anejo nº 9. estructuras - Ministerio de Fomento
9 ANEJO ESTRUCTURAS ESTUDIO INFORMATIVO DEL ACCESO EN ANCHO CONVENCIONAL A LA ESTACIÓN DE ANTEQUERA EN MÁLAGA. ANEJO Nº 9. ESTRUCTURAS ACEQUIA PK 1+167 OBRA DE DRENAJE TRANSVERSAL PK 1+223 SANEAMIENTO PK 1+366 ESTUDIO INFORMATIVO DEL ACCESO EN ANCHO CONVENCIONAL A LA ESTACIÓN DE ANTEQUERA EN MÁLAGA. ANEJO Nº 9. ESTRUCTURAS ÍNDICE 1. Introducción ................................................................. 1 1.1. Descripción ........................................................................ 1 2. Bases de proyecto ........................................................ 2 2.1. Normativa utilizada ............................................................. 2 2.2. Criterios de seguridad........................................................... 2 2.3. Valores característicos de las acciones ...................................... 2 2.3.1. Acciones permanentes. ................................................. 2 2.3.2. Acciones permanentes de valor no constante. ................... 2 2.3.3. Acciones variables. ....................................................... 3 2.3.4. Acciones accidentales. .................................................. 4 2.4. Valores de cálculo de las acciones ........................................... 4 2.4.1. Estados límites últimos (E.L.U.) ....................................... 4 2.4.2. Estados límites de servicio (E.L.S.) ................................... 4 2.5. Combinación de acciones ...................................................... 4 2.5.1. Estados Límites Últimos ................................................. 5 2.5.2. Estados Límites de Servicio ............................................ 5 2.6. Criterios de durabilidad ........................................................ 6 2.6.1. Generalidades ............................................................. 6 2.6.2. Elementos de hormigón ................................................ 6 2.6.3. Inspección y mantenimiento .......................................... 6 3. Cálculos mecanizados ................................................. 6 4. Materiales ..................................................................... 7 4.1. Hormigón .......................................................................... 7 4.1.1. Resistencia a compresión. ............................................. 7 4.2. Acero de armar ................................................................... 7 4.2.1. Resistencia ................................................................. 7 4.3. Niveles de control ................................................................ 7 4.3.1. Elementos de hormigón armado ..................................... 7 4.3.2. Niveles de control. ....................................................... 7 5. Anejos de cálculo ......................................................... 8 ESTUDIO INFORMATIVO DEL ACCESO EN ANCHO CONVENCIONAL A LA ESTACIÓN DE ANTEQUERA EN MÁLAGA. ANEJO Nº 9. ESTRUCTURAS Página 1 1. Introducción 1.1. Descripción El Estudio que nos ocupa se refiere al Estudio Informativo del Acceso en ancho convencional a la Estación de Antequera en Málaga. Componen este Estudio tres estructuras, una acequia situada en el p.k.1+167, una Obra de Drenaje Transversal situada en el p.k. 1+223 y una obra de saneamiento en el p.k. 1+366. La primera de las obras estudiadas se trata de una estructura que da continuidad por su interior a una acequia existente y que ve modificado su trazado debido a la construcción de la vía convencional de acceso a la estación de Antequera. Esta obra se encuentra situada en el p.k. 1+167 de dicha vía. El cruce de la acequia bajo la vía se hace también mediante un marco de hormigón armado constituido por la losa del tablero y hastiales que soportan dicha losa. La cimentación se hace mediante una losa de hormigón armado en toda la anchura del paso. Todos los elementos de la estructura se ejecutan insitu. Para contener el derrame de las tierras del terraplén por el que circula la vía se continúan los hastiales en prolongación a los del marco mediante aletas formadas también por muros de hormigón armado en U cuya cimentación es prolongación de la losa de cimentación del marco. Por el interior de dicho marco se dispone un murete junto con un relleno de hormigón sobre el que discurre la acequia. El canto de la losa del tablero es de 0.40 m al igual que los hastiales y la losa de cimentación tiene un espesor de 0.50 m. El gálibo horizontal es de 4.00 m y el gálibo vertical es de 2.00 m. El espesor de las aletas y de la cimentación de las mismas es de 0.30 m. La tercera obra que nos ocupa se trata de un pórtico que permite dar continuidad por su interior a una tubería de saneamiento existente. Esta obra se encuentra situada en el p.k. 1+366 de dicha vía. La continuidad de esta obra de saneamiento bajo la vía se hace también mediante un pórtico de