14 - PROBLEMAS DE APLICACIÓN (continuación)

14.9 - Calculo mecánico de conductores

Se trata del cable correspondiente al problema 1 (ver figura 14.9) el objetivo es determinar la flecha y la tensión en los distintos estados de carga que corresponden a distintos estados climáticos.

Sección = 2 x 236 mm2; Diámetro de un cable = 19.95 mm

Peso propio = 2 x 650 kg/km; E módulo de elasticidad = 6000 kg/mm2

alfa coeficiente de dilatación = 0.000023 1/grado C.

tensión de rotura = 30 kg/mm2

vano = 30 m

Para la hipótesis de base se fija una flecha o tiro reducido, usualmente se trata de contener este valor en 1 o 2 kg/mm2.

Este valor es mas bajo que el utilizado para los conductores de las líneas (6 kg/mm2), y esto es así en las estaciones, para limitar el dimensionamiento de los pórticos.

Se fija hipótesis de base el viento máximo de 120 km/h, y temperatura de 0 grados.

Con un coeficiente aerodinámico K = 0.75 resulta una presión de 52.05 kg/m2.

El empuje del viento se ha determinado considerando que el segundo conductor se encuentra "tapado" por el primero.

El coeficiente de sobrecarga del conductor es 1.28, y la carga específica resulta 3.52 kg / km mm2, y el ángulo de declinación del plano que contiene al conductor será 51 grados.

Fijando un tiro de 1.5 kg/mm2 la flecha resulta 0.264 m (0.88%).

Para otro estado climático de por ejemplo 50 grados C, viento nulo, se debe determinar la sobrecarga que es 1, y resultan:

carga especifica = 2.75 kg / km mm2; tensión = 0.489 kg/mm2

flecha = 0.633 m (2.11%)

Con viento de 180 km/k, y 20 grados C resulta:

carga específica = 5.66 kg / km mm2; tensión = 1.366 kg/mm2

flecha = 0.466 m (1.55%)

14.10 - Efectos de sobrecargas de conductores

las barras están tendidas entre amarres, el vano es de 50 m. El viento máximo de calculo es 130 km/h (recurrencia 50 años), proponer las restantes condiciones climáticas.

Proponer una tensión mecánica que dé una carga en los soportes baja, pero que la flecha sea moderada. Calcular el efecto de un viento de 160 km/h (recurrencia 500 años).

Estudiar el vano con conductor de aluminio, o aleación de aluminio, ver los efectos de tener que cambiarlo por aluminio con alma de acero... hoy el cobre ya no se utiliza para esta función.

Estudiar el efecto de una sobrecarga repartida que duplica el peso del cable.

14.11 - Carga de barras tubulares

Consideremos un tramo de barra de 5 m de longitud soportado por aisladores (ver figura 14.11 y figura 14.11.b), de las siguientes características:

Diámetro = 70 mm; Espesor = 5 mm

peso por metro = 2.76 kg/m; momento de inercia = 54.2 cm4

Carga debida al viento, de 120 km/h:

factor de forma = 0.7 ; presión del viento = 48.6 kg/m2

relación de sobrecarga = 1.59

inclinación de la resultante 51 grados

momento máximo = 13.7 kgm; tensión = 0.88 kg/mm2

flecha = 8.7 mm (0.17 %)

Si la separación entre apoyos se incrementa a 10 m entonces:

momento máximo = 54.7 kgm; tensión = 3.5 kg/mm2; flecha = 139.9 mm (1.40%)

La flecha vertical en reposo en cambio será:

5.5 mm para 5 m de vano; 88 mm para 10 m

Los valores de flecha calculados corresponden a viga simplemente apoyada, si la construcción se hace con viga continua el momento máximo se reduce al 67% y la flecha al 20%.

En consecuencia en grandes vanos es conveniente utilizar vigas continuas.