Metodología para el diseño integral de una alcantarilla de concreto tipo marco

Abstract

El presente Informe desarrolla una metodología que integra el cálculo hidrológico, el diseñe hidráulico y el diseño estructural de las alcantarillas, siendo su campo de aplicación restringido a alcantarillas de concreto tipo marco. Para el planteamiento de la metodología se ha descrito conceptos de hidrología, hidráulica y de diseño de estructuras enterradas, así como también, conceptos para el diseño de alcantarillas, los cuales han sido la base teórica para el desarrollo adecuado y óptimo de la metodología. Todo ello ha permitido proponer una metodología, la cual consiste en determinar el caudal de diseño para luego dimensionar la alcantarilla hidráulicamente, es decir, determinar sus dimensiones geométricas para que pueda funcionar con superficie libre. Posteriormente se procede con el diseño estructural con el cual se obtendrá los espesores de las losas y muros, y la cuantía de acero mínima necesaria para que la estructura sea capaz de soportar las cargas debido al tráfico y al relleno. Se ha realizado la aplicación de la metodología a la alcantarilla rectangular existente en el Km 77+780 del Corredor Interoceánico Sur, Perú - Brasil, departamento de Puno, provincia de Azángaro. Para ello se ha rediseñado la alcantarilla mediante nomogramas y adicionalmente se ha empleado el programa HY8, que es uno de los modelos de resolución de alcantarillas más utilizados actualmente, de lo cual resultó que las dimensiones para que el flujo pase de manera libre, son de 1 m x 1 m, y para que cumpla estructuralmente el espesor mínimo debe ser de 0.20 cm. La cuantía de acero fue calculada a partir de un modelamiento con el programa SAP 2000. Del rediseño se determinó las dimensiones geométricas de la alcantarilla 77 + 780, las cuales son las mismas que presenta realmente, por lo que se concluye que la alcantarilla cumple hidráulicamente, mientras que con el cálculo del acero estructural se ha determinado la cuantía de acero mínima necesaria que debe tener la alcantarilla para que se garantice su buen funcionamiento estructural.