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TRONCAL
GUIA DE DISEÑO GENERAL DE LINEAS LINEAS DE TRANSPORTE POR POR DISTRIBUCION
SISTEMA DE TRANSPORTE DE ENERGIA ELECTRICA POR DISTRIBUCION TRONCAL EN ALTA TENSION
GUIA DE DISEÑO GENERAL DE LINEAS DE TRANSPORTE POR DISTRIBUCIÓN TRONCAL
DICIEMBRE 2004
ATEERA
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GUIA DE DISEÑO GENERAL DE LINEAS LINEAS DE TRANSPORTE POR POR DISTRIBUCION
INDICE GUIA DE DISEÑO GENERAL DE LINEAS DE TRASPORTE POR DISTRIBUCION TRONCAL 1. GENERALIDAD GENERALIDADES...... ES................... ......................... ........................ ......................... ......................... ........................ .........................................6 .............................6 1.1 OBJETO......................................................................................................................................6 1.2 ALCANCE.....................................................................................................................................6 1.3 DEFINICIONES............................................................................................................................6
2. SELECCION DE LA TRAZA...............................................................................................7 2.1 ENTORNO FISICO Y GEOGRÁFICO..........................................................................................7 2.2 IMPLANTACION DEL TRAZADO.................................................................................................8
3. DISEÑO DISEÑO MECANICO....... MECANICO................... ......................... ......................... ........................ ......................... ......................... .....................................9 .........................9 3.1 GENERALIDADES......................................................................................................................9 3.1.1 Distancias Mínimas Admisibles.............................................................................................9 3.1.2 Distancias Mínimas en Cruces De Rutas y Caminos, Ferrocarriles, Líneas De Alta y Baja Tensión y Comunicaciones............................................................................................................9 3.1.3 Formas de Cruce...................................................................................................................9 3.1.4 Cruces de Rutas Nacionales y Provinciales de importancia........................................... ......9 3.1.5 Cruce con rutas Provinciales, accesos pavimentados a localidades que no tengan tengan carácter de ruta, caminos troncales de tierra, líneas de energía y de telecomunicaciones..........................9 3.1.6 Cruces ferroviarios..............................................................................................................10 3.1.7 Ubicación de las Retenciones.............................................................................................10 3.1.8 Suspensiones angulares........................ ........................... ........................... ............ ...... ............ ..........10 ....10 3.1.9 Mapa de Zonas Climáticas..................................................................................................10 3.2 DISEÑO GENERAL....................................................................................................................10 3.2.1 Carga del viento sobre los conductores..............................................................................10 3.2.2 Variación de la velocidad del viento con la altura................................................................11 3.2.3 Altura de los conductores....................................................................................................11 3.2.4 Carga del viento sobre los aisladores............................. ........................... ...................... ...11 3.2.5 Distancia entre conductores................................................................................................12 3.2.6 Distancia entre conductor de energía e instalaciones puestas a tierra................................13 ZONAS CLIMATICAS......................................................................................................................15 3.2.7 Carga del viento sobre estructuras......................................................................................15 3.2.8 Variación de la velocidad del viento con la altura................................................................16
4. FUNDACIONES FUNDACIONES DE LINEAS........... LINEAS....................... ........................ ........................ ......................... ......................... ................................18 ....................18 4.1 INTRODUCCIÓN........................................................................................................................18 4.1.1 Objeto..................................................................................................................................18 4.1.2 Aplicación............................................................................................................................18 4.1.3 Entorno Físico.....................................................................................................................18 4.1.4 Características de la Zona ..................................................................................................19 4.1.5 Condiciones Climáticas.......................................................................................................19 4.1.6 Medio Ambiente...................................................................................................................19 4.2 PARÁMETROS DE DISEÑO......................................................................................................19 4.2.1 Suelo de Fundación. Estudio Geotécnico............................................................................19 4.2.2 Alcance del Estudio Geotécnico..........................................................................................20 4.2.3 Interpretación del Estudio Geotécnico.................................................................................22 4.2.4 Tipificación de Suelos............................... .......................... ........................... ................... ..22 4.3 CRITERIOS DE DISEÑO............................................................................................................22 4.3.1 General................................................................................................................................22 4.3.2 Orientación de las Fundaciones..........................................................................................22 4.3.3 Ubicación de los Insertos....................................................................................................22 4.4 ASPECTOS CONSTRUCTIVOS................................................................................................23 4.5 CRITERIOS DE CÁLCULO........................................................................................................23 4.6 ESTADOS DE CARGA DETERMINANTES...............................................................................24 4.7 SELECCIÓN DEL TIPO DE FUNDACIÓN..................................................................................24 ATEERA
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INDICE GUIA DE DISEÑO GENERAL DE LINEAS DE TRASPORTE POR DISTRIBUCION TRONCAL 1. GENERALIDAD GENERALIDADES...... ES................... ......................... ........................ ......................... ......................... ........................ .........................................6 .............................6 1.1 OBJETO......................................................................................................................................6 1.2 ALCANCE.....................................................................................................................................6 1.3 DEFINICIONES............................................................................................................................6
2. SELECCION DE LA TRAZA...............................................................................................7 2.1 ENTORNO FISICO Y GEOGRÁFICO..........................................................................................7 2.2 IMPLANTACION DEL TRAZADO.................................................................................................8
3. DISEÑO DISEÑO MECANICO....... MECANICO................... ......................... ......................... ........................ ......................... ......................... .....................................9 .........................9 3.1 GENERALIDADES......................................................................................................................9 3.1.1 Distancias Mínimas Admisibles.............................................................................................9 3.1.2 Distancias Mínimas en Cruces De Rutas y Caminos, Ferrocarriles, Líneas De Alta y Baja Tensión y Comunicaciones............................................................................................................9 3.1.3 Formas de Cruce...................................................................................................................9 3.1.4 Cruces de Rutas Nacionales y Provinciales de importancia........................................... ......9 3.1.5 Cruce con rutas Provinciales, accesos pavimentados a localidades que no tengan tengan carácter de ruta, caminos troncales de tierra, líneas de energía y de telecomunicaciones..........................9 3.1.6 Cruces ferroviarios..............................................................................................................10 3.1.7 Ubicación de las Retenciones.............................................................................................10 3.1.8 Suspensiones angulares........................ ........................... ........................... ............ ...... ............ ..........10 ....10 3.1.9 Mapa de Zonas Climáticas..................................................................................................10 3.2 DISEÑO GENERAL....................................................................................................................10 3.2.1 Carga del viento sobre los conductores..............................................................................10 3.2.2 Variación de la velocidad del viento con la altura................................................................11 3.2.3 Altura de los conductores....................................................................................................11 3.2.4 Carga del viento sobre los aisladores............................. ........................... ...................... ...11 3.2.5 Distancia entre conductores................................................................................................12 3.2.6 Distancia entre conductor de energía e instalaciones puestas a tierra................................13 ZONAS CLIMATICAS......................................................................................................................15 3.2.7 Carga del viento sobre estructuras......................................................................................15 3.2.8 Variación de la velocidad del viento con la altura................................................................16
4. FUNDACIONES FUNDACIONES DE LINEAS........... LINEAS....................... ........................ ........................ ......................... ......................... ................................18 ....................18 4.1 INTRODUCCIÓN........................................................................................................................18 4.1.1 Objeto..................................................................................................................................18 4.1.2 Aplicación............................................................................................................................18 4.1.3 Entorno Físico.....................................................................................................................18 4.1.4 Características de la Zona ..................................................................................................19 4.1.5 Condiciones Climáticas.......................................................................................................19 4.1.6 Medio Ambiente...................................................................................................................19 4.2 PARÁMETROS DE DISEÑO......................................................................................................19 4.2.1 Suelo de Fundación. Estudio Geotécnico............................................................................19 4.2.2 Alcance del Estudio Geotécnico..........................................................................................20 4.2.3 Interpretación del Estudio Geotécnico.................................................................................22 4.2.4 Tipificación de Suelos............................... .......................... ........................... ................... ..22 4.3 CRITERIOS DE DISEÑO............................................................................................................22 4.3.1 General................................................................................................................................22 4.3.2 Orientación de las Fundaciones..........................................................................................22 4.3.3 Ubicación de los Insertos....................................................................................................22 4.4 ASPECTOS CONSTRUCTIVOS................................................................................................23 4.5 CRITERIOS DE CÁLCULO........................................................................................................23 4.6 ESTADOS DE CARGA DETERMINANTES...............................................................................24 4.7 SELECCIÓN DEL TIPO DE FUNDACIÓN..................................................................................24 ATEERA
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4.8 SELECCIÓN DEL MÉTODO DE CÁLCULO...............................................................................25 4.8.1 Fundaciones Directas..........................................................................................................25 4.8.2 Fundaciones Indirectas.......................................................................................................27 4.9 ENSAYO DE FUNDACIONES....................................................................................................28 4.9.1 Equipo para la Aplicación de Esfuerzos..............................................................................28 4.9.2 Lugar del Ensayo.......................... ........................... ........................... ........................... .....28 4.9.3 Cantidad de Ensayos............................. ........................... ....................... ............ ...... ............ ............ ........28 ..28 4.9.4 Cargas a Aplicar............................. ........................... ........................... .................. ............29 ...... ......29 4.9.5 Evaluación de los Resultados............................... ........................... .......................... .........29 4.10 MEMORIAS, PLANOS. COMPUTOS............................... ........................... .................... .............. ............ ........30 ..30 4.10.1 Proyecto Definitivo.............................................................................................................30 4.10.2 Memoria Descriptiva..........................................................................................................30 4.10.3 Memorias de Cálculo.........................................................................................................30 4.10.4 Planos...............................................................................................................................30 4.10.5 Cómputos..........................................................................................................................31
5. ESTRUCTURAS ESTRUCTURAS............ ........................ ........................ ......................... ......................... ........................ ........................ ......................................32 ..........................32 5.1 INTRODUCCION........................................................................................................................32 5.1.1 Objeto..................................................................................................................................32 5.1.2 Aplicación............................................................................................................................32 5.2 ENTORNO FISICO.....................................................................................................................32 5.2.1 Introducción.........................................................................................................................32 5.2.2 Características de la Zona...................................................................................................32 5.2.3 Condiciones Climáticas................................ .......................... ....................... ............ ...... ............ .........33 ...33 5.2.4 Medio Ambiente...................................................................................................................33 5.3 PARAMETROS DE DISEÑO......................................................................................................33 5.3.1 Introducción.........................................................................................................................33 5.3.2 Datos Básicos......................................................................................................................33 5.3.3 Estados de Carga................................................................................................................34 5.4 CRITERIOS DE DISEÑO DE ESTRUCTURAS METALICAS.....................................................35 5.4.1 Criterios de Diseño Geométrico...........................................................................................35 5.4.1.1 Geometría Básica...........................................................................................................................35 5.4.1.2 Reticulados.....................................................................................................................................36 5.4.1.3 Cuadros de Rigidez........................................................................................................................36 5.4.1.4 Variantes de Altura.........................................................................................................................36
5.4.2 Criterios de Diseño de Barras.......................... ........................... ........................... .............37 5.4.2.1 Elección de los Materiales..............................................................................................................37 5.4.2.2 Dimensiones Mínimas....................................................................................................................37 5.4.2.3 Esbelteces Máximas.......................................................................................................................37 5.4.2.4 Propiedades de la sección transversal...........................................................................................38 5.4.2.5 Compresión....................................................................................................................................38 5.4.2.6 Tracción..........................................................................................................................................40 5.4.2.7 Flexión............................................................................................................................................41 5.4.2.8 Corte...............................................................................................................................................41 5.4.2.9 Esfuerzos combinados...................................................................................................................41
5.4.3 Criterios de Diseño de Uniones...........................................................................................41 5.4.3.1 General...........................................................................................................................................41 5.4.3.2 Elección de los Materiales..............................................................................................................42 5.4.3.3 Corte...............................................................................................................................................42 5.4.3.4 Tracción..........................................................................................................................................42 5.4.3.5 Aplastamiento.................................................................................................................................42 5.4.3.6 Dimensiones Mínimas....................................................................................................................42
5.4.4 Criterios de Diseño de los Detalles Constructivos...............................................................43 5.4.4.1 General...........................................................................................................................................43 5.4.4.2 Estructuras arriendadas.................................................................................................................43 5.4.4.3 Obstáculo antisubida (antiescalante).............................................................................................43 5.4.4.4 Protección contra asentamiento de pájaros en estructuras de suspensión...................................44
5.5 METODOLOGIAS DE DISEÑO DE ESTRUCTURAS METALICAS............................ ............ ...... ........44 ..44 5.5.1 Análisis de Cargas...............................................................................................................44 5.5.2 Análisis Estructural..............................................................................................................45 5.5.3 Dimensionamiento...............................................................................................................45 5.5.4 Cargas sobre fundaciones...................................................................................................46
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5.5.5 Ensayos de Prototipo............................. ............................................................................46 5.5.5.1 Condiciones generales...................................................................................................................46 5.5.5.2 Informe...........................................................................................................................................46
5.6 ESTRUCTURAS DE HORMIGON..............................................................................................47 5.6.1 Coeficiente de Seguridad........................... ........................................................................47 5.6.2 Cálculo de Estructuras........................................................................................................47 5.6.3 Materiales............................................................................................................................48 5.6.4 Indicación de Características...............................................................................................48 5.7 ESTRUCTURAS TUBULARES DE ACERO...............................................................................49 5.7.1 Diseño.................................................................................................................................49 5.7.2 Materiales............................................................................................................................49 5.7.3 Soldadura............................................................................................................................49 5.7.4 Tratamiento Superficial............................. ..........................................................................49 5.7.5 Implantación de las Estructuras...........................................................................................50
6. DOCUMENTACIÓN DEL PROYECTO ...........................................................................51 6.1 DOCUMENTACIÓN....................................................................................................................51 6.1.1 Presentación de Documentación.........................................................................................51 6.1.2 Planos del PROYECTO ......................................................................................................52 6.1.3 Memorias de cálculo del PROYECTO.................................................................................52 6.1.4 Catálogos ...........................................................................................................................53 6.1.5 Propiedad de los Documentos.............................................................................................53 6.2 REQUISITOS AMBIENTALES....................................................................................................53
7. CONDUCTORES..............................................................................................................54 7.1 CONDUCTORES DE ENERGIA.................................................................................................54 7.1.1 Tipos de Conductores.........................................................................................................54 7.1.2 Relación de Cableado en los Conductores Aluminio- Acero (ACSR)..................................55 7.1.3 Selección del Conductor......................................................................................................55 7.1.4 Efecto de relajación (Creep)................................................................................................56 7.2 CABLES DE GUARDIA...................................... .......................................................................56
8. AISLACION Y ACCESORIOS..........................................................................................57 8.1 AISLADORES.............................................................................................................................57 8.2 CADENAS DE AISLADORES.....................................................................................................57 8.3 AISLADORES DE BARRA LARGA Y DE NÚCLEO MACIZO....................................................58 8.4 CADENAS DE AISLADORES MÚLTIPLES................................................................................58 8.5 ACCESORIOS............................................................................................................................58 8.5.1 Accesorios de suspensión y amarre....................................................................................58 8.5.2 Juego de varillas preformadas.............................................................................................58 8.5.3 Empalmes y elementos de reparación de cables................................................................59 8.5.4 Elementos de control de campo..........................................................................................59
9. PUESTA A TIERRA..........................................................................................................60 9.1 PUESTA A TIERRA DE ESTRUCTURAS..................................................................................60 9.2 PUESTA A TIERRA DE ALAMBRADOS, CERCOS Y CONSTRUCCIONES METALICAS.......61
10. SERVIDUMBRE DE ELECTRODUCTO.........................................................................63 10.1 OBJETO ..................................................................................................................................63 10.2 TRAMITES PREVIOS...............................................................................................................63 10.3 CONDICIONES TECNICAS GENERALES...............................................................................63 10.4 INSCRIPCIONES REGISTRALES...........................................................................................64 10.5 FRANJA DE SEGURIDAD DEL ELECTRODUCTO Y RESTRICCIONES AL DOMINIO.........64
1. ESTRUCTURA DE SUSPENSION SIMPLE.....................................................................80 2. ESTRUCTURA DE SUSPENSION ANGULAR Y ESTRUCCTURA ANGULAR (O ESQUINERA)........................................................................................................................81 3. ESTRUCTURA DE RETENCION......................................................................................82 ATEERA
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4. ESTRUCTURA DE RETENCION ANGULAR...................................................................83 5. ESTRUCTURA TERMINAL..............................................................................................84 6. ESTRUCTURA DE EMPALME Y DISTRIBUCION...........................................................84 7. CONSTRUCCIONES UTILIZADAS COMO PUNTOS DE APOYO...................................85 1. OBJETO...........................................................................................................................87 2. MEDICIONES...................................................................................................................87 3. SISTEMA AMORTIGUANTE............................................................................................87 4. EVALUACION PREVIA DEL SISTEMA AMORTIGUANTE.............................................88 5. DATOS GARANTIZADOS................................................................................................88 6. NORMAS TÉCNICAS.......................................................................................................88 7. GARANTIA.......................................................................................................................88 8. COMPONENTES DE LOS AMORTIGUADORES............................................................89 8.1 GENERALIDADES.....................................................................................................................89 8.2 MATERIALES.............................................................................................................................89 8.2.1 Grapa: ................................................................................................................................89 8.2.2 Bulonería: ...........................................................................................................................89 8.2.3 Protección anticorrosiva: ....................................................................................................89 8.2.4 Cable mensajero:................................................................................................................89 8.2.5 Contrapesos: ......................................................................................................................89
9. INFORMACION TECNICA................................................................................................89 10. ENSAYOS ......................................................................................................................90 10.1 ENSAYOS DE TIPO.................................................................................................................90 10.2 ENSAYOS DE RUTINA O FABRICACIÓN...............................................................................90 10.3 ENSAYOS DE REMESA O ACEPTACIÓN..............................................................................90 10.4 CRITERIO DE ACEPTACIÓN..................................................................................................90
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1. GENERALIDADES 1.1 OBJETO La presente Guía de Diseño General de Líneas tiene por objeto orientar en su trabajo a los proyectistas de ampliaciones del Sistema de Transporte por Distribución Troncal de la República Argentina. La Guía considera: Las condiciones del entorno físico de la línea; sus características naturales (topográficas, morfológicas, climáticas) y culturales (construcciones civiles, actividades agropecuarias, restricciones legales, etc.). La forma de traducir dichas condiciones en cargas actuantes, configuraciones geométricas y físicas. El cálculo de las resistencias de los componentes que conforman la línea. •
•
•
1.2 ALCANCE Este documento está orientado al diseño de líneas aéreas destinadas a operar a tensiones nominales de 66 a 220 Kv y/o bajo responsabilidad de Empresas de Transporte por Distribución Troncal. Su ámbito de aplicación es la República Argentina.
1.3 DEFINICIONES a) Sistema Es el conjunto de componentes reunidos para conformar la línea. En el cuadro siguiente pueden observarse los distintos componentes y elementos de un sistema:
SISTEMA
COMPONENTES Soportes
LINEAS DE TRANSMISION
ELEMENTOS Piezas de Acero, postes de HºAº Bulones Riendas y sus Herrajes
Fundaciones Conductores y Cables de Guardia Conectores Aisladores Grapería
Interfases
b) Confiabilidad
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Es la probabilidad de que el sistema preste un servicio bajo condiciones preestablecidas y durante un tiempo predeterminado. La confiabilidad es una medida del éxito de un sistema para brindar el servicio para el cual fue concebido.
c) Protección estructural Es la capacidad del sistema para autoprotegerse de la propagación de un colapso por falla de un elemento o componente.
d) Seguridad de las personas Es la capacidad de un sistema o componente para mantener su integridad durante las operaciones de construcción y el mantenimiento, evitando que los operarios se accidenten.
2. SELECCION DE LA TRAZA 2.1 ENTORNO FISICO Y GEOGRÁFICO El conocimiento del medio físico y humano a lo largo del trazado preliminar es de fundamental importancia durante el proceso de selección de la traza óptima. En esta etapa inicial pueden evitarse muchas dificultades de diseño estructural, de construcción y mantenimiento y de impacto ambiental. El proyectista deberá tener en cuenta: a) La ubicación de los centros poblados que se hallen cercanos al trazado general. Deben evitarse desvíos innecesarios que impliquen el uso de estructuras más caras o elevados resarcimientos económicos a los propietarios afectados. b) Otras construcciones civiles lineales que pudieren atravesarse, tales como rutas, caminos, ferrocarriles, canales, gasoductos, oleoductos, otras líneas de energía y de comunicación etc. que suelen imponer el uso de estructuras de mayor altura o dificultar su localización. c) Las construcciones o instalaciones discretas, tales como cascos de estancia, casas, galpones, corrales, tanques y molinos, que se constituyan en obstáculos a ser removidos, reinstalados o sorteados. d) Los accidentes geográficos naturales que dificulten o encarezcan la instalación de fundaciones (lagunas temporarias o permanentes, arroyos, ríos, afloraciones rocosas, etc.), o que por sus características dentro del contexto geográfico local faciliten la aparición de vientos adversos (vibraciones y oscilaciones de cables, “galloping”, efecto embudo) u otras cargas adicionales tales como nieve o escarcha. e) La topografía del terreno (colinas, morros, sierras o cuchillas) que puedan generar una dispersión en los vanos gravantes y exigir el uso de estructuras especiales. f) La Infraestructura vial existente, como ser caminos, picadas y otras condiciones de la zona en que se desarrolla la traza a fin de facilitar el acceso a la mismas con la finalidad de que el mantenimiento de la línea y por lo tanto la calidad del servicio no se vean afectadas por la inaccesibilidad a los piquetes. Este mismo criterio de accesibilidad permitirá reducir el impacto ambiental que podría tener la construcción de picadas etc.
Sobre estos temas se recomienda la lectura de las consideraciones contenidas en el Manual ASCE 74.
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También deberá obtenerse toda la información posible sobre las condiciones climáticas del área pues son éstas las que rigen el diseño global del sistema estructural (fundaciones torre - cables) y el desempeño de una línea. La temperatura, el viento (sinóptico o tornádico) y el hielo son los más importantes a considerar. De un modo indirecto y secundario, también la presión atmosférica. El proyectista deberá consultar las fuentes de datos más actualizadas y precisar las características climáticas dominantes a lo largo del trazado general. Se recomienda contar con la asistencia de meteorólogos que faciliten la compilación e interpretación de los datos. En la etapa de diseño preliminar, o cuando no se cuente con información más precisa, podrá tomarse como referencia la zonificación existente para la Argentina, en la cual se definen zonas de características climáticas constantes. Para cualquier etapa posterior deberán realizarse estudios complementarios. En lo referente al medio ambiente, deberán contemplarse las limitaciones y restricciones impuestas por el correspondiente estudio de Impacto Ambiental para la etapa de diseño, confeccionado según los lineamientos del "Manual de Gestión Ambiental del Sistema de Transporte Eléctrico" Resolución Nº 15/92 de la Secretaría de Energía y los “Procedimientos ambientales para la construcción de instalaciones del sistema de transporte de energía eléctrica, que utilicen tensiones de 132 kV o superiores, Resolución ENRE 0546/1999.
