informe de obras proyecto

7/25/2019 Informe de Obras Proyecto

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UNIVERSIDAD PRIVADA DEL VALLEFACULTAD DE TECNOLOGIA

0GRUPO TAYACAJA ESTUDIO

NDICE

GENERAL

1. GENERALIDADES

1.1. Introducc!n.

1.". O#$%t&o'

". PRESA TIPO ARCO

".1. ()rco T%!rco

*. DISE+O DE PRESA TIPO ARCO

*.1. Introducc!n

*.". (,todo'

-. CONCLUSIONES Y RECO(ENDACIONES

. REFERENCIA

/. ANE0OS


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UNIVERSIDAD PRIVADA DEL VALLEFACULTAD DE TECNOLOGIA

0GRUPO TAYACAJA ESTUDIO


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UNIVERSIDAD PRIVADA DEL VALLEFACULTAD DE TECNOLOGIACARRERA INGENIERIA CIVIL

I. GENERALIDADES

1.1. INTRODUCCIN

El agua es indispensable para el ser humano. Tambin lo es el aire pero la

necesidad de este es inmediata, no admite dilatacin, y por eso la naturaleza la

proporciona sin costo y por doquier. En cambio, los usos del agua admiten cierto

margen temporal, incluso los elementales de bebida y limpieza; la naturaleza, tan

prodiga para el aire, suministra el agua solo el lugares concretos, y el hombre ha

de ir a ellos para disponer del preciado lquido. Por eso el aire no ha dado lugar a

tcnicas para su obtencin, mientras que el agua ha obligado al hombre a

esforzarse e ingeniarse para conseguirlo, transportarla, y almacenarla,

deri!ndose de ello la creacin y dise"o de las presas.

1.2. OBJETIVOS

#onocer los par!metros de dise"o de presa tipo arco

#onocer los diersos mtodos que se puede emplear para el dise"o de una

presa tipo arco

#onocer y buscar programas inform!ticos para el dise"o de unas presas.

ANALISIS ESTRUCTURAL DINAMICO UNIV. VARGAS LLANOS DOIONICIO


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#omprender los procesos que se deben de seguir para la e$ecucin de un

proyecto de P%E&'.

'dquirir habilidades para el mane$o de programas para el desarrollo de un

proyecto.

II. PRESAS EN ARCO

1. CONSIDERACIONES PREVIAS

(a razn de ser de las presas aligeradas es la de lograr un me$or empleo del

material que, en las macizas, est! sometido a cargas por deba$o de las que el

hormign puede resistir. ' pesar de ello, las presas aligeradas siguen teniendo

un empleo insuficiente del material, pues su forma de resistir por el peso

obliga a dedicar un importante olumen de hormign a este solo efecto.

En las presas arco la forma cobra toda su importancia. El peso propio e)iste,

sin duda, pero es una consecuencia del olumen resultante, no una necesidad

fundamental, como en las de graedad. * en cualquier caso, la economa de

olumen puede ser notable y muy superior a la de las presas de contrafuertes.

El arqueamiento de la presa se concibe esencialmente seg+n secciones

horizontales. (as secciones erticales pueden tener sus paramentos rectos,

pero lo m!s frecuente es que sean curos, aunque con menor curatura. Por

ello es usual la denominacin de presa beda, dado que la mayor parte de

las presas arqueadas lo son tanto horizontal como erticalmente.



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'l arquear la presa se consigue que, gracias a su forma, transmita el empu$e

hidrost!tico a los estribos. Es obio y esencial que estos han de poder resistir

ese empu$e transmitido para que sea factible la presa

2. PROCESO DEL PROYECTO

(a comple$idad del proyecto de una presa beda fuerza a realizarlo por

etapas sucesias. En una primera fase hay que definir una estructura que se

adapte adecuadamente a la cerrada con unas dimensiones preias

apro)imadas y en una segunda, comprobar su comportamiento resistente y

rectificar las formas ydimensiones preias seg+n lo aconse$en los resultados de

esta comprobacin. El proceso es iteratio la estructura preia -obtenida con

criterios simples no se a$ustara en algunas zonas a las tensiones requeridas, sea por

defecto resistente o por e)ceso de dimensiones, lo que indicara en qu sentido son

aconse$ables las correcciones. /echas estas, procede una nuea comprobacin

tensional que puede e)igir nueas correcciones, y as se proceder! hasta conseguir

un satisfactorio ple)o tensional

(a primera fase se llama de enca$e de la presa en la cerrada. #omo se trata

de una definicin preliminar, se hace sobre hiptesis simples, para lograrla

cuanto antes. (a comprobacin ya se hace con mtodos m!s comple$os y

fiables.

