ANEXO Nº13: ESTRUCTURAS

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1 CONSEJERÍA DE FOMENTO Y VIVIENDA Dirección General de Infraestructuras Proyecto de Acondicionamiento de la carretera A-2003 de Jerez de la Frontera a San José del Valle Tramo del p.k. 4 al p.k. 20 ANEXO Nº13: ESTRUCTURAS 1. DESCRIPCIÓN DE LAS ESTRUCTURAS Se definen las siguientes estructuras, todas ellas actúan como obras de drenaje transversal: Denominación P.K. Tipo estructura Dimensiones E 1 (sobre Arroyo Vicos) E 2 (sobre Canal Guadalcacín) Marco Sección 8x4 m Marco Sección 5,5x2,5 m E Marco Bicelular Sección 2x5x2,5 m 2.3. Coeficientes de mayoración de acciones Para estados límites últimos, ya sea en situación permanente o transitoria, se toman los valores de la tabla 12.1.b de la Instrucción EHE: 2. PROCEDIMIENTO DE CÁLCULO DE LAS ESTRUCTURAS MARCO (E 1 y E 3) Los cálculos correspondientes a los marcos de las obras de drenaje se han realizado mediante un programa de cálculo matricial que realiza el cálculo lineal y elástico de estructuras. El terreno de cimentación se sustituye por resortes con comportamiento elástico lineal, cuya constante se calcula a partir del coeficiente de balasto del terreno. En los apéndices de cálculo correspondiente se incluyen las características del terreno de cimentación, en base al anejo nº 12 Cimentación de Estructuras Características de los materiales de los marcos Hormigón Elementos con clase general de exposición IIa: correspondiente a elementos exteriores expuestos a lluvia con precipitación media anual superior a 600 mm o elementos enterrados o sumergidos: Hormigón HA 25 con resistencia característica fck = 25 N/mm2 Elementos con clase específica de exposición Qa: correspondiente a elementos situados en ambientes con contenidos de sustancias químicas capaces de provocar la alteración del hormigón con velocidad lenta: Hormigón HA 30 de resistencia característica fck= 30 N/mm2 Acero para armar Acero B 500 S D de límite elástico fyk = 500 N/mm2. Acero de ductilidad elevada recomendada en el anejo nº12 de la Instrucción EHE a emplear en zonas sísmicas Coeficientes de minoración de resistencia de los materiales Se toman los valores de la tabla 15.3 de la Instrucción EHE: Para estados límites últimos en situación accidental, los coeficientes de mayoración de acciones son los de la tabla siguiente: Para estados límites de servicio, los coeficientes de mayoración de acciones son los siguientes: Anexo nº13: Estructuras

2 CONSEJERÍA DE FOMENTO Y VIVIENDA Dirección General de Infraestructuras Proyecto de Acondicionamiento de la carretera A-2003 de Jerez de la Frontera a San José del Valle Tramo del p.k. 4 al p.k. 20 δ inclinación de la resultante de los empujes sobre el paramento medido de acuerdo con lo indicado en la figura Acciones consideradas en el Cálculo Acciones permanentes Peso propio: se considera un peso específico del hormigón de 2,5 t/m3. Cargas muertas: son las debidas a los elementos no estructurales que gravitan sobre los elementos estructurales. En este caso únicamente se considera el espesor de pavimento de 2,30 t/m3 de peso específico, con dos valores extremos, de acuerdo con la IAP: o Un valor inferior con los espesores definidos de proyecto. o Un valor superior incrementado un 50% los valores definidos en proyecto. Acciones permanentes de valor no constante Acciones debidas al terreno: para el cálculo de las acciones del terreno se ha considerado la altura de tierras existente sobre cada una de las obras. La acción del terreno sobre la estructura tiene dos componentes: el peso sobre los elementos horizontales (dintel) el empuje sobre los elementos verticales (hastiales). Para la obtención de empujes sobre los hastiales se ha considerado un terreno sin cohesión y con un ángulo de rozamiento interno indicado en el anejo nº12 Geotecnia de Estructuras. Se han considerado coeficientes de empuje según las fórmulas de Coulomb incluidas en la NBE AE 88: Rozamiento interno: en cada una de las caras verticales laterales del marco se produce una compresión media adicional que puede estimarse mediante la expresión siguiente: Donde: γap B D peso específico aparente medio del relleno de tierras entre la superficie y la profanidad D anchura del techo de cálculo del marco enterrado profundidad techo de cálculo del marco enterrado f factor adimensional Donde: Φ ángulo de rozamiento interno del terreno de relleno α ángulo de inclinación del paramento del trasdós, medido de acuerdo con lo indicado en la figura 1. En ete caso será siempre igual a 90 β ángulo del talud en el trasdós. En este caso será 0 Donde: Er Módulo de deformación del relleno sobre el techo Et H Módulo de deformación del relleno de trasdós (cuña de transición) Altura de la obra de fábrica (marco) enterrada Dicho rozamiento negativo produce un aumento de presión vertical que comprime la columa de suelo situada sobre la cara superior del marco. Acciones Verticales Componentes verticales del tren de cargas de la instrucción IAP: las componentes verticales del tren de cargas corresponderán a las tres acciones siguientes actuando simultáneamente: a) Una sobrecarga uniforme de cuatro kilonewtons por metro cuadrado (4,0 Kn/m2) extendida en toda la plataforma del tablero o en parte de ella, según sea más desfavorable para el elemento en estudio. Anexo nº13: Estructuras

