Guia de diseño de LAT

(1)

SISTEMA DE TRANSPORTE DE ENERGIA ELECTRICA

POR DISTRIBUCION TRONCAL

EN ALTA TENSION

GUIA DE DISEÑO GENERAL DE

LINEAS DE TRANSPORTE POR

DISTRIBUCIÓN TRONCAL

DICIEMBRE 2004 DICIEMBRE 2004

(2)

INDICE

GUIA DE DISEÑO GENERAL DE

GUIA DE DISEÑO GENERAL DE LINEAS DE TRASPORTE

LINEAS DE TRASPORTE

POR DISTRIBUCION TRONCAL

1.

1. GENERGENERALIDADALIDADES...ES...6...6

1.1 OBJETO...6 1.1 OBJETO...6 1.2 ALCANCE...6 1.2 ALCANCE...6 1.3 DEFINICIONES...6 1.3 DEFINICIONES...6 2. SELECCION DE LA TRAZA...7 2. SELECCION DE LA TRAZA...7

2.1 ENTORNO FISICO Y GEOGRÁFICO...7

2.2 IMPLANTACION DEL TRAZADO...8

3. 3. DISEÑDISEÑO O MECANMECANICO...ICO...9...9

3.1 GENERALIDADES...9

3.1.1 Distancias Mínimas Admisibles...9

3.1.2 Distancias Mínimas en Cruces De Rutas y Caminos, Ferrocarriles, Líneas De Alta y Baja 3.1.2 Distancias Mínimas en Cruces De Rutas y Caminos, Ferrocarriles, Líneas De Alta y Baja Tensión y Comunicaciones...9

Tensión y Comunicaciones...9

3.1.3 Formas de Cruce...9

3.1.4 3.1.4 Cruces de Cruces de Rutas Nacionales Rutas Nacionales y Provinciales y Provinciales de importancia...de importancia... ...9...9

3.1.5 3.1.5 Cruce con rutas Cruce con rutas Provinciales, accesos pavimentados a Provinciales, accesos pavimentados a localidades que no tlocalidades que no tengan carácter engan carácter de ruta, caminos troncales de tierra, líneas de energía y de telecomunicaciones...9

de ruta, caminos troncales de tierra, líneas de energía y de telecomunicaciones...9

3.1.6 Cruces ferroviarios...10

3.1.7 Ubicación de las Retenciones...10

3.1.8 3.1.8 Suspensiones Suspensiones angulares...angulares... ... ... ...10 ....10

3.1.9 Mapa de Zonas Climáticas...10

3.2 DISEÑO GENERAL...10

3.2.1 Carga del viento sobre los conductores...10

3.2.2 Variación de la velocidad del viento con la altura...11

3.2.3 Altura de los conductores...11

3.2.4 3.2.4 Carga Carga del del viento viento sobre sobre los los aisladores...aisladores... ... ... ...11...11

3.2.5 Distancia entre conductores...12

3.2.6 Distancia entre conductor de energía e instalaciones puestas a tierra...13

ZONAS CLIMATICAS...15

3.2.7 Carga del viento sobre estructuras...15

4. 4. FUNDACFUNDACIONES IONES DE DE LINEALINEAS...S...18...18

4.1 INTRODUCCIÓN...18 4.1 INTRODUCCIÓN...18 4.1.1 Objeto...18 4.1.1 Objeto...18 4.1.2 Aplicación...18 4.1.2 Aplicación...18 4.1.3 Entorno Físico...18 4.1.3 Entorno Físico...18 4.1.4 Características de la Zona ...19 4.1.4 Características de la Zona ...19 4.1.5 Condiciones Climáticas...19 4.1.5 Condiciones Climáticas...19 4.1.6 Medio Ambiente...19 4.1.6 Medio Ambiente...19 4.2 PARÁMETROS DE DISEÑO...19 4.2 PARÁMETROS DE DISEÑO...19

4.2.1 Suelo de Fundación. Estudio Geotécnico...19

4.2.2 Alcance del Estudio Geotécnico...20

4.2.3 Interpretación del Estudio Geotécnico...22

4.2.4 4.2.4 Tipificación Tipificación de de Suelos...Suelos... ... ... ... ..22 ..22

4.3 CRITERIOS DE DISEÑO...22

4.3.1 General...22

4.3.2 Orientación de las Fundaciones...22

4.3.3 Ubicación de los Insertos...22

4.4 ASPECTOS CONSTRUCTIVOS...23

4.5 CRITERIOS DE CÁLCULO...23

4.6 ESTADOS DE CARGA DETERMINANTES...24

(3)

INDICE

GUIA DE DISEÑO GENERAL DE

GUIA DE DISEÑO GENERAL DE LINEAS DE TRASPORTE

LINEAS DE TRASPORTE

POR DISTRIBUCION TRONCAL

1.

1. GENERGENERALIDADALIDADES...ES...6...6

1.1 OBJETO...6 1.1 OBJETO...6 1.2 ALCANCE...6 1.2 ALCANCE...6 1.3 DEFINICIONES...6 1.3 DEFINICIONES...6 2. SELECCION DE LA TRAZA...7 2. SELECCION DE LA TRAZA...7

2.1 ENTORNO FISICO Y GEOGRÁFICO...7

2.2 IMPLANTACION DEL TRAZADO...8

3. 3. DISEÑDISEÑO O MECANMECANICO...ICO...9...9

3.1 GENERALIDADES...9

3.1.1 Distancias Mínimas Admisibles...9

3.1.2 Distancias Mínimas en Cruces De Rutas y Caminos, Ferrocarriles, Líneas De Alta y Baja 3.1.2 Distancias Mínimas en Cruces De Rutas y Caminos, Ferrocarriles, Líneas De Alta y Baja Tensión y Comunicaciones...9

Tensión y Comunicaciones...9

3.1.3 Formas de Cruce...9

3.1.4 3.1.4 Cruces de Cruces de Rutas Nacionales Rutas Nacionales y Provinciales y Provinciales de importancia...de importancia... ...9...9

3.1.5 3.1.5 Cruce con rutas Cruce con rutas Provinciales, accesos pavimentados a Provinciales, accesos pavimentados a localidades que no tlocalidades que no tengan carácter engan carácter de ruta, caminos troncales de tierra, líneas de energía y de telecomunicaciones...9

de ruta, caminos troncales de tierra, líneas de energía y de telecomunicaciones...9

3.1.6 Cruces ferroviarios...10

3.1.7 Ubicación de las Retenciones...10

3.1.8 3.1.8 Suspensiones Suspensiones angulares...angulares... ... ... ...10 ....10

3.1.9 Mapa de Zonas Climáticas...10

3.2 DISEÑO GENERAL...10

3.2.1 Carga del viento sobre los conductores...10

3.2.3 Altura de los conductores...11

3.2.4 3.2.4 Carga Carga del del viento viento sobre sobre los los aisladores...aisladores... ... ... ...11...11

3.2.5 Distancia entre conductores...12

3.2.6 Distancia entre conductor de energía e instalaciones puestas a tierra...13

ZONAS CLIMATICAS...15

3.2.7 Carga del viento sobre estructuras...15

4. 4. FUNDACFUNDACIONES IONES DE DE LINEALINEAS...S...18...18

4.1 INTRODUCCIÓN...18 4.1 INTRODUCCIÓN...18 4.1.1 Objeto...18 4.1.1 Objeto...18 4.1.2 Aplicación...18 4.1.2 Aplicación...18 4.1.3 Entorno Físico...18 4.1.3 Entorno Físico...18 4.1.4 Características de la Zona ...19 4.1.4 Características de la Zona ...19 4.1.5 Condiciones Climáticas...19 4.1.5 Condiciones Climáticas...19 4.1.6 Medio Ambiente...19 4.1.6 Medio Ambiente...19 4.2 PARÁMETROS DE DISEÑO...19 4.2 PARÁMETROS DE DISEÑO...19

4.2.1 Suelo de Fundación. Estudio Geotécnico...19

4.2.2 Alcance del Estudio Geotécnico...20

4.2.3 Interpretación del Estudio Geotécnico...22

4.2.4 4.2.4 Tipificación Tipificación de de Suelos...Suelos... ... ... ... ..22 ..22

4.3 CRITERIOS DE DISEÑO...22

4.3.1 General...22

4.3.2 Orientación de las Fundaciones...22

4.3.3 Ubicación de los Insertos...22

4.4 ASPECTOS CONSTRUCTIVOS...23

4.5 CRITERIOS DE CÁLCULO...23

4.6 ESTADOS DE CARGA DETERMINANTES...24

4.7 SELECCIÓN DEL TIPO DE FUNDACIÓN...24

(4)