3. ENCAJE PREVIO DE LA PRESA

'unque la presa beda es una estructura tridimensional, su traba$o resistente

reside b!sicamente en su efecto arco. Por ello, en principio, puede

considerarse constituida por una serie de arcos horizontales de 0 metro de

altura, cada uno de los cuales est! sometido en su trasds a una presin

uniforme del agua igual a la profundidad ba$o la superficie.



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Para un arco situado a una cota dada se fi$an primero sus puntos de apoyo ' y

1 en las laderas y con ellos la longitud ( de la cuerda. (os puntos ' y 1 han de

estar suficientemente profundos en el terreno para que los arcos queden bien

empotrados y sean estables contra el deslizamiento. Por tanto, la cuerda '1

no es la definida por la lnea de niel del terreno, sino la que cumple la

condicin dicha.

#on esta cuerda se puede trazar un n+mero ilimitado de arcos, de los que hay

que elegir uno que cumpla una serie de condiciones contradictorias. En

principio, cuanto mas abierto es el !ngulo, tanto me$or traba$a el arco, y por

tanto menos es su espesor,pero a cambio, mayor es su desarrollo. Entre 0023

y 0423 ambos efectos se compensan apro)imadamente, por lo que son los

ptimos desde el punto de ista econmico. 5entro de este margen de

!ngulos conendra, en lo posible, acercarse m!s a los m!s abiertos, para

lograr arcos m!s fle)ibles y adaptables a cargas ariadas, pero otra condicin

muy importante suele limitar esa tendencia en los estribos, para asegurar la

estabilidad frente al deslizamiento.



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Es normal habitual suponer que las compresiones se transmiten a la roca a

tras de un cono de semiangulo 623, por lo que hay que hacer que la parte

e)terior del macizo de apoyo quede comprendida dentro de ese !ngulo 7fig.

028a9; si las lneas de niel son sensiblemente paralelas al e$e del cauce esa

condicin conduce a una incidencia mnima de 623 con la superficie 7m!)ima

de :23 con la normal9 y un !ngulo m!)imo de 0823 para los arcos; con una

incidencia de 643 se tendra un !ngulo central de 0023, que es satisfactorio

7fig. 026a9. El 1ureau of %eclamation, por otra parte, considere como actia la

roca hasta la recta que forma un !ngulo de 043 con el e$e del arco 7fig. 028b9.

Empotrando m!s los arcos en los estribos puede lograrse un aumento del!ngulo central cumpliendo las condiciones dichas 7fig. 028a de trazos9, por

eso, y sobre todo para apoyar en roca consistente y no descomprimida, es

siempre aconse$able empotrar profundamente los arcos en la roca. Por todo

ello, en las laderas paralelas los !ngulos suelen ser del orden de 23.

&i las laderas son conergentes 7fig. 026b9 es m!s f!cil lograr !ngulos

mayores en el centro con incidencia faorable en los estribos, y adem!s se

cumplen las condiciones de roca actia con mayor holgura.



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4. ARCOS POLICENTRICOS Y NO CIRCULARES

Para resoler el antagonismo entre la cobertura de los arcos y su debida

incidencia en el terreno hay soluciones que permiten compaginar ambas,

utilizando arcos con directrices de curatura ariable, de forma que esta sea

m!)ima en el centro y m!s suae en los estribos, por e$emplo, con arcos

circulares de tres o m!s centros 7y radios9, como en la figura. El arco total #5

puede tener una buena fle)ibilidad gracias a la parte central de mayor



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curatura '1 7centro


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dimensionamiento preio con hiptesis de carga bidimensionales no correctas,

por lo que es preferible calcular los arcos con un mtodo m!s simple y r!pido.

Por ello, puede emplearse la frmula de los tubos delgados.

e=2Rh

2 =

h R

&iendo e el espesor, % el radio del trasds, h la profundidad a la que est! el

arco por deba$o del niel m!)imo del embalse y ? la carga de traba$o.

