OBRA DE ARTE - diseño de obra hidrologica PDF

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PROYECTO HIDRAULICO ALCANTARILLAS “OBRA DE ARTE”

ESTUDIANTE ID 349196 MILLER ALEJANDRO CACHAYA RODRIGUEZ ID 762126 EDDIE FABIAN MALDONADO ALARCON ID 763679 MICHAEL ESTIVEN MALDONADO ALARCON

DOCENTE ING. ISAIAS OLARTE CARDENAS

ASIGNATURA: ANALISIS GEOMETRICO

UNIVERSIDAD COOPERATIVA DE COLOMBIA FACULTAD DE INGENIERIAS- INGENIERIA CIVIL VILLAVICENCIO-META

NOVIEMBRE-2020 TABLA DE CONTENIDOS 1. Introducción. 2. Objetivos. 2.1.

Objetivos específicos.

3. Tipo de materiales con los que está construido la obra de arte para vías. 4. Ejemplos propios de obras de arte para vías. 5. Realizar el diseño de la obra de arte o sistema hidráulico escogido, realizar cortes y detalles. 6. Los Datos geométricos del diseño. 7. La normatividad vigente para la construcción de obras de arte para vías en Colombia. 8. 9. Conclusiones. 10. Bibliografía.

1. INTRODUCCION: Colombia es uno de los países más húmedos del planeta de gran riqueza hídrica y con una topografía montañosa y altamente accidentada con un régimen de lluvias bimodal y/o unimodal y promedios de precipitación superiores a 2000 mm por año en casi toda la totalidad de su territorio. Esta condición implica que sus carreteras se encuentren sometidas frecuentemente a la acción de aguas lluvias y que deban atravesar o bordear numerosos cursos de agua; la mayoría de su red vial trascurre por terrenos montañosos donde el agua subterránea y los cursos no permanentes de aguas superficiales o escorrentías afectan frecuentemente la estabilidad de taludes y debilitan los suelos de soportes de pavimentos. Esta condición y combinación de circunstancia hace necesaria la construcción de sistemas de drenaje de las aguas superficiales y la recolección de las aguas de las áreas aferentes, diseñando y construyendo sistemas de drenaje, conocidos como obras de arte, de cuya eficacia y eficiencia dependerá en gran medida la calidad de la operación y la vida útil de la vía. La alcantarilla debe ser capaz de soportar las cargas del tráfico en la carretera, el peso de la tierra sobre ella, las cargas durante la construcción, etc., es decir también debe cumplir requisitos de tipo estructural.

2.

OBJETIVOS

Conocer el tipo de obras de arte más usados en el manejo de este sistema (sistema de drenaje); su metodología de diseño, sus criterios de selección de acuerdo con las condiciones y características propias del sector o tramo de vía que se esté estudiando o diseñando. Objetivos específicos: 

Para el diseño de las obras de arte de las vías, se requiere conocer previamente su condiciones y características geotécnicas y topográficas



La calidad de los suelos por donde va su trazado, su diseño geométrico, y las condiciones y características hidrológicas del área.



Se procede a seleccionar y diseñar el tipo de obras y estructuras necesarias para garantizar el manejo y la evacuación de las aguas que afectan la vía, su recolección, manejo y entrega final a los cauces naturales existentes.

3. TIPOS Y MATERIALES DE LAS OBRAS DE ARTE PARA VIAS Dentro de los sistemas de drenaje más comunes utilizados para el manejo de aguas lluvias sobre la vía y de las aguas aferentes a esta, los más usados son: •

Cunetas: La cuneta puede definirse como una zona longitudinal situada en el extremo de la calzada y que discurre paralela a la misma cuya misión es la de recibir y canalizar las aguas pluviales procedentes de la propia calzada y de la escorrentía superficial del talud de desmonte si es que existe:  Contracuneta  Cuneta principal  Cuneta de terraplén

 Cuneta de pie de terraplén

Figura: tipos de cunetas

•

Canales colectores: Los colectores son tuberías enterradas conectadas a arquetas o pozos de registro, de los que recogen las aguas provenientes de los elementos de drenaje. No son elementos específicos del drenaje subterráneo de las carreteras, ya

que, aunque pueden conducir caudales provenientes del mismo, suelen recibir otros provenientes del drenaje superficial que normalmente serán muy superiores. •

Filtros: Se deben construir filtros longitudinales y transversales donde sea necesario proteger el derecho de vía y la tubería de flujos de agua subterránea que puedan originar deslizamientos del terreno.

•

Transversales (alcantarillados): Permite el paso del agua a través de los cauces naturales bloqueados por la infraestructura viaria, de forma que no se produzcan destrozos en esta última. Comprende pequeñas y grandes obras de paso como puentes o viaductos.

•

Box-Culvert.

Los box culvert son elementos versátiles que pueden ser utilizados para conducción de fluidos, puentes, túneles de servicio, paso subterráneo y transporte de material, entre otros, y que requieren de facilidad y rapidez en la instalación cuando el tiempo de ejecución de obra es limitado o en condiciones difíciles de excavación

• Zanjas de corona: Son zanjas rellenas de material drenante y aisladas de las aguas superficiales, en el fondo de las cuales generalmente se dispone tubería drenante. El agua afluirá a las zanjas a través de sus paredes laterales, se filtrará por el material de relleno hasta el fondo y escurrirá por este, o por la tubería drenante.

