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7/24/2019 INTRo puentes listo.pdf

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA

Facultad de Ingeniera

Escuela Acadmico Profesional de Ing. Hidrulica.

GEOLOGIA APLICADA 1

CURSO:

GEOLOGA APLICADA

DOCENTE:

Ing. CRUZADO VASQUEZ, Gilberto

ALUMNA:

SANCHEZ PEA, Adriana Lisseth

TEMA:

RAZONES POR LAS QUE SE CAEN LOS PUENTES

CICLO: VI

Noviembre 2015
http://1.bp.blogspot.com/-3phppDZ9trI/TlPGS0uFW6I/AAAAAAAAAHI/xJGciOkkJnI/s1600/erosion+pila+puente+ancho.jpghttp://2.bp.blogspot.com/-sez3Vn_oKVs/TlPDfw_dqlI/AAAAAAAAAHA/lw1phip1tsA/s1600/erosion+de+pilas.jpg


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GEOLOGIA APLICADA 2

INDICEI. INTRODUCCIN................................................................................................................ 4

II. OBJETIVOS......................................................................................................................... 5

Objetivo principal...................................................................................................................... 5

Objetivos secundarios............................................................................................................... 5

III. JUSTIFICACIN.............................................................................................................. 5

IV. MARCO TERICO.......................................................................................................... 6

1. Puente................................................................................................................................ 62. TIPOLOGA DE PUENTES............................................................................................. 9

3. RAZONES POR LAS QUE SE CAEN LOS PUENTES............................................... 11

3.1 POR QU SE CAEN LOS PUENTES?...................................................................... 11

3.2 UN MANTENIMIENTO DEFICIENTE...................................................................... 13

3.3. DEFICIENCIAS ESTRUCTURALES Y DE DISEO............................................... 14

3.4. POR AVENIDAS (HIDRAULICA FLUVIAL).......................................................... 16

3.5. POR EROSION ............................................................................................................... 18

3.6. POR SOCAVACIN ........................................................................................................ 21

3.7. SOBRECARGA E IMPACTO DE VEHCULOS .................................................................... 25

3.8. FALLAS EN LA CONSTRUCCIN Y EN LA INTERVENTORA ............................................ 25

3.9. LOS MATERIALES UTILIZADOS ...................................................................................... 26

3.10. INUNDACIN .............................................................................................................. 26

3.11. IMPACTO DE UN BARCO ............................................................................................. 27

3.12. FALTA DE ETUDIOS GEOFSICOS Y GEOTECNICOS. ..................................................... 27

4. PROTECCION DE PUENTES: ............................................................................................. 28

V. CONCLUSIONES ................................................................................................................... 29

VI. BIBLIOGRAFIA .................................................................................................................. 30


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GEOLOGIA APLICADA 3

INDICE DE FIGURAS

Figura N1:Imagen que muestra las partes de un puente.7

Figura N2:Imagen que muestra un tajamar..8

Figura N3:Imagen muestra la estructura de un puente mixto..11

Figura N4:Deficiencia estructural y de diseo.15

Figura N5:Cada del puente sobre el rio Reque17

Figura N6:Cuadro de resultados de la investigacin de Smith.17

Figura N7:Esquema de tipos de erosin en el pilar de un puente.19

Figura N8:Falla tpica de un pilar por erosin local (Martin- Vide).20

Figura N9:Poso de erosin local en el nuevo puente de independencia del rio Piura..20

Figura N10:Erosin general del cauce de un rio..21

Figura N11:Erosin general del puente Grau (Piura- Per).21

Figura N12:a) Socavacin en agua clara. b) Socavacin en lecho mvil.23

Figura N13:Imagen de puente colapsado por socavacin.24

Figura N14: Vrtices alrededor de un pilar cilndrico (USGS).25

Figura N15: Etapas de la falla del puente Maizaro, en el proceso de construccin..26


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I. INTRODUCCIN

Los puentes tienen un importancia social innegable, pues su esencia es la de unir lo que

est separado. Precisamente, uno de los timos de la palabra Pontfice es la de

constructor de puentes, de puentes entre los hombres y Dios. La importancia y

profundo significado de la palabra puente ha sido recogida por el Colegio de Ingenieros

del Per a travs de la publicacin de una revista dedicada a Ingeniera, Sociedad y

Cultura, la que tiene el significativo nombre de PUENTE, pues con ella se busca

establecer un dilogo fluido entre la ingeniera y la sociedad.