2.2 IMPLANTACION DEL TRAZADO Una vez definido el trazado general sobre planos viales o generales, deberá obtenerse la documentación cartográfica mínima necesaria para precisarlo, la que estará constituida por cartas geográficas con curvas de nivel, planos satelitales y catastrales y, si es posible o necesario, por restituciones aerofotogramétricas a lo largo del trazado, preferentemente a color. Las escalas a utilizar dependerán del área atravesada, de la longitud de la línea y de los obstáculos a salvar. En general, la escala será de 1:50.000 o más ampliada. Sobre esta cartografía se definirá la traza con suficiente precisión como para establecer la cantidad y variedad de estructuras especiales (ángulos, terminales, cruces especiales, transposiciones, etc.) y permitir la implantación del trazado en el terreno. Deberá realizarse un detallado relevamiento planialtimétrico a lo largo del trazado, consignando todos los obstáculos naturales y las construcciones existentes dentro de la franja de servidumbre, esta última definida según la Especificación Técnica T-80. Durante esta etapa podrán introducirse correcciones al trazado tendientes a evitar obstáculos no detectados anteriormente, mejorar el acceso a la traza o disminuir el impacto ambiental. De cada punto singular se obtendrán las coordenadas Gauss-Kruger y se confeccionarán monografías suficientemente detalladas como para localizar posteriormente el punto, aún en ausencia de estacas u otras señalizaciones. Para la definición de la traza se debe contar con más de una alternativa disponible, de la cual se seleccionará una primera a fin de iniciar los relevamientos planialtimetricos de detalle.
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3. DISEÑO MECANICO 3.1
GENERALIDADES
3.1.1
Distancias Mínimas Admisibles
Las distancias mínimas admisibles serán las que figuran en las planillas del Anexo I. En todos los casos la flecha a considerar para los cables es la que corresponde al estado de temperatura máxima. Al solo efecto de aplicación de las alturas mínimas indicadas, serán adoptadas las siguientes definiciones: a) ZONA URBANA: Zonas o centros fraccionados en manzanas. A tal fin defínese como manzanas a las fracciones limitadas por calles con superficie no mayor de 1,5 hectárea. b) ZONA SUBURBANA: Se entiende por tal a las zonas subdivididas en macizos tipo barrio parque o fin de semana o fracciones limitadas por calles, de superficie no mayor de 5 hectáreas, adyacentes a las zonas urbanas. c) ZONA RURAL: Quedan definidas como tal las zonas no comprendidas en las definiciones anteriores.
3.1.2
Distancias Mínimas en Cruces De Rutas y Caminos, Ferrocarriles, Líneas De Alta y Baja Tensión y Comunicaciones.
Serán observadas todas las reglamentaciones Nacionales, Provinciales y/o Municipales en vigencia sobre cruces, paralelismos y acercamientos con otras conducciones (sean estas eléctricas, ferroviarias, de comunicaciones, hidráulicas y/o viales), aeropuertos (cuando estos estén debidamente inscriptos o registrados en los entes que corresponda), edificios públicos o privados, etc. Cuando no existan normas que reglamenten lo anterior o las existentes no sean de aplicación, regirán las recomendaciones establecidas en la Tabla del Anexo 2. Para el caso especial de la Empresa de Ferrocarriles, la altura sobre el nivel superior de los rieles será de 11.75 m, excepto que dicha Empresa extienda un “permiso definitivo” avalando una altura menor.
3.1.3
Formas de Cruce
A continuación se describen las condiciones para la realización de los tipos de cruces más usuales. Para los casos especiales no contemplados, se deberán respetar las recomendaciones de la norma VDE 0210.
3.1.4
Cruces de Rutas Nacionales y Provinciales de importancia
Pavimentadas o a pavimentar en el futuro, se efectuarán con estructuras de retención, empleándose cadenas dobles de retención.
3.1.5
Cruce con rutas Provinciales, accesos pavimentados a localidades que no tengan carácter de ruta, caminos troncales de tierra, líneas de energía y de telecomunicaciones
Se efectuarán con estructuras de suspensión, empleándose cadenas dobles de suspensión o cadenas en “V”, según el tipo de aislación empleado en la línea.
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Para el cruce de Líneas de energía se tendrá en cuenta las distancias y consideraciones de la tabla del Anexo I. En zona urbana, para el cruce de líneas de baja tensión no se utilizarán cadenas de aisladores dobles. Para el caso de rutas provinciales con transito importante, la transportista podrá solicitar se realicen de acuerdo a lo indicado en el punto 3.1.4 de la presente guía.
3.1.6
Cruces ferroviarios
Según las disposiciones de la Empresa de Ferrocarriles, con doble cable con los correspondientes separadores, excepto que ésta extienda un “permiso definitivo” avalando condiciones de menor seguridad.
3.1.7
Ubicación de las Retenciones
Se instalarán estructuras de retención en todos los puntos singulares (vértices, cruces, según lo explicitado en los puntos 3.1.1 a 3.1.5) existentes en la traza de la línea. Además se instalarán retenciones lineales cada 10 estructuras de suspensión en los tramos rectos.
3.1.8
Suspensiones angulares
El límite angular superior de estas estructuras dependerá de la distribución de las mismas en el proyecto de cada línea, pero en ningún caso deberá superarse los 4º.
3.1.9
Mapa de Zonas Climáticas
En el Anexo 1 se muestra el mapa de zonas climáticas que deberá tomarse como una guía para el proyectista. Las zonas no definidas en el mismo, deberán considerarse especiales y requerirán un estudio estadístico particular para la determinación de las condiciones de temperatura, vientos y nieve.
3.2 DISEÑO GENERAL 3.2.1
Carga del viento sobre los conductores
La carga del viento sobre 1 m de conductor de longitud am se calculará mediante la fórmula: Wc
= 0.75 k
V 2 16
d 0.6 +
80 am
sen Θ [ kg / m]
(1)
siendo: V: velocidad dl viento, en m/seg k: coeficiente de presión dinámica(Tabla 1) d: diámetro del conductor, en metros am: vano medio(vano de viento), en metros θ : ángulo determinado por la dirección del viento y el eje del conductor Para valores de a m < 200 m, el factor (0.6+80/am ) se tomará igual a 1. El valor a adoptar para la velocidad del viento se obtiene del mapa de zonas climáticas del Anexo I.
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TABLA 1 Coeficiente de Presión Dinámica para Conductores Diámetro (d) del conductor (mm) d ≤ 12,5 d ≤ 15,8 d > 15,8
3.2.2
Coeficiente “k” 1,2 1,1 1,0
Variación de la velocidad del viento con la altura
Las velocidades del viento adoptadas en las hipótesis de cálculo tiene validez hasta una altura sobre el nivel del terreno no mayor de 20 m. Para alturas mayores de 20 m y hasta 30 m se adoptarán los mismos valores mencionados anteriormente incrementados en un 5%. Para alturas mayores de 30 m la velocidad del viento se calculará mediante la ecuación: Vh
=v
0.8 +
h 100
[ m / seg ]
( 2)
siendo: V: velocidad del viento hasta la altura de 20 m, en m/seg h: altura del punto considerado sobre el nivel del terreno, en metros
3.2.3
Altura de los conductores
Para la determinación de la carga del viento sobre un conductor mediante la expresión (1), se adoptará la velocidad que corresponda a la altura de su punto de sujeción en la cadena de aisladores (conductor de energía) o en la estructura (hilo de guardia), conforme a lo establecido en el apartado anterior. Si los conductores no estuvieran a un mismo nivel, se adoptará para todos ellos la velocidad de viento que corresponda al nivel del centro de gravedad del conjunto de los mencionados puntos de sujeción. Para el cálculo de la carga del viento sobre una cadena de aisladores, se considerará la misma velocidad de viento adoptada para los conductores de energía.
3.2.4
Carga del viento sobre los aisladores
Los aisladores son afectados por las cargas de viento sobre los conductores y sobre los mismos aisladores. Esta última deberá considerarse aplicada en el punto de sujeción de la cadena a la estructura, con dirección coincidente con la del viento y con una intensidad dada por Wa
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= k
V 2 16
× Sa [k / m 2 ]
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siendo: V: velocidad del viento, en m/seg k: coeficiente de presión dinámica (Tabla Nº 3) Sa: área del aislador proyectada horizontalmente sobre un plano vertical paralelo al eje de la cadena.
3.2.5
Distancia entre conductores
En un vano los conductores de energía e hilos de guardia pertenecientes a una misma t erna o a diferentes ternas, deberán estar distanciados entre sí de modo tal que no sea posible un acercamiento que pueda provocar la perforación del espacio disruptivo. Para conductores del mismo material e igual sección y flecha, la distancia “D” en la mitad del vano deberá ser no menor que: D
= K ( f + la ) +
Un 150
[ m]
(3)
siendo:
k: factor determinado en función del material y sección del conductor y de su disposición geométrica según tabla Nº 2 . f: flecha del conductor a temperatura máxima, en metros. la: longitud de la cadena de aisladores de suspensión, incluidos los accesorios móviles en dirección normal a la línea, en metros; para aisladores de perno o cadenas de retención se tomará la = 0. Un: tensión nominal de la línea, en kV. Para conductores de materiales y/o secciones y/o flechas diferentes, la determinación de la distancia mínima se hará mediante la misma expresión, debiendo adoptarse los valores de k y f que resulten mayores. Además deberá verificarse la aproximación de los conductores declinados desigualmente por la acción de ráfagas de viento de igual dirección y sentido cuyas velocidades difieran entre sí en el 20 %. Para vanos grandes, donde la flecha supera el 4 % del vano, la diferencia entre las velocidades de ambas ráfagas se tomará igual al 10 %. La distancia así determinada será mayor o igual que Un/150.
DISTANCIA ENTRE CONDUCTORES EN LA MITAD DEL VANO TABLA Nº 2 DETERMINACION DEL FACTOR “K” CONDUCTOR Cobre, Bronce, Acero Aluminio y sus Aleaciones
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SECCION NOMINAL (mm2 ) 16(*) 35 50 70 95 120 (*) 150 (*)
25 35(*)
50 70 95(*)
>95
> 150
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Aluminio - Acero
35/6 50/8 70/12
95/15 120/20 150/25 (*)
DISPOSICION Vertical
185/30 210/35 240/40 300/50 340/30 380/50 435/55
550/70 680/85
FACTOR “K” 0,95 (0,85)
0,85 (0,75)
0,75 (0,70)
0,70
Triángulo equilátero, dos de ellos en el 0,75 (0,70) mismo nivel
0,70 (0,65)
0,65 (0,62)
0,62
Horizontal
0,70 0,65 0,62 0,60 (0,65) (0,62) (0,60) (*) Para estas secciones nominales con tensiones hasta 30 kV y alturas de los conductores hasta 20 m sobre el nivel del suelo, valen los valores del factor “K” que se encuentran entre paréntesis.
Para líneas situadas en zonas donde exista la posibilidad de formación de hielo sobre los conductores, deberá tomarse en consideración el peligro de acercamiento inadmisible entre los mismos o entre conductor y partes de instalaciones puestas a tierra. Esto puede ocurrir en los siguientes casos: a) caída del hielo en uno de los conductores, provocando el alzamiento brusco del mismo en el plano vertical. De existir otro conductor mas alto, dispuesto en el mismo plano vertical, puede producirse el contacto entre los mismos o una aproximación tal que origine descarga. b) El mismo fenómeno anterior puede dar lugar a desequilibrios considerables entre vanos adyacentes de un mismo conductor, provocando la inclinación de la cadena de aisladores de suspensión en la dirección de la línea, con la consecuente disminución de distancias en ciertas partes de la instalación. Los inconvenientes señalados anteriormente pueden reducirse o evitarse aumentando las distancias a adoptando la disposición horizontal de los conductores, o también acortando los vanos y la distancia entre retenciones. c) Descarga del hielo de uno de los conductores mientras que el otro conductor dispuesto al mismo nivel permanece cargado. Tal situación combinada con viento transversal puede dar lugar a oscilaciones asincrónicas, con el consiguiente peligro de acercamiento en mitad del vano.
3.2.6
Distancia entre conductor de energía e instalaciones puestas a tierra
Los conductores y sus accesorios bajo tensión deberán guardar distancias mínimas a las instalaciones puestas a tierra, que se verificarán de la siguiente manera: a) Con el conductor en reposo o declinado por la acción del viento de 20 m/seg (velocidad típica durante las tormentas eléctricas), la distancia será la que se obtiene del gráfico Nº 1, ATEERA
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correspondiente a sobretensiones de origen atmosférico. A modo de resumen los valores correspondientes a esta distancia figuran en tabla siguiente:
Tensión (kV)
Número de aisladores
Distancia mín. (cm)
66
5
70
132
9
126
220
14
195
b) Con el conductor declinado por la acción del viento máximo, la distancia mínima será Un/150, expresando Un en kV.. c) El ángulo ϕ de declinación de una cadena de aisladores de suspensión se determinará mediante la expresión: tan ϕ =
+ 0.5Wa Pc + 0.5 Pa
Wc
( 4)
Siendo: Wc: carga del viento sobre el conductor en ambos semivanos adyacentes de la estructura, en kg. Wa: carga del viento sobre la cadena de aisladores, incluidos elementos móviles de la morsetería, en kg. Pc : peso del conductor gravante sobre la cadena de aisladores, en kg. Pa : peso de la cadena de aisladores (considerando aisladores poliméricos), incluidos elementos móviles de la morsetería, en kg. Los ángulos de declinación y distancias mínimas se indican en Fig. Nº 1.
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Fig. Nº 1 En las estructuras con cadenas de aisladores de retención, se considerará que los puentes de conexión, bajo la acción del viento, alcanzan un ángulo de inclinación que es función de las características del conductor y de la velocidad del viento. La tabla siguiente da los valores de dicho ángulo ϕ max , (viento máximo) y ϕ 20 (viento de 20 m/seg) de acuerdo a la zona climática correspondiente. En caso de tratarse de líneas ubicadas en zonas especiales, como por ejemplo en alta cordillera, se definirán los valores para cada caso de acuerdo a las condiciones climáticas imperantes.
ANGULO
435/55
ϕ max ϕ 20
300/50 240/40 150/25 120/20
3.2.7
ZONAS CLIMATICAS
CONDUCTOR Al/Ac
ϕ max ϕ 20 ϕ max ϕ 20 ϕ max ϕ 20 ϕ max ϕ 20
A
B
C
D
E
21º 10º 21º 10º 26º 13º 34º 18º 40º 22º
28º 10º 28º 10º 35º 13º 44º 18º 50º 22º
32º 10º 32º 10º 39º 13º 48º 18º 54º 22º
32º 10º 32º 10º 39º 13º 48º 18º 54º 22º
39º 10º 39º 10º 46º 13º 56º 18º 61º 22º
Carga del viento sobre estructuras
La carga del viento por unidad de superficie se calculará mediante la expresión: We
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= K
V 2 16
sen
15
θ
[kg / m ] 2
(5)
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siendo: V: velocidad del viento, en m/seg K: coeficiente de presión dinámica (Tabla Nº 3) θ
: ángulo determinado por la dirección del viento y el plano que contiene al elemento de superficie considerado.
3.2.8 A)
Variación de la velocidad del viento con la altura
Estructuras Metálicas
Para el cálculo de la carga del viento, las estructuras que sobrepasan los 20 m de altura se dividirán en franjas horizontales al nivel mencionado y eventualmente a los 30 m. A cada franja se le asignará la velocidad que le corresponde según lo expuesto en 3.2.2.Por encima de los 30 m de altura, se considerarán franjas de 10 m o fracción. A cada una de ellas se le asignará una velocidad constante e igual a la que corresponda al nivel medio de la franja. B) Estructuras de Hormigón: Para toda la estructura se adoptará la misma velocidad de viento que resulte para los conductores de energía. La determinación de la carga del viento se hará teniendo en cuenta la presencia de las ménsulas(o travesaños) y de los eventuales vínculos. En estructuras con una ménsula(o travesaño) para él(o los) hilo de guardia y tres ménsulas(o travesaño) para los conductores, actuando el viento en la dirección de las ménsulas, el incremento de tiro debido a la presencia de dichos elementos se obtendrá multiplicando el valor calculado por el coeficiente “ ν ” obtenido de la siguiente tabla:
Estructura
Coeficiente “ ”
1)Poste simple 2)Poste doble a)Plano de la estructura perpendicular a la dirección del viento b)Plano de la estructura paralelo a la dirección del viento 3)Poste triple
0.06 0.34 0.06 0.27
COEFICIENTE DE PRESION DINAMICA PARA ESTRUCTURAS Tabla Nº 3 ELEMENTO CONSIDERADO Caras reticuladas de perfiles Estructuras reticuladas de perfiles, cuadradas o rectangulares Caras reticuladas de tubos Estructuras reticuladas de tubos Postes tubulares de acero, de hormigón armado de sección circular ATEERA
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“k” 1,6 2,8 1,2 2,1 0,7 12/2004
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Postes dobles de caños tubulares de acero, de hormigón armado de sección circular: 1.- Viento Paralelo al plano de la estructura 1.1.- Poste expuesto al viento 1.2.- Poste en la sombra del viento 1.2.1. Para a < 2 dm (1) 1.2.2. Para 2 dm ≤ a ≤ 6 dm 1.2.3. Para 6 dm < a
- 0,35 0,7
2.- Viento Perpendicular al plano de la estructura 2.1. Para a < 2 dm 2.2. Para 2 dm ≤ a
0,8 0,7
0,7
Postes tubulares de acero y postes de hormigón armado, de sección 1,0 hexagonal u octogonal (1) Se designa con “dm” el diámetro medio del poste y con “a” la distancia que separa los ejes de ambos postes, medida en la mitad de la altura de los mismos sobre el terreno.
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4. FUNDACIONES DE LINEAS 4.1 INTRODUCCIÓN 4.1.1
Objeto
La presente Guía de Diseño de Fundaciones de Línea tiene por objeto orientar la labor de los proyectistas de fundaciones de líneas de alta tensión para lograr, en cada caso, una solución económica que a la vez mantenga el nivel de calidad y confiabilidad del resto de las instalaciones del Sistema de Transporte de Energía Eléctrica por Distribución Troncal de la República Argentina. Al no limitar la libertad del proyectista en la selección del método a aplicar, esta Guía es independiente de los distintos métodos de cálculo actuales y futuros. La Guía considera: Las condiciones naturales (físicas, geológicas, topográficas y climáticas) de la zona por la que se desarrolla la traza de la línea. Los lineamientos básicos para definir la geometría de las fundaciones en función del tipo de estructura y de las características del terreno. La metodología a seguir para adoptar en cada caso particular el método de cálculo más adecuado. La documentación técnica a preparar para mostrar con claridad y precisión la solución adoptada y permitir su cotización y construcción.
4.1.2
Aplicación
Este documento es de aplicación para el diseño de líneas aéreas destinadas a operar en tensiones nominales de 66 a 220 kV y/o bajo responsabilidad de Empresa de Transporte por Distribución Troncal. Eventualmente podrá aplicarse a casos de tensiones menores. El ámbito de aplicación es todo el territorio de la República Argentina
4.1.3
Entorno Físico
En el punto 2.- puede encontrarse el detalle de la información física y geográfica a relevar. A continuación se destaca la parte de esta información que más incidencia tiene en el diseño de fundaciones.
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4.1.4
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Características de la Zona
El proyecto deberá mostrar los accidentes geográficos naturales y las instalaciones de cualquier tipo a lo largo del trazado preliminar que puedan constituir una ayuda o un obstáculo para la construcción de fundaciones. Se mostrarán las rutas o líneas férreas y cruces de cauces de agua permanentes, temporarios, e históricos cercanos a la traza. Se mostrarán los centros poblados que puedan proveer mano de obra, materiales y cualquier otro tipo de componentes de las fundaciones, en particular las canteras de áridos y las plantas de hormigón preelaborado. Se describirán en forma breve y precisa las características del terreno a lo largo de la traza. Se indicarán las principales características topográficas, es decir si el terreno es llano, ondulado o montañoso, si es bajo y eventualmente inundable, si presenta dificultades de acceso para maquinarias y vehículos de transporte de materiales y personal.
4.1.5
Condiciones Climáticas
Se destacarán las condiciones climáticas a lo largo del año que puedan incidir en la ejecución y el mantenimiento de fundaciones, es decir las que puedan dificultar las tareas de excavación, hormigonado y compactación: temperaturas máximas y mínimas, niveles de precipitación pluvial y, eventualmente, nevadas.
4.1.6
Medio Ambiente
En la etapa de diseño deberán contemplarse las limitaciones y restricciones impuestas por el correspondiente estudio de Impacto Ambiental, confeccionado según los lineamientos del "Manual de Gestión Ambiental del Sistema de Transporte Eléctrico" Resolución Nº 15/92 de la Secretaría de Energía y los “Procedimientos ambientales para la construcción de instalaciones del sistema de transporte de energía eléctrica, que utilicen tensiones de 132 kV o superiores, Resolución ENRE 0546/1999.
4.2 PARÁMETROS DE DISEÑO Como información básica, el proyectista deberá disponer de las características físicas, mecánicas y químicas de los suelos de fundación y de la información relativa a las cargas actuantes sobre los apoyos. Las resistencias últimas del terreno se calcularán a partir de la información geotécnica obtenida en los ensayos, posteriormente corroboradas mediante ensayos a escala natural como los descriptos más abajo.
4.2.1
Suelo de Fundación. Estudio Geotécnico
La finalidad del estudio geotécnico es conocer los parámetros de resistencia (cohesión no drenada, ángulo de fricción interna, coeficientes de reacción lateral y de fondo) de los suelos afectados por la traza de la obra y la posición de la napa freática. La determinación de la capacidad portante de la fundación y la estimación de su probable deformación ante las cargas de la estructura se realizará con los parámetros propios del lugar. Para ello será indispensable disponer de estudios geotécnicos a lo largo de la traza, a razón de un ensayo ATEERA
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geotécnico por cada vértice y además uno cada 10 estructuras, no debiendo excederse los 3000 metros entre sondeos contiguos. Esta tarea deberá ser realizada por una empresa o profesional con experiencia en el tema específico. Antes de desarrollar el plan definitivo de investigación geotécnica es conveniente realizar una recorrida inicial de reconocimiento de la traza y recopilar antecedentes tales como estudios de la geología superficial, mapas topográficos, fotografías aéreas, fundaciones de otras líneas existentes en la zona, ubicación del nivel freático ensayos realizados con otros fines, etc.
