5.3.1 calzadasdetransmileniofrentealaestaciónmolinos · frenado y arranque de los buses...

5.3 Estructura de Pavimento recomendada.La figura No. 1-4 ilustra la estructura de pavimento rígido recomendada parael sector 1, las dimensiones de las losas, los pasadores de transferencia decarga y las barras de anclaje.

La figura No. 1-5muestra el esquema de empalme de las losas existentes alnorte del sector I con las losas nuevas.

5.3.1 Calzadas de Transmilenio Frente a la Estación Molinos

Se recomienda que las losas de concreto en las calzadas de Transmileniose construyan incluyendo una parrilla de acero con varillas de diámetrode 15.9 mm. (5/8"), separadas cada 30 cm. en las dos direcciones; laparrilla quedará ubicada al tercio del espesor de la losa, es decir a 10 cm.Esta recomendación está orientada a que las losas tengan una mayorresistencia estructural debido a los movimientos de cambio de carril,frenado y arranque de los buses articulados que generan esfuerzos noconsiderados en los métodos de diseño del pavimento rígido.

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1-36

r¡¡1:"smuroo, ""'RO\J.O ''""O CONTRATO IDU -119 DE 2005 ESTUDIOS Y DISENOS DE LA TRONCAL CARACAS ENTRE~I M::~~~~~r 1- --=LA::...:.:E:::S"'-T.:..:A.:cC::.:Ic::O"-N:...:M::.:..:::0c=L::.:.IN-'-'O::.:S=-:Y--'E::..:L=_P,---O"",-,Rc:.T:..:A=L-=Dc::E=--U",-S:::M::.:..:::E:...:L::..:O,,-,C::.:A...::L::.:I:::D:..:A=D--,D::.:E:::c-=Uc::S:.:.:M.:.:E=----------------4,/,

CALZADAS FLUJO VEHICULAR CALZADAS FLUJO VEHICULARS-N (ORIENTAL) N-S (OCCIDENTAL)ESTACION

TRANSMILENIOTRANSITO MIXTO TRANSMILENIO TRANSMILENIO TRANSITO MIXTO

SARDINEL Tachón e; 25

LOSAS..................

-.•.•••••••·é:i:jo>...........

CM e=40

CGE

CM e=40

CGE e = Variable CGE e = Variable

S8 = Subbase Granular CSR = 60% al 95% del Proctor Modificado después de Inmersión de 4 díasCM; Material Seleccionado Tabla 320,1 Sección 320-05 IDU-ET-2005CGE = Material Granular Existente

Nota: Debajo de la Estación diseñar y construir sistema de drenaje para captar y evacuar aguas lluviasy de lavado de la estructura

Dimensiones en Centímetros

NOA ESCALA

CORTE A-A

TecnoConsulta LTOAINGENIEROS CONSULTORES

TC-1853-107-V-Ol

Figura N° 1-4MARZO, 2007

SECTOR I KO+OOO-QUEBRADA CHIGUAZA (KO+420) ESQUEMA DE DIMENSIONES DE LAS LOSAS DE CONCRETO Pág 1/2

~res Lisos CI> =38,1 mm (11/2")50 c/30

400

de Anclaje CI> =15,9 mm (5/8")=100 c/120 fy = 420 Mpa

~ CAL.ZADAS CO~I FLUJO VEHICULAR

Nota: En el sector frente a la estación las losas llevaránuna parrilla discontinua con varillas de 15,9 mm (5/8"),Cada 30 cm en las dos direcciones, situada a 10 cm dela superficie de rodadura.

CALZADAS CON FLUJO VEHICULARN-S

ESQUEMA DE

TecnoConsulta LTOAINGENIEROS CONSULTORES

TC-1853-107-V-01FIGURA N° 1-4MARZO, 2007

wU1o

wceo

coceo

wU1o

1" fi,1 INSTITUTO CE CESlRROLLO UR8.INO

I ~ ~' Alcaldla Mayor~ Bogotá D.C.

