Parcial no 3 a ferrocarriles y carreteras 2016 1 28-05-2016
1. FACULTAD DE INGENIERÍA
CARRERAPROFESIONALDE INGENIERÍACIVIL
PARCIALNo 3 NOTA
Asignatura FERROCARRILES Y CARRETERAS Duración:
Docente ING.GENARO INCHICAQUIBAUTISTA
1 ½ horas
º
Observaciones
- Mantener ordenylimpieza 28/05/2016
- Apagar los celulares
- No hacer con lápiz
1. Con cargadores frontales CAT-350 neumático y volquetes VOLVO de 25.00 m3 se abastecerá de afirmado para relleno de base e=
0.60m y sub base de espesor e= 0.60m, arcilla y limo plástico – muy firme, con grado de compactación de 90%, para una longitud de
90 km, la ubicación de cantera está a 15.00 km. de centro de proyecto, duración de proyecto 360 días, y es de tercera clase T-III.
(3 ptos)
Datos:
o Eficiencia del cucharon 85%
o Distancia a transportar 25.00 m
o Velocidad de vuelta 8.00 km/h
o Velocidad de ida 5.00 km/h
o El tiempo de acenso – descarga - descenso 1.0 min
o Capacidad de cucharon en m3 2.50 m3
o Eficiencia G (ambos casos) 50/60=0.83
Volquete VOLVO
o Tiempo de carga y descarga 6`minuto
o Velocidad recorrido cargado 15.00 km/h
o Velocidad recorrido descargado 25.00 km/h
Hallar:
o Volumen de relleno de base y sub base ($ 200/m3)
o Rendimiento de cargador frontal y Volquete
o No de equipos cargador y volquete
o Calcular en número de volquetes que requiere un cargador frontal
Solucion:
Conversion: 1.08 -----90 ///// 1.20------100
Volumen requerido para relleno: 90,000.00x7.80x1.20x1.20 = 1,010,880.00m3x($200/m3) = $ 202,176,000.00
o Rendimiento de cargador frontal y Volquete
Rendimiento de cargador frontal :
Cm = tf+tv
Tf = 1`
Tv = 25/8000/60+25/5000/60 = 0.1875 + 0.300 = 0.4875`
Cm = 1`+ 0.4875`= 1.4875`
R = (2.5x0.83x0.85x1.1x60)/1.4875 = 78.30 m3/hx8 = 626.40 m3/dia
1,010,880.00/626.40.00 = 1,614.00dias/360.00dias = 5.00 unidades de cargadores
o Rendimientodevolquete
Cm = tf+tv
Tf= 6`
Tv= 15k/15k/h+15k/25k/h=60`+36`=96`
Cm = 96`+ 6`= 102`
R = (25x0.83x60)/102`x1.10=11.10 m3/hx8 = 88.80 m3/dia
1,010,880.00m3x/88.80 = 11,384.00dias/360.00dias=32.00unidadesdevolquetes
2. No devolquetes que requiereuncargadorfrontal
N = 25 m3/2.5m3x0.85=11.80
Cm=tiempodetractor enfrecuencia1.488`
T1= 11.80xCm =11.80x1.488= 17.60
Tiempodeida = 15k/15k/h=1h= 60`
Tiempoderetorno= 15k/25k/h = 0.6h = 36`
Tiempodecargaydescarga=6`
T2= 60+36+6= 102`
N=1 + t2/t1 = 1+102/17.60= 6.80 //// 7.00 volquetes
2. Se va ejecutar reparación de pavimento de una carretera de tercera clase T-3 en dos direcciones opuestas en 2 tramos (L2 =
350.00m y L3 = 320.00m) y L1-L4=Lmax., se ejecutara en forma paralela, también se colocara el cerco metálico en las tres curvas,
C-1, C-2 y C-3, con V = 80 km/h y ∆1=135º, ∆2=155º y ∆3=175º, Progresiva en B = 20+500, los vehículos atravesaran la zona de
trabajo con la Vd.= 50km/h. (4 ptos)
Hallar:
o El No de conos ($ 15), equipos de alumbrado ($ 100) y carteles de prevención ($ 20).
