1/12

P.A.

DISEÑO DE CRUCE AEREO Nº 2 PARA TUBERIAS (L=35.00 m)PROYECTO: MEJORAMIENTO DE LA BOCATOMA Y CANAL HUALLHUACUBICACION: CHUQUIBAMBA-CONDESUYOS- AREQUIPADATOS DE DISEÑO

Longitud del Cruce Aereo Colgante LP= 35.00 mts Fc = 3.2 mts

Diametro de la tuberia de agua Ø = 10.00 Pulg

Material de la tuberia de agua Mat. TUBERIA HDPE

Separacion entre pendolas Sp= 1.00 mts

RESULTADOS DE DISEÑO

1). Calculo de la Flecha del Cable (Fc) 3.20 mts

2). Calculo de la Altura de la Torre (Columna ) 6.10 mtsAltura debajo de la Tuberia 2.00 mtsAltura Minima de la Tuberia a la Pendula 0.90 mts 3.20 Fc= 3.20

3). Calculo de las PendolasPeso de la Tuberia de Conduccion 4.930 kg/mPeso accesorios (grapas, otros) 3.000 kg/m 0.90 0.900Peso de Cable de la Pendola 0.390 kg/m 2.00Altura Mayor de la Pendola 4.100 mPeso Total de la Pendola 9.529 kgFactor de Seguridad de Tension (2-5) 5.000Tension de Rotura por Pendula 0.050 Ton

4). Calculo de los Cables Principales Ø TIPO BOA (6x19)Peso de tuberia de Conduccion 4.930 kg/m Pulg, P (Kg/m) Rot. (Tn)Peso de agua a tubo lleno 49.086 kg/mPeso accesorios (grapas, otros) 3.000 kg/m 1/4" 0.17 2.67Peso de cable pendola 0.800 kg/m 3/8" 0.39 5.95Peso de cable Principal ( asumido ) 2.750 kg/m 1/2" 0.69 10.44Peso de Servicio de la Armadura 60.565 kg/m CABLE DE PENDOLA 1/4" 0.17 2.67Velocidad del Viento (V) (2 m/s) 172.800 Km/diaPeso por Efecto del viento (Pviento) 41.804 kg/m Ø TIPO BOA (6x19)Peso por Efecto del Sismo (Psismo) 10.902 kg/m Pulg, P (Kg/m) Rot. (Tn)Peso Maximo (P max) 113.271 kg/m 1/4" 0.17 2.67Momento maximo por servicio (Mmax.ser) 17.345 Ton-m 3/8" 0.39 5.95Tension maxima de servicio (Tmax.ser) 5.420 Ton (Horizontal) 1/2" 0.69 10.44Tension maxima de servicio (Tmax.ser) 5.838 Ton (Real) 5/8" 1.07 16.2Factor de seguridad a la tension (2 -5) 5.000 3/4" 1.55 23.2Tension maxima a la rotura (Tmax.rot) 29.188 Ton 1" 2.75 40.7Tension maxima a la rotura/cable 29.188 Ton 1 1/8" 3.48 51.3Tension maxima de servicio/cable 5.838 Ton OK! 1 1/4" 4.3 63

1 3/8" 5.21 75.7Diseño de Cable: 1 1/2" 6.19 89.7

1 5/8" 7.26 1041 Cable de 1" Tipo Boa (6x19) Cable Principal 1 3/4" 8.44 1211 Cable de 1/2" Tipo Boa (6x19) Cable Secundario 2" 11 156

5). Diseño de la Camara de AnclajeAncho de la Camara de Anclaje 2.000 m

Largo de la Camara de Anclaje 2.500 m1.50 2.00

Alto de la Camara de Anclaje 1.500 m2.50

Analisis de la Camara de Anclaje

Capacidad Portante Admisible (Cap. Adm) 1.50 kg/cm2 X1 = 0.30Peso unitario del terreno (Pu) 1850.00 kg/m3Peso unitario del Concreto (Puc) 2200.00 kg/m3 Tmax.serCalidad del concreto (camara de anclaje) (f'c) 175.00 kg/cm2 Tmax.ser*Seno(alfa)Angulo de friccion interna (Ø) 32.00 °Angulo de salida del cable principal (alfa) 45.00 °Distancia de la Base al Cable de Anclaje 0.30 mDistancia del Costado al Cable de Anclaje 0.30 m