7'tencin a la uniformidad de unidades.9

Esta frmula est! muy le$os de representar la frmula de traba$o de los arcos de la

presa, pues solo es !lida para formas circulares cerradas con cargas radiales

uniformes y sin coaccin, en cuyo caso la cura de presiones internas 7definida

por los puntos de aplicacin de la resultante en las distintas secciones9 coincide

con la directriz del arco. Pero los de una presa se empotran en las laderas y

reciben de estas unas reacciones y momentos que distorsionan la lnea de

presiones internas como se muestra en la figura, que puede generar tracciones, y

compresiones superiores al doble de la media. 'dem!s, la tridimensional reparte

la presin hidrost!tica de manera no uniforme.



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6. CERRADAS EN U: PRESAS ARCO-GRAVEDAD

En una cerrada con seccin transersal en forma de > 7esto es, con una ciertoancho en la parte inferior9 la cuerda de los arcos aria relatiamente poco

desde la coronacin hasta el cauce como consecuencia, los !ngulos en el

centro y los radios tambin ariaran poco y los primeros pueden mantenerse

entre los limites ptimos para cumplir la doble condicin de curatura y debida

incidencia como se muestran en las siguientes figuras.

>n caso particular son las presas arcograedad, con un !ngulo en el centro

en general inferior a 23, por lo que no suelen plantear problema de incidencia

en los estribos. ' cambio, su poca curatura solo les permite absorber parte

del empu$e hidrost!tico, por lo que es preciso que colabore tambin el peso, lo

que les hace ser m!s gruesa y, al serlo, no se prestan, ni es necesario, a

curaturas ariables. @ormalmente tiene un perfil triangular, como las de

graedad pura, pero con taludes m!s encrespados, del orden de 2.A a 2.:

7suma de ellos9, gracias a la colaboracin de los arcos, y la planta es similar a

la de la figura



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7. APOYO EN LOS ESTRIBOS

B. Estabilidad al deslizamiento, que e)ige

>na incidencia, para eitar el arranque de una cu"a peligrosa. >na cierta profundidad de empotramiento, para hacer mayor el

olumen de la posible cu"a deslizante, ale$arse de posibles diaclasas

superficiales, y apoyar en roca m!s sana y no decomprimida. >n drena$e adecuado del estribo para disminuir las presiones

intersticiales que reba$aran la componente normal en detrimento de

la estabilidad. Eentual tratamiento por inyecciones o incluso 7en algunos casos9

sustitucin del material de relleno de las diaclasas para aumentar la

cohesin y el coeficiente de rozamiento.

BB. 5ebida resistencia de la roca a la compresin. &i las cargas transmitidas

son my eleadas o si, a causa de la e)centricidad de la resultante en el

apoyo, la diferencia de compresiones es muy grande 7fig. a9 puede ser



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aconse$able poner una zapata b9 que, al proporcionar una base mayor,

disminuya las tensiones y centre la resultante, haciendo aquellas m!s

regulares y disminuyendo los esfuerzos cortantes que, como es sabido, son

proporcionales al gradiente de las cargas normales; adem!s, al centrar la

resultante puede hacerse desaparecer las tracciones o al menos

disminuirlas

Esa zapata se e)tendera a todo el contorno de la presa, constituyendo un

zcalo de apoyo.

8. ESTRIBOS DE GRAVEDAD

El contorno de estribacin de la presa coniene sea lo m!s uniforme posible,

para que la luz de los arcos, de la que depende la curatura, ari

moderadamente con la altura, porque las ariaciones bruscas de curatura

pueden originar fuertes esfuerzos cortantes. 'simismo, coniene la mayorsimetra posible de la presa, porque la disimetra se traduce en esfuerzos

cortantes y de torsin, como luego se er!, 7'unque una beda rara ez ser!

simtrica respecto al sol y, por tanto, para las deformaciones trmicas.9



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&in embargo, las cerradas no siempre son de pendiente uniforme ni

simtricas. El zcalo puede cumplir la misin de uniformar o geometrizar el

contorno, pero no es infrecuente el caso de la figura 7a9 en el que la cerrada se

abre a partir de ciertas cotas en cada margen. En esos casos, si la necesidad

de aproechar al m!)imo las posibilidades de embalse llea a coronar la presa

por encima de los puntos de discontinuidad, puede conseguirse una beda

con las condiciones requeridas complementando las laderas con estribos

artificiales, que son presas de graedad. Estas traba$an sometidas, por una

parte, al empu$e hidrost!tico del embalse con el que est!n en contacto directo;

pero, adem!s, reciben el empu$e de los arcos, qque es importante, pues es laresultante de la totalidad del empu$e hidrost!tico sobre la mitad de la beda.