hormigón armado constituido por la losa del tablero y hastiales que soportan dicha losa. La cimentación de cada hastial se hace mediante zapatas de hormigón armado independientes. En este caso se ha escogido la tipología de pórtico en lugar del marco utilizado para las obras anteriores ya que el tubo de saneamiento existe y debe seguir en servicio durante la ejecución de las obras, no pudiéndose modificar su trazado. Todos los elementos de la estructura se ejecutan in-situ. En los extremos del pórtico se ha modificado su sección transversal para disponer unas arquetas de acceso que permitan la inspección de la tubería. El canto de la losa del tablero es de 0.40 m al igual que los hastiales. El canto de las zapatas también es de 0.40 m y una anchura de 1.60 m. El gálibo horizontal es de 2.00 m y el gálibo vertical es de 1.50 m. El diámetro exterior de la tubería que circula por el interior del pórtico es de 0.95 m. El canto de la losa del tablero es de 0.25 m al igual que los hastiales y la losa de cimentación. El murete interior tiene un espesor de 0.20 m. El gálibo horizontal es de 2.50 m y el gálibo vertical es de 2.00 m. El espesor de las aletas y de la cimentación de las mismas es de 0.25 m. La segunda obra en estudio se trata de una obra de drenaje transversal que da continuidad a otra ya existente y permite su paso bajo el p.k. 1+223 de la vía convencional de acceso a la estación de Antequera. El cruce se hace mediante un marco de hormigón armado constituido por la losa del tablero y hastiales que soportan dicha losa. La cimentación se hace mediante una losa de hormigón armado en toda la anchura del paso. Todos los elementos de la estructura se ejecutan in-situ. Para contener el derrame de las tierras del terraplén por el que circula la vía se continúan los hastiales hacia los laterales mediante aletas formadas también por muros de hormigón armado en U cuya cimentación es prolongación de la losa de cimentación del marco. ESTUDIO INFORMATIVO DEL ACCESO EN ANCHO CONVENCIONAL A LA ESTACIÓN DE ANTEQUERA EN MÁLAGA. ANEJO Nº 9. ESTRUCTURAS Página 2 disminuye o incrementa en un 30% de acuerdo a lo que resulte más desfavorable para cada caso. 2. Bases de proyecto 2.1. Normativa utilizada [1] Ministerio de Fomento. "Instrucciones sobre las acciones a considerar en el proyecto de Puentes de Ferrocarril- IAPF". [2] EHE - 08 Instrucción de hormigón estructural. 2008. [3] Norma de construcción sismorresistente:puentes: NCSP 07 . 2007. [4] “Guía de cimentaciones en obras de carreteras”. Ministerio de Fomento, 2004. 2.2. Criterios de seguridad Para justificar la seguridad de las estructuras, objeto de este Anejo y su aptitud en servicio, se utilizará el método de los estados límites. Los estados límites se clasifican en: Estados Límites de Servicio Estados Límites Últimos 2.3. Valores característicos de las acciones Con carácter general se han seguido los criterios especificados en las instrucciones o antes mencionada (IAPF [1]) 2.3.1. Acciones permanentes. Se refiere a los pesos de los elementos que constituyen la obra, y se supone que actúan en todo momento, siendo constante en magnitud y posición. Están formadas por el peso propio y la carga muerta. 2.3.1.1. Peso propio En cuanto al cálculo de los elementos que forman los alzados y cimentación de las estructuras, la carga se deduce de la geometría teórica de cada elemento, considerando para la densidad los siguientes valores: Hormigón ....................................................................... 25 kN/m3 Acero ........................................................................... 78.5 kN/m3 2.3.1.2. Carga muerta. Son las debidas a los elementos no resistentes, y que en este caso son: 2.3.2. 2.3.2.1. Acciones permanentes de valor no constante. Acciones debidas al terreno. En este apartado se consideran las acciones originadas por el terreno natural o de relleno, sobre los elementos de las obras en contacto con él, fundamentalmente hastiales, aletas y cimentación. La acción del terreno sobre la estructura es doble: peso sobre elementos horizontales y empuje sobre elementos verticales. El peso se determinará aplicando al volumen de terreno que gravita sobre la superficie del elemento horizontal, el peso específico del relleno vertido y compactado. En nuestro caso, se considera una densidad de 20 kN/m3. El empuje es función de las características del terreno y de la interacción terreno-estructura, de acuerdo con la formulación que se describe más adelante. En ningún caso, en que su actuación sea desfavorable para el efecto estudiado, el valor del empuje será inferior al equivalente empuje hidrostático de un fluido de peso específico igual a 5 kN/m3. En el caso en que exista una incertidumbre sobre la posible actuación del empuje de tierras, deberá no considerarse en los casos en que su actuación sea favorable para el efecto en estudio. No se incluye en esta acción la posible presencia de