4.2.2
Alcance del Estudio Geotécnico
El estudio geotécnico deberá incluir una descripción del método utilizado para su ejecución. En el caso de utilizarse el ensayo estándar de penetración se aclarará y justificará el tipo de cuchara sacamuestras utilizada. En el caso de adoptarse el penetrómetro estático de cono y fricción local, se justificará el tipo de punta utilizada y se construirán gráficos mostrando la resistencia del suelo y la de fricción en función de la profundidad. De los ensayos de penetración se obtendrán datos sobre la densidad de los suelos granulares y sobre la consistencia de los cohesivos, así como sobre su compresibilidad y resistencia al corte. También sobre los límites de las capas, los niveles rocosos o estratos resistentes, las cavidades del terreno y el grado de uniformidad del terreno. En aquellos casos en que la resistencia del suelo no permita la aplicación de métodos de penetración se utilizará el de perforación por rotación con el diámetro BX, empleando corona de vidia o diamante y bentonita en el agua de circulación. Se hará una descripción geológica visual y se clasificará petrográficamente la roca o el suelo consolidado. En lo referente a la profundidad de los ensayos se seguirán los lineamientos de la norma DIN 4020. La perforación, medida desde la cota de fundación adoptada, deberá alcanzar una profundidad no menor de 6 m o de tres veces el valor del lado menor de la fundación, el que resulte mayor. De esta manera podrá comprobarse si el manto sobre el cual se asienta la fundación tiene el espesor suficiente como para desarrollar la capacidad portante adoptada. El método de estudio finalmente adoptado será el adecuado al tipo de suelo y deberá permitir la obtención de muestras inalteradas para su posterior análisis en laboratorio para la obtención de las características mecánicas y resistentes de los suelos. En suelos arenosos, cuando se utilice el ensayo de penetración dinámica, se deberán emplear cucharas con cierre a pistón para poder retener las muestras de suelo sin cohesión. Estos suelos granulares garantizan la obtención de muestras representativas no afectadas por el método y equipo de investigación, cuya resistencia y compresibilidad son principalmente función del tamaño del grano y de la densidad. El método de penetración dinámica en suelos cohesivos se utilizará con cuchara de paredes delgadas de tres pulgadas (tubo Shelby) para evitar los “tapones” característicos de la cuchara normal. La presencia de gravas en suelos sujetos al ensayo normal de penetración dinámica deberá tenerse en cuenta afectando el número de golpes resultante mediante un factor de corrección. Los métodos descriptos no son adecuados para suelos con alta presencia de rodados grandes. En estos casos podrá recurrirse a la exploración del suelo por medio de calicatas o de pozos de inspección con protección lateral y ventanas. El conocimiento de los suelos más representativos de la traza se completará con la ejecución de ensayos de plato de carga. Los resultados serán presentados en diagramas de tensióndeformación. En las conclusiones, el estudio geotécnico deberá incluir como mínimo la ATEERA
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siguiente información: Descripción de los distintos estratos encontrados. Clasificación según el método universal de Casagrande. Nivel de la napa freática. Granulometría. Peso específico natural y secado a estufa. Humedad natural. Límite líquido. Límite plástico. Angulo de rozamiento interno. Cohesión. Tipo de fundación recomendada (directa o indirecta). Cota de fundación. Valor de la resistencia de rotura del suelo (en caso de fundaciones indirectas, resistencia de rotura de punta y de fricción para los distintos estratos). Módulo de reacción lateral y de fondo . Resistividad del terreno (orientada hacia el problema de corrosión). • • • • • • • • • • • • •
• •
Cuando en la traza de la obra se presenten suelos que tengan un comportamiento mecánico inestable frente a cambios en su contenido de humedad (Suelos expansivos y colapsibles), de temperatura (suelos sometidos a congelamiento y deshielo) y vibraciones (suelos licuables o fluidos) deberán ser analizados mediante ensayos geotécnicos especiales: En suelos rocosos los testigos a ensayar se obtendrán por el método de perforación rotativa. Sobre las muestras de roca se realizarán como mínimo los siguientes ensayos y determinaciones: Profundidad del manto rocoso. Tipo de roca y su dureza. Permeabilidad. Posibles características de solubilidad. Discontinuidades y posibles planos de falla. Recuperación total. Ensayo de recuperación RQD. • • • • • • •
En cada ubicación de sondeos se realizarán ensayos geoquímicos de suelos de los estratos característicos y napas freáticas con los cuales se determinará como mínimo: pH. Contenido de sales totales Contenido de cloruros. Contenido de sulfatos. Residuo sólido total. • • • • •
Los ensayos geoquímicos tendrán por finalidad determinar la agresividad potencial del subsuelo a las cimentaciones y al sistema de puesta a tierra de los sostenes. Además, permitirán definir el grado de agresión y las protecciones anticorrosivas necesarias.
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4.2.3
Interpretación del Estudio Geotécnico
Los datos obtenidos en el estudio geotécnico deberán ser analizados e interpretados por el proyectista. En particular éste deberá definir los valores de resistencia a rotura del suelo a adoptar y si las características propias del suelo aconsejan aumentar los factores de minoración de la resistencia.
4.2.4
Tipificación de Suelos
En base a los resultados obtenidos, los suelos semejantes entre sí se agruparán y representarán por un sólo suelo “tipo” cuyas características serán elegidas con criterio conservador, es decir adoptando los menores valores de los parámetros mecánicos que corresponden a dicho suelo tipo . La cantidad de “tipos” de suelos a definir será función de la cantidad de ensayos y de la disparidad de los valores característicos encontrados a lo largo de la traza. Las fundaciones de piquetes ubicados en un determinado “tipo” de suelo podrán ser resueltas con un proyecto único (tipificación de fundaciones) Cuando los elementos que trabajan permanentemente a la compresión y a la tracción están claramente diferenciados (por ejemplo estructuras arriendadas) es recomendable realizar una tipificación para las unidades que trabajan a la compresión (bases centrales) y otra para las que lo hacen a la tracción (placas de anclaje de riendas). Esta recomendación es particularmente aplicable a los suelos rocosos a escasa profundidad (que presentan altos valores de resistencia para cargas directas de compresión) recubiertos por dos o tres metros de materiales sueltos de mal comportamiento ante la aplicación de cargas de tracción.
4.3 CRITERIOS DE DISEÑO 4.3.1
General
Previamente a la iniciación del cálculo o proyecto definitivo, el proyectista deberá definir el tipo de fundación y su geometría básica (aún sin dimensiones específicas), tarea durante la cual aplicará los criterios básicos que se indican en el presente capítulo. Los diseños que puedan ser aplicados repetidamente deberán tener un mayor grado de optimización.
4.3.2
Orientación de las Fundaciones
La orientación del conjunto de fundaciones de estructuras autoportantes, salvo justificadas excepciones, será preferentemente la de las diagonales que unen los extremos de las patas o la del plano de la estructura. La orientación del conjunto de anclajes de estructuras arriendas será la de las riendas.
4.3.3
Ubicación de los Insertos
Los esfuerzos deberán aplicarse en el centro de las fundaciones. Si la estructura es autosoportada y la fundación directa, el eje del inserto o “stub” deberá cortar la fundación en su centro geométrico, en el plano de contacto con el piso. Si la fundación es indirecta, el eje del “stub” deberá cortar al cabezal en su baricentro.
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Las piezas metálicas de apoyo de mástiles en bases centrales de estructuras arriendadas (casquete esférico y perno central) deberán ser simétricas con respecto a la base, tanto para una fundación directa como para el cabezal de una indirecta.
4.4 ASPECTOS CONSTRUCTIVOS Para la construcción de las cimentaciones de hormigón armado, como para los materiales componentes, son de aplicación las especificaciones de calidad y procedimientos constructivos establecidos en el Reglamento CIRSOC 201 en vigencia. Durante el diseño deberán tenerse presente los aspectos constructivos. Las dimensiones que resultaren de los cálculos correspondientes, serán consideradas como mínimas en excavaciones y encofrados. La vinculación de la barra a las unidades de anclaje de rienda podrá materializarse de dos maneras: fijando la barra al anclaje previamente a su hormigonado, de manera tal que queden unidas en forma definitiva, o dejando un agujero en la fundación para asegurar la barra posteriormente. El primer caso exige que se extremen las precauciones para que la posición e inclinación de la barra sea la definitiva, dada la imposibilidad de realizar posteriores ajustes o correcciones. Para mantener los niveles, distancias e inclinaciones de los perfiles embutidos en el fuste durante el llenado de la fundación, podrán utilizarse plantillas que no deberán removerse antes de las 48 horas posteriores al colado del hormigón. El segundo es aplicable a las placas de anclaje premoldeadas, en las que la barra se instala en obra, junto con la placa. Si la barra es pasante, como es habitual, la fijación puede realizarse mediante soldadura o tuerca roscada. Los espacios reservados para esta fijación deberán ser rellenados con materiales de protección impermeables al agua, muy especialmente en suelos agresivos o con aguas agresivas. Las fundaciones directas y los cabezales de fundaciones indirectas para estructuras autoportantes y mástiles de estructuras arriendadas deberán sobresalir del terreno natural un mínimo absoluto de 20 cm en zonas no inundables. Si la zona es inundable deberá analizarse cuidadosamente cada caso en particular manteniendo siempre una saliente mínima de 20 cm sobre el nivel máximo absoluto de inundación. La cara superior de la parte emergente se diseñará en forma de punta de diamante o inclinada a dos aguas para evitar acumulaciones de agua en el punto de encuentro del elemento metálico de vinculación con la fundación.
4.5 CRITERIOS DE CÁLCULO Se trabajará con las cargas últimas del estado o estados de cargas determinantes y se las comparará con las resistencias últimas del suelo y del hormigón armado afectadas por los factores de minoración de resistencias que se habrán fijado previamente en función del material y del estado de cargas analizado. En las fundaciones de estructuras autosoportadas, una vez definida la geometría se verificarán los troncos a los estados solicitantes de flexión simple (si se trabaja con traviesas en los “stubs” que transmiten la carga al cuerpo inferior de la fundación) o a flexocompresión y flexo-tracción (en el caso de que el “stub” transmita esfuerzos de compresión o de tracción al tronco). En general se dará preferencia a la primera alternativa.
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4.6 ESTADOS DE CARGA DETERMINANTES Se analizarán los estados de carga sobre fundaciones provenientes del proyecto de estructuras para seleccionar el de máxima solicitación o “determinante”. En la mayoría de los casos esta selección no será evidente, por lo que deberá adoptarse más de un estado, tales como el de máxima compresión, el de máxima tracción, el de máximo corte y/o cualquier otro que a juicio del proyectista pueda ser determinante para el dimensionamiento de la fundación o de alguna de sus partes.
4.7 SELECCIÓN DEL TIPO DE FUNDACIÓN Una vez reunidos y analizados los datos del entorno físico de la traza, las características geotécnicas del suelo de fundación y las acciones de las estructuras sobre las fundaciones, el proyectista seleccionará el tipo de fundación que en principio mejor se adapte a la situación. En primer lugar se deberá determinar conjuntamente con el asesor en mecánica de suelos si se adoptarán fundaciones directas o indirectas. Las primeras podrán ser hormigonadas en el lugar o premoldeadas en obrador. En ambos casos se deberá tener presente la mayor o menor facilidad de acceso de los camiones mezcladores, hormigoneras y equipos de transporte y montaje de elementos premoldeados a los distintos piquetes. En el caso de fundaciones indirectas, se evaluará la conveniencia de utilizar pilotes prefabricados e hincados con pilotera o pilotes perforados en el terreno y hormigonados en el lugar. En aquellos casos en que se recomiende la utilización de métodos de mejoramiento del terreno por inyección de lechadas de cemento, se detallarán cuidadosamente la metodología y los requisitos a cumplir, fundamentalmente: •
Maquinaria a utilizar.
•
Herramienta de inyección.
•
Composición de la mezcla a inyectar.
•
Presión de inyección.
•
Profundidad máxima.
•
Velocidad de inyección.
•
Velocidad de extracción de la herramienta de inyección.
•
Tiempos máximos entre sucesivas inyecciones.
•
Volumen previsto.
Sólo se recurrirá a otros métodos de mejoramiento de suelo (precarga con drenes verticales, vibración o compactación dinámica) en casos extremos y cuando se trate de muy pocos piquetes. Cuando se especifiquen métodos de mejora del terreno caracterizados por la alta dispersión de resultados (por ejemplo los de consolidación dinámica) se deberán adoptar coeficientes de seguridad particulares, que tengan en cuenta esa situación. A fin de comprobar la obtención de los resultados esperados, se especificarán nuevos ensayos geotécnicos para cuando la tarea de mejora haya sido ejecutada.
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Para las fundaciones de riendas se seleccionará preferentemente el tipo de anclaje cuya prestación sea menos dependiente de la calidad de la compactación del suelo directamente asociado a la capacidad portante del conjunto anclaje-suelo. Como fundaciones directas de riendas se considerarán en primer término las placas premoldeadas vinculadas a la rienda por medio de barras de anclaje y los macizos troncocónicos acampanados (excavación mediante mecha con expansor) y hormigonados en el lugar. Esta última solución tiene la ventaja de no depender de la posterior compactación del suelo, pero no puede utilizarse en presencia de napas freáticas con aguas agresivas al hormigón. Para analizar la posibilidad de adoptar anclajes helicoidales metálicos se utilizarán los datos de fabricantes de ensayos realizados en suelos similares al de diseño. En el caso de adoptarse fundaciones de riendas por medio de elementos obtenidos por inyección de lechadas de cemento, tales como los micropilotes, pilotes raíz o cilindros o macizos inyectados, se especificará que la barra de anclaje sea colocada inmediatamente luego de extraer la boquilla de inyección y previamente al endurecimiento de la mezcla. En casos especiales como lechos de ríos permanentes, temporarios e históricos deberá recurrirse a la ejecución de una fundación profunda (indirecta). En estos casos deberá además, incluirse en los estudios de suelos, un estudio hidrológico de erosión que contemple crecientes históricas, a fin de determinar la máxima erosión esperable
4.8 SELECCIÓN DEL MÉTODO DE CÁLCULO Cumplidos los pasos anteriores, se seleccionará el método de cálculo que más se adapte al estado de cargas, al tipo de fundación y a las características del suelo. En general, los métodos a utilizar para los esfuerzos de compresión serán los tradicionales de la ingeniería estructural y de la mecánica de suelos. Por el contrario, será particularmente importante y dependerá de la experiencia del proyectista la selección del método de cálculo para solicitaciones de tracción, especialmente sobre anclajes de estructuras arriendadas.
4.8.1
Fundaciones Directas
Las fundaciones directas podrán ser hormigonadas en el lugar o premoldeadas, de hormigón armado u hormigón simple o también grillas de perfiles metálicos.
a) Esfuerzos de Compresión Las dimensiones en planta de la base serán obtenidas en función de la relación entre solicitación y resistencia última del terreno, debiendo verificarse el coeficiente de seguridad predeterminado para el estado de cargas analizado. La solicitación consistirá en el esfuerzo vertical de compresión y en los momentos flectores resultantes de trasladar las cargas horizontales y verticales al plano de fundación, en el sentido de sus dos ejes principales. Con esta solicitación se dimensionará la armadura inferior de la base en ambos sentidos, en el caso de tratarse de un elemento de hormigón armado, o se verificará en estado 1 (estado en que el hormigón no presenta fisuras) en el caso de tratarse de una base de hormigón simple.
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Estas instrucciones son válidas tanto para las fundaciones de estructuras autoportantes como para las fundaciones de mástiles centrales de estructuras arriendadas.
b) Esfuerzos de Tracción Para este tipo de esfuerzos deberá utilizarse un método de cálculo que tome en cuenta en forma explícita o implícita la resistencia al corte del suelo, tenga ésta su origen en la fricción o en la cohesión, como el de Meyerhoff - Adams, Hidro-Ontario, CIGRE o similares. La capacidad al arranque de la fundación estará dada por la acción del peso propio del anclaje, la resistencia al corte desarrollada a lo largo de la superficie de falla en el terreno y el peso del suelo contenido por la superficie de falla. En el caso de que la solución adoptada dependa de las características del relleno compactado, se definirán claramente los parámetros del suelo alterado y se especificarán los requisitos a exigir durante la compactación para obtener esos parámetros como mínimo. En el caso particular de las fundaciones en roca, se dimensionarán los anclajes necesarios y se determinará el método de fijación a la roca, tales como perforaciones, inyecciones, etc. Los anclajes podrán ser pasivos, si no son sometidos a esfuerzos previos y comienzan a tensionarse recién cuando son cargados, o activos en caso de que se aplique una fuerza inicial que mantenga tensionada la armadura del anclaje. Siempre que sea posible se adoptarán los anclajes activos, de menor deformación ante la aplicación de los esfuerzos derivados de las reacciones de las torres. Una vez definida esta condición se harán las cuatro verificaciones habituales para el diseño de anclajes en roca: •
Armadura del anclaje.
•
Adherencia armadura - mezcla de inyección.
•
Adherencia mezcla de inyección - roca.
•
Tensión en el macizo rocoso.
Como armadura del anclaje se podrán usar barras de acero común, de acero especial o cables de pretensado. Los valores de adherencia entre la armadura y la mezcla de inyección serán obtenidas de las tablas del CIRSOC 201 en función de las características de la armadura y de la calidad del mortero y de la inyección. Los coeficientes de adherencia entre el mortero y la roca serán definidos por el proyectista. La resistencia del macizo rocoso será función de la características de la roca y de su calidad. Se debe reconocer la calidad y el grado de intemperismo de la roca mediante perforaciones. Cuando se prevea utilizar anclajes no tradicionales como expansivos o helicoidales metálicos, tubulares, micropilotes; los valores adoptados en el proyecto serán los garantizados por los proveedores o fabricantes y su aprobación definitiva quedará supeditada a ensayos en escala natural en los distintos tipos de suelos. Debido a la gran cantidad de factores que influyen en la “capacidad de carga a tracción” de los anclaje en estructuras arriendadas, resulta conveniente verificar el comportamiento mecánico e estos anclajes mediante ensayos con cargas de arrancamiento, sobre prototipos a escala real.
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4.8.2
Fundaciones Indirectas
Las fundaciones indirectas podrán ser resueltas con pilotes premoldeados e hincados, pilotes perforados y hormigonados en el lugar, cilindros de fundación, pilotes raíz y micropilotes. El método de cálculo se aplicará al conjunto pilotes - cabezal. Los pilotes pueden ser de acero (tubulares o perfiles laminados) u hormigón armado. El sistema de fundación mediante pilotes se utiliza cuando deben transmitirse cargas al subsuelo sin que se produzcan asentamientos excesivos. La capacidad resistente de los pilotes dependerá de la capacidad portante de los estratos de suelos atravesados, del tipo de pilote, y de la metodología de instalación empleada. La cantidad de pilotes por cada apoyo de la estructura no será inferior a dos; se podrá instalar un solo pilote hormigonado “in situ” cuando su diámetro sea como mínimo de 60 cm y pueda asegurarse la correcta instalación y hormigonado de los dispositivos de anclaje o empotramiento de los apoyos. En cada lugar donde se instale una fundación indirecta, deberá realizarse un estudio geotécnico que tenga una profundidad no inferior a 5 veces el diámetro de los pilotes, por debajo del nivel de punta.
a) Esfuerzos de Compresión En el diseño de fundaciones que utilicen más de un pilote, para dimensionar estáticamente el cabezal se utilizarán las cargas derivadas de la acción de la estructura sobre la fundación. Su dimensión en planta quedará básicamente determinada por las dos condiciones siguientes: •
Separación mínima entre ejes de pilotes igual a tres diámetros o lados del pilote.
Distancia mínima entre las caras externas del cabezal y del pilote de 15 cm o igual a medio diámetro o lado del pilote. •
Una vez resuelto el cabezal, se definirán las cargas sobre los distintos pilotes, los que podrán dimensionarse en cuanto a sección transversal y longitud por suma de sus capacidades resistentes por fricción fuste - suelo y por su resistencia de punta. El proyectista deberá determinar la conveniencia de utilizar pilotes inclinados o verticales. En este segundo caso se analizará el pilote como empotrado en un lecho elástico, se calcularán los momentos flectores solicitantes y se los verificará en estado de flexocompresión. En el caso de utilizarse micropilotes, pilotes raíz o elementos similares, deberán utilizarse en el cálculo valores de resistencia obtenidos de datos garantizados del proveedor, que posteriormente deberán ser avalados por ensayos en escala natural. Cuando se apliquen estas soluciones, al adoptar capacidades portantes se tendrán en cuenta las dispersiones propias del método en particular.
b) Esfuerzos de Tracción
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En el cálculo de fundaciones indirectas con pilotes tradicionales se considerará que los esfuerzos de tracción serán absorbidos por la resistencia del fuste debida a la fricción suelo - hormigón y por su peso propio. A este último deberá descontarse el empuje hacia arriba del agua subterránea y superficial que pueda estar presente en el piquete, tanto sobre el cabezal como sobre los pilotes. Se podrá optar por pilotes inclinados o verticales. En este último caso los esfuerzos laterales se tomarán por empotramiento del pilote en el terreno, originando esfuerzos de flexocompresión en el propio pilote. Valen los lineamientos del punto anterior en el caso de utilizarse micropilotes o pilotes raíz.
4.9 ENSAYO DE FUNDACIONES Con el objeto de corroborar los valores de resistencia obtenidos del cálculo, se deberá especificar la ejecución de ensayos a escala natural de fundaciones sometidas a esfuerzos de arranque. El objeto, cantidad, interpretación y evaluación de resultados de estos ensayos dependerá del tipo de anclaje seleccionado, tal como se indica más adelante.
4.9.1
Equipo para la Aplicación de Esfuerzos
Se deberá especificar que el equipo de tracción sea de rigidez suficiente como para que sus deformaciones propias sean despreciables con respecto a las mediciones del desplazamiento de la fundación. En principio, deberá asegurarse que la deflexión propia del equipo, para la carga máxima, no supere los 2 cm. El equipo deberá permitir la fijación del gato para la aplicación de fuerzas alineadas con la barra de anclaje, y su longitud será tal que las patas queden fuera del área definida por la superficie teórica de rotura del suelo. El proyectista deberá prever la metodología de ensayo.
4.9.2
Lugar del Ensayo
Se realizará una serie de ensayos por cada tipo de suelo y por cada tipo de anclaje.
4.9.3
Cantidad de Ensayos
a) Anclajes tradicionales En este caso, en que el ensayo se hace para verificar el cálculo, se especificará el ensayo de un anclaje por cada 100 torres de suspensión de la línea, con un mínimo de 5 ensayos y un máximo de 10.
b) Anclajes no tradicionales
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Dentro de este grupo se incluyen todos los que no pueden ser proyectados por medio de un método racional de cálculo o cuya resistencia final dependa en gran medida de características difíciles de predecir, de los cuales existen sin embargo buenos antecedentes. Entre ellos se encuentran los pilotes, los micropilotes o anclajes en suelos mejorados o por inyección de suelo cemento, los de bulbos expansivos o helicoidales metálicos. En estos casos, el ensayo a escala natural deberá considerarse como el mejor método para determinar la capacidad portante del anclaje. Por este motivo, el total de ensayos de convalidación será determinado por la transportista según los distintos tipos de suelo que integren la traza.