Cuando el puente forma parte de una carretera o de un ferrocarril tiene que disearse

para que cumpla sus objetivos viales. Pero, cuando un puente cruza un ro es inevitable

considerarlo, adems, como una estructura hidrulica. Entre el ro y el puente hay una

profunda interaccin en la que cada uno trata de influir sobre el otro.

A fin de garantizar la estabilidad de los puentes el ingeniero tiene que participar en una

labor multidisciplinaria. Un puente que interacta con un ro es una estructura hidrulica

y debe ser concebido y diseado como tal, de modo que produzca la menor perturbacin

posible en el escurrimiento fluvial y, a un costo razonable, cumpla adecuadamente conlos fines buscados. Estructura, necesita estabilidad y permanencia en el tiempo, frente a

la agresividad fluvial. El ro, en cambio, por su propia naturaleza es esencialmente

dinmico y cambiante y, adems, sufre la accin de la agresividad humana.

Para asegurar la estabilidad de los puentes que interactan con ros el ingeniero tiene

una enorme tarea ante s. Tanto la ubicacin conveniente del puente, como el clculo de

las profundidades de socavacin producidas por pilares y estribos en su interaccin con

el ro, as como otros aspectos, son parte del diseo de estos puentes. Se trata de una

labor en la que la Hidrulica Fluvial es fundamental. En realidad, es una tarea

multidisciplinaria en la que intervienen aspectos de Vialidad, Transporte de Sedimentos,

Hidrologa, Geologa, Geotecnia, Anlisis Estructural, Modelos Hidrulicos, Costos,

Procedimientos de Construccin y otras especialidades de la ingeniera. . Arturo

Rocha, (2013).Por muy bien calculado que este el diseo del puente, si no se toma en

consideracin el estudio geolgico del lugar de emplazamiento, esta obra de ingeniera

corre un enorme riesgo de sufrir dao o posiblemente desaparecer.


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II. OBJETIVOS

Objetivo principal

Tener conocimiento acerca de la importancia y por qu se caen los puentes.

Determinar los riesgos que puede traer el colapso de un puente.

Objetivos secundarios

Conocer los tipos de puentes.

Mediante este conocimiento mejorar la calidad de vida de las personas.

III. JUSTIFICACIN

Arturo Rocha, (2013)afirma, el estudio de porque se caen los puentes, encuentra

su justificacin, principalmente los daos que sufren los puentes tienen diversos

orgenes, pero fundamentalmente provienen del comportamiento hidrulico de ros y

quebradas, de la mala ubicacin de las obras y, en general, de su inadecuada

concepcin para las condiciones presentadas. Prcticamente, la totalidad de las fallas

ocurridas en las ltimas dcadas en los puentes del Per se ha producido por

problemas de Hidrulica Fluvial y no por los llamados problemas estructurales.

Es, pues, indispensable mirar el problema desde esta perspectiva y hacer algunas

reflexiones sobre el comportamiento de los ros y su interaccin con los puentes.

Debido a los grandes daos que ocasiona el colapso de un puente es muy

indispensable el estudio del porque para as poder mejor estos factores y evitarmuchos desastres.


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IV. MARCO TERICO

1. Puente

Por lo general, el termino puente se utiliza para describir a las estructuras viales,

con trazado por encima de la superficie, que permiten vencer obstculos

naturales como ros, quebradas, hondonadas, canales, entrantes de mar, estrechos

de mar, lagos, etc.

Por su parte el termino viaducto esta generalmente reservado para el caso en que

lesas estructuras viales se construyen por necesidades urbanas o industriales

(como los pasos elevados dentro de las ciudades o de los complejos

industriales), o para evitar el cruce con otras vas de comunicacin (como los

intercambiadores de trnsito en las autopistas) adems el viaducto se compone

de gran nmero de vanos sucesivos. Una pasarela es una obra reservada a los

peatones o dispuesta para soportar canalizaciones. Un pontn es un puente de

dimensiones pequeas (del orden de 3 a 10 metros). (Alberto V, Otero 2005)

Segn Esther Vay y Ramon Cerveradefinen al puente como, es una obra que

permite franquear un obstculo natural o una va de circulacin terrestre, fluvial

o martima. En los puentes se distinguen, bsicamente, los elementos portantes y

los elementos de apoyo, estos ltimos envan la carga a las cimentaciones. Al

conjunto de los elementos portantes de un puente se le denomina esqueleto

resistente, constituido por los portantes principales (vigas, arco) y otros

elementos que sirven para repartir las cargas (nervios).

