NCh2462-1999

NORMA CHILENA OFICIAL

NCh2462.Of1999

Construcción – Conductos de acero corrugado para ser enterrados con luces inferiores o iguales a 8 m – Especificaciones de diseño y cálculo

Preámbulo El Instituto Nacional de Normalización, INN, es el organismo que tiene a su cargo el estudio y preparación de las normas técnicas a nivel nacional. Es miembro de la INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION (ISO) y de la COMISION PANAMERICANA DE NORMAS TECNICAS (COPANT), representando a Chile ante los organismos mencionados. La norma NCh2462 ha sido preparada por el Instituto de la Construcción y la División de Normas del Instituto Nacional de Normalización, y en su estudio participaron los organismos y las personas naturales siguientes: Empresas IPAC Instituto de la Construcción Instituto Nacional de Normalización, INN Tubosider Acustermic

Sergio Córdova A. Claudio Acuña C. Ernesto Gómez G. Agnes Leger A. Sergio Belfiore Rodrigo Zamora E.

Esta norma se estudió para establecer las especificaciones de diseño y cálculo de los conductos de acero corrugado para ser enterrados. Esta norma se inserta dentro del proyecto FDI Actualización de Normas Chilenas Oficiales.

Calidad en la Construcción -

I

NCh2462 Esta norma está basada en la norma AASHTO Standard Specifications for Highway Bridges, section 12, 1992 y en antecedentes técnicos del Ministry of Transportation of Ontario, Ontario Highway Bridge Design Code (OHBDC), Downsview, Ontario, Canadá, 1983, 1992, proporcionados por el Comité. Los Anexos A y B no forman parte del cuerpo de la norma, se insertan sólo a título informativo. Esta norma ha sido aprobada por el Consejo del Instituto Nacional de Normalización, en sesión efectuada el 26 de Agosto de 1999. Esta norma ha sido declarada Norma Chilena Oficial de la República por Decreto N° 230, de fecha 22 de Diciembre de 1999, del Ministerio de Vivienda y Urbanismo, publicado en el Diario Oficial N° 36.561 del 13 de Enero de 2000.

II

NORMA CHILENA OFICIAL

NCh2462.Of1999

Construcción – Conductos de acero corrugado para ser enterrados con luces inferiores o iguales a 8 m – Especificaciones de diseño y cálculo

1 Alcance y campo de aplicación 1.1 Esta norma establece las especificaciones de diseño y cálculo de los conductos de acero corrugado para ser enterrados. 1.2 Esta norma establece, además, los requisitos que deben cumplir los materiales utilizados en la fabricación de estos conductos. 1.3 Esta norma se aplica a todo tipo de conductos de acero corrugado destinados a ser utilizados en obras de construcción en general, cuya luz entre extremos laterales sea inferior o igual a 8 m.

2 Referencias NCh203 NCh206 NCh207 NCh228 NCh532 NCh567 NCh701 NCh1534/2

Acero para uso estructural - Requisitos. Acero laminado en barras para pernos corrientes. Acero laminado en barras para remaches estructurales. Determinación del peso y el espesor de revestimiento de zinc en productos siderúrgicos. Acero - Planchas acanaladas de acero zincado para tubos – Especificaciones. Tubos de planchas acanaladas de acero - Especificaciones. Acero - Planchas delgadas de acero al carbono laminadas en caliente – Tolerancias. Mecánica de suelos - Relaciones humedad-densidad - Parte 2: Métodos de compactación con pistón de 4,5 kg y 460 mm de caída.