o Metálica de 2 Crestas AASHTO M180 ($ 250) y Canal U de empalme 2 Crestas ($ 50)
o Poste IPR de 6"X4" ($ 60) y Ménsula Reflejante Grado Alta Intensidad Ámbar ($ 10)
o Tuercas de empalme y tuercas de anclaje de poste ($ 5)
o Afirmado para reparación de vía e=0.50m y esponj 1.25 ($ 100/m3)
o Pavimento para reparación de vía ($ 80/m2)
o Excavación para base de poste de 1.00x0.50x0.50, con esp. 1.20.($ 35/m3)
o Concreto f`c=175 kg/cm2 para base de postes ($ 150/m3)
o Inversión total para reparación y colocación de cerco de seguridad
Solucion:
Rmin1 = 80x80/127(0.12+.14) = 6,400.00/33.02 = 193.80 m
LmaxL1 = 16.70x80 = 1,336.00 m
LminL2= 16.70x 45 = 350.00 m
LminL3 = 16.70x 35 = 320.00 m
LmaxL4 = 16.70x 80 =1,336.00 m
Lc1 =2Πx 193.80(135/360) = 456.60 m
Lc2 = 2Πx193.80(155/360) = 524.30 m
Lc3 =2Πx 193.80(175/360) = 591.90 m
cantidad L1 L2 L3 L4
Mdidas 1,336.00 350.00 320.00 1,336.00
T Transicion 48.40 48.40 48.40 48.40
T/2 24.20 24.20 24.20 24.20
TLongitud 1,408.60 422.60 392.60 1,408.60
Cono/3 471.00 142.00 132.00 471.00 1,216.00unx15 18,240.00
Equipo mec. 2.00 2.00 2.00 2.00 8.00unx100 800.00
Cartel de pr. 14.00 14.00 14.00 14.00 56.00unx20 1,120.00
Curvas C-1 C-2 C-3
Medidas 456.60 524.30 591.90
Transicion 10.00 10.00 10.00
Tlongitud 466.60 534.30 601.90
3. Metal/12 39.00 45.00 50.00 134.00un $250.00 33,500.00
MEmp 38.00 44.00 49.00 131.00un $50.00 6,550.00
Tuerc Em. 684.00 792.00 882.00 2,358.00un $5.00 11,790.00
Poste/3 156.00 178.00 201.00 535.00un $60.00 32,700.00
Ambar 535.00un $10.00 5,450.00
Pernos A 468.00 534.00 603.00 1,605.00un $5.00 8,025.00
Repar. Via 2,505.00 656.25 600.00 2,505.00 6,266.25m3 $100.00 626,625.00
Paviment 4,008.00 1,050.00 960.00 4,008.00 10,026.00m2 $80.00 802,080.00
Excav. P. 163.50m3 $35.00 5,722.50
Concreto 136.30m3 $150.00 20,445.00
Total de invers 1,575,197.50
T = 3.00x50x50/155 = 48.40 m
3. El tramo de proyecto de red ferroviaria rural de trocha media universal (1.435), está en movimiento de tierra a nivel rasante de ancho
=13.60m como indica figura: No 02, cuyo estudio se proyecta para 50 km de longitud.
Datos: Vd = 60 km/h, R1 = 200.00 m., R2 = 185.00 m y R3 = 225.00 m, ∆1=120º ∆2=140º y ∆3=160º; distancias L1 = 1,500.00m, L2
= 1,050.00m, L3 = 1,100.00 m. y L4 =1,300.00 m. y en A = 20+200, (4.5 ptos)
Hallar:
o Longitud A-B, Puntos de control
o Replanteo de curvas c/.50 por método Angulo deflexión
o Rieles ($200.00), durmientes($120.00), metal de empalme ($40.00), p. de sujeciones($30.00), metal de anclaje ($25) y pernos
de anclaje($15.00)
o Inversión en materiales de red vial para todo el proyecto.
Solucion:
Rmin1 = 200.00 m
Rmin2 = 185.00 m
Rmin3 = 225.00 m
.
