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UNIVERSIDAD NACIONAL DE CHIMBORAZO
FACULTAD DE INGENIERÍA
ESCUELA DE INGENIERÍA CIVIL
“Trabajo de grado previo a la obtención del Título de Ingeniero Civil”
MODALIDAD: TESIS
TÍTULO DEL PROYECTO:
“DISEÑO ESTRUCTURAL DEL PUENTE SOBRE EL
CANAL INTERNACIONAL ECUADOR – PERÚ”
AUTOR:
BOLÍVAR IGNACIO TAPIA GONZÁLEZ
DIRECTOR DE TESIS:
ING. DIEGO JAVIER BARAHONA RIVADENEIRA
Riobamba: Abril 2009
CALIFICACIÓN
Los miembros del tribunal, luego de haber receptado la Defensa del trabajo
escrito, hemos determinado la siguiente calificación.
Para constancia de lo expuesto firman: Ing. Jorge Núñez ----------------------------------- PRESIDENTE Firma Ing. Diego Barahona R. ------------------------------------ DIRECTOR Firma Ing. Ángel Paredes G. ------------------------------------ MIEMBRO Firma
DERECHO DE AUTOR
Yo, Bolívar Ignacio Tapia González soy responsables de las ideas, doctrinas, resultados y propuestas expuestas en el presente trabajo de investigación, y los derechos de autoría pertenecen a la Universidad Nacional de Chimborazo.
DEDICATORIA
Dedico este Trabajo de Investigación a mis Padres y hermana, gracias a los cuales he llegado a cumplir este objetivo.
AGRADECIMIENTO
Es el reconocimiento a la Facultad de Ingeniería, y al Consorcio Supervisión Internacional en especial a la Empresa Caminosca Caminos y Canales C. Ltda., por la ayuda intelectual y material recibido para la realización de la presente investigación.
V
INDICE GENERAL
INDICE GENERAL .........................................................................................V
INDICE DE CUADROS ...............................................................................VIII
INDICE DE GRAFICOS ..................................................................................X
RESUMEN .....................................................................................................XII
SUMARY ......................................................................................................XIII
INTRODUCCION .............................................................................................1
CAPÍTULO I
1. MARCO REFRENCIAL ............................................................................3
1.1. Planteamiento del Problema......................................................................3
1.2. Formulación del Problema........................................................................4
1.3. Objetivos....................................................................................................5
1.3.1. General.................................................................................................... 5
1.3.2. Específicos............................................................................................... 5
1.4. Justificación...............................................................................................6
CAPÍTULO II
2. MARCO TEORICO ...................................................................................7
2.1. Antecedentes de la Investigación...............................................................7
2.2. Fundamentación Teórica...........................................................................8
2.2.1. Puentes....................................................................................................8
2.2.1.1. Introducción...........................................................................................8
2.2.1.2. Tipos de Puentes....................................................................................9
2.2.1.3. Puentes de Gran Longitud....................................................................14
2.2.1.4. Tipos de Cargas en Puentes y Viaductos..............................................16
2.2.1.5. Componentes Básicos de los Puentes....................................................17
2.2.2. Manual de Diseño de Puentes...............................................................18
2.2.2.1. Descripción..........................................................................................18
VI
2.2.2.2. Aspectos a considerar..........................................................................19
2.2.3. Diseño de Puentes, Método LRFD AASHTO......................................24
2.2.3.1. Sobrecarga HL-93 Método LRFD........................................................24
2.2.3.2. Diseño Método LRFD..........................................................................26
2.2.3.3. Objetivos de LRFD AASHTO...............................................................27
2.2.3.4. Métodos Aproximados para Análisis....................................................27
CAPÍTULO III
3. MARCO METOLOGICO ........................................................................30
3.1. Diseño de la Investigación.......................................................................30
3.2. Técnicas e Instrumentos de Recolección de Datos...................................30
3.3. Desarrollo del Trabajo.............................................................................31
3.3.1. Antecedentes.........................................................................................31
3.3.1.1. Introducción y Generalidades..............................................................31
3.3.1.2. Descripción del Proyecto:....................................................................34
3.3.2. De la Ingeniería Básica.........................................................................35
3.3.2.1. Estudios Topográficos..........................................................................35
3.3.2.2. Estudios Hidrológicos e Hidráulicos....................................................37
3.3.2.3. Estudios Geológicos y Geotécnicos......................................................54
3.3.2.4. Estudios de Impacto Ambiental............................................................64
3.3.2.4.1. Línea Base Ambiental............................................................. 64
3.3.2.4.2. Identificación y caracterización de las acciones del proyecto y
sus efectos sobre el medio. ................................................................................. 67
3.3.2.4.3. Identificación de los factores del medio susceptibles de ser
impactados por la ejecución del proyecto ........................................................... 67
3.3.2.4.4. Plan de Manejo Ambiental ...................................................... 68
3.3.2.4.5. Plan de Monitoreo Ambiental ................................................. 69
3.3.2.5. Estudios de Trafico..............................................................................70
3.3.2.6. Estudios Complementarios...................................................................71
3.3.2.6.1. Señalización y Seguridad Vial................................................. 71
3.3.3. Diseño Estructural: Puente sobre el Canal Internacional Ecuador –
Perú. ……………………………………………………………………………78
VII
3.3.3.1. Diseño STANDARD AASHTO..............................................................78
3.3.3.2. Diseño LRFD AASHTO........................................................................83
CAPÍTULO IV
4. RESULTADOS Y DISCUSION ...............................................................88
4.1. Resultados Obtenidos...............................................................................88
4.1.1. De la Ingeniería Básica.........................................................................88
4.1.2. Metrado.................................................................................................92
4.1.2.1. Diseño STANDARD AASHTO 2002...................................................... 92
4.1.2.2. Diseño LRFD AASHTO 2004............................................................... 99
4.1.3. Presupuesto.........................................................................................106
4.1.3.1. Diseño STANDARD AASHTO 2002.................................................... 106
4.1.3.2. Diseño LRFD AASHTO 2004.............................................................109
4.1.4. Gastos Generales................................................................................112
4.1.4.1. Diseño STANDARD AASHTO 2002.................................................... 112
4.1.4.2. Diseño LRFD AASHTO 2004.............................................................115
4.1.5. Cronograma de Desembolsos.............................................................118
4.1.5.1. Diseño STANDARD AASHTO 2002.................................................... 118
4.1.5.2. Diseño LRFD AASHTO 2004.............................................................131
4.2. Técnicas de Procesamiento, Análisis y Validación de los Resultados…... 144
CAPÍTULO V
5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES .....................................147
5.1. Conclusiones..........................................................................................147
5.2. Recomendaciones...................................................................................148
BIBLIOGRAFÍA. ..........................................................................................149
ANEXOS ........................................................................................................ 152
VIII
INDICE DE TABLAS Tabla 2.1.-
Sobrecarga HL-93 Método LRFD……………………………………………. 24
Tabla 2.2.-
Alturas mínimas utilizadas tradicionalmente para superestructuras de
profundidad constante………………………………………………………...
26
Tabla 2.3.-.
Combinaciones de Carga y Factores de Carga……………………………….. 26
Tabla 2.4.-
Factores de carga para cargas permanentes…………………………………... 26
Tabla 2.5.-
Superestructuras habituales según LRFD AASHTO 2004…………………... 27
Tabla 3.1.-
Puntos de Control – Determinación Coordenadas UTM……………………... 35
Tabla 3.2.-
Puntos de Control – Determinación Elevaciones…………………………….. 36
Tabla 3.3.-
Caudal máximo instantáneo anual usando las distribuciones Normal, Log
Normal, Log Pearson III y Gumbel…………………………………………...
40
Tabla 3.4.-
Caudal máximo instantáneo anual usando las distribuciones Normal, Log
Normal, Log Pearson III y Gumbel…………………………………………...
44
Tabla 3.5.-
Parámetros geométricos de cuencas de cursos de agua que cruzan la Variante
Internacional………………………………………………………………......
45
Tabla 3.6.-
Caudales calculados en simulación hidrológica……………………………… 45
Tabla 3.7.-
Reporte de Caudales en Alcantarillas Menores………………………………. 53
IX
Tabla 3.8.-
Resumen de la relación de longitudes suelo/roca en el Puente sobre el Canal
Internacional, por sondaje, tipo de suelos y rocas…………………………….
59
Tabla 3.9.-
Resumen por sondaje en el Puente sobre el Canal Internacional…………….. 59
Tabla 3.10.-
Resumen de la descripción de los perfiles litológicos de los suelos de los
sondajes……………………………………………………………………….
60
Tabla 3.11.-
Resumen sobre la recuperación de testigos…………………………………... 60
Tabla 3.12.-
Resumen de los resultados de los ensayos SPT por Sondaje 1 y por ensayo.
Valores de “n” golpes, clasificación SUCS (visual), consistencia,
compacidad……………………………………………………………………
61
Tabla 3.12.-
Resumen de los resultados de los ensayos SPT por Sondaje 2 y por ensayo.
Valores de “n” golpes, clasificación SUCS (visual), consistencia,
compacidad……………………………………………………………………
62
Tabla 3.13.-
Resumen de la información sobre las cajas portatestigos……………………. 63
Tabla 3.13.-
Resumen sobre la compacidad y consistencia de los suelos…………………. 64
Tabla 3.14.-
Volumen de Tráfico desviado a la Variante Internacional…………………… 71
Tabla 4.1.-
BM’s Proyecto Puente sobre el Canal Internacional…………………………. 88
Tabla 4.2.-
Resumen de la descripción de los perfiles litológicos de los suelos de los
sondajes……………………………………………………………………….
91
.
X
INDICE DE GRAFICOS
Gráfico 2.1-
Puente Simplemente Apoyado ......................................................................................8
Gráfico 2.2.-
Viaducto ......................................................................................................................9
Gráfico 2.3.-
Puente con Celosía de Madera ....................................................................................10
Gráfico 2.4.-
Puente con Vigas Longitudinales de Hormigón Armado .............................................11
Gráfico 2.5.-
Puente con Vigas de Hormigón Pretensado .................................................................11
Gráfico 2.6.-
Puente con Vigas de Hormigón Postensado.................................................................12
Gráfico 2.7.-
Diferencia entre Vigas de Hormigón Armado y Preesforzado......................................12
Gráfico 2.8.-
Puente Metálico en Arco.............................................................................................13
Gráfico 2.2.1.2.6.-
Análisis de Puentes Luz vs. Costo...............................................................................14
Gráfico 2.10.-
Puente de Gran Longitud con Pilas Intermedias ..........................................................14
Gráfico 2.11.-
Puente Colgante..........................................................................................................15
Gráfico 2.12.-
Sobrecarga AASHTO HS-20, HS-25, HL-93 ..............................................................23
Gráfico 2.13.-
Curvas Efecto Momento Cortante de Diversos Vehículos en Carreteras ......................25
Gráfico 2.15.-
Análisis Comparativo HS-20 vs. HL-93......................................................................25
XI
Gráfico 3.1.-
Influencia del Río Zarumilla en el Comportamiento Hidráulico del Canal
Internacional. ..............................................................................................................41
Gráfico 3.2.-
Ubicación de las 10 cuencas en la variante Internacional.............................................43
Gráfico 3.3.-
Área de inundación del río Zarumilla, con respecto a la Carretera Panamericana,
Canal Internacional y Variante Internacional...............................................................47
Gráfico 3.4.-
Sección transversal del río Zarumilla en la variante internacional................................48
Gráfico 3.5.-
Curva de descarga del río Zarumilla en la variante internacional .................................48
Gráfico 3.6.-
Perfil Hidráulico de simulaciones del río Zarumilla con caudales de condiciones
normales (350m3/s), máximo caudal registrado (860m3/s) y el caudal calculado
para un TR=100 años (2124m3/s). ..............................................................................49
Gráfico 3.7.-
Funcionamiento Hidráulico de obras de drenaje en el Río Zarumilla. ..........................50
Gráfico 3.8.-
Esquema de disposición de la quebrada Zarumilla y la variante internacional..............51
Gráfico 3.9.-
Sección transversal de la quebrada Zarumilla 1 – Km. 1+070......................................52
Gráfico 3.10.-
Sección transversal de la quebrada Zarumilla 2 – Km. 2+295......................................53
XII
RESUMEN
Actualmente existe un incremento en el intercambio comercial y de turismo entre
Ecuador y Perú como consecuencia de la firma del acuerdo de paz. Durante el
periodo 2000-2004 la tasa de crecimiento anual promedio para la entrada de
extranjeros al Perú por el control fronterizo de Aguas Verdes fue del 54%,
habiendo sido la tasa de salida de nacionales hacia el Ecuador de 12.4%, para el
mismo período.
El proyecto de la nueva Variante Internacional se encuentra ubicado sobre el Eje
Vial Nº 1, carretera Panamericana, en la zona fronteriza entre Perú y Ecuador, en
el departamento de Tumbes.
Se ha determinado la proyección de una estructura de cruce entre el Canal
Internacional y la Variante Internacional CEBAF Perú - Ecuador un Puente de luz
83,60 m, se ha considerado esta longitud no solo para permitir pasar el flujo que
discurre por el canal, también permitirá pasar los caminos laterales que van
paralelos al canal para que el transito en esta zona no sea interrumpido.
Mediante el Análisis Comparativo entre las Normas STANDARD AASHTO,
publicadas en el 2002, y las Especificaciones LRFD AASHTO, publicadas en el
2004, la bondad, seguridad, eficiencia y reducción de costo mediante el uso de la
Especificaciones LRFD AASHTO para el Diseño de Puentes, logrando un 15, 06
% de reducción en el Rubro: Acero de Refuerzo fy = 4200 Kg./cm2, con lo cual se
alcanza un mejora sustancial en lo que respecta a metrado (Volumen de Obra),
además de dar confiabilidad debido al incremento de la Carga del Camión de
Diseño y de los factores de reducción de capacidad de material.
XIII
SUMARY
At the moment an increment exists in the commercial exchange and of tourism
between Ecuador and Peru like consequence of the signature of the agreement of
peace. During the period 2000-2004 the rate of growth annual average for the
entrance of foreigners to Peru for the border control of Waters Greens was of
54%, having been the exit rate of national toward Ecuador of 12.4%, for the same
period.
The project of the International new Variant is located on the Axis Vial Nº 1, Pan-
American Highway, in the border area between Peru and Ecuador, in the
department of you Knock down.
The projection of a crossing structure has been determined between the
International Channel and the International Variant CEBAF Peru - Ecuador a
Bridge of light 83. 60 m, it has been considered this non alone longitude to allow
the flow that reflects for the channel, to happen it will also allow the lateral roads
that you/they go to happen parallel to the channel so that the one traffics in this
area it is not interrupted.
By means of the Comparative Analysis among the STANDARD Norms
AASHTO, published in the 2002, and the Specifications LRFD AASHTO,
published in the 2004, the kindness, security, efficiency and mediating cost
reduction the use of the Specifications LRFD AASHTO for the Design of
Bridges, achieving a 15, 06 % reduction in the Item: I steel of Reinforcement fy =
4200 Kg./cm2, with that which is reached an it improves substantial in what
concerns to metrado (Volume of Work), besides giving dependability due to the
increment of the Load of the Truck of Design and of the factors of reduction of
material capacity
1
INTRODUCCION
La Nueva Variante Internacional, CEBAF Perú y Variante Internacional CEBAF
Ecuador son parte del acuerdo entre las Cancillerías de Ecuador y Perú, cuyo
propósito principal es descongestionar el paso actual de frontera entre las ciudades
de Huaquillas, en Ecuador; y, Aguas Verdes en Perú. Esta Variante considera la
construcción de un Nuevo Puente Internacional.
El eje del Canal Internacional es un hito fronterizo entre Perú y Ecuador. Tiene su
inicio en la Bocatoma La Palma ubicado en el Río Zarumilla y termina en la
desembocadura en el mar. El trazo del Canal Internacional discurre por la margen
derecha de la terraza baja del valle Zarumilla, existiendo quebradas del lado
Ecuatoriano que vierten sus aguas al canal.
Con la construcción de las obras proyectadas entre las que se contempla el Puente
sobre el Canal Internacional Ecuador – Perú se logra una importante mejora en las
comunicaciones por carretera entre ambos países, que además ha sido diseñada
para soportar los posibles riesgos que ocasionaría una nueva aparición del
Fenómeno del Niño.
Tradicionalmente el diseño estructural de Puentes se lo ha desarrollado mediante
el uso de las Normas STÁNDARD ESPECIFICATIONS FOR HIGHWAY
BRIDGES, adoptado por la AMERICAN ASSOCIATION OF STATE
HIGHWAY AND TRANSPORTATION OFFICIAL (AASHTO).
Sin embargo las variaciones en las cargas, y en las propiedades de los materiales
de las Normas LOAD AND RESISTANCE FACTOR DESIGN (LRFD)
ESPECIFICATIONS FOR HIGHWAY BRIDGES, adoptado por la AMERICAN
ASSOCIATION OF STATE HIGHWAY AND TRANSPORTATION OFFICIAL
(AASHTO), permite una mejor bondad, seguridad, eficiencia, reducción de costo
en el Diseño de Puentes.
CAPITULO I.
1. MARCO REFRENCIAL
1.1. Planteamiento del Problema
La Nueva Variante Internacional, CEBAF Perú y Variante Internacional CEBAF
Ecuador son parte del acuerdo entre las Cancillerías de Ecuador y Perú, cuyo
propósito principal es descongestionar el paso actual de frontera entre las ciudades
de Huaquillas, en Ecuador; y, Aguas Verdes en Perú. Esta Variante considera la
construcción de un Nuevo Puente Internacional.
El eje del Canal Internacional es un hito fronterizo entre Perú y Ecuador. Tiene su
inicio en la Bocatoma La Palma ubicado en el Río Zarumilla y termina en la
desembocadura en el mar.
El trazo del Canal Internacional discurre por la margen derecha de la terraza baja
del valle Zarumilla, existiendo quebradas del lado Ecuatoriano que vierten sus
aguas al canal.
Con la construcción de las obras proyectadas entre las que se contempla el Puente
sobre el Canal Internacional Ecuador – Perú se logra una importante mejora en las
comunicaciones por carretera entre ambos países, que además ha sido diseñada
para soportar los posibles riesgos que ocasionaría una nueva aparición del
Fenómeno del Niño.
Con Contrato de Ejecución de Obra Nº 22-2007-MTC/20 de fecha 09 de febrero
de 2007 se inició la construcción del Nuevo Puente sobre el Canal Internacional
Ecuador – Perú, a cargo de la Empresa Contratista CONSORCIO “HIDALGO E
HIDALGO”, en base a los estudios y diseños de la Empresa Consultora del
3
Proyecto Apoyo a la Integración Física Regional Eje Vial 1 Ecuador – Perú,
TÉCNICA Y PROYECTOS S.A. TYPSA.
Con fecha 25 de junio de 2008, el Contratista CONSORCIO “HIDALGO e
HIDALGO”, manifestó a la Entidad Contratante (MTC-Perú), su decisión de no
reiniciar los trabajos, por lo que solicitaba la Resolución Definitiva del Contrato,
en base a motivos de fuerza mayor y seguridad
A lo cual con fecha 15 de julio el Ministerio de Transporte y Comunicaciones del
Perú, Entidad contratante, con Resolución Directorial Nº 1789-2008-MTC/20,
resolvió la Resolución del Contrato con la Empresa Contratista, el Rediseño y
Actualización del Presupuesto del Proyecto: Apoyo a la Integración Física
Regional Eje Vial 1 Ecuador-Perú – Lote 1 – Construcción del Puente sobre el
Canal Internacional, el mismo que tendrá como base los estudios previos
realizados por la Empresa TYPSA, y será llevado a cabo por la Empresa a cargo
de la Asistencia Técnica Internacional para la Supervisión de Obras Binacionales
Ecuador – Perú, CONSORCIO SUPERVISIÓN INTERNACIONAL
“CAMINOSCA CAMINOS Y CANALES C. LTDA., VERA & MORENO S.A.,
CLOTHOS, SCOTT WILSON, APPLUS NORCONTROL”.