4.8 SELECCIÓN DEL MÉTODO DE CÁLCULO...25

4.8.1 Fundaciones Directas...25 4.8.1 Fundaciones Directas...25 4.8.2 Fundaciones Indirectas...27 4.8.2 Fundaciones Indirectas...27 4.9 ENSAYO DE FUNDACIONES...28 4.9 ENSAYO DE FUNDACIONES...28

4.9.1 Equipo para la Aplicación de Esfuerzos...28

4.9.2 4.9.2 Lugar Lugar del del Ensayo...Ensayo... ... ... ... ...28 ...28

4.9.3 Cantidad 4.9.3 Cantidad de de Ensayos...Ensayos... ... ... ...28 ..28

4.9.4 Cargas 4.9.4 Cargas a a Aplicar...Aplicar... ... ... ...29...29

4.9.5 4.9.5 Evaluación Evaluación de de los los Resultados...Resultados... ... ... ...29...29

4.10 MEMORIAS, 4.10 MEMORIAS, PLANOS. PLANOS. COMPUTOS...COMPUTOS... ... ...30..30

4.10.1 Proyecto Definitivo...30 4.10.1 Proyecto Definitivo...30 4.10.2 Memoria Descriptiva...30 4.10.2 Memoria Descriptiva...30 4.10.3 Memorias de Cálculo...30 4.10.3 Memorias de Cálculo...30 4.10.4 Planos...30 4.10.4 Planos...30 4.10.5 Cómputos...31 4.10.5 Cómputos...31 5. 5. ESTRESTRUCTURASUCTURAS...32...32

5.1 INTRODUCCION...32 5.1 INTRODUCCION...32 5.1.1 Objeto...32 5.1.1 Objeto...32 5.1.2 Aplicación...32 5.1.2 Aplicación...32 5.2 ENTORNO FISICO...32 5.2 ENTORNO FISICO...32 5.2.1 Introducción...32 5.2.1 Introducción...32 5.2.2 Características de la Zona...32 5.2.2 Características de la Zona...32 5.2.3 5.2.3 Condiciones Condiciones Climáticas...Climáticas... ... ... ...33...33

5.2.4 Medio Ambiente...33 5.2.4 Medio Ambiente...33 5.3 PARAMETROS DE DISEÑO...33 5.3 PARAMETROS DE DISEÑO...33 5.3.1 Introducción...33 5.3.1 Introducción...33 5.3.2 Datos Básicos...33 5.3.2 Datos Básicos...33 5.3.3 Estados de Carga...34 5.3.3 Estados de Carga...34

5.4 CRITERIOS DE DISEÑO DE ESTRUCTURAS METALICAS...35

5.4.1 Criterios de Diseño Geométrico...35

5.4.1.1 Geometría Básica...35 5.4.1.1 Geometría Básica...35 5.4.1.2 Reticulados...36 5.4.1.2 Reticulados...36 5.4.1.3 Cuadros de Rigidez...36 5.4.1.3 Cuadros de Rigidez...36 5.4.1.4 Variantes de Altura...36 5.4.1.4 Variantes de Altura...36 5.4.2 5.4.2 Criterios Criterios de de Diseño Diseño de de Barras...Barras... ... ... ...37 ...37

5.4.2.1 Elección de los Materiales...37

5.4.2.2 Dimensiones Mínimas...37

5.4.2.3 Esbelteces Máximas...37

5.4.2.4 Propiedades de la sección transversal...38

5.4.2.5 Compresión...38 5.4.2.5 Compresión...38 5.4.2.6 Tracción...40 5.4.2.6 Tracción...40 5.4.2.7 Flexión...41 5.4.2.7 Flexión...41 5.4.2.8 Corte...41 5.4.2.8 Corte...41 5.4.2.9 Esfuerzos combinados...41 5.4.2.9 Esfuerzos combinados...41

5.4.3 Criterios de Diseño de Uniones...41

5.4.3.1 General...41

5.4.3.2 Elección de los Materiales...42

5.4.3.3 Corte...42 5.4.3.3 Corte...42 5.4.3.4 Tracción...42 5.4.3.4 Tracción...42 5.4.3.5 Aplastamiento...42 5.4.3.5 Aplastamiento...42 5.4.3.6 Dimensiones Mínimas...42 5.4.3.6 Dimensiones Mínimas...42

5.4.4 Criterios de Diseño de los Detalles Constructivos...43

5.4.4.1 General...43

5.4.4.2 Estructuras arriendadas...43

5.4.4.3 Obstáculo antisubida (antiescalante)...43

5.4.4.4 Protección contra asentamiento de pájaros en estructuras de suspensión...44

5.5 5.5 METODOLOGIAS METODOLOGIAS DE DE DISEÑO DISEÑO DE DE ESTRUCTURAS ESTRUCTURAS METALICAS...METALICAS...44..44

5.5.1 Análisis de Cargas...44 5.5.1 Análisis de Cargas...44 5.5.2 Análisis Estructural...45 5.5.2 Análisis Estructural...45 5.5.3 Dimensionamiento...45 5.5.3 Dimensionamiento...45

5.5.4 Cargas sobre fundaciones...46

(5)

5.5.5 Ensayos de Prototipo... ...46 5.5.5.1 Condiciones generales...46 5.5.5.2 Informe...46 5.6 ESTRUCTURAS DE HORMIGON...47 5.6.1 Coeficiente de Seguridad... ...47 5.6.2 Cálculo de Estructuras...47 5.6.3 Materiales...48 5.6.4 Indicación de Características...48

5.7 ESTRUCTURAS TUBULARES DE ACERO...49

5.7.1 Diseño...49

5.7.2 Materiales...49

5.7.3 Soldadura...49

5.7.4 Tratamiento Superficial... ...49

5.7.5 Implantación de las Estructuras...50

6. DOCUMENTACIÓN DEL PROYECTO ...51

6.1 DOCUMENTACIÓN...51

6.1.1 Presentación de Documentación...51

6.1.2 Planos del PROYECTO ...52

6.1.3 Memorias de cálculo del PROYECTO...52

6.1.4 Catálogos ...53

6.1.5 Propiedad de los Documentos...53

6.2 REQUISITOS AMBIENTALES...53

7. CONDUCTORES...54

7.1 CONDUCTORES DE ENERGIA...54

7.1.1 Tipos de Conductores...54

7.1.2 Relación de Cableado en los Conductores Aluminio- Acero (ACSR)...55

7.1.3 Selección del Conductor...55

7.1.4 Efecto de relajación (Creep)...56

7.2 CABLES DE GUARDIA... ...56

8. AISLACION Y ACCESORIOS...57

8.1 AISLADORES...57

8.2 CADENAS DE AISLADORES...57

8.3 AISLADORES DE BARRA LARGA Y DE NÚCLEO MACIZO...58

8.4 CADENAS DE AISLADORES MÚLTIPLES...58

8.5 ACCESORIOS...58

8.5.1 Accesorios de suspensión y amarre...58

8.5.2 Juego de varillas preformadas...58

8.5.3 Empalmes y elementos de reparación de cables...59

8.5.4 Elementos de control de campo...59

9. PUESTA A TIERRA...60

9.1 PUESTA A TIERRA DE ESTRUCTURAS...60

9.2 PUESTA A TIERRA DE ALAMBRADOS, CERCOS Y CONSTRUCCIONES METALICAS...61

10. SERVIDUMBRE DE ELECTRODUCTO...63

10.1 OBJETO ...63

10.2 TRAMITES PREVIOS...63

10.3 CONDICIONES TECNICAS GENERALES...63

10.4 INSCRIPCIONES REGISTRALES...64

10.5 FRANJA DE SEGURIDAD DEL ELECTRODUCTO Y RESTRICCIONES AL DOMINIO...64

1. ESTRUCTURA DE SUSPENSION SIMPLE...80

2. ESTRUCTURA DE SUSPENSION ANGULAR Y ESTRUCCTURA ANGULAR (O ESQUINERA)...81

(6)

4. ESTRUCTURA DE RETENCION ANGULAR...83

5. ESTRUCTURA TERMINAL...84

6. ESTRUCTURA DE EMPALME Y DISTRIBUCION...84

7. CONSTRUCCIONES UTILIZADAS COMO PUNTOS DE APOYO...85

1. OBJETO...87

2. MEDICIONES...87

3. SISTEMA AMORTIGUANTE...87

4. EVALUACION PREVIA DEL SISTEMA AMORTIGUANTE...88

5. DATOS GARANTIZADOS...88

6. NORMAS TÉCNICAS...88

7. GARANTIA...88

8. COMPONENTES DE LOS AMORTIGUADORES...89

8.1 GENERALIDADES...89 8.2 MATERIALES...89 8.2.1 Grapa: ...89 8.2.2 Bulonería: ...89 8.2.3 Protección anticorrosiva: ...89 8.2.4 Cable mensajero:...89 8.2.5 Contrapesos: ...89 9. INFORMACION TECNICA...89 10. ENSAYOS ...90 10.1 ENSAYOS DE TIPO...90

10.2 ENSAYOS DE RUTINA O FABRICACIÓN...90

10.3 ENSAYOS DE REMESA O ACEPTACIÓN...90

(7)

GUIA DE DISEÑO GENERAL DE LINEAS DE TRASPORTE

POR DISTRIBUCION TRONCAL

1. GENERALIDADES

1.1 OBJETO

La presente Guía de Diseño General de Líneas tiene por objeto orientar en su trabajo a los proyectistas de ampliaciones del Sistema de Transporte por Distribución Troncal de la

República Argentina. La Guía considera:

• Las condiciones del entorno físico de la línea; sus características naturales

(topográficas, morfológicas, climáticas) y culturales (construcciones civiles, actividades agropecuarias, restricciones legales, etc.).