3 CONSEJERÍA DE FOMENTO Y VIVIENDA Dirección General de Infraestructuras Proyecto de Acondicionamiento de la carretera A-2003 de Jerez de la Frontera a San José del Valle Tramo del p.k. 4 al p.k. 20 b) Uno o dos vehículos de seiscientos kilonewtons (600 kn), cuyo eje longitudinal se considerará paralelo al de la calzada, y formado cada uno por seis cargas de cien kilonewtons (100 kn). La separación entre cargas en sentido longitudinal será de un metro y cincuenta centímetros (1,50 m) y en sentido transversal de dos metros (2,0 m). La superficie de apoyo sobre la que actuará cada carga será de veinte centímetros (0,20 m) paralelamente al eje del vehículo, por sesenta cenímetros (0,6 m) de ancho. c) Una sobrecarga uniforme de cuatro kilonewtons por metro cuadrado (4,0 Kn/m2) extendida en toda la superficie, o en parte de ella según sea más desfavorable para el elemento en estudio, de aceras, pistas para ciclistas o ciclomotores, zonas reservadas a paso de animales y medianas que estén físicamente separadas de las plataforma del tablero. En todos los valores de las cargas definidas en este apartado está ya incluido el correspondiente coeficiente de impacto que tiene en cuenta el carácter dinámico de las cargas, por lo que éstas se suponen aplicadas estáticamente. Para el reparto local de las cargas del tren de la Instrucción se supone un esquema como el de la siguiente figura: En puentes de anchura de plataforma del tablero menor o igual que doce metros se considerará la actuación de un solo vehículo pesado en dicho tablero. En puentes de anchura de plataforma del tablero mayor que doce metros e inferior a veinticuatro metros, se considerará la actuación en dicho tablero de uno o dos vehículos pesados, según sea más desfavorable. La posición de cada uno de ellos en dirección longitudinal, será la que resulte más desfavorable para el elemento en estudio. En la disposición transversal de los vehículos pesados dentro de la plataforma del tablero como indica la figura siguiente, se cumplirán las siguientes prescripciones: o En caso de que existe mediana fija, se podrán colocar los dos vehículos pesados aun mismo lado de la mediana cuando la anchura de esta zona de la plataforma del tablero sea, a su vez, superior a doce metros. o Distancia mínima de una de las líneas de cargas a bordes de plataforma del tablero: cincuenta centímetros. Nunca podrán estar situados dos vehículos pesados en una misma línea paralela a la directriz de la plataforma del tablero, debiendo ser la distancia transversal mínima entre líneas de cargas de diferentes vehículos pesados situados en la misma zona de la plataforma del tablero: dos metros (2,0 m). La carga resultante del vehículo pesado se reparte sobre un plano inferior considerando un ángulo de reparto α a través de un espesor de tierras H. Sobrecarga en terraplenes adyacentes A efectos del cálculo del empuje del terreno sobre elementos de la estructura en contacto con él, se considerará actuando en la parte superior del terraplén, en la zona donde pueda discurrir el tráfico, una sobrecarga uniforme de diez kilonewtons por metro cuadrado (10 Kn/m2). Esta sobrecarga se tendrá en cuenta únicamente en los casos en que las cargas producidas por el tráfico actúen a una distancia, medida en horizontal desde la parte superior de la estructura, menor o igual a la mitad de la altura del elemento de la estructura sobre el que actúe el empuje. Acciones accidentales Este tipo de estructuras se consideran, de acuerdo con la Instrucción IAP, de importancia NORMAL: Se incluyen en este grupo los pasos superiores, los pasos inferiores y las pequeñas obras de paso pertenecientes a carreteras de una red de alta capacidad (autovías, autopistas y vías de conexión( y los puentes y viaductos ubicados en el resto de la red de carreteras. Según la norma sismorresistente actualmente en vigor, la aplicación de dicha Norma es obligatoria en el caso de estructuras de importancia normal situada en emplazamientos con aceleración básica igual o superior a 0,04g. Anexo nº13: Estructuras