1

NCh2462

3 Definiciones 3.1 arco: segmento de conducto que se instala sobre estribos o fundaciones de zapata corrida, cuyo fondo no forma parte integral del conducto, pudiendo ser este fondo el lecho natural del cauce de un río o algún otro material adecuado. 3.2 costura embayetada: unión helicoidal formada por traslapo y doblado de los bordes adyacentes de las planchas. 3.3 elipse horizontal: estructura tubular de gran luz con su eje mayor horizontal. 3.4 elipse vertical: tubo elíptico con el eje mayor vertical y no menor que 1,10 veces el eje menor. 3.5 planchas estructurales corrugadas: planchas laminadas en caliente, corrugadas, galvanizadas, dobladas al radio correspondiente, que se unen entre sí por remaches para formar tubos circulares, abovedados o de otras formas. 3.6 paso inferior: 1) vía debajo del nivel de un camino para el tránsito peatonal. 2) vía por debajo del nivel de una vía férrea o de un camino para el tránsito general de vehículos. 3.7 conducto abovedado: conducto que tiene un ancho mayor que su altura, con clave en forma de arco y fondo levemente convexo, tal que el radio de curvatura de éste es claramente mayor que el de la clave. 3.8 conducto con protuberancias helicoidales: conducto circular fabricado con planchas lisas, con protuberancias helicoidales que emergen hacia el exterior.

4 Materiales 4.1 Planchas de acero 4.1.1 Los conductos deben estar constituidos por planchas de acero laminadas en caliente que posteriormente son corrugadas, curvadas y galvanizadas por inmersión en caliente. 4.1.1.1 El material de las planchas debe ser acero al carbono que cumpla con los requisitos mecánicos que se indican en Tabla 1. Tabla 1 - Propiedades mecánicas en el ensayo de tracción

2

Resistencia a la

Límite de fluencia

Alargamiento a la rotura

tracción mín., fu, MPa

mín., ff, MPa

con longitud inicial L0= 50 mm, %

320

240

20

NCh2462 4.1.1.2 Las uniones entre las planchas que forman un conducto pueden ser remachadas, empernadas, soldadas o embayetadas. a) Cuando las uniones de los conductos se realicen por soldadura al arco eléctrico, el acero de las planchas debe ser de soldabilidad garantizada, según se establece en NCh203. b) En las uniones remachadas, los remaches que se usen deben cumplir con los requisitos de NCh207. c) En las uniones empernadas, los pernos que se usen deben cumplir con los requisitos de NCh206. 4.1.2 Los materiales y elementos deben cumplir con los requisitos indicados en NCh532 y NCh567 que le sean aplicables. 4.1.3 Revestimiento de zinc 4.1.3.1 Las planchas deben cubrirse con una capa de zinc con un espesor medio equivalente a 610 g de zinc por m² en ambas caras. El espesor se debe determinar en muestras de 3 000 mm² de superficie conforme al procedimiento de NCh228, cuando éste sea aplicable. Un procedimiento alternativo es el de medir el espesor del recubrimiento con un medidor magnético, mediante tres determinaciones en la muestra, cuyo término medio expresado en g/m² debe ser mayor o igual que 610 g/m² y ninguna de las tres determinaciones debe ser inferior a 550 g/m². 4.1.3.2 El contenido de zinc, en ambas caras de la plancha, se determina mediante la relación siguiente:

G = 14 280 e en que:

G = contenido de zinc en ambas caras, g/m2;

e = espesor medio de las capas de zinc en ambas caras, mm. 4.1.4 Dimensiones 4.1.4.1 Las corrugaciones de las planchas deben poseer, preferentemente, las características geométricas indicadas en Tabla 2, sin excluir otras características diferentes a las indicadas. Tabla 2 - Características geométricas preferidas de las corrugaciones Longitud de onda, mm Profundidad de onda, mm

68 12,7

100 22,0

152,4

200

50,8

55

3

NCh2462 4.1.4.2 La profundidad de onda se mide por el mismo lado de la plancha entre la parte más alta de la cresta y la parte más alta del vano. 4.1.4.3 Se acepta una tolerancia de ± 2% en las características indicadas. 4.1.4.4 Los espesores nominales de las planchas deben estar comprendidos entre 1,5 mm y 7,0 mm. Las tolerancias en los espesores son las señaladas en NCh701.