Por ello coniene disponer los estribos en la forma 7b9, para que el empu$e de

los arcos sea sensiblemente paralelo a la coronacin del estribo, al ob$eto de

transmitirlo a la roca por compresin, eitando sobrecargar el empu$e sobre el

estribo con una fuerte componente transersal que se a"adira al empu$e que

recibe directamente del agua.

&in embargo, hay casos en los que se adopta la disposicin 7c9, a pesar deque en esta hay una componente transersal del empu$e. Esta disposicin

tiene la enta$ee de permitir una mayor curatura de los arcos. &i la

disposicin 7b9 no es posible m!s que a costa de unos arcos muy reba$ados,

puede ser coneniente la 7c9, pues el mayor olumen de estribos puede enir

compensando con la disminucin de la beda .



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P!"#" D! A$%



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L#" P!"#" &! A$% "%' &! &%" ()*%":

Presas de arco de radio constantes com+nmente tienen una corriente

ertical ro arriba con un radio constante de curatura.

Presas de radio ariables Tienen curas de corriente arriba y aba$o de

radios que se disminuyen sistem!ticamente con la profundidad deba$o de la

cresta.

#uando una presa es tambin doblemente cura, es decir es cura tanto en

planos horizontales como en erticales, a eces le llaman presa de domo. 'lgunas

presas son construidas con dos o arios arcos contiguos o planos y son descritas

como de m+ltiples arcos o presas de domo m+ltiples. El an!lisis asume que dosclases principales de desiaciones o dislocaciones afectan la presa y sus estribos.

(a presin del agua sobre la corriente arriba de la cara de la presa y presiones de

eleacin de la filtracin ba$o la presa tiende a hacer girar la presa sobre su base



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por la accin de oladizo. 'dem!s la presin de agua del depsito tiende a aplanar

el arco y empu$arlo ro aba$o.

C%'$!*(%" + C)(!)%" &! D)"!,%.

>na presa de arco transfiere cargas a los estribos y fundaciones tanto por la

accin de oladizo como por arcos horizontales. >n mtodo de distribucin fue

desarrollado por &tucCy en &uiza y el >&1


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#


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conocida, pero a cambio, la magnitud de los empu$es es muy importante. (as otras

cargas 7ssmicas, trmicas, etc.9 son de m!s comple$a actuacin.

Es interesante dar una bree rese"a de la eolucin histrica de los mtodos e

calculo. (os m!s primitios se limitaban a considerar solo la resistencia de los

arcos horizontales, suponiendo independientes y empotrados en las laderas y con

la sobrecarga correspondiente al empu$e hidrost!tico uniforme debido a la

profundidad de cada arco. Para tener en cuenta la posibilidad de que el

empotramiento no fuera perfecto, se repeta el c!lculo suponiendo apoyo con giro

libre y se dimensionaba los arcos de forma que las cargas fueran aceptables en

ambas hiptesis o en las intermedias.

III.2. ETODOS

A. CARGA DE PRUEBA

>n aance fundamental fue el mtodo preconizado por el &uizo &tucCy

hacia los a"os 62 y que con ligeras ariaciones y me$oras ha enido

us!ndose hasta ya bien entrado al decenio de los :2 con el nombre de Tral

(oad o 7#arga de Prueba9 (a gran duracin de su igencia y sobre todo lo

funcional e instructio de su concepto hacen que merezca la pena

e)presarlo breemente, por que serir! para er como traba$aba la

estructura. (os mtodos actuales, por otra parte, se le aseme$an, si no en el

mecanismo matem!tico, si en el conceptual del funcionamiento de la

estructura.

En este mtodo se concibe est! formada por una serie de elementos

horizontales 7arcos9 y erticales 7mnsulas9, que trabados entre si y

colocados con$untamente en la resistencia. >n punto ' cualquiera puede

considerarse como perteneciente a las es al arco horizontal y ala mnsula

ertical que pasan por l, ambos supuestos de unidad de espesor.