• La forma de traducir dichas condiciones en cargas actuantes, configuraciones

geométricas y físicas.

• El cálculo de las resistencias de los componentes que conforman la línea.

1.2 ALCANCE

Este documento está orientado al diseño de líneas aéreas destinadas a operar a tensiones nominales de 66 a 220 Kv y/o bajo responsabilidad de Empresas de Transporte por Distribución Troncal. Su ámbito de aplicación es la República Argentina.

1.3 DEFINICIONES

a) Sistema

Es el conjunto de componentes reunidos para conformar la línea. En el cuadro siguiente pueden observarse los distintos componentes y elementos de un sistema:

SISTEMA COMPONENTES ELEMENTOS

LINEAS DE TRANSMISION

Soportes Piezas de Acero, postes de HºAº Bulones

Riendas y sus Herrajes Fundaciones

Conductores y Cables de Guardia Interfases

Conectores Aisladores

Grapería b) Confiabilidad

(8)

Es la probabilidad de que el sistema preste un servicio bajo condiciones preestablecidas y durante un tiempo predeterminado. La confiabilidad es una medida del éxito de un sistema para brindar el servicio para el cual fue concebido.

c) Protección estructural

Es la capacidad del sistema para autoprotegerse de la propagación de un colapso por falla de un elemento o componente.

d) Seguridad de las personas

Es la capacidad de un sistema o componente para mantener su integridad durante las operaciones de construcción y el mantenimiento, evitando que los operarios se accidenten.

2. SELECCION DE LA TRAZA

2.1 ENTORNO FISICO Y GEOGRÁFICO

El conocimiento del medio físico y humano a lo largo del trazado preliminar es de fundamental importancia durante el proceso de selección de la traza óptima. En esta etapa inicial pueden evitarse muchas dificultades de diseño estructural, de construcción y mantenimiento y de impacto ambiental.

El proyectista deberá tener en cuenta:

a) La ubicación de los centros poblados que se hallen cercanos al trazado general. Deben evitarse desvíos innecesarios que impliquen el uso de estructuras más caras o elevados resarcimientos económicos a los propietarios afectados.

b) Otras construcciones civiles lineales que pudieren atravesarse, tales como rutas, caminos, ferrocarriles, canales, gasoductos, oleoductos, otras líneas de energía y de comunicación etc. que suelen imponer el uso de estructuras de mayor altura o dificultar su localización.

c) Las construcciones o instalaciones discretas, tales como cascos de estancia, casas, galpones, corrales, tanques y molinos, que se constituyan en obstáculos a ser removidos, reinstalados o sorteados.

d) Los accidentes geográficos naturales que dificulten o encarezcan la instalación de fundaciones (lagunas temporarias o permanentes, arroyos, ríos, afloraciones rocosas, etc.), o que por sus características dentro del contexto geográfico local faciliten la aparición de vientos adversos (vibraciones y oscilaciones de cables, “galloping”, efecto embudo) u otras cargas adicionales tales como nieve o escarcha. e) La topografía del terreno (colinas, morros, sierras o cuchillas) que puedan generar

una dispersión en los vanos gravantes y exigir el uso de estructuras especiales.

f) La Infraestructura vial existente, como ser caminos, picadas y otras condiciones de la zona en que se desarrolla la traza a fin de facilitar el acceso a la mismas con la finalidad de que el mantenimiento de la línea y por lo tanto la calidad del servicio no se vean afectadas por la inaccesibilidad a los piquetes. Este mismo criterio de accesibilidad permitirá reducir el impacto ambiental que podría tener la construcción de picadas etc.

Sobre estos temas se recomienda la lectura de las consideraciones contenidas en el Manual ASCE 74.

(9)

También deberá obtenerse toda la información posible sobre las condiciones climáticas del área pues son éstas las que rigen el diseño global del sistema estructural (fundaciones -torre - cables) y el desempeño de una línea. La temperatura, el viento (sinóptico o tornádico) y el hielo son los más importantes a considerar. De un modo indirecto y secundario, también la presión atmosférica.

El proyectista deberá consultar las fuentes de datos más actualizadas y precisar las características climáticas dominantes a lo largo del trazado general. Se recomienda contar con la asistencia de meteorólogos que faciliten la compilación e interpretación de los datos. En la etapa de diseño preliminar, o cuando no se cuente con información más precisa, podrá tomarse como referencia la zonificación existente para la Argentina, en la cual se definen zonas de características climáticas constantes. Para cualquier etapa posterior deberán realizarse estudios complementarios.

En lo referente al medio ambiente, deberán contemplarse las limitaciones y restricciones impuestas por el correspondiente estudio de Impacto Ambiental para la etapa de diseño, confeccionado según los lineamientos del "Manual de Gestión Ambiental del Sistema de Transporte Eléctrico" Resolución Nº 15/92 de la Secretaría de Energía y los “Procedimientos ambientales para la construcción de instalaciones del sistema de transporte de energía eléctrica, que utilicen tensiones de 132 kV o superiores, Resolución ENRE 0546/1999.

2.2 IMPLANTACION DEL TRAZADO

Una vez definido el trazado general sobre planos viales o generales, deberá obtenerse la documentación cartográfica mínima necesaria para precisarlo, la que estará constituida por cartas geográficas con curvas de nivel, planos satelitales y catastrales y, si es posible o necesario, por restituciones aerofotogramétricas a lo largo del trazado, preferentemente a color.

Las escalas a utilizar dependerán del área atravesada, de la longitud de la línea y de los obstáculos a salvar. En general, la escala será de 1:50.000 o más ampliada.

Sobre esta cartografía se definirá la traza con suficiente precisión como para establecer la cantidad y variedad de estructuras especiales (ángulos, terminales, cruces especiales, transposiciones, etc.) y permitir la implantación del trazado en el terreno.

Deberá realizarse un detallado relevamiento planialtimétrico a lo largo del trazado, consignando todos los obstáculos naturales y las construcciones existentes dentro de la franja de servidumbre, esta última definida según la Especificación Técnica T-80.

Durante esta etapa podrán introducirse correcciones al trazado tendientes a evitar obstáculos no detectados anteriormente, mejorar el acceso a la traza o disminuir el impacto ambiental.

De cada punto singular se obtendrán las coordenadas Gauss-Kruger y se confeccionarán monografías suficientemente detalladas como para localizar posteriormente el punto, aún en ausencia de estacas u otras señalizaciones.

Para la definición de la traza se debe contar con más de una alternativa disponible, de la cual se seleccionará una primera a fin de iniciar los relevamientos planialtimetricos de detalle.

(10)

3. DISEÑO MECANICO

3.1 GENERALIDADES

3.1.1 Distancias Mínimas Admisibles

Las distancias mínimas admisibles serán las que figuran en las planillas del Anexo I. En todos los casos la flecha a considerar para los cables es la que corresponde al estado de temperatura máxima.

Al solo efecto de aplicación de las alturas mínimas indicadas, serán adoptadas las siguientes definiciones:

a) ZONA URBANA: Zonas o centros fraccionados en manzanas. A tal fin defínese como manzanas a las fracciones limitadas por calles con superficie no mayor de 1,5 hectárea. b) ZONA SUBURBANA: Se entiende por tal a las zonas subdivididas en macizos tipo barrio

parque o fin de semana o fracciones limitadas por calles, de superficie no mayor de 5 hectáreas, adyacentes a las zonas urbanas.

c) ZONA RURAL: Quedan definidas como tal las zonas no comprendidas en las definiciones anteriores.

3.1.2 Distancias Mínimas en Cruces De Rutas y Caminos, Ferrocarriles,

Líneas De Alta y Baja Tensión y Comunicaciones.