4.9.4
Cargas a Aplicar
a) Anclajes tradicionales En primer lugar se aplicará una carga de 5 toneladas para poner el equipo en tensión. A partir de ese valor se aplicarán sucesivos escalones de 25 %, 50 %, 75 % y 100 % de la carga de servicio, con intervalos de 15 minutos de espera entre uno y otro para la medición de deformaciones. Una vez llegado a ese valor se descargará para medir deformaciones remanentes. Luego se cargará nuevamente en escalones hasta llegar a la falla de la fundación o a un valor igual al factor de seguridad total adoptado por la carga de servicio. En el caso de realizarse ensayos de verificación o control (no destructivos) se llegará hasta 1,10 de la carga de servicio.
b) Anclajes no tradicionales Se cumplirán los requisitos indicados para los tradicionales, aún en caso de tratarse de elementos múltiples por anclaje (por ejemplo micropilotes) ya que es la única forma de evaluar el comportamiento real, incluyendo influencias mutuas, comportamiento de grupos, etc. Como requisito adicional, se tratará de llegar siempre a la falla de la fundación como único medio para determinar la capacidad última real del anclaje.
4.9.5
Evaluación de los Resultados
a) Anclajes tradicionales El ensayo se considerará satisfactorio si la fundación ha resistido sin fallas estructurales ni deformaciones inadmisibles una carga igual a la carga última utilizada en el cálculo previo, es decir la carga máxima afectada por el coeficiente de seguridad correspondiente. Si el total de ensayos supera la prueba, se dará por válido el ensayo y aceptada la fundación diseñada. Si se produjese la falla de dos o más ensayos sin llegar a la carga especificada, la fundación deberá ser rediseñada. Si la falla antes de llegar a la carga especificada se produjese en una sola fundación, se realizarán otros tres ensayos. En caso de resultar satisfactoria esta nueva serie, se dará por válida la fundación proyectada. Si se produce una nueva falla se deberá rediseñar la fundación.
b) Anclajes no tradicionales No será aceptable ningún resultado por debajo de la carga especificada. En caso de ATEERA
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producirse la falla de un anclaje deberá rediseñarse la fundación.
4.10 MEMORIAS, PLANOS. COMPUTOS 4.10.1 Proyecto Definitivo Una vez seleccionados el tipo de fundación y el método de cálculo y luego de haber determinado la geometría de las fundaciones, se procederá a la ejecución del proyecto definitivo que incluirá la justificación de esas decisiones, la memoria técnica de cálculo, los planos constructivos, los detalles de armadura y los cómputos.
4.10.2 Memoria Descriptiva El proyecto incluirá una descripción detallada de la solución adoptada, de los criterios de diseño utilizados y del método de cálculo aplicado.
4.10.3 Memorias de Cálculo También incluirá memorias de cálculo que contendrán al menos los puntos que se indican a continuación: a) Antecedentes y estudios previos. Se presentarán los antecedentes conocidos en la zona para líneas de igual tensión, datos topográficos y geotécnicos básicos. b) Obtención de datos de solicitaciones. Se presentará la correspondiente memoria de cálculo de estructuras recibida como dato inicial o punto de partida y se justificará la selección de estados de carga para el diseño de las fundaciones. c) Adopción de factores de carga y de resistencias. Se justificarán los coeficientes adoptados en función del estado de carga, del tipo de solicitación, del tipo de terreno y del tipo de fundación adoptado y de los antecedentes similares existentes. d) Criterios de cálculo. Se justificarán los criterios y métodos de cálculo seleccionados en función de las solicitaciones, el tipo de suelo y el tipo de fundación seleccionado. e) Definición geométrica de las fundaciones. Se definirá la forma de las fundaciones obtenida siguiendo los pasos indicados en el capítulo anterior. f) Ejecución del cálculo definitivo. Consistirá en el cálculo propiamente dicho de la fundación incluyendo el de las dimensiones de la base, de las armaduras, la verificación de tensiones de los distintos elementos y materiales y la verificación de las tensiones del terreno.
4.10.4 Planos
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La solución adoptada deberá estar claramente identificada en los planos constructivos. Estos se confeccionarán conforme a las Normas IRAM de dibujo técnico. Se presentará un croquis con la ubicación en planta de la fundación completa sobre el eje de la línea y la orientación de las unidades de fundación respecto a los ejes principales de la estructura. En una escala mayor se mostrará la geometría de cada fundación con clara e inequívoca indicación de sus dimensiones en planta y en elevación, del nivel de remate de la fundación y del terreno circundante, de las cotas de fundación e inclinación de fuste, si corresponde. En por lo menos dos cortes perpendiculares se indicarán las armaduras en cantidad, separación y diámetros y los elementos de vinculación a la estructura (“stub”, barra de anclaje, pernos de anclaje y cualquier otro elemento de este tipo), al igual que, en los casos que corresponda, las armaduras secundarias o de fijación y sostenimiento de cada uno de ellos
. En el mismo plano o planillas adjuntas se hará el despiece de todas las posiciones de armadura con detalle de doblado, dimensiones parciales y totales y cantidad de cada una de ellas. En el plano figurará además un cuadro con el cómputo de excavación, del hormigón de limpieza, del hormigón estructural, de la armadura y de las eventuales protecciones contra la agresividad (revestimiento, pintura, etc.).
4.10.5 Cómputos La memoria de cálculo definitiva deberá contener los cómputos de excavación, de hormigón de limpieza, de hormigón estructural, de hierros de armadura desglosados por diámetro, elementos de vinculación empotrados, protecciones contra la agresividad de los suelos y/o de las aguas, revestimientos, materiales de relleno de oquedades, etc.
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5. ESTRUCTURAS 5.1 INTRODUCCION 5.1.1
Objeto
La presente Guía de Estructuras de Línea tiene por objeto orientar la labor de los proyectistas de líneas de alta tensión para lograr, en cada caso, una solución económica que a la vez mantenga el nivel de calidad y confiabilidad del resto de las instalaciones del Sistema de Transporte de Energía Eléctrica por Distribución Troncal de la República Argentina. Es de destacar la importancia de que el diseño de una línea sea realizado con visión de conjunto, evitando enfoques sucesivos y parciales de cada especialidad. Esta Guía se refiere a: a) La información requerida para el diseño. b) Los lineamientos básicos para definir la geometría de las estructuras y el dimensionamiento de sus elementos. c) La metodología a seguir para el desarrollo del análisis estructural.
5.1.2
Aplicación
Este documento es de aplicación para el diseño de líneas aéreas destinadas a operar en tensiones nominales de 66 a 220 kV y/o bajo responsabilidad de Empresas de Transporte por Distribución Troncal. Eventualmente, podrá aplicarse a casos de tensiones menores. El ámbito de aplicación es todo el territorio de la República Argentina. Las estructuras contempladas en la presente Guía son las metálicas reticuladas, constituidas por perfiles angulares laminados en caliente y unidos mediante bulones, para Líneas de 66 a 400 kV y Postes de Hormigón Armado para Líneas de 66 a 132 kV. Esta guía contempla también la utilización de estructuras metálicas tipo monoposte de acero tubular. Se recomienda la consulta del Manual 72 del A.S.C.E.: "Guide for Design of Steel Transmission Pole Structures" y las especificaciones generales mas adelante en esta guía.
5.2 ENTORNO FISICO 5.2.1
Introducción
En el punto 2.- puede encontrarse el detalle de la información física y geográfica a relevar. A continuación se destaca la parte de esta información que tiene más incidencia en el diseño de estructuras de línea.
5.2.2
Características de la Zona
Además de las características topográficas y geográficas generales, los asentamientos humanos y las instalaciones de cualquier tipo a lo largo del trazado, en el proyecto de estructuras, deberán tenerse particularmente en cuenta las condiciones de ocupación del terreno, las facilidades de acceso a los piquetes y los cruces de rutas, vías férreas, otras líneas de transmisión de energía, y en especial, de cursos de agua permanentes, temporarios e históricos.
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La solución estructural más adecuada será diferente según que el trazado se desarrolle en una zona suburbana, en una rural de producción intensiva con alto valor del terreno, o en una región deshabitada, en un terreno llano, ondulado o montañoso. Las características del terreno de fundación también condicionan el proyecto estructural. Por último, conviene remarcar la importancia del conocimiento del entorno físico en el proyecto estructural, cuando se trata de piquetes especiales como, por ejemplo, en cruces de ríos.
5.2 5.2.3
Con Condic dicion iones Cli Climá máti ticcas
Las tempe temperat ratura urass máxima máximass y mínima mínimas, s, caract caracterí erísti sticas cas de los los viento vientoss sinópt sinóptico icoss y/o tornádicos, presencia y particularidades de los depósitos de hielo sobre los cables influyen fundamentalmente en el diseño, a través de la determinación de las cargas, según se analiza en la Guía de Diseño General de Líneas. Las condiciones climáticas extremadamente rigurosas afectan en forma directa el proyecto estructural a través de las restricciones que deben imponerse a las tareas de montaje.
5.2.4
Medio Am Ambiente
En la etapa de diseño deberán contemplarse las limitaciones y restricciones impuestas por el correspondiente estudio de Impacto Ambiental, confeccionado según los lineamientos del "Manual de Gestión Ambiental del Sistema de Transporte Eléctrico" Resolución Nº 15/92 de la Secretaría de Energía.
5.3 5.3 PARA PARAME METR TROS OS DE DISE DISEÑO ÑO 5.3.1
Introducción
El proyectista fijará, justificará y presentará ordenadamente los parámetros a utilizar en el diseño de las estructuras. Orientativamente, Orientativamente, se sugiere que sean incluidos en los siguientes grupos: Datos básicos provenientes del diseño general de la línea. Estados de carga a aplicar sobre el soporte. Características resistentes de los materiales. Factores de carga y resistencia. resistencia.
• • • •
5.3.2
Datos Básicos
Del diseño eléctrico del sistema podrá obtenerse: La tensión nominal de línea. El nivel de confiabilidad de la línea. La cantidad de ternas. La disposición de la o las ternas: coplanar horizontal, coplanar vertical, triangular. La ubicación relativa de los conductores en el plano de la estructura. La cantidad y los ángulos de protección del cable de guardia. Las distancias mínimas entre cable de guardia y conductores en el plano de la estructura. • • • • • • •
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Las longitudes y características de las cadenas de aisladores y de la morsetería. Las distancias mínimas a tierra de las áreas energizadas para cadenas sin declinar y para cadenas declinadas bajo distintas condiciones de viento. Las características de los conductores: cantidad por fase, composición, diámetro, sección transversal, resistencia, módulo de elasticidad, separadores, balizamiento, etc. Las carac caracter teríst ística icass de los los cable cabless de guard guardia ia:: compos composic ición ión,, diámet diámetro, ro, secció sección n transversal, resistencia, módulo de elasticidad, balizamiento, etc. • •
•
•
De los estudios de selección de la traza, relevamiento topográfico, selección de vanos, cálculo de tensiones y flechas en los cables y distribución de las estructuras surgirán: La tipificación estructural de acuerdo a la función: estructuras de suspensión, en línea línea o angul angular, ar, normal normales es o especi especiale ales, s, estruc estructur turas as de retenc retención ión,, rectas rectas o en ángulo ángulo,, estructuras terminales, estructuras de transposición de fases. Los vanos de cálculo, eólico y gravante. Los ángulos de línea. La altura de los conductores respecto del terreno. Las variantes en altura para los distintos tipos de soporte. La altura diferencial entre patas. Los requerimientos en piquetes especiales: cruces, por ejemplo. •
• • • • • •
5.3.3
Estados de Carga
Las hipótesis de carga a aplicar sobre la estructura responderán a los criterios descriptos en el punto 3.2. Para confeccionar las hipótesis de carga relacionadas con la confiabilidad, los datos de partida serán: • • • • • • •
La velocidad del viento de referencia. El tipo de rugosidad del terreno. La temperatura media anual. La altitud sobre el nivel del mar. Los espesores de manguitos de hielo. Las densidades de los depósitos de hielo. La probabilidad de combinaciones de viento e hielo.
En la preparación de los estados de carga relacionados con la seguridad de las personas durante la construcción y mantenimiento o con la seguridad estructural (contención de fallas), se requerirá: • •
Conocimiento Conocimiento de los procedimientos de montaje y de mantenimiento. Los tiros de los cables durante las operaciones de tendido y flechado.
En el caso de que los esquemas de cargas provengan del diseño general de la línea, el proyectista estructural deberá analizar nuevamente los estados de cargas relacionados con condiciones de seguridad y de contención de fallas, en relación con las particularidades de la estructura que está proyectando.
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5.4 CRITER CRITERIOS IOS DE DE DISEÑO DISEÑO DE ESTR ESTRUCT UCTURA URAS S METALI METALICAS CAS 5.4. 5.4.11
Crit Criter erio ioss de Dis Diseñ eño o Geom Geomét étri rico co
5.4.1. 5.4.1.11 Geomet Geometría ría Básica Básica El diseño básico de la estructura comenzará en la parte superior, a partir de los parámetros básicos definidos en el proyecto eléctrico de la línea de transmisión. La ubicación de las fases y sus correspondientes distancias mínimas a tierra permitirán bosquejar la geometría del tramo superior. Se tenderá a obtener la configuración configuración geométrica más compacta posible. También se definirán los soportes de el o los cables de guardia, manteniendo su ubicación relativa a las fases y sus ángulos mínimos de protección. A efecto efectoss de tener tener en cuenta cuenta la reali realizac zación ión de manten mantenim imien ientos tos con tensi tensión, ón, result resulta a indisp indispens ensabl able e que que las las distan distancia ciass y forma forma de los cabeza cabezales les que que resul resulten ten del del diseñ diseño, o, contemplen las distancias mínimas de aproximación permitidas por la normativa en vigencia y cada transportista en particular y una configuración tal que no dificulte el trabajo con tensión.. En una segunda etapa se diseñará la parte inferior de la estructura. Cuanto mayor sea el ancho inferior elegido para el tronco, menores serán las cargas sobre las fundaciones y los esfuerzos en los montantes de la estructura, pero mayores las longitudes y esbelteces de las diagonales y los rompetramos, con el consiguiente incremento del peso total. Por otro lado, la inclinación de los montantes del tronco es la que controla la porción del esfuerzo de corte global que toman las diagonales. El diseño óptimo surgirá como resultado del equilibrio económico entre las dimensiones de las fundaciones y los pesos de los distintos elementos estructura estructurales. les. El proyectis proyectista ta deberá deberá evaluar evaluar en cada caso si correspo corresponde nde realizar realizar una optimización técnico-económica a partir del estudio de alternativas o elegirá una solución conveniente en base a su experiencia. Según sea el balance entre cargas transversales y longitudinales, longitudinales, la planta de la torre podrá ser cuadrada o rectangular. En este último caso es recomendable recomendable analizar críticamente si la resistencia longitudinal de la estructura es adecuada, aún cuando sea capaz de resistir las cargas de diseño. El uso de estruc estructur turas as arrie arriend ndada adass es recome recomend ndabl able e cuand cuando o los conduc conductor tores es están están dispuestos en forma coplanar horizontal y cuando los trazados se desarrollan por regiones llanas o poco onduladas, onduladas, sin restricciones especiales especiales de espacio. La ubicación e inclinación de las riendas y los puntales deberán ser elegidas considerando las limit limitaci acion ones es impues impuestas tas por las dista distanci ncias as a tierra tierra de las las parte partess energ energiz izada adass y las condiciones necesarias para asegurar el equilibrio estático entre las distintas resultantes posibles de las acciones sobre la cruceta. La selección de estas variables incidirá también en la magnitud de los desplazamientos de los puntos de sujeción de los cables y en el valor de las cargas sobre fundaciones.
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5.4. 5.4.1. 1.22 Reti Reticu cula lado doss Una vez diseñadas las siluetas estructurales, se definirán las triangulaciones interiores. Sus inclinaciones serán las adecuadas para optimizar los valores de los esfuerzos a transmitir y para ofrecer a cordones y montantes sustentaciones transversales que permitan mantener sus esbelteces dentro de rangos adecuados. De ser necesario, se agregarán rompetramos. En mallas de diagonales es conveniente plantear una variación gradual de longitudes y pendientes de las barras y de alturas de los tramos para obtener dimensionamientos más racionales y económicos. Cuando se adopten mallas constituidas por diagonales y contradiagonales, se recomienda dise diseña ñarl rlas as para para abso absorb rber er esfu esfuer erzo zoss de comp compre resi sión ón y trac tracci ción ón,, y no como como “sól “sólo o traccionadas”. traccionadas”. De esta manera se obtienen estructuras más rígidas. Para asegurar la apropiada distribución de los esfuerzos, se evitarán ángulos inferiores a 15º entre barras concurrentes a un nudo. En general es deseable obtener una disposición de barras estructurales simple. El objetivo último del diseño es el de obtener una estructura económica que sea bien proporcionada y estéticamente aceptable.
5.4.1. 5.4.1.33 Cuadro Cuadross de Rigi Rigidez dez En torres de grandes dimensiones de sección transversal cuadrada o rectangular, a menudo es necesa necesario rio prever prever cuadr cuadros os horiz horizont ontale aless de rigide rigidezz para para distri distribu buir ir accio acciones nes global globales es torsionales entre las caras de la estructura o para disminuir las luces de la flexión horizontal provocada por la presión del viento actuando sobre una cara. Estos Estos cuadro cuadross tambi también én puede pueden n ser útile útiless para para reduci reducirr las longit longitude udess de pandeo pandeo de diagonales y travesaños de las caras fuera de su plano, o para reducir distorsiones de la torre ante la acción de vientos en dirección oblicua, o por consideraciones relacionadas con el montaje. En general es recomendable agregar un cuadro horizontal en los primeros 20 metros de la torre, y otros adicionales adicionales para troncos de altura superior a los 50 metros.
5.4.1. 5.4.1.44 Varian Variantes tes de Altur Alturaa Como es sabido, las variantes en altura de las estructuras autosoportadas se obtienen intercambiando intercambiando las extensiones extensiones de patas y agregando extensiones extensiones de tronco. El sistema de extensiones debe diseñarse de manera tal que las extensiones de patas sean “universales”, “universales”, es decir, aplicables al tronco básico y a cualquier extensión de tronco. De esta manera se reduce la variedad de piezas a fabricar y el tonelaje de los repuestos. Para lograrlo, las extensiones de tronco deben ser proyectadas con vigas de adaptación al ancho superior de las patas. Por su parte, las variantes en altura de las estructuras arriendadas se obtienen manteniendo la cruceta e intercambiando conjuntos de puntales y riendas. Los puntales de diferentes alturas deben tener idénticos extremos. Las distintas longitudes se obtendrán por agregado o eliminación de prolongaciones de tramos centrales. Todas las prolongaciones deberán tener la misma sección de montante y diagonales. Cada conjunto de puntales y riendas deberá respetar las distancias eléctricas mínimas a tierra.
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5.4. 5.4.22
Crit Criter erio ioss de de Dis Diseñ eño o de de Bar Barra rass
5.4.2.1 5.4.2.1 Elección Elección de los Materiales Materiales La calidad del material de perfiles y chapas será el especificado respectivamente en las normas IRAM-IAS U-500/503 e IRAM-IAS U500/42 o, en su defecto, en normas de origen extranjero reconocidas reconocidas internacionalmente. internacionalmente. Se recomienda seleccionar no más de dos calidades diferentes de acero estructural en un dete determ rmin inad ado o proy proyec ecto to:: un acer acero o de alta alta resi resist sten enci cia a para para las las barr barras as some sometitida dass a solicitaciones que permitan desarrollar tensiones elevadas, como tracción o compresión en el rango de pequeñas esbelteces y un acero de resistencia normal para el resto de los elementos estructurales. En algún caso puede decidirse la utilización de acero de alta resist resisten encia cia para para rompet rompetram ramos os que, que, por por poseer poseer pequeñ pequeñas as pendie pendiente ntes, s, pueda puedan n estar estar sometidos a flexiones locales durante el montaje. Es habitual la elección de materiales de calidad F36 o similares como aceros de alta resistencia y de calidad F24 o similares como aceros de resistencia normal. Es altam altamen ente te inconv inconveni enient ente e diseñ diseñar, ar, dentro dentro de una misma misma estru estructu ctura, ra, barras barras de igual igual sección transversal y diferente calidad. Se considera aceptable el uso de perfiles ángulo de alas desiguales sólo cuando pueda justificarse que el diseño así logrado es más eficiente que al adoptar ángulos de alas iguales.
5.4.2. 5.4.2.22 Dimens Dimension iones es Mínima Mínimass El espesor mínimo de los elementos estructurales será de 3 mm para perfiles y de 5 mm (o 3/16”) para cartelas de nudo. Para barras principales tales como cordones de crucetas y ménsulas o montantes de troncos y bases se recomienda no utilizar espesores inferiores a los 5 mm (o 3/16”). Precauciones adicionales deberán ser adoptadas en el caso de barras que trabajen en contacto con el terreno. El ancho mínimo del ala de perfiles angulares será de 35 mm. Para barras principales se recomienda recomienda no utilizar anchos inferiores a 50 mm.
5.4.2. 5.4.2.33 Esbelt Esbeltece ecess Máxima Máximass Las Las limi limita taci cion ones es de esbe esbeltltez ez de las las barr barras as estr estruc uctu tura rale less son son las las que que se deta detallllan an a continuación:
Barras sometidas a esfuerzos de compresión, en general: KL/r ≤ 200 donde L es la longitud de pandeo o distancia entre puntos indesplazables, K es el factor de longitud efectiva, y r es el radio de giro de la sección transversal.
Montantes de troncos y bases: L/r ≤ 150
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Rompetramos: KL/r ≤ 250
Barras sólo traccionadas, en general: L/r ≤ 350
Barras principales sólo traccionadas, por ej. cordones superiores de ménsulas: L/r ≤ 300
5.4.2.4 Propiedades de la sección transversal En los casos en que no se especifique la sección transversal neta, las propiedades estáticas de la sección transversal se calcularán en base a la sección bruta, sin descuento alguno por agujeros. La sección transversal neta se define más abajo.