4.2 Suelos 4.2.1 El suelo de relleno que se coloca alrededor de los conductos de planchas de acero corrugadas debe ser analizado en sus características, tales como aptitud para la estratificación y asentamiento que puede experimentar por cargas. 4.2.2 Durante la ejecución del relleno lateral de los conductos debe identificarse el tipo de suelo, se debe determinar la densidad compactada del relleno y definirse las características resistentes del suelo inmediatamente adyacente al conducto. 4.2.3 El suelo del relleno lateral debe estar constituido, de preferencia, por materiales granulares con menos de 25% de partículas que pasen el tamiz de 0,075 mm de abertura y con un índice de plasticidad nulo o menor de 6. Puede usarse, también, material granular limoso o arcilloso con un contenido de partículas bajo 0,075 mm no mayor que 35%, cuyo límite líquido sea inferior o igual a 40 y su índice de plasticidad no supere 10 (ver Anexo A). 4.2.4 El suelo de relleno se debe compactar a un 90% como mínimo de la densidad máxima compactada seca (D.M.C.S.) determinada por el procedimiento indicado en NCh1534/2. La compactación debe hacerse avanzando en forma pareja a ambos lados del conducto.

5 Expresión de resultados Para el cálculo de los conductos enterrados fabricados con planchas de acero corrugado se debe tener presente que el conjunto formado por el conducto y el relleno de confinamiento que lo rodea forma una estructura compuesta, en la cual ambos materiales trabajan en combinación.

5.1 Cargas 5.1.1 Los conductos deben diseñarse para resistir la presión que actúa sobre ellos, de modo que la tensión que esa presión genere en el material del conducto sea inferior o a lo sumo igual a la tensión admisible.

4

NCh2462 5.1.2 La presión vertical y la horizontal sobre los conductos puede calcularse por procedimientos basados en principios de mecánica de suelos e interacción suelo-estructura fundamentados apropiadamente. 5.1.3 Una alternativa para lo indicado en la subcláusula anterior, la presión proveniente del relleno de suelo se debe suponer equivalente a una presión hidrostática de un líquido de densidad de 2 100 kg/m3. 5.1.4 La presión P , en MPa, que actúa en una masa de suelo se determina mediante la expresión siguiente:

P = Pp + Ps en que:

P = presión, MPa; Pp = presión generada por cargas permanentes, MPa; Ps = presión generada por cargas móviles o de servicio, MPa. 5.1.4.1 La presión producida por las cargas móviles en la masa de suelo se obtiene tomando en cuenta la distribución de las tensiones generadas por el tránsito vehicular en la superficie del terreno. Para ello se pueden utilizar modelos de distribución de cargas puntuales fundamentados apropiadamente (ver Anexo A). 5.1.4.2 La presión producida por la carga permanente se calcula por la expresión siguiente:

Pp = γ H en que: γ = masa del suelo de relleno, en kg/m3;

H = altura del relleno sobre el tope del conducto, en m. 5.1.5 La presión sobre el conducto, Pt , se determina por la expresión siguiente:

Pt = C p (Pp + Ps ) en que:

C p = coeficiente que depende de la densidad del suelo de relleno y de la flexibilidad del conducto (ver Anexo A). 5

NCh2462 5.1.5.1 El coeficiente C p se calcula por procedimientos basados en principios de mecánica de suelos e interacción suelo-estructura fundamentados apropiadamente. 5.1.6 Una alternativa para determinar el coeficiente C p es adoptar los siguientes valores: Tabla 3 – Determinación de coeficiente

Densidad de compactación,

γc > %

Cp Cp

γc < 80

2,0 a 3,0

80 ≤ γc ≤ 85

1,5

85 < γc

1,0

5.2 Espesor de la pared La tensión de compresión en las paredes del conducto, f p se calcula suponiendo presión hidrostática del suelo sobre el conducto mediante la siguiente expresión:

f p = (P × D ) / (2 × e ) en que:

f p = tensión de compresión en las paredes del conducto, en MPa; D = diámetro o ancho del conducto, en m; e

= espesor de las paredes del conducto, en m.