Serán observadas todas las reglamentaciones Nacionales, Provinciales y/o Municipales en vigencia sobre cruces, paralelismos y acercamientos con otras conducciones (sean estas eléctricas, ferroviarias, de comunicaciones, hidráulicas y/o viales), aeropuertos (cuando estos estén debidamente inscriptos o registrados en los entes que corresponda), edificios públicos o privados, etc. Cuando no existan normas que reglamenten lo anterior o las

existentes no sean de aplicación, regirán las recomendaciones establecidas en la Tabla del Anexo 2.

Para el caso especial de la Empresa de Ferrocarriles, la altura sobre el nivel superior de los rieles será de 11.75 m, excepto que dicha Empresa extienda un “permiso definitivo” avalando una altura menor.

3.1.3 Formas de Cruce

A continuación se describen las condiciones para la realización de los tipos de cruces más usuales. Para los casos especiales no contemplados, se deberán respetar las recomendaciones de la norma VDE 0210.

3.1.4 Cruces de Rutas Nacionales y Provinciales de importancia

Pavimentadas o a pavimentar en el futuro, se efectuarán con estructuras de retención, empleándose cadenas dobles de retención.

3.1.5 Cruce con rutas Provinciales, accesos pavimentados a localidades

que no tengan carácter de ruta, caminos troncales de tierra, líneas

de energía y de telecomunicaciones

Se efectuarán con estructuras de suspensión, empleándose cadenas dobles de suspensión o cadenas en “V”, según el tipo de aislación empleado en la línea.

(11)

Para el cruce de Líneas de energía se tendrá en cuenta las distancias y consideraciones de la tabla del Anexo I.

En zona urbana, para el cruce de líneas de baja tensión no se utilizarán cadenas de aisladores dobles.

Para el caso de rutas provinciales con transito importante, la transportista podrá solicitar se realicen de acuerdo a lo indicado en el punto 3.1.4 de la presente guía.

3.1.6 Cruces ferroviarios

Según las disposiciones de la Empresa de Ferrocarriles, con doble cable con los correspondientes separadores, excepto que ésta extienda un “permiso definitivo” avalando condiciones de menor seguridad.

3.1.7 Ubicación de las Retenciones

Se instalarán estructuras de retención en todos los puntos singulares (vértices, cruces, según lo explicitado en los puntos 3.1.1 a 3.1.5) existentes en la traza de la línea. Además se instalarán retenciones lineales cada 10 estructuras de suspensión en los tramos rectos.

3.1.8 Suspensiones angulares

El límite angular superior de estas estructuras dependerá de la distribución de las mismas en el proyecto de cada línea, pero en ningún caso deberá superarse los 4º.

3.1.9 Mapa de Zonas Climáticas

En el Anexo 1 se muestra el mapa de zonas climáticas que deberá tomarse como una guía para el proyectista. Las zonas no definidas en el mismo, deberán considerarse especiales y

requerirán un estudio estadístico particular para la determinación de las condiciones de temperatura, vientos y nieve.

3.2 DISEÑO GENERAL

3.2.1 Carga del viento sobre los conductores

La carga del viento sobre 1 m de conductor de longitud amse calculará mediante la fórmula:

[ / ] (1) sen 80 6 . 0 16 75 . 0 2 m kg a d V k Wc m

Θ













+

=

siendo:

V: velocidad dl viento, en m/seg

k: coeficiente de presión dinámica(Tabla 1) d: diámetro del conductor, en metros

am: vano medio(vano de viento), en metros

θ : ángulo determinado por la dirección del viento y el eje del conductor

Para valores de am < 200 m, el factor (0.6+80/am ) se tomará igual a 1.

El valor a adoptar para la velocidad del viento se obtiene del mapa de zonas climáticas del Anexo I.

(12)

TABLA 1

Coeficiente de Presión Dinámica para Conductores Diámetro (d) del conductor (mm) Coeficiente “k” d≤ 12,5 d ≤ 15,8 d > 15,8 1,2 1,1 1,0

3.2.2 Variación de la velocidad del viento con la altura

Las velocidades del viento adoptadas en las hipótesis de cálculo tiene validez hasta una altura sobre el nivel del terreno no mayor de 20 m.

Para alturas mayores de 20 m y hasta 30 m se adoptarán los mismos valores mencionados anteriormente incrementados en un 5%.

Para alturas mayores de 30 m la velocidad del viento se calculará mediante la ecuación:

[ / ] (2) 100 8 . 0 h m seg v Vh = + siendo:

V: velocidad del viento hasta la altura de 20 m, en m/seg

h: altura del punto considerado sobre el nivel del terreno, en metros

3.2.3 Altura de los conductores

Para la determinación de la carga del viento sobre un conductor mediante la expresión (1), se adoptará la velocidad que corresponda a la altura de su punto de sujeción en la cadena de aisladores (conductor de energía) o en la estructura (hilo de guardia), conforme a lo establecido en el apartado anterior.

Si los conductores no estuvieran a un mismo nivel, se adoptará para todos ellos la velocidad de viento que corresponda al nivel del centro de gravedad del conjunto de los mencionados puntos de sujeción.

Para el cálculo de la carga del viento sobre una cadena de aisladores, se considerará la misma velocidad de viento adoptada para los conductores de energía.

3.2.4 Carga del viento sobre los aisladores

Los aisladores son afectados por las cargas de viento sobre los conductores y sobre los mismos aisladores. Esta última deberá considerarse aplicada en el punto de sujeción de la cadena a la estructura, con dirección coincidente con la del viento y con una intensidad dada por

[

2

]

2 V × =

(13)

siendo:

V: velocidad del viento, en m/seg

k: coeficiente de presión dinámica (Tabla Nº 3)

Sa: área del aislador proyectada horizontalmente sobre un plano vertical paralelo al eje de la cadena.

3.2.5 Distancia entre conductores

En un vano los conductores de energía e hilos de guardia pertenecientes a una misma t erna o a diferentes ternas, deberán estar distanciados entre sí de modo tal que no sea posible un acercamiento que pueda provocar la perforación del espacio disruptivo.

Para conductores del mismo material e igual sección y flecha, la distancia “D” en la mitad del vano deberá ser no menor que:

( ) [ ] (3) 150 m Un la f K D = + + siendo:

k: factor determinado en función del material y sección del conductor y de su disposición geométrica según tabla Nº 2 .

f: flecha del conductor a temperatura máxima, en metros.

la: longitud de la cadena de aisladores de suspensión, incluidos los accesorios móviles en dirección normal a la línea, en metros; para aisladores de perno o cadenas de retención se tomará la = 0.

Un: tensión nominal de la línea, en kV.

Para conductores de materiales y/o secciones y/o flechas diferentes, la determinación de la distancia mínima se hará mediante la misma expresión, debiendo adoptarse los valores de k y f que resulten mayores.

Además deberá verificarse la aproximación de los conductores declinados desigualmente por la acción de ráfagas de viento de igual dirección y sentido cuyas velocidades difieran

entre sí en el 20 %. Para vanos grandes, donde la flecha supera el 4 % del vano, la diferencia entre las velocidades de ambas ráfagas se tomará igual al 10 %. La distancia así determinada será mayor o igual que Un/150.

DISTANCIA ENTRE CONDUCTORES EN LA MITAD DEL VANO TABLA Nº 2

DETERMINACION DEL FACTOR “K”

CONDUCTOR SECCION NOMINAL(mm2 ₎

Cobre, Bronce, Acero 16(*) 25 35(*) 50 70 95(*) >95 Aluminio y sus Aleaciones 35 50 70 95 120 (*) 150 (*) > 150

(14)

Aluminio - Acero 35/6 50/8 70/12 95/15 120/20 150/25 (*) 185/30 210/35 240/40 300/50 340/30 380/50 435/55 550/70 680/85 DISPOSICION FACTOR “K” Vertical 0,95 (0,85) 0,85 (0,75) 0,75 (0,70) 0,70 Triángulo equilátero, dos de ellos en el mismo nivel 0,75 (0,70) (0,65)0,70 (0,62)0,65 0,62 Horizontal 0,70 (0,65) 0,65 (0,62) 0,62 (0,60) 0,60

(*) Para estas secciones nominales con tensiones hasta 30 kV y alturas de los conductores hasta 20 m sobre el nivel del suelo, valen los valores del factor “K” que se encuentran entre paréntesis.