Tmax.ser*Cos(alfa)Empuje de Terreno (Et) 1.599 Tn - m 0.300 ´= Y1Tension Maxima de Servicio Vertical (seno) 4.13 Tn-mTension Maxima de Servicio Horizontal (coseno) 4.13 Tn-m q2Peso Propio de la Camara de Anclaje (Wp) 16.50 Tn q1Suma de Momentos / Fuerzas Verticales (d) 1.133 mExcentricidad de la resultantes de Fuerzas (e) -0.133 m OK !

b =2Presion de la Estructura Sobre el Terreno (q)Presion de la Estructura Sobre el Terreno (q1) 0.148 kg/cm2 OK! e dPresion de la Estructura Sobre el Terreno (q2) 0.347 kg/cm2 OK!

b/2

Alfa

W

2/12

P.A.

Analisis de Factores de Seguridad:

Factor de Seguridad al Deslizamiento (F.S.D) 1.500Coeficiente de Deslizamiento (f) 0.750 Factor de Seguridad al Volteo (F.S.V) 2.000Factor de Seguridad al Deslizamiento Calculado 2.248 OK! Factor de Seguridad al Volteo Calc. 6.662 OK!

Diseño de la Torre de Suspension.

Calculo de las Fuerzas Sismicas:Factor de importancia U= 1.000

45º 30°Factor de suelo S= 1.200

Coeficiente sismico C= 0.350

Factor de ductilidad Rd= 3.000

Factor de Zona Z= 0.400

Angulo de salida del cabletorre-camara Alfa= 45.000 °

Angulo de salida del cable (valor de comparacion =arctan(2*Fc/LP)torre-Puente Beta= 30.000 ° 10.47 °

Dimension de la Torre

Ancho de la Torre de Suspension (b) 0.500 m Ancho de la Zapata de la Torre (B) 2.000 mLargo de la Torre de Suspension (L) 0.500 m Largo de la Zapata de la Torre (L) 2.000 mAlto de la Torre de Suspension (Ht) 6.100 m Alto de la Zapata de la Torre (Hz) 1.000 mPeso Unitario del Concreto (Puc) 2400.00 kg/m3 Peso Unitario del Concreto (Puc) 2400.00 kg/m3

Fs3 =0.103

Ht/3 Nivel hi (m) wi*hi Fs ( i )3 6.100 14.884 0.103 Tn

Fs2 =0.068 2 4.067 9.923 0.068 Tn1 2.033 4.961 0.034 Tn

Ht/3 29.768 Ht= 6.100

Fs1 =0.034 Fs= (S.U.C.Z / Rd )*Peso de toda la estructura

Ht/3 Fs= 0.205 Tn

Fs (fuerza sismica total en la base)

Analisis de Estabilidad de la Torre

Fs3 =0.103 Tmax.ser *COS(alfa) Tmax.ser *COS(beta)

Ht/3

Fs2 =0.068 Tmax.ser*SEN(alfa) Tmax.ser *SEN(beta)

Ht/3 Ht= 6.1

=0.034

Ht/3

q2 q1

Capacidad Portante Admisible (Cap. Adm) 1.500 kg/cm2 B =2Tension Maxima Servicio (Tmax.ser*Seno(beta) 2.919 Tn-mTension Maxima Servicio (Tmax.ser*Cos(beta) 5.055 Tn-mTension Maxima Servicio (Tmax.ser*Seno(alfa) 4.128 Tn-m e dTension Maxima Servicio (Tmax.ser*Cos(alfa) 4.128 Tn-m b/2Peso Propio de la Torre (Wpt) TnPeso Propio de la Zapata de la Torre (Wzt) 9.600 Tn(Momentos)/(Fuerzas Verticales) (d) 0.675Excentricidad de la resultantes de Fuerzas (e) 0.325 m OK !

Wp

3/12

P.A.