5.2.1 Dimensionamiento estructural 5.2.1.1 Por una parte, el área resistente de la pared del conducto debe ser tal que la tensión de compresión, f p , resultante de las condiciones de carga máximas que se produzcan en servicio, sea inferior o a lo sumo igual a la tensión de fluencia mínima especificada, f f , dividida por un factor de seguridad, que se considera igual a 2, como se indica en la expresión siguiente:

fp ≤ f f / 2 y el espesor de la pared queda determinada por la expresión siguiente:

2 ff e = (Pt × D ) /   2 6

  

NCh2462 5.2.1.2 Por otra parte, es necesario que la pared del conducto sea capaz de resistir la tensión de pandeo, f cr . a)

La tensión de pandeo, f cr , se determina por las expresiones siguientes:

(

)

f cr = f u − f u / 48 E × (α D / r ) si D < r / α 2

f cr = 12 E / (α D / r )

2

2

si D > r / α

24 E / f u y 24 E / f u

en que:

f cr = tensión crítica del pandeo, en MPa; f u = tensión máxima especificada, en MPa; E = módulo de elasticidad del material del tubo, en MPa; D = diámetro o ancho del tubo, en m;

b)

r

= radio medio de giro de las paredes del tubo, en m;

α

= factor de rigidez del suelo, que se considera igual a 0,22.

Cuando

f cr < f f , la tensión de compresión en las paredes del conducto, f p ,

debe ser inferior a f cr dividido por un coeficiente de seguridad, que se considera igual a 2, quedando el espesor de la pared determinado por:

2 f  e = (Pt × D ) /  cr   2  5.3 Resistencia de las costuras o uniones Para conductos fabricados con costuras longitudinales, remachadas, empernadas o soldadas por puntos, la resistencia de la costura, Pc , debe ser suficiente para transmitir toda la presión que actúa sobre las paredes del conducto con un factor de seguridad que se considera igual a 3, según la expresión siguiente:

Pc = 3 (Pt × D ) / 2 en que:

Pc = resistencia de los elementos de unión por m de longitud de la costura.

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NCh2462 5.4 Dimensiones del recubrimiento de suelo 5.4.1 La altura del recubrimiento se mide desde la superficie de los pavimentos rígidos o desde el fondo de los pavimentos flexibles. 5.4.2 La altura del recubrimiento de suelo sobre la clave del conducto se calcula tomando en cuenta la geometría de la estructura, el grado de compactación del suelo de relleno y la carga móvil máxima que pueda actuar sobre el relleno. 5.4.3 Esta altura debe ser tal que permita distribuir las cargas puntuales aplicadas en la superficie sin que se sobrepase la carga que puede soportar el conducto antes del colapso y sin que se induzcan solicitaciones de flexión significativas sobre la estructura. 5.4.4 Sin perjuicio de lo expresado en las subcláusulas anteriores, la altura mínima del relleno sobre la estructura debe ser el mayor de los valores entre: -

(Dh/6) ⋅ (Dh/Dv)0,5;

-

0,4 (Dh/Dv)² ;

-

un octavo del diámetro o ancho del conducto, y 0,60 m;

en que Dh y Dv son el ancho y la altura del indica en las figuras 1 y 2.

conducto, respectivamente, según se

5.4.5 Ancho del recubrimiento 5.4.5.1 El ancho mínimo de relleno, de los costados de los conductos colocados en zanja, es de 0,60 m, pero este valor debe aumentarse según las características del suelo, especialmente cuando el suelo natural es de una calidad soportante deficiente. Se pueden usar valores inferiores sólo en casos justificados por el cálculo. 5.4.5.2 En el caso de tubos en terraplén, el relleno a cada lado del conducto debe tener un ancho por lo menos igual al diámetro o ancho del conducto.