CONTRATO IDU -119 DE 2005 ESTUDIOS Y DISEÑOS DE LA TRONCAL CARACAS ENTRELA ESTACION MOLINOS y EL PORTAL DE USME LOCALIDAD DE USME

SECTOR I KO+OOO-QUEBRADA CHIGUAZA (KO+420)DIMENSIONES DE LAS LOSAS DE CONCRETO Pág 2/2

L=

L

S-N

s-t;"') tr.('!; --=:l r:;....'( ':::--..",J

:;'=:'. Q~J

cet._, ~,~ 'lj~c:- \!,:,.

"~ -:.0E 6--o; r..::;c-. ....•

~o-t..l:::'Je

365 {al

365 {al

350

350

CALZADA TRANSITO MIXTO

JUNTA DE PasadorDILATACION = 28,6 mm (1 1/8") fy = 420 MPa

A

CGESUB-BASE GRANULAR

e =25CAE = Concreto Asfáltico ExistenteCGE = Capa Granular Existente

SUB-BASE GRANULAR{a) (a): CSR = 60% al 95% del Proctore = 25 Modificado después de Inmersión de 4 días

CORTE A-A

CALZADA TRANSMILENIO

............................................. ......................... .~9$~9()N(;~~T:Cl <11 LOSA CONCRETO

,.........•..•.•..:.,,...1'·ENTEei;22>n NUEVA e =30........•

MR = 5,0 MPa

~1!oI:I:~UD!lll~~OUmllENTRE LA ESTACION MOLINOS y EL PORTAL DE USME LOCALIDAD DE USME~~ .Ucdd, ¡ayor,t 1Io!,~D.c./'

..I

SECTOR I KO+OOO-QUEBRADA CHIGUAZA (KO+420)

ESQUEMA DE EMPALME LOSAS EXISTENTES CON LOSAS NUEVAS

CGE

CORTE B-B

JUNTA DE DILATACION/

:rt 11 I..

11..LOSAS E XISTENTES

..LOSAS NUEVAS11....

::..11..

t 11 ~"..11.."

A

400 400 400 400(a) Incluye ancho de andén e =15

Dimensiones en cmNo a escala

TecnoConsulta LTDAINGENIEROS CONSULTORES

TC-1853-107-V-01FIGURA N° 1-5MARZO, 2007

CONTRATO IDU -119 DE 2005 ESTUDIOS Y DISEÑOS DE LA TRONCAL CARACAS

5.4 Longitud de las Losas en Función de los Esfuerzos de Alabeo

En la determinación de la longitud de la losa de concreto, se utilizó elprocedimiento consignado en el documento Esfuerzos, Deflexiones yJuntas en Pavimentos de Concreto del Ingeniero Cipriano A Londoño N.,Director Técnico- ICPC, Octubre de 2.005:

CEa/6./(J'=---

2Donde:

a = Esfuerzo de Borde en el centro de losa = MR/2MR = Módulo de Rotura del Concreto = 4.5 MPa para calzadas de tránsitoMixto y de 5.0 Mpa para calzadas de Transmilenio.C = Coeficiente de esfuerzos en una losa finita en cualquier dirección =, LItL = Longitud de la losaI = Radio Relativo de rigidez =

E = Módulo de Elasticidad del Concreto = 303000 Kg/cm2

\ -Coeñcíente de Expansión Térmica = 10.8 x 10.6

~t = Gradiente térmico = 35°CK = Módulo de Reacción de la Subrasante = 43 MPa/m.

Con las variables anteriores se encuentra que la longitud de la losa es:

Calzada L (Máxima) (m)Transito Mixto 4.10Transmilenio 4.50

5.5 Diseño de Juntas

Con las recomendaciones de la American Concrete Paviment Association(ACPA), el ancho mínimo de la caja que alojará el material de sello y laprofundidad mínima del sello no debe ser inferior a 1/4" (6 mm).