Presion de la Estructura Sobre el Terreno (q)Presion de la Estructura Sobre el Terreno (q1) 0.822 kg/cm2 OK!Presion de la Estructura Sobre el Terreno (q2) 0.010 kg/cm2 OK!

Analisis de Factores de Seguridad:

Factor de Seguridad al Deslizamiento (F.S.D) 1.750Coeficiente de Deslizamiento (f) 0.750 Factor de Seguridad al Volteo (F.S.V) 2.000Factor de Seguridad al Deslizamiento Calculado 7.348 OK! Factor de Seguridad al Volteo Calc. 2.446 OK!

Diseño Estructural de la Torre ( Metodo de la Rotura):

Fs3 =0.103 Tmax.rot *COS(o) Tmax.rot *COS(o2)

Ht/3

Fs2 =0.068 Tmax.rot *SEN(o) Tmax.rot *SEN(o2)

Ht/3 COLUMNA Ht= 6.1

Fs1 =0.034

0.50 Ht/3 0.50

ZAPATA

A A

DISEÑO POR METODO A LA ROTURA

Tension Maxima de Rotura (Tmax.rot) 8.756 TnMomento Ultimo de Rotura (Mu) 5.218 Tn-m

Diseño de la Columna a Flexion:Calidad del Concreto (f'c) 210.00 kg/cm2Fluencia del Acero (Fy) 4200.00 kg/cm2Recubrimiento de Concreto 4.00 cmDiametro de Acero 1/2 PulgLargo de la Columna (b) 50.00 cmPeralte de la Columna (d) 50.00 cm

Cuantia Generica (w) 0.022 &= 0.001 < 75&b= 0.016 OK¡ Falla DuctilArea de Acero de Calculado (As) 2.798 cm2Area de Acero Minimo (As,min) 8.333 cm2Acero Principal de Diseño (As) 8.333 cm2Numero de Varillas (Nº) 7.00 Var de 1/2"'

Diseño de la Colunma a Compresion

Carga axial maxima resistente (Pn (max)) = 384 TnCarga axial ultima actuante (Pu) 15.639 Tn OK !

Diseño de la Columna por Corte:

Fuerza Cortante Ultimo (Vu): 1.597 TnFuerza Absorvente Concreto (Vcon) 16.321 TnFuerza Absorvente Acero (Vace) -14.724 Ton Usar Acero MinimoArea de Acero Minimo (Asmin) 4.25 cm2Diametro de Acero de Corte (Ø) 1/4Refuerzo Minimo de Acero (S) 7.00 cm2

Wp

4/12

P.A.

PERFIL LONGITUDINAL DEL CRUCE AEREO Nº 2 PARA TUBERIA (L= 35.00M)

TUBERIA 0.50 0.50HDPE Ø=250mm 1" Cable Principal

Fc= 3.20H= 6.10

1/2" Cable Secundario0.90

6.10.30 45

1/4" Cable de Péndolas

1.500.30 RIO GRANDE 1.00

2.50 3.60 2.00 33.00 2.00 3.60 2.50

5.85 LUZ= 35.00 eje 5.85eje

2.00 2.0 2.00

2.50 2.00 2.00 2.50

EN PLANTACámara de Anclajede Concreto f'c=175 Kg/cm2.

12 Ø de 5/8" 0.50

Estribo de Ø 1/2"'

0.50

Estribo de Ø 3/8", 1@0.05, 4@0.10, r @0.20

Ø de 1/2"

H= 6.10

Ø de 1/2" @ 0.20

1.00

2.00

DETALLE DE LA ARMADURA DE LA TORRE DE SUSPENSION

HOJA DE METRADOS

CRUCE AEREO Nº 2 PARA TUBERIA (L=35 M) PROYECTO: MEJORAMIENTO DE LA BOCATOMA Y CANAL HUALLHUACUBICACION: CHUQUIBAMBA-CONDESUYOS- AREQUIPA

Partida Especificaciones N° de MEDIDAS Parcial Total total

N° veces Largo Ancho Altura parcial

35 m. D= 10 "

1 UND

1.00 TRABAJOS PRELIMINARES

1.01 Limpieza del terreno, zapata torre de suspensión. 2 3.00 3.00 18.00 18.00

Camara de anclaje 2 3.50 3.00 21.00 21.00

39.00 39.00

1.02 Trazo Replanteo Preliminar, zpta. Torre suspension 2 2.00 2.00 8.00 8.00

Camara de anclaje 2 2.50 2.00 10.00 10.00

18.00 18.00

Macizo de anclaje

Cable fiador Cable D =

Fc=175 Kg/cm2

Grapas para

0.2 Cable D=

03 amarres con el

alamb. galv. 10v.