4 CONSEJERÍA DE FOMENTO Y VIVIENDA Dirección General de Infraestructuras Proyecto de Acondicionamiento de la carretera A-2003 de Jerez de la Frontera a San José del Valle Tramo del p.k. 4 al p.k. 20 La aceleración básica del municipio en la que se sitúan las estructuras objeto de este anexo es según la norma Sismorresistente NCSE 02 de: a b = 0,06 g El coeficiente de contibución es: K = 1,2 Por tanto, se consideran las acciones sísmicas en el cálculo. Para la estimación de los empujes del terreno sobre los asiales y otros elementos verticales de contención se emplean las expresiones de Mononobe Okabe: Norma de Construcción Sismorresistente NCSE 02. Guía de cimentaciones en obras de carreteras, Ministerio de Fomento Colección de pequeñas obras de paso. Obras de Paso de Carreteras. MOPT Combinaciones de acciones previstas en el Cálculo Las combinaciones realizadas en el cálculo de los marcos han sido: o Combinaciones E.L.U. en situaciones persistentes o transitorias o Combinaciones E.L.U. en situaciones accidentales con sismo o Combinaciones E.L.S Cálculo de aletas En el cálculo de las aletas correspondientes a los marcos se ha tenido en cuenta las acciones propias del cálculo de muros en ménsula de hormigón armado. Las acciones contempladas en el cálculo han sido: o Peso propio del muro o Empuje del relleno del trasdós: dentro de este empuje se incluye la inclinación del talud del trasdós. o Sobrecarga en terraplenes adyacentes. A efectos del cálculo del empuje del terreno sobre elementos de la estructura en contacto con él, se considerará actuando en la parte superior del terraplén, en la zona donde pueda discurrir el tráfico, una sobrecarga uniforme de 10 Kn/m2. Esta sobrecarga se tendrá en cuenta únicamente en los casos en que las cargas producidos por el tráfico actúan a una distancia, medida en horizontal desde la parte superior de la estructura, menor o igual a la mitad de la altura del elemento de la estructura sobre el que actúe el empuje. Puesto que la aceleración básica del municipio donde está previsto que se ejecutan estas estructuras es superior a 0,04g, según la norma NCSE 02, se consideraron las correspondientes acciones sísmicas en los cálculos. 3. NORMATIVA Y DOCUMENTACION EMPLEADA EN LOS CÁLCULOS Instrucción sobre acciones a considerar en el proyecto de puentes de carretera (IAP 98). Instrucción de Hormigón Estructural EHE 08 (R.D. 1247/08). Anexo nº13: Estructuras

5 CONSEJERÍA DE FOMENTO Y VIVIENDA Dirección General de Infraestructuras Proyecto de Acondicionamiento de la carretera A-2003 de Jerez de la Frontera a San José del Valle Tramo del p.k. 4 al p.k. 20 APÉNDICE 1: ESTRUCTURA E 1 MARCO 4x8 P.K Anexo nº13: Estructuras

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7 Estructura E-6 Página 2 de 52

58 CONSEJERÍA DE FOMENTO Y VIVIENDA Dirección General de Infraestructuras Proyecto de Acondicionamiento de la carretera A-2003 de Jerez de la Frontera a San José del Valle Tramo del p.k. 4 al p.k. 20 APÉNDICE 2: ESTRUCTURA E 2 P.K Anexo nº13: Estructuras

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60 CONSEJERÍA DE FOMENTO Y VIVIENDA Dirección General de Infraestructuras Proyecto de Acondicionamiento de la carretera A-2003 de Jerez de la Frontera a San José del Valle Tramo del p.k. 4 al p.k. 20 Los cálculos pertenecientes al marco y aletas prefabricadas de la estructura E 2 a ejecutar según planos de proyecto serán aportados por el fabricante, para su aprobación por parte de la Dirección de Obra. Anexo nº13: Estructuras

61 CONSEJERÍA DE FOMENTO Y VIVIENDA Dirección General de Infraestructuras Proyecto de Acondicionamiento de la carretera A-2003 de Jerez de la Frontera a San José del Valle Tramo del p.k. 4 al p.k. 20 APÉNDICE 3: ESTRUCTURA E 3 MARCO 2x5x2,5 P.K Anexo nº13: Estructuras

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