sobrecargas de uso, actuando en la coronación de los terraplenes, que ocasionan un incremento de los pesos y empujes transmitidos por el terreno al elemento portante. La actuación de estas sobrecargas se considerará como una acción variable, de acuerdo con lo especificado en el apartado correspondiente. Empuje activo A efectos del cálculo de estabilidad y tensiones en el terreno, se considera una ley triangular, actuando sobre un plano vertical desde la parte final del talón. La ley de empujes es efectiva desde la superficie del terreno. Los coeficientes de empuje considerados han sido los que proporciona el Estado de Rankine: h = cos 2 cos - cos 2 - cos 2 cos + cos 2 - cos 2 Coef . de empuje horizontal Balasto: Se considera una densidad de 18 kN/m3, y un espesor teórico de 0.60m. De acuerdo al apartado 2.1.2 de la IAPF [1], este valor se ESTUDIO INFORMATIVO DEL ACCESO EN ANCHO CONVENCIONAL A LA ESTACIÓN DE ANTEQUERA EN MÁLAGA. ANEJO Nº 9. ESTRUCTURAS Página 3 v = sen cos cos - cos 2 - cos 2 Coef . de empuje vertical cos + cos 2 - cos 2 =180-190 Siendo: Ángulo de rozamiento interno del relleno Ángulo que forma el talud de coronación con la horizontal A efectos del cálculo estructural del alzado del muro, se considera una ley triangular actuando desde la sección inferior del mismo hasta su coronación. Se admite que el relleno del trasdós es de la suficiente calidad como para suponer que el empuje es el correspondiente al Estado de Coulomb, con un ángulo de rozamiento tierras-muro de . h = sen 2 ( + ) sen( + ) sen( - ) sen 2 1 + sen( + ) sen( - ) 2 Coef . de empuje horizontal Siendo: Para el cálculo de la cimentación de la acequia en el PK 1+167 se ha fijado un asiento máximo de 1’’ (2,54 cm) para una tensión máxima admisible de kN/m3. Previamente a la disposición del marco será necesario sanear los 0,80 m de espesor de tierra vegetal. Para el cálculo de la cimentación de la obra de drenaje transversal (ODT) en el PK 1+223 se ha fijado un asiento máximo de 1’’ (2,54 cm) para una tensión máxima admisible de Para el cálculo de la cimentación del pórtico de la obra de saneamiento en el PK 1+366 se ha fijado un asiento máximo de 1’’ (2,54 cm) para una tensión máxima admisible de 2.3.3. Acciones variables. Tren de cargas. 2.3.3.1. Ángulo que forma el trasdós con la horizontal h = 0,5 1 + sen Coef . de empuje horizontal 1 - sen Debido a la incertidumbre de la actuación de esta carga, en general no es considerado el empuje pasivo salvo que sea de carácter desfavorable. Para la determinación de la acción del terreno bajo carga sísmica se seguirá lo establecido en la normativa sísmica vigente [3], Anejo 6. 2.3.2.2. Parámetros del terreno De acuerdo con el Informe Geotécnico, los suelos identificados en la zona de estudio se clasifican, en general, como NO AGRESIVOS, mientras que el agua procedente de sondeos ha indicado una AGRESIVIDAD DÉBIL. Respecto a la excavabilidad, todos los materiales de las diferentes unidades geotécnicas descritas a lo largo del trazado se pueden clasificar como excavables por medios mecánicos convencionales. =160 kN/m2 y un coeficiente de balasto vertical de Kv=6.000-6.500 kN/m3, para zapata corrida con una profundidad de apoyo de 1,20 m. Ángulo de rozamiento tierras-muro Para la evaluación del empuje pasivo se supone una ley triangular actuando desde la parte superior de la puntera, sin tener en cuenta, por tanto, el relleno situado sobre la misma. =90-100 kN/m2 y un coeficiente de balasto vertical de Kv=3.500-4.000 kN/m3. Previamente a la disposición del marco será necesario sanear los 0,80 m de espesor de tierra vegetal. Empuje pasivo kN/m2 y un coeficiente de balasto vertical de Kv=5.000-5.500 Componentes verticales: Las componentes verticales del tren de cargas corresponderán a las del tren tipo UIC71 aplicadas en el eje de cada vía. Este tren de cargas consiste en: Cuatro ejes de 250 kN cada uno separados longitudinalmente 1.60m entre si, en la posición más desfavorable. Una sobrecarga uniformemente repartida de 80 kN/ml extendida en la longitud y posición que sea más desfavorable. Las dos cargas anteriores irán multiplicadas por el coeficiente de clasificación que para este caso (vías de ancho ibérico o UIC) adopta el valor 1.21. Se considerará además un coeficiente de impacto debido a la naturaleza móvil de las cargas definido por: max S dinreal 1.00 S esttipo Max Sdin real: Solicitación dinámica máxima debido a todos los posibles trenes reales y velocidades de circulación Sest tipo: Solicitación estática debido al tren definido anteriormente ESTUDIO INFORMATIVO DEL ACCESO EN ANCHO CONVENCIONAL A LA ESTACIÓN DE ANTEQUERA EN MÁLAGA. ANEJO Nº 9. ESTRUCTURAS Página 4 Para la evaluación del coeficiente de impacto se aplicará el método simplificado del apartado B.2.1 de la IAPF [1] para velocidades menores a 220 km/h. Además de los trenes de carga se considerará una sobrecarga de 5kN/m² en las zonas no afectadas por el tráfico ferroviario. Componentes horizontales: Las componentes horizontales del tren de cargas corresponderán a las acciones de frenado/arranque y efecto lazo. La acción de frenado se considera aplicada en la dirección del eje de la plataforma del tablero, como una acción uniformemente distribuida en toda la longitud del puente. Con carácter general se han seguido los criterios especificados en las instrucciones IAPF, relativos a las acciones a considerar en el Proyecto de Puentes de Ferrocarril [1]. Los valores de cálculo de las diferentes acciones son los obtenidos aplicando el correspondiente coeficiente parcial de seguridad a los valores representativos de las acciones, definidos en el apartado anterior. 2.4.1. Estados límites últimos (E.L.U.) Para los coeficientes parciales de seguridad g se tomarán los siguientes valores básicos: Frenado: ..................................... x 20 [kN/m] x L[m] con L < 300m Arranque ...................................... x 33 [kN/m] x L’[m] con L < 30m Al tratarse de obras enterradas estas fuerzas no son relevantes. No se han considerado en el cálculo. 2.3.3.2. 2.4. Valores de cálculo de las acciones Acciones climáticas. Térmicas: Al tratarse de estructuras enterradas no se han tenido en cuenta estas acciones en los cálculos aunque sí se han tenido en cuenta las precauciones necesarias para evitar la fisuración excesiva de los elementos. 2.3.3.3. Sobrecarga en terraplenes. Para el cálculo de empujes en el terreno, se considerará la actuación de una sobrecarga de x 30 kN/m² en la coronación de los terraplenes donde pueda actuar el tráfico ferroviario 2.3.4. 2.3.4.1. Acciones accidentales. Acciones sísmicas. Se seguirá lo prescripto en Norma de Construcción Sismorresistente para Puentes: NCSP 07 [3]. La obra se encuentra situada en la población de Antequera a la que le corresponde una aceleración básica de ab = 0.09 g por lo que es obligatorio el estudio de los efectos sísmicos. La aceleración de cálculo con la que se realiza el estudio es de ac = 0.154 g. Tipo de acción Situaciones persistentes o transitorias Situación accidental Efecto favorable Efecto desfavorable Efecto favorable Efecto desfavorable Permanente G = 1,00 G = 1,35 G = 1,00 G = 1,00 Pretensado P = 1,00 P = 1,00 P = 1,00 P = 1,00 Permanente de valor no constante G* = 1,00 G* = 1,50 G* = 1,00 G* = 1,00 Variable Q = 0,00 Q = 1,50 Q = 0,00 Q = 1,00 Accidental -- -- A = 1,00 A = 1,00 2.4.2. Estados límites de servicio (E.L.S.) Para los coeficientes parciales de seguridad se tomarán los siguientes valores: Situaciones persistentes y transitorias Concepto Acciones permanentes Efecto favorable Efecto desfavorable G = 1,00 G = 1,00 P = 0,90 P = 1,10 Acciones permanentes Reológicas G* = 1,00 G* = 1,00 de valor no constante Acciones del terreno G* = 1,00 G* = 1,00 Q = 0,00 Q = 1,00 Pretensado Acciones variables 2.5. Combinación de acciones Con carácter general se han seguido los criterios especificados en la Instrucción actualizada, IAPF, relativos a las acciones a considerar en el proyecto de puentes de ferrocarril [1]. Las hipótesis de carga a considerar se formarán combinando los valores de cálculo de las acciones cuya actuación pueda ser simultánea, según los criterios generales que se indican a continuación. ESTUDIO INFORMATIVO DEL ACCESO EN ANCHO CONVENCIONAL A LA ESTACIÓN DE ANTEQUERA EN MÁLAGA. ANEJO Nº 9. ESTRUCTURAS Página 5 2.5.1. G Estados Límites Últimos 2.5.1.1. j1 Situaciones persistentes y transitorias Las combinaciones de las distintas acciones consideradas en estas situaciones, se realizará de acuerdo con el siguiente criterio: G, j Gk,j + G *,i G *k,i + Q,1 Qk,1 + Q,i Qk,i i1 j1 i >1 Gk.j valor representativo de cada acción permanente. + G *,i G *k,i + Q,1 2,1 Qk,1 + A AE k i1 Dónde: Gk,j; G*k,i valores representativos de acción permanente. 2,1 Qk,1 valor representativo (valor cuasipermanente) de la acción variable de la sobrecarga de uso. Ak Dónde: k, j 2.5.2. valor característico de la acción sísmica. Estados Límites de Servicio G*k,i valor representativo de cada acción permanente de valor no constante. Para estos estados se consideran únicamente las situaciones persistentes y transitorias, excluyéndose las accidentales. Qk,1 valor representativo (valor característico) de la acción variable dominante. Las combinaciones de las distintas acciones consideradas en estas situaciones, se realizará de acuerdo con el siguiente criterio: 0,i Qk,i valores representativos (valores de combinación) de las acciones variables concomitantes con la acción variable dominante. 2.5.2.1. Se han analizado todas las combinaciones que resultan de considerar como acciones dominantes, las siguientes acciones variables: 2.5.1.2. Situaciones accidentales Combinación característica (poco probable o rara) Gk,j + G *,i G *k,i + Q,1 Qk,1 + Q,i 0,i Qk,i j1 2.5.2.2. j1 i1 Gk,j + G *,i G *k,i + Q,1 1,1 Qk,1 + Q,i 2,i Qk,i j1 2.5.2.3. j1 1,1 Qk,1 valor representativo (valor frecuente) de la acción variable dominante 2,1 Qk,j valores representativos (valores casi-permanentes) de las acciones variables concomitantes con la acción variable dominante y la acción accidental 2.5.1.3. i >1 Gk,j + G *,i G *k,i + Q,i 2,i Qk,i Dónde: Ak i1 Combinación casi-permanente i >1 Gk,j; G*k,i valores representativos de acción permanente. i >1 Combinación frecuente Las combinaciones de las distintas acciones consideradas en estas situaciones, se realizarán de acuerdo con el siguiente criterio: Gk,j + G *,i G *k,i + Q,1 1,1 Qk,1 + Q,i 2,i Qk,i + Ak i1 i1 i >1 Los valores de los coeficientes son los siguientes: Acciones 0 1 2 Cargas de tráfico 0,80 (1) 0,00 Resto de acciones variab. 0,60 0,50 0,20 (1) 0,80 con una vía cargada, 0,60 con dos vías, y 0,40 con tres o más vías valor representativo (valor característico) de la acción accidental Situaciones accidentales de sismo Las combinaciones de las distintas acciones consideradas en estas situaciones, se realizarán de acuerdo con el siguiente criterio: ESTUDIO INFORMATIVO DEL ACCESO EN ANCHO CONVENCIONAL A LA ESTACIÓN DE ANTEQUERA EN MÁLAGA. ANEJO Nº 9. ESTRUCTURAS Página 6 2.6. Criterios de durabilidad 2.6.1. Generalidades Las estructuras proyectadas deben ser construidas y utilizadas de forma que mantengan sus condiciones de seguridad, funcionalidad y aspecto, ajustándose a los costes de conservación y explotación previstos. Para asegurar que no existan puntos de acumulación de agua, se ha previsto el drenaje necesario. Una concepción adecuada de los nudos y encuentros de los elementos estructurales permite evitar la formación de recintos que favorezcan el depósito de residuos o suciedad. 2.6.2. Elementos de hormigón En el proyecto y en la ejecución se deben contemplar las indicaciones relativas a la durabilidad contenidas en la «Instrucción de hormigón estructural», EHE 08 [2]. Elementos durables no se consiguen sólo a través de un adecuado proyecto y una cuidada ejecución: de la misma importancia es un mantenimiento adecuado de los elementos. Se tendrá en cuenta no sólo la durabilidad del hormigón frente a las acciones físicas y al ataque químico, sino también la corrosión que puede afectar a las armaduras metálicas, debiéndose, por tanto, prestar especial atención a los recubrimientos de las armaduras principales y estribos. Los hormigones deberán ser muy homogéneos, compactos e impermeables. 2.6.3. 3. Cálculos mecanizados PROGRAMA SOFISTIK AG SOFiSTiK es un programa genérico de elementos finitos que permite el análisis de estructuras bidimensionales o tridimensionales. Los modelos pueden estar formados por elementos finitos tipo placa, o elementos barra tipo beam o truss. El programa se estructura en módulos que realizan tareas específicas. Los módulos utilizados en este Estudio han sido: Módulo AQUA. Definición de materiales y secciones. Módulo SOFIMSHB. Definición del modelo geométrico matemático. El programa admite tanto elementos finitos tipo placa, como elementos tipo barra. Módulo GEOS. Definición del sistema de postesado. Tanto trazado, geometría del cable y proceso constructivo de tesado. Módulo SOFILOAD. Definición las acciones exteriores. Módulo ASE. Cálculo de elementos tipo barra y tipo placa sometidos a esfuerzo axil, momentos y cortantes. El programa es capaz de hacer análisis lineales según teoría de 1er ó 2º orden. Módulo MÁXIMA. Superposición de esfuerzos de hipótesis de cargas. Módulo AQB. Cálculo de armaduras y comprobación de tensiones para elementos barra. Módulo CSM. Obtención de esfuerzos para estructuras evolutivas, incluyendo retracción, fluencia y relajación de los tendones, Módulo DYNA. Cálculo de frecuencias propias de la estructura. Inspección y mantenimiento El Estudio se ha redactado suponiendo que el puente estará adecuadamente inspeccionado y mantenido. Se deben contemplar también las indicaciones relativas al mantenimiento contenidas en la «Instrucción de hormigón estructural» (EHE). RIDO Las pantallas de tablestacas se han calculado con el programa RIDO42, de la empresa ROBERT FAGES LOGICIELS. Dicho programa realiza el cálculo elastoplástico mediante el método de elementos finitos de muros/pantallas de contención y/o pilotes para varios tipos de suelos, teniendo en cuenta el proceso constructivo. PRONTUARIO INFORMÁTICO DEL HORMIGÓN EHE Se trata de una herramienta informática bastante general en cuanto al hormigón armado. Permite diseñar secciones a cualquier estado límite, además de comprobar otros temas como durabilidad, sistemas constructivos, etc. En este caso ha sido empleada para cálculo y comprobación de secciones rectangulares y circulares. ESTUDIO INFORMATIVO DEL ACCESO EN ANCHO CONVENCIONAL A LA ESTACIÓN DE ANTEQUERA EN MÁLAGA. ANEJO Nº 9. ESTRUCTURAS Página 7 FAGUS 4.3.1.2. Cálculo de secciones de hormigón armado y pretensado. Secciones de forma arbitraria Flexión simple y compuesta. Cálculo de fisuración. El control de la calidad de la ejecución de los elementos de hormigón se efectuará según lo establecido en la Instrucción EHE. HOJAS DE CÁLCULO Existen diferentes niveles de control. La realización del control se adecuará al nivel adoptado para la elaboración del Estudio. Son hojas de cálculo tipo excel personalizadas para comprobar y dimensionar diferentes elementos según distintos estados límite o códigos. 