5.4.2.5 Compresión a) Tensiones límites: La tensión límite de compresión F a , sobre la sección transversal bruta, de barras solicitadas a compresión axial será: KL / 1 F a = 1 − 2 C c
F a =
C c =
2023000
( KL r )
2
2 F y
r
, si KL/r ≤ C c
, si
KL/r > C c
2π 2 E
F y
donde F y es la tensión límite de fluencia del acero en MPa, E es el módulo de elasticidad longitudinal del acero (205000 MPa), L , K y r ya definidos. b) Influencia de la relación ancho espesor del ala: La relación w / t , donde w es el ancho efectivo y t es el espesor del ala del perfil angular no deberá exceder de 25. El ancho efectivo se obtiene descontando, al ancho total de ala, el espesor y el radio de curvatura interno de laminación. Si w / t excediera el valor límite (w / t)lím definido en la siguiente expresión, deberán ajustarse las fórmulas de cálculo de la tensión límite de compresión mediante el reemplazo en aquellas de la tensión límite de fluencia F y por la tensión crítica F cr . 210
(w / t)lím =
F y
c) Cálculo de F cr : ATEERA
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La tensión crítica F cr se obtendrá de las siguientes expresiones: F cr =
1.667 −0.677
w t
( w t ) lím
F y
( w t )
, si (w / t)lím ≤ w / t ≤
F y
378
65500
F cr =
378
, si
2
w/t>
F y
d) Determinación del factor K : El factor de longitud efectiva K se determinará como se detalla a continuación:
Para barras con carga centrada en ambos extremos del tramo entre restricciones K=1
, siendo
0 ≤ L / r ≤ 120
Para barras con carga centrada en un extremo y excentricidad normal constructiva en el otro del tramo entre restricciones K=
30
+0.75
L r
L r
, siendo
0 ≤ L / r ≤ 120
Para barras con excentricidad normal constructiva en ambos extremos del tramo entre restricciones K=
60
+0.5
L r
, siendo
L r
0 ≤ L / r ≤ 120
Para barras no restringidas contra rotaciones en ambos extremos del tramo K=1
, siendo
120 ≤ L / r ≤ 200
Para barras parcialmente restringidas contra rotaciones en un extremo del tramo K=
28 .6
+0.762
L r
L r
, siendo
120 ≤ L / r ≤ 225
Para barras parcialmente restringidas contra rotaciones en ambos extremos del tramo K=
46 .2
+0.615 L r
L r
, siendo
120 ≤ L / r ≤ 250
Toda unión de un único bulón, ya sea en un extremo de la barra o en una vinculación intermedia, no constituye restricción alguna contra rotaciones. Una unión constituida por dos o más bulones y diseñada de forma de minimizar las excentricidades constructivas, puede ser considerada como restricción parcial en el caso de que conecte dicha barra a otra con capacidad de resistir las rotaciones del nudo. e) Casos particulares de cocientes L / r : En barras con vinculaciones intermedias coincidentes en ambas caras (por ejemplo montantes de troncos con mallas de nudos coincidentes), la longitud L será la correspondiente al tramo intermedio más largo en el que esté dividida la barra y el radio de ATEERA
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giro r a considerar será el mínimo de la sección transversal de la barra ( r zz ) En barras con vinculaciones intermedias no coincidentes en ambas caras (por ejemplo montantes de troncos con mallas no coincidentes), el cociente L / r a considerar será el mayor entre L zz / r zz
, y
1.2 L xx / r xx donde L zz es la longitud del tramo intermedio más largo en el que está dividida la barra, L xx es la máxima distancia entre vinculaciones sucesivas en una sola cara de la barra y r xx es el radio de giro de la sección transversal de la barra respecto de un eje paralelo a una de sus caras. Si en este último caso existieran vinculaciones coincidentes en ambas caras, cada cuatro tramos como máximo, el cociente L / r a considerar podría reducirse al mayor entre L zz / r zz
, y
L xx / r xx En mallas reticuladas constituidas por una diagonal y una contradiagonal vinculadas en su punto de cruce, podrá considerarse a éste como una restricción parcial al pandeo fuera del plano de la barra comprimida, siempre que el esfuerzo de la barra traccionada sea igual o mayor al 60 % del esfuerzo de la comprimida. El cociente L / r será el mayor entre L zz / r zz
, y
( L1 + 0.5 L2 ) / r xx donde L 1 es la semilongitud mayor de la diagonal o máxima distancia entre el punto de cruce y uno de los extremos de esta y L2 es su complemento. f) Rompetramos: Se recomienda que los rompetramos tengan una capacidad portante mínima a esfuerzos de compresión y tracción equivalente al 2 % del máximo esfuerzo de compresión de la barra cuya longitud de pandeo restringe. Deberá prestarse atención a la posibilidad de que aparezcan esfuerzos reales, en los rompetramos, como consecuencia de excentricidades constructivas de barras principales no previstas en el sistema geométrico considerado para el análisis estructural. Esta situación suele presentarse en las caras de ménsulas de conductores y soportes de cables de guardia.
5.4.2.6 Tracción a) Sección transversal neta: La sección transversal neta A n es igual a la sección transversal bruta A g , menos los descuentos correspondientes a agujeros o aberturas existentes en la sección considerada. Si existiera una cadena de agujeros sobre una línea diagonal o quebrada, el ancho neto del elemento se determinará restando, del ancho bruto, la suma de los diámetros de todos los agujeros de la cadena y sumando, para cada espacio entre ellos, la cantidad s 2 /4g , donde ATEERA
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s es la componente longitudinal y g la transversal de aquel espacio. La sección A n es, en ese caso, el valor correspondiente al menor ancho neto obtenido de las diferentes cadenas de agujeros que fuera posible plantear. El espacio entre dos agujeros que están en diferentes alas será igual a la suma de las distancias, desde cada uno de ellos hasta la arista común de ambas alas, menos el espesor. Los agujeros correspondientes a bulones deben considerarse 1,5 mm mayores que el diámetro nominal de aquellos. b) Tensiones límites: La tensión límite de tracción F t sobre la sección transversal neta de barras solicitadas a tracción centrada será igual a F y , en el caso de que la unión se desarrolle en ambas alas del perfil angular e igual a 0.9 F y , en el caso de que solamente esté unida un ala. Si el ala unida es la menor de un angular de alas desiguales, para el cálculo de la sección neta deberá considerarse al ala no conectada como si fuera igual a la unida. Las excentricidades constructivas normales ya están tenidas en cuenta en estas tensiones límites. c) Riendas: La carga límite de tracción de riendas será igual al 65 % de la carga de rotura del cable adoptado.
5.4.2.7 Flexión En el caso de que se presente este tipo de solicitación se recomienda la adopción de los criterios establecidos en el apartado 4.14 del Manual 52 del A.S.C.E.
5.4.2.8 Corte En el caso de que se presente este tipo de solicitación se recomienda la adopción de los criterios establecidos en el apartado 4.15 del Manual 52 del A.S.C.E.
5.4.2.9 Esfuerzos combinados En el caso de que se presente este tipo de solicitación se recomienda la adopción de los criterios establecidos en los apartados 4.12 y 4.13 del Manual 52 del A.S.C.E.
5.4.3
Criterios de Diseño de Uniones
5.4.3.1 General Las uniones entre las barras deberán ser proyectadas de forma tal que las excentricidades en la transmisión de los esfuerzos sean mínimas. Las uniones se harán con bulones de cabeza hexagonal. La soldadura sólo será admisible en los casos particulares en que sea imposible el uso de bulones. No se proyectarán uniones soldadas en obra. Se recomienda la selección de no más de dos diámetros distintos de bulones en cada tipo ATEERA
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de estructura.
5.4.3.2 Elección de los Materiales La calidad del bulón responderá a la norma IRAM 5214 o a normas internacionales de reconocido prestigio. Se recomienda la selección de bulones de calidad superior o, al menos, igual a la clase de resistencia 4,6 de la citada norma.
5.4.3.3 Corte La tensión límite de corte F v , sobre la sección efectiva del bulón, será igual a 0.62 F y donde F y es la resistencia nominal última del material del bulón. La sección efectiva del bulón coincide con su sección transversal bruta si la rosca está excluida del plano de corte o con la sección del núcleo de la rosca en caso contrario.
5.4.3.4 Tracción La tensión límite de tracción F t sobre la sección resistente del bulón será igual a 0,6 F y. La sección resistente del bulón A s puede ser calculada mediante la expresión:
[ ] As = π d − 0.974P
2
,
4
donde d es el diámetro nominal del bulón y P es el paso de la rosca. En el caso de que se presenten esfuerzos simultáneos de corte, la tensión límite deberá ser corregida de acuerdo a la siguiente fórmula: F t(v) =
1
−(
2
f v Fv ) F t
,
donde F t(v) es la tensión límite de tracción corregida por influencia del esfuerzo de corte, f v es la tensión de corte sobre el área efectiva, F t y F v ya fueron definidas.
5.4.3.5 Aplastamiento La tensión límite de aplastamiento, calculada como el esfuerzo de corte en un bulón, dividido por el producto de su diámetro por el espesor del elemento conectado, será igual a 1,5 F u del elemento conectado o del bulón.
5.4.3.6 Dimensiones Mínimas Los bulones estructurales deberán tener un diámetro mínimo de 12 mm. La longitud debe ser tal que, después de apretada la tuerca, quede una longitud libre de unos tres filetes de rosca.
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La distancia al extremo de una barra con esfuerzo desde el eje del bulón será, como mínimo, igual a 1,8 d , siendo d el diámetro del bulón. La distancia entre centros de bulones no debe ser inferior a 2,4 d. La distancia entre el eje de un bulón y el borde del perfil no debe ser inferior a 1,2 d, para borde laminado, o 1,4 d para borde cortado. El diámetro del bulón deberá ser compatible con el ancho de ala del perfil unido.
5.4.4
Criterios de Diseño de los Detalles Constructivos
5.4.4.1 General El diseño de los detalles constructivos buscará, como criterios, la sencillez, la facilidad de montaje y la multiplicación de piezas comunes. Las piezas deben disponerse de modo tal que no acumulen agua de lluvia. Si esto no es posible, se preverán agujeros de drenaje. Las diagonales cruzadas se abulonan en su intersección. Si las superficies de contacto no estuvieran en el mismo plano, se agregarán suplementos. La máxima longitud de cualquier pieza aislada será tal que permita el galvanizado en un solo baño. Debe también admitir su manipuleo y transporte sin que se produzcan deformaciones permanentes debidas a su peso propio. Se recomienda evitar en lo posible cartelas de unión. Se diseñarán, cuando sean necesarias, evitando aristas libres una vez ya colocadas. El espesor de las cartelas será, al menos, 1,5 mm mayor que el mayor espesor a unir. Las barras permanentemente traccionadas se detallarán más cortas que las longitudes teóricas necesarias. Las barras de 4 metros de longitud o menos se detallarán 3 mm más cortas. Las barras mayores se detallarán más cortas en 3 mm más 0,5 mm por cada metro adicional o fracción. En el caso de que estén empalmadas, se adicionará 1 mm de reducción por cada empalme solapado o 1,5 mm cuando el mismo se realice por medio de cubrejuntas.
5.4.4.2 Estructuras arriendadas La conexión entre los puntales y la cruceta será una articulación verdadera de eje horizontal y paralelo a la línea de transmisión. La conexión entre los puntales y la fundación permitirá el movimiento universal y el desmontaje de la estructura sin dañar la fundación.
5.4.4.3 Obstáculo antisubida (antiescalante) En el diseño de las torres se deberá tener en cuenta que deben colocarse en todos los soportes que se instalen en zonas urbanas, suburbanas y rurales con población cercana a las instalaciones, obstáculos antisubida de acuerdo a la Resolución ENRE 0033/2004 y demás normativas que de ella se desprenden.
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5.4.4.4 Protección contra asentamiento de pájaros en estructuras de suspensión Las estructuras de suspensión llevarán chapas galvanizadas de 400 mm de ancho por 600 mm de largo del calibre Nº 18, convenientemente abulonadas en el extremo de las ménsulas en su parte superior de manera que las aves no puedan asirse en sus bordes y en el caso que se asentaran, sus excrementos no caigan sobre la cadena de aisladores o entre raquetas produciendo fallas a tierra. Será valido la adopción de otro sistema (Por ejemplo: perfiles en forma de Y con serruchos) para lo cual se deberá presentar antecedentes de utilización comprobables.
5.5 METODOLOGIAS DE DISEÑO DE ESTRUCTURAS METALICAS 5.5.1
Análisis de Cargas
El análisis de cargas y la confección de los estados de carga se harán de acuerdo a los lineamientos definidos en esta guía. El cálculo de las cargas gravitatorias y de viento sobre la propia estructura podrá realizarse reemplazando las cargas distribuidas sobre los diferentes sectores, por un conjunto de cargas concentradas equivalentes, aplicadas en nudos. Para el cálculo del viento transversal sobre la cruceta se tomará del área proyectada correspondiente y el 15 % del área frontal, lo que sea mayor. El proyectista deberá detectar y analizar condiciones particulares de carga que puedan ser determinantes:
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Desbalanceos provocados por el desmontaje de uno o más conductores o cables de guardia. Ausencia de una terna completa en el caso de estructuras de soporte de doble terna; combinaciones de cargas transversales inferiores a las máximas que pudieran ser determinantes en algunas diagonales. Diferencias entre vanos gravantes y vanos eólicos. Viento en dirección oblicua sobre estructuras altas. Esfuerzos torsionales sobre estructuras de retención por diferencias entre las dimensiones de los vanos adyacentes. Tiros con componentes verticales hacia arriba sobre estructuras de retención o terminales; etc. •
•
• • •
•
A fin de evitar la propagación de fallas a través de los cables de guardia, los soportes de cables de guardia deberán resistir cargas longitudinales, por lo menos, 15 % más grandes que las del resto de la estructura. A partir del conocimiento de las operaciones de montaje, tendido de cables, flechado y mantenimiento, se establecerán estados de carga convencionales para lograr adecuadas condiciones de seguridad para las vidas de los operarios. Toda barra que por ser horizontal o de escasa pendiente pueda ser usada por los operarios para escalamiento o apoyo durante las tareas de mantenimiento, deberá ser verificada a flexión con una carga vertical de 1,5 kN aplicada en su centro.
5.5.2
Análisis Estructural
El análisis estructural se realizará utilizando cargas últimas. Los coeficientes de seguridad a emplear serán:
1,5 para cargas normales 1,09 para cargas extraordinarias Para el cálculo de las solicitaciones en las barras se recomienda adoptar la hipótesis de reticulado ideal, es decir, suponer que las barras están articuladas en los nudos. Los resultados de un análisis estructural realizado mediante programas de computación, normalmente, dependen de las secciones transversales adoptadas en el modelo de cálculo. Un cambio en estos valores puede determinar una distribución diferente de los esfuerzos entre los elementos estructurales. El proyectista deberá ser cuidadoso en su estimación previa de secciones e incluso deberá estar dispuesto a corregirla cuando quede desvirtuada por las secciones resultantes del dimensionamiento. En otros casos deberá elegir, en forma deliberada, secciones menores o mayores a las reales para compensar efectos que el modelo matemático no está en condiciones de evaluar, como juego de bulones o flexibilidades de detalles constructivos. Un análisis de primer orden es normalmente adecuado para la mayoría de las estructuras autosoportadas. Por el contrario, cuando se trate de estructuras especialmente esbeltas, como por ejemplo los puntales de estructuras arriendadas, se impone considerar efectos de segundo orden.
5.5.3
Dimensionamiento
El dimensionamiento de barras y uniones se hará de modo que las tensiones últimas calculadas no excedan los valores límites establecidos en 5.4.2 y 5.4.3. ATEERA
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5.5.4
Cargas sobre fundaciones
Las cargas sobre fundaciones se calcularán en base a cargas de servicio, con los coeficientes de seguridad correspondientes a cada hipótesis. Los coeficientes de minoración de resistencia que corresponda aplicar serán determinados por el proyectista de las fundaciones. Se prepararán listados de las cargas sobre fundaciones para cada una de las hipótesis de carga consideradas.
5.5.5
Ensayos de Prototipo
En el caso de estructuras numerosas se recomienda la ejecución de ensayos de prototipo con el objeto de ajustar y perfeccionar el diseño.
5.5.5.1 Condiciones generales El ensayo debe ser hecho sobre un prototipo que represente, lo más fielmente posible, a la estructura que se proyecta. La geometría, materiales y procedimientos de fabricación y montaje deben corresponder a los de la estructura definitiva. El soporte a ser ensayado deberá ser montado, siempre que sea posible, sobre una base rígida. Los estados de carga aplicados sobre la torre de ensayo deben ser elegidos de manera de verificar aquellas hipótesis que dimensionen el mayor número de barras. Las cargas deben ser últimas e incluir todos los factores de mayoración considerados en el diseño. Las cargas de viento sobre estructura serán aplicadas como cargas concentradas en nudos principales de la misma. Las cargas de cables serán aplicadas de modo tal que actúen en forma similar a las reales. Las cargas se aplicarán evitando efectos dinámicos. Se aplicarán en etapas: generalmente del 50%, 75%, 90%, 95% y 100% de los valores máximos especificados. En cada etapa intermedia se mantendrá la carga durante el lapso de tiempo necesario para efectuar las mediciones de las deformaciones y visualizar las señales de eventuales fallas. En la etapa final, la carga se mantendrá durante cinco minutos. Cuando ocurra una falla prematura, deben estudiarse las causas y las medidas correctivas. Una vez reemplazadas las piezas falladas y las afectadas, como consecuencia de la rotura de la estructura, deberá repetirse el estado de carga.
5.5.5.2 Informe Debe confeccionarse un Informe Final de Ensayo, que contenga al menos la siguiente información: a) b) c) d) ATEERA
La designación y descripción de la estructura ensayada. Nombre del propietario de la instalación. Lugar y fecha de ejecución del ensayo. Nombre del proyectista estructural. 46
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e) Nombre del fabricante de la estructura ensayada. f) Nombre de las personas presentes y empresas representadas. g) Lista de los planos de fabricación y montaje de la estructura ensayada, actualizados con las modificaciones que eventualmente se hubieren introducido como consecuencia del ensayo. h) Croquis de la torre conteniendo sus dimensiones básicas, puntos de aplicación de las cargas y tablas de las cargas aplicadas. i) Esquemas descriptivos de los dispositivos utilizados para simular los estados de carga. j) Descripción breve de los equipos utilizados e identificación, distribución y certificados de calibración de los instrumentos de medición. k) Tabla de deformaciones medidas. l) En caso de falla: una breve descripción de la falla, identificación de la hipótesis y etapa de carga en que se produjo, características mecánicas y dimensionales de los elementos que fallaron, fotografías, acciones correctivas adoptadas. m) Fotografías de la estructura, de aspectos generales del ensayo y de las piezas que hubieran fallado.
5.6 ESTRUCTURAS DE HORMIGON Las estructuras serán de Hormigón armado pretensado y responderán a la Norma IRAM 1605 en su última versión. La calidad de los materiales componentes, procedimientos de fabricación, montaje y metodología de control de la calidad de los materiales y elementos fabricados cumplirán con las especificaciones que establece el Reglamento CIRSOC 201 en vigencia. Deberán ser construidas con cementos especiales, resistentes a la agresividad del microclima que se presenta en la zona y con incorporadores de aire. El oferente deberá indicar en su presentación las características de los materiales y la metodología que emplea para lograr la preservación que se busca. Las estructuras contarán con ménsulas y travesaños de hormigón armado para soporte de los conductores salvo que se especifique otra solución en el Pliego de Condiciones Técnicas Particulares. Las ménsulas y/o crucetas tendrán la parte horizontal hacia arriba.
5.6.1
Coeficiente de Seguridad
Los coeficientes de seguridad que se adoptarán son: Tres (3) para condiciones normales Dos (2) para condiciones extraordinarias
5.6.2
Cálculo de Estructuras
Se presentará para su aprobación y previo al inicio de la construcción de la estructura, el plano completo de la armadura, la verificación analítica de las secciones y las tensiones para las cargas requeridas para su aprobación, siendo esto válido también para las ménsulas soporte de conductores. Los cálculos estructurales se realizarán de manera tal que las mismas soporten los esfuerzos de torsión que surgen de las hipótesis de cargas extraordinarias. Se deberán contemplar en la aceptación de la provisión de postes los ensayos de flexotorsión a realizar para verificar su
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resistencia.
5.6.3
Materiales
Hormigones: La calidad mínima de los hormigones, medida como resistencia característica en MN/m2 será: • • •
Postes premoldeados de hormigón pretensado H-25 Elementos premoldeados en general H-21 Elementos hormigonados in situ H-17
Solo se admitirá el hormigonado in situ de los huelgos entre piezas premoldeadas y el relleno de vínculos o empotramientos.
Armaduras Los aceros de las armaduras deberán cumplir con las Normas Iram vigentes y aplicables a cada caso en particular. Queda prohibido el uso de distintos tipos de acero en una misma armadura. Será motivo de rechazo la disminución de la sección de las barras por causa de la soldadura, o cuando se demuestre experimentalmente que la resistencia de la unión soldada es menor a la de la barra sin soldar. En las secciones de menos de 5 (cinco) barras no se aceptarán empalmes. Se aceptará como máximo 5 (cinco) empalmes por barra longitudinal siempre que cumplan con las normas IRAM en vigencia. Para que las partes externas de las armaduras queden protegidas mediante los recubrimientos mínimos exigidos, se utilizarán separadores o soportes de mortero o material plástico no pudiendo utilizarse metálicos o de madera. Las cuantías de acero, y las longitudes de anclaje y empalme, deberán cumplir con los valores mínimos que establece la Reglamentación CIRSOC 201 en vigencia. Cuando los soportes estén destinados a zona sísmica, las armaduras deberán cumplir con los requerimientos complementarios para le detalle de armadura que establece el Reglamento INPRES-CIRSOC 103 en vigencia. Los bloquetes para las distintas conexiones de puesta a tierra (para cable de protección, cuando exista, ménsulas, crucetas y conexión de jabalinas) serán de bronce y se conectarán mediante soldadura cuproaluminotérmica a un hiero dulce (Ø = 10 mm) que se colocará a tal efecto en la armadura y no formará parte de la estructura resistente. En los postes destinados a las zonas urbanas y suburbanas se deberán instalar dos (2) bloquetes para la conexión inferior de la puesta a tierra.
5.6.4
Indicación de Características
Los postes llevarán en bajo relieve de modo que sea legible todas las características que fija la Norma IRAM 1605.
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5.7 ESTRUCTURAS TUBULARES DE ACERO 5.7.1
Diseño
Las estructuras podrán estar constituidas por tubos de sección circular o poligonal regular de acero. Los tubos podrán ser del tipo sin costura o podrán fabricarse a partir de hojas y chapas de acero roladas o plegadas para obtener la sección circular o poligonal y soldadas longitudinalmente ó por acoplamiento por el enchufe de tramos cónicos. El proceso de plegado deberá ser tal de obtener una única presión en toda su longitud. El fuste se diseñará en varios tramos unidos entre si por medio de sectores troncocónicos soldados, o podrán ensamblarse por medio de unión telescópica, siendo en este caso el solape no inferior a 1,5 veces el mayor diámetro interior de las partes en correspondencia. En ambos lados del solape, los apoyos estarán equipados con placas soldadas de anclaje para facilitar la aplicación de la tracción necesaria para la unión de los elementos que componen el fuste. Todas las estructuras deberán suministrarse con una placa soldada en la cabeza de la misma. Las ménsulas serán tubos de sección circular o poligonal regular y deberán ser desmontables. El diseño de las mismas deberá ser de forma tal de reducir al mínimo el impacto ambiental. El los postes de acero pintado que utilicen bulones para el montaje, deberá garantizarse una correcta continuidad eléctrica entre morsetería, estructura y puesta a tierra.