Tradicionalmente el diseño estructural de Puentes se lo ha desarrollado mediante
el uso de las Normas STÁNDARD ESPECIFICATIONS FOR HIGHWAY
BRIDGES, adoptado por la AMERICAN ASSOCIATION OF STATE
HIGHWAY AND TRANSPORTATION OFFICIAL (AASHTO).
Sin embargo las variaciones en las cargas, y en las propiedades de los materiales
de las Normas LOAD AND RESISTANCE FACTOR DESIGN (LRFD)
ESPECIFICATIONS FOR HIGHWAY BRIDGES, adoptado por la AMERICAN
ASSOCIATION OF STATE HIGHWAY AND TRANSPORTATION OFFICIAL
(AASHTO), permite una mejor bondad, seguridad, eficiencia, reducción de costo
en el Diseño de Puentes.
4
1.2. Formulación del Problema
Actualmente existe un incremento en el intercambio comercial y de turismo entre
Ecuador y Perú como consecuencia de la firma del acuerdo de paz. Durante el
periodo 2000-2004 la tasa de crecimiento anual promedio para la entrada de
extranjeros al Perú por el control fronterizo de Aguas Verdes fue del 54%,
habiendo sido la tasa de salida de nacionales hacia el Ecuador de 12.4%, para el
mismo período.
En cuanto a exportaciones e importaciones hacia Ecuador desde el Perú por la
aduana de Tumbes existe un mayor crecimiento de las primeras sobre las
segundas, tanto en su volumen como en valores. El mayor porcentaje de las
importaciones provenientes del Ecuador se realiza por vía marítima, dado el bajo
porcentaje de las importaciones por vía terrestre.
En relación al intercambio comercial entre Perú y Ecuador, éste se ha
incrementando constantemente desde los Acuerdos de Paz de 1998, estimándose
para el año 2004 cerca de USD 900 millones, hasta cuatro veces más desde que se
establecieron mejores condiciones de comercio bilateral.
De lo expuesto anteriormente se desprende que la balanza comercial binacional a
través de este paso fronterizo es deficitaria para Ecuador.
El proyecto de la nueva Variante Internacional se encuentra ubicado sobre el Eje
Vial Nº 1, carretera Panamericana, en la zona fronteriza entre Perú y Ecuador, en
el departamento de Tumbes. En las proximidades del nuevo paso fronterizo se ha
diseñado el complejo de edificaciones correspondientes al lado Perú del Centro
Binacional de Atención Fronteriza (CEBAF), similar al diseñado en el Sector-
Ecuador, que va a permitir ordenar y agilizar todos los trámites aduaneros y de
inmigración entre el Perú y Ecuador.
5
El Eje Vial Nº 1 forma parte de la Carretera Panamericana y como tal tiene una
importancia de carácter continental, uniendo al Perú y Ecuador con otros países
sudamericanos como Colombia y Venezuela, por lo que ha sido considerado
prioritario como eje IIRSA (Iniciativa para la Integración de la Infraestructura
Regional Suramericana).
Da continuidad a las comunicaciones de ciudades principales del Perú, tales como
su capital Lima y otras importantes ciudades de la costa como Chimbote, Trujillo,
Chiclayo, Piura y Tumbes con ciudades del vecino país del Ecuador, como
Huaquillas, Santa Rosa, Machala, Guayaquil y Quito.
Con la construcción de las obras proyectadas se logra una importante mejora en
las comunicaciones por carretera entre ambos países, que además ha sido diseñada
para soportar los posibles riesgos que ocasionaría una nueva aparición del
Fenómeno del Niño.
1.3. Objetivos
1.3.1. General
Proveer el Diseño Estructural del Puente sobre el Canal Internacional Ecuador –
Perú, para el Proyecto Apoyo a la Integración Física Regional Eje Vial 1, con el
fin de dar continuidad a las variantes internacionales del lado Ecuador y lado
Perú.
1.3.2. Específicos
Identificar y verificar los estudios básicos de Ingeniería del Puente sobre el
Canal Internacional Ecuador – Perú, elaborados por la Empresa Técnica y
Proyectos S.A. TYPSA, Consultora de los Estudios del Proyecto Eje Vial 1.
6
Obtener los Diseños de la Infraestructura y Superestructura del Puente sobre el
Canal Internacional Ecuador – Perú mediante es uso de las Especificaciones
LRFD - AASHTO para el Diseño de Puentes
Elaborar los diseños definitivos, memoria de cálculo, cantidades de obra y
presupuesto referencial para la construcción del Puente sobre el Canal
Internacional Ecuador – Perú.
Demostrar la seguridad, eficiencia y reducción de costo mediante el uso de la
Especificaciones AASHTO LRFD para el Diseño de Puentes
1.4. Justificación
En relación al intercambio comercial entre Perú y Ecuador, éste se ha
incrementando constantemente desde los Acuerdos de Paz de 1998, estimándose
para el año 2004 cerca de USD 900 millones, hasta cuatro veces más desde que se
establecieron mejores condiciones de comercio bilateral.
En cuanto a exportaciones e importaciones hacia Ecuador desde el Perú por la
aduana de Tumbes existe un mayor crecimiento de las primeras sobre las
segundas, tanto en su volumen como en valores.
El mayor porcentaje de las importaciones provenientes del Ecuador se realiza por
vía marítima, dado el bajo porcentaje de las importaciones por vía terrestre, con
la construcción de las obras proyectadas se logra una importante mejora en las
comunicaciones por carretera entre ambos países, que además ha sido diseñada
para soportar los posibles riesgos que ocasionaría una nueva aparición del
Fenómeno del Niño.
7
CAPITULO II
2. MARCO TEORICO
2.1. Antecedentes de la Investigación
El Canal Internacional es un hito fronterizo entre Perú y Ecuador. Tiene su inicio
en la Bocatoma La Palma ubicado en el Río Zarumilla y termina en la
desembocadura en el mar.
El trazo del Canal Internacional discurre por la margen derecha de la terraza baja
del valle Zarumilla, existiendo quebradas del lado Ecuatoriano que vierten sus
aguas al canal.
Con la construcción de las obras proyectadas entre las que se contempla el Puente
sobre el Canal Internacional Ecuador – Perú se logra una importante mejora en las
comunicaciones por carretera entre ambos países, que además ha sido diseñada
para soportar los posibles riesgos que ocasionaría una nueva aparición del
Fenómeno del Niño.
Con fecha 25 de junio de 2008, el Contratista CONSORCIO “HIDALGO E
HIDALGO”, manifestó a la Entidad Contratante (MTC-Perú), su decisión de no
reiniciar los trabajos, por lo que solicitaba la Resolución Definitiva del Contrato,
en base a motivos de fuerza mayor y seguridad
A lo cual con fecha 15 de julio el Ministerio de Transporte y Comunicaciones del
Perú, Entidad contratante, con Resolución Directorial Nº 1789-2008-MTC/20,
resolvió la Resolución del Contrato con la Empresa Contratista, el Rediseño y
Actualización del Presupuesto del Proyecto: Apoyo a la Integración Física
Regional Eje Vial 1 Ecuador-Perú – Lote 1 – Construcción del Puente sobre el
Canal Internacional, el mismo que tendrá como base los estudios previos
8
realizados por la Empresa TYPSA, y será llevado a cabo por la Empresa a cargo
de la Asistencia Técnica Internacional para la Supervisión de Obras Binacionales
Ecuador – Perú, CONSORCIO SUPERVISIÓN INTERNACIONAL
“CAMINOSCA CAMINOS Y CANALES C. LTDA., VERA &MORENO S.A.,
CLOTHOS, SCOTT WILSON, APPLUS NORCONTROL”.
Tradicionalmente el diseño estructural de Puentes se lo ha desarrollado mediante
el uso de las STÁNDARD ESPECIFICATIONS FOR HIGHWAY BRIDGES,
adoptado por la AMERICAN ASSOCIATION OF STATE HIGHWAY AND
TRANSPORTATION OFFICIAL (AASHTO).
Sin embargo las variaciones en las cargas, y en las propiedades de los materiales
de las Normas LOAD AND RESISTANCE FACTOR DESIGN (LRFD)
ESPECIFICATIONS FOR HIGHWAY BRIDGES, adoptado por la AMERICAN
ASSOCIATION OF STATE HIGHWAY AND TRANSPORTATION OFFICIAL
(AASHTO), permite una mejor bondad, seguridad, eficiencia, reducción de costo
en el Diseño de Puentes.
2.2. Fundamentación Teórica
2.2.1. Puentes 2.2.1.1. Introducción
La gran irregularidad topográfica de Ecuador y Perú, y el rápido desarrollo de los
centros urbanos han determinado que las vías de comunicación requieran con gran
frecuencia de la construcción de puentes y viaductos.
Gráfico 2.1- Puente Simplemente Apoyado1
1 ALVARADO, César. Diseño de Puentes con AASHTO LRFD pp. 51.
9
Por lo general, el término puente se utiliza para describir a las estructuras viales,
con trazado por encima de la superficie, que permiten vencer obstáculos naturales
como ríos, quebradas, hondonadas, canales, entrantes de mar, estrechos de mar,
lagos, etc.
Por su parte, el término viaducto está generalmente reservado para el caso en que
esas estructuras viales se construyan por necesidades urbanas o industriales (como
los pasos elevados dentro de las ciudades o de los complejos industriales), o para
evitar el cruce con otras vías de comunicación (como los intercambiadores de
tránsito en las autopistas).
Gráfico 2.2.- Viaducto 2
2.2.1.2. Tipos de Puentes
Tradicionalmente en el Ecuador se han diseñado y construido puentes de
mampostería de piedra, de madera, de hormigón armado, de acero, de hormigón
preesforzado y de estructura mixta. Las luces que se pueden vencer con este tipo
de puentes van de pequeñas a medianas.
Puentes mampostería de piedra en arco:
Son los puentes de mayor antigüedad en el mundo. En Europa se pueden
encontrar puentes de mampostería de piedra en arco (como parte de acueductos
romanos), construidos hace más de 2000 años. Aprovechan las características
beneficiosas de la geometría en arco (trabajan fundamentalmente a compresión y
limitan o eliminan totalmente el efecto de la flexión), y pueden ser utilizados para
2 ALVARADO, César. Diseño de Puentes con AASHTO LRFD pp. 51.
10
vencer luces de hasta 10 m. Algunas de las vías más antiguas del país, cuyo
trazado todavía se mantiene como alterno, aún conservan viejos puentes de piedra
en arco los mismos que se construyeron antes de la conquista española
denominados “CHACAS”. Prácticamente ya no se construyen más puentes de este
tipo pues no existe la mano de obra calificada para este tipo de obras.
Puentes de madera:
Los puentes de madera se han utilizado eficientemente, con luces de hasta 20 m,
en caminos de poca circulación, con vehículos livianos. La gran ventaja de este
tipo de puentes es la reducción de costos al utilizar materiales y mano de obra de
la misma zona.
Gráfico 2.3.- Puente con Celosía de Madera3
La mayor parte de puentes de madera construidos en el país son pequeñas
estructuras rústicas en caminos de segundo, tercer orden y vecinales. El principal
problema de los puentes de madera es la necesidad de proporcionarles un
adecuado mantenimiento para tener un tiempo de vida aceptable, caso contrario,
en lugar de constituir una solución se convierten en un riesgo.
Puentes de concreto reforzado:
Los puentes de concreto reforzado, en carreteras de primero y segundo orden, han
tenido éxito en el Ecuador con luces de hasta 25 m. Luces superiores son
inconvenientes para este tipo de puentes por el incremento desmedido de su peso
3 ALVARADO, César. Diseño de Puentes con AASHTO LRFD pp. 52.
11
y de su costo. La gran experiencia que se tiene con el manejo del concreto
reforzado, que se traduce en mano de obra y dirección técnica relativamente
calificadas, y también en disponibilidad de los materiales, ha permitido su
construcción en todas las regiones del país.
Gráfico 2.4.- Puente con Vigas Longitudinales de Hormigón Armado4
El principal problema constructivo constituyen los encofrados que, en su
configuración tradicional, solamente pueden ser utilizados en cauces de ríos poco
profundos y poco caudalosos. En ríos de cauces profundos se suele construir un
encofrado tipo arco para no provocar un incremento excesivo de costos de
construcción (se construye un puente provisional de madera que sirve de
encofrado para el puente definitivo de concreto).
Puentes tradicionales de concreto preesforzado:
La tecnología del concreto preesforzado (pretensado y postensado) tradicional
permitió superar parcialmente las limitaciones de los puentes de concreto
reforzado, llegándose a implementar soluciones viables en puentes de hasta 45 m
de luz. Generalmente se han utilizado dos variantes constructivas de esta
tecnología consistentes en la fundición y tensado (tesado) in situ, o la fundición y
tensado previo, y el lanzamiento posterior de las vigas.
Gráfico 2.5.- Puente con Vigas de Hormigón Pretensado5
4 ALVARADO, César. Diseño de Puentes con AASHTO LRFD pp. 52. 5 ALVARADO, César. Diseño de Puentes con AASHTO LRFD pp. 52.
12
Gráfico 2.6.- Puente con Vigas de Hormigón Postensado6
La reducción en el peso de la estructura es el efecto más importante en los puentes
de concreto preesforzado. Una viga de puente de 20 m. de longitud (con 4 vigas
para 2 carriles), que en concreto reforzado requeriría una altura aproximada de
2.00 m. y un ancho de 0.50 m., en concreto postensado podría tener 1.40 m. de
altura, y un ancho variable entre 0.50 m. y 0.20 m., reduciéndose su peso
aproximadamente a la mitad.
Gráfico 2.7.- Diferencia entre Vigas de Hormigón Armado y Preesforzado
Fuente: ALVARADO, César. Diseño de Puentes con AASHTO LRFD pp. 55
6 ALVARADO, César. Diseño de Puentes con AASHTO LRFD pp. 54.
13
Puentes de acero:
Los puentes de acero construidos en el país han permitido alcanzar luces
importantes.
Los puentes sobre vigas metálicas pueden vencer luces de hasta 45 m (similar al
preesforzado tradicional), mientras que con puentes metálicos en celosías se ha
alcanzado los 80 m, y con puentes metálicos en arco se ha llegado hasta 100 m,
constituyendo luces importantes.
Gráfico 2.8.- Puente Metálico en Arco7
Los puentes metálicos tienen dos tipos de limitantes: su costo por utilizar
materiales importados, y la necesidad de un mantenimiento considerable.
Un tipo muy importante de puentes metálicos constituyen los Puentes de
Circunstancia, que se los utilizan por su rapidez de construcción (los más
pequeños pueden ser armados en 24 horas).
El más conocido en esta categoría es el Puente Bailey.
7 ALVARADO, César. Diseño de Puentes con AASHTO LRFD pp. 56.
14
Gráfico 2.2.1.2.6.- Análisis de Puentes Luz vs. Costo
Fuente: ALVARADO, César. Diseño de Puentes con AASHTO LRFD pp. 60
2.2.1.3. Puentes de Gran Longitud
Los diseños modernos de carreteras y autopistas imponen condiciones muy
exigentes de pendiente, curvatura, y altura sobre los cauces, lo que unido a las
condiciones topográficas y fluviales del país define la necesidad de diseñar y
construir puentes de gran longitud.
En estos casos, la colocación de un sinnúmero pilas intermedias para reducir las
luces, puede resolver el problema de la presencia de grandes longitudes, como en
el caso del Puente sobre el Río Guayas. En otras ocasiones este tipo de solución
puede traer grandes complicaciones, como la necesidad de construir muchas pilas
esbeltas con longitudes del orden de los 100 m o más, en la Sierra; o la
construcción de pilas en sitios donde los ríos tienen un comportamiento
impredecible, en la Costa y Oriente.
Gráfico 2.10.- Puente de Gran Longitud con Pilas Intermedias8
8 ALVARADO, César. Diseño de Puentes con AASHTO LRFD pp. 65.
15
La construcción de pilas de gran longitud no es en sí el problema más importante,
pero un número exagerado de las mismas volvería poco práctico, desde el punto
de vista técnico-económico, un proyecto de puente.
En muchos casos no es posible evitar el diseño y construcción de puentes con
grandes luces por lo que la única alternativa válida consiste en buscar otros
métodos de diseño y construcción, como los puentes colgantes (cable-suspended
bridges / suspension bridges), los puentes atirantados mediante cables (cable-
stayed bridges / cable-supported bridges), o los puentes de hormigón preesforzado
en volados sucesivos.
Gráfico 2.11.- Puente Colgante9
Los puentes preesforzados en volados sucesivos, para tráfico vehicular, son
técnica y económicamente convenientes para luces comprendidas entre 80 m y
220 m. Los puentes atirantados son competitivos con luces entre 150 m y 400 m.
Los puentes colgantes, por su parte, pueden ser convenientes para luces superiores
a los 250 m.
Dependiendo de las condiciones particulares del país y de la zona en que se va a
construir el puente (disponibilidad de equipamiento, de materiales, de mano de
obra y de personal técnico, además del correspondiente marco legal y los costos),
estos criterios generales pueden sufrir variaciones.
9 ALVARADO, César. Diseño de Puentes con AASHTO LRFD pp. 66.
16
2.2.1.4. Tipos de Cargas en Puentes y Viaductos
Los puentes y viaductos son diseñados para soportar una diversidad de cargas,
entre los que se cuentan:
• Carga Permanente: Constituida por el peso propio de la estructura, el peso
de la capa de rodadura, el peso de las instalaciones.
• Carga Viva Móvil: Generalmente especificada mediante camiones y trenes
de carga idealizados, o cargas distribuidas equivalentes con eje de cargas
concentradas.
• Carga Sísmica: Modelada como equivalente estático y como efecto
dinámico
• Carga de Viento: Modelada como equivalente estático y como efecto
dinámico
• Empuje de Tierras
• Empuje Hidrodinámico del Agua: Proveniente de la velocidad con que
circula el agua por los cauces de río o de la velocidad con que impacta el
agua de mar
• Flotación: Provocada por el sumergimiento en agua de parte de los
componentes del puente, como las pilas centrales
• Cambios de Temperatura
• Impacto por Cargas Vivas Móviles: Debido a la velocidad con que
circulan los vehículos sobre el puente
• Frenado
• Palizadas: Provocadas por la acumulación de restos vegetales en épocas
de máximo caudal, la que actúa sobre determinados componentes del
puente como pilas y estribos.
• Fuerza Centrífuga: Presente en puentes con curvatura en planta
• Flujo Plástico de los Materiales, etc.
17
Los estados de carga críticos dependen del tipo de puente diseñado, su geometría,
de los materiales de construcción y del sitio en que se va a construir la estructura,
pues no todas las cargas son importantes para todos los puentes, así:
• Las cargas dinámicas de viento son importantes en puentes de gran
longitud con poca rigidez, como los puentes colgantes, mientras la presión
estática equivalente al viento es importante en puentes metálicos en celosía
• El flujo plástico del material es importante en puentes preesforzados
• La fuerza centrífuga es importante en puentes de eje curvo
• La presión hidrodinámica es importante en puentes sobre ríos correntosos,
con pilas intermedias
• Las palizadas son importantes en puentes con pilas intermedias ubicadas a
distancias pequeñas entre sí, etc.
2.2.1.5. Componentes Básicos de los Puentes
Los componentes de los puentes caen en 2 categorías: componentes de la
superestructura y componentes de la subestructura.