Los puentes constan fundamentalmente de dos partes: la superestructura y la

infraestructura.

Superestructura: es la parte del puente en donde acta la carga mvil, y est

constituida por:

Tablero


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Vigas longitudinales y transversales

Aceras y pasamanos

Capa de rodadura

Infraestructura o subestructura: Es la parte del puente que se encarga de

transmitir las solicitaciones al suelo de cimentacin, y est constituida por:

Estribos

Pilas

Figura N1: Imagen que muestra las partes de un puente.

Fuente: Escuela Politcnica Superior de vila

Pilas: Son los apoyos intermedios de los puentes de dos o ms tramos. Deben

soportar la carga permanente y sobrecargas sin asientos, ser insensibles a la

accin de los agentes naturales (viento, riadas, etc.).

Vigas longitudinales y transversales:Son los elementos que permiten salvar el

vano, pudiendo tener una gran variedad de formas como con las vigas rectas,

arcos, prticos, reticulares, vigas vierendeel, etc.

Tablero: Soporta directamente las cargas dinmicas (trafico) y por medio de las

armaduras transmite sus tensiones a estribos y pilas, que, a su vez, las hacen

llegar a los cimientos, donde se disipan en la roca o en el terreno circundante.

Sobre el tablero y para dar continuidad a la rasante de la va viene la capa de

rodadura. Los tableros van complementados por los bordillos que son el lmite

del ancho libre de calzada y su misin es la de evitar que los vehculos suban a


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las aceras que van destinadas al paso peatonal y finalmente al borde van los

postes y pasamanos.

Apoyo: Son los elementos a travs de los cuales el tablero transmite los acciones

que le solicitan a las pilas y/o estribos. El ms comn de los apoyos es el

neopreno zunchado. Est constituido por cauchos sinttico que lleva intercalada

unas chapas de acero completamente recubiertas por el material.

Estribos: Situados en los extremos del puente sostienen los terraplenes que

conducen al puente. A diferencia de las pilas los estribos reciben adems de la

sper estructura el empuje de las tierras de los terraplenes de acceso al puente,

en consecuencia trabajan tambin como muros de contencin. Los estribos estncompuestos por un muro frontal que soporta el tablero y muros envueltos o

muros-aletas que sirven para la contencin del terreno.

Vano:Cada uno de los espacios de un puente u otra estructura, comprendida

entre dos apoyos consecutivos la distancia entre dos puntos de apoyo

consecutivos de los elementos portantes principales, es la luz del vano; no hay

que confundirla con la luz libre que es la distancia entre dos parmetros de los

apoyos, ni con la longitud del puente.Tajamar:elementos extremo de la pila de un puente que adopta una forma de

seccin redondeada, almendrada o triangular para conducir suavemente la

corriente agua hacia los vanos para que disminuya el empuje de la obra y facilite

el desage.

Figura N2: Imagen que muestra un tajamar.

Fuente: Escuela Politcnica Superior de vila.


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GEOLOGIA APLICADA 9

2. TIPOLOGA DE PUENTES

Alberto V, Otero (2005)afirma que; podemos clasificar a los puentes segn:

1. La naturaleza de la va soportada

Puentes de carretera

Puentes de ferrocarril

Puentes canal

Puentes acueductos

2. Material constitutivo

De la madera

La madera es el material que utilizo el hombre para hacer sus primeras construcciones,

un tronco de rbol sobre un rio seguramente el primer puente artificial. Los puentes de

madera son ms fciles y ms rpido que construir que los de piedra, y han resultado

siempre ms econmicos, por ello, los primeros que construyo el hombre fueron demadera y a lo largo de la historias se han construido innumerables puentes de este

material, muchos ms que de piedra.

Los puentes de madera han plantado siempre problemas de durabilidad y por ello se han

considerado siempre de una categora inferior que los de piedra generalmente se le ha

dado carcter de obra provisional se aspiraba a sustentarlos con uno de piedra en cuanto

hubiera dinero para ellos.

A) en primer lugar el propio material, que se deteriora con el paso del tiempo si

no se cuida especialmente.