5.7.2
Materiales
La calidad mínima de las Chapas para las estructuras será F-24. El espesor dependerá del procedimiento de soldadura pero no será inferior a 4 mm. Los elementos o tramos empotrados en el hormigón tendrán un mínimo de 6,35 mm.
5.7.3
Soldadura
La ejecución, procedimiento, calificación e inspección de las uniones soldadas responderán a las especificaciones de la Norma ANSI/AWS de aplicación y serán sometidas a aprobación previa de la Transportista. Las soldaduras longitudinales del fuste se deberán realizar empleando procesos automáticos y de penetración completa.
5.7.4
Tratamiento Superficial
Los postes deberán ser provistos totalmente terminados en fábrica, de manera tal que no sea necesario realizar tareas posteriores de mecanizado, soldaduras, recubrimientos protectores, etc. Dependiendo del tamaño y de la especificación particular de la Transportista el tratamiento superficial podrá ser galvanizado o pintado. En el caso de galvanizado, todos los materiales salvo la tornillería serán galvanizados según la norma ASTM A 123 y Norma IRAM 121. Los pernos, tuercas y arandelas serán galvanizadas según la Norma ASTM a 153. El tramo inferior del fuste irá protegido, además del galvanizado, en su parte exterior al nivel del suelo con pintura bituminosa. ATEERA
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En caso de soportes pintados, el tratamiento responderá a la especificación particular de la Transportista que poseerá entre otras exigencias: • • • • • •
Limpieza y preparación de superficies. Esquema y Tipo de pinturas y diluyentes. Metodología de aplicación, colores, espesores. Control de pinturas y del esquema Ensayos Protección de superficies pintadas.
5.7.5
Implantación de las Estructuras
Las estructuras podrán implantarse por el método de placa base con pernos de anclaje empotrados en el macizo de hormigón de la fundación ó por empotramiento directo en el macizo de hormigón de la fundación.
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6. DOCUMENTACIÓN DEL PROYECTO Generalidades Para la ampliación del sistema de transporte la Documentación del “PROYECTO” se elaborará en dos etapas: Etapa 1: Estudios Básicos – Anteproyecto – Pliego de Condiciones Etapa 2: Proyecto ejecutivo – Ejecución de obra – Conformes a obra En la etapa 1 se deberá contar con la información necesaria para definir las características generales de la obra y su viabilidad. Esto incluye como mínimo estudio de trazas, gestión de permisos ante autoridades correspondientes, evaluación de impacto ambiental, diseño y calculo preliminar de bases, estructuras, conductor, estudios de suelo etc. Esta etapa concluirá con un Pliego de Condiciones aprobado por la Transportista en el cual se establecerán las condiciones para desarrollar la obra requerida. Sin este requisito no se podrá pasar a la Etapa 2. En la etapa 2 se ejecutará el Proyecto Ejecutivo de la Obra de acuerdo a lo indicado en el Pliego de Condiciones establecido en la Etapa 1. Para el desarrollo del PROYECTO se tendrá en cuenta el criterio del Proyectista, como así también las condiciones y características del sistema de transporte existente que serán informadas por el Transportista.
6.1 DOCUMENTACIÓN Se entiende por Documentación Técnica de Proyectos y Obras a aquella indispensable para el proyecto que se ejecutará. El Proyectista deberá producir y emitir la documentación según las formas y procedimientos que fije cada transportista y lo aquí expuesto.
6.1.1
Presentación de Documentación
Se establecerá un cronograma de entregas acordado con la Transportista para la presentación de la documentación de ambas Etapas. El cronograma de entrega de los documentos para aprobación deberá elaborarse atendiendo los siguientes criterios: a) La presentación de cada documento deberá seguir un orden tal que permita a la Transportista disponer de suficiente información previa para analizarlo. b) La presentación deberá efectuarse con la necesaria anticipación de manera de permitir el cumplimiento del procesamiento de aprobación que indique la Transportista, sin obstaculizar el normal desenvolvimiento de los trabajos en los plazos estipulados. c) Los documentos contendrán toda la información de detalle necesaria en una escala aprobada por la Transportista y con los cortes y vistas suficientes para mostrar con claridad el trabajo del que son objeto. d) Durante todo el transcurso de las obras, se deberá mantener en los emplazamientos o en fábrica, la documentación y juegos de planos aprobados que sean necesarios para el personal de supervisión, de montaje, y de ejecución de ensayos y puesta en servicio.
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6.1.2
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Planos del PROYECTO
La confección de los planos se realizará de acuerdo con las indicaciones de la última edición del Manual de Normas de Dibujo Técnico de IRAM y con los rótulos a acordar con la Transportista. Los planos se enumerarán en forma correlativa mediante un código aprobado, pudiendo emplear el Proyectista, paralelamente, su propio código. En cada plano deberá indicarse el número y concepto de cada modificación hecha en él y, cuando corresponda, en el rótulo deberá figurar el número del plano reemplazado. Todas las revisiones de los planos deberán aparecer señaladas por número o letra, fecha y tema, en espacio conveniente en el propio plano, debiéndose también identificar la parte revisada. Toda presentación de planos deberá estar precedida por la correspondiente memoria de cálculo, u otra documentación técnica, que justifique el diseño o solución propuesta. La documentación estará integrada, como mínimo, por los siguientes documentos: • • • • • • • • • • • • • • •
Planillas de distribución de las estructuras. (Planialtimetria y planta) Memorias de cálculo de los distintos tipos de estructuras. Memorias de cálculo de los distintos tipos de fundaciones. Planos de montajes de las estructuras. Planos de morsetería correspondiente a los distintos tipos de cadenas. Planos de los stock-bridge. Planos de los aisladores. Planos de las fundaciones. Planillas de estacas y sostenes y de tipificación de los suelos. Planos de detalles de los cruces y de las acometidas. Memorias de cálculo de las puestas a tierra. Planos de detalles de las puestas a tierra de todas las estructuras. Medición final de las puesta a tierra. Franja de Servidumbre y Mensuras. Tabla de tendidos (inicial y final).
Los Planos Conforme a Obra serán elaborados por el Proyectista en un todo de acuerdo con las normas correspondientes y el pliego de condiciones y serán entregados a la Transportista, en las condiciones establecidos cantidad, formatos, copias, soportes magnéticos etc. Se debe tener en cuenta que es condición previa a la Recepción Provisoria de las Obras la aprobación y entrega de la documentación establecida en este literal (b).
6.1.3
Memorias de cálculo del PROYECTO
Las memorias de cálculo que corresponde presentar deberán incluir croquis en los que se muestren, para cada elemento del suministro, los esfuerzos externos activos y reactivos, esfuerzos internos solicitantes y resistentes, verificaciones de vibraciones y efecto de viento y, cuando corresponda, diagramas, curvas, gráficos y tablas, según se indique en las Especificaciones Técnicas correspondientes. Se deberá hacer referencia a las normas aplicadas, indicando: procedencia, nombre, sigla,
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número, etc. El Proyectista suministrará, a la Transportista, toda la información que a juicio de ésta sea necesaria para su evaluación. Todo cálculo o verificación deberá detallar claramente la metodología empleada, en especial aquellos efectuados mediante programas de computadora, los que deberán incluir la descripción del proceso de cálculo empleado en el programa a efectos de realizarse la verificación del mismo. El origen bibliográfico de las fórmulas, métodos de cálculo, etc., deberá ser indicado a través de su nombre, sigla, número o edición, entidad o editor y página.
6.1.4
Catálogos
Para cada componente de fabricación seriada, incorporada a la provisión, el Proyectista deberá proveer catálogos y/o informaciones completas, incluyendo hojas de datos y de aplicación. También serán mencionadas en los planos y en las listas de materiales en los cuales aparezcan.
6.1.5
Propiedad de los Documentos
Todos los documentos preparados por el Proyectista relativos a este Proyecto quedarán de propiedad del Transportista. Por lo tanto, éste tendrá el derecho, sin requerir autorización alguna del Proyectista, a usar, copiar, reproducir, y entregar a terceros relacionados con el suministro, planos, instrucciones y otras informaciones relativas a materiales y elementos provistos.
6.2 REQUISITOS AMBIENTALES El Proyectista deberá dar cumplimiento a la totalidad de las normas ambientales nacionales, provinciales y municipales vigentes al momento de la ejecución de las distintas etapas, así como también los resultados del ESTUDIO DE IMPACTO AMBIENTAL y de la profundización de dicho Estudio a ser realizada en los Planes de Monitoreo y de Contingencia para las etapas de Proyecto Ejecutivo, Construcción, Operación y Mantenimiento de las Obras. También se dará cumplimiento a lo establecido en relación a los Requisitos Ambientales por la Secretaría de Energía y/o ENRE.
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7. CONDUCTORES 7.1 CONDUCTORES DE ENERGIA En las líneas de alta tensión se utilizarán cables de aleación de aluminio, aluminio acero o cobre, según las necesidades del sistema. Las características, requerimientos, métodos de ensayos de remesa y de rutina, técnicas de muestreo y condiciones de aceptación del conductor, deberán ajustarse a las especificaciones contenidas en la norma IRAM 2187, 2212 y 2004. El Oferente podrá proponer otras normas de fabricación y ensayos de igual ó superior exigencia, y de reconocida aplicación internacional para este tipo de suministros (ASTM, CSA, DIN, IEC, etc.).
7.1.1
Tipos de Conductores
La combinación de los distintos tipos de materiales utilizados para la fabricación, proporciona una amplia gama de conductores cuya clasificación es la siguiente: a) Estándar ACSR
Aluminum conductor steel reinforced – Conductor de aluminio reforzado con acero ó conductor aluminio/acero
AAC
A II Aluminum conductor – Conductor de aluminio
AAAC
A II Aluminum alloy conductor - Conductor de aleación de aluminio
AACSR
Aluminum alloy conductor steel reinforced – Conductor de aleación de aluminio reforzado con acero
ACSAR
Aluminum conductor Aluminum clad steel reinforced – Conductor de aluminio reforzado con aluminio revestido de acero
AACSR
Aluminum alloy conductor Aluminum clad steel reinforced – Conductor de aleación de aluminio reforzado con aluminio revestido de acero.
ACAR
Aluminum conductor Aluminum alloy reinforced – Conductor de aluminio reforzado con aleación de aluminio.
CW
Copperweld conductor – Conductor de cobre soldado
S SA
Galvanised steel conductor – Conductor de acero galvanizado Aluminum clad steel conductor – Conductor de aluminio revestido de acero b) Especiales
ACSR/TW Similar al aluminio/acero, pero con hebras trapezoidales de aluminio AAC/TW
Similar al conductor de aluminio, pero con hebras trapezoidales de aluminio
ACSS
Aluminum conductor steel supported – Similar al conductor aluminio/acero, excepto que las hebras de aluminio están plenamente recocidas (0 temple)
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ACSR/VR Vibration resistant ACSR conductor – Conductor de aluminio/acero resistente a las vibraciones ACSR/SDC Self damping ACSR conductor - Conductor ACSR de auto amortiguación OPGW
Optical fibre ground wire Cable de fibra óptica
7.1.2
Relación de Cableado en los Conductores Aluminio- Acero (ACSR)
El conductor ACSR es el más empleado en líneas de transmisión. Por cada tamaño (sección de aluminio) es posible adquirir conductores ACSR en varias relaciones de cableado, cada una de las cuales tiene características mecánicas particulares, pero todas tienen esencialmente idénticas características eléctricas, puesto que poseen la misma sección de aluminio. Seleccionando una apropiada relación de cableado o formación estructural, el proyectista habrá adoptado una carga de rotura del conductor suficiente para superar las máximas solicitaciones previstas, evitando incrementar el costo y peso asociado a otras formaciones estructurales de mayor contenido de acero. Algunas observaciones en relación con el uso de conductores a medida que se incrementa su contenido de acero: •
•
• •
Mayor es la tensión que puede soportar el conductor sin romperse durante eventos climáticos severos. Menor incremento de flecha en caso de sobrecargas de hielo, viento ó altas temperaturas. Las estructuras de retención angular y terminales resultan más onerosas. Normalmente el costo del conductor es mayor.
7.1.3
Selección del Conductor
El conductor es uno de los componentes de mayor costo de una línea de transmisión. En consecuencia, es fundamental que se lleva a cabo un proceso de selección del cual resulte el tipo y tamaño de conductor más eficiente para un proyecto. La elección de un cierto tipo de conductor, produce un impacto significativo en el diseño. Algunas consecuencias principales se resumen a continuación: •
• •
•
•
•
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Un aumento en el diámetro del conductor, conduce a un incremento de las cargas de viento y hielo sobre las estructuras. En la medida que se incrementa el tamaño del conductor, su costo aumenta. A mayor resistencia eléctrica del conductor, mayores pérdidas durante la vida útil de la línea. Tensiones de diseño en condiciones t.m.a. demasiado conservadoras para el tipo de conductor seleccionado, limitan los vanos promedios (aumenta la cantidad de estructuras) ó incrementan la altura de las estructuras. Tensiones de diseño en condiciones t.m.a. demasiado audaces para el tipo de conductor seleccionado, pueden conducir a deterioros prematuros en hebras interiores debido a fenómenos vibratorios. Asimismo, se incrementan las cargas longitudinales asociadas a la seguridad estructural y las cargas transversales en las estructuras angulares El gradiente crítico disruptivo alrededor del conductor se incrementa en la medida que el diámetro disminuye, generándose mayor nivel de ruido por efecto corona.
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7.1.4
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Efecto de relajación (Creep)
El tendido de los cables se deberá realizar con tablas de flechas corregidas que tengan en cuenta la relajación del cable, el acomodamiento de las hebras, etc.. El método de cálculo será sometido a aprobación previa de la Transportista.
7.2
CABLES DE GUARDIA
El cable será de acero galvanizado (pesado, tipo B) y la sección del mismo y sus características se determinarán en función de las necesidades de diseño. El cable responderá a la norma IRAM 722 y sus complementarias mencionadas en el punto 1 de dicha norma. En el caso de la utilización de cable óptico dieléctrico (ADSS) o cable óptico en hilo de guardia (OPWG), deberán tenerse en cuenta las consideraciones adoptadas en el Capitulo correspondiente a la Guía de Diseño de Sistema de Comunicaciones por Fibra Óptica, contenido en la Guía de Diseñó de Estaciones Transformadoras del Sistema de Transporte de Energía Eléctrica por Distribución Troncal en Alta Tensión1
1
Asociación de Transportistas de Energía Eléctrica de la República Argentina – Agosto 2004
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8. AISLACION Y ACCESORIOS 8.1 AISLADORES Según se determine , los aisladores a utilizar en las estructuras podrán ser: a) Del tipo de suspensión a rótula vidrio o porcelana (según IRAM 2234-1/2). b) Aisladores de material compuesto de suspensión o retensión.(polimérico) c) Aisladores soporte para líneas aéreas tipo “line post” de material compuesto El material dieléctrico de los aisladores y su designación se especificará en el Pliego de Condiciones Técnicas Particulares en función del requerimiento de diseño de la obra. Para la fabricación y ensayos de los aisladores, se respetará lo indicado en las siguientes normas: Aisladores de porcelana o vidrio
Aisladores de suspensión o retención de material compuesto Aisladores soporte para líneas aéreas tipo “line post” líneas de material compuesto Aisladores para uso en condiciones de contaminación ambiental Acoplamientos Elementos de fijación
2234-1/2 2235 IEC 60305 IEC 60383 IEC 60575 IEC 60 672-3 IRAM 2355 IEC 61109 IRAM 2406 IEC 61952 IRAM 2405 IEC 60815 IRAM 2248 IEC 60120 IRAM 2249 IEC 60372-1
Para aquellos casos en que no exista norma IRAM para fabricación y ensayo, se indicarán las normas internacionales a las que debe responder.
8.2 CADENAS DE AISLADORES Las cadenas de aisladores, de vidrio o porcelana, de suspensión simple, contendrán la cantidad de aisladores que se muestra en el cuadro siguiente, de acuerdo con la tensión nominal de la línea: Tensión nominal de la línea (kV) Número de aisladores
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132
220
5
9
14
Las cadenas de retención o suspensión doble, contendrán una unidad más. La carga mecánica que deberán poder soportar los aisladores no será inferior a 3,12 veces el valor de la mayor fuerza a que se hallen sometidos. En el caso de las cadenas de ATEERA
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suspensión la fuerza a considerar es igual a la mitad del tiro máximo, mientras que en las cadenas de retención es igual al tiro máximo. Cuando las líneas estén ubicadas a más de 1000 m sobre el nivel del mar, se deberá hacer el estudio de aislación correspondiente para determinar la cantidad de aisladores que corresponda a cada nivel de tensión.
8.3 AISLADORES DE BARRA LARGA Y DE NÚCLEO MACIZO La carga mecánica que deberán resistir será mayor o igual a 3,12 veces el valor de la mayor fuerza a que se hallen sometidos. En el caso de las cadenas de suspensión la fuerza a considerar es igual a la mitad del tiro máximo, mientras que en las cadenas de retención es igual al tiro máximo.
8.4 CADENAS DE AISLADORES MÚLTIPLES Las cadenas de aisladores múltiples formadas por “n” cadenas simples (cadenas en “V”, de suspensión y retención dobles, etc.), deberán poder soportar una carga que será por lo menos “n” veces la carga que soporta cada cadena individual. Se deberá asegurar que la distribución de las cargas, dentro de lo posible, sea uniformemente repartida entre todas las cadenas. El ángulo formado por las cadenas en la suspensión en “V”, será como mínimo 60°.
8.5 ACCESORIOS 8.5.1
Accesorios de suspensión y amarre
Los materiales a utilizar serán fundición de hierro maleable, acero ó aleaciones especiales de aluminio de alta resistencia. En caso de ser materiales ferrosos, serán galvanizados. La morsetería para el cable será antivibratoria, con morsas aptas para la colocación de varillas preformadas en las suspensiones para el caso de cables de aleación de aluminio y aluminio acero. Para cables de cobre no se instalarán varillas preformadas, excepto que se soliciten expresamente en el Pliego De Condiciones Técnicas Particulares. Toda la morsetería a utilizar deberá ser apta para el mantenimiento bajo tensión. Los accesorios de suspensión y amarre para el cable de protección, serán de acero galvanizado, con morsas oscilantes en las suspensiones. Los accesorios para cadenas de retención, con morsas del tipo a compresión, serán provistos de los correspondientes prolongadores regulables, a efectos de posibilitar el ajuste de flechas durante el tensado del cable . Todos los elementos que componen las cadenas de aisladores y los de suspensión y amarre del cable de protección, deberán responder a la norma IRAM - NIME 20022, tanto en la fabricación como en los ensayos estructurales.
8.5.2
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Juego de varillas preformadas
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En las grapas de suspensión, el cable se protegerá mediante varillas preformadas de longitud adecuada, con el número de varillas acorde a la sección de éste. Los extremos de las varillas deberán estar terminados de forma tal que no produzcan efluvios, debiendo cumplir con los valores de RIV y corona para el ensayo de cadena completa según se especifica en la norma IRAM - NIME 20022. El material de las varillas así como su montaje deben ser tal que una vez instaladas mantengan sus propiedades de refuerzo, de amortiguación y no se desarmen ante los esfuerzos a los que se encuentran sometidas.
8.5.3
Empalmes y elementos de reparación de cables
Los empalmes y elementos de reparación de los cables responderán a lo solicitado en la norma IRAM - NIME 20022. Para el caso del cobre, se deberá tener especial atención en que el/los materiales utilizados no provoquen corrosión por cuplas galvánicas. En cuanto a los ensayos de tracción y deslizamiento deberán responder a lo solicitado en la norma mencionada en el párrafo anterior. Se podrán utilizar empalmes y elementos de reparaciones del tipo a compresión o del tipo preformado; no se permitirá el uso de soldadura ni calentamiento para ejecutar los empalmes .
8.5.4
Elementos de control de campo
Las cadenas de aisladores para tensiones menores a 132 kV no llevarán elementos de control de campo, excepto en aquellos casos en que los mismos sean solicitados expresamente.
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9. PUESTA A TIERRA 9.1 PUESTA A TIERRA DE ESTRUCTURAS Se deberán realizar estudios geoeléctricos a fin de determinar el tipo de puesta a tierra a utilizar en cada estructura. De manera general dicha puesta a tierra puede estar constituida por: 1) Jabalina 2) Contrapesos 3) Combinación de ambos Se utilizarán jabalinas de acero cobreado tipo Coperweld (JL 14X3000, según IRAM). Tendrán una longitud mínima de 3 metros y sección de ½ pulgada y se hincará verticalmente hasta que su extremo superior quede a unos 0,50 m bajo el nivel del terreno natural. La longitud de la jabalina debe ser tal que ante descargas impulsivas, no se produzcan fenómenos oscilatorios La jabalina se hincará a tres (3) metros de la fundación y se unirá a la estructura mediante el mismo cable galvanizado utilizado para el cable de guardia, pero con una sección mínima de 50 mm2 , o cable de Cu de sección acorde. La unión de la jabalina al cable con el que se unirá al bloquete de la estructura se realizará a través de un tomacable de bronce forjado de alta resistencia mecánica para unir jabalina y cable, de manera que en la posteridad se pueda desprender dicho cable de la jabalina y poder medir el valor de resistencia a tierra de la jabalina en aquellas estructuras que se hallen en la situación del párrafo siguiente. En caso contrario la unión de la jabalina al conductor se hará por medio de una soldadura cuproaluminotérmica. La unión del cable al bloquete de la estructura se realizará a través de un morseto bifilar. Si la estructura se halla en zona urbana o en zona en donde dicho morseto bifilar y cable que une la jabalina a la estructura pueda ser sustraído por terceros, estos serán tapados por medio de la punta de diamante que conforma la base, o bien se le hará un cubo de hormigón para tapar los elementos en cuestión de manera que se evite la sustracción de los mismos. La ubicación de la jabalina será la siguiente: se colocará a tres (3) metros de la base de la estructura en la línea que une el centro de dicha estructura (o pata de estructura) con el centro de la estructura siguiente (o pata de la estructura siguiente) . En el caso de estructuras con patas separadas la conexión de la puesta a tierra de las patas deberá efectuarse en aquellas que posean la misma ubicación. Los contrapesos deberán disponerse en zanjas a una profundidad de 0.60 m bajo el nivel del terreno. En terrenos de labranza se incrementará esta profundidad llevándola a 0.80 m como mínimo. A la salida de la base de las estructuras (donde se instalarán caños de PVC para su paso), los conductores llevarán un doblez para evitar que sean arrancados desde el exterior. En el caso de utilizarse contrapesos deberá analizarse la conveniencia que la longitud total de los mismos se divida en 2, 3 o 4 brazos siempre que la topografía del terreno lo permita. Si se requiere mejorar las condiciones de puesta a tierra se podrá/n colocar otra/s jabalinas, la/s que será/n conectada/s en paralelo a la primera y se ubicará/n alrededor de la base de la estructura o pata de la estructura formando un círculo con diámetro de tres (3) m y cuyo ATEERA
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centro sea la base de la estructura o pata de la estructura en cuestión. Cuando la puesta a tierra requiera trabajos en terrenos rocosos, la resistencia de puesta a tierra no está limitada. Las mediciones de control de las resistencias de tierra de las estructuras solo se llevarán cabo durante períodos de clima estable como mínimo después de 5 días a partir de la última lluvia aislada. Se establecerá un plan de mediciones de estructuras en base a las características del terreno, de forma tal que se compruebe el 30 % aproximadamente de las tomas de tierra entre tramos de retención. Las estructuras del tipo doble hilo de guardia cercanas a las E.E.T.T. se medirán en su totalidad. La medición de las resistencias de puesta a tierra debe efectuarse preferentemente con un instrumento de alta frecuencia. En ese caso, la resistencia de puesta a tierra no debe superar los 10 ohms. Cuando la medición se realice con instrumento de baja frecuencia desconectando la tierra de la estructura el valor de resistencia no deberá superar los 15 ohms. Se aceptarán valores superiores de hasta el 200 % de los valores anteriores en un 10 % de las totalidad de las estructuras, excluyendo las estructuras próximas a las E.E.T.T. Las condiciones para aceptar resistencias mayores que el valor especificado son las siguientes según sea el instrumento que se utilice: a) Cuando los valores de la resistencia de puesta a tierra de las estructuras anterior y posterior sean inferiores a 10 o 15 ohms medidas con instrumentos de alta y baja frecuencia respectivamente. b) Cuando el valor medio entre un tramo de retención no sea superior a 10 o 15 ohms medidas con instrumentos de alta y baja frecuencia respectivamente. Para las estructuras próximas a las E.E.T.T., los valores máximos serán de 6 y 10 Ohms utilizando instrumentos de alta y baja frecuencia respectivamente, no permitiéndose en ningún caso superar estos valores. Cuando se efectúe la medición con instrumentos de alta frecuencia, no será necesario desconectar el conductor de puesta a tierra de la estructura. Si la medición se realiza con instrumento de baja frecuencia, debe desconectarse el conductor de puesta a tierra de la estructura. Para disminuir el valor de la resistencia de puesta a tierra de una torre en particular, deberá incrementarse la longitud de los conductores contrapuestos y/o combinar con la instalación de jabalinas hasta lograr el valor requerido. Si se instala más de un jabalina, las mismas deben distanciarse como mínimo 10 m y conectarse en paralelo con los conductores contrapuestos.