Superestructura: Es la parte del puente en donde actúa la carga móvil, y está
constituida por:
• Losa del tablero
• Vigas longitudinales y transversales
• Aceras y pasamanos
• Capa de rodadura
• Otras instalaciones
18
Subestructura: Es la parte del puente que se encarga de transmitir las
solicitaciones al suelo de cimentación, y está constituida por:
• Estribos
• Pilas
• Muros de ala
2.2.2. Manual de Diseño de Puentes.
2.2.2.1. Descripción
El Manual de Diseño de Puentes consta básicamente de cuatro partes:
DEL TITULO PRELIMINAR
Es una introducción al manual en el que se precisa que en este documento precisa
requisitos mínimos para el análisis y diseños de puentes carreteros así como
pautas para el diseño de puentes peatonales , dejando claramente expreso a criterio
del usuario utilizar límites más estrictos o complementar estas especificaciones en
lo que resulte pertinente. Asimismo, se especifica que el manual está basado en las
Especificaciones AASHTO LRFD para el diseño de Puentes Carreteros del
American Association of State Highway and Transportation Officials, con su
respectiva sobrecarga de diseño, la denominada HL-93.
TITULO I: DE LA INGENIERÍA BÁSICA
Se refiere a los aspectos que incluyen los estudios topográficos, hidrológicos e
hidráulicos, geológicos, geotécnicos, de riesgo sísmico, impacto ambiental,
tráfico, alternativas de diseño vial, alternativas de anteproyecto y factibilidad; sin
los cuales no sería posible desarrollar el proyecto. Estos aspectos tienen singular
importancia, más aún por las condiciones muy variadas y a menudo difícilmente
impuestas por la geografía y los desastres naturales.
19
TITULO II: DEL PROYECTO DE INGENIERÍA
El Manual es, en la mayor parte de los aspectos de diseño a los que se refiere el
Título II, una adaptación de las Especificaciones de la American Association of
State Highway and Transportation Officials (AASHTO), que han sido
tradicionalmente las más utilizadas por los profesionales peruanos dedicados al
diseño y a la construcción de puentes.
Para facilitar el trabajo del proyectista, se ha incluido también un anexo que
resume las versiones más recientes de métodos simplificados de análisis y diseño
propuestos por la AASHTO.
APÉNDICES
En este capítulo, se alcanzan el Mapa de Distribución de Isoaceleraciones, para el
cálculo del coeficiente de aceleración, y de manera informativa,
Recomendaciones del AASHTO para la Distribución de Cargas, así como para la
Estimación de Empujes sobre Muros de Contención.
2.2.2.2. Aspectos a considerar
Se hará una breve revisión a dos aspectos relevantes en el manual:
1.- Filosofía del Diseño
2.- Sobrecarga de diseño
3.- Análisis Sísmico
1.- FILOSOFÍA DEL DISEÑO
Los puentes deberán ser diseñados teniendo en cuenta los Estados Límite que se
especificarán, para cumplir con los objetivos de constructibilidad, seguridad y
20
serviciabilidad, así como con la debida consideración en lo que se refiere a
inspección, economía y estética.
La ecuación. (1) deberá cumplirse para todos los efectos de fuerza y
combinaciones especificadas sin tener en cuenta el tipo de análisis usado.
En muchos casos las Resistencias de Componentes y Conexiones son
determinados teniendo en cuenta el comportamiento inelástico, aunque los
efectos de las fuerzas son calculados usando análisis elástico.
Esta inconsistencia es común en la mayoría de las especificaciones vigentes de
puentes debido a la falta de conocimiento del análisis inelástico en estructuras.
Estados Límite
Las componentes y conexiones deberán satisfacer la ecuación (1) para cada
estado límite a menos que se especifique otra cosa.
Para el estado límite de servicio y el estado límite de evento extremo, los factores
de resistencia serán tomados como ecuación (1). Todos los estados límite serán
considerados de igual importancia.
RrRniin =≤Σ ... φϕγ (1)
Para lo cual:
95.0.. >= IRD nnnn
Donde:
iγ = factor de carga (es un multiplicador obtenido estadísticamente que se aplica
a los efectos de la fuerza).
φ = factor de resistencia (es un multiplicador obtenido estadísticamente que se
aplica a la resistencia nominal de acuerdo al material y/o elemento como se
específica en el Art. 2.9
n = factor que relaciona a la ductilidad, redundancia e importancia operativa.
Dn =factor que se refiere a la ductilidad como se especifica en el Art. 2.3.2.2
Rn = factor que se refiere a la redundancia como se especifica en el Art. 2.3.2.3
21
In = factor que se refiere a la importancia operacional como se especifica en el
Art. 2.3.2.4
Qi = efectos de fuerza
Rn = resistencia nominal
Rr = resistencia factorizada: Rn.φ
La ecuación (1) es la base del método LRFD.
El factor de resistenciaφ =1.0 asignados a todos los estados límite menos al
estado límite de resistencia es una medida provisional ya que se están llevando a
cabo trabajos de investigación acerca de este tema. La ductilidad, la redundancia
y la importancia operacional son aspectos significantes que afectan el margen de
seguridad de los puentes. Los dos primeros aspectos relacionan directamente a la
resistencia física, el último aspecto se refiere a las consecuencias que ocurren
cuando un puente está fuera de servicio. Como se ve, estos aspectos referentes a
las cargas son arbitrarios. Sin embargo, esto constituye un primer esfuerzo de
codificación.
Una aproximación subjetiva, debido a la ausencia de información más precisa es
que cada efecto, excepto para fatiga y fractura. Es estimado como un ± 5%
geométricamente acumulado. Con el tiempo una cuantificación mejorada de estos
aspectos y su interacción y la sinergia del sistema podrían ser alcanzadas.
Posiblemente esto conducirá a un arreglo de la ecuación (1), en el cual esos
efectos podrían aparecer sobre uno de los lados o en ambos lados de la ecuación.
Estado Límite de Servicio
El estado límite de servicio será tomado en cuenta como una restricción sobre
los esfuerzos, deformaciones y ancho de grietas bajo condiciones regulares de
servicio. El estado límite de servicio da experiencia segura relacionada a
22
provisiones, los cuales no pueden ser siempre derivados solamente de
resistencia o consideraciones estadísticas.
Estados Límite de Fatiga y Fractura
El estado límite de fatiga será tomado en cuenta como un juego de restricciones
en el rango de esfuerzos causados por un solo camión de Diseño que ocurre en el
número esperado de ciclos correspondientes a ese rango de esfuerzos.
El estado límite de fractura será tomado en cuenta como un juego de
requerimientos de tenacidad del material.
El estado límite de fatiga asegura limitar el desarrollo de grietas bajo cargas
repetitivas para prevenir la rotura durante la vida de diseño de puentes.
Estado Límite de Resistencia
El estado límite de resistencia será tomado en cuenta para asegurar la
resistencia y estabilidad. Ambas, local y global son dadas para resistir las
combinaciones especificadas de carga que se espera que un puente
experimente durante su vida de diseño.
Bajo el estado límite de resistencia podría ocurrir daño estructural y frecuente
sufrimiento, pero la integridad completa de la estructura se espera que se
mantenga.
Estado Límite de Evento Extremo
El estado límite de evento extremo será tomado en cuenta para asegurar la
supervivencia estructural de un puente durante un sismo importante o durante
inundaciones o cuando es chocado por un buque, vehículos o flujos & hielo,
posiblemente ocurridos bajo condiciones m) especiales.
23
Se considera que el Estado Limite de Evento Extremo ocurrirá una sola vez
con un período de retorno que puede ser significativamente más grande que el
de la vida de diseño del puente.
2.- SOBRECARGA DE DISEÑO
A continuación se presenta una comparación de las diferentes tipos de sobrecarga
AASHTO Standard. HS20, HS25
AASHTO LRFD: HL-93
Reglamento Francés: Sistema A, C-30
Reglamento Nacional de Vehículos (Perú): T3S3, C4
Reglamento Nacional de Vehículos (Ecuador): HS-MOP
Gráfico 2.12.- Sobrecarga AASHTO HS-20, HS-25, HL-93
Fuente: AMPUERO, John. Análisis, Diseño y Construcción de Puentes. pp. 9
24
2.2.3. Diseño de Puentes, Método LRFD AASHTO
2.2.3.1. Sobrecarga HL-93 Método LRFD
A menos que se especifique lo contrario, la solicitación extrema se deberá tomar
como el mayor de los siguientes valores:
• La solicitación debida al tándem de diseño combinada con la solicitación
debida a la carga del carril de diseño, o
• La solicitación debida a un camión de diseño con la separación variable entre
ejes combinada con la solicitación debida a la carga del carril de diseño, y
• Tanto para momento negativo entre puntos de contraflexión bajo una carga
uniforme en todos los tramos como para reacción en pilas interiores
solamente, 90 por ciento de la solicitación debida a dos camiones de diseño
separados como mínimo 15 m entre el eje delantero de un camión y el eje
trasero del otro, combinada con 90 por ciento de la solicitación debida a la
carga del carril de diseño. La distancia entre los ejes de 145 kN. de cada
camión se deberá tomar como 4.3 m
Tabla 2.1.- Sobrecarga HL-93 Método LRFD.
Fuente: Manual de Construcción ICG 2009. pp. 161
25
Justificación para la Nueva Carga HL-93
La carga simula el efecto de momento y cortante de un grupo de vehículos que
transita rutinariamente las carreteras estatales, ver Gráfico 2.13
Gráfico 2.13.- Curvas Efecto Momento Cortante de Diversos Vehículos en Carreteras
Fuente: FAGUDO, Fernando. Especificaciones AASHTO LRFD para el Diseño de Puentes. pp. 18
La carga produce momentos y cortantes mayores a los producidos por la carga HS-20, particularmente para luces largas, ver Gráfico 2.15
Gráfico 2.15.- Análisis Comparativo HS-20 vs. HL-93
Fuente: FAGUDO, Fernando. Especificaciones AASHTO LRFD para el Diseño de Puentes. pp. 19
26
2.2.3.2. Diseño Método LRFD
Tabla 2.2.- Alturas mínimas utilizadas tradicionalmente para superestructuras de profundidad constante.
Fuente: Tabla 2.5.2.6.3-1 LRFD AASHTO Bridge Design Specifications, 2004.
Tabla 2.3.- Combinaciones de Carga y Factores de Carga
Fuente: Tabla 3.4.1-1 LRFD AASHTO Bridge Design Specifications, 2004
27
Tabla 2.4.- Factores de carga para cargas permanentes.
Fuente: Tabla 3.4.1-2 LRFD AASHTO Bridge Design Specifications, 2004
2.2.3.3. Objetivos de LRFD AASHTO
Desarrollar factores de seguridad estadísticamente consistentes para todos los
componentes de un diseño a nivel de capacidad
Factores de seguridad toman en consideración las posibles variaciones en cargas
en sistemas de puentes y resistencia de componentes
Calibrar las especificaciones para obtener factores de confiabilidad consistentes
para todos los materiales disponibles (Probabilidad de falla aceptable)
2.2.3.4. Métodos Aproximados para Análisis
Limitaciones Generales:
• Losa de espesor y ancho uniforme
• Número de Vigas ≥ 4
• Vigas paralelas y de rigidez uniforme
• Voladizo ≤ 3 pies
• Curvatura en planta limitada.
28
Tabla 2.5.- Superestructuras habituales según LRFD AASHTO 2004.
ELEMENTOS DE APOYO TIPO DE TABLERO SECCIÓN TRANSVERSAL
TIPICA
Vigas de Acero. Losa de hormigón colada in
situ, losa de hormigón
prefabricada, emparrillado
de acero, paneles encolados
/ clavados, madera tesada.
Vigas cajón cerradas de acero
u hormigón prefabricado.
Losa de hormigón colada in
situ.
Vigas cajón abiertas de acero
u hormigón prefabricado.
Losa de hormigón colada in
situ, losa de tablero de
hormigón prefabricado.
Vigas cajón de múltiples
células de hormigón colado in
situ
Hormigón monolítico
Viga Te de hormigón colado
in situ
Hormigón monolítico
Vigas cajón prefabricadas de
hormigón macizas,
alivianadas o celulares con
conectores de corte
Sobrecapa de hormigón
colado in situ
Vigas cajón prefabricadas de
hormigón macizas,
alivianadas o celulares con
conectores de corte y con o sin
postensado transversal
Hormigón integral
29
Secciones tipo canal de
hormigón prefabricado con
conectores de corte
Sobrecapa de hormigón
colado in situ
Sección doble Te de hormigón
prefabricado con conectores
de corte y con o sin
postensado transversal
Hormigón integral
Sección Te de hormigón
prefabricado con conectores
de corte y con o sin
postensado transversal
Hormigón integral
Sección doble Te o Te con
nervio de hormigón
prefabricado
Hormigón colado in situ,
hormigón prefabricado
Vigas de Madera Hormigón colado in situ o
tablones, paneles encolados
/ clavados o madera tesada.
Fuente: Tabla 4.6.2.2.1-1 LRFD AASHTO Bridge Design Specifications, 2004
30
CAPITULO III
3. MARCO METOLOGICO
3.1. Diseño de la Investigación
Para la realización de nuestra investigación utilizaremos el método analítico, el
mismo que consiste en el análisis de hechos, fenómenos y casos. Se sitúa en el
presente, pero no se limita a la simple recolección y tabulación de datos, sino que
hace la interpretación y el análisis imparcial de los mismos con una finalidad pre-
establecida.
El proceso que utiliza este método es el siguiente:
1. Identificación y delimitación precisa del problema
2. Recolección de datos
3. Elaboración de los datos (organización, clasificación, comparación e
interpretación de los mismos)
4. Extracción de conclusiones
5. Redacción del informe final
Nivel de la investigación: Descriptivo - Evaluativo
Tipo de estudio: Bibliográfico
De campo.
3.2. Técnicas e Instrumentos de Recolección de Datos
La metodología analítica requiere descomponer en partes algo complejo, en
desintegrar un hecho o una idea en sus fragmentos, para mostrarlas, describirlas,
31
numerarlas y para explicar las causas de los hechos o fenómenos que constituyen
el problema en si, dándole solución a este.
Para realizar este tipo de análisis, partiendo de los estudios Topográficos,
Hidrológicos e Hidráulicos, Geológicos y Geotécnicos, Riesgo Sísmico, Impacto
Ambiental, Tráfico, Complementarios y Trazados de la Vía de la Consultaría
realizada por TÉCNICA Y PROYECTOS S.A. TYPSA, utilizaremos textos,
folletos y memorias técnicas en las que consten el análisis y diseño de Puentes.
3.3. Desarrollo del Trabajo
3.3.1. Antecedentes
3.3.1.1. Introducción y Generalidades
Suscrito el Tratado de Paz el 26 de octubre de 1998 entre los Gobiernos de Perú y
Ecuador, los objetivos de ambos países han estado orientados al logro de una
integración real de los pueblos ubicados en el área de influencia de la zona
fronteriza, para los que la infraestructura vial es la base del desarrollo de los
sectores productivos.
En ese sentido, con ocasión de la reunión del Grupo Consultivo “Perú – Ecuador”
celebrada el 23 de marzo de 2000, en Nueva Orleáns, la Comisión Europea se
comprometió a financiar la rehabilitación y modernización del Eje Vial Nº 1 que
une las ciudades de Piura (Perú) y Guayaquil (Ecuador). A tal efecto el Convenio
de Financiación entre la Comunidad Europea y las repúblicas de Ecuador y Perú
fue firmado a finales del año 2001. Posteriormente en Agosto / Septiembre de
2003 fue firmado el Addendum Nº 1 al Convenio en el que se modificaron
algunos artículos del mismo.
Para tal efecto, la Comisión Europea convocó la licitación
EUROPEAID/116357/C/SV/PE para seleccionar al consultor que se encargue de
32
realizar los Estudios Definitivos de Ingeniería de la Carretera Piura-Guayaquil /
Perú-Ecuador comprendida en el Eje Vial Nº 1.
Como resultado del mencionado Concurso, la Empresa española TÉCNICA Y
PROYECTOS S.A. (TYPSA) fue seleccionada el 9 de febrero de 2004 para
realizar los Estudios de Diseño para la rehabilitación de la Carretera Piura-
Guayaquil / Perú-Ecuador comprendida en el Eje Vial Nº 1.
El Contrato de Servicios entre las Comunidades Europeas y Técnica y Proyectos
S.A. (TYPSA), ALA/2004/080-680, se firmó el 22 de Marzo de 2004 en Lima y
el 29 de Marzo de 2004 en Madrid. Posteriormente se sustituyeron algunas
cláusulas de dicho contrato mediante la firma del Addendum Nº 1 en octubre de
2004.
El 19 de abril de 2004, se efectuó la reunión de apertura de acciones del proyecto
en la Delegación de la Comunidad Europea en Perú (DELPER).
De acuerdo a los Términos de Referencia, los estudios que realizaría la Consultora
abarcaban las siguientes obras:
• Puente Internacional.
• Variante de acceso peruano al Puente Internacional, incluido 2
puentes.
• Variante de acceso ecuatoriano al Puente Internacional.
• Dos Centros Binacionales de atención fronteriza CEBAF, en el lado
peruano y en el ecuatoriano, respectivamente.
• 14 puentes entre Tumbes y Piura.
• Actualización de los estudios existentes para la rehabilitación de la
carretera Santa Rosa – Huaquillas, aprobados por el MOP de Ecuador
en el año 2001.
33
Durante el desarrollo del Contrato de Servicios, el Ministerio de Transportes y
Comunicaciones del Perú, según Oficio Nº 735-2004-MTC/20 de 17 de agosto de
2004, y el Ministerio de Obras Públicas de Ecuador, según Oficio Nº 009-CE de
13 de septiembre de 2004, han solicitado, a la Comunidad Europea, desarrollar los
estudios de un conjunto de actuaciones en siete puntos críticos entre Piura y
Tumbes, que permitirán disminuir los riesgos de la vía ante la aparición de un
eventual Fenómeno del Niño, en el primer caso, y obtener un corredor vial
homogéneo entre Santa Rosa y Huaquillas realizando los estudios de ampliación
de la vía a cuatro carriles en sus tramos intermedios, en el segundo caso.
Estas actuaciones no están comprendidas en el Contrato de Servicios de
Asistencia Técnica firmado entre la Comunidad Europea y el Consultor TYPSA,
por lo que dieron origen al Addendum ya mencionado.
En consecuencia, los estudios que realizó la Consultora comprenden:
• Puente Internacional (Binacional).
• Variante de acceso peruano al Puente Internacional, incluido 4
puentes (Perú).
• Variante de acceso ecuatoriano al Puente Internacional (Ecuador).
• Dos Centros Binacionales de atención fronteriza CEBAF, en el lado
peruano y en el ecuatoriano, respectivamente.
• 14 puentes entre Tumbes y Piura (Perú).
• 7 nuevas actuaciones en puntos críticos entre Piura y Tumbes (Perú).
• Estudios definitivos de la vía Huaquillas – Santa Rosa con sección de
cuatro carriles (Ecuador).
En el mes de junio de 2006 el Gobierno Peruano solicitó la reestructuración del
proyecto en el Sector Binacional – Perú.
34
3.3.1.2. Descripción del Proyecto:
El Puente Internacional se ha emplazado sobre el Canal Internacional que es el
límite fronterizo entre ambos países. El punto de cruce con el canal, se ha
delimitado por la definición del trazado de la Variante que está obligada a pasar
por una serie de puntos que ya estaban definidos en los estudios y que a su vez
obliga a ser éste el punto de cruce.
En trazado en alzado del puente debe salvar por un lado, el canal internacional
existente, así como los caminos laterales que acompañan al mismo a todo lo largo
del canal que se proyectan con el galibo de 5.50 metros para paso de vehículos. La
rasante proyectada en el tramo del puente está formada por una pendiente del
0.50%.
El puente se ubica en un tramo de alineación recta de la variante, bajo el que
discurren el canal internacional existente, así como los caminos laterales que
acompañan al mismo, uno en cada país.
Sus características principales son:
Longitud del puente : 83.60 metros
Ancho de cada tablero : 11.20 metros
Nº de calzadas : 2
Nº de vías : 2
Ancho de calzada : 7.35 metros
Ancho de bermas exteriores : 2.25 metros
Ancho de bermas interiores : 0.80 metros
Se ha proyectado un pavimento, formado por una capa de 5 cm, de concreto
asfáltico sobre la losa de concreto hidráulico.