5.5 Transporte e instalación 5.5.1 Los conductos deben soportar las fuerzas de impacto que se generen durante el transporte e instalación de los mismos.

8

NCh2462 5.5.2 Esta resistencia queda definida por un factor de flexibilidad, FF , que se determina por la expresión siguiente:

FF = en que:

D2 EI

FF = factor de flexibilidad, en m/N; D = diámetro o ancho del conducto en m; I

= momento de inercia de la pared del conducto por unidad de longitud, en m3;

E

= módulo de elasticidad del material, en MPa.

5.5.3 El factor de flexibilidad en mm/N, no debe ser mayor que: -

0,25 para corrugaciones de 6,4 y 12,7 mm de profundidad;

-

0,19 para corrugaciones de 25,4 mm de profundidad.

5.6 Protección de los extremos 5.6.1.1 Los extremos de los conductos terminados en talud, deben protegerse, especialmente cuando se detecten riesgos de sobrecarga de agua, subpresión, derrumbes u otros. Los extremos deben ser rigidizados estructuralmente, a menos que se demuestre que no es necesario. 5.6.1.2 Espaciamiento mínimo Cuando se coloquen varios conductos circulares u ovalados, uno al lado del otro, debe dejarse entre ellos una separación para permitir una compactación adecuada del relleno. Para conductos de hasta 0,60 m de diámetro o ancho, la separación debe ser 0,30 m como mínimo, para conductos de 0,60 m y hasta 1,80 m de diámetro o ancho, la separación debe ser de la mitad del diámetro o ancho como mínimo, y para conductos de más de 1,80 m de diámetro o ancho, la separación debe ser de 0,90 m como mínimo.

6 Conductos abovedados 6.1 Estos conductos deben cumplir con los requisitos indicados en las cláusulas 4 y 5 de esta norma, con las modificaciones y agregados de las subcláusulas que siguen.

9

NCh2462 6.1.1 Se debe tener en cuenta la presión del relleno en las zonas de menor radio de la bóveda, la cual se considera igual al empuje en las paredes del conducto dividido por el radio de la bóveda en esas zonas. 6.1.2 El suelo alrededor de esas zonas debe ser capaz de resistir esa presión. Si es necesario se debe mejorar la capacidad portante del suelo en aquellos sectores en que la presión supere esa capacidad.

6.2 Límites geométricos 6.2.1 Las relaciones entre los radios del fondo, Rf, de la tapa, Rt, y de las esquinas, Re, de los conductos abovedados se deben ajustar normalmente a los siguientes límites: Rt/Re < 5 Rf/Rt < 3,5 En la Figura 3 se indica el significado de Rf, Rt, Re. 6.2.2 Se puede sobrepasar los límites indicados en 6.2.1 siempre que se demuestre por cálculo que las tensiones producidas en el conducto son menores o a lo sumo iguales que los límites admisibles.

6.3 Factor de flexibilidad El factor de flexibilidad no debe ser mayor que: 0,38 para corrugaciones de 6,4 mm y 12,7 mm de profundidad 0,29 para corrugaciones de 25,4 mm de profundidad.

7 Arcos 7.1 Estos conductos deben cumplir con los requisitos indicados en las cláusulas 4 y 5 de esta norma, teniendo en cuenta, además, las consideraciones siguientes: a.1)

No es deseable que el arco metálico sea relativamente indeformable o rígido con respecto al relleno adyacente. Por eso se recomienda evitar las fundaciones macizas o por pilotes que impidan los asentamientos.

a.2)

Donde se encuentre suelo natural de poca capacidad de soporte se considera su reemplazo parcial o total por material aceptable.

a.3)

La fundación debe calcularse de modo que dé lugar a un asentamiento longitudinal uniforme de magnitud aceptable desde el punto de vista del funcionamiento.