La abertura de una junta puede ser determinada por la siguiente ecuación(Darte y Barenberg, 1977):

~L=CL(Clt~T+E)

Donde:

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1·38

ilL: abertura de la junta causada por los cambios de temperatura y por lacontracción por secado del concreto.

at::: Coeficiente de expansión térmica del concreto, generalmente (9 a 10.8x 1Q,6rC); at: = 10.8 x 10,6rc

E: Coeficiente de contracción por secado, aproximadamente 0.5 a 2.5 x10'4; E = 0.0045 a 56 días

L: Espaciamiento entre juntas o longitud de la losa. L = 3.50 m

ilT: Rango de temperatura, el cual es la temperatura en el momento decolocación menos la temperatura promedio más baja mensual. En BogotáilT = 35°C

C: Factor de ajuste debido a fricción entre la losa y la subbase, el cual es0.65 para bases estabilizadas y 0.8 para bases granulares. (Huang, YangH.1993). C = 0.65 (Concreto asfáltico debajo de la losa).

De acuerdo con lo anterior, la abertura de la junta es de 1.88 mm, por lotanto la abertura después de la contracción del concreto quedará de 7.88mm.

Con el fin de prever los movimientos de la junta, causados por la retracciónpor secado después de 2 años, es necesario emplear un material de sellocon una capacidad de elongación mayor al 60%.

5.6 Cajas de las Juntas

FACTOR FORMA DE LA JUNTA = Profundidad/anchoSellador líquido tipo Factor forma típicoVertido en caliente 1,0

Silicona 0,5

5.7 Pavimento Espacio Público

Para los andenes peatonales se estableció la Siguiente estructura típica,utilizando los criterios del Manual del Espacio Público - 1999 Y lasCaracterísticas de Soporte de los Suelos de Subrasante. Se requiereajustar el espesor del material de mejoramiento en el proceso deconstrucción, en razón que la investigación de suelos determinó que lossuelos de subrasante tienen capacidad de soporte baja.

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1-39

CUADRO N° 1.15ESTRUCTURA DEL PAVIMENTO EN EL ESPACiÓ PÚBLICO

CAPA CBR% Mr- ESPESOR-kg/cm2 mm.

Adoquín de arcílla (fc = 20.7 MPa) \a) 60Arena 30Sub-base granular (compactada al 95% del Próctor Modificado 30 1.050 300después de 4 días de inmersión).Capa de mejoramiento: material seleccionado (CBR~ 10%-Tabla320.1 Sección 320-0~ IDU ET-2005)Compactación ~95% del > 10 800 200próctor modificado.Geotextil NT Resistencia a la tensión ~ 730 N Si \0)Total 590(a) Promedio de 5 adoquines.(b) La función del geotextil es de separación

5.8 Ciclo-ruta

Para la ciclo-ruta se recomienda la siguiente estructura de pavimento, lacual debe quedar confinada en sardineles en los dos costados:

CUADRO N° 1.16ESTRUCTURA DEL PAVIMENTO EN LA CICLO-RUTA

CAPA CBR% Mr- ESPESOR-kg/cm2 mm.

Concreto asfáltico MD-12 50Sub-base granular (compactada al 95% del Próctor Modificado 30 1.050 300después de 4 días de inmersión).Capa de mejoramiento: material seleccionado (CBR~ 10%-Tabla320.1 Sección 320-05 IDU ET-2005)Compactación ~95% del > 10 800 200próctor modificado.Geotextil NT Resistencia a la tensión ~ 730 N Si \a)

Total 550"'(a) función del geotextll es de separación

5.9 Murodeconfinamientodel EspacioPúblico.CostadoOccidental.

Para el confinamiento del Espacio Público se requiere la construcción de unmuro. El análisis se realiza para la excepción con la máxima diferencia dealtura entre la rasante del Espacio Público y el terreno exterior (Hmáx) = 1m.

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1-40

/__ <-/_'_' ,· 3:..c.9:..:.0---'!,4'-~. 40r.

Hb (¡.JO ~~~_~~ 4~.2::.5--i:"i CH ¡ilce70 kN,lrn2

J_._ ~-~_~ == __ ~~='4.,:.,;6°'=4rlf""'~.Hl ~ =19kN/m 3

t>,..,(lJf75c:::=f.L82

Pavimento Espacio Públicoe = 0,60 m

¡j"" 10 kN/rn2

~' 19 kN/m3

Ct=OJJ41e=C.041

Sección Topográfica KO+200

5.9.1 Análisis de Estabilidad

5.9.1.1

Se analiza para la sección con la máxima diferencia de la altura entre larasante del espacio público y el terreno exterior (Hmáx) = 1.41 m.