Para líneas situadas en zonas donde exista la posibilidad de formación de hielo sobre los conductores, deberá tomarse en consideración el peligro de acercamiento inadmisible entre los mismos o entre conductor y partes de instalaciones puestas a tierra. Esto puede ocurrir en los siguientes casos:

a) caída del hielo en uno de los conductores, provocando el alzamiento brusco del mismo en el plano vertical. De existir otro conductor mas alto, dispuesto en el mismo plano vertical, puede producirse el contacto entre los mismos o una aproximación tal que origine descarga. b) El mismo fenómeno anterior puede dar lugar a desequilibrios considerables entre vanos adyacentes de un mismo conductor, provocando la inclinación de la cadena de aisladores de suspensión en la dirección de la línea, con la consecuente disminución de distancias en ciertas partes de la instalación.

Los inconvenientes señalados anteriormente pueden reducirse o evitarse aumentando las distancias a adoptando la disposición horizontal de los conductores, o también acortando los vanos y la distancia entre retenciones.

c) Descarga del hielo de uno de los conductores mientras que el otro conductor dispuesto al mismo nivel permanece cargado. Tal situación combinada con viento transversal puede dar lugar a oscilaciones asincrónicas, con el consiguiente peligro de acercamiento en mitad del vano.

3.2.6 Distancia entre conductor de energía e instalaciones puestas a tierra

Los conductores y sus accesorios bajo tensión deberán guardar distancias mínimas a las instalaciones puestas a tierra, que se verificarán de la siguiente manera:

(15)

correspondiente a sobretensiones de origen atmosférico.

A modo de resumen los valores correspondientes a esta distancia figuran en tabla siguiente: Tensión

(kV) Número deaisladores Distancia mín.(cm)

66 5 70

132 9 126

220 14 195

b) Con el conductor declinado por la acción del viento máximo, la distancia mínima será Un/150, expresando Un en kV..

c) El ángulo ϕ de declinación de una cadena de aisladores de suspensión se determinará

mediante la expresión: ) 4 ( 5 . 0 5 . 0 Pa Pc Wa Wc tan

+

=

ϕ Siendo:

Wc: carga del viento sobre el conductor en ambos semivanos adyacentes de la estructura, en kg.

Wa: carga del viento sobre la cadena de aisladores, incluidos elementos móviles de la morsetería, en kg.

Pc : peso del conductor gravante sobre la cadena de aisladores, en kg.

Pa : peso de la cadena de aisladores (considerando aisladores poliméricos), incluidos elementos móviles de la morsetería, en kg.

(16)

Fig. Nº 1

En las estructuras con cadenas de aisladores de retención, se considerará que los puentes de conexión, bajo la acción del viento, alcanzan un ángulo de inclinación que es función de las características del conductor y de la velocidad del viento. La tabla siguiente da los

valores de dicho ángulo ϕ max , (viento máximo) y ϕ 20 (viento de 20 m/seg) de acuerdo a la

zona climática correspondiente.

En caso de tratarse de líneas ubicadas en zonas especiales, como por ejemplo en alta cordillera, se definirán los valores para cada caso de acuerdo a las condiciones climáticas imperantes. CONDUCTOR Al/Ac ANGULO ZONAS CLIMATICAS A B C D E 435/55 ϕ _ϕmax 20 21º 10º 28º 10º 32º 10º 32º 10º 39º 10º 300/50 ϕ max ϕ 20 21º 10º 28º 10º 32º 10º 32º 10º 39º 10º 240/40 ϕ max ϕ 20 26º 13º 35º 13º 39º 13º 39º 13º 46º 13º 150/25 ϕ max ϕ 20 34º 18º 44º 18º 48º 18º 48º 18º 56º 18º 120/20 ϕ max ϕ 20 40º 22º 50º 22º 54º 22º 54º 22º 61º 22º

3.2.7 Carga del viento sobre estructuras

La carga del viento por unidad de superficie se calculará mediante la expresión:

[

2

]

2 / sen kg m V K We = θ (5)

(17)

siendo:

V: velocidad del viento, en m/seg

K: coeficiente de presión dinámica (Tabla Nº 3)

θ

: ángulo determinado por la dirección del viento y el plano que contiene al

elemento de superficie considerado.

3.2.8 Variación de la velocidad del viento con la altura

A) Estructuras Metálicas

Para el cálculo de la carga del viento, las estructuras que sobrepasan los 20 m de altura se dividirán en franjas horizontales al nivel mencionado y eventualmente a los 30 m. A cada franja se le asignará la velocidad que le corresponde según lo expuesto en

3.2.2.-Por encima de los 30 m de altura, se considerarán franjas de 10 m o fracción. A cada una de ellas se le asignará una velocidad constante e igual a la que corresponda al nivel medio de la franja.

B) Estructuras de Hormigón:

Para toda la estructura se adoptará la misma velocidad de viento que resulte para los conductores de energía.

La determinación de la carga del viento se hará teniendo en cuenta la presencia de las ménsulas(o travesaños) y de los eventuales vínculos.

En estructuras con una ménsula(o travesaño) para él(o los) hilo de guardia y tres ménsulas(o travesaño) para los conductores, actuando el viento en la dirección de las ménsulas, el incremento de tiro debido a la presencia de dichos elementos se obtendrá

multiplicando el valor calculado por el coeficiente “ ν ” obtenido de la siguiente tabla:

Estructura Coeficiente “ ”

1)Poste simple 2)Poste doble

a)Plano de la estructura perpendicular a la dirección del viento b)Plano de la estructura paralelo a la dirección del viento 3)Poste triple

0.06 0.34 0.06 0.27

COEFICIENTE DE PRESION DINAMICA PARA ESTRUCTURAS Tabla Nº 3

ELEMENTO CONSIDERADO “k”

Caras reticuladas de perfiles 1,6

Estructuras reticuladas de perfiles, cuadradas o rectangulares 2,8

Caras reticuladas de tubos 1,2

Estructuras reticuladas de tubos 2,1

(18)

Postes dobles de caños tubulares de acero, de hormigón armado de sección circular:

1.- Viento Paralelo al plano de la estructura 1.1.- Poste expuesto al viento

1.2.- Poste en la sombra del viento 1.2.1. Para a < 2 dm (1)

1.2.2. Para 2 dm ≤ a ≤ 6 dm

1.2.3. Para 6 dm < a

2.- Viento Perpendicular al plano de la estructura

2.1. Para a < 2 dm 2.2. Para 2 dm≤ a 0,7 - 0,35 0,7 0,8 0,7 Postes tubulares de acero y postes de hormigón armado, de sección

hexagonal u octogonal 1,0

(1) Se designa con “dm” el diámetro medio del poste y con “a” la distancia que separa los ejes de ambos postes, medida en la mitad de la altura de los mismos sobre el terreno.

(19)

4. FUNDACIONES DE LINEAS

4.1 INTRODUCCIÓN

4.1.1 Objeto

La presente Guía de Diseño de Fundaciones de Línea tiene por objeto orientar la labor de los proyectistas de fundaciones de líneas de alta tensión para lograr, en cada caso, una solución económica que a la vez mantenga el nivel de calidad y confiabilidad del resto de las instalaciones del Sistema de Transporte de Energía Eléctrica por Distribución Troncal de la República Argentina.

Al no limitar la libertad del proyectista en la selección del método a aplicar, esta Guía es independiente de los distintos métodos de cálculo actuales y futuros.

La Guía considera:

Las condiciones naturales (físicas, geológicas, topográficas y climáticas) de la zona por la que se desarrolla la traza de la línea.

Los lineamientos básicos para definir la geometría de las fundaciones en función del tipo de estructura y de las características del terreno.

La metodología a seguir para adoptar en cada caso particular el método de cálculo más adecuado.

La documentación técnica a preparar para mostrar con claridad y precisión la solución adoptada y permitir su cotización y construcción.

4.1.2 Aplicación

Este documento es de aplicación para el diseño de líneas aéreas destinadas a operar en tensiones nominales de 66 a 220 kV y/o bajo responsabilidad de Empresa de Transporte por Distribución Troncal. Eventualmente podrá aplicarse a casos de tensiones menores.

El ámbito de aplicación es todo el territorio de la República Argentina

4.1.3 Entorno Físico

En el punto 2.- puede encontrarse el detalle de la información física y geográfica a relevar. A continuación se destaca la parte de esta información que más incidencia tiene en el diseño de fundaciones.

(20)

4.1.4 Características de la Zona

El proyecto deberá mostrar los accidentes geográficos naturales y las instalaciones de cualquier tipo a lo largo del trazado preliminar que puedan constituir una ayuda o un obstáculo para la construcción de fundaciones.

Se mostrarán las rutas o líneas férreas y cruces de cauces de agua permanentes, temporarios, e históricos cercanos a la traza.