Grapas para

1.50 2.00 Cable D =

Grapas e=5"

Camara anclaje Fierro liso D= 1"

2.50

DETALLE DE ANCLAJE FIJACION Y AMARRE DE LOS CABLES

CAMARA DE ANCLAJE

2.00 MOVIMIENTO DE TIERRA

2.01 Excav. Manual base torre de suspension 1 3.00 3.00 3.00 27.00 27.00

1 3.00 3.00 3.00 27.00 27.00

Excav. Manual base camara de anclaje 1 3.50 3.00 4.00 42.00 42.00

2.02 1 3.50 3.00 3.00 31.50 31.50

127.50 127.50

Relleno Compactado en torre de suspension 1 23.00

2 23.00

Relleno Compactado en camara de anclaje 1 34.50

2 24.00

104.50 127.49

3.00 OBRAS DE CONCRETO SIMPLE

3.01 Solado base torre de suspension, E=4" s/mezclad. 2 2.00 2.00 0.10 0.80 0.80

0.80 0.80

0.50

Torre de suspension

0.50 c

Cable principal

Torre de suspensión Cable secundario

F'c= 210Kg/cm2 6.10 Pendolas

Base torre de suspensión

F'c= 175Kg/cm2

2.00

1.00

2.00

CRUCE AEREO Nº 2 PARA TUBERIA (L=35 M)

4.01 Concreto F'c = 210 Kg/cm²; torre suspens. C/mezcl. 2 0.50 0.50 6.10 3.05 3.05 3.05

4.02 C° F'c=175 Kg/cm²; Zapatas torre suspens. C/mezcl. 2 2.00 2.00 1.00 8.00 8.00 8.00

C° F'c=175 Kg/cm²; camara de anclaje C/mezcl. 2 2.50 2.00 1.50 15.00 15.00 15.00

26.05

5.00 ACERO Fy=4200 Kg/cm²

5.01 ACERO Fy=4200 Kg/cm²; torre de suspension HOJA METRADO DE ACERO DEL CRUCE AEREO 1,042.97 1,042.97

2.50 2.000 2.00

6.00 ENCOFRADOS Y DESNCOFRADOS

6.01 Zapatas, torre de suspension 2 8.00 1.00 8.00 16.00

6.02 columnas, torre de suspension 2 2.00 6.10 12.20 24.40

6.03 Camaras de Anclaje anclaje 2 9.00 1.50 13.50 27.00

67.40 67.40

7.00 TARRAJEOS

7.01 Torre de suspension 2 2.00 6.10 12.20 24.40

7.02 zapata torre de suspension 2 2.00 2.00 4.00 8.00

7.03 camara de anclaje 2 2.50 2.00 5.00 10.00

42.40 42.40

8.00 CABLES

8.01 Cable principal Tipo Boa 1" ( 6*19) 1 56.12 56.12 56.12

8.02 Cable secundario Tipo Boa 1/2" ( 6*19) 2 97.50 195.00 195.00

8.03 Cable pendolas Tipo Boa 1/4" ( 6*19); espac. 2 ml 1 128.30 128.30 128.30

9.00 ACCESORIOS VARIOS CRUCE AEREO

Tuberia HDPE Ø = 10 " 36 Ø TUBERIA 10 " 36.00 36.00

CODO DE 45º TUBO HDPE = 10 " - 01 CODO DE 45º - -

CODO DE 90º TUBO HDPE = 10 " 2 01 CODO DE 90º 2.00 2.00

Carro de dilatacion 2 2.00 2.00

Platina 1/4"x8"x8" para anclaje en base superior columna 2 2.00 2.00

Pernos de anclaje 1/4" x 4" para anclaje base superior columna 4 4.00 4.00

Fierro liso maciso de anclaje Ø=1" L= 2.50 (com.anclaje) 2 35.00 2.00 2.00

Perno/tuerca 3/4"x2" en CABLE PRINCIPAL 8 8.00 8.00

Grillete de seguridad 0.30x0.15m en CABLE PRINCIPAL 4 4.00 4.00

Arandela Cuadrada de 0.0.60 x 0.60 x 3/8"; para Camara de anclaje 2 LT. = 36.00 M 2.00 2.00