Tipo y Profundidad de Cimentación

Se analizó la cimentación del muro considerando el elemento deconfinamiento en concreto reforzado, (t'c = 21 kN/m2

), como se muestra enel esquema. La profundidad de cimentación a 1 m. por debajo de lasuperficie del terreno exterior.

En estas condiciones: HT = 2.41 m.

BI HT = 0.7 B == 1.70 m.

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1-41

5.9.1.2 Resistencia al Esfuerzo Cortante

El cálculo de estabilidad se realizó con la condición no drenada de laarcilla (e» O,~ = O)

a últ =c x Nc +'ix Df x Nq a adm = a últ/Fs Fs = 3

Los parámetros utilizados son los siguientes:

e = 70 kN/m2 Nc = 5.14 'i = 19 kN/m3 Of = 1.0 m Nq = 1

a últ = 378.8 kN/m2 a adm = 126.3 kN/m2

5.9.1.3 Deformación

Evaluación preliminar de cargas

Fv-kN/m Brazo IAI (m) Ma kN-m/mVástago 2.01 x 0.30 x 24 14.69 0.65 9.55Base 1.70xO.40x24 16.32 0.85 13.87Pavimento 0.60 x 0.90 x 21 11.34 1.35 15.31Relleno Interno 0.90 x 1.41 x 20 25.38 1.35 34.26Relleno Externo 0.50 x 0.60 x 20 6.00 0.25 1.50Carga Viva 0.90 x 6.0 5.40 1.35 7.29

79.13 Mr= 81.78

Et = 20.4 x 1.412/2 x 0.43 = 8.72 kN/m x 1.47 = 12.82 kN-m/m

Ecv = 6.0 x 0.43 = 2.58 x 1.205 = 3.11ET = 11.30 kN/m Mv = 15.93 kN-m/m

Fs.vol = 81.78/15.93 = 5.13

Fs.Desl, = 79.13 x 0.4 /11.04 = 2.87

Mn = 81.78 - 15.93 = 65.85 kN-m/m XA = 65.85 / 79.13 = 0.83 m.

e = 0.83-1.70/2 =0.02 m

amáx= 49.8 kN/m2

amfn = 43.3 kN/m2

Te - 1853 - 107Estudios y Diseños de la Troncal Caracas desde la EstaciónMolinos hasta el Patio Portal de Usme, Localidad de Usme en Bogotá, D.e.Estudios Geotécnicos y Diseño de Pavimentos

1-42

B' = B-2e = 1.66 m. 0eq = 79.13/1.66 = 47.7 kN/m2

5:.' Cri u· * L coi + SoniUl=--Xll1 og----

1+ ei aoiOn = 0.9 Oeq = 42.93 kN/m2

BSoni = x an = lz x anB+Zi

OOi = y x Z

Z Ooi 'Zi Soni Cri Hi Logaoi + Soni 5iCAPAkN/m2 Iz kN/m2 --m m l+ei cm aoi cm

A 2.45 46.6 1.45 0.54 23.18 0.025 290 0.175 1.27B 4.15 78.9 3.15 0.35 15.03 0.041 70 0.075 0.22

1.49ó~2cm

5.10. Análisis de Estabilidad de Terraplenes

5.10.1 Terraplén KO+370-KO+420 Costado Occidental

5.10.1.1 Altura del Terraplén y Esfuerzo al terreno

(JCM = y x H y = 21 kN/m2

(Jcv = 12 Kn/ m2 Hasta H = 2.50 m

Abscisa H-Terraplén (JCM - kN/m2(Jt- kN/m2

KO+380 2.00 42 54KO+390 1.50 32 44KO+400 2.50 53 65KO+41O 5.80 122 122KO+420 5.60 118 118KO+430 3.50 74 74


1-43

5.10.1.2 Perfil y Propiedades Geomecánicas de los Suelos para el análisisGeotécnico

Se utiliza la información del sondeo PT-1 localizado en la abscisa KO+400

~r5~lnti ftVrcrm·:"",:j'7<:- ~" ------ ------IW\K¡;!:tIOIiRliel<J\

~T·l251)5.05

820

53 :¡O,:) o

2 16 o 21(10)'

S 19 55 97

(10)'

46 21 10

(13)'

5.10.1.3 Resistencia al Esfuerzo cortante

37

Se analiza para la altura del terraplén en la abscisa KO+420.