•

Sumidero: Es una franja estrecha situada longitudinalmente en los bordes de la calzada y cuyo cometido es recoger y conducir las aguas superficiales y de escorrentía hasta un elemento de desagüe. Dado su reducido tamaño se emplean únicamente para evacuar pequeños caudales, como los recogidos únicamente en la superficie de la calzada o en zonas donde el espacio es limitado, como travesías y núcleos urbanos.

•

Pontones: Son puentes de estructuras relativamente planas y de poca altura, algunos son rudimentarios y de uso temporal, construidas con madera rolliza y tablones; pero también se construyen con losas planas reforzadas de luz corta; que, sin embargo, pueden alcanzar buena longitud por repetición del módulo de losas apoyadas sobre pilas de concreto ciclópeo o concreto reforzado. Normalmente las losas son perforadas para permitir el paso del agua hacia arriba en caso sobrepase el nivel de la losa. Son recomendables para ríos angostos o anchos, pero de poca profundidad.

• •

Cajas colectoras, aletas, cabezotes de captación y entrega: pozo construido desde la superficie del terreno hasta la tubería de alcantarillado, que es empleado en la inspección y mantenimiento de la red.

Los materiales más utilizados comúnmente en estas estructuras son: •

Concretos: (ciclópeos, concretos simples y armados), principalmente se utilizan en cabezotes de captación y entrega, cajas colectoras, aletas, box-culvert, canales colectores y cunetas.

•

Roca - enrocado: se utiliza para recubrir lechos de cunetas o canales revestidos y estructuras de entrega.

•

Adoquín; se utiliza en revestimientos de lechos, canales, cunetas.

•

Piedra gradada: para la elaboración de filtros (principalmente tipo francés) que consiste en un sistema de roca recubierto por un geotextil.

•

Tuberías de grandes diámetros: alcantarillados mínimo D=30¨ (75 cm). en concreto, metálicos, plásticas (PVC, PUAD) GRP.

•

Canales y Cunetas en tierra, o, revestidos.

4. EJEMPLOS DE OBRAS PARA VIAS: Criterios de diseño A la hora de proyectar el drenaje de una carretera deben tenerse presentes una serie de factores que influyen directamente en el tipo de sistema más adecuado, así como en su posterior funcionalidad. Los más destacables son: 

Factores topográficos: Dentro de este grupo se engloban circunstancias de tipo físico, tales como la ubicación de la carretera con respecto al terreno natural contiguo, en desmote, terraplén o a media ladera, la tipología del relieve existente, llano, ondulado, accidentado, o la disposición de sus pendientes en referencia a la vía.



Factores hidrológicos: Hacen referencia al área de la cuenca de recepción y aporte de aguas superficiales que afectan directamente a la carretera, así como la presencia nivel y caudal de las aguas subterráneas que puedan infiltrarse en las capas inferiores del firme



Factores geotécnicos: La naturaleza y características de los suelos existentes en la zona condicionada, la facilidad con la que el agua pueda llegar a la vía desde su punto de origen, así como la posibilidad que ocasioné corrimientos o una erosión excesiva del terreno. Las propiedades para considerar son aquellas que afecten a su permeabilidad, homogeneidad, estratificación o compacidad, influyendo también la existencia de vegetación. Una vez sopesados estos factores se procede al diseño de la red de drenaje.

Figura: Canal revestido y descole de transversal.

Figura: Transversal, cabezote de entrega, aletas, descole disipador enrocado revestido.

 canales de descarga: Son estructuras en forma de canal liso o bien con graderíos, que se construyen para descargar el agua que conducen las cunetas hacia los puntos bajos a los lados del camino. Se construyen de mampostería o de concreto reforzado, siendo esto último lo más recomendable.

Figura: Cuneta en concreto lateral para vía.

Figura: Recubrimiento canal adoquinado.

Figura: Transversal con Box-culvert en concreto, pontón y aletas para vía.

Figura: Canal lateral vía

5. DISEÑO DE OBRA DE ARTE SISTEMA HIDRAULICO, CORTES Y DETALLES.

6. DISEÑO OBRA DE ARTE TRANSVERSAL CON SUS COMPONENTES, CORTES Y DETALLES.

7. NORMATIVIDAD VIGENTE PARA LA CONSTRUCCIÓN DE OBRAS DE ARTE PARA VÍAS EN COLOMBIA:

En Colombia la entidad que regula la construcción de obras de arte para vías es el ministerio de transporte por intermedio del instituto nacional de vías con su subdirección de apoyo técnico quien periódicamente actualiza las condiciones y características de los sistemas de drenajes para las vías donde están incluidos los diferentes tipos de obras de arte y publica un manual de drenaje para carreteras que incluye todas las características, especificaciones, exigencias y normativa para el diseño de estas estructuras. Este manual incluye los aspectos generales del diseño, la hidrología, los diferentes tipos de drenaje como drenaje de corona, drenaje superficial y protecciones contra la socavación. Como se puede entender este manual considera todos los aspectos que se deben considerar para el diseño de un sistema de drenaje que incluye condiciones y calidad de suelos, características y topografía de la zona, estudios y diseños detallados atendiendo la hidrología específica, calidad y resistencia de los materiales a utilizar en las obras como son ( resistencia de concreto, calidad y tipos de materiales, mejoramiento de suelos, manejo de las condiciones del nivel freático (agua sub superficial), resistencia y diámetro de los aceros y tuberías a utilizar entre otros.