10

NCh2462 a.4)

El factor de flexibilidad no debe ser mayor que: 0,38 para corrugaciones de 6,4 mm y 12,7 mm de profundidad 0,29 para corrugaciones de 25,4 mm de profundidad.

b)

Presión de soporte de los suelos debajo de las fundaciones

b.1)

Se debe tener presente el efecto de la profundidad de la base de la fundación y de la dirección de la reacción del arco sobre la fundación. Se considera que esta dirección es tangente a la pared del conducto en su punto de conexión con la fundación y que la magnitud de la reacción es igual al empuje en la plancha metálica del arco en la zona de la fundación.

b.2)

Se deben proveer medidas para prevenir la socavación del fondo.

8 Conductos de metal con protuberancias helicoidales 8.1 Los conductos circulares y abovedados con protuberancias helicoidales se forman enrollando en forma de hélice planchas de acero que tienen protuberancias externas y uniéndolas con costura embayetada. 8.2 Estos conductos deben cumplir con los requisitos indicados en las cláusulas 4 y 5 de esta norma con las modificaciones y agregados de las subcláusulas que siguen.

8.3 Suelo 8.3.1 Los conductos con protuberancias externas instalados en terraplenes deben tener un relleno de suelo que se extienda como mínimo en la distancia de un ancho del conducto a cada lado de éste y 0,60 m por encima del conducto, como mínimo. Se pueden usar valores inferiores sólo en casos justificados por el cálculo. 8.3.2 Los conductos instalados en zanjas deben tener una envolvente de suelo que se extienda un mínimo de 0,60 m a cada lado del conducto hacia las paredes de la zanja. En caso de suelos naturales de mala calidad esta extensión debe aumentarse hasta valores que aseguren la estabilidad del relleno. En caso de rocas o suelos de gran capacidad de soporte, o cuando se justifique por el cálculo, ella puede disminuirse, respetando límites necesarios para lograr una buena compactación.

8.4 Factor de flexibilidad 8.4.1 Para instalaciones en terraplenes, el factor de flexibilidad, FF , no debe exceder de los valores siguientes:

FF = 27 x I

0.33

para protuberancias de 19 x 19 mm a 190 mm.

FF = 22 x I 0.33 para protuberancias de 19 x 25 mm a 290 mm. 11

NCh2462 en que:

FF = factor de flexibilidad en mm/N; I

= momento de inercia por unidad de longitud, en m3.

8.4.2 Para instalaciones en zanjas, FF no debe exceder los valores siguientes:

FF = 31 x I

0.33

para protuberancias de 19 x 19 mm a 190 mm;

FF = 25 x I

0.33

para protuberancias de 19 x 25 mm a 290 mm.

8.5 Altura mínima de recubrimiento de suelo La altura mínima del relleno sobre la estructura debe ser un cuarto del diámetro o ancho del conducto, o de 0,60 m, escogiendo el mayor de estos valores. Se pueden usar valores inferiores sólo en casos justificados por el cálculo.

9 Estructuras con conductos de planchas estructurales 9.1 Generalidades 9.1.1 Estos conductos deben cumplir con los requisitos indicados en las cláusulas 4 y 5 de esta norma, con las modificaciones y agregados de las subcláusulas que siguen. 9.1.2 Los conductos circulares y abovedados de planchas estructurales empernados y sólo deben tener corrugaciones anulares. 9.1.3

deben ser

Factor de flexibilidad

El factor de flexibilidad no debe exceder de los valores siguientes para corrugaciones de 150 mm x 50 mm: -

conducto circular

0,11 mm/N;

-

conducto abovedado

0,17 mm/N;

-

conducto en arco

0,17 mm/N.

9.1.4 Resistencia mínima de las costuras longitudinales En los conductos con corrugaciones de 152 mm x 50,8 mm, las costuras deben tener las resistencias mínimas que se indican en Tabla 4.