LmaxL1 = 16.70x80 = 1,500.00 m
LminL2= 16.70x 45 = 1,050.00 m
LminL3 = 16.70x 35 = 1,100.00 m
LmaxL4 = 16.70x 80 =1,300.00 m
Lc1 =2Πx 200.00(120/360) = 418.90 m
Lc2 = 2Πx185.00(140/360) = 452.00 m
Lc3 =2Πx 225.00(160/360) = 628.30 m
o Longitud de A-B y Puntos de control, = 6,449.20 ml
A PC1 PT1 PC2 PT2 PC3 PT3 B
20+200 21+700 22+118.90 23+168.90 23+620.90 24+720.90 25+349.20 26+649.20
5. 4. El proyecto ferroviario rural, está ubicado en 3,000 msnm, se está desarrollando entre las provincias de “A” y “B” en la Región Junín,
pero entre las curvas C-1, C2 y C-3 presentan túneles, es zona rocoso medianamente intemperizadas en C-1=C-3 y en C-2 rocoso
poco intemperizadas y restante de longitud de vía es corte 50% y relleno de 50% de arena muy compacta de h=1.80m aproximado. a
nivel rasante de ancho =13.60m como indica figura: No 02, cuyo estudio se proyecta para 80 km de longitud.(4.5 ptos)
Datos: Vd = 50 km/h, R1 = 200.00 m., R2 = 185.00 m y R3 = 225.00 m, ∆1=100º ∆2=130º y ∆3=170º; distancias L1 = 1,500.00m, L2
= 1,600.00m, L3 = 1,700.00 m. y L4 =1,500.00 m. y en A = 20+200, Dimensiones del túnel = 13.60x9.00m, deposito de solidos está a
10 km, el volquete transita a 20 km/h con carga y sin carga 30 km/h y tf= 6`, ef=0.85, esp 1.10
Hallar: Responder utilizando los valores de tabla (costo y rendimiento de cada equipo).
longitud de A-B y puntos de control
Volumen de corte (trinchera) restante de la vía, utilizando tractor sobre orrugas (D9L, HP=460, roca fija), costo de movimiento.
Volumen de perforación de túneles, utilizando retroexcavadora sobre orrugas (Modelo 235, HP=195, roca fracmentada con
voladura), costo de movimiento
Eliminación de volumen excavado, utilizando cargador frontal sobre llantas (CAT966, HP=200, material suelto), costo de carga
de material excavado.
Rendimiento de volquete semitraler = 35m3 de HP=330, costo de eliminación de material excavado.
Inversión total para el tramo en etapa de movimiento de tierra y proyectado para 80 km.
Solucion:
Rmin1 = 200.00 m
Rmin2 = 185.00 m
Rmin3 = 225.00 m
.
LmaxL1 = 16.70x80 = 1,500.00 m
LminL2= 16.70x 45 = 1,600.00 m
LminL3 = 16.70x 35 = 1,700.00 m
LmaxL4 = 16.70x 80 =1,500.00 m
Lc1 =2Πx 200.00(100/360) = 349.10 m
Lc2 = 2Πx185.00(130/360) = 419.80 m
Lc3 =2Πx 225.00(170/360) = 667.60 m
o Longitud de A-B y Puntos de control, = 7,736.50 ml
A PC1 PT1 PC2 PT2 PC3 PT3 B
20+200 21+700 22+049.10 23+649.10 24+068.90 25+768.90 26+436.50 27+936.50
o Volumen de corte (trinchera) restante de la vía, utilizando tractor sobre orrugas (D9L, HP=460, roca fija), costo de movimiento.
L1+L2+L3+L4 = 6,300.00x13.60x1.80x1.28x0.50 = 98,703.40m3 excavacion de trinchera
Luego el Rend = 1,180.00m3/dia en 3,000 snm /////// 98,703.40m3/1,180.00 = 84.00/dia /
Costo del equipo = 361.40/hx8 = 2,891.20/dia, entonces tenemos: 84.00x2,891.20 = S/. 242,860.80
o Volumen de perforación de túneles, utilizando retroexcavadora sobre orrugas (Modelo 235, HP=195, roca fracmentada con
voladura), costo de movimiento Ac = πxR^2, pero para tunel es Ac/2
Areas de tunel: 13.60x2.20 = 29.90m2 + πx(6.80)^2/2 = 72.63m2 =102.50m2
C-1 + C-3 = 1,016.70x102.50x1.25 = 130,264.70m3
C-2 = 419.80x102.50x1.50 = 64,544.30m3 Volumen total excavación de tunel : 194,809.00m3
Luego el Rend = 770.00m3/dia en 3,000 snm /////// 194,809.00m3/770.00m3 = 253.00/dia /
Costo del equipo = 297.07/hx8 = 2,376.56/dia, entonces tenemos:253.00x2,376.56 = S/. 601,269.68
o Eliminación de volumen excavado, utilizando cargador frontal sobre llantas (CAT966, HP=200, material suelto), costo de carga de
6. material excavado.