35
3.3.2. De la Ingeniería Básica
3.3.2.1. Estudios Topográficos Entre las progresivas 8+822 y 8+902 de la Variante Internacional se realizó el
levantamiento topográfico de la zona del Canal Internacional. Se levantó
topográficamente una franja de ancho variable (100 a 200 m) a lo largo del eje de
la Variante, así como 300 m longitudinales a lo largo del canal (150 m hacia aguas
abajo y 150 m hacia aguas arriba). Se colectó toda la información topográfica
existente del relieve del terreno incluyendo los puntos de relleno que permitieron
generar curvas de nivel. (Plano 327-EST.BAS 02)
Enlace de los Trabajos de Topografía
Todos los trabajos de topografía de la variante, los CEBAF en Perú y Ecuador, así
como de las líneas de servicio de agua potable y saneamiento, han sido enlazados
con los BMs y Puntos Geodésicos oficiales de la ciudad de Zarumilla, y por lo
mismo, sus respectivos planos, coordenadas y elevaciones están referidas al
mismo sistema coordenado y de elevaciones.
a) Puntos de control para determinar coordenadas UTM
Para la determinación de las coordenadas UTM, se utilizó el punto Geodésico
Oficial del IGN ubicado en la cumbre del Pozo de Zarumilla, en Perú. A partir de
dicho punto, y mediante GPS de precisión milimétrica se establecieron las
coordenadas en el sistema WGS-84 de los siguientes puntos de control:
Tabla 3.1.- Puntos de Control – Determinación Coordenadas UTM
Nombre Este Norte
Pozo 581,110.67 9,612,187.67
BM-1 577,887.20 9,612,200.63
BM-9 581,460.44 9,611,290.58
Fuente: Estudios de Diseño para la Rehabilitación del Eje Vial Nº 1 Ecuador- Perú
36
b) Puntos de control para determinar elevaciones
Para el control de la elevación de los trabajos de topografía, se realizo una
nivelación cerrada a lo largo del trazo de la variante, teniendo como punto de
partida el BM oficial del IGN ubicado en la Plaza de Armas de Zarumilla, en
Perú. Para el efecto se monumentaron BMs adicionales colocando hitos de
concreto cada 500m a lo largo del trazo de la variante, los mismos que fueron
enlazados mediante circuitos de nivelación cerrada.
Tabla 3.2.- Puntos de Control – Determinación Elevaciones
Progresiva Nombre Este Norte Elevacion0+000 BM-1 577.887,20 9.612.200,63 14,149
0+500 BM-2 578.345,56 9.612.162,93 14,049
1+000 BM-3 578.681,32 9.611.818,97 10,323
1+500 BM-4 578.979,17 9.611.493,40 15,184
2+000 BM-5 579.462,63 9.611.192,45 16,553
2+500 BM-6 579.986,07 9.611.142,42 16,750
3+000 BM-7 580.454,43 9.611.101,89 19,116
3+500 BM-8 580.958,06 9.611.189,79 20,089
4+000 BM-9 581.460,44 9.611.290,58 15,653
4+500 BM-10 581.917,07 9.611.433,53 17,830
5+000 BM-11 582.473,90 9.611.540,96 16,830
5+500 BM-12 582.963,77 9.611.636,95 17,132
6+000 BM-13 583.445,26 9.611.860,31 15,550
6+500 BM-14 583.732,42 9.612.203,31 9,057
7+000 BM-15 583.940,60 9.612.692,85 12,770
7+500 BM-16 584.216,36 9.613.044,23 7,011
8+000 BM-17 584.653,78 9.613.272,24 6,251
8+500 BM-18 585.177,73 9.613.345,16 7,167
9+000 BM-19 585.652,54 9.613.442,62 6,295
9+500 BM-20 586.175,39 9.613.422,68 7,370
10+000 BM-21 586.665,33 9.613.451,94 10,465
10+500 BM-22 587.135,30 9.613.495,34 12,576
11+000 BM-23 587.653,87 9.613.495,16 14,76311+500 BM-24 588.110,83 9.613.411,60 15,391
Relacion de BMs Establecidos - Variante Internacion al
Fuente: Estudios de Diseño para la Rehabilitación del Eje Vial Nº 1 Ecuador- Perú
37
3.3.2.2. Estudios Hidrológicos e Hidráulicos
El Instituto Nacional de Desarrollo, Proyecto Especial Binacional Puyango –
Tumbes, ha realizado el Estudio Definitivo Bocatoma La Palma, Canal
Internacional y Defensas Ribereñas del Río Zarumilla, donde se ha proyectado
rehabilitar y /o reconstruir el Canal Internacional Zarumilla entre las progresivas
Km. 0+000, en la bocatoma la Palma hasta la progresiva Km. 17+907 en el
empalme con el Puente Internacional existente.
El Canal Internacional Zarumilla existente, en su mayor longitud es de sección
trapezoidal simple entre las progresivas Km. 0+095 al Km. 15+670 presentando
en su tramo final a partir de la progresiva Km. 15+670 una sección trapezoidal
compuesta.
El Canal Internacional Zarumilla, actualmente se encuentra en plena
rehabilitación y, las pendientes en el canal están definidas manteniéndose en lo
posible las cotas existentes en el fondo del canal con ligeros ensanchamientos. La
nueva sección a ejecutarse en el cruce del Canal Internacional con el Puente
Internacional tiene las siguientes características:
Tirante D = 1.45 m
Ancho en la base = 0.75 m
Ancho en la parte superior = 5.00 m
Bermas antes del camino = 1.20 m
Revestimiento del canal H: V, 1.5: 1 con concreto poroso
Caminos de mantenimiento laterales ancho = 4.00 m
A continuación de los caminos el Proyecto del Canal Internacional prevé la
ejecución de Bordos de protección con relleno sin compactar y/o banco de
escombros, a manera de diques con 0.60 m de altura, ancho en la corona de 1.00
m y considerando taludes de H: V, 1.5: 1
38
Análisis
El canal internacional es una obra realizada con fines limítrofes. El caudal que
pasa por este canal está ligado al que se deriva en la bocatoma La Palma, y en su
recorrido sirve de drenaje en áreas aledañas a la cuenca del río Zarumilla.
En el cruce con el eje de la nueva Variante Internacional, el canal internacional es
parte del área de inundación del Río Zarumilla.
La sección de cruce entre el Canal Internacional y el Puente Internacional, debe
mantener en lo posible la sección propuesta en el Proyecto inicial, con la única
diferencia que, si en el Proyecto inicial los caminos existentes pasaban entre los
pilares y el estribo, es decir después de los 30.00 m de luz; en esta nueva sección
propuesta los caminos pasarán dentro de esta luz, tal y como se puede apreciar
en el plano adjunto, manteniéndose los niveles actuales existentes y con la sección
del canal según proyecto inicial, y así mantener en lo posible la misma área
hidráulica.
El nuevo Proyecto de la Bocatoma La Palma, regula el caudal a escurrir en el
Canal Internacional hasta 4.00 m3/seg. En un primer tramo del 0+00 al 15+670,
pudiendo este llegar en caso fortuito por mala operación de la Bocatoma La Palma
y en un tramo comprendido entre el inicio y el Km. 2+864 como evacuador para
un caudal de Q = 8.00 m3/seg. Que al final prevé un aliviadero lateral hacia el
cauce existente de Dos Bocas. Un segundo tramo final a partir del Km. 15+670 el
caudal se incrementa a 12 m3/seg. Por aportes pluviales.
El INADE, a través del Proyecto Puyango-Tumbes, licitará en el mes de Agosto la
Protección de las riberas en el río Zarumilla, en una longitud de 15 kilómetros,
donde se ha podido apreciar que, las secciones transversales indican la ejecución
de diques de encauzamiento con elevaciones que van de los 3.00 a los 7.00 m de
altura y de acuerdo a las pendientes existentes.
39
En el cruce con el eje vial se elevan las riberas hasta 3.00 m con lo cual se
incrementará el caudal, disminuyendo con ello las posibles inundaciones en la
margen derecha y sectores como Loma Saavedra y Pocitos.
Actualmente y para fines de diseño las cotas de fondo en el río Zarumilla y Canal
Internacional están en + 4.50 m.s.n.m , y la diferencia entre el fondo del río y los
terrenos de cultivo existentes es de 3.00 m, por lo cual se alcanzaría la cota de +
7.50 m.s.n.m., y si agregamos los 3.00 m de altura de diques de protección se
llegaría a la cota de + 10.50 m.s.n.m., 1.00 m menos que la cota de inundación;
Por lo cual se incrementa la capacidad de conducción y ante un fenómeno del niño
el volumen de agua a desbordar será menor.
Análisis estadístico de caudales en el Puente Internacional
Los caudales existentes para el canal internacional son los obtenidos por la
Administración Técnica del Distrito de Riego de Tumbes en la Estación La Palma
(cuenca de aporte: 880 Km2) que corresponden a datos tomados en campañas de
aforo los años 1957 – 1975 (SENAMHI, 2004).
Estos caudales son caudales máximos mensuales, por lo que deben ser analizados
con cuidado. Además los datos no incluyen caudales del año 1983 y 1998, en el
que se presentó el fenómeno Oscilación Sur el Niño, aunque si incluyen los datos
registrados el año 1973, en el que se produjo un caudal máximo de 250.0 m3/s. Se
disponen de 19 datos de caudales máximos anuales.
El caudal máximo registrado de 250 m3/s es un registro con el cual el canal estaba
desbordado.
Los datos de caudales máximos anuales de la Administración del Distrito de
Riego de Tumbes, fueron procesados para hallar el caudal de referencia para el
diseño.
40
Con la finalidad de hallar el caudal de diseño, se procedió a hallar los caudales
cuyo periodo de retorno son 2, 5, 10, 20, 50, 100 y 500 años utilizando las
distribuciones Normal, Log normal, Log Pearson III y Gumbel. El resultado se
presenta en la Tabla 3.3.
Tabla 3.3.- Caudal máximo instantáneo anual usando las distribuciones Normal, Log Normal, Log Pearson III y Gumbel.
Caudal máximo instantáneo (m 3/s)
Periodo de
Retorno Normal Log Normal Log Pearson III Gumbel
2 23.62 3.67 2.17 14.46
5 76.04 16.08 12.00 81.43
10 103.47 32.67 34.39 125.77
20 126.11 57.97 93.39 168.31
50 132.71 68.43 128.17 180.25
100 151.59 109.79 340.28 223.36
500 168.57 167.68 899.85 264.61
Fuente: Estudios de Diseño para la Rehabilitación del Eje Vial Nº 1 Ecuador- Perú
Se realizaron las pruebas de verificación de normalidad del coeficiente de simetría
y de bondad de ajuste en las distribuciones normal y log normal, con lo cual se
determinó que la distribución de los datos puede ser log normal, tanto en la prueba
del coeficiente de simetría como en la prueba. Posteriormente se utilizó la
metodología de Kolmogorov - Smirnov para escoger la distribución de
probabilidades que mejor se ajuste a los caudales del río Zarumilla. La
distribución que produjo el mejor ajuste con los datos de la serie completa fue la
distribución Log Normal, seguida de la distribución Log Pearson III.
El caudal correspondiente a la avenida centenaria es de 109.79 m3/s como se
observa en la Tabla 3.3, lo cual es menor del caudal de máximo registrado (que
corresponde a un desborde del canal).
41
En opinión de los consultores el caudal de 250 m3/s debe ser comparado con el
caudal resultante de la simulación hidráulica del río Zarumilla, debido a que el
puente internacional funcionara como un aliviadero del puente del río Zarumilla.
Influencia del Río Zarumilla en el Puente Internacional
Para calcular los niveles de inundación en el río Zarumilla se utilizó el programa
HEC-RAS 3.1.1, del Cuerpo de Ingenieros del Ejército de los Estados Unidos que
simula flujo permanente y no permanente en un canal.
Tal como se explico anteriormente, el máximo nivel de inundación será de 11.50
m.s.n.m., cuyo espejo de agua se extiende en su margen derecha más allá del
Canal Internacional, es decir de producirse la avenida de diseño, esta inundara
también el Canal Internacional y el nuevo puente internacional funcionara como
aliviadero del Río Zarumilla.
El caudal estimado es de 470 m3/s, lo cual no es real, debido a que el modelo
trabaja como unidimensional, y se espera exista un gradiente de flujo entre ambos
puentes, paralelo al eje de la variante. Se modelo adicionalmente el puente
internacional como si fuese una alcantarilla, arrojando un valor máximo de
450m3/s.
Gráfico 3.1.- Influencia del Río Zarumilla en el Comportamiento Hidráulico del
Canal Internacional.
Fuente: Estudios de Diseño para la Rehabilitación del Eje Vial Nº 1 Ecuador- Perú
42
El canal internacional, según la planimetría realizada tiene en el cruce con la
variante internacional, una cota de fondo de 4.50 m.s.n.m., similar al del río
Zarumilla. Esto sugiere que cuando el Zarumilla desborde, el canal internacional
tenga el mismo nivel de agua, si es que la avenida es prolongada.
Sin embargo al ejecutarse el Proyecto de Defensas ribereñas en la margen derecha
del río Zarumilla la cota de protección en el cruce del puente con la variante se
eleva a + 10.50 m.s.n.m., mermando con ello los niveles de inundación.
El caudal registrado para el canal internacional es de 250 m3/s, en la bocatoma la
palma a 12 Km. del cruce con el eje, lo que nos hace concluir que este no llegara
puntualmente al puente, si no se unirá con el agua que llega por el río Zarumilla.
Debido a que la zona es muy plana y las quebradas chicas son muy variables en su
formación tal como lo confirman la información existente en las cartas, por lo que
en el Gráfico 3.1., muestra de manera esquemática la ubicación de las áreas que
cruzarán la variante internacional en dirección Norte hacia el Océano Pacífico.
El caso del río Zarumilla se utilizará los registros de caudal de la estación de
aforas en la bocatoma La Palma, Gráfico 3.2., la cual cuenta con registros de
descargas máximas de los años 1964-1979 y 1993-1999.
Debido a la importancia de la cuenca del río Zarumilla se resume el estudio
hidrológico e hidráulico de la cuenca del río Zarumilla en el tramo que
corresponde al cruce con la carretera Panamericana.
En el tramo en el que se ha proyectado el cruce de la carretera, el río Zarumilla
tiene una pendiente media de dos por mil (0.002) y una tasa relativamente alta de
transporte de sedimentos durante eventos extremos.
43
Gráfico 3.2.- Ubicación de las 10 cuencas en la variante Internacional.
Fuente: Estudios de Diseño para la Rehabilitación del Eje Vial Nº 1 Ecuador- Perú
No se dispone de un registro continuo de aforos del río Zarumilla a pesar de estar
ubicado en una zona en la que los efectos del fenómeno del Niño son notables,
esto debido quizás a la ausencia de poblaciones importantes en ambas márgenes
del río. Los caudales existentes para este río son los obtenidos por la
Administración Técnica del Distrito de Riego de Tumbes en la Estación La Palma
(cuenca de aporte: 880 Km2) que corresponden a datos tomados en campañas de
aforo los años 1964 – 1967, 1969, 1971 – 1973, 1975-1977, 1979, 1993, 1995,
1998-1999 (SISA, 2001).
44
Estos caudales son caudales máximos diarios y corresponden a mediciones
puntuales que posiblemente no incluyen los picos instantáneos, por lo que deben
ser analizados con cuidado.
Además los datos no incluyen caudales del año 1983, en el que se presentó el
fenómeno el Niño, aunque si incluyen los datos registrados el año 1998, en el que
se produjo un caudal máximo de 857.5 m3/s. Se disponen de 16 datos de caudales
máximos anuales.
El resultado se presenta en la Tabla 3.4.
Tabla 3.4.- Caudal máximo instantáneo anual usando las distribuciones Normal, Log Normal, Log Pearson III y Gumbel.
Caudal máximo instantáneo (m 3/s)
Periodo de
Retorno Normal Log Normal Log Pearson III Gumbel
2 267.6 178.1 162.78 229.5
5 498.0 378.6 363.8 520.3
10 618.6 561.7 585.1 712.9
20 718.1 778.0 892.3 897.5
50 830.1 1122.3 1483.2 1136.6
100 904.8 1432.8 2123.6 1315.7
500 1055.8 2349.1 4620.75 1729.6
Fuente: Estudios de Diseño para la Rehabilitación del Eje Vial Nº 1 Ecuador- Perú
El caudal correspondiente a la avenida centenaria es de 2123.6 m3/s como se
observa en la Tabla 3.4., lo cual excede a la mayor avenida registrada en el río
Zarumilla en el año 1965, excediendo incluso a los caudales ocurridos durante los
eventos de El Niño de 1998.
Se ha realizado una simulación hidráulica en las cuencas que cruzan el eje de la
Variante Internacional y esta arroja un caudal de aproximadamente 1600 m3/s,
45
usando la precipitación cuyo periodo de retorno es 100 años por lo que en opinión
de los consultores es apropiado para el cálculo de los elementos de protección,
aunque se debe tomar en cuenta que los caudales máximos diarios son, en general,
menores que el máximo instantáneo.
Se ha considerado la condición hidrológica antecedente (AMC) tipo III, debido a
que durante el desarrollo del fenómeno del Niño se puede esperar que se produzca
una lluvia extrema acumule más de 12.5 mm en cinco días anteriores y se ha
utilizado la precipitación de 100 años en la Estación El Tigre que equivale a 242.2
mm.
Los resultados de la simulación hidrológica se presentan en la Tabla 3.5.
Tabla 3.5.- Parámetros geométricos de cuencas de cursos de agua que cruzan la Variante Internacional.
Progresiva Cuenca Nombre Área
Km 2
Longitud
(L) Km. Lc Km. S
1+070 C-01 Q. Zarumilla 1 37.61 14.80 7.67 0.005
2+270 C-02 Q. Zarumilla 2 51.66 21.25 8.95 0.004
3+200 C-03 0.47 1.00 0.50 0.008
4+020 C-04 Quebrada 3 2.90 3.88 2.35 0.007
4+540 C-05 0.43 1.41 0.70 0.004
4+840 C-06 0.16 0.97 0.48 0.008
6+070 C-07 1.61 2.96 1.42 0.007
6+650 C-08 0.83 1.44 0.70 0.011
7+250 C-09 Laguna Salitral 11.74 8.29 4.07 0.005
8+850 C-10 Rió Zarumilla 860.42 82.60 33.10 0.011
Fuente: Estudios de Diseño para la Rehabilitación del Eje Vial Nº 1 Ecuador- Perú
46
Tabla 3.6.- Caudales calculados en simulación hidrológica
Progresiva Cuenca Nombre Q100 (m3/s)
1+070 C-01 Q. Zarumilla 1 135.0
2+270 C-02 Q. Zarumilla 2 164.00
3+200 C-03 2.56
4+020 C-04 Quebrada 3 13.51
4+540 C-05 2.28
4+840 C-06 0.88
6+070 C-07 7.73
6+650 C-08 4.39
7+250 C-09 Laguna Salitral 47.40
8+850 C-10 Rió Zarumilla 1612.6
Fuente: Estudios de Diseño para la Rehabilitación del Eje Vial Nº 1 Ecuador- Perú
Para representar adecuadamente la influencia de la variante internacional en el
cruce de la cuenca del Río Zarumilla se tiene que considerar el puente Bolsico
(cruce del Río Zarumilla y la actual Panamericana Norte – aguas abajo del trazo
de la Variante Internacional), por lo cual se recurrió a la información disponible
en el Proyecto Especial Puyango-Tumbes, obteniéndose la topografía del cauce
del río desde la bocatoma la Palma hasta el Puente Bolsico.
Con esta información se hizo una simulación del comportamiento del río,
verificándose que la curva de remanso producida por el puente Bolsico influirá
sobre la nueva carretera Variante Internacional.