Se mostrarán los centros poblados que puedan proveer mano de obra, materiales y cualquier otro tipo de componentes de las fundaciones, en particular las canteras de áridos y las plantas de hormigón preelaborado.

Se describirán en forma breve y precisa las características del terreno a lo largo de la traza. Se indicarán las principales características topográficas, es decir si el terreno es llano, ondulado o montañoso, si es bajo y eventualmente inundable, si presenta dificultades de acceso para maquinarias y vehículos de transporte de materiales y personal.

4.1.5 Condiciones Climáticas

Se destacarán las condiciones climáticas a lo largo del año que puedan incidir en la ejecución y el mantenimiento de fundaciones, es decir las que puedan dificultar las tareas de excavación, hormigonado y compactación: temperaturas máximas y mínimas, niveles de precipitación pluvial y, eventualmente, nevadas.

4.1.6 Medio Ambiente

En la etapa de diseño deberán contemplarse las limitaciones y restricciones impuestas por el correspondiente estudio de Impacto Ambiental, confeccionado según los lineamientos del "Manual de Gestión Ambiental del Sistema de Transporte Eléctrico" Resolución Nº 15/92 de la Secretaría de Energía y los “Procedimientos ambientales para la construcción de instalaciones del sistema de transporte de energía eléctrica, que utilicen tensiones de 132 kV o superiores, Resolución ENRE 0546/1999.

4.2 PARÁMETROS DE DISEÑO

Como información básica, el proyectista deberá disponer de las características físicas, mecánicas y químicas de los suelos de fundación y de la información relativa a las cargas actuantes sobre los apoyos.

Las resistencias últimas del terreno se calcularán a partir de la información geotécnica obtenida en los ensayos, posteriormente corroboradas mediante ensayos a escala natural como los descriptos más abajo.

4.2.1 Suelo de Fundación. Estudio Geotécnico

La finalidad del estudio geotécnico es conocer los parámetros de resistencia (cohesión no drenada, ángulo de fricción interna, coeficientes de reacción lateral y de fondo) de los suelos afectados por la traza de la obra y la posición de la napa freática. La determinación de la capacidad portante de la fundación y la estimación de su probable deformación ante las cargas de la estructura se realizará con los parámetros propios del lugar. Para ello será

(21)

geotécnico por cada vértice y además uno cada 10 estructuras, no debiendo excederse los 3000 metros entre sondeos contiguos.

Esta tarea deberá ser realizada por una empresa o profesional con experiencia en el tema específico. Antes de desarrollar el plan definitivo de investigación geotécnica es conveniente realizar una recorrida inicial de reconocimiento de la traza y recopilar antecedentes tales como estudios de la geología superficial, mapas topográficos, fotografías aéreas, fundaciones de otras líneas existentes en la zona, ubicación del nivel freático ensayos realizados con otros fines, etc.

4.2.2 Alcance del Estudio Geotécnico

El estudio geotécnico deberá incluir una descripción del método utilizado para su ejecución. En el caso de utilizarse el ensayo estándar de penetración se aclarará y justificará el tipo de cuchara sacamuestras utilizada. En el caso de adoptarse el penetrómetro estático de cono y fricción local, se justificará el tipo de punta utilizada y se construirán gráficos mostrando la resistencia del suelo y la de fricción en función de la profundidad.

De los ensayos de penetración se obtendrán datos sobre la densidad de los suelos granulares y sobre la consistencia de los cohesivos, así como sobre su compresibilidad y resistencia al corte. También sobre los límites de las capas, los niveles rocosos o estratos resistentes, las cavidades del terreno y el grado de uniformidad del terreno.

En aquellos casos en que la resistencia del suelo no permita la aplicación de métodos de penetración se utilizará el de perforación por rotación con el diámetro BX, empleando corona

de vidia o diamante y bentonita en el agua de circulación. Se hará una descripción geológica visual y se clasificará petrográficamente la roca o el suelo consolidado.

En lo referente a la profundidad de los ensayos se seguirán los lineamientos de la norma DIN 4020. La perforación, medida desde la cota de fundación adoptada, deberá alcanzar una profundidad no menor de 6 m o de tres veces el valor del lado menor de la fundación, el que resulte mayor. De esta manera podrá comprobarse si el manto sobre el cual se asienta la fundación tiene el espesor suficiente como para desarrollar la capacidad portante adoptada.

El método de estudio finalmente adoptado será el adecuado al tipo de suelo y deberá permitir la obtención de muestras inalteradas para su posterior análisis en laboratorio para la

obtención de las características mecánicas y resistentes de los suelos.

En suelos arenosos, cuando se utilice el ensayo de penetración dinámica, se deberán emplear cucharas con cierre a pistón para poder retener las muestras de suelo sin cohesión. Estos suelos granulares garantizan la obtención de muestras representativas no afectadas por el método y equipo de investigación, cuya resistencia y compresibilidad son principalmente función del tamaño del grano y de la densidad.

El método de penetración dinámica en suelos cohesivos se utilizará con cuchara de paredes delgadas de tres pulgadas (tubo Shelby) para evitar los “tapones” característicos de la cuchara normal. La presencia de gravas en suelos sujetos al ensayo normal de penetración dinámica deberá tenerse en cuenta afectando el número de golpes resultante mediante un factor de corrección. Los métodos descriptos no son adecuados para suelos con alta presencia de rodados grandes. En estos casos podrá recurrirse a la exploración del suelo por medio de calicatas o de pozos de inspección con protección lateral y ventanas. El

conocimiento de los suelos más representativos de la traza se completará con la ejecución de ensayos de plato de carga. Los resultados serán presentados en diagramas de tensión-deformación. En las conclusiones, el estudio geotécnico deberá incluir como mínimo la

(22)

siguiente información:

• Descripción de los distintos estratos encontrados.

• Clasificación según el método universal de Casagrande.

• Nivel de la napa freática.

• Granulometría.

• Peso específico natural y secado a estufa.

• Humedad natural.

• Límite líquido.

• Límite plástico.

• Angulo de rozamiento interno.

• Cohesión.

• Tipo de fundación recomendada (directa o indirecta).

• Cota de fundación.

• Valor de la resistencia de rotura del suelo (en caso de fundaciones indirectas,

resistencia de rotura de punta y de fricción para los distintos estratos).

• Módulo de reacción lateral y de fondo .

• Resistividad del terreno (orientada hacia el problema de corrosión).

Cuando en la traza de la obra se presenten suelos que tengan un comportamiento mecánico inestable frente a cambios en su contenido de humedad (Suelos expansivos y colapsibles), de temperatura (suelos sometidos a congelamiento y deshielo) y vibraciones (suelos licuables o fluidos) deberán ser analizados mediante ensayos geotécnicos especiales:

En suelos rocosos los testigos a ensayar se obtendrán por el método de perforación rotativa. Sobre las muestras de roca se realizarán como mínimo los siguientes ensayos y determinaciones:

• Profundidad del manto rocoso.

• Tipo de roca y su dureza.

• Permeabilidad.

• Posibles características de solubilidad.

• Discontinuidades y posibles planos de falla.

• Recuperación total.

• Ensayo de recuperación RQD.

En cada ubicación de sondeos se realizarán ensayos geoquímicos de suelos de los estratos característicos y napas freáticas con los cuales se determinará como mínimo:

• pH.

• Contenido de sales totales

• Contenido de cloruros.

• Contenido de sulfatos.

• Residuo sólido total.

Los ensayos geoquímicos tendrán por finalidad determinar la agresividad potencial del subsuelo a las cimentaciones y al sistema de puesta a tierra de los sostenes. Además, permitirán definir el grado de agresión y las protecciones anticorrosivas necesarias.

(23)

4.2.3 Interpretación del Estudio Geotécnico

Los datos obtenidos en el estudio geotécnico deberán ser analizados e interpretados por el proyectista. En particular éste deberá definir los valores de resistencia a rotura del suelo a

adoptar y si las características propias del suelo aconsejan aumentar los factores de minoración de la resistencia.

4.2.4 Tipificación de Suelos

En base a los resultados obtenidos, los suelos semejantes entre sí se agruparán y representarán por un sólo suelo “tipo” cuyas características serán elegidas con criterio conservador, es decir adoptando los menores valores de los parámetros mecánicos que corresponden a dicho suelo tipo . La cantidad de “tipos” de suelos a definir será función de la cantidad de ensayos y de la disparidad de los valores característicos encontrados a lo largo de la traza. Las fundaciones de piquetes ubicados en un determinado “tipo” de suelo podrán ser resueltas con un proyecto único (tipificación de fundaciones)

Cuando los elementos que trabajan permanentemente a la compresión y a la tracción están claramente diferenciados (por ejemplo estructuras arriendadas) es recomendable realizar una tipificación para las unidades que trabajan a la compresión (bases centrales) y otra para las que lo hacen a la tracción (placas de anclaje de riendas). Esta recomendación es particularmente aplicable a los suelos rocosos a escasa profundidad (que presentan altos valores de resistencia para cargas directas de compresión) recubiertos por dos o tres metros de materiales sueltos de mal comportamiento ante la aplicación de cargas de tracción.