12

NCh2462 Tabla 4 - Resistencias mínimas de las costuras para conductos de planchas estructurales de 152 mm x 50,8 mm Espesor de la plancha, mm 2,8 3,5 4,3 4,8 5,5 6,3 7,0

Diámetro perno, mm 19 19 19 19 19 19 19

13 pernos por m, kN/m 63 91 118 136 164 193 210

20 pernos por m, kN/m 263

26 pernos por m, kN/m 283

9.1.5 Características geométricas de las secciones Las características geométricas de las secciones se indican en Tabla 5. Tabla 5- Características geométricas de las secciones para conductos de planchas estructurales de 152 mm x 52,8 mm Espesor de la plancha, mm 2,8 3,5 4,3 4,8 5,5 6,3 7,0

Area, mm²/mm 3,31 4,24 5,22 5,82 6,74 7,72 8,58

Radio medio de giro, mm 17,32 17,37 17,42 17,47 17,53 17,58 17,65

I, mm4/mm 993 1 279 1 584 1 788 2 071 2 386 2 673

9.2 Arcos de planchas estructurales El cálculo de arcos de planchas estructurales debe basarse en la relación altura ancho, siendo ésta como mínimo de 0,3.

9.3 Estructuras de grandes luces de planchas estructurales 9.3.1 Características generales Las estructuras de grandes luces de planchas estructurales son puentes de pequeña luz con las características que se señalan a continuación: a.1)

Exceden las dimensiones máximas indicadas en 9.1.5.

a.2)

Son conductos de cualquier tamaño con formas especiales caracterizadas por radios de curvatura grandes en el coronamiento o en los costados, como elipses horizontales, elipses verticales, pasos inferiores, arcos peraltados, arcos rebajados, bóvedas.

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NCh2462 9.3.2 Expresión de resultados 9.3.2.1 Los conductos deben cumplir con los requisitos indicados en las cláusulas 4 y 5 de esta norma, con las modificaciones, que se señalan a continuación: a.1)

En el cálculo de las estructuras de gran luz no se aplican los requisitos relativos a pandeo ni factor de flexibilidad.

a.2)

El diámetro en la fórmula del empuje en las planchas se reemplaza por el doble del radio en el coronamiento.

a.3)

Estas estructuras deben incluir elementos de refuerzos especiales aceptables.

a.4)

Los requisitos mínimos de estas estructuras se detallan en Tabla 6a y 6b, para planchas con corrugaciones de 152 mm x 50,8 mm. Tabla 6a - Requisitos mínimos para estructuras de grandes luces con elementos de refuerzos especiales aceptables Espesor mínimo en el arco superior, mm Planchas corrugadas de 1,52 x 50,8

Radio en el arco superior, m 4,6

4,6 a 5,2

5,2 a 6,1

6,1 a 7,0

7,0 a 7,6

2,8

3,5

4,3

5,5

6,3

Tabla 6b - Requisitos mínimos para estructuras de grandes luces con elementos de refuerzos especiales aceptables Recubrimiento mínimo, m Espesor de la plancha,

4,6

4,6 a 5,2

5,2 a 6,1

6,1 a 7,0

7,0 a 7,6

2,8

0,75

-

-

-

-

3,5

0,75

0,90

-

-

-

4,3

0,75

0,90

0,90

-

-

4,8

0,75

0,90

0,90

-

-

5,5

0,60

0,75

0,75

0,90

1,20

6,3

0,60

0,60

0,75

0,90

1,20

7,0

0,60

0,60

0,75

0,90

1,20

mm

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Radio en el arco superior, m

NCh2462 a.5)

Límites geométricos:

-

Radio máximo de la plancha: 7,60 m;

-

Angulo central máximo del arco superior: 80º;

-

Razón mínima entre el radio del arco superior y el radio del arco lateral: 2;

-

Razón máxima entre el radio del arco superior y el radio del arco lateral: 5.