normas y especificaciones técnicas para la construcción de obras de acueducto y alcantarillado:



materiales, equipos y mano de obra



exenciones de pago



aspectos específicos del sistema de seguridad industrial y salud ocupacional (s&so).



sistema de control de calidad



sistema de gestión ambiental

disposiciones generales 

interventoría e inspección de las obras



documentos del contrato



trabajos preparatorios para la ejecución de obras



desarrollo y control de las obras



responsabilidades especiales del contratista durante la ejecución de las obras 12 2.6 medición y pago de las obras



gastos generales



otros gastos por cuenta del contratista



trámite de actas de obra e informes



suspensión de las obras



rescisión del contrato



plazo de ejecución y revisión de precios



cuadros de precios



protección de la industria nacional



relaciones legales y responsabilidades con el público



subcontratista o destajista



entrega de planos definitivo



prescripciones legales



instalaciones y medios auxiliares



características del campamento de obra y oficina de la interventoría



maquinaria y equipo



ocupación de los terrenos, uso de bienes y servicios



apiques de pruebas



marcha de las obras

condiciones de las unidades de obras 

señalización y seguridad en la obra



demoliciones (incluye retiro a lugar autorizado)



excavaciones y entibados



instalación y cimentación de tubería



rellenos



construcción de pavimentos



construcción de obras accesorias



instalación de elementos de acueducto y alcantarillado



suministro de tuberías y elementos de acueducto y alcantarillado



transporte

pruebas mínimas para recepción de obras 

especificaciones de carácter general



rellenos y terraplenes



bases de suelo cemento



obras de concreto



morteros



obras de mampostería



andenes en concreto



bordillos de concreto



tuberías instaladas para alcantarillado



tuberías instaladas para acueducto



pozos de inspección



registros domiciliarios de alcantarillado



geotextiles y geomembranas



especificaciones y aplicación de pintura en estructuras metálicas



pruebas mínimas para obras contempladas en la it-54 “proceso de reposición redes de alcantarillado con contratista” y en la it_126 “proceso de reposición de redes de acueducto con contratista”



pruebas mínimas para obas contempladas en la it_53 “proceso de atención de reparaciones de andenes y pavimentos”



equipos electromecánicos



cables de media y baja tensión



pruebas de aislamiento por partes de la instalación



caída de tensión

medición y pago de obras 

condiciones generales



modo de pagar las obras concluidas



modo de pagar las obras incompletas



condiciones para fijar precios adicionales en obras no previstas



ensayos



replanteo y liquidación



permisos, impuestos, licencias



pago de las partidas globales y unitarias



pago de los equipos acopiados



diferentes elementos comprendidos en los precios del presupuesto



valoración de las unidades no expresadas en este pliego

8. EL VOLUMEN Y EL ÁREA SUPERFICIAL DE LOS DIFERENTES CUERPOS GEOMÉTRICOS QUE COMPONEN EL DISEÑO.

NOMBRE

CANTIDA D

AREA SUPERFICIA L

VOLUME N

15m largo CILINDRO

80cm

38,704 m 2

7,53 m2

71,952m 2

38,88 m3

diámetro CABEZOT E

CAJA

3,24m largo 2,40m alto 5 m ancho 2,4m alto 2,3m lados

2

35,48 m

CONCLUISIONES

14,352m

3



El Estudio Factibilidad propone la construcción de los recolectores de alcantarillado viales principales junto con las plantas de tratamiento de aguas residuales para recolectar y desviar las aguas residuales de las distintas cajas en la vía en las que va a para a ríos o lagos cercanos a la zona.



Observando la situación, el estudio evaluó la factibilidad sanitaria para la seguridad vial y normatividad dadas en termino de construcción del alcantarillado en Colombia que puede tener los niveles de calidad de los efluentes de las cumplirán con los estándares de calidad para la descarga de aguas residuales, como ha sido establecido para el material, cantidades, medidas y análisis en la obra.

BIBLIOGRAFIAS

 Leer FORMACIÓN COMPLEMENTERIA PREVENCIÓN, MANTENIMIENTO Y CONSTRUCCIÓN DE OBRAS DE ARTE PARA VIAS SENA. OSWALDO HURTADO FIGUEROA INSTRUCTOR DE

CONSTRUCCIÓN SENA. https://construccion-de-edificaciones.webnode.com.co/materialde-apoyo/obras-de-artepara-vias/

 Documento normas y especificaciones técnicas para la construcción de obras de acueducto y alcantarillado. http://www.aaa.com.co/l/wpcontent/uploads/Normas-y-especificaciones-tecnicas-AAA.pdf...