4.3 CRITERIOS DE DISEÑO

4.3.1 General

Previamente a la iniciación del cálculo o proyecto definitivo, el proyectista deberá definir el tipo de fundación y su geometría básica (aún sin dimensiones específicas), tarea durante la cual aplicará los criterios básicos que se indican en el presente capítulo.

Los diseños que puedan ser aplicados repetidamente deberán tener un mayor grado de optimización.

4.3.2 Orientación de las Fundaciones

La orientación del conjunto de fundaciones de estructuras autoportantes, salvo justificadas excepciones, será preferentemente la de las diagonales que unen los extremos de las patas o la del plano de la estructura.

La orientación del conjunto de anclajes de estructuras arriendas será la de las riendas.

4.3.3 Ubicación de los Insertos

Los esfuerzos deberán aplicarse en el centro de las fundaciones. Si la estructura es autosoportada y la fundación directa, el eje del inserto o “stub” deberá cortar la fundación en su centro geométrico, en el plano de contacto con el piso. Si la fundación es indirecta, el eje del “stub” deberá cortar al cabezal en su baricentro.

(24)

Las piezas metálicas de apoyo de mástiles en bases centrales de estructuras arriendadas (casquete esférico y perno central) deberán ser simétricas con respecto a la base, tanto para una fundación directa como para el cabezal de una indirecta.

4.4 ASPECTOS CONSTRUCTIVOS

Para la construcción de las cimentaciones de hormigón armado, como para los materiales componentes, son de aplicación las especificaciones de calidad y procedimientos constructivos establecidos en el Reglamento CIRSOC 201 en vigencia.

Durante el diseño deberán tenerse presente los aspectos constructivos.

Las dimensiones que resultaren de los cálculos correspondientes, serán consideradas como mínimas en excavaciones y encofrados.

La vinculación de la barra a las unidades de anclaje de rienda podrá materializarse de dos maneras: fijando la barra al anclaje previamente a su hormigonado, de manera tal que queden unidas en forma definitiva, o dejando un agujero en la fundación para asegurar la barra posteriormente.

El primer caso exige que se extremen las precauciones para que la posición e inclinación de la barra sea la definitiva, dada la imposibilidad de realizar posteriores ajustes o correcciones. Para mantener los niveles, distancias e inclinaciones de los perfiles embutidos en el fuste durante el llenado de la fundación, podrán utilizarse plantillas que no deberán removerse antes de las 48 horas posteriores al colado del hormigón.

El segundo es aplicable a las placas de anclaje premoldeadas, en las que la barra se instala en obra, junto con la placa. Si la barra es pasante, como es habitual, la fijación puede realizarse mediante soldadura o tuerca roscada. Los espacios reservados para esta fijación deberán ser rellenados con materiales de protección impermeables al agua, muy especialmente en suelos agresivos o con aguas agresivas.

Las fundaciones directas y los cabezales de fundaciones indirectas para estructuras autoportantes y mástiles de estructuras arriendadas deberán sobresalir del terreno natural un mínimo absoluto de 20 cm en zonas no inundables. Si la zona es inundable deberá analizarse cuidadosamente cada caso en particular manteniendo siempre una saliente mínima de 20 cm sobre el nivel máximo absoluto de inundación.

La cara superior de la parte emergente se diseñará en forma de punta de diamante o inclinada a dos aguas para evitar acumulaciones de agua en el punto de encuentro del elemento metálico de vinculación con la fundación.

4.5 CRITERIOS DE CÁLCULO

Se trabajará con las cargas últimas del estado o estados de cargas determinantes y se las comparará con las resistencias últimas del suelo y del hormigón armado afectadas por los factores de minoración de resistencias que se habrán fijado previamente en función del material y del estado de cargas analizado.

En las fundaciones de estructuras autosoportadas, una vez definida la geometría se verificarán los troncos a los estados solicitantes de flexión simple (si se trabaja con traviesas en los “stubs” que transmiten la carga al cuerpo inferior de la fundación) o a flexo-compresión y flexo-tracción (en el caso de que el “stub” transmita esfuerzos de flexo-compresión o de tracción al tronco). En general se dará preferencia a la primera alternativa.

(25)

4.6 ESTADOS DE CARGA DETERMINANTES

Se analizarán los estados de carga sobre fundaciones provenientes del proyecto de estructuras para seleccionar el de máxima solicitación o “determinante”. En la mayoría de los casos esta selección no será evidente, por lo que deberá adoptarse más de un estado, tales como el de máxima compresión, el de máxima tracción, el de máximo corte y/o cualquier otro que a juicio del proyectista pueda ser determinante para el dimensionamiento de la fundación o de alguna de sus partes.

4.7 SELECCIÓN DEL TIPO DE FUNDACIÓN

Una vez reunidos y analizados los datos del entorno físico de la traza, las características geotécnicas del suelo de fundación y las acciones de las estructuras sobre las fundaciones, el proyectista seleccionará el tipo de fundación que en principio mejor se adapte a la situación.

En primer lugar se deberá determinar conjuntamente con el asesor en mecánica de suelos si se adoptarán fundaciones directas o indirectas. Las primeras podrán ser hormigonadas en el lugar o premoldeadas en obrador. En ambos casos se deberá tener presente la mayor o menor facilidad de acceso de los camiones mezcladores, hormigoneras y equipos de transporte y montaje de elementos premoldeados a los distintos piquetes.

En el caso de fundaciones indirectas, se evaluará la conveniencia de utilizar pilotes prefabricados e hincados con pilotera o pilotes perforados en el terreno y hormigonados en

el lugar.

En aquellos casos en que se recomiende la utilización de métodos de mejoramiento del terreno por inyección de lechadas de cemento, se detallarán cuidadosamente la metodología y los requisitos a cumplir, fundamentalmente:

• Maquinaria a utilizar.

• Herramienta de inyección.

• Composición de la mezcla a inyectar.

• Presión de inyección.

• Profundidad máxima.

• Velocidad de inyección.

• Velocidad de extracción de la herramienta de inyección.

• Tiempos máximos entre sucesivas inyecciones.

• Volumen previsto.

Sólo se recurrirá a otros métodos de mejoramiento de suelo (precarga con drenes verticales, vibración o compactación dinámica) en casos extremos y cuando se trate de muy pocos piquetes.

Cuando se especifiquen métodos de mejora del terreno caracterizados por la alta dispersión de resultados (por ejemplo los de consolidación dinámica) se deberán adoptar coeficientes de seguridad particulares, que tengan en cuenta esa situación.

A fin de comprobar la obtención de los resultados esperados, se especificarán nuevos ensayos geotécnicos para cuando la tarea de mejora haya sido ejecutada.

(26)

Para las fundaciones de riendas se seleccionará preferentemente el tipo de anclaje cuya prestación sea menos dependiente de la calidad de la compactación del suelo directamente

asociado a la capacidad portante del conjunto anclaje-suelo.

Como fundaciones directas de riendas se considerarán en primer término las placas premoldeadas vinculadas a la rienda por medio de barras de anclaje y los macizos

troncocónicos acampanados (excavación mediante mecha con expansor) y hormigonados en el lugar. Esta última solución tiene la ventaja de no depender de la posterior compactación del suelo, pero no puede utilizarse en presencia de napas freáticas con aguas agresivas al hormigón.

Para analizar la posibilidad de adoptar anclajes helicoidales metálicos se utilizarán los datos de fabricantes de ensayos realizados en suelos similares al de diseño.

En el caso de adoptarse fundaciones de riendas por medio de elementos obtenidos por inyección de lechadas de cemento, tales como los micropilotes, pilotes raíz o cilindros o macizos inyectados, se especificará que la barra de anclaje sea colocada inmediatamente luego de extraer la boquilla de inyección y previamente al endurecimiento de la mezcla. En casos especiales como lechos de ríos permanentes, temporarios e históricos deberá recurrirse a la ejecución de una fundación profunda (indirecta).

En estos casos deberá además, incluirse en los estudios de suelos, un estudio hidrológico de erosión que contemple crecientes históricas, a fin de determinar la máxima erosión esperable

4.8 SELECCIÓN DEL MÉTODO DE CÁLCULO

Cumplidos los pasos anteriores, se seleccionará el método de cálculo que más se adapte al estado de cargas, al tipo de fundación y a las características del suelo.

