Memoria de cálculo paso de quebrada

Memoria de cálculo Paso de Quebrada de un cable tensado

Generalidades El diseño consiste en la construcción de un paso de quebrada de las siguientes características: características: El desnivel entre los dos puntos que debe cruzar el paso es de: 1585.18 – 1575.19 = 9.99 mts. Vale decir un desnivel de 10 metros en una longitud total de 191.51 metros lo cual nos indica una pendiente de: 9.99 / 191.51 191.51 x 100 100 = 5.2% Esta pendiente garantiza un flujo adecuado del agua que entre en la cámara de ingreso a presión igual cero hasta la salida con una presión de alrededor de 9 metros.

Estimación de cargas

Para el diseño se estima las siguientes cargas:

a) Carga debida al peso del cable b) Carga debida a la tubería de 1 ½ “ c) Carga debida al agua    

Total

: : :

0.221 kg/m 0.3 kg/m  

       

:

 

    

1.66 kg/m

Lo cual significa que la carga total del cable incluida la tubería y el agua suman:

1.66 * 191.51 =317.90 kg

Suponiendo que por efectos de viento, cargas adicionales o eventuales en caso de efectuarse alguna reparación suponemos un incremento de esta carga de un 100% el valor de solicitación total seria: 636 Kg Evidentemente esta carga es muy pequeña y por condiciones más constructivas que de solicitación tensaremos el cable hasta ponerlo casi recto con la tensión máxima admisible del mismo que de acuerdo a sus especificaciones es:

coeficiente de seguridad sobre carga Carga de tensión requerida Área de acero por torón Área total del cable Fatiga en el cable

2 636,01 37,4 mm2 261,8 mm2 121,469 kg/cm2

Modelación de la estructura Debido a la tensión que soportara el cable para quedar paralelo a la tubería, se puede simular el mismo como una barra de acero que esta empotrado en sus extremos.  A continuación mostramos la estructura y sus diagramas correspondientes: momentos, esfuerzos cortantes y esfuerzos normales.

Diagrama de momentos

Diagrama de esfuerzos de corte

Diagrama de esfuerzos normales

Con los diagramas mostrados se pasó a verificar la resistencia del cable.

Consideraciones constructivas

Tal cual se observa en el proceso de cálculo precedente en este caso la importancia del diseño es insignificante no así las consideraciones constructivas del sistema que deben tomar en cuenta lo siguiente:

a) Se perforara la roca entre 1.5m y 2.5m de profundidad manteniendo la pendiente del cable. b) En esta perforación se introducirá una varilla doblada tal cual se muestra en los gráficos de fierro de 12 mm de diámetro. c) Se introducirá una mezcla de alta resistencia de mortero con hormigón expansivo. d) Se colocara el cable pasando por los anillos empotrados sometiéndolos a la tensión de trabajo recomendada una vez llegado a este valor se colocara una grampa con seis pernos de sujeción y se procederá a cortar el cable en demasía

e) Se montara los anillos de sujeción empotrados a la tubería tal cual se muestra en los gráficos respectivos para colgar del cable tensionado. f) Se empujara manualmente la tubería al mismo tiempo que se estire desde el inicio con una soga convenientemente amarrada. g) Una vez concluido el paso se procederá al empotramiento de la tubería con las piezas necesarias vale decir dos uniones universales niples y coplas.