Volumen a eliminar: 293,512.40m3
Luego el Rend = 830.00m3/dia en 3,000 snm /////// 293,512.40m3/830.00m3 = 354.00/dia
Costo del equipo = 183.44/hx8 = 1,467.52/dia, entonces tenemos: 354.00x1,467.52 = S/. 519,502.10
o Rendimiento de volquete semitraler = 35m3 de HP=330, costo de eliminación de material excavado.
Rendimiento de volquete
Cm = tf+tv
Tf = 6`
Tv = 10k/20k/h+10k/30k/h =30`+20`= 50`
Cm = 50`+ 6`= 56`
R = (35x0.85x60)/56`x1.10 = 29.00 m3/h x8 = 232.00 m3/dia
luego: 293,512.40m3/232.00m3 = 1,266.00/dia
Costo del equipo = 193.73/hx8 = 1,549.84/dia, entonces tenemos: 1,266.00x1,549.84 = S/. 1,783,865.80 , 1,962,097.40
Costo total para 7,736.50 ml = $ 3,325,730.00
80,000.00 ml = $ 34,390,021.30
o Inversión total para el tramo en etapa de movimiento de tierra y proyectado para 80 km.= $ 34,390,021.30
5. Un proyecto ferroviaria rural de longitud 100 km. está a nivel de rasante y se proyecta formular la estructura vial a nivel de transitable
y se ejecuta, el contratista abastecerá de material selecto de una cantera ubicado a 12 km de centro de proyecto, la empresa
proveedora está solicitando cuantos equipos a utilizar para abastecer el volumen de material selecto (tractor oruga, excavadora
oruga, cargador frontal y volquetes), para la compactación y nivelación se usara (motoniveladora y rodillo compactador) el tiempo
que durara el proyecto es 360 días útiles. (4 ptos)
Datos: Material de cantera es (Limo no plástico-muy compacto con grado de compactación a 90%), y piedra chancada con esp. 1.30,
con la figura No 01, el volquete transita a 20 km/h con carga y sin carga 30 km/h y tf= 6`, ef=0.85, esp 1.10
Hallar: Responder utilizando los valores de tabla (costo y rendimiento de cada equipo).
El volumen de material para terraplén, plataforma y balasto
Costo total de abastecimiento de material de cantera: (tractor sobre orrugas (D9L, HP=460, roca fija), (retroexcavadora
sobre orrugas (Modelo 235, HP=195, roca fracmentada con voladura), (cargador frontal sobre llantas (CAT966,
HP=200,material suelto), volquete semitraler = 35m3 de HP=330,
Costo total de compactación de terraplén y plataforma: (motoniveladora tipo 146, HP=180, (rodillo compactadora tipo CC-
43, tándem, HP=140), solo una capa.
Rieles ($200.00), durmientes($120.00), metal de empalme ($40.00), p. de sujeciones($30.00), metal de anclaje ($25) y
pernos de anclaje($15.00)
Inversión total del proyecto ferroviario.