En general, los métodos a utilizar para los esfuerzos de compresión serán los tradicionales de la ingeniería estructural y de la mecánica de suelos.

Por el contrario, será particularmente importante y dependerá de la experiencia del proyectista la selección del método de cálculo para solicitaciones de tracción, especialmente

sobre anclajes de estructuras arriendadas.

4.8.1 Fundaciones Directas

Las fundaciones directas podrán ser hormigonadas en el lugar o premoldeadas, de hormigón armado u hormigón simple o también grillas de perfiles metálicos.

a) Esfuerzos de Compresión

Las dimensiones en planta de la base serán obtenidas en función de la relación entre solicitación y resistencia última del terreno, debiendo verificarse el coeficiente de seguridad predeterminado para el estado de cargas analizado. La solicitación consistirá en el esfuerzo

vertical de compresión y en los momentos flectores resultantes de trasladar las cargas horizontales y verticales al plano de fundación, en el sentido de sus dos ejes principales. Con esta solicitación se dimensionará la armadura inferior de la base en ambos sentidos, en el caso de tratarse de un elemento de hormigón armado, o se verificará en estado 1 (estado en que el hormigón no presenta fisuras) en el caso de tratarse de una base de hormigón simple.

(27)

Estas instrucciones son válidas tanto para las fundaciones de estructuras autoportantes como para las fundaciones de mástiles centrales de estructuras arriendadas.

b) Esfuerzos de Tracción

Para este tipo de esfuerzos deberá utilizarse un método de cálculo que tome en cuenta en forma explícita o implícita la resistencia al corte del suelo, tenga ésta su origen en la fricción o en la cohesión, como el de Meyerhoff - Adams, Hidro-Ontario, CIGRE o similares.

La capacidad al arranque de la fundación estará dada por la acción del peso propio del anclaje, la resistencia al corte desarrollada a lo largo de la superficie de falla en el terreno y el peso del suelo contenido por la superficie de falla.

En el caso de que la solución adoptada dependa de las características del relleno compactado, se definirán claramente los parámetros del suelo alterado y se especificarán los requisitos a exigir durante la compactación para obtener esos parámetros como mínimo. En el caso particular de las fundaciones en roca, se dimensionarán los anclajes necesarios y se determinará el método de fijación a la roca, tales como perforaciones, inyecciones, etc. Los anclajes podrán ser pasivos, si no son sometidos a esfuerzos previos y comienzan a tensionarse recién cuando son cargados, o activos en caso de que se aplique una fuerza inicial que mantenga tensionada la armadura del anclaje. Siempre que sea posible se adoptarán los anclajes activos, de menor deformación ante la aplicación de los esfuerzos derivados de las reacciones de las torres.

Una vez definida esta condición se harán las cuatro verificaciones habituales para el diseño de anclajes en roca:

• Armadura del anclaje.

• Adherencia armadura - mezcla de inyección.

• Adherencia mezcla de inyección - roca.

• Tensión en el macizo rocoso.

Como armadura del anclaje se podrán usar barras de acero común, de acero especial o cables de pretensado. Los valores de adherencia entre la armadura y la mezcla de inyección serán obtenidas de las tablas del CIRSOC 201 en función de las características de la armadura y de la calidad del mortero y de la inyección.

Los coeficientes de adherencia entre el mortero y la roca serán definidos por el proyectista. La resistencia del macizo rocoso será función de la características de la roca y de su calidad. Se debe reconocer la calidad y el grado de intemperismo de la roca mediante perforaciones.

Cuando se prevea utilizar anclajes no tradicionales como expansivos o helicoidales metálicos, tubulares, micropilotes; los valores adoptados en el proyecto serán los garantizados por los proveedores o fabricantes y su aprobación definitiva quedará supeditada a ensayos en escala natural en los distintos tipos de suelos.

Debido a la gran cantidad de factores que influyen en la “capacidad de carga a tracción” de los anclaje en estructuras arriendadas, resulta conveniente verificar el comportamiento mecánico e estos anclajes mediante ensayos con cargas de arrancamiento, sobre prototipos a escala real.

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4.8.2 Fundaciones Indirectas

Las fundaciones indirectas podrán ser resueltas con pilotes premoldeados e hincados, pilotes perforados y hormigonados en el lugar, cilindros de fundación, pilotes raíz y

micropilotes. El método de cálculo se aplicará al conjunto pilotes - cabezal. Los pilotes pueden ser de acero (tubulares o perfiles laminados) u hormigón armado.

El sistema de fundación mediante pilotes se utiliza cuando deben transmitirse cargas al subsuelo sin que se produzcan asentamientos excesivos.

La capacidad resistente de los pilotes dependerá de la capacidad portante de los estratos de suelos atravesados, del tipo de pilote, y de la metodología de instalación empleada.

La cantidad de pilotes por cada apoyo de la estructura no será inferior a dos; se podrá instalar un solo pilote hormigonado “in situ” cuando su diámetro sea como mínimo de 60 cm y pueda asegurarse la correcta instalación y hormigonado de los dispositivos de anclaje o empotramiento de los apoyos.

En cada lugar donde se instale una fundación indirecta, deberá realizarse un estudio geotécnico que tenga una profundidad no inferior a 5 veces el diámetro de los pilotes, por debajo del nivel de punta.

a) Esfuerzos de Compresión

En el diseño de fundaciones que utilicen más de un pilote, para dimensionar estáticamente el cabezal se utilizarán las cargas derivadas de la acción de la estructura sobre la fundación. Su dimensión en planta quedará básicamente determinada por las dos condiciones siguientes:

• Separación mínima entre ejes de pilotes igual a tres diámetros o lados del pilote.

• Distancia mínima entre las caras externas del cabezal y del pilote de 15 cm o igual a

medio diámetro o lado del pilote.

Una vez resuelto el cabezal, se definirán las cargas sobre los distintos pilotes, los que podrán dimensionarse en cuanto a sección transversal y longitud por suma de sus

capacidades resistentes por fricción fuste - suelo y por su resistencia de punta.

El proyectista deberá determinar la conveniencia de utilizar pilotes inclinados o verticales. En este segundo caso se analizará el pilote como empotrado en un lecho elástico, se calcularán los momentos flectores solicitantes y se los verificará en estado de flexo-compresión.

En el caso de utilizarse micropilotes, pilotes raíz o elementos similares, deberán utilizarse en el cálculo valores de resistencia obtenidos de datos garantizados del proveedor, que posteriormente deberán ser avalados por ensayos en escala natural.

Cuando se apliquen estas soluciones, al adoptar capacidades portantes se tendrán en cuenta las dispersiones propias del método en particular.

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En el cálculo de fundaciones indirectas con pilotes tradicionales se considerará que los esfuerzos de tracción serán absorbidos por la resistencia del fuste debida a la fricción suelo - hormigón y por su peso propio. A este último deberá descontarse el empuje hacia arriba del agua subterránea y superficial que pueda estar presente en el piquete, tanto sobre el cabezal como sobre los pilotes.

Se podrá optar por pilotes inclinados o verticales. En este último caso los esfuerzos laterales se tomarán por empotramiento del pilote en el terreno, originando esfuerzos de flexo-compresión en el propio pilote.

Valen los lineamientos del punto anterior en el caso de utilizarse micropilotes o pilotes raíz.

4.9 ENSAYO DE FUNDACIONES

Con el objeto de corroborar los valores de resistencia obtenidos del cálculo, se deberá especificar la ejecución de ensayos a escala natural de fundaciones sometidas a esfuerzos de arranque. El objeto, cantidad, interpretación y evaluación de resultados de estos ensayos dependerá del tipo de anclaje seleccionado, tal como se indica más adelante.

4.9.1 Equipo para la Aplicación de Esfuerzos

Se deberá especificar que el equipo de tracción sea de rigidez suficiente como para que sus deformaciones propias sean despreciables con respecto a las mediciones del desplazamiento de la fundación. En principio, deberá asegurarse que la deflexión propia del equipo, para la carga máxima, no supere los 2 cm. El equipo deberá permitir la fijación del gato para la aplicación de fuerzas alineadas con la barra de anclaje, y su longitud será tal que las patas queden fuera del área definida por la superficie teórica de rotura del suelo. El proyectista deberá prever la metodología de ensayo.

4.9.2 Lugar del Ensayo

Se realizará una serie de ensayos por cada tipo de suelo y por cada tipo de anclaje.

4.9.3 Cantidad de Ensayos

a) Anclajes tradicionales

En este caso, en que el ensayo se hace para verificar el cálculo, se especificará el ensayo de un anclaje por cada 100 torres de suspensión de la línea, con un mínimo de 5 ensayos y un máximo de 10.