Con la información del sondeo PT-1, el terraplén quedará fundado en laarena fina limosa gris y café en estado suelto.

El espesor de la arena bajo la cota de cimentación del terraplén esaproximadamente de 1.10 m.

Por las dimensiones de la base del terraplén, se asimila a una fundación enlosa de cimentación. En esta condición con suelos granulares la presión

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1-44

admisible está gobernada por el criterio de la deformación permisible delterraplén.

Utilizando la siguiente expresión de Meyerhof (1965), para suelosgranulares cimentados en losa de cimentación, teniendo en cuenta laposición del nivel freático y el espesor de la capa de arena:

O,19xO'n 1 harena8arena = x-x--

N Cw B

Siendo:

óarena<Jn =N =

Cw =

asentamiento en cmpresión media a nivel de cimentación = 118. kN/m2

Valor medio del numero de golpes/pie en un espesor del terrenoigual al ancho de la losa= 2 golpes/pieCoeficiente de corrección por nivel freático = 0,5

Harena = 1,10 m. B = 12,00 m. 8= 2.1 cm

Factor de Seguridad en la capa de arcilla

Sobrecarga a nivel de la capa de arcilla

Sección KO+410

L= 11m

f--- I- __ L_=_5m__ -I'~""""""""""""""""'" .

'~""""

"""""

, "~11 = 21 kNfm3

cx.=34' 0,0

5,60z

Arena 12 = 6 kNlm3____ _ 1,10

13 = 9 kNlm3

. . 3,00Arcilla -----------

-"--;O;-:-~"'C'"7.,.,.-,-::cc-:~ 4,95Depósito Fluvio-Glacial Incompresible

L/H = 5/5;60 = 0.90 y =21 kN/m3

Z (m) ZlH azlyH az kN/m2

5.60 1.00 1.00 117.606.70 1.20 0.86 106.818.60 1.54 0.80 113,04


1-45

CJZ = 106.8 kN/m2

O'últ = e x Nc + y x Df x Nq O'adm = O'últ /Fs

Nc = 5.14 Df = 1.10 m. Nq = 1

O'últ = 303.6 kN/m2 Fs = 303,6/106,8 = 2.84


s: _ Cr H L ((Jo +/).(Jn)UCL - X X og

l+e (Jo

oo+~an = 113.04 kN/m2

Cr= 0,046 e= 0,70

00 = 23.70 kN/m2

8 Cl = 7.27 cm.

8t = 2.1 + 7.27 =10 cm

Se requiere en el tramo ocupado por la arena hincar pilotes de madera de $= 0.20 m. de longitud = 1.50 m. y separados 1 m. en las dos direccionescon el objeto de densificar la capa de arena.

La densidad de la arena, luego de la hinca de pilotes debe correspondercomo mínimo a 10 golpes/pie en el ensayo de penetración estándar (EPE).

5.10.2 Terraplén KO+420- KO+430.Costado oriental.

5.10.2.1 Altura del terraplén y esfuerzo al terreno.

Hmáx = 4 m. OCM = 21 x 4 = 84 kN/m2

5.10.2.2 Perfil y propiedades geomecánicas de los suelos para el análisisgeotécnico.

Se utiliza la información del sondeo PT-2 localizado en la abscisa KO+460.


1-46

(Al(AC¡"" o,;H'tfI'A LMMv$ NíIQU'EROA

n.:I25$1.!O

17 SS 75 1 ,O ,055 1)

(10)'

46 2113)'

5.10.2.3 Resistencia al esfuerzo cortante

Con la información del sondeo PT-2 el terraplén quedará fundado en laarcilla habana, gris o café de consistencia media a firme (Cl).

Oúlt = 55x5, 14 = 282,7 kN/m2 FS = 282.7/84 = 3.36

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1-47


SECCION KO+420

// I'F 11 ~21kN/m' 4,0

-- 2562,50 / I I~

T~~~~------l-. -----.J.