Tuerca y Huasha D=5/8"; para camara de anclaje 2 2.00 2.00

Grillete de seguridad 0.30x0.15 m, para dados de anclaje 4 4.00 4.00

Arandela rectangular de 0.20 x 0.50 x 3/8"; PARA CABLE SECUNDARIO 4 4.00 4.00

Tuerca y Huasha D=5/8"; PARA CABLE SECUNDARIO 4 4.00 4.00

Varilla para tensor D= 5/8" X0.60 m., PARA CABLE SECUNDARIO 4 4.00 4.00

Grillete de seguridad 0.15x0.07m, para CABLE SECUNDARIO 8 8.00 8.00

Perno/tuerca 5/8"x1" en CABLE SECUNDARIO 16 16.00 16.00

Alambre galvanizado Nº 8 10.50 10.50 10.50

Argolla D= 10" , PARA PENDOLA 35 35.00 35.00

Grillete de seguridad 0.15x0.07m, PARA PENDOLA 140 140.00 140.00

Perno/tuerca 5/8"x1"PARA PENDOLA 140 140.00 140.00

Riel de 60 libras, 1 m 2 2.00 2.00

CRUCE AEREO Nº 2 PARA TUBERIA (L=35 M)

Und.

M2

M2

1

03 amarres con el

alamb. galv. 10v.

5/8"

M3

M3

M3

3.20

0.90

2.00

m3

m3

m3

Kg

1.500

M2

M2

ML

ML

ML

ML

UND

UND

UND

UND

UND

UND

UND

UND

UND

UND

UND

UND

UND

UND

UND

UND

KG

UND

UND

UND

UND

CALCULO DE LAS LONGITUDES DE LOS CABLES DEL CRUCE AEREO Nº 2

Longitud de Cable 6.88

h calumna 6.10

L

45

5.85 X

LONG. DE PENDOLA

Y

0 L1

X = 17.50

Y = 3.20

L = 35.00

L1 = 0.90

Dobles de Cable = 0.90

C = 0.01044898

Longitud de Curva dx = 0.0208979592 X0.000440.00044 X² + 1

17.50

Para 0 763.26a = 0 b = 12.60 Para 13 844.00

Lc = 40.37

cruce aereoL= 35.00 mts.

CALCULO DE LAS LONGUITUDES DE LOS CABLE Long- X Long/Pend inc. .40 m Para los dos

lados

0 0.90 0.900 0.900

1 0.91 1.821 1.821

Cable Principal 1" 40.37 + 2 0.94 1.884 1.884

Long.izq-y-derecha 6.88 6.88 13.75 3 0.99 1.988 1.988

Camara anclaje 1.00 1.00 2.00 4 1.07 2.134 2.134

56.12 ml 5 1.16 2.322 2.322

6 1.28 2.552 2.552

7 1.41 2.824 2.824

8 1.57 3.137 3.137

Cable Secundario 1/2" 35.00 + 9 1.75 3.493 3.493

Long.izq-y-derecha 5.88 5.88 11.75 10 1.94 3.890 3.890

Camara anclaje 1.00 1.00 2 11 2.16 4.329 4.329

97.50 ml 12 2.40 4.809 4.809

13 2.67 5.332 5.332

14 2.95 5.896 5.896

15 3.25 6.502 6.502

Cable en Pendolas 1/4" 68.803 ml 16 3.57 7.150 7.150

59.5 ml 17 3.92 7.840 7.840

128.303

Lontitud toal de pendolas

34.851 68.803 68.80

Y = C * X2

(dx)2 = X2

1+(dx)2 =

LC=12∫a

b

√1+ [ f ´ (x )]2dx

Y= X2

4 p, DONDE 4 P= x

2

y

LONG. DE PENDOLA

0.010449 0.9 0.90

0.010449 0.9 0.900.010449 0.9 0.90.010449 0.9 0.90.010449 0.9 0.90.010449 0.9 0.90.010449 0.9 0.90.010449 0.9 0.90.010449 0.9 0.90.010449 0.9 0.90.010449 0.9 0.9

