momentos / Fuerzas Verticales (d)1.133mb/2= d + eExcentricidad de la resultantes de Fuerzas (e)-0.133mOK !b=2e=b/2-d < b/3Presion de la Estructura Sobre el Terreno (q)q =(suma Fzas. verticales/ Area)*(1+ 6* e/ b)Presion de la Estructura Sobre el Terreno (q1)0.148kg/cm2OK!edq1=[(Wp-Tmax.ser*SEN(o) )/(b*prof)]*(1+6* e/ b)Presion de la Estructura Sobre el Terreno (q2)0.347kg/cm2OK!q2=[(Wp-Tmax.ser*SEN(o) )/(b*prof)]*(1-6* e/ b)b/2Analisis de Factores de Seguridad:F.S.D=(Fzas. estabilizadoras/ Fzas.desestabilizadoras)F.S.D=[ (Wp -Tmax.ser*SEN(o))*U ] / [ Tmax.ser*COS(o) ]Factor de Seguridad al Deslizamiento (F.S.D)1.500Coeficiente de Deslizamiento (f)0.750Factor de Seguridad al Volteo (F.S.V)2.000F.S.V=(Momentos estabilizadores/ Momentos desestabilizadores)Factor de Seguridad al Deslizamiento Calculado2.248OK!Factor de Seguridad al Volteo Calc.6.662OK!F.S.V= (Wp *b/2 )/ ( Tmax.ser*SEN(o)*X1+Tmax.ser*COS(o)*Y1)Diseo de la Torre de Suspension.Calculo de las Fuerzas Sismicas:Factor de importanciaU=1.0004530Factor de sueloS=1.200Coeficiente sismicoC=0.350Factor de ductilidadRd=3.000Factor de ZonaZ=0.400Angulo de salida del cabletorre-camaraAlfa=45.000Angulo de salida del cable(valor de comparacion =arctan(2*Fc/LP)torre-PuenteBeta=30.00010.47Dimension de la TorreAncho de la Torre de Suspension (b)0.500mAncho de la Zapata de la Torre (B)2.000mLargo de la Torre de Suspension (L)0.500mLargo de la Zapata de la Torre (L)2.000mAlto de la Torre de Suspension (Ht)6.100mAlto de la Zapata de la Torre (Hz)1.000mPeso Unitario del Concreto (Puc)2400.00kg/m3Peso Unitario del Concreto (Puc)2400.00kg/m3Fs3=0.103Ht/3Nivelhi (m)wi*hiFs ( i )36.10014.8840.103TnFs2=0.06824.0679.9230.068Tn12.0334.9610.034TnHt/329.768Ht=6.100Fs1=0.034Fs= (S.U.C.Z / Rd )*Peso de toda la estructuraHt/3Fs=0.205TnFs(fuerza sismica total en la base)Analisis de Estabilidad de la TorreFs3=0.103Tmax.ser *COS(alfa)Tmax.ser *COS(beta)Ht/3Fs2=0.068Tmax.ser*SEN(alfa)Tmax.ser *SEN(beta)Ht/3Ht=6.1=0.034Ht/3q2q1Capacidad Portante Admisible (Cap. Adm)1.500kg/cm2B=2b/2= d + eTension Maxima Servicio (Tmax.ser*Seno(beta)2.919Tn-me=b/2-d < b/3Tension Maxima Servicio (Tmax.ser*Cos(beta)5.055Tn-mTension Maxima Servicio (Tmax.ser*Seno(alfa)4.128Tn-me dTension Maxima Servicio (Tmax.ser*Cos(alfa)4.128Tn-mb/2Peso Propio de la Torre (Wpt)Tnd=(Wp*2b/3+Wz*b/2+Tmax.ser*SEN(o2)*2b/3+Tmax.ser*SEN(o)*2b/3-[ Tmax.ser*COS(o2)-Tmax.ser*COS(o) ]*(H+hz)-Fs3*(H+hz)-Fs2*2*(H+hz)/3-Fs1*(H+hz)/3)Peso Propio de la Zapata de la Torre (Wzt)9.600TnWp+Wz+Tmax.ser*SEN(o)+Tmax.ser*SEN(o2)(Momentos)/(Fuerzas Verticales) (d)0.675q =(suma Fzas. verticales/ Area)*(1+ 6* e/ b)Excentricidad de la resultantes de Fuerzas (e)0.325mOK !q1=[(Wp+Wz+Tmax.ser*SEN(o2)+Tmax.ser*SEN(o) ))/ (b*prof)]*(1+6* e/ b)q1=[(Wp+Wz+Tmax.ser*SEN(o2)+Tmax.ser*SEN(o) ))/ (b*prof)]*(1-6* e/ b)Presion de la Estructura Sobre el Terreno (q)Presion de la Estructura Sobre el Terreno (q1)0.822kg/cm2OK!Presion de la Estructura Sobre el Terreno (q2)0.010kg/cm2OK!Analisis de Factores de Seguridad:F.S.D= [ (Wp+Wz +Tmax.ser*SEN(o2)+Tmax.ser*SEN(o))*U ][Tmax.ser*COS(o2)- Tmax.ser*COS(o) +Fs3+Fs2+Fs1 ]Factor de Seguridad al Deslizamiento (F.S.D)1.750F.S.V=Wp*2b/3+Wz*b/2+ Tmax.ser*SEN(o2)*2b/3+Tmax.ser*SEN(o)*2b/3Coeficiente de Deslizamiento (f)0.750Factor de Seguridad al Volteo (F.S.V)2.000(Tmax.ser*COS(o2)*(Ht+hz)-Tmax.ser*COS(o)*(Ht+hz)+Fs3*(Ht+hz)+Fs2*(2*Ht/3+hz)+Fs1*(Ht/3+hz))Factor de Seguridad al Deslizamiento Calculado7.348OK!Factor de Seguridad al Volteo Calc.2.446OK!Diseo Estructural de la Torre ( Metodo de la Rotura):Fs3=0.103Tmax.rot *COS(o)Tmax.rot *COS(o2)Ht/3Fs2=0.068Tmax.rot *SEN(o)Tmax.rot *SEN(o2)Ht/3COLUMNAHt=6.1Fs1=0.0340.50Ht/30.50ZAPATAAADISEO POR METODO A LA ROTURATension Maxima de Rotura (Tmax.rot)8.756TnTmax.rot/columna=1.5*Tmax.ser/columnaMomento Ultimo de Rotura (Mu)5.218Tn-mMu=( Tmax.rot*COS(o2)-Tmax.rot*COS(o))*Ht+Fs3*Ht+Fs2*Ht*2/3+Fs1*Ht/3Diseo de la Columna a Flexion:Calidad del Concreto (f'c)210.00kg/cm2Fluencia del Acero (Fy)4200.00kg/cm2Recubrimiento de Concreto4.00cmDiametro de Acero1/2PulgLargo de la Columna (b)50.00cmPeralte de la Columna (d)50.00cmCuantia Generica (w)0.022&=0.001