9.2 PUESTA A TIERRA DE ALAMBRADOS, CERCOS Y CONSTRUCCIONES METALICAS. Todo cerco, alambrado y otra instalación construida con elementos metálicos de cierta longitud que no posea toma de tierra natural y que cruce ó corra paralela a la línea, será puesto a tierra.
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La modalidad será la siguiente: a) Para los alambrados paralelos a la línea y dentro de la franja de seguridad, se efectuará una puesta a tierra vinculando los alambres a la jabalina de cada estructura de la línea. La conexión de puesta a tierra se materializará en todos los hilos del alambrado. De existir tranquera, se realizará una puesta a tierra adicional e independiente a cada lado de la misma con jabalina de 1 m. de profundidad. b) Para los alambrados que crucen aproximadamente a 90° la franja de servidumbre, se instalará una p.a.t independiente con jabalina de 1 m. de profundidad en correspondencia con cada borde de la franja de seguridad. Los conductores de puesta a tierra serán de alambre galvanizado de diámetro mínimo Φ 5 mm. La conexión con los hilos del alambrado se hará mediante preformados ú otro método que se proponga, a consideración y aprobación de la Inspección. Las conexiones de los conductores de puesta a tierra a la jabalina se hará con tomacables de acero cincado.
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10.SERVIDUMBRE DE ELECTRODUCTO 10.1 OBJETO Para el diseño de las Ampliaciones del Sistema de Transporte en Alta Tensión se debe considerar la elaboración y ejecución de la Mensura de Servidumbre Administrativa de Electroducto de la Línea de Alta Tensión, para lo cual deberá confeccionar los planos correspondientes con sujeción a las normas que sean de aplicación según la ubicación de la obra de Ampliación. Además cumplirá con las condiciones técnicas particulares definidas en cada caso por el Transportista. Asimismo se debe considerar la liberación total de la traza, para lo cual se deberá dar total cumplimiento a lo establecido en la Ley de Servidumbre Administrativa de Electroducto 19.552 y los decretos reglamentarios y Resoluciones dictadas por la Autoridad de Aplicación, hasta la inscripción definitiva de los convenios con cada propietario, en el Registro de la Propiedad correspondiente a cada Distrito, previo haberse efectuado las correspondientes indemnizaciones de acuerdo a lo establecido en la Res. ENRE 602 y/o la vigente al momento.
10.2 TRAMITES PREVIOS Con el fin de obtener la Resolución de Afectación de las parcelas atravesadas por la Franja de Seguridad del Electroducto, la Transportista deberá presentar su solicitud a la Autoridad de Aplicación, remitiendo para tal fin la siguiente documentación: •
•
Traza de la línea, identificando cada una de las parcelas afectadas y poniendo una numeración de referencia en orden creciente de 1 a N. Listado de parcelas afectadas por la Franja de Seguridad del Electroducto respetando la referencia indicada anteriormente.
•
Cálculo de la Franja de Seguridad de acuerdo a la Especificación T-80 de AyEE.
•
Listado de restricciones solicitadas.
Toda ésta documentación deberá estar debidamente rubricada por los profesionales responsables intervinientes en el proyecto de la obra con la debida incumbencia.
10.3 CONDICIONES TECNICAS GENERALES El proyectista debe tener en cuenta para las condiciones de la obra que una vez aprobado el proyecto ejecutivo de la obra, efectuado el replanteo y finalizado el montaje de las estructuras de retención angular, se deberá comenzar con los trabajos de medición y vinculación necesarios para elaborar los planos de mensura de servidumbre de electroducto de los predios que resulten afectados. Para las operaciones de campo se deberá vincular el eje del Electroducto con los puntos de apoyo geodésicos que recomiende la Autoridad Catastral de Aplicación correspondientes instrucciones de mensura y/o con los que suministre la Transportista y con el vértice o vértices más cercanos a cada uno de los predios afectados. En caso que en los extremos de línea existieran instalaciones del Transportista, tales como Estaciones Transformadoras, deberán indicarse en el plano según mensura como detalle aclaratorio, efectuándose las vinculaciones correspondientes del punto de extremo de línea con el polígono que determinen los límites de la instalación.
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En caso de existir tramos muy cercanos de paralelismo entre la Línea de Transmisión de Energía Eléctrica, objeto del presente diseño, y todo otro Electroducto, se deberá informar , precediéndose a determinar las posibles superposiciones de franjas de servidumbre, si ello ocurriese se harán constar en los correspondientes planos los polígonos y superficies de afectación que comprendan cada una de las líneas y los polígonos y superficies de superposición que ellas determinen. En cada plano de mensura se deberán consignar las coordenadas de los vértices del o los polígonos de afectación que se generen expresadas en el Sistema adoptado por la Autoridad de Aplicación Catastral y/o lo que el Transportista defina. En el plano de mensura deberá constar la distancia del vértice más próximo a los límites del predio afectado, considerando estas medidas según el eje de línea; debiendo constar también el número de las estructuras de los vértices.El Profesional firmante de los planos, deberá estar matriculado en el Consejo Profesional de Agrimensura que corresponda al área de desarrollo del proyecto en cuestión.
10.4 INSCRIPCIONES REGISTRALES Dentro de los plazos que la Autoridad de Aplicación establezca, se deberán Inscribir de manera preventiva y/o provisoria, la afectación de las parcelas a Servidumbre de Electroducto en los correspondientes Registros de la Propiedad. Luego se deberá tramitar la aprobación definitiva y registración por la Autoridad Catastral que corresponda, de la totalidad de los planos de mensura de Servidumbre de Electroducto. Una vez cumplido los pasos anteriores se deberán tramitar la totalidad de los Convenios de Servidumbre con las debidas indemnizaciones. Una vez cumplido se inscribirán en los dominios del Registro Inmobiliario correspondiente. Es decir que una vez finalizada la obra la Transportista deberá contar con el acceso legal irrestricto a las propiedades afectadas por el electroducto. Si se presentaran casos en que ello no fuese posible, se constituirá la Servidumbre de Electroducto y se indemnizará a los propietarios por la vía judicial interviniendo en estos casos la justicia federal correspondiente.
10.5 FRANJA DE SEGURIDAD DEL ELECTRODUCTO Y RESTRICCIONES AL DOMINIO Las Líneas aéreas de alta tensión que afecten predios rurales o urbanos, restringirán el dominio sobre una zona del inmueble afectado, de acuerdo con las siguientes condiciones: 1) En toda la afectación y en una zona cuyo ancho queda definido por la fórmula siguiente de acuerdo a la Especificación Técnica de AyEE T-80, no se permitirá la existencia de construcciones de ningún tipo ,ni se admitirán especies arbóreas cuyo porte pueda llegar a superar los 2,50 metros de altura. No se permitirá el emplazamiento de playas de estacionamiento, piletas de natación o cementerios. La circulación de vehículos o maquinarias agrícolas cuya altura supere, incluida la antena los 4,50 metros de altura. No se permitirá la instalación de antenas, mástiles, torres, carteles, etc. No está permitido la ejecución de obras y/o emprendimientos de cualquier tipo que puedan afectar los drenajes naturales y puedan producir la erosión del terreno . El ancho de esta franja, que denominaremos zona de seguridad, tendrá su eje coincidente con el de la línea. A = a + 2(l c + f mv ) sen α + 2d
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siendo: A : Ancho total de la zona de seguridad a :
distancia horizontal entre conductores extremos
l c :
longitud de la cadena de aisladores
f mv :
Flecha correspondiente a la hipótesis de viento máximo
α
: ángulo de declinación de la cadena de aisladores en la hipótesis de viento máximo, medido respecto a la vertical
d : distancia horizontal mínima de seguridad, medida a partir de la posición del conductor declinado del ángulo α . El valor de la distancia mínima de seguridad se obtiene de la Tabla Nº1. 2) En zona rural se definen, además, dos franjas adyacentes, “e”, una a cada lado de la zona de seguridad, cuyo ancho se establece en la Tabla Nº 2. En dichas franjas adyacentes se establecerán restricciones al dominio, permitiéndose la construcción de viviendas de una sola planta, sin terrazas accesibles ni balcones sobresalientes. 3) Dentro de la zona total definida en los puntos 1 y 2 precedentes, el titular de la servidumbre podrá autorizar la existencia de cualquier otro tipo de construcción (galpones, molinos, tanques, etc.) si, a su solo juicio, no afecta la seguridad del servicio e instalaciones de la línea. 4) No se permitirá, dentro de la zona de servidumbre, la quema de cañas, yuyales, etc, ni el manipuleo de combustibles. 5) Dentro de las franjas adyacentes no se permitirá la existencia de plantaciones y/o árboles que en su caída total o de alguna de sus partes puedan pasar a una distancia, respecto de los conductores declinados, menor que la indicada en la tabla Nº 4. 6) La documentación del proyecto de la Obra deberá incluir los limites de los ejidos Municipales y toda otra información que permitan determinar que sectores de la traza son urbanos y cuales rurales.
TABLA N° 1 Distancia Horizontal de Seguridad "D" Tensión (kV) 66 132 220 ATEERA
Distancia d (m) Zona Rural 3,00 3,15 3,75 65
Distancia d (m) Zona Urbana (1) 4,20 4,35 4,95 12/2004
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(1) Los valores de esta columna disminuidos en 1,20 m deben además verificarse como distancia mínima horizontal entre conductor declinado y parte más saliente de la edificación (balcones, aleros, marquesinas, etc.)
TABLA N° 2 Franjas Adyacentes Para Zona Rural Tensión (kV) 66 132 220
Ancho e (m) 4,00 5,00 6,00
TABLA N° 3 Distancia Entre Conductores y Arboles (Distancia en metros) Tensión (kV) 66 132 220
Con conductor no declinado Árboles bajo la Árboles al lado de línea la línea 2,50 2,65 3,25
Con conductor Declinado 0,90 0,90 1,50
TABLA N° 4 Distancia Por Caída De Árboles a Conductor No Declinado Tensión (kV) 66 132 220
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Distancia (m) 1,00 2,00 3,00
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ANEXO 1 MAPA DE ZONAS CLIMÁTICAS
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ANEXO 2 DISTANCIAS MÍNIMAS ADMISIBLES
Cuando no existan normas que reglamenten lo descripto en el punto 3.1.2 de esta guía o las existentes no sean de aplicación, las distancias se calcularán con la siguiente fórmula:
ATEERA
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D
Vm 22 = a + 0.01 * − (1) 3
Donde: D: Distancia vertical a tierra, a objetos bajo la línea y aplicables en cruces entre líneas.(m) a: Distancia básica según tabla. (m) Vm: Máxima Tensión del Sistema fase a fase en kV
Distancias Básicas “a” Referencia Conductores desnudos, Uso del Suelo, Tipo de obstáculo y/o naturaleza de protegidos o aislados la zona atravesada por la línea Distancia “a” Ver Nota (m) Zonas con circulación de maquinaria agrícola, caminos rurales ó secundarios Zonas Urbanas y Suburbanas (espacios y caminos para tránsito peatonal o vehicular restringido)
5,90
1
5,50
Autopistas, Rutas y Caminos Principales
7,00
Vías de FFCC. no electrificadas por catenaria
8,50
Líneas de energía eléctrica
1,20
2
Vías navegables
H+2
3
Nota1: Si la distancia calculada con la fórmula (1) fuera inferior a 6,50 m, deberá tomarse este valor como mínimo, de modo de contemplar antenas u otras extensiones que suelen incrementar la altura operativa de vehículos agrícolas o similares.
Nota 2: Para la determinación de distancias de cruces con otras líneas, se calculará la parte:
Vm − 22 3
0.01 *
de la expresión (1) para cada una de las tensiones de cruce. A este valor se le agregará la distancia básica “a”.
Nota 3: “H” es la altura máxima de embarcaciones permitida, de acuerdo con lo establecido por la ATEERA
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autoridad que regula el uso del espejo de agua.
ATEERA
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ANEXO 3 CÁLCULO MECÁNICO
ATEERA
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NORMALIZACION PARA EL CALCULO MECANICO DE CONDUCTORES DE ALUMINIO/ACERO Y ALEACION DE ALUMINIO ACERO PARA LINEAS DE TRANSMISION ENERGIA ELECTRICA. A los efectos de esta normalización, los conductores se han dividido en dos clases: Clase A, correspondiente a conductores fabricados según norma IRAM Nº 2187/70; y Clase B, correspondiente a conductores fabricados según otras normas, los cuales no formarán parte de esta Guía. La Clase A comprende a su vez tres grupos: A 1, A2 y A3 que difieren por la relación de secciones aluminio/acero.
A1 -CONDUCTORES DE ALUMINIO/ACERO Y ALEACION DE ALUMINIO/ACERO FABRICADOS SEGUN NORMA IRAM 2187/70, RELACION DE SECCIONES IGUAL A 6 Este grupo admite dos sub-grupos: A 1.1 y A1.2 , según la formación del conductor.
A1-1 Formación Normal 6/1. Comprendo las siguientes secciones nominales: 16/2,5 - 25/4 – 35/6 y 50/8. Características mecánicas Módulo de elasticidad del alambre de acero...........................
E ac = 20.000 kg/mm2
Módulo de elasticidad de la cubierta de aluminio...................
E al = 6.000 kg/mm2
Coeficiente de dilatación lineal del acero................................
α ac =
11x10 -6 ºC -1
Coeficiente de dilatación lineal del aluminio...........................
α al =
23x10 -6 ºC -1
Tensión máxima admisible para la cubierta de aluminio........
σ al-max = 8 kg/mm2
Módulo de elasticidad para todo el cable...............................
E = 8.100 kg/mm2
Coeficiente de dilatación lineal para todo el cable.................
α
= 19,2 x 10 -6 ºC -1
Tensiones Máximas Admisibles Tensión inicial para la cubierta de aluminio a la temperatura t: σ al.i = ( α al - α ).(15-t).E al
Tensión máxima admisible en la cubierta de aluminio a la temperatura “t”, producida por las fuerzas exteriores al cable: σ al = σ al.max - σ al.i
Tensión máxima admisible del cable a la temperatura “t”: σ max = σ al . E / E al t Tensiones (kg/mm2 )
ATEERA
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ºC
σ al.i
σ al
σ max
-20 -15 -10 -5 0 5 10 15
0.80 0.68 0.57 0.46 0.34 0.23 0.11 0.00
7.20 7.32 7.43 7.54 7.66 7.77 7.89 8.00
9.72 9.88 10.03 10.18 10.34 10.49 10.65 10.80
Se considera que la fabricación del cable tiene lugar a la temperatura de 15 ºC Los valores de σ max son los máximos admisibles. Por otra parte debe verificarse que la tensión σ ma a la temperatura media anual sin carga del viento no sobrepase el valor que resulta de las fórmulas siguientes: Para 150 m ≤ a ≤ 500 m: σ ma = 5.2 (1+ 0.15 (500-a)/350) Para 500 m ≤ a ≤ 700 m: σ ma = 5.2 (1- 0.10 (a-500)/200) Siendo “a” el vano en metros y 5.2 (kg/mm2) el valor de la tensión media anual fijado por la Norma VDE 0210/5.69, tabla 1, columna 4, correspondiente al vano de 500 m, válido para conductor sin dispositivos de protección contra vibraciones. La tensión obtenida para 150 m vale también para vanos menores. Para vanos mayores a 700 m se tomarán medidas especiales.
A1-2 Formación Normal 26/7. Comprende las siguientes secciones nominales: 70/12, 95/15, 120/20, 150/25, 185/30, 210/35, 240/40 y 300/50 Características mecánicas Módulo de elasticidad del alambre de acero...........................
E ac = 18.000 kg/mm2
Módulo de elasticidad de la cubierta de aluminio...................
E al = 5.700 kg/mm2
Coeficiente de dilatación lineal del acero................................
α ac =
11x10 -6 ºC -1
Coeficiente de dilatación lineal del aluminio...........................
α al =
23x10 -6 ºC -1
Tensión máxima admisible para la cubierta de aluminio........
σ al-max = 8 kg/mm2
Módulo de elasticidad para todo el cable................................
E = 7.700 kg/mm2
Coeficiente de dilatación lineal para todo el cable.................. Tensiones Máximas Admisibles t
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α
= 18,9 x 10 -6 ºC -1
Tensiones (kg/mm2 )
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ºC
σ al.i
σ al
σ max
-20 -15 -10 -5 0 5 10 15
0.82 0.70 0.58 0.47 0.35 0.23 0.12 0.00
7.18 7.30 7.42 7.53 7.65 7.77 7.88 8.00
9.72 9.86 10.02 10.18 10.33 10.49 10.65 10.81
Debe verificarse, además, que la tensión σ ma a la temperatura media anual sin carga del viento, no sobrepase el valor que resulta de las fórmulas indicadas para el sub-grupo A1-1.
A2 -CONDUCTORES DE ALUMINIO/ACERO Y ALEACION DE ALUMINIO/ACERO FABRICADOS SEGUN NORMA IRAM 2187/70, RELACION DE SECCIONES IGUAL A 7.7 Este grupo admite dos sub-grupos: A 2 .1 y A2 .2 , según la formación del conductor.
A2-1 Formación Normal 54/7. Comprendo las siguientes secciones nominales: 380/50, 435/55 y 550/70. Características mecánicas Módulo de elasticidad del alambre de acero..........................
E ac = 18.000 kg/mm2
Módulo de elasticidad de la cubierta de aluminio...................
E al = 5.600 kg/mm2
Coeficiente de dilatación lineal del acero................................
α ac =
11x10 -6 ºC -1
Coeficiente de dilatación lineal del aluminio...........................
α al =
23x10 -6 ºC -1
Tensión máxima admisible para la cubierta de aluminio........
σ al-max = 8 kg/mm2
Módulo de elasticidad para todo el cable...............................
E = 7.000 kg/mm2
Coeficiente de dilatación lineal para todo el cable.................
α
= 19,3 x 10 -6 ºC -1
Tensiones Máximas Admisibles t ºC
ATEERA
Tensiones (kg/mm2 ) σ al.i
σ al
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σ max
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-20 -15 -10 -5 0 5 10 15
0.73 0.62 0.52 0.41 0.31 0.21 0.10 0.00
7.27 7.38 7.48 7.59 7.69 7.79 7.90 8.00
9.09 9.22 9.35 9.48 9.61 9.74 9.87 10.00
Por otra parte debe verificarse que la tensión σ ma a la temperatura media anual sin carga del viento no sobrepase el valor que resulta de las fórmulas siguientes: Para 150 m ≤ a ≤ 500 m: σ ma = 5.2 (1+ 0.15 (500-a)/350) Para 500 m ≤ a ≤ 700 m: σ ma = 5.2 (1- 0.10 (a-500)/200) Siendo “a” el vano en metros y 5.2 (kg/mm2) el valor de la tensión media anual fijado por la Norma VDE 0210/5.69, tabla 1, columna 4, correspondiente al vano de 500 m, válido para conductor sin dispositivos de protección contra vibraciones. La tensión obtenida para 150 m vale también para vanos menores. Para vanos mayores a 700 m se tomarán medidas especiales.
A2-2 Formación Normal 54/19. Comprendo la sección nominal: 680/85 Características mecánicas Módulo de elasticidad del alambre de acero.............................
E ac = 17.500 kg/mm2
Módulo de elasticidad de la cubierta de aluminio......................
E al = 5.600 kg/mm2
Coeficiente de dilatación lineal del acero..................................
α ac = 11x10 -6 ºC -1
Coeficiente de dilatación lineal del aluminio..............................
α al =
Tensión máxima admisible para la cubierta de aluminio...........
σ al-max = 8 kg/mm2
Módulo de elasticidad para todo el cable..................................
E = 6.800 kg/mm2
Coeficiente de dilatación lineal para todo el cable....................
α
23x10 -6 ºC -1
= 19,4 x 10 -6 ºC -1
Tensiones Máximas Admisibles t ºC
ATEERA
Tensiones (kg/mm2 ) σ al.i
σ al
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σ max
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-20 -15 -10 -5 0 5 10 15
0.71 0.60 0.50 0.40 0.30 0.20 0.10 0.00
7.29 7.40 7.50 7.60 7.70 7.80 7.90 8.00
9.86 8.98 9.10 9.22 9.35 9.47 9.59 9.71
Por otra parte debe verificarse que la tensión σ ma a la temperatura media anual sin carga del viento no sobrepase el valor que resulta de las fórmulas siguientes: Para 150 m ≤ a ≤ 500 m: σ ma = 5.2 (1+ 0.15 (500-a)/350) Para 500 m ≤ a ≤ 700 m: σ ma = 5.2 (1- 0.10 (a-500)/200) Siendo “a” el vano en metros y 5.2 (kg/mm2) el valor de la tensión media anual fijado por la Norma VDE 0210/5.69, tabla 1, columna 4, correspondiente al vano de 500 m, válido para conductor sin dispositivos de protección contra vibraciones. La tensión obtenida para 150 m vale también para vanos menores. Para vanos mayores a 700 m se tomarán medidas especiales.