NOTA - Radios agudos dan lugar a altas presiones en el suelo. Se deben evitar grandes radios cuando las alturas de relleno son grandes.

9.3.2.2 Elementos de refuerzos especiales aceptables -

Rigidizadores estructurales longitudinales continuos conectados a cada lado del área superior. Estos rigidizadores pueden ser de metal o de hormigón armado, en forma individual o combinada.

-

Resaltes de refuerzo constituidos por perfiles estructurales, que se conforman a la curvatura de las planchas y se unen a la estructura, de manera que se asegura una acción solidaria con las planchas y separados a distancias tales que aumenten el momento de inercia de la sección al valor requerido por el cálculo.

9.3.2.3 Suelos a)

Los suelos de relleno deben ser de los tipos indicados en 4.2.3 de esta norma, para alturas de relleno de 3,60 m o más; para rellenos de altura menor a aquella también se puede usar material granular con hasta un 35% de partículas que pasen el tamiz de 0,075 mm con un índice de plasticidad no mayor que 1,0 (ver Anexo A).

b)

El suelo compactado de relleno debe abarcar una extensión lateral a cada lado de la estructura que depende de la calidad del suelo natural o de terraplén adyacente. Si éste es de buena calidad y está bien compactado es suficiente con una extensión de 1,80 m a cada lado.

c)

Si el suelo natural es de calidad igual o superior a la que se propone para el relleno, no es necesario extraerlo más allá del ancho que permita una buena compactación. El suelo de relleno por encima de la estructura también debe ser seleccionado y cuidadosamente compactado.

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Anexo A (Informativo) A.1 Subcláusula 4.1.1 Estos suelos corresponden a tipos A-1 o A-3 de la clasificación AASHTO M145-82. A.2 Subcláusula 5.1.4.1 A.2.1 Una fórmula aplicable al caso es:

Ps = C b Q / H 2 en que:

Q = presión producida en la superficie por la carga de servicio, incluido el efecto dinámico, en MPa;

H = altura del relleno de suelo sobre el tope del tubo, en m; C b = coeficiente de Bousinesq, cuyo valor depende de la relación entre la altura de relleno y la distancia entre el eje longitudinal central del tubo y el punto de aplicación de la carga. A.2.2 Para considerar el efecto de la superposición de cargas, en el caso de vehículos con múltiples ruedas o superficies de apoyo, se puede considerar el siguiente esquema de distribución de cargas.

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NCh2462 A.3 Subcláusula 5.1.5 La flexibilidad, F , es:

F = (1 / E ) (D / K )

2

en que:

E = módulo de elasticidad del acero, en MPa; I = momento de inercia del tubo por unidad de longitud, en m3; D = diámetro del tubo, en m; K = radio medio de giro de la pared en torno al eje neutro, en m; K=

I , en que A es la sección por unidad de longitud. A

A.4 Subcláusula 9.3.2.3 a) Estos suelos corresponden a los tipos A-2-5 o A-2-4 de la clasificación AASHTO M 145-82.

19

NCh2462

Anexo B (Informativo)

Bibliografía AASHTO M145-82

La clasificación de suelos y mezclas de agregados de suelo para usos en construcción de caminos.

BD 12/95

Design of Corrugated Steel Buried Structures with Span not exceeding 8 m.

Design Manual for Roads and Bridges: Volume 2: Highway Structures Design (Substructures and Special Structures), Material; Section 2: Special Structure, Part 6.

20

NORMA CHILENA OFICIAL INSTITUTO

NACIONAL

DE

NCh

NORMALIZACION

2462.Of1999

!

INN-CHILE

Construcción - Conductos de acero corrugado para ser enterrados con luces inferiores o iguales a 8 m Especificaciones de diseño y cálculo Construction – Corrugated steel buried structures with spans not exceeding 8 m – Specifications for design

Primera edición : 1999

Descriptores:

tuberías, aceros, acanalados, requisitos

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