0.010449 0.9 0.90.010449 0.9 0.90.010449 0.9 0.90.010449 0.9 0.90.010449 0.9 0.90.010449 0.9 0.90.010449 0.9 0.90.010449 0.9 0.90.010449 0.9 0.9

0.010449 0.9 0.9

LC=12∫a

b

√1+ [ f ´ (x )]2dx

METRADO DE ACERO TORRE DE SUSPENSIÓN DEL CRUCE AEREO Nº 1

NOMBRE DEL PROYEC : MEJORAMIENTO DE LA BOCATOMA Y CANAL HUALLHUACUBICACIÓN : CHUQUIBAMBA, CONDESUYOS AREQUIPA

N° de Longitud LONGITUD POR Ø EN ( ML ) Peso Longitud

DESCRIPCION DISEÑO DE FIERRO Ø cant. elementos del 1/4" 3/8" 1/2" 5/8" 3/4" 1" parcial por Ø

piezas elemento 0.250 0.560 0.995 1.552 2.235 3.973 (Kg) en (ml)

Columna H= 7.10 m Largo= 2.00 m

acero principal vertical Ø 5/8" @ 0.17 7.10 0.7 5/8" 212 12 7.80

- - - 187.20 - - 290.53 292.11

Acero zapata Ø 5/8" @ 0.20 2.00 5/8" 411 11 2.00

- - - 88.00 - - 136.58 137.32

Estribos de la columna Ø 1/2" @ 0.10 0.5 0.5 1/2" 4

72 72 2.15

- - 619.20 - - - 615.86 1099.74

PESO PARCIAL DE ACERO 1,042.97 Kg.

PESO TOTAL DEL ACERO 1,042.97 Kg.

LONGITUD PARCIAL POR DIAMETRO (ML) - 619.20 275.20 M.L.

N° DE VARILLAS POR DIAMETRO (VAR.) - 69.00 31.00 VARILLAS

10

PENDOLAS

Página 12

LONGITUD DE PENDOLAS EN CRUCE AEREO Nº 2

LUZ ENTRE EJES TORRE 35.00 Mt.FLECHA 3.20 Mt.CONTRAFLECHA - Mt.ALTURA PENDOLA MAS PEQUEÑA 0.90 Mt.SEPARACION ENTRE PENDOLAS 1.00 Mt.

ALTURA DE LA TORRE H2= 4.10 Mt.ALTURA EN PARTE CENTRAL H1= 0.90 Mt.

No PEND. X Y Y_CONTR. Y_TOTAL TOTAL0 - 0.90 - 0.90 0.90 1 1.00 0.91 - 0.91 1.82 2 2.00 0.94 - 0.94 1.88 3 3.00 0.99 - 0.99 1.99 4 4.00 1.07 - 1.07 2.13 5 5.00 1.16 - 1.16 2.32 6 6.00 1.28 - 1.28 2.55 7 7.00 1.41 - 1.41 2.82 8 8.00 1.57 - 1.57 3.14 9 9.00 1.75 - 1.75 3.49

10 10.00 1.94 - 1.94 3.89 11 11.00 2.16 - 2.16 4.33 12 12.00 2.40 - 2.40 4.81 13 13.00 2.67 - 2.67 5.33 14 14.00 2.95 - 2.95 5.90 15 15.00 3.25 - 3.25 6.50 16 16.00 3.57 - 3.57 7.15 17 17.00 3.92 - 3.92 7.84

TOTAL 68.80

-

0.50

1.00

1.50

2.00

2.50

3.00

3.50

4.00

4.50

PENDOLAS

X

Y