Considerándose, que la persistencia de los caudales máximos durante un evento
normal es por unas horas, y generalmente suceden después o durante lluvias
prolongadas, como fue en el año 1983 y que el Río Zarumilla tiene una gran área
47
inundable como se ve en el Gráfico 3.4., se puede afirmar que el canal
internacional es parte de la planicie de inundación, por lo que la representación de
un evento extremo debe tener en cuenta la amplia magnitud de estos terrenos, así
como también el laminado producido por el tránsito de la onda.
Debido a esto, se ha optado por utilizar el HEC-RAS con un flujo no permanente,
considerando el ancho total de las planicies de inundación.
Gráfico 3.3.- Área de inundación del río Zarumilla, con respecto a la Carretera
Panamericana, Canal Internacional y Variante Internacional.
Fuente: Estudios de Diseño para la Rehabilitación del Eje Vial Nº 1 Ecuador- Perú
Los cálculos realizados consideran un hidrograma de entrada similar al de la
lluvia registrada en la estación El Tigre, registrada en Febrero de 1998.
Mediante el HEC-RAS se estableció que pasados los 350 m3/s el cauce del río
Zarumilla era insuficiente, originándose desbordes sobre las planicies de
inundación, aun sin considerarse como cauce.
48
Para determinar la longitud del puente, se analizó la sección hidráulica del cruce
de la Variante Internacional con el río Zarumilla, realizándose mediante cálculos
de flujo permanente para caudales que varían desde 0 a 2000m3/s, para diferentes
longitudes de puentes, tal como se muestra en el Gráfico 3.4., llegándose a la
conclusión que por niveles de inundación la luz óptima seria de 200 m, lo cual se
verificó con el cálculo de flujo no permanente. Gráfico 3.5.
Gráfico 3.4.- Sección transversal del río Zarumilla en la variante internacional.
Fuente: Estudios de Diseño para la Rehabilitación del Eje Vial Nº 1 Ecuador- Perú
Curva de Descarga en el Puente de la Variante Internacional con el Rio Zarumilla
4.00
6.00
8.00
10.00
12.00
14.00
0 500 1000 1500 2000
Caudal (m3/s)
Niv
el (m
snm
)
L=60
L=80
L=100
L=130
L=150
L=200
S/P
Gráfico 3.5.- Curva de descarga del río Zarumilla en la variante internacional.
Fuente: Estudios de Diseño para la Rehabilitación del Eje Vial Nº 1 Ecuador- Perú
49
El cálculo desarrollado asume un caudal de 350 m3/s como condición inicial. La
curva de descarga u onda de ingreso en la bocatoma La Palma representa caudales
que llegan hasta 2100 m3/s (caudal máximo para TR=100 años). Se realizaron tres
esquemas de cálculo:
• El primero en la situación actual (se considera el Puente Bolsico)
• El segundo con la variante Internacional con un puente de 200 m,
• El tercero es una verificación de la influencia de las alcantarillas
proyectadas las cuales se encuentran dentro de la planicie de inundación
del río Zarumilla.
En cada esquema de cálculo se analizó mediante simulaciones continuas de 24
horas con caudales máximos de 350m3/s, 860m3/s y 2124m3/s. Los tres caudales
seleccionados corresponden a la capacidad hidráulica del río Zarumilla en
condiciones normales, el caudal máximo registrado y la tercera en el caudal
estimado para un periodo de retorno de 100 años. En el siguiente Gráfico 3.6.,
muestra los resultados de las simulaciones para el tercer esquema de cálculo.
Gráfico 3.6.- Perfil Hidráulico de simulaciones del río Zarumilla con caudales de
condiciones normales (350m3/s), máximo caudal registrado (860m3/s) y el caudal
calculado para un TR=100 años (2124m3/s).
Fuente: Estudios de Diseño para la Rehabilitación del Eje Vial Nº 1 Ecuador- Perú
50
Los niveles del río resultado de la simulación del primer esquema (sin considerar
la Variante Internacional) con el caudal máximo registrado nos da un nivel de 8.0
m.s.n.m en la zona del cruce con la Variante Internacional, el cual tiene casi el
mismo orden de magnitud que lo manifestado por los pobladores de la zona,
quienes aseveran que el agua llego aproximadamente a 1.5 m sobre el nivel la
planicie de inundación de la margen izquierda, por lo que podemos considerar
aceptable la simulación hidráulica.
Aunque los resultados de las simulaciones hidráulicas del río Zarumilla para la
situación final arrojan un nivel máximo de inundación de 11.00 m.s.n.m. en el
puente, es recomendable proteger los taludes de los terraplenes de la variante
hasta por lo menos 11.5 m.s.n.m., debido a las fluctuaciones que se producen
durante el desarrollo y finalización de un evento extremo (flujos paralelos y
esviaje del puente con respecto al cauce).
El Puente Internacional y el puente ubicado en la laguna Salitral, así como las
alcantarillas proyectadas en el área de inundación también influencian en la
descarga del río Zarumilla, funcionando estos como aliviaderos, tal como se
muestra en el Gráfico 3.7.
Gráfico 3.7.- Funcionamiento Hidráulico de obras de drenaje en el Río Zarumilla.
Fuente: Estudios de Diseño para la Rehabilitación del Eje Vial Nº 1 Ecuador- Perú
51
• Simulación hidráulica en las zonas de cruce en la Variante Internacional - Perú
Se han calculado los niveles de inundación usando la topografía de las secciones
del cauce en la zona del cruce para poder realizar la simulación hidráulica. Se
empleo el programa HEC-RAS versión 3.1.1 para poder determinar los niveles
del agua usando los caudales de diseño.
Gráfico 3.8.- Esquema de disposición de la quebrada Zarumilla y la variante
internacional.
Fuente: Estudios de Diseño para la Rehabilitación del Eje Vial Nº 1 Ecuador- Perú
52
-80 -60 -40 -20 0 20 40 606
8
10
12
14
16
Quebrada Zarumilla Plan: Plan 02 11/10/2004
Station (m)
Ele
vatio
n (m
)
Legend
WS PF 1
1 m/s
2 m/s
3 m/s
Ground
Bank Sta
.08 .04 .08
Los principales cauces que cruzaran la variante corresponden a la quebrada
Zarumilla, la cual en la zona de cruce con la variante tiene dos ramales, que se
unen antes de cruzar la actual panamericana norte. Para efectos prácticos, los
brazos de la quebrada Zarumilla se han denominado como quebrada Zarumilla 1 y
Zarumilla 2. El puente que cruza la actual carretera panamericana tiene una
longitud de 30m.
Con el fin de modelar adecuadamente el comportamiento de la quebrada, se ha
realizado una simulación hidráulica considerando tres puentes, el primero en el
cruce con la panamericana existente, y los otros dos en el cruce correspondiente
con la variante internacional, tal como se muestra en la Gráfico 3.8.
De acuerdo con los cálculos hidrológicos, la Quebrada Zarumilla 1 se modelo con
un caudal de 135 m3/s y la quebrada Zarumilla 2 con un caudal de 160 m3/s,
alcanzando niveles de inundación de 11 m.s.n.m. y 13 m.s.n.m. respectivamente
Gráfico 3.9., y Gráfico 3.10.
La Luz de los puentes considerados para el cruce con las quebradas Zarumilla
corresponde a 40 m.
Gráfico 3.9.- Sección transversal de la quebrada Zarumilla 1 – Km. 1+070
Fuente: Estudios de Diseño para la Rehabilitación del Eje Vial Nº 1 Ecuador- Perú
53
-200 -100 0 100 2008
10
12
14
16
18
20
Quebrada Zarumilla Plan: Plan 02 11/10/2004
Station (m)
Ele
vatio
n (m
)
Legend
WS PF 1
2 m/s
3 m/s
Ground
Bank Sta
. 06 .045 .06
Gráfico 3.10.- Sección transversal de la quebrada Zarumilla 2 – Km. 2+295
Fuente: Estudios de Diseño para la Rehabilitación del Eje Vial Nº 1 Ecuador- Perú
En el cauce de la quebrada salitral, se ha diseñado alcantarillas tipo marco, que
funcionaran por inundación. El resto de cauces o posibles cauces han sido
señalados y evaluados de acuerdo con lo encontrado in situ, por lo que la
simulación hidráulica se ha procedido a verificar y reajustar las dimensiones
hidráulicas en función del caudal y capacidad de pase de materiales sólidos
(árboles, arbustos, troncos, etc.).
Tabla 3.7.- Reporte de Caudales en Alcantarillas Menores. Area Longitud (L) S Dur. Crítica I Q25 Dis
Km2 Km Tormenta (min) (mm/hr) (m3/s)
1 Quebrada 01+470.00 0.47 1.30 0.005 50 73.63 5.74
2 Quebrada 01+560.00 0.35 1.41 0.005 50 73.63 4.30
3 Pluvial 01+700.00 0.05 0.97 0.005 40 87.04 1.15
4 Quebrada 02+100.00 0.35 0.70 0.005 30 108.00 9.84
5 Quebrada 02+550.00 0.14 0.70 0.005 30 108.00 2.51
6 Pluvial 02+825.00 0.10 0.40 0.005 20 146.38 2.43
7 Pluvial 03+000.00 0.14 1.20 0.005 50 73.63 1.75
8 Pluvial 03+180.00 0.14 1.20 0.005 50 73.63 1.75
9 Pluvial 03+400.00 0.19 0.65 0.005 30 108.00 5.08
10 Pluvial 03+700.00 0.14 0.65 0.005 30 108.00 2.52
11 Quebrada 03+880.00 0.47 1.30 0.005 50 73.63 5.74
12 Quebrada 04+860.00 0.14 0.65 0.005 30 108.00 3.99
15 Quebrada 05+250.00 2.82 3.60 0.005 110 40.76 19.17
17 Area inundable 05+600.00 0.60 1.50 0.005 50 73.63 7.37
18 Quebrada 05+760.00 1.31 2.00 0.005 70 57.21 12.51
19 Quebrada 06+220.00 0.14 1.20 0.005 50 73.63 2.72
Cuenca Descripcion de Funcion Progresiva
Fuente: Estudios de Diseño para la Rehabilitación del Eje Vial Nº 1 Ecuador- Perú
54
Descripción del Puente Internacional
Socavación en el Puente Internacional
Al ser este un puente que funciona como un aliviadero del río Zarumilla, este
funcionara por inundación, lo cual produce velocidades bajas, pero cuando cese la
inundación, se producirá un gradiente hidráulico, que ocasionará una socavación
en los estribos, por lo que debemos proteger los estribos y estimar una socavación
para este instante.
La socavación ha sido calculada en función de los datos reportados del HECRAS,
por el método de HIRE.
La máxima socavación calculada es de 13.61 m, lo cual al criterio del consultor es
excesivo para un puente que funcionará como aliviadero, por lo que recomiendan
se tome una profundidad máxima de socavación de 6 m con fines de cimentación.
La profundidad de 6.0 metros adoptada se tiene en cuenta considerando que la
socavación no llegará más abajo que el nivel medio del mar (0 m.s.n.m.), y que
prácticamente coincide con la socavación de contracción resultante.
3.3.2.3. Estudios Geológicos y Geotécnicos
En el Canal Internacional de la frontera limítrofe peruano – ecuatoriana, entre las
progresivas Km. 8+820.776 y 8+903.176., para un “Puente” de 83.60 m de
longitud, la ejecución de 03 perforaciones de 25 m de profundidad cada una, dos
de ellas en el lado peruano y una en el lado ecuatoriano.
Debido al carácter binacional ó internacional de este puente que ameritará un
diseño estructural y arquitectónico especial.
55
• En lo concerniente a los aspectos climatológicos, fisiográficos y
geomorfológicos locales, los terrenos presentes a lo largo de la Variante
Internacional, el CEBAF – Perú y el Puente Internacional, en el territorio del
Perú discurre a través de terrenos de topografía irregular, planos y ondulados.
Forman parte de la periferia sur de las localidades de Zarumilla y Aguas
Verdes.
El clima es tropical y semiárido con precipitaciones menores a 600 mm y
temperatura media de 26 ° C. La temporada lluviosa es definida y corta,
sucede entre los meses de Noviembre y Abril, mientras que el estiaje es
mucho más pronunciado en la restante época del año.
La cota absoluta del terreno varia en sus partes más bajas entre 4.5 y 6.5
m.s.n.m. entre los PK Km. 7+250 – 8+850 en un sector correspondiente al
área de influencia del Río Zarumilla conformado por terrenos del cauce actual
del Río Zarumilla, mas los terrenos de cauces anteriores y de terrazas fluviales
abandonadas lo que es fácilmente visible en la fotografía satelital.
La cota absoluta del terreno varia en sus partes más altas entre 20.50 y 18.50
m.s.n.m. entre PK Km. 3+500 – 3+800. Un sector similar ondulado y colinoso
con cotas elevadas entre 14 y 16 m.s.n.m. entre PK Km. 5+750 – 6+250, ha
sido aprovechado para la mejor ubicación posible del CEBAF – Perú.
• En el plano local se señala a las inundaciones como el principal problema de
geodinámica externa, sobre todo lo que atañe a las inundaciones que se
producen en los períodos ligados a los años punta de pluviosidad denominada
mundialmente como el Fenómeno El Niño.
El sector que corresponde a terrenos bajos al cauce actual del Río Zarumilla
mas los terrenos aledaños que corresponden a los cauces y terrazas fluviales
anteriores abandonadas, así como los cauces de quebradas secas en la
actualidad, en caso de períodos ligados a los años de pluviosidad punta tipo el
56
Fenómeno El Niño, serán precisamente los sectores más vulnerables a los
efectos de las inundaciones.
• En lo concerniente a los aspectos geológicos litológicos estratigráficos en el
Trazo de la Obra Variante Internacional en el Lado del Perú y en el
CEBAF – Perú y el Puente Internacional interesa principalmente la relación
y presencia del Basamento Rocoso y los Suelos en sus distintas formaciones y
manifestaciones.
Sobre el Basamento Rocoso de acuerdo al contenido de “Geología de los
Cuadrángulos de Paita (11-a), Piura (11–b), Talara (10-a), Sullana (10-b),
Lobitos (9 –a), Quebrada Seca (9 – b), Zorritos (8-b), Tumbes (8-c) y
Zarumilla (7-c)” de la Carta Geológica Nacional del INGEMMET, en los
Cuadrángulos de Tumbes (hoja 8-c) y Zarumilla (hoja 7-c) en donde se sitúa el
trazo de la Variante Internacional en el lado peruano y el CEBAF – Perú,
puede observarse que en el área circundante en más de 5 Km. a la redonda a
dicho trazo, no existe afloramiento alguno de rocas o formaciones rocosas, lo
que concuerda con lo observado y ratificado en el campo.
Cabe agregar que de acuerdo a la información obtenida de la perforación de
los sondajes geotécnicos mediante perforación diamantina (13 perforaciones
diamantinas repartidas en 05 puentes en la Variante Internacional lado
peruano), con profundidades de hasta más de 25 m cada uno, puede afirmarse
con meridiana certeza que a dichas profundidades no se ha alcanzado en ellos
el substrato rocoso. Los mismos considerandos se hacen extensivos para las
áreas específicas que corresponden al Centro Binacional de Atención
Fronteriza (CEBAF – Perú) y al Puente Internacional.
Los Depósitos Cuaternarios de Suelos no Consolidados que rellenan el área
del trazo de la Variante Internacional en su totalidad están conformados por
suelos aluviales. Estos a su vez, genéticamente pertenecen a dos depósitos
diferentes con edades diferentes. Del más antiguo al más reciente quedan
57
divididos en Depósitos Cuaternarios Pleistocénicos Aluviales (Qp – al) y
Depósitos Cuaternarios Recientes Aluviales (Qr – al).
Los Depósitos Cuaternarios Pleistocénicos Aluviales (Qp – al), ocupan
extensas áreas en los Cuadrángulos de Tumbes y Zarumilla, ocupando el
espacio desde las estribaciones Oeste de los Cerros Amotape hasta el litoral.
Están constituidos por conglomerados poco consolidados de cantos con
arenas, limos y arcillas, con potencias que alcanzan varias decenas de metros,
teniendo en ciertos sectores una estratificación lenticular y en otra
estratificación laminar.
Los Depósitos Cuaternarios Recientes Aluviales (Qr – al), ocupan los cauces
de las actuales quebradas, así como la del Río Zarumilla, por donde discurren
las escorrentías fluviátiles normales que ocurren cada año en las épocas de
lluvias entre los meses de Diciembre a Marzo, así como las escorrentías
excepcionales ligadas a los años de pluviosidad punta del Fenómeno del Niño.
En el cruce del trazo de la Variante con el Río Zarumilla en donde según el
proyecto se tiene señalado un puente de 200 m de longitud, de acuerdo a las
perforaciones diamantinas ejecutadas con profundidades de 25 m, el perfil
litológico estratigráfico obtenido muestran la presencia porcentual mayoritaria
de arenas medias pobremente gradadas cuarzosas en toda el espesor ó
potencia alcanzada.
El perfil descrito en el párrafo anterior, con variaciones, se extiende
posiblemente entre los PK Km. 7+250 – 8+850 que es el sector que
corresponde al área de influencia de la actividad fluviátil del Río Zarumilla en
el tiempo geológico.
La Clasificación de Materiales y los Taludes de Corte y Relleno necesarios
para el Diseño de la Variante Internacional, queda establecido con los datos de
campo, las calicatas de 1.50 m realizadas a lo largo del trazo de la variante y
los ensayos de laboratorio en concordancia con la geología local.
58
Cabe señalar que conocida la realidad geomorfológica y de geodinámica en el
área se ha considerado necesario en el diseño la elevación sustancial de la
rasante para fines de adecuada protección de la vía futura, por lo que se
vislumbra el tramo de la variante en el Perú, salvo subtramos muy puntuales
prácticamente en su totalidad en Relleno.
De acuerdo a ello la Clasificación de Materiales y los Taludes de Corte y
Relleno necesarios para el Diseño de la Obra de manera simple puede ser
agrupado en dos subtramos de la manera siguiente.
• En cuanto a aspectos geológicos litológico estratigráficos y de cimentación
específicos en el lugar de emplazamiento del PUENTE INTERNACIONAL
que se ubica sobre el Canal Internacional de la frontera limítrofe peruano –
ecuatoriana, entre las progresivas Km. 8+822 – 8+902 de la nueva Variante
Internacional y se proyecta ejecutarlo con 83.6 m de longitud están presentes
mayoritariamente Depósitos Cuaternarios Recientes Aluviales (Qr – al).
Para los respectivos estudios geotécnicos y de cimentación como se señaló
antes, se programó la ejecución de 03 perforaciones de 25 m de profundidad
cada una, dos de ellas en el lado peruano y una en el lado ecuatoriano.
De acuerdo a las perforaciones diamantinas ejecutadas, el perfil litológico
estratigráfico obtenido muestra la presencia porcentual mayoritaria de arenas
pobremente gradadas cuarzosas con lentes de arenas limosas y arenas
arcillosas.
En la parte superficial o techo del perfil aumentan los materiales finos en las
arenas limosas y arenas arcillosas.
El Canal Internacional existente y el emplazamiento del Puente proyectado se
sitúan sobre terrenos bajos que en la actualidad no constituyen cauce definido
59
de escorrentía superficial alguna. Sin embargo, como se explico antes en
acápites anteriores, el emplazamiento del Puente Internacional proyectado por
encontrarse situado dentro del sector comprendido entre los PK Km. 7+250 –
8+850, que es el sector que corresponde al área de influencia de la actividad
fluviátil del Río Zarumilla en el tiempo geológico, de acuerdo al análisis
geomorfológico, se encuentra en terrenos de cauces anteriores abandonados
del Río Zarumilla en el largo proceso de formación de meandros y
retrabajamiento de terrazas fluviales anteriores.
Por eso mismo en el análisis de geodinámica se señala que en caso de períodos
ligados a los años de pluviosidad punta tipo el Fenómeno El Niño, formaría
parte de los sectores vulnerables a los efectos de las inundaciones.