B) En segundo lugar su vulnerabilidad al efecto de las avenidas de los ros.

Cada avenida extraordinaria se lleva muchos puentes de madera, y por ello

siempre ha habido una clara consciencia de su debilidad frente a las

acciones destructivas del propio rio.


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GEOLOGIA APLICADA 10

Hoy en da se siguen construyendo pasarelas de madera, aunque solamente en

casos excepcionales, porque resultan ms caras que las metlicas o las de

hormign que son los materiales que se utilizan normalmente hoy en da para

hacer puentes.

Metlicos

De funcin

De hierro forjado

De acero

De hormign

Armado

Pretensado

Armado

El hormign armado es una colaboracin del acero y el hormign, adecuado

especialmente para resistir esfuerzos de flexin. El hormign es muy adecuado pararesistir compresiones y el acero en barras para resistir tracciones. Por ello las barras de

acero se introducen en la pieza de hormign, en el borde que debe resistir tracciones, y

gracias a la adherencia entre los dos materiales, las primeras resisten las tracciones y el

segundo las compresiones.

Pretensado

El hormign pretensado se puede considerar un nuevo material; su diferencia con el

hormign armado es que en este la armadura es pasiva, es decir, entra en carga cuando

las acciones exteriores actan sobre la estructura; en el pretensado, en cambio, la

armadura es cativa, es decir se tesa previamente a la actuacin de las cargas que va a

recibir la estructura( peso propio, carga muerta y cargas de trafico ), comprimiendo el

hormign, de forma que nunca tenga tracciones o que estas tengan un valor reducido.


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Figura N3: Imagen muestra la estructura de un puente mixto.

Fuente: Escuela Politcnica Superior de vila.

3. RAZONES POR LAS QUE SE CAEN LOS PUENTES

3.1 POR QU SE CAEN LOS PUENTES?

(Rger Araica, 2000)informa que cada puente representa un caso particular de diseo.

Su solucin deber satisfacer los objetivos bsicos de: Funcionalidad, Seguridad

Estructural, Economa, Esttica.

Si damos por descontado que la funcionalidad camino-puente ser satisfactoria y que

los clculos estructurales se llevarn a cabo con rigurosa minuciosidad considerando las

cargas adecuadas y el valor soporte de los suelos, nos quedan por resolver los aspectos

de costo y apariencia.

Un puente de gran longitud puede ser resuelto aumentando o disminuyendo el nmero

de claros, o sea, los espacios entre columnas. Al reducir el nmero de columnas

intermedias se aumenta la longitud de los claros y por ende el peralte o altura de las

vigas de la superestructura. Desde el punto de vista de la economa, el problema se

concentra entonces en determinar las longitudes de los claros que proporcionen elmenor costo de construccin. Hacemos notar, sin embargo, que el diseo que produzca


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el costo mnimo, no es necesariamente el mejor diseo, sino que debe combinarse con

los otros aspectos.

Las fallas estructurales de la superestructura son muy raras. Las especificaciones de

diseo son bastante altas y los diseadores normalmente se van por el lado conservador.

Si los vehculos que transitan sobre los puentes producen esfuerzos dentro del lmite

elstico, la circulacin de estos vehculos podr ser casi indefinida sin provocar

deformaciones peligrosas. El problema se presenta cuando las sobrecargas eventuales se

vuelven muy repetidas, llevando a los materiales hasta las deformaciones permanentes,

a la fatiga y al colapso.

El colapso ms frecuente y ms dramtico de los puentes se produce por socavamiento

hidrulico de la subestructura (las pilas y los estribos). Determinar el mximo caudal, la

mxima velocidad de la corriente, los niveles de aguas mximas que se producen en el

sitio donde se construye el puente, y la frecuencia con que estos fenmenos se

presentan, es con toda seguridad lo ms importante que debe hacer un diseador de

puentes. Lamentablemente esta parte no recibe toda la atencin que merece.