~--------------~13m-----------------~

10 m

5,90

ITOOz 12 = 17 kN/m3

2,95··················································................. . .

Depósito Fluvio-Glacial Incompresible

L/H = 1Zt (m) ZtlH O"zlyH O"z(kN/m2

)

4,00 1 1 846,95 1,74 0,7 73.26

s: _ Cr H L ((jo + l1(jn)Un - x x ogl+e (jo

O"o+I'1O'n= 73.26 kN/m2

Cr= 0,055 e= 1,0

0"0 = 7x2,95 = 20,65 kN/m2

8 el = 8.9 ~ 9 cm.

Se deben colocar puntos de control de asentamiento con separación de10m. en sentido longitudinal de los terraplenes. La construcción de losterraplenes se recomienda que se realice en la fase inicial de construccióndel proyecto.

En los tramos donde la altura de los terraplenes sea igualo mayor de 2 m.,en la superficie explanada se colocará geotextil NT con resistencia a latensión ~ 730 N. Y geomalia biaxial tipo 1 con resistencia a la tensión al5% de la deformación en la dirección principal de 8.46 kN/m y en ladirección transversal de 13.42 kN/m.

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1-48

En los tramos de los terraplenes con altura menor de 2 metros, se colocarásolamente el geotextil NT.

El material para la construcción de los terraplenes será el seleccionado,consignado en la Tabla 320.1, Sección 320.05 de las EspecificacionesIDU-ET-2005.

La superficie del terreno requiere que se escalone con alturas aproximadasde 0.50 m. para conseguir mayor adherencia entre el suelo natural y elmaterial del terraplén, además de obtener capas de igual espesor ycompactación.

Se recomienda que el borde del terraplén quede a una distancia horizontalde 1.50 m. del borde externo del espacio público. El talud del terraplénpuede ser de 1.5 H: 1V.

;,

Especialista PavimentosMatrícula Profesional 5481 CND.


1-49

ANEXO 11SECTOR 11- QUEBRADA CHIGUAZA (KO+400) -K1 +300

ANALlSIS DE GEOTECNIA y PAVIMENTOSMEMORIA DE CÁLCULO

ANEXO 11- SECTOR 11QUEBRADA CHIGUAZA (KO+440) - K1 +300

1. Descripción

En el sector 11 el proyecto contempla la construcción de calzadas nuevaspara tránsito mixto y Transmilenio en el sentido del flujo vehicular Sur.-Norte, es decir, localizadas en el costado oriental.

Las calzadas existentes al costado occidental quedarán con el flujovehicular en sentido Norte - Sur y estarán integradas al proyecto. Estascalzadas se encuentran construidas en pavimento rígido.

En el tramo próximo a la quebrada Chiguaza al costado oriental el proyectoquedará conformado en terraplén.

2. Información Geotécnica

2.1 Exploración del Terreno

En el costado oriental, se realizaron 18 sondeos en un corredor deaproximadamente veinticinco (25) metros de ancho, que cubre la ubicaciónde las calzadas nuevas y el espacio público.

En el costado occidental, se efectuaron ocho (8) sondeos, de los cuales,cuatro (4) se realizaron sobre las calzadas existentes y los cuatro (4)restantes próximos al muro de cerramiento dentro de las Instalaciones delBatallón de Artillería.

La localización de los sondeos se ilustra en la Figura N° 11-1, los perfilesestratigráficos de los sondeos ubicados en el costado oriental en lasFiguras N° 11-2 YN° 11-3 Y los perfiles de los sondeos del costado occidentalen la Figura N° 11-4.

La ubicación y profundidad de los sondeos se relaciona en la Figura N° 11-1

2.2 Ensayos de Laboratorio

Los ensayos realizados a las muestras seleccionadas de las capasestructurales del pavimento y de la subrasante, de los sondeos efectuadosen este sector se relacionan en los Cuadros N° 11-1 (costado oriental) y N°11-2 (costado occidental).

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11-1

5.3.1 calzadasdetransmileniofrentealaestaciónmolinos · frenado y arranque de los buses...

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