De acuerdo a la información obtenida durante las perforaciones diamantinas
ejecutadas el nivel freático se encuentra a profundidades variables entre 2.50 y
3.80 m.
Tabla 3.8.- Resumen de la relación de longitudes suelo/roca en el Puente sobre el
Canal Internacional, por sondaje, tipo de suelos y rocas.
FECHA PERFORACIÓN UBICACIÓN
Puente
SONDEO INICIO TERMINO SUELO
(m) ROCA
(m)
PROF (m)
TIPO DE SUELO /
ROCA
PV5 – S1
03.09.04 04.09.04 25.00 0.00 25.00
Arena limosa, arcilla
limosa, arcilla muy
plástica y arena mal
gradada hacia el piso.
Puente sobre
en el Canal
Internacional
(Variante 5)
PV5 – S2
31.08.04 02.09.04
25.00
0.00 25.00
Arena mal gradada,
arcilla plástica, limo
arenoso y arena
limosa al piso.
TOTALES 02 50.00 0.00 50.00
Fuente: Estudios de Diseño para la Rehabilitación del Eje Vial Nº 1 Ecuador- Perú
60
Tabla 3.9.- Resumen por sondaje en el Puente sobre el Canal Internacional
PV5- S1
Sondaje en la Margen Derecha Progresiva 8+816
Cota superficie 6.50 m.s.n.m.
Cota de investigación - 18.50 m.s.n.m.
Profundidad perforada 25.00 m.
PV5 – S2
Sondaje en la Margen Izquierda Progresiva 8+843
Cota superficie 6.00 m.s.n.m.
Cota de investigación - 19.00 m.s.n.m.
Profundidad perforada 25.00 m.
Fuente: Estudios de Diseño para la Rehabilitación del Eje Vial Nº 1 Ecuador- Perú
Tabla 3.10.- Resumen de la descripción de los perfiles litológicos de los suelos de
los sondajes.
PV5 – S1
Margen Derecha
Presenta una secuencia de arcilla limosa medianamente consistente a limo arcilloso
hasta 7.40 m arenas limosas, arcilla plástica y muy consistente sobre arena mal gradada
medianamente densa.
PV5 – S2
Margen Izquierda
Presenta una secuencia de arenas mal gradadas suelta a poco densa hasta 8.70 m arcilla
plástica medianamente consistente, sobre arena mal gradada, limo arenoso a arena
limosa medianamente densa
Fuente: Estudios de Diseño para la Rehabilitación del Eje Vial Nº 1 Ecuador- Perú
Resumen sobre la recuperación de testigos.
A continuación se resume el porcentaje de recuperación por perforación en cada
uno de los sondeos, para cada intervalo consecutivo en cada perforación,
considerando valores promedio.
61
Tabla 3.11.- Resumen sobre la recuperación de testigos
PV5 – S1
0.00 – 3.50 = 80%
3.50 – 10.50 = 85%
10.50 – 18.50 = 75%
18.50 – 25.00 = 90%
PV5 – S2
0.00 – 4.50 = 80%
4.50 – 6.50 = 85%
6.50 – 9.45 = 90%
9.45 – 21.00 = 70%
21.00 – 23.00 = 50%
23.00 – 25.00 = 95%
Fuente: Estudios de Diseño para la Rehabilitación del Eje Vial Nº 1 Ecuador- Perú
Tabla 3.12.- Resumen de los resultados de los ensayos SPT por Sondaje 1 y por ensayo. Valores de “n” golpes, clasificación SUCS (visual), consistencia,
compacidad.
Puente SPT SUCS Nº Consistencia Kg./cm 2 Compacidad
PV5-S1
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
CL
ML
ML
CL
SM
SM
CH
CH
CH
SM
13
16
16
21
17
26
15
28
35
38
1.8 - Dura
2.1 – Muy Dura
2.1 – Muy Dura
2.5 – Muy Dura
2.0 - Dura
3.8 – Muy Dura
Durísima
Media
Media
Densa
62
11
12
13
14
15
16
SM
CL
SP
SP
SP
SP
31
27
28
36
56
57
Durísima
Densa
Media
Densa
Muy Densa
Muy Densa
(N.F.: 2.50 m)
Fuente: Estudios de Diseño para la Rehabilitación del Eje Vial Nº 1 Ecuador- Perú
Tabla 3.12.- Resumen de los resultados de los ensayos SPT por Sondaje 2 y por ensayo. Valores de “n” golpes, clasificación SUCS (visual), consistencia,
compacidad
Puente SPT SUCS Nº Consistencia Kg./cm 2 Compacidad
PV5-S2
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
SP
SP
SP
SP
SP
CH
CH
CH
CH
CH
SP
CL
ML
SM
SM
SM
25
32
14
18
20
15
18
17
22
39
45
28
24
43
46
48
2.0 - Dura
2.3 – Muy Dura
2.3 – Muy Dura
2.5 – Muy Dura
Durísima
3.8 – Muy Dura
3.0 – Muy Dura
Media
Densa
Media
Media
Media
Densa
Densa
Densa
Densa
(N.F.: 2.50 m)
Fuente: Estudios de Diseño para la Rehabilitación del Eje Vial Nº 1 Ecuador- Perú
63
Resumen de la información sobre las cajas portatestigos.
Los testigos de suelos y rocas, obtenidos de los sondeos, fueron colocados en
cajas de madera según especificaciones técnicas, con sus respectivas tapas, las
mismas que son pintadas, rotuladas y fotografiadas después de la descripción y
clasificación correspondiente. Se encuentran depositadas en almacenes en la
ciudad de Sullana.
Tabla 3.13.- Resumen de la información sobre las cajas portatestigos.
Nº Cajas PV5 - S1 PV5 – S2
1 0.00 a 5.30 0.00 a 5.30
2 5.30 a 10.95 5.30 a 10.95
3 10.95 a 17.00 10.95 a 16.95
4 17.00 a 22.40 16.95 a 23.55
5 22.40 a 25.00 23.55 a 25.00
TOTAL 05 05
Fuente: Estudios de Diseño para la Rehabilitación del Eje Vial Nº 1 Ecuador- Perú
Resumen sobre las condiciones geológicas geotécnicas, los cortes litológico –
estratigráficos
En el Puente 5 - Puente sobre el Canal Internacional, en la margen derecha
ocurren arcillas medianamente consistentes a muy consistentes hasta 14.40 m,
sobre horizontes de arenas limosas y arenas limpias medianamente densa a muy
densa en profundidad.
En la margen izquierda las arenas limpias sueltas a poco densas ocurren hasta 8.70
m, sobre arcillas medianamente consistentes hasta 18.60 m, en el fondo un
horizonte de arena limosa muy densa hasta los 25.00 m.
64
Resumen sobre la compacidad y consistencia de los suelos.
Los suelos y rocas presentan la siguiente definición de Compacidad en Suelos
Granulares y Consistencia en Suelos Cohesivos a partir de los valores de SPT:
Tabla 3.13.- Resumen sobre la compacidad y consistencia de los suelos.
PV5-S1 0.00 – 1.95 CL Consistencia Dura
1.95 – 7.40 ML Consistencia Muy Dura
7.40 – 9.60 SM Compacidad Media
9.60 – 14.40 CH Consistencia Muy Dura
14.40 – 18.00 SM Compacidad Densa
18.00 – 19.50 CL Consistencia Durísima
19.50 – 21.50 SP Compacidad Media
21.50 – 25.00 SP Compacidad Muy Densa
PV5-S2
0.00 – 8.70 SP Compacidad Media
8.70 – 15.45 CH Consistencia Muy Dura
15.45 – 17.00 SP Compacidad Densa
17.00 – 20.50 CL-ML Consistencia Muy Dura
20.50 – 25.00 SM Compacidad Densa
Fuente: Estudios de Diseño para la Rehabilitación del Eje Vial Nº 1 Ecuador- Perú
3.3.2.4. Estudios de Impacto Ambiental
3.3.2.4.1. Línea Base Ambiental
Medio Físico
Clima:
El territorio estudiado se enmarca en la Clase de Clima Tropical, en las áreas
comprendidas entre el nivel del mar y los 1200 m.s.n.m. Aguas Verdes resulta ser
65
una municipalidad característica de la zona de Régimen Pluviométrico Tipo I o
Tipo Costa.
Geología:
Formaciones Geológicas: La Carretera atraviesa una extensa planicie de depósitos
aluviales recientes con napa freática superficial con tendencia a la inundación,
cuando no marcadamente pantanosa.
Hidrología:
Red de drenaje y erosión fluvial: La carretera Piura – Guayaquil atraviesa cursos
de agua de baja pendiente en el tramo Zarumilla – Aguas Verdes. Los cursos de
agua más importantes son el río Zarumilla y el Canal Internacional.
Paisaje:
Puede calificarse de calidad media a media-baja, si bien el área de influencia
indirecta cuenta con presencia de sitios naturales, constituido por estuarios e islas
y playas.
Medio Biótico
Zonas de Vida:
El área de influencia del proyecto vial en el tramo de la nueva Variante
Internacional está ocupada en su totalidad por el monte espinoso tropical.
Vegetación:
Entre los árboles destacan ejemplares aislados de Ceibo Ceiba trichistandra, y
entre ellos destaca un ejemplar localmente conocido como “Ceibo del Diablo”,
que debe ser preservado.
El Medio Social y Económico
66
El complejo urbano está compuesto por tres grandes núcleos poblacionales: la
ciudad de Zarumilla, el sector urbano Nuevo Aguas Verdes y el sector urbano
Villa Aguas Verdes.
Zarumilla es una típica pequeña ciudad rural, que combina la función residencial
con una presencia significativa de organismos gubernamentales y un incipiente
desarrollo de funciones comerciales y de otros servicios diversos.
Nuevo Aguas Verdes es marcadamente residencial y Villa Aguas Verdes es
predominantemente comercial y productiva.
El Proceso Económico Contemporáneo:
Pesca:
La acuicultura de camarón es una actividad muy relevante que está superando el
fuerte golpe ocasionado por la enfermedad conocida como la “mancha blanca”.
Comercio:
Las ciudades de Aguas Verdes y Huaquillas constituyen un importante centro
comercial que oferta una gama muy importante de productos que convocan
compradores de ambos países.
Transporte:
Actualmente hay un grave problema de circulación al interior de la Villa Aguas
Verdes que bloquea el tráfico normal de los vehículos.
Recursos turísticos:
El departamento de Tumbes y la provincia de Zarumilla cuentan con un
importante potencial turístico.
Fortalecimiento del Complejo Urbano Binacional:
El crecimiento de la parte peruana mejora las oportunidades de la parte
ecuatoriana porque ambas partes constituyen una realidad económica integrada.
67
3.3.2.4.2. Identificación y caracterización de las acciones del proyecto y sus
efectos sobre el medio.
Drenajes:
La barrera que supone el conjunto de la infraestructura creada supone un cierto
impedimento a la circulación del agua de un lado al otro de la misma, haciéndose
imprescindible un correcto dimensionamiento para evitar sucesos de destrucción
como los que se han venido sucediendo en las ocurrencias anteriores del
Fenómeno El Niño. Estos drenajes tienen que ser planificados teniendo en cuenta
los posibles impactos derivados de los riesgos ambientales que producen.
Puentes o Viaductos:
Puentes y viaductos actúan como eficaz medida correctora ante el efecto barrera
sobre la fauna. En este sentido, pueden suponer auténticos corredores ecológicos,
siempre que se mantengan las condiciones del entorno en niveles aceptables.
3.3.2.4.3. Identificación de los factores del medio susceptibles de ser impactados
por la ejecución del proyecto
Impacto sobre la hidrología superficial y subterránea:
La calidad del diseño y el mantenimiento de drenajes son aspectos críticos para
evitar el empantanamiento de grandes áreas aguas arriba del cruce de la vía y
disminución de la humedad aguas abajo. Se incrementan además los hábitats
propios para la reproducción de zancudos, con la consiguiente difusión de
enfermedades transmitidas por esos vectores. Los cambios hidrológicos afectan
también decisivamente a cultivos, infraestructuras y otros recursos sociales y
económicos.
Impactos sobre el nivel sonoro y contaminación atmosférica:
Se reducirán ostensiblemente respecto a la situación actual, tanto por la
circulación más fluida como por el evitamiento de los núcleos habitados. La
68
calificación del impacto resultante es positiva por la mejora que supone respecto
al actual colapso circulatorio.
Impactos sobre el medio biótico y el paisaje:
Son negativos y su valor oscila de compatible a moderado.
Impactos socioeconómicos:
Las obras a realizar deben suponer un impacto global positivo con significancia
alta, hasta el extremo que justifica por sí solo la necesidad de llevar adelante la
ejecución del Proyecto.
Además del estímulo económico a través del incremento del comercio y la
potenciación del turismo supone, la creación de numerosos puestos de trabajo.
En cuanto a la siniestrabilidad, la mejora de la vía debe suponer una mejora
paralela en seguridad y, por tanto, también produce un impacto positivo.
3.3.2.4.4. Plan de Manejo Ambiental
Se sustenta, entre otras medidas mitigadoras, en un plan de restauración destinado
a recuperar el hábitat destruido en la medida que sea posible, con el fin de evitar la
irrupción de especies pioneras, mejorando la estructura de las formaciones
vegetales, beneficiando la comunidad faunística del área considerada y evitando la
pérdida de más suelo por erosión.
Siembra y Plantación:
Al objeto de que la vegetación actúe de la forma más eficaz posible en la
retención de suelo, se elegirán aquellas especies que presenten un sistema radical
más desarrollado y profundo, siempre que los taludes sean tendidos y no sea
imprescindible un desmonte adicional.
69
3.3.2.4.5. Plan de Monitoreo Ambiental
Este plan se ejecutará a través de un programa que deberá tener una duración
comprendida entre los tres y los cinco años, a lo largo de los cuales y como fruto
del mismo se conocerán los impactos reales causados por el Proyecto y se valorará
la necesidad de posteriores medidas de mantenimiento.
Programa de educación ambiental
La principal medida correctora a adoptar para garantizar la seguridad vial es la
mejora de la educación cívica, una responsabilidad compartida entre las
autoridades administrativas y la ciudadanía.
Se diseñará un programa que considere las siguientes dificultades: El índice de
analfabetismo de la zona.
Las bajas posibilidades de acceso a los medios de comunicación de la población.
La dependencia socioeconómica directa de la carretera de muchos habitantes de la
región con el riesgo de atropellos y otros accidentes.
Se propone una actuación combinada con campañas de educación con anuncios de
prensa, radio, carteles explicativos y una labor de aproximación de la información
a toda la población que vive al margen de los citados medios.
Campaña de información
Se diseñarán carteles –anuncios explicativos que serán divulgados a través de los
medios de comunicación existentes. Estos carteles – anuncios deben ser diseñados
dando prioridad a la transmisión gráfica de la información, con un pequeño apoyo
de texto escrito.
70
Campaña de educación
El diseño de esta campaña debe considerar al sector que por edad u otras razones
no sabe leer. El contratista de la obra designará al equipo de
educadores/monitores, mientras que las administraciones locales deben establecer
contactos con instituciones para llevar a cabo el objetivo previsto. En cuanto a la
financiación de la Campaña, sería deseable el apoyo económico de empresas y
entidades privadas.
Como medida complementaria, el trabajo de la policía y cuerpos de seguridad
deben incluir entre sus prioridades, la imposición de medidas sancionadoras
realistas y proporcionales a la gravedad de la infracción. Es aún más importante su
tarea de información y prevención de riesgos, asesorando y advirtiendo a peatones
y usuarios de la carretera.
3.3.2.5. Estudios de Trafico
La Vía Panamericana se constituye en un medio de tráfico internacional muy
importante, que permite un alto intercambio comercial peruano – ecuatoriano; sin
embargo, actualmente esta vía se encuentra saturada entre las ciudades de
Huaquillas y Aguas Verdes, afectando la fluidez del tráfico que circula por ella y
que dificulta el comercio que se realiza entre ambos países. Debido a este
problema, se ha planteado la construcción de una variante vial que permita
trasladar los flujos vehiculares de intercambio que no necesiten transitar por la
zona urbana de Huaquillas y Aguas Verdes.
La razón fundamental para la construcción de la variante es la necesidad de
reubicar los servicios aduaneros y migratorios y construir los Centros
Binacionales de Atención de Frontera (CEBAFs). La construcción de estos
centros dentro de la ruta existente resulta altamente inconveniente, razón por la
cual se plantea la necesidad de ubicarlos fuera de ella.
71
Por lo tanto, la construcción de los CEBAFs conlleva la necesidad de la
construcción de las variantes, la cual, además, reducirá costos y tiempos de
transporte.
Para la determinación del tráfico futuro desviado hacia la Variante Internacional,
se realizó un estudio de tráfico y tiempos en el paso de frontera, que consistió en
la medición del volumen vehicular en la vía existente, que realiza trámites
migratorios y aduaneros en ambos países y transitan por el actual puente
internacional.
De la información y análisis de este estudio se logró determinar que el 10% del
tráfico promedio diario anual (TPDA) de vehículos ligeros (sentido sur-norte)
circularían por la Variante Internacional y que el 29% y 36% de dicho tráfico lo
realizarían buses y camiones, respectivamente.
Tabla 3.14.- Volumen de Tráfico desviado a la Variante Internacional Tráfico Promedio Diario
Tipo de Vehículo Sentido
Zarumilla - Aguas Verdes
Sentido
Huaquillas - Migraciones
Ligero 116 116
Bus 15 8
Camión 52 35
Fuente: Estudios de Diseño para la Rehabilitación del Eje Vial Nº 1 Ecuador- Perú
3.3.2.6. Estudios Complementarios
3.3.2.6.1. Señalización y Seguridad Vial
La Normativa aplicada han sido los Manuales de Control de Tránsito de cada país
basados en el Manual de Tránsito Interamericano, aprobado en el régimen de los
Congresos Panamericanos de Carreteras y auspiciado por la OEA.
72
La sección de la carretera dispone de dos sobreanchos adosados a las bermas o
espaldones, cuya función principal es la situación de señales y guardavías.
Señalización Vertical
El diseño de la señalización vertical incluye las señales preventivas,
reglamentarias e informativas y de control de tránsito a través de zonas de trabajo.
En todos los casos se ha tratado de lograr uniformidad en cuanto al tamaño y
diseño del mensaje para alcanzar de esta manera una eficiencia operativa,
evitándose la colocación de un exceso de señales, que en vez de ayudar al
conductor, lo desorienten.
Señales preventivas
Las señales preventivas son aquellas que se utilizan para indicar con anticipación
la proximidad de condiciones de peligro real de la vía, que puede ser evitado
tomando las precauciones adecuadas.
Las señales preventivas han sido diseñadas y ubicadas de acuerdo al alineamiento
de la vía, en las zonas que presentan un peligro real o potencial que puede ser
evitado disminuyendo la velocidad del vehículo o tomando las precauciones del
caso.
Señales reglamentarias
Las señales reglamentarias tienen por objeto indicar a los usuarios las limitaciones
o restricciones que pueden existir a lo largo de la vía.
La inclusión de señales reglamentarias generará un orden en la vía, dando a
conocer al usuario de ésta la existencia de las limitaciones y prohibiciones que
regulan su uso. Para la vía en estudio se han diseñado señales reglamentarias
dentro de la clasificación de señales prohibitivas y restrictivas.
73
Estas señales son de forma circular con excepción de la señal Pare, de forma
octogonal y de la señal “Ceda el paso”, correspondiente a un triángulo equilátero
con el vértice hacia abajo. Las señales tendrán un diámetro de 75 cm, con fondo
de material reflectorizante de alta intensidad, color blanco; círculo rojo con tinta
xerográfica transparente; letras, números, símbolos y marcas con tinta xerográfica
de color negro.