El mismo autor define que la socavacin que es el arrastre de suelo producido por la

velocidad de la corriente, se presenta en varias formas bsicas:

a) Socavacin general. Es la profundizacin del fondo del ro cuando la corriente

incrementa su capacidad de arrastre. La socavacin general incluye los lados del cauce

aumentando el ancho del mismo. Esta fue una situacin muy repetida en ocasin del

huracn Mitch. Los accesos de los puentes fueron socavados dejando a stos aislados en

el centro de los cauces. No colaps la estructura sino los accesos.

b) Socavacin por estrechamiento. A causa de la construccin del puente el cauce se

estrecha aumentando la velocidad en el lugar del cruce. Todo lo que tienda a estrechar el

cauce en el lugar del puente, aumentar la velocidad de la corriente, y por tanto la

capacidad de socavacin.

c) Socavacin local. Es la producida alrededor de las pilas de los puentes en el lecho de

los ros. La presencia de la pila modifica las condiciones hidrulicas alrededor de sta, y

aumenta la capacidad de la corriente para producir arrastre de los slidos.


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d) Socavacin en curva. Cuando el ro describe una curva, en los bordes exteriores de la

corriente se aumenta la velocidad y se produce la socavacin de las paredes del cauce.

Este es un fenmeno que fue notorio por el efecto del Mitch. En estos casos se

recomienda la rectificacin del cauce. Es posible que algunos de los puentes que se

estn construyendo entre Len y Chinandega requieran de este tratamiento para evitar

que cuando se presente la mxima avenida la estructura quede aislada.

e) Un fenmeno muy raro, pero que a veces se presenta, es el de la liquefaccin de la

arena. sta se manifiesta cuando hay un estrato de arena muy profundo que se llega a

saturar. La arena literalmente se lica. Se comporta como si fuera agua haciendo flotar

la estructura del puente. Cuando la corriente desciende, el puente ha cambiado de lugar.

Un caso parecido a este podra estarse dando en el puente Los

Llanos (entre Len y Chinandega). Una solucin basada en pilotes de friccin no

resuelve estos casos por causa de la flotacin.

Al elegir la mxima avenida de diseo deben tenerse en cuenta: La exposicin al peligro

de vidas humanas, los daos a la propiedad y los inconvenientes de trnsito a

consecuencia de la falla de los puentes.

Los puentes se caen de abajo hacia arriba, no se caen de arriba hacia abajo.

3.2 UN MANTENIMIENTO DEFICIENTE

Incluso los puentes ms fuertes del mundo necesitan mantenimiento. Cuando un puente

no dispone de un buen mantenimiento y no es sometido a una inspeccin regular, est

condenado al colapso. De hecho, la mayora de los puentes podran haber seguido en piede haber tenido un adecuado mantenimiento. Los expertos deben revisar con frecuencia

el puente y sustituir las piezas oxidadas, las reas de drenaje, aadir nuevas capas de

pintura, y proporcionar un soporte adicional en caso de que su uso exceda a su

capacidad.(Rocha Felices, 1996)

En relacin al tema anterior, Charlton, (1993). afirma que: Un buen programa de

mantenimiento que incluya inspecciones rutinarias permite conocer el estado

general del puente permanentemente e identificar en algunos casos problemas


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estructurales potenciales que en un futuro pueden producir el colapso de la

estructura.

Es el caso de los puentes metlicos donde es indispensable realizar labores

de limpieza y pintura de los elementos de acero y uniones en forma rutinaria,

con el objeto de controlar fenmenos de corrosin que peligrosamente pueden

disminuir su capacidad estructural.

3.3. DEFICIENCIAS ESTRUCTURALES Y DE DISEO

Un puente debe estar diseado de una forma correcta. Sin embargo, por mucho que unpuente se disee y planifique adecuadamente, an queda un margen para el error

humano y que haya fallos en la prediccin de futuros acontecimientos que puedan

afectar al puente.

Muoz Edgar et.al (2003) menciona: Al analizar los casos de colapsos se encuentra un

porcentaje importante de fallas por deficiencias en el diseo estructural, sobretodo en

puentes de estructura metlica (14% sin incluir los puentes colapsados por atentados

terroristas). De los estudios elaborados por la Universidad Nacional de Colombia- sede

Bogot, contratados por el INVIAS y otras entidades para determinar las causas de las

fallas de algunos puentes metlicos y de concreto (Saman-1993, Los Angeles-1994,

Heredia-1995, Pescadero- 1996, Purnio-1996, Maizaro-1997, Recio-1998), se pueden

identificar las siguientes deficiencias estructurales tpicas:

En relacin al tema de deficiencias estructurales el mismo autor contina diciendo:

En puentes de arco en acero, los elementos principales de arco no cumplen conrelaciones ancho espesor (pandeo local) y presentan esfuerