Escalonado Puente Acero 35m
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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.
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I. ASPECTOS GENERALES
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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.
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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
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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
Habitantes 30/06/2006
Habitantes 30/06/2016
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
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ESTUDIO DE RIESGO SISMICO
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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
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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:
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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
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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)
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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.
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ESTUDIO DE GEOLOGÍA, GEOTECNIA
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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
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- 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
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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:
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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.
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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
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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
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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.
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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
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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
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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°.
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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
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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.
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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.
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ESTUDIO DE HIDROLOGÍA E HIDRÁULICA
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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.
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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
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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
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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
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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
PUENTES Y OBRAS DE ARTE Pág. 30
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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.
PUENTES Y OBRAS DE ARTE Pág. 31
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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.
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DISEÑO DE UN PUENTE DE VIGAS DE ACERO
UNIVERSIDAD NACIONALJORGE BASADRE GROHMANN FAIN – ESIC
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.
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