Todas las señales reglamentarias utilizadas vienen reflejadas en los planos de
planta con su código correspondiente, así como su disposición en la carretera,
definida en los planos de detalles.
Señales informativas
Las Señales Informativas tienen la finalidad de guiar al conductor de un vehículo
a través de determinada ruta, dirigiéndolo al lugar de su destino. También tienen
por objeto identificar puntos notables como ciudades, quebradas, ríos, lugares de
destino, y dar información útil al usuario de la carretera.
Las Señales Informativas que se utilizarán el Proyecto serán las de Localización y
Destino, las cuales proporcionan información al conductor de los lugares o
poblaciones más importantes en el trayecto hacia su destino, así como las
direcciones que puede tomar para llegar a otras poblaciones o lugares de interés.
Así también, se han proyectado señales con Indicadores de distancias, las cuales
se utilizan con el fin de informar al conductor del vehículo sobre las distancias a
las que se encuentran los desvíos a poblaciones de importancia. Se utilizarán
también Hitos Kilométricos de concreto.
Las Señales Informativas serán de forma rectangular con su mayor dimensión
horizontal, y de dimensiones variables según el mensaje a transmitir.
Deberán ubicarse al lado derecho de la carretera de manera que los conductores
puedan distinguirlas de manera clara y oportuna.
74
Las estructuras de soporte de estas señales serán metálicas, constituidas
principalmente por tubos metálicos de ∅ 3”, los que serán pintados con pintura
anticorrosiva y esmalte color gris metálico.
En el caso de carteles laterales de un tamaño grande, como es el caso de los
croquis, se sustentarán por medio de perfiles IPN galvanizados y los carteles
elevados sobre la calzada irán sobre estructuras en pórticos o banderolas
Todas las señales informativas utilizadas vienen reflejadas en los planos de planta
con su código correspondiente, así como su disposición en la carretera, definida
en los planos de detalles.
Señalización Horizontal
En lo que respecta a la Señalización Horizontal, se pintarán marcas sobre el
pavimento con el objeto de reglamentar el movimiento de los vehículos e
incrementar la seguridad en su operación.
Los colores de la pintura de tráfico a utilizarse serán blancos y amarillos
Las líneas blancas indican separación de corrientes de tráfico en el mismo sentido
de circulación.
Las líneas amarillas indican separación de corrientes vehiculares opuestas en
circulación.
Estas marcas han sido agrupadas en la siguiente forma:
• Líneas continuas de borde, color blanco, las cuales, para este caso, han sido
diseñadas como líneas de borde de pavimento y en zonas en donde el adelanto
a los vehículos está restringida.
75
• Líneas discontinuas, color amarillo, las cuales, para este caso, han sido
diseñadas como líneas separadoras de carriles de circulación en sentido
contrario, cuyos segmentos serán de 4.50 m de longitud, espaciados 7.50 m.
En las zonas de curvas con prohibición de adelantamiento se utilizará una Zona de
Preaviso de longitud 100 m antes de la prohibición que consistirá en segmentos de
4.5 m de longitud, con separación de 1.5 m.
La zona de adelantamiento prohibido consistirá en dos líneas continuas de color
amarillo.
La prohibición se uniformizará desde ambos carriles, eliminándose las
prohibiciones parciales de un carril a otro entre la zona de Preaviso y la zona de
prohibición.
Todas las líneas serán de 10 cm de ancho, pintadas con pintura de tránsito en color
blanco para los bordes de calzada y amarillo para el centro de la misma, tal como
se explicó en líneas anteriores y conforme se indica en los planos.
En las zonas diferenciadas de las intersecciones, se dispondrán de bandas de
pintura con el ancho de banda y la separación de las mismas que se reflejan en los
planos de detalles de señalización horizontal.
También se dispondrán de letreros y flechas en el pavimento que faciliten la
conducción de vehículos, sobre todo en las intersecciones y óvalos existentes en
las carreteras proyectadas.
Todas las marcas viales utilizadas vienen reflejadas en los planos de planta con su
código correspondiente y sus anchos están descritos en los planos de detalle.
76
Seguridad Vial
Postes delineadores
Son demarcadores que delinean los bordes del camino y se consideran como guías
mas no como advertencia de peligro. Se utilizan en diversas circunstancias cuando
se considera necesario precisar al conductor los límites de la calzada.
Se instalarán postes delineadores o hitos de arista, para balizamiento, con
captafaros reflectantes en la carretera, en ambos márgenes de la calzada, uno cada
20 m.
Guardavías
Los guardavías consistirán en vigas metálicas corrugadas, y se colocarán
generalmente en los extremos de los puentes, taludes de rellenos o en curvas
peligrosas.
Los elementos de la viga son de acero laminado en frío, sección W, y espesor de 2
mm. Los postes son de acero laminado en frío, de 6 mm. Sección canal.
Las secciones terminales serán del tipo de anclaje tomadas con concreto
hidráulico armado. Estos anclajes serán de dos longitudes distintas en función del
sentido del tráfico y de acuerdo con los planos que se presentan en el proyecto.
Tachas delineadoras (ojos de gato)
Son elementos plásticos, metálicos o cerámicos con partes reflectantes con un
espesor no mayor a dos centímetros, colocados a distancias que dependen de las
características geométricas de la vía. Se utilizan como complemento de otras
marcas, como por ejemplo las marcas de pintura, aunque en algunos casos pueden
sustituir a éstas.
77
Los colores básicos son blancos, amarillos y rojos. El color de las tachas
delineadoras bidireccionales estará de acuerdo con el color de las otras marcas en
el pavimento.
Tanto el color blanco como el amarillo son utilizados solos o conjuntamente con
las marcas de pintura del mismo color, reforzando el significado de la señal.
Se utilizan comúnmente en intersecciones, curvas, superficies con sardineles,
zonas con neblina y en lugares donde se requiera reforzar la visibilidad tanto de
noche como de día.
Dispositivos auxiliares para el control de tránsito a través de las zonas de
trabajo
Se presentan serios problemas en cuanto al control de tránsito vehicular se refiere,
cuando el flujo vehicular recorre zonas en trabajo, sea por obras de construcción o
conservación.
El hecho de construir obras temporales, por la naturaleza misma de dichos
trabajos, constituye un problema bastante serio para el control de tráfico.
Este caso va a presentarse especialmente cuando se realicen los trabajos en las
zonas de alto volumen de tráfico como son los cruces de los centros poblados o
empalmes con las vías existentes de gran volumen de tráfico.
Por esta razón se presentan en esta sección lineamientos generales para el control
del tránsito en zonas de trabajo, cuya finalidad es proporcionar protección tanto al
usuario de la vía como al trabajador que labora en la obra.
Las siguientes normas y recomendaciones representan una guía para la utilización
de señales, marcas en el pavimento y dispositivos especiales de seguridad a ser
78
aplicados en los casos anteriormente indicados, es decir que la vía está afectada
por trabajos a realizar.
Para una amplia referencia referirse al Manual de Señalización vigente.
En los casos de control de tránsito durante la noche, se utilizarán señales
reflectorizante y dispositivos de iluminación (mecheros, linternas, luces
intermitentes).
Las señales se localizan en los lugares que permiten la mayor efectividad y
claridad del mensaje que se da, teniendo en cuenta las características físicas de la
vía; la localización elegida permite que el conductor reciba el mensaje con
determinada anticipación.
3.3.3. Diseño Estructural: Puente sobre el Canal Internacional Ecuador –
Perú.
3.3.3.1. Diseño STANDARD AASHTO
UBICACIÓN:
El proyecto revisado se encuentra ubicado en:
País: Ecuador - Perú
Carretera: Eje Vial No. 1
Abs. Inicial: 8+820 775
Abs. Final: 8+902 975
Luz Puente: 83,60 m
Ver Planos Estudios de Ingeniería Básica: 327-EST.BAS 01
79
GEOMETRÍA:
Número de Vías: 2
Ancho de Total: 11,2 m
Ancho Calzada: 8,8 m
Tipo: Esviajado 25˚
Pendiente transversal: 2,00 % a un solo
lado
Pendiente longitudinal: 0,02 %
Tramos de L = 25,50: 2 en los extremos
Tramos de L = 31,20: 1 intermedio
Ver Planos Arquitectónicos: 327-ARQ 01, 02
ESTRUCTURAS COMPONENTES
INFRAESTRUCTURA: La infraestructura la componen: 2 estribos de hormigón armado, esviajados,
cimentados sobre 27 pilotes, sobre ellos descansa la zapata, pantallas frontales y
laterales, con su respectiva pantalla superior y trabas antisísmicas.
Los tramos intermedios descansan sobre pilas, cimentadas sobre 6 pilotes.
Pilotes Ø= 1,20 m
27/Estribo:
Cota desplante Estribo Izquierdo: -22,95
Cota desplante Estribo Derecho: -22,94
Zapata: 28,55x10,59x1,50 m. Cota de cimentación:
+4,051 y +4,063
Pantalla Frontal: Espesor de 1,50 m, altura variable de 7,38
a 7,44 m
Pantalla Lateral: Una rectangular de espesor variable de
80
0,90 a 0,50 m, mas una trapezoidal de
espesor 0,50 m
Trabas Antisísmicas: 2 en extremos y 1 en el centro
Pantalla Superior: Altura variable, espesor de 0,40 m
Cartela de Apoyo: De 0,30 m, para apoyar Accesos.
Pilas Intermedias de Hormigón Armado: Cimentados sobre 6 pilotes, sobre la
zapata se asienta 1 pila ovalada, que soportan una viga cabezal, con sus
respectivas trabas antisísmicas, apoyos y pantalla superior 2 intermedias.
Pilotes Ø = 1,20 m, 6/Pila
Cota desplante Pila P1: -26,762
Cota desplante Pila P2: -26,758
Zapata: 9,60 x 6,00 x 1,80 m
Cota de cimentación: +0,238 y +0,242
Pila Ovalada: 1 en cada pila. altura 8,90 m sección ovalada
Viga Cabezal: Base de 1,80 m altura variable
Trabas Antisísmicas: 2 una en cada extremo.
Ver Planos Diseño STANDARD AASHTO:
327-STD.EST 07, 08, 09, 10, 11, 12, 13, 14
SUPERESTRUCTURA
Vigas Postensadas: Altura total de 1,80 m, 4 por calzada, separadas 3,00 m, sobre
apoyos de neopreno, tramos de 25,00 m y 30,00 m, con armadura de continuidad
en el tablero, cable de preesfuerzo en un solo ducto, con armadura adicional a
flexión y corte, con diafragmas.
81
Vigas Postensadas:
Altura viga: 1,60 m
Espesor tablero: 0,20 m
Altura Total: 1,80 m
Cable de Preesfuerzo: 270 K
Ducto Cable: 1 de Ø= 9 cm
Tablero Hormigón Armado:
Espesor tablero: 0,20 m
Ancho Total: 11,20 m
Veredas y Parapeto:
Ancho de Parapeto: 0,40 m
Alto parapeto: 0,865 m
Ver Planos Diseño STANDARD AASHTO:
327-STD.EST 01, 02, 03, 04, 05, 06, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24
NORMAS y CÓDIGOS EMPLEADOS
STANDARD AASHTO-2002
CARGAS
CARGA MUERTA
Carga por peso propio de los elementos estructurales, rellenos, superestructura,
acabados.
CARGA VIVA
Sobrecarga = HS 25-44 P = 9.09 T.
82
Wcve = 1,19 T./m Carga Equivalente
Pc = 14,75 T HS 20-44 + 25 %
Pm = 10,2 T Por Vía
Impacto I= 15,24 / (Li+38)
Para carga Equivalente, la Luz de Impacto será
Li = Lc Para Momento
Li = Lc - X Para Corte
Factor de Distribución Fd
Para Viga Interior
Fd = S/1,676 S = Sv < 4,27
CARGAS ÚLTIMAS.- COMBINACIÓN
Cm: Carga muerta
Cv+i: Carga viva + impacto
Et: Empuje de tierras
EQ: Carga sismo
Grupo I: U= 1,3 [Cm + 1,67 (Cv+i) + 1,3 Et]
Grupo VII: U= 1,3 (Cm + 1,3 Et + EQ)
DISEÑO
Para el diseño, se han utilizado en resumen:
83
Protecciones Metálicas: AISC
Parapeto y vereda: DRT
Tablero: DRU
Vigas Postensadas: AASHTO-DRU
Infraestructura: DRU
Pilotes y Columnas: DRU
Ver Anexo 1.1.- Memoria de Cálculo Diseño STANDARD AASHTO 2002.
3.3.3.2. Diseño LRFD AASHTO
UBICACIÓN:
El proyecto revisado se encuentra ubicado en:
País: Ecuador - Perú
Carretera: Eje Vial No. 1
Abs. Inicial: 8+820 775
Abs. Final: 8+902 975
Luz Puente: 83,60 m
Ver Planos Estudios de Ingeniería Básica: 327-EST.BAS 01
GEOMETRÍA:
Número de Vías: 2
Ancho de Total: 11,2 m
Ancho Calzada: 8,8 m
Tipo: Esviajado 25˚
Pendiente transversal: 2,00 % a un solo lado
Pendiente longitudinal: 0,02 %
Tramos de L = 25,50: 2 en los extremos
84
Tramos de L = 31,20: 1 intermedio
Ver Planos Arquitectónicos: 327-ARQ 01, 02
ESTRUCTURAS COMPONENTES INFRAESTRUCTURA:
La infraestructura la componen: 2 estribos de hormigón armado, enviajados,
cimentados sobre 27 pilotes, sobre ellos descansa la zapata, pantallas frontales y
laterales, con su respectiva pantalla superior y trabas antisísmicas.
Los tramos intermedios descansan sobre pilas, cimentadas sobre 6 pilotes.
Pilotes Ø= 1,20 m
27/Estribo:
Cota desplante Estribo Izquierdo: -22,95
Cota desplante Estribo Derecho: -22,94
Zapata: 28,55x10,59x1,50 m. Cota de cimentación:
+4,051 y +4,063
Pantalla Frontal: Espesor de 1,50 m, altura variable de 7,38 a
7,44 m
Pantalla Lateral: Una rectangular de espesor variable de 0,90 a
0,50 m, mas una trapezoidal de espesor 0,50 m
Trabas Antisísmicas: 2 en extremos y 1 en el centro
Pantalla Superior: Altura variable, espesor de 0,40 m
Cartela de Apoyo: De 0,30 m, para apoyar Accesos.
Pilas Intermedias de Hormigón Armado: Cimentados sobre 6 pilotes, sobre la
zapata se asienta 1 pila ovalada, que soportan una viga cabezal, con sus
respectivas trabas antisísmicas, apoyos y pantalla superior 2 intermedias.
Pilotes Ø = 1,20 m, 6/Pila
Cota desplante Pila P1: -26,762
85
Cota desplante Pila P2: -26,758
Zapata: 9,60 x 6,00 x 1,80 m
Cota de cimentación: +0,238 y +0,242
Pila Ovalada: 1 en cada pila. altura 8,90 m sección ovalada
Viga Cabezal: Base de 1,80 m altura variable
Trabas Antisísmicas: 2 una en cada extremo.
Ver Planos Diseño STANDARD AASHTO:
327-LRFD.EST 07, 08, 09, 10, 11, 12, 13, 14
SUPERESTRUCTURA
Vigas Postensadas: Altura total de 1,80 m, 4 por calzada, separadas 3,00 m, sobre
apoyos de neopreno, tramos de 25,00 m y 30,00 m, con armadura de continuidad
en el tablero, cable de preesfuerzo en un solo ducto, con armadura adicional a
flexión y corte, con diafragmas.
Ver Planos Diseño STANDARD AASHTO:
327-LRFD.EST 01, 02, 03, 04, 05, 06, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24
Vigas Postensadas:
Altura viga: 1,60 m
Espesor tablero: 0,20 m
Altura Total: 1,80 m
Cable de Preesfuerzo: 270 K
Ducto Cable: 1 de Ø= 9 cm
Tablero Hormigón Armado:
Espesor tablero: 0,20 m
Ancho Total: 11,20 m
86
Veredas y Parapeto:
Ancho de Parapeto: 0,40 m
Alto parapeto: 0,865 m
NORMAS y CÓDIGOS EMPLEADOS
LRFD AASHTO-2004
CARGAS
CARGA MUERTA
Carga por peso propio de los elementos estructurales, rellenos, superestructura,
acabados.
CARGA VIVA
Sobrecarga = HL-93 P = 9.24 T
Wcve = 0,96 T./m Carga Equivalente
Pc = 14,78 T HL-93 + 25 %
Pm = 11,2 T Por Vía
Impacto I= 15,24 / (Li+38)
Para carga Equivalente, la Luz de Impacto será
Li = Lc Para Momento
Li = Lc - X Para Corte
Factor de Distribución Fd
Para Viga Interior
Fd = S/1,676 S = Sv < 4,27
87
CARGAS ÚLTIMAS.- COMBINACIÓN
Cm: Carga muerta
Cv+i: Carga viva + impacto
Et: Empuje de tierras
EQ: Carga sismo
Grupo I: U= (1,25 Cm )+( 1,75 (Cv+i))
DISEÑO
Para el diseño, se han utilizado en resumen:
Protecciones Metálicas: AISC
Parapeto y vereda: DRT
Tablero: DRU
Vigas Postensadas: AASHTO-DRU
Infraestructura: DRU
Pilotes y Columnas: DRU
Ver Anexo 1.2.- Memoria de Cálculo Diseño LRFD AASHTO 2004.
88
CAPITULO IV
4. RESULTADOS Y DISCUSION
4.1. Resultados Obtenidos
4.1.1. De la Ingeniería Básica
Estudios Topográficos.-
Para el control de la elevación de los trabajos de topografía, se realizo una
nivelación cerrada a lo largo del trazo de la variante, teniendo como punto de
partida el BM oficial del IGN ubicado en la Plaza de Armas de Zarumilla, en
Perú.
Para el efecto se monumentaron BMs adicionales colocando hitos de concreto
cada 500m a lo largo del trazo de la variante, los mismos que fueron enlazados
mediante circuitos de nivelación cerrada.
Para la determinación de las coordenadas UTM, se utilizó el punto Geodésico
Oficial del IGN ubicado en la cumbre del Pozo de Zarumilla, en Perú.
A partir de dicho punto, y mediante GPS de precisión milimétrica se establecieron
las coordenadas en el sistema WGS-84 de los siguientes puntos de control:
Tabla 4.1.- BM’s Proyecto Puente sobre el Canal Internacional
Nombre Este NortePozo 581,110.67 9,612,187.67
BM-1 577,887.20 9,612,200.63
BM-9 581,460.44 9,611,290.58 Fuente: Estudios de Diseño para la Rehabilitación del Eje Vial Nº 1 Ecuador- Perú
89
Estudios Hidráulicos e Hidrológicos.-
Se ha proyectado como estructura de cruce entre el Canal Internacional y la
Variante Internacional CEBAF Perú - Ecuador un Puente de luz 80 m, se ha
considerado esta longitud no solo para permitir pasar el flujo que discurre por el
canal, también permitirá pasar los caminos laterales que van paralelos al canal
para que el transito en esta zona no sea interrumpido.
Debido a la presencia de zonas con niveles freáticos de profundidad aproximada 5
m, se recomienda mejorar la cimentación de las estructura que se proyecta ya que
el terreno permanentemente se encontrará húmedo, para lo cual es necesario la
verificación del especialista de Suelos.
Socavación en el Puente Internacional Al ser este un puente que funciona como un aliviadero del río Zarumilla, este
funcionara por inundación, lo cual produce velocidades bajas, pero cuando cese la
inundación, se producirá un gradiente hidráulico, que ocasionará una socavación
en los estribos, por lo que debemos proteger los estribos y estimar una socavación
para este instante. La máxima socavación calculada es de 13.61 m, lo cual al
criterio del consultor es excesivo para un puente que funcionará como aliviadero,
por lo que recomiendan se tome una profundidad máxima de socavación de 6 m
con fines de cimentación.