Solucion:
Conversion:1.11-------90//////1.233--------100
o Volumen de material para terraplén: 100,000.00x7.35x0.70x1.233 = 634,378.50m3
Volumen de material para plataforma: 100,000.00x6.15x0.50x1.233 = 379,147.50m3
Volumen de material para balasto: 100,000.00x4.15x0.50x1.30 = 269,750.00m3 – 0.0492m3x153,847.00 = 7,569.30m3 =
262,180.70m3
Total volumen requerido para estructura de línea férrea : 1,275,706.70m3
o Costo total de abastecimiento de material de cantera: (tractor sobre orrugas (D9L, HP=460, roca fija), (retroexcavadora sobre
orrugas (Modelo 235, HP=195, roca fracmentada con voladura), (cargador frontal sobre llantas (CAT966, HP=200,material suelto),
volquete semitraler = 35m3 de HP=330,
Tractor sobre orrugas (D9L, HP=460, roca fija),
Luego el Rend = 1,180.00m3/dia en 3,000 snm /////// 1,275,706.70m3/1,180.00 = 1,081.00/dia /360dia = 3.00 tractor orrugas
Costo del equipo = 361.40/hx8 = 2,891.20/dia, entonces tenemos: 1,081.00x2,891.20 = S/. 3,125,387.20
o Retroexcavadora sobre orrugas (Modelo 235, HP=195, roca fracmentada con voladura
Luego el Rend = 770.00m3/dia en 3,000 snm /////// 1,275,706.70m3/770.00m3 = 1,657.00/dia /360dia = 5.00 retroexcavadora
Costo del equipo = 297.07/hx8 = 2,376.56/dia, entonces tenemos:1,657.00x2,376.56 = S/. 3,937,859.90
o Cargador frontal sobre llantas (CAT966, HP=200,material suelto),
Luego el Rend = 830.00m3/dia en 3,000 snm /////// 1,275,706.70m3/830.00m3 = 1,537.00/dia /360dia = 5.00 cargador frontal
Costo del equipo = 183.44/hx8 = 1,467.52/dia, entonces tenemos: 1,537.00x1,467.52 = S/. 2,255,578.20
7. o Volquete semitraler = 35m3 de HP=330,
Rendimiento de volquete
Cm = tf+tv
Tf = 6`
Tv = 12k/20k/h+12k/30k/h =36`+24`= 60`
Cm = 60`+ 6`= 66`
R = (35x0.85x60)/66`x1.10 = 24.60 m3/h x8 = 196.80 m3/dia
luego: 1,275,706.70m3/196.80m3 = 6,483.00/dia /360dia = 18.00 camiones
Costo del equipo = 193.73/hx8 = 1,549.84/dia, entonces tenemos: 6,483.00x1,549.84 = S/. 10,047,612.70
o Costo total de compactación de terraplén y plataforma: (motoniveladora tipo 146, HP=180, (rodillo compactadora tipo CC-43, tándem,
HP=140), solo una capa
Motoniveladora tipo 146, HP=180
Area a nivelar 100,000.00x6.65 + 100,000.00x5.65 = 1,230,000.00m2
Luego el Rend = 2,440.00m2/dia en 3,000 snm /////// 1,230,000.00m2/2,440.00m2 = 505.00/dia /360dia = 2.00 motoniveladoras
Costo del equipo = 168.11/hx8 = 1,344.88/dia, entonces tenemos: 505.00x1,344.88 = S/. 679,164.40
o Rodillo compactadora tipo CC-43, tándem, HP=140)
Luego el Rend = 1,130.00m3/dia en 3,000 snm /////// 1,013,526.00m3/1,130.00m3 = 897.00/dia /360dia = 3.00 rodillo
compactadora
Costo del equipo = 91.28/hx8 = 730.24/dia, entonces tenemos: 897.00x730.24 = S/. 655,025.30
o Rieles:100,000.00/12.00 = 8,334.00x2.00 = 16,668.00x ($200.00) = $ 3,333,600.00
Durmientes: 100,000.00/0.65 = 153,847.00x($120.00) = $ 18,461,640.00
Metal de empalme:8,333.00x4.00 = 33,332.00x ($40.00 = $ 1,333,280.00
Pernos. de sujeciones: 8,333.00x2.00x18.00 = 299,988.00x($30.00) = 8,999,640.00
Metal de anclaje: 153,847.00x4.00 = 615,388.00x ($25) = $ 15,384,700.00
Pernos de anclaje: 615,388.00x4.00 = 2,461,552.00x($15.00) = $ 36,923,280.00
Inversión total del proyecto ferroviario $ 105,103,767.70
Figura: 01 estructuradebase de redvial