4. Materiales 4.3.2. 4.1. Hormigón Resistencia a compresión. Hormigón de limpieza ................................................... HL-150/B/20 Hormigón en alzados de marco y pórtico ........................ HA-30/B/20/IIa Hormigón en alzados de muros .................................... HA-30/B/20/IIb Hormigón en cimentaciones ................................... HA-30/B/20/IIa+Qa Acero de armar y pretensado Todos los casos: ........................................................... Normal Hormigón Se consideran las siguientes resistencias características: Niveles de control. En el Estudio se adoptan los siguientes niveles de control según la definición de EHE: 4.1.1. Control de la ejecución. Todos los casos: ...................................................... Estadístico Ejecución Todos los casos: .......................................................... Intenso Corresponde a la Dirección de Obra la responsabilidad de la realización de los controles anteriormente definidos. 4.2. Acero de armar 4.2.1. Resistencia Para todos los elementos estructurales, se considera acero B-500 SD de 500 N/mm2 de límite elástico. 4.3. Niveles de control El control de calidad de los elementos de hormigón armado abarca el control de materiales y el control de la ejecución. 4.3.1. 4.3.1.1. Elementos de hormigón armado Control de materiales. El control de la calidad del hormigón y de sus materiales componentes, así como el control del acero de armar se efectuará según lo establecido en la «Instrucción de hormigón estructural», EHE. El fin del control es verificar que la obra terminada tiene las características de calidad especificadas en el Estudio, que son las generales de la Instrucción EHE. Existen diferentes niveles de control La realización del control se adecuará al nivel adoptado en el Estudio. ESTUDIO INFORMATIVO DEL ACCESO EN ANCHO CONVENCIONAL A LA ESTACIÓN DE ANTEQUERA EN MÁLAGA. ANEJO Nº 9. ESTRUCTURAS Página 8 5. Anejos de cálculo ESTUDIO INFORMATIVO DEL ACCESO EN ANCHO CONVENCIONAL A LA ESTACIÓN DE ANTEQUERA EN MÁLAGA. ANEJO Nº 9. ESTRUCTURAS ANEJO DE CÁLCULO. ACEQUIA ESTUDIO INFORMATIVO DEL ACCESO EN ANCHO CONVENCIONAL A LA ESTACIÓN DE ANTEQUERA EN MÁLAGA. ACEQUIA -La primera de las obras estudiadas se trata de una estructura que da continuidad por su interior a una acequia existente y que ve modificada su trazado debido a la construcción de la vía convencional de acceso a la estación de Antequera. Esta obra se encuentra situada en el p.k. 1+127 de dicha vía. El cruce de la acequia bajo la vía se hace también mediante un marco de hormigón armado constituido por la losa del tablero y hastiales que soportan dicha losa. La cimentación se hace mediante una losa de hormigón armado en toda la anchura del paso. Todos los elementos de la estructura se ejecutan in-situ. Para contener el derrame de las tierras del terraplén por el que circula la vía se continúan los hastiales en prolongación a los del marco mediante aletas formadas también por muros de hormigón armado en U cuya cimentación es prolongación de la losa de cimentación del marco. Por el interior de dicho marco se dispone un murete junto con un relleno de hormigón sobre el que discurre la acequia. El canto de la losa del tablero es de 0.25 m al igual que los hastiales y la losa de cimentación. El murete interior tiene un espesor de 0.20 m. El gálibo horizontal es de 2.50 m y el gálibo vertical es de 2.00 m. El espesor de las aletas y de la cimentación de las mismas es de 0.25 m. ANEJO Nº 9. ESTRUCTURAS ÍNDICE 1. Marcos 2. Aletas ESTUDIO INFORMATIVO DEL ACCESO EN ANCHO CONVENCIONAL A LA ESTACIÓN DE ANTEQUERA EN MÁLAGA. ANEJO Nº 9. ESTRUCTURAS 1. MARCO ESTUDIO INFORMATIVO DEL ACCESO EN ANCHO CONVENCIONAL A LA ESTACIÓN DE ANTEQUERA EN MÁLAGA. MODELO CARGAS Y ACCIONES -LC 6 CM de traviesas y carriles q=4.0 kN/m2 Las cargas y las combinaciones se realizan según lo especificado IAPF (Cargas y combinaciones) -LC 10 Empuje de tierras (γ = 20 kN/m3; ϕ = 35º) Casos de carga carga Empuje al reposo K0 = 1 – sen φ K0 = 0.426 Los casos de carga utilizados son los siguientes: -LC 1 Peso Propio q=dimensiones x 25 kN/m3 -LC 2 CM balasto sobre dintel (e=0.60 m) q=0.60 x 18 kN/m3 = 10.8 kN/m2 Sobre cargas vivas -LC 20 y 21 Sobrecarga en terraplén q= α x 30 kN/m2 q= 36.3 kN/m2 -LC 3 CM balasto sobre dintel + 30% q=10.8 x 1.3 = 14.04 kN/m2 -LC .30 Sobrecarga debida al tren Carga puntual Q = α x 250 kN -LC 4 CM relleno de tierras sobre dintel (e = 0.70 m; γ = 20 kN/m3). Q = 302.5 kN q=0.70 x 20 = 14 kN/m2 Carga distribuida qtren = Qα / Adist -LC 5 CM relleno sobre solera qtren= 302.5 / (1.70 x 2.10 ) =84.7.0 kN/m2 Hagua 0.60 m (6kN/m2) q = Φ x qtren Hhormigon=0.80 (20kn/m2) q=26 kN/m2 Combinaciones Los resultados de las combinaciones realizadas se almacenan en los siguientes LC: Combinación ELU LC 3000 – 3013 Combinación ELS Cuasipermanente LC 2000 - 2006 Combinación ELU Sismo LC 3500 - 3509 ELU- FLEXIÓN Y CORTANTE Dimensionado DIENSIONADO ELU El programa de calculo , calcula la armadura superior e inferior de los elementos en cm2/m según el estado limite ultimo de flexo-compresión. Salidas de programa:: Armadura: -upper principal reinforcements: armadura superior -lower principal reinforcements: armadura inferior ELU-CORTANTE ELS- CUASIPERMANENTE- FLEXIÓN Comprobación del Dimensionado Verificación ELSELS-CUASI PERMANENTEPERMANENTE- FISURACIÓN. El programa de calculo , calcula la armadura superior e inferior de los elementos en cm2/m , para garantizar una apertura de fisura < W. La armadura para este estado limite es menor que la obtenida para ELU (ELS-cuasipermanente NO es dimensionante) Salidas de programa:: Armadura: -upper principal reinforcements: armadura superior -lower principal reinforcements: armadura inferior ELU- sismo Comprobación DIENSIONADO ELUELU-SISMO El programa de calculo , calcula la arnmadura superior e inferior de los elementos en cm2/m según el estado limite ultimo de flexo-compresión. (NOTA:no es dimensionante) Salidas de programa:: Armadura: -upper principal reinforcements: armadura superior -lower principal reinforcements: armadura inferior ANEJO Nº 9. ESTRUCTURAS 2. ALETAS ESTUDIO INFORMATIVO DEL ACCESO EN ANCHO CONVENCIONAL A LA ESTACIÓN DE ANTEQUERA EN MÁLAGA. ALETAS MODELO CARGAS Y ACCIONES ELU- FLEXIÓN Y CORTANTE Dimensionado ELS- CUASIPERMANENTE- FLEXIÓN Comprobación del Dimensionado ANEJO Nº 9. ESTRUCTURAS ANEJO DE CÁLCULO. O. DRENAJE TRANSVERSAL. PK 1+223 ESTUDIO INFORMATIVO DEL ACCESO EN ANCHO CONVENCIONAL A LA ESTACIÓN DE ANTEQUERA EN MÁLAGA. ODT -La segunda obra en estudio se trata de una obra de drenaje transversal que da continuidad a otra ya existente y permite el paso bajo el p.k. 1+183 de la vía convencional de acceso a la estación de Antequera. El cruce se hace mediante un marco de hormigón armado constituido por la losa del tablero y hastiales que soportan dicha losa. La cimentación se hace mediante una losa de hormigón armado en toda la anchura del paso. Todos los elementos de la estructura se ejecutan in-situ. Para contener el derrame de las tierras del terraplén por el que circula la vía se continúan los hastiales hacia los laterales mediante aletas formadas también por muros de hormigón armado en U cuya cimentación es prolongación de la losa de cimentación del marco. El canto de la losa del tablero es de 0.40 m al igual que los hastiales y la losa de cimentación tiene un espesor de 0.50 m. El gálibo horizontal es de 4.00 m y el gálibo vertical es de 2.00 m. El espesor de las aletas y de la cimentación de las mismas es de 0.30 m. ANEJO Nº 9. ESTRUCTURAS ÍNDICE 1. Marcos 2. Aletas ESTUDIO INFORMATIVO DEL ACCESO EN ANCHO CONVENCIONAL A LA ESTACIÓN DE ANTEQUERA EN MÁLAGA. ANEJO Nº 9. ESTRUCTURAS 1. MARCO ESTUDIO INFORMATIVO DEL ACCESO EN ANCHO CONVENCIONAL A LA ESTACIÓN DE ANTEQUERA EN MÁLAGA. MODELO CARGAS Y ACCIONES -LC 10 Empuje de tierras (γ = 20 kN/m3; ϕ = 35º) Las cargas y las combinaciones se realizan según lo especificado IAPF (Cargas y combinaciones) Empuje al reposo K0 = 1 – sen φ Casos de carga carga K0 = 0.426 Los casos de carga utilizados son los siguientes: Sobre cargas vivas -LC 1 Peso Propio q=dimensiones x 25 kN/m3 -LC 20 y 21 Sobrecarga en terraplén q= α x 30 kN/m2 -LC 2 CM balasto sobre dintel (e=0.60 m) q= 36.3 kN/m2 q=0.60 x 18 kN/m3 = 10.8 kN/m2 -LC .30 Sobrecarga debida al tren -LC 3 CM balasto sobre dintel + 30% q=10.8 x 1.3 = 14.04 kN/m2 Carga puntual Q = α x 250 kN Q = 302.5 kN -LC 4 CM relleno de tierras sobre dintel (e = 1.60 m; γ = 20 kN/m3). q=1.60 x 20 = 32 kN/m2 Carga distribuida qtren = Qα / Adist qtren= 302.5 / (2.15 x 2.55 ) = 55.20 kN/m2 q = Φ x qtren -LC 6 CM de traviesas y carriles q=4.0 kN/m2 Combinaciones Los resultados de las combinaciones realizadas se almacenan en los siguientes LC: Combinación ELU LC 3000 – 3013 Combinación ELS Cuasipermanente LC 2000 - 2006 Combinación ELU Sismo LC 3500 - 3509 ELU- FLEXIÓN Y CORTANTE Dimensionado DIENSIONADO ELU El programa de calculo , calcula la arnmadura superior e inferior de los elementos en cm2/m según el estado limite ultitomo de flexo-compresión. Salidas de programa:: Armadura: -upper principal reinforcements: armadura superior -lower principal reinforcements: armadura inferior ELS- CUASIPERMANENTE- FLEXIÓN Comprobación del Dimensionado Verificación ELSELS-CUASI PERMANENTEPERMANENTE- FISURACIÓN. El programa de calculo , calcula la arnmadura superior e inferior de los elementos en cm2/m , para garantizar una apertura de fisura < W. La armadura para este estado limite es menor que la obtenida para ELU (ELS-cuasipermanente NO es dimensionante) Salidas de programa:: Armadura: -upper principal reinforcements: armadura superior -lower principal reinforcements: armadura inferior ELU- sismo Comprobación DIENSIONADO ELU El programa de calculo , calcula la arnmadura superior e inferior de los elementos en cm2/m según el estado limite ultitomo de flexo-compresión. Salidas de programa:: Armadura: -upper principal reinforcements: armadura superior -lower principal reinforcements: armadura inferior ANEJO Nº 9. ESTRUCTURAS 2. ALETAS ESTUDIO INFORMATIVO DEL ACCESO EN ANCHO CONVENCIONAL A LA ESTACIÓN DE ANTEQUERA EN MÁLAGA. ALETAS MODELO CARGAS Y ACCIONES ELU- FLEXIÓN Y CORTANTE Dimensionado ELS- CUASIPERMANENTE- FLEXIÓN Comprobación del Dimensionado ANEJO Nº 9. ESTRUCTURAS ANEJO DE CÁLCULO. OBRA SANEAMIENTO. PK 1+336 ESTUDIO INFORMATIVO DEL ACCESO EN ANCHO CONVENCIONAL A LA ESTACIÓN DE ANTEQUERA EN MÁLAGA. ANEJO Nº 9. ESTRUCTURAS ÍNDICE 1. Pórtico ESTUDIO INFORMATIVO DEL ACCESO EN ANCHO CONVENCIONAL A LA ESTACIÓN DE ANTEQUERA EN MÁLAGA. OBRA DE SANEAMIENTO -La tercera obra que nos ocupa se trata de un pórtico que permite dar continuidad por su interior a una tubería de saneamiento existente. Esta obra se encuentra situada en el p.k. 1+326 de dicha vía. La continuidad de esta obra de saneamiento bajo la vía se hace también mediante un pórtico de hormigón armado constituido por la losa del tablero y hastiales que soportan dicha losa. La cimentación de cada hastial se hace mediante zapatas de hormigón armado independientes. En este caso se ha escogido la tipología de pórtico en lugar del marco utilizado para las obras anteriores ya que el tubo de saneamiento existe y debe seguir en servicio durante la ejecución de las obras, no pudiéndose modificar su trazado. Todos los elementos de la estructura se ejecutan in-situ. En los extremos del pórtico se ha modificado su sección transversal para disponer unas arquetas de acceso que permitan la inspección de la tubería. El canto de la losa del tablero es de 0.40 m al igual que los hastiales. El canto de las zapatas también es de 0.40 m y una anchura de 1.60 m. El gálibo horizontal es de 2.00 m y el gálibo vertical es de 1.50 m. El diámetro exterior de la tubería que circula por el interior del pórtico es de 0.95 m. ANEJO Nº 9. ESTRUCTURAS 1. PÓRTICO ESTUDIO INFORMATIVO DEL ACCESO EN ANCHO CONVENCIONAL A LA ESTACIÓN DE ANTEQUERA EN MÁLAGA. MODELO CARGAS Y ACCIONES -LC 10 Empuje de tierras (γ = 20 kN/m3; ϕ = 35º) Las cargas y las combinaciones se realizan según lo especificado IAPF (Cargas y combinaciones) Empuje al reposo K0 = 1 – sen φ Casos de carga carga K0 = 0.426 Los casos de carga utilizados son los siguientes: Sobre cargas vivas -LC 1 Peso Propio q=dimensiones x 25 kN/m3 -LC 20 y 21 Sobrecarga en terraplén q= α x 30 kN/m2 -LC 2 CM balasto sobre dintel (e=0.60 m) q= 36.3 kN/m2 q=0.60 x 18 kN/m3 = 10.8 kN/m2 -LC .30 Sobrecarga debida al tren -LC 3 CM balasto sobre dintel + 30% q=10.8 x 1.3 = 14.04 kN/m2 Carga puntual Q = α x 250 kN Q = 302.5 kN -LC 4 CM relleno de tierras sobre dintel (e = 1.20 m; γ = 20 kN/m3). q=1.20 x 20 = 24 kN/m2 Carga distribuida qtren = Qα / Adist qtren= 302.5 / (1.95 x 2.35 ) = 66.0 kN/m2 q = Φ x qtren -LC 5 CM relleno sobre zapatas (e = 1.80 + 0.20 + 1.50 = 3.70 m) q=3.70 x 20 = 74 kN/m2 -LC 6 CM de traviesas y carriles q=4.0 kN/m2 Combinaciones Los resultados de las combinaciones realizadas se almacenan en los siguientes LC: Combinación ELU LC 3000 – 3013 Combinación ELS Cuasipermanente LC 2000 - 2006 Combinación ELU Sismo LC 3500 - 3509 ELU- FLEXIÓN Y CORTANTE Dimensionado DIENSIONADO ELU El programa de calculo , calcula la armadura superior e inferior de los elementos en cm2/m según el estado limite ultimo de flexo-compresión. Salidas de programa:: Armadura: -upper principal reinforcements: armadura superior -lower principal reinforcements: armadura inferior ELU-CORTANTE ELS- CUASIPERMANENTE- FLEXIÓN Comprobación del Dimensionado Verificación ELSELS-CUASI PERMANENTEPERMANENTE- FISURACIÓN. El programa de calculo , calcula la armadura superior e inferior de los elementos en cm2/m , para garantizar una apertura de fisura < W. La armadura para este estado limite es menor que la obtenida para ELU (ELS-cuasipermanente NO es dimensionante) Salidas de programa:: Armadura: -upper principal reinforcements: armadura superior -lower principal reinforcements: armadura inferior ELU- sismo Comprobación DIENSIONADO ELUELU-SISMO El programa de calculo , calcula la arnmadura superior e inferior de los elementos en cm2/m según el estado limite ultimo de flexo-compresión. (NOTA:no es dimensionante) Salidas de programa:: Armadura: -upper principal reinforcements: armadura superior -lower principal reinforcements: armadura inferior ELS-CARACTERISTICA- tensión en zapata
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