La profundidad de 6.0 metros adoptada se tiene en cuenta considerando que la
socavación no llegará más abajo que el nivel medio del mar (0 m.s.n.m.), y que
prácticamente coincide con la socavación de contracción resultante.
Estudios Geológicos y Geotécnicos.-
La Variante Internacional derivada de la actual Panamericana Norte, ha sido
concebida como una variante ó desvío, que para fines de un óptimo flujo del
tránsito entre las Repúblicas del Perú y del Ecuador, evite el ingreso vehicular al
90
área urbana de las localidades de Zarumilla y Aguas Verdes en el sector fronterizo
del Perú con el Ecuador y al área urbana del Cantón Huaquillas en el sector
fronterizo del Ecuador con el Perú.
En lo concerniente a los aspectos climatológicos, fisiográficos y
geomorfológicos locales, los terrenos presentes a lo largo de la Variante
Internacional, el CEBAF – Perú y el Puente Internacional, en el territorio del Perú
discurre a través de terrenos de topografía irregular, planos y ondulados. Forman
parte de la periferia sur de las localidades de Zarumilla y Aguas Verdes.
El clima es tropical y semiárido con precipitaciones menores a 600 mm y
temperatura media de 26 ° C. La temporada lluviosa es definida y corta, sucede
entre los meses de Noviembre y Abril, mientras que el estiaje es mucho mas
pronunciado en la restante época del año.
La presencia de la napa freática ó de aguas subterráneas guarda relación
directamente con las cotas del terreno. Así se tiene que en las partes bajas como
por ejemplo los terrenos de los cauces de las quebradas como por ejemplo la
Quebrada de la progresiva Km. 1+060, Quebrada de la progresiva Km. 2+280 y
Quebrada de la progresiva Km. 6+700, en donde se ejecutaron perforaciones
diamantinas para el diseño de puentes con cotas de la superficie de los terrenos
entre 7 y 10 m.s.n.m fueron encontrados los niveles freáticos entre los 3.10 y 8.0
m de profundidad.
Con cotas de terreno más bajas en el Río Zarumilla entre las progresivas Km.
7+162 – 7+362 y el Canal Internacional entre las progresivas Km. 8+822 – 8+902,
en donde también se ejecutaron perforaciones diamantinas, con cotas de la
superficie del terreno entre 4.50 y 6.50 m.s.n.m fueron encontrados los niveles
freáticos entre 2.50 y 3.80 m de profundidad.
En cuanto a aspectos geológicos litológico estratigráficos y de cimentación
específicos en el lugar de emplazamiento del Puente Internacional que se ubica
91
sobre el Canal Internacional de la frontera limítrofe peruano – ecuatoriana, entre
las progresivas Km. 8+822 – 8+902 de la nueva Variante Internacional y se
proyecta ejecutarlo con 80 m de longitud están presentes mayoritariamente
Depósitos Cuaternarios Recientes Aluviales (Qr – al).
Tabla 4.2.- Resumen de la descripción de los perfiles litológicos de los suelos de
los sondajes.
PV5 – S1
Margen Derecha
Presenta una secuencia de arcilla limosa medianamente consistente a limo
arcilloso hasta 7.40 m arenas limosas, arcilla plástica y muy consistente
sobre arena mal graduada medianamente densa.
PV5 – S2
Margen Izquierda
Presenta una secuencia de arenas mal gradadas suelta a poco densa hasta
8.70 m arcilla plástica medianamente consistente, sobre arena mal
graduada, limo arenoso a arena limosa medianamente densa
Fuente: Estudios de Diseño para la Rehabilitación del Eje Vial Nº 1 Ecuador- Perú
Estudios Ambientales.-
La incidencia ambiental del Proyecto es, en conjunto, moderada.
La incidencia negativa sobre el medio natural, de compatible a moderada, queda
compensada por el beneficio social y económico del proyecto.
El Plan de Manejo Ambiental plantea numerosas medidas mitigadoras para paliar
muchos impactos negativos potenciales. De esta forma debe conseguirse la
optimización de los impactos positivos y la disminución de los negativos,
alcanzando un alto grado de adecuación ambiental.
92
4.1.2. Metrado (Volumen de Obra)
4.1.2.1. Diseño STANDARD AASHTO 2002.
93
94
95
96
97
98
99
4.1.2.2. Diseño LRFD AASHTO 2004
100
101
102
103
104
105
106
4.1.3. Presupuesto
4.1.3.1. Diseño STANDARD AASHTO 2002
107
108
109
4.1.3.2. Diseño LRFD AASHTO 2004
110
111
112
4.1.4. Gastos Generales
4.1.4.1. Diseño STANDARD AASHTO 2002
113
114
115
4.1.4.2. Diseño LRFD AASHTO 2004
116
117
118
4.1.5. Cronograma de Desembolsos
4.1.5.1. Diseño STANDARD AASHTO 2002
119
120
121
122
123
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125
126
127
128
129
130
131
4.1.5.2. Diseño LRFD AASHTO 2004
132
133
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135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
4.2. Técnicas de Procesamiento, Análisis y Validación de los
Resultados.
En el siguiente Tabla se muestra un Análisis Comparativo entre los Diseños
Estructurales del Puente sobre el Canal Internacional Ecuador – Perú, ya sea este
con las Normas STANDARD AASHO, publicadas en el 2002, como el
desarrollado por las Especificaciones LRFD AASHTO, publicadas en el 2004.
Además se demuestra la confiabilidad que tiene el Diseño bajo la Especificación
LRFD AASHO, debido a que su carga móvil, o camión de diseño es mayor que la
de la Norma STANDARD AASHTO, Además de brindarnos un menor costo ya
que en el análisis propuesto se demuestra mediante la reducción del volumen de
obra o metrado, del rubro Acero de Refuerzo fy= 4200 Kg./cm2
145
146
147
CAPITULO V
5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
5.1. Conclusiones
El conocimiento relacionado al Diseño de Puentes ha crecido tanto en los
aspectos teóricos como prácticos, gracias a trabajos de investigación sobre las
propiedades de los materiales, en métodos más racionales y precisos sobre el
comportamiento estructural, en el estudio de eventos extremos particularmente
peligrosos para puentes tales como sismos y socavación. A fin de mantener el
pasos con todos estos avances, el AASHTO en base a las investigaciones del
Programa Nacional Cooperativo de Investigación en Carreteras (NCHRP),
concluyó que las Especificaciones STANDARD contenían vacíos
discernibles, inconsistencias y aún algunos conflictos, además las
especificaciones no reflejaban, ni incorporaban la filosofía de diseño más
reciente, el Diseño por Carga y Resistencia Facturada (LRFD), una filosofía
que ha venido imponiéndose en otras áreas de la Ingeniería Estructural y en
otras partes del mundo tales como Canadá y Europa.
En base a la identificación y verificación de los estudios básicos de Ingeniería
del Puente sobre el Canal Internacional Ecuador – Perú, elaborados por la
Empresa Técnica y Proyectos S.A. TYPSA, Consultora de los Estudios del
Proyecto Eje Vial 1. Se ha determinado la proyección de una estructura de
cruce entre el Canal Internacional y la Variante Internacional CEBAF Perú –
Ecuador, un Puente de luz 83,60 m, se ha considerado esta longitud no solo
para permitir pasar el flujo que discurre por el canal, también permitirá pasar
los caminos laterales que van paralelos al canal para que el transito en esta
zona no sea interrumpido.
148
Mediante el Cálculo, Memoria Estructural y Planos se Provee el Diseño
Estructural del Puente sobre el Canal Internacional Ecuador – Perú, para el
Proyecto Apoyo a la Integración Física Regional Eje Vial 1, con el fin de dar
continuidad a las variantes internacionales del lado Ecuador y lado Perú. El
mismo que se ha realizado mediante las Especificaciones STANDARD
AASHTO 2002, y las Especificaciones LRFD AASHTO 2004, con su
respectivos sustentos, Análisis de Precios Unitarios y Presupuesto además de
un comparativo entre las dos alternativas de Diseño.
Se demuestra mediante el Análisis Comparativo entre las Especificaciones
STANDARD AASHTO, publicadas en el 2002, y las Especificaciones LRFD
AASHTO, publicadas en el 2004, la seguridad, eficiencia y reducción de costo
mediante el uso de la Especificaciones LRFD AASHTO para el Diseño de
Puentes, logrando un 15, 06 % de reducción en el Rubro: Acero de Refuerzo
fy=4200 Kg./cm2, con lo cual se alcanza un mejora sustancial en lo que
respecta a metrado (Volumen de Obra), además de dar confiabilidad debido al
incremento de la Carga del Camión de Diseño y de los factores de reducción
de capacidad de material.
5.2. Recomendaciones
El esfuerzo desarrollado por la AASHTO incluye la incorporación del
conocimiento del estado del arte y la cooperación y contribución de grupos de
la industria. Las Especificaciones LRFD han pasado por cinco versiones
sucesivas, revisiones exhaustiva, y han sido ensayadas sistemáticamente en
diseños de prueba en la división de Diseño de Puentes de Catorce
Departamentos miembros de la AASHTO, al igual que informalmente en
muchos otros, además de uso en naciones hermanas como Chile y Perú, ya no
como una opción sino como un “Manual o Norma”, lo cual obliga al
Ministerio de Transporte y Obras Públicas de Ecuador a dar un gran paso en
mejorar el diseño de puente y establecer métodos de análisis más elaborados,
149
que conducen al Diseño de Puentes con una servicialidad superior, mayores
facilidades de mantenimiento a largo plazo y niveles de seguridad más
uniformes, mediante el uso de las Especificaciones LRFD AASHTO.,
publicadas en el 2004.
La recomendación principal a la Investigación de Ingeniería Civil, es su
enfoque al desarrollo de un Manual de Diseño de Puentes, con el fin de
mantener el paso con los avances prácticos y teóricos de esta rama de nuestra
profesión, la cual permite no solo unir caminos o cruzar causes, ríos, canales,
sino unir pueblos, naciones, además de fomentar desarrollo. Las
Especificaciones LRFD nos brindan un Método de Diseño, con el fin de
reducir costos y brindarnos el paso hacia los avances en Diseño de Puentes.
150
BIBLIOGRAFÍA.
1. AMPUERO, John. (2008). Análisis, Diseño y Construcción de Puentes
Fondo Editorial ICG. 2da Edición. Lima. Perú.
2. ALVARADO, Cesar. (2008). Análisis y Diseño de Puentes según
AASHTO-LRFD con Aplicación del SAP2000. Fondo Editorial ICG. 1ra
Edición. Lima. Perú.
3. BELMONTE, Hugo. (2001). Puentes. Imprenta Ramírez. La Paz. Bolivia.
4. BOZZO, Miguel. (2008). Industrialización y Construcción de Estructuras
de Grandes Luces. Fondo Editorial ICG. 2da Edición. Lima. Perú.
5. CASTRO, Marco. CHACÓN, José. HIDALG0, Gustavo. LANDÁZURI,
Cesar. MORÁN, Mario. (2002). Seminario de Ingeniería de Puentes.
Disensa. Quito. Ecuador.
6. DIRECCIÓN GENERAL DE CAMINOS Y FERROCARRILES.
MINISTERIO DE TRANSPORTE Y COMUNICACIONES. (2003).
Manual de Diseño de Puentes. Fondo Editorial ICG. Lima. Perú
7. Estudios de Diseño para la Rehabilitación del Eje Vial Nº 1 Piura –
Guayaquil, Perú – Ecuador. Obras Ecuador. Convenio de Financiación
ALA / 2000 / 03007.
8. Estudios de Diseño para la Rehabilitación del Eje Vial Nº 1 Piura –
Guayaquil, Perú – Ecuador. Obras Perú. Convenio de Financiación ALA /
2000 / 03007.
9. HIDALGO, Gustavo. (2000). Elementos de Puentes. Escuela Politécnica
del Ejército. Quito. Ecuador.
151
10. LOAD AND RESISTANCE FACTOR DESIGN (LRFD)
ESPECIFICATIONS FOR HIGHWAY BRIDGES - AMERICAN
ASSOCIATION OF STATE HIGHWAY AND TRANSPORTATION
OFFICIAL (AASHTO). (2004)
11. MOP-001-F-2002. (2002). Especificaciones Generales para la
Construcción de Caminos y Puentes. Ecuador.
12. MTC-ICG-2000. (2000). Norma Técnica de Construcción. Perú.
13. STANDARD ESPECIFICATIONS FOR HIGHWAY BRIDGES -
AMERICAN ASSOCIATION OF STATE HIGHWAY AND
TRANSPORTATION OFFICIAL (AASHTO). (2002)
14. Eje Vial Nº 1. INTERNET: Dir.: www.ugp-planbinacional.org.pe
152
ANEXOS
ANEXO 1.-
DISEÑO ESTRUCTURAL PUENTE SOBRE EL CANAL INTERNACIONAL
ECUADOR – PERÚ
ANEXO 1.1.-
MEMORIA DE CÁLCULO: NORMAS STANDARD AASHTO 2002.
ANEXO 1.2.-
MEMORIA DE CÁLCULO: ESPECIFIACIONES LRFD AASHTO 2004.
ANEXO 1.3.-
MEMORIA DE CÁLCULO: DISEÑO CONMEMORATIVO
ORNAMENTAL
ANEXO 2.-
ANALISIS DE PRECIOS UNITARIOS.
ANEXO 3.-
PLANOS
153
AANNEEXXOO 11 DISEÑO ESTRUCTURAL PUENTE SOBRE
EL CANAL INTERNACIONAL ECUADOR – PERÚ
AAnneexxoo 11..11.. MEMORIA DE CÁLCULO:
NORMAS STANDARD AASHTO 2002
AAnneexxoo 11..22.. MEMORIA DE CÁLCULO:
ESPECIFICACIONES LRFD AASHTO 2004
AAnneexxoo 11..33.. MEMORIA DE CÁLCULO:
DISEÑO CONMEMORATIVO ORNAMENTAL
AANNEEXXOO 22 ANAISIS DE PRECIOS UNITARIOS
PPaarrttiiddaass
SSuubbppaarrttiiddaass
FFóórrmmuullaa PPoolliinnóómmiiccaa
PLANOS: DISEÑO ESTRUCTURAL DEL PUENTE SOBRE EL
CANAL INTERNACIONAL ECUADOR – PERÚ
1. PLANOS DE ESTUDIOS DE LA INGENIERÍA BÁSICA:
1.1. PLANO DE UBICACIÓN 327-EST.BAS 01
1.2. PLANO TOPOGRÁFICO 327-EST.BAS 02
1.3. PLANO DE DISEÑO VIAL 327-EST.BAS 03
1.4. PLANO GEOLÓGICO 327-EST,BAS 04
2. PLANOS ARQUITECTÓNICOS:
2.1. PLANTA – ELEVAVACIÓN - DETALLES 327-ARQ 01
2.2. VISTAS Y DETALLES 327-ARQ 02
3. PLANOS ESTRUCTURALES:
3.1. DISEÑO STANDARD AASHTO 2002.
ESTRUCTURA ORNAMENTAL:
3.1.1. VISTA GENERAL 327-STD.EST 01
3.1.2. RECORTES-DETALLES 327-STD.EST 02
3.1.3. ANCLAJES 327-STD.EST 03
3.1.4. ESCULTURA METÁLICA DETALLES PLANTA 327-STD.EST 04
3.1.5. ARMADO ANCLAJE 327-STD.EST 05
3.1.6. PROTECCION ARMADO 327-STD.EST 06
SUPERESTRUCTURA, INFRAESTRUCTURA Y MUROS:
3.1.7. ESTRIBOS: GEOMETRIA-1 327-STD.EST 07
3.1.8. ESTRIBOS: GEOMETRIA-2 327-STD.EST 08
3.1.9. ESTRIBOS: ARMADURAS-1 327-STD.EST 09
3.1.10. ESTRIBOS: ARMADURAS-2 327-STD.EST 10
3.1.11. ESTRIBOS: ARMADURA-3 327-STD.EST 11
3.1.12. PILARES: GEOMETRIA 327-STD.EST 12
3.1.13. PILARES: ARMADURA-1 327-STD.EST 13
3.1.14. PILARES: ARMADURA-2 327-STD.EST 14
3.1.15. LOSAS Y VIGAS: GEOMETRIA Y ENCOFRADOS 327-STD.EST 15
3.1.16. VIGAS: ARMADURA L=30 m. 327-STD.EST 16
3.1.17. VIGAS: ARMADURA L=25 m. 327-STD.EST 17
3.1.18. LOSA: ARMADURA-1 L=30 m 327-STD.EST 18
3.1.19. LOSA: ARMADURA-2 L=30 m 327-STD.EST 19
3.1.20. LOSA: ARMADURA-1 L=25 m 327-STD.EST 20
3.1.21. LOSA: ARMADURA-2 L=25 m 327-STD.EST 21
3.1.22. DIAFRAGMAS: ARMADURA 327-STD.EST 22
3.1.23. DISPOSITIVOS DE APOYO 327-STD.EST 23
3.1.24. OBRAS DE PROTECCIÓN 327-STD.EST 24
3.2. DISEÑO LRFD AASHTO 2004.
ESTRUCTURA ORNAMENTAL:
3.2.1. VISTA GENERAL 327-LRFD.EST 01
3.2.2. RECORTES-DETALLES 327-LRFD.EST 02
3.2.3. ANCLAJES 327-LRFD.EST 03
3.2.4. ESCULTURA METÁLICA DETALLES PLANTA 327-LRFD.EST 04
3.2.5. ARMADO ANCLAJE 327-LRFD.EST 05
3.2.6. PROTECCION ARMADO 327-LRFD.EST 06
SUPERESTRUCTURA, INFRAESTRUCTURA Y MUROS:
3.2.7. ESTRIBOS: GEOMETRIA-1 327-LRFD.EST 07
3.2.8. ESTRIBOS: GEOMETRIA-2 327-LRFD.EST 08
3.2.9. ESTRIBOS: ARMADURAS-1 327-LRFD.EST 09
3.2.10. ESTRIBOS: ARMADURAS-2 327-LRFD.EST 10
3.2.11. ESTRIBOS: ARMADURA-3 327-LRFD.EST 11
3.2.12. PILARES: GEOMETRIA 327-LRFD.EST 12
3.2.13. PILARES: ARMADURA-1 327-LRFD.EST 13
3.2.14. PILARES: ARMADURA-2 327-LRFD.EST 14
3.2.15. LOSAS Y VIGAS: GEOMETRIA Y ENCOFRADOS 327-LRFD.EST 15
3.2.16. VIGAS: ARMADURA L=30 m. 327-LRFD.EST 16
3.2.17. VIGAS: ARMADURA L=25 m. 327-LRFD.EST 17
3.2.18. LOSA: ARMADURA-1 L=30 m 327-LRFD.EST 18
3.2.19. LOSA: ARMADURA-2 L=30 m 327-LRFD.EST 19
3.2.20. LOSA: ARMADURA-1 L=25 m 327-LRFD.EST 20
3.2.21. LOSA: ARMADURA-2 L=25 m 327-LRFD.EST 21
3.2.22. DIAFRAGMAS: ARMADURA 327-LRFD.EST 22
3.2.23. DISPOSITIVOS DE APOYO 327-LRFD.EST 23
3.2.24. OBRAS DE PROTECCIÓN 327-LRFD.EST 24
4. PLANOS DE SEÑALIZACIÓN Y SEGURIDAD VIAL:
4.1. PLANTA 327-SYSV 01
4.2. SEÑALIZACIÓN VERTICAL: DETALLES-1 327-SYSV 02
4.3. SEÑALIZACIÓN VERTICAL: DETALLES-2 327-SYSV 03
4.4. SEÑALIZACIÓN VERTICAL: LOCALIZACIÓN 327-SYSV 04
AANNEEXXOO 33 PLANOS
PPllaannooss
EEssttuuddiiooss ddee llaa IInnggeenniieerrííaa BBáássiiccaa
AArrqquuiitteeccttóónniiccooss
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