A3 -CONDUCTORES DE ALUMINIO/ACERO Y ALEACION DE ALUMINIO/ACERO FABRICADOS SEGUN NORMA IRAM 2187/70, RELACION DE SECCIONES IGUAL A 11.3 A este grupo corresponde la formación normal 48/7 Características mecánicas Módulo de elasticidad del alambre de acero.............................
E ac = 18.000 kg/mm2
Módulo de elasticidad de la cubierta de aluminio......................
E al = 5.600 kg/mm2
Coeficiente de dilatación lineal del acero..................................
α ac = 11x10 -6 ºC -1
Coeficiente de dilatación lineal del aluminio..............................
α al =
Tensión máxima admisible para la cubierta de aluminio...........
σ al-max = 8 kg/mm2
Módulo de elasticidad para todo el cable..................................
E = 6.200 kg/mm2
Coeficiente de dilatación lineal para todo el cable....................
α
23x10 -6 ºC -1
= 20,9 x 10 -6 ºC -1
Tensiones Máximas Admisibles t ºC
ATEERA
Tensiones (kg/mm2 ) σ al.i
σ al
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σ max
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-20 -15 -10 -5 0 5 10 15
0.41 0.35 0.29 0.24 0.18 0.12 0.06 0.00
7.59 7.65 7.71 7.76 7.82 7.88 7.94 8.00
8.40 8.47 8.53 8.60 8.66 8.73 8.79 8.86
Por otra parte debe verificarse que la tensión σ ma a la temperatura media anual sin carga del viento no sobrepase el valor que resulta de las fórmulas siguientes: Para 150 m ≤ a ≤ 500 m: σ ma = 4.0 (1+ 0.15 (500-a)/350) Para 500 m ≤ a ≤ 700 m: σ ma = 4.0 (1- 0.10 (a-500)/200) Siendo “a” el vano en metros y 4.0 (kg/mm2) el valor de la tensión media anual fijado por la Norma VDE 0210/5.69, tabla 1, columna 4, correspondiente al vano de 500 m, válido para conductor sin dispositivos de protección contra vibraciones. La tensión obtenida para 150 m vale también para vanos menores. Para vanos mayores a 700 m se tomarán medidas especiales.
Clase B.- CONDUCTORES DE ALUMINIO-ACERO FABRICADOS SEGÚN NORMAS DISTINTAS A IRAM Nº 2187/70 Para esta clase se adoptan las características mecánicas prescritas por la norma correspondiente. Los valores de tensión máxima admisible del cable a diferentes temperaturas, se determinan siguiendo el mismo procedimiento empleado para la clase precedente
Temperatura máxima de diseño Se determinará con el criterio enunciado en los párrafos siguientes el método para determinar la temperatura máxima de diseño de la línea que deberá reemplazarse en la ecuación de estado de los cables y obtener la flecha máxima de los conductores de la línea.
Definición de Parámetros: Corriente Nominal In: La máxima calculada con el sistema completo Corriente de Emergencia Normal Iem: Para condiciones de fuera de servicio de una línea en estado de generación máxima normal. La ecuación de equilibrio térmico, en régimen permanente, esta dada por la expresión:
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I R20 1 + k (T 1 2
− 20 + α S i ∗ d = 8,55 (T 1 − T 0 )(V ∗ d ) 0.448 + E σ Π d ((T 1 + 273 ) / 100 ) 4 − ((T 0 +
Siendo:
I :
Intensidad de corriente del conductor (A)( In ó Iem )
R 20 : Resistencia del conductor en c.c. a 20 ºC ( Ω /m) k : K= K= K= :
Coeficiente de dilatación térmica a masa constante (1/ºC)
0.0040 para Al 0.00393 para Cu 0.0036 para Aleación de Aluminio Coeficiente de absorción solar = 0.5
Si : Intensidad de la radiación solar (W/m2 ) ( 913 ) d : Diámetro del conductor (m) V : Viento transversal (m/seg) = 1 T 1: Temperatura máxima de diseño T 0: Temperatura ambiente E : Poder de emisividad de los cuerpos negros = 0,6 : Constante de Stefan (5,7 x 10 -8 W/m2 ) De la expresión (1) se obtiene el valor de la Temperatura máxima de diseño “T 1” de acuerdo a las condiciones de temperatura ambiente y de Corriente de conductor prefijadas. Se deberá adoptar la máxima temperatura que resulte de aplicar la fórmula, teniendo en cuenta que la temperatura ambiente coincidente con In debe ser la máxima absoluta anual definida según el mapa de zonas climáticas y con Iem la media de las máximas absolutas anuales. En cada caso deberá analizarse la posibilidad de que la línea pueda cargarse con valores de corriente importantes (Por ejemplo: 75 % del límite térmico en líneas cortas) en ese caso las fórmulas anteriores adquieren importancia. Para líneas largas la temperatura de servicio del conductor deberá analizarse en función de la corriente máxima con que puede cargarse la línea manteniendo los niveles de tensión dentro de las bandas permitidas.
ATEERA
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HIPOTESIS DE CARGAS PARA CALCULO DE ESTRUCTURAS A continuación se describen las hipótesis de carga que deberán tenerse en cuenta como mínimo para el cálculo de estructuras para líneas. A estas deberán agregarse o modificarse según las condiciones particulares de la zona de implantación de la línea, especialmente en lo que se refiere a las cargas de viento y hielo preponderantes.
DEFINICIONES GENERALES •
•
•
•
•
•
La velocidad del viento a adoptar, en los casos en que no se especifique, es la que corresponde a la hipótesis de cálculo considerada. El valor de tracción de conductores a adoptar, en cada caso, es el que corresponde a la hipótesis de cálculo considerada. Se designa "cargas permanentes" al peso de los conductores, aisladores y accesorios. Se designa "elementos de cabecera" a los travesaños (ménsulas, crucetas), aisladores y accesorios. Se designa "cargas adicionales" al peso del hielo sobre conductores y aisladores. Se designa "ángulo de la línea" al ángulo menor de 180º determinado por la traza de la línea en correspondencia con los vanos adyacentes de un soporte angular.
1. ESTRUCTURA DE SUSPENSION SIMPLE A.-CARGA NORMAL Hip.1a) Peso propio y cargas permanentes. Carga del viento máximo, perpendicular a la dirección de la línea, sobre la estructura los elementos de cabecera y sobre la semilongitud de los conductores de ambos vanos adyacentes.
Hip.1b) Peso propio y cargas permanentes. Carga del viento máximo en dirección de la línea, sobre la estructura y los elementos de cabecera.
Hip.1c) peso propio y cargas permanentes Fuerzas que se aplican en el eje de la estructura al nivel y dirección de los conductores, de valor igual a la cuarta parte de la carga del viento máximo perpendicular a la dirección de la línea actuando sobre los conductores de ambos vanos adyacentes. (Esta hipótesis de carga se considera solamente para estructuras de altura superior a 10 m).
Hip.1d) Peso propio y cargas permanentes
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Carga del viento máximo según norma VDE 0210/5.69, parágrafo 9 apartado a) 2,1.1, sobre la estructura, elementos de cabecera y conductores. (Esta hipótesis de carga se considera solamente para estructuras de altura superior a 60 m).
Hip.1e) Peso propio y cargas permanentes. Cargas adicionales. Carga del viento perpendicular a la dirección de la línea sobre la estructura, los elementos de cabecera y sobre la semilongitud de los conductores de ambos vanos adyacentes.
B.- CARGA EXTRAORDINARIA Hip.2a) Peso propio y cargas permanentes. Anulación de la tracción de un conductor según norma VDE 0210/5.69 parágrafo 9 apartado b) 2. 1.2. La carga de tracción será calculada con el valor máximo de tensión del conductor, excluida la hipótesis de hielo.
Hip.2b) Peso propio y cargas permanentes. Cargas adicionales. Anulación de la tracción de un conductor, según norma VDE 0210/5.69 parágrafo 9 apartado b) 2. 1.2. La carga de tracción será calculada con el valor de tensión del conductor correspondiente a la hipótesis de hielo.
2. ESTRUCTURA DE SUSPENSION ANGULAR Y ESTRUCCTURA ANGULAR (O ESQUINERA) A.-CARGA NORMAL Hip.1a) Peso propio y cargas permanentes. Carga del viento máximo sobre la estructura los elementos de cabecera y sobre la semilongitud de los conductores de ambos vanos adyacentes, en dirección de la resultante total de las tracciones de los conductores. Fuerzas resultantes de las tracciones de los conductores.
Hip.1b) peso propio y cargas permanentes. Carga adicional. Carga del viento sobre la estructura, los elementos de cabecera y sobre la semilongitud de los conductores de ambos vanos adyacentes en dirección de la resultante total de las tracciones de los conductores. Fuerzas resultantes de las tracciones de los conductores.
Hip.1c) peso propio y Cargas Permanentes. Carga del viento máximo en dirección normal a la bisectriz del ángulo de la línea, sobre la estructura, los elementos de cabecera y sobre la semilongitud de los conductores de ambos vanos adyacentes. ATEERA
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Fuerzas resultantes de las tracciones de los conductores.
Hip.1d) Peso propio y cargas permanentes. Carga adicional. Carga del viento en dirección normal a la bisectriz del ángulo de la línea sobre la estructura, los elementos de cabecera y sobre la semilongitud de los conductores de ambos vanos adyacentes Fuerzas resultantes de las tracciones de los conductores.
Hip.1e) Peso propio y cargas permanentes. Carga del viento según norma VDE 0210/5.69 parágrafo 9 apartado a) 2.1.1, sobre la estructura, elementos de cabecera y conductores. Fuerzas resultantes de las tracciones de los conductores. (Esta hipótesis de carga se considera solamente para estructuras de altura superior a 60 m).
B.-CARGA EXTRAORDINARIA Hip.2a) Peso propio y Cargas Permanentes. Fuerzas resultantes de las tracciones de los conductores. Anulación de la tracción de un conductor, según norma VDE 0210/5.69, parágrafo 9 apartado b) 2.1. 2. Las cargas de tracción serán calculadas con el valor máximo de tensión del conductor, excluido la hipótesis de hielo.
Hip.2b) Peso propio y cargas permanentes. Cargas adicionales. Anulación de la tracción de un conductor, según norma VDE 0210/5.69,parágrafo 9 apartado b) 2.1.2. Las cargas de tracción serán calculados con el valor de tensión del conductor correspondiente a la hipótesis de hielo.-
3. ESTRUCTURA DE RETENCION A.-CARGA NORMAL Hip.1a) Peso propio y cargas permanentes. Carga del viento máximo perpendicular a la dirección de la línea sobre la estructura, los elementos de cabecera y sobre la semilongitud de los conductores de ambos vanos adyacentes. Fuerzas resultantes de las tracciones de los conductores.
Hip.1b) Peso propio y cargas permanentes. Carga del viento máximo perpendicular a la dirección de la línea, sobre la estructura y los elementos de cabecera. Dos tercios de las tracciones unilaterales de los conductores consideradas actuando en el eje de la estructura. ATEERA
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Hip.1c) Peso propio y cargas permanentes. Cargas adicionales. Carga del viento perpendicular a la dirección de la línea sobre la estructura y los elementos de cabecera. Dos tercios de las tracciones unilaterales de los conductores, consideradas actuando en el eje de la estructura,
B.-CARGA EXTRAORDINARIA Hip.2a) Peso propio y cargas permanentes. Anulación de la tracción de un conductor, según norma VDE 0210/5.69, parágrafo 9 apartado b) 2.1.2. La carga de tracción será calculada con el valor máximo de tensión del conductor, excluida la hipótesis de hielo. Fuerzas resultantes de las tracciones de todos los demás conductores.
Hip.2b) Peso propio y cargas permanentes. Cargas adicionales Anulación de la tracción de un conductor, según norma VDE 0210/5.69, parágrafo 9, apartado b)2.1.2. La carga de tracción será calculada con el valor de tensión del conductor correspondiente. a la hipótesis de hielo. Fuerzas resultantes de las tracciones de todos los demás conductores.
4. ESTRUCTURA DE RETENCION ANGULAR A.-CARGA NORMAL Hip.1a) ídem 2.1.a Hip.1b) ídem 2.1.b Hip.1c) ídem 2.1.c Hip.1d) ídem 2.1.d Hip.1e) Peso propio y cargas permanentes Carga del viento máximo sobre la estructura y los elementos de cabecera, en dirección de la bisectriz del ángulo de la línea. Dos tercios de las tracciones unilaterales de los conductores, consideradas actuando en el eje de la estructura.
Hip.1f) Peso propio y cargas permanentes. Cargas adicionales. Carga del viento sobre la estructura y los elementos de cabecera, en dirección de la bisectriz del ángulo de la línea. Dos tercios de las tracciones unilaterales de los conductores, consideradas actuando en el eje de la estructura.
B.-CARGA EXTRAORDINARIA
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Hip.2a) Igual que 2.2.a Hip.2b) Igual que 2.2.b
5. ESTRUCTURA TERMINAL A.-CARGA NORMAL Hip.1a) peso propio y cargas permanentes Carga del viento máximo perpendicular a la dirección de la línea, sobre la estructura, los elementos de cabecera y sobre la semilongitud de los conductores del vano adyacente. Tracciones unilaterales de los conductores.
Hip.1b) Peso propio y cargas permanentes. Carga adicional. Carga del viento perpendicular a la dirección de la línea, sobre la estructura los elementos de cabecera y sobre la semilongitud de los conductores del vano adyacente.Tracciones unilaterales de los conductores.
B.-CARGA EXTRAORDINARIA Hip.2a) Carga normal según 5.1.a, sin carga del viento. Anulación de la tracción de un conductor, según norma VDE 0210/5.69 parágrafo 9, apartado b) 2.1.2. Las cargas de tracción serán calculadas con el valor máximo de tensión del conductor, excluida la hipótesis de hielo.
Hip.2b) Carga normal según 5.1.b, sin carga del viento Anulación de la tracción de un conductor, según norma VDE 0210/5.69, parágrafo 9 apartado b) 2.1.2. Las cargas de tracción serán calculadas con el valor de tensión del conductor correspondiente a la hipótesis de hielo.
6. ESTRUCTURA DE EMPALME Y DISTRIBUCION A. -CARGA NOMAL Hip.1a) Peso propio y cargas permanentes. Carga del viento máximo en la dirección de la resultante total de las tracciones de todos los conductores de las distintas líneas aéreas, sobre la estructura y los elementos de cabecera. Resultante de las tracciones de todos los conductores de las distintas líneas aéreas.
Hip.1b) Peso propio y cargas permanentes. carga adicional.
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Carga del viento en la dirección de la resultante total de las tracciones de todos los conductores de las distintas líneas aéreas, sobre la estructura y los elementos de cabecera. Resultante de las tracciones de todos los conductores de las distintas líneas aéreas.-
B.-CARGA EXTRAORDINARIA Hip.2a) Peso propio y cargas permanentes. Resultante de las tracciones de todos los conductores de las distintas líneas aéreas. Anulación de la tracción de un conductor. Las cargas de tracción serán calculadas con el valor máximo de tensión del conductor excluida la hipótesis de hielo.
Hip.2b)Peso propio y cargas permanentes. Carga adicional. Resultante de las tracciones de todos los conductores de las distintas líneas aéreas. Anulación de la tracción de un conductor. las cargas de tracción serán calculadas con el valor de tensión del conductor correspondiente a la hipótesis de hielo.
7. CONSTRUCCIONES UTILIZADAS COMO PUNTOS DE APOYO Las construcciones deberán ser capaces de soportar las tensiones ocasionadas por la tracción máxima de los conductores.
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ANEXO 4 VIBRACIONES EÓLICAS SISTEMA AMORTIGUANTE
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VIBRACIONES EOLICAS - SISTEMA AMORTIGUANTE
1. OBJETO Establecer los requerimientos técnicos para poder evaluar las necesidades de implementar un SISTEMA AMORTIGUANTE frente a eventuales vibraciones de origen eólico que se pudieran presentarse en conductores y cables de guardia, de líneas de Alta Tensión de 66 y 400 kV.
2. MEDICIONES Se deberán realizar un mínimo de dos (2) mediciones cada 100 Km. de línea, salvo que las características particulares de las trazas requieran mayores tomas. Las mediciones aludidas se realizarán según las indicaciones IEEE PAPER 31 TP 65-156 y CIGRE 22.11, que conjuntamente con la estimación de vida útil del conductor serán las herramientas que determinen la necesidad de implementación del SISTEMA AMORTIGUANTE.
3. SISTEMA AMORTIGUANTE El mismo, de ser necesario, se implementará con amortiguadores inerciales del tipo "stockbridge". La selección, justificación y aplicación del amortiguador deberá ser realizadas a efectos de reducir las vibraciones de origen eólico y mantenerlas dentro de valores que no comprometan la vida útil de los conductores y cables de guardia; al mismo tiempo deberán evitar daños en el propio amortiguador y los herrajes involucrados. Los amortiguadores ofrecidos deberán poder instalarse o removerse fácilmente en las líneas de Alta Tensión y permitirán su montaje y/o desmontaje con tensión. El Proveedor además, deberá enviar sus recomendaciones de montaje y sus tolerancias. Se deberá definir la cantidad de amortiguadores a instalar por vano y su posicionamiento, de manera de asegurar una eficiente protección anti vibratoria en el sistema, respetando las premisas de seguridad indicadas; para lo cual deberán realizar los cálculos teóricos que demuestren tal situación. Los cálculos aludidos deberán incluir, como mínimo, una tabla de valores de esfuerzos en las grapas de suspensión más solicitadas en función del perfil de vientos utilizado para calcular las vibraciones eólicas. El perfil de vientos abarcará como mínimo un rango de 2 a 12 m/s. Las deformaciones unitarias correspondientes a las flexiones vibratorias, en las zonas del último contacto del conductor con la grapa de suspensión, no deberán exceder de: 300
microstrain pico – pico para el 5% de los ciclos de vibraciones. 250
microstrain pico – pico para el restante 95% de los ciclos de vibraciones. ATEERA
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4. EVALUACION PREVIA DEL SISTEMA AMORTIGUANTE En los casos que la Transportista no cuente con pruebas de campo ya realizadas para el tipo de amortiguador ofrecido, podrá solicitarle al Oferente la provisión de los amortiguadores que este estime convenientes y necesarios para realizar un plan de estudio sobre la/s línea/s de alta tensión afectadas. El plan de estudios mencionado consistirá: Se montarán los amortiguadores en la Línea de Alta Tensión según las configuraciones y recomendaciones indicadas por el oferente. Cuando existan mediciones anteriores, estos se instalarán en el/los mismo/s vano/s en el/los que se había medido sin amortiguamiento. Estas mediciones, a juicio de Comitente, se podrán repetir en las distintas estaciones del año y cada estudio tendrá una duración entre 15 y 20 días aproximadamente. Los estudios se podrán realizar con el equipamiento de mediciones provisto por la Transportista o por el Oferente, en este caso los equipos deberán estar debidamente contrastados y tendrán los certificados correspondientes, de acuerdo al programa de contraste de equipos de medición, que se establezca. En todos los casos, los representantes de las partes presenciarán las colocaciones y retiro de los equipos de medición mencionados. Si los resultados de los estudios estadísticos de campo indicaran niveles de vibraciones eólicas superiores a los especificados, el Proveedor podrá optar por desistir de la oferta, caso contrario en un lapso no mayor de 60 días deberá determinar la causa, corregirla y entregar el nuevo plan de estudios. En este caso el Oferente correrá con todos los gastos que implique la repetición de las mediciones en campo. La repetición de las mediciones se hará por única vez y el incumplimiento de los plazos indicados, dará lugar a desestimar la oferta a sólo juicio de Comitente.
5. DATOS GARANTIZADOS El Proveedor quedará obligado a cumplir y/o mejorar los datos que garantice en su propuesta. La Transportista podrá solicitar toda aclaración que considere necesaria para la correcta evaluación de la oferta.-
6. NORMAS TÉCNICAS La fabricación, los ensayos y la inspección se realizarán conforme a lo solicitado con la última revisión de las normas y recomendaciones indicadas a continuación, además de lo solicitado por estas especificaciones. Cuando no se indique expresamente otra norma se utilizará el criterio de la IEC 61897 - IRAM -722, IRAM -777, IRAM-NIME -20022, IEEE PAPER 31 TP 65-156, IEEE std 664-1993, CIGRE WG 22-04.
7. GARANTIA El proveedor deberá garantizar los amortiguadores, como mínimo, por un término de cinco años a partir de la recepción de los mismos. Durante este período, el Proveedor se hará responsable de todos los defectos debidos a la calidad del material, vicios de fabricación y ATEERA
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comportamiento anormal.
8. COMPONENTES DE LOS AMORTIGUADORES 8.1 GENERALIDADES Las grapas estarán diseñadas de manera tal que sujeten firmemente al conductor y al cable de guardia con suficiente presión, adecuadamente distribuida, para prevenir deformaciones en frío de los materiales en contacto y permitan además un fácil montaje en línea viva. Estas serán de tipo abulonada, cuya concepción requiere tornillos de apriete y dispositivos elásticos para almacenamiento de energía, contra el aflojamiento por vibraciones. Los elementos de ajuste, después del cincado, deberán poder roscarse a mano toda la longitud roscada.
8.2 MATERIALES 8.2.1
Grapa:
El material de la grapa del amor1iguador será de aleación de aluminio primaria cuya composición química asegure una buena protección contra la corrosión. La aleación de aluminio debe estar de acuerdo con la norma ASTM B85 o similar. Las piezas serán obtenidas mediante el uso de moldes metálicos.
8.2.2
Bulonería:
Será de acero al carbono.
8.2.3
Protección anticorrosiva:
Serán cincados por inmersión en caliente, de acuerdo con el Anexo D de la norma IRAMNIME 20022, a excepción del cable de unión, que se regirá por la Norma IRAM -777. El espesor mínimo de recubrimiento de cinc será de 85 micrones.
8.2.4
Cable mensajero:
El mismo estará conformado con alambres de acero cincado de 130/160 daN/mm2 de resistencia a la tracción.
8.2.5
Contrapesos:
Podrán ser de fundición de hierro o de aleación de cinc.
9. INFORMACION TECNICA Se requerirá:
Copia de los protocolos de ensayos solicitados en la presente y la IEC 61897. Planos de dimensiones y detalles de los amortiguadores ofrecidos. Folletos descriptivos que correspondan exactamente al material ofrecido Certificado de calidad de acuerdo a Normas ISO serie 9000
Para completar la información técnica y ser valida la oferta, será imprescindible que el oferente incluya un listado de suministros anteriores en nuestro país, de amortiguadores similares a los ofrecidos, detallando en que fechas y en que líneas fueron instalados.
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