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Hodelo de analisis

Por otra parte, el empu$e hidrostatico en cada punto del paramento aguas

arriba puede considerarse compuesto de dos elementos

0. #arga sobre la mnsula.

8. #arga sobre el arco.

(a ley de empu$es sobre una mnsula no ser! triangular, sino de otra forma

no conocida por el momento, y distinta por supuesto de una a otra mnsula.

(a presin sobre un arco no ser! uniforme, sino ariables, debido a la parte

de esta presin que toman las distintas mnsulas.

@o hay ninguna regla para conocer este reparto, por lo que puede

empezarse por suponer uno o m!s o menos arbitrario o intuitio, osiguiendo ciertas reglas geomtricas.

#on el reparto de prisiones supuestas, y diidida la estructura en un n+mero

concreto y limitado de arcos y mnsulas, se calculan cada uno de los

puntos comunes.



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En ez de partir de unos coeficientes de reparto arbitrario de la presin

puede considerarse como incgnitas y plantear las ecuaciones que igualan

los corrimientos e mnsulas y arcos en cada punto. El sistema de

ecuaciones se resuele matricialmente y se obtienen os coeficientes de

reparto y, de ellos, las tenciones y corrimientos.

B. CURVAS POLINOIALES Y LOTING.

1. GENERALIDADES

El dise"o de una presa beda pasa fundamentalmente por la definicin

geomtrica de las superficies que forman los paramentos de aguas

arriba y aguas aba$o. Jstos, salo casos e)cepcionales, no son

superficies cl!sicas, cuyas ecuaciones son conocidas, sino que hay que

dise"arlas de acuerdo, fundamentalmente, con los requerimientos

estructurales de la obra.

>na manera de abordar el problema sera considerar la presa como una

agregacin de arcos horizontales, cada uno de ellos con una forma y

espesor ariables de acuerdo con las solicitaciones a las que a a estar

sometida 7Figura 09.



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#ada uno de estos arcos queda definido mediante las dos curas situadas

en cada uno de los paramentos de la presa. Por tanto cada uno de los

paramentos se puede considerar como una superficie que engloba todas

las curas de los arcos situados en l.

' su ez cada una de estas curas puede ser conocida 7cura cl!sica9, en

cuyo caso tenemos su e)presin analtica, o bien, lo que da mayor libertad

de dise"o, que sea una cura controlada por puntos. 5e cualquier manera

siempre se pueden obtener las ecuaciones de todas las curas del intradsy el trasds de cada uno de los arcos que forman, en su con$unto, los

paramentos de la presa.

' partir del con$unto de todas esas curas se pueden obtener las

definiciones de ambos paramentos de la presa y por tanto su definicin

geomtrica.

(a tcnica del lofting , genera un algoritmo, que se muestra perfectamenteapropiado para hacer lo anteriormente descrito y que posteriormente ser!

desarrollado.



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CALCULOS:

CURVA ALTURA VOLUEN ARAE VOLUEN



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OTODO PEDAN



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CONCLUSIONES

El arco es la forma resistente por e)celencia, pues no solo resulta muy

adecuado para las cargas hidrost!ticas, sino que, adem!s, se adapta a

resistir una gran cantidad de cargas, lo que garantiza la seguridad ante

eentuales impreistos.

(a mayora de los fallos o problemas que se han dado en las presas en

arco han tenido su origen en defectos de la estribacin, por lo que a estadebe d!rsela absoluta prioridad.

(o fundamental para el proyecto de una presa en arco es la adecuada

definicin de las directrices de sus arcos y la ptima combinacin de la

correcta incidencia en los estribos y la m!)ima curatura posible, lo que

puede lograrse con arcos de curatura ariable.

(as fases del proyecto de una presa en arco se puede resumir en tanteos

de enca$e de la presa, comprobacin de las tensiones para cargas

normales y accidentales y por ultimo detallar los empotramientos en los

estribos, zcalos, drena$es, $untas, inyecciones, detalles de coronacin,

desagKes, etc.

(a forma geomtrica de una presa beda iene definida por las superficies

que forman sus paramentos de aguas arriba y aguas aba$o, siendo estas

superficies tales que no se pueden asimilar a superficies conocidas. &e



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necesita, por tanto, una creacin de estas formas que suele pasar por

definir una serie de arcos y posteriormente generar una superficie que los

englobe.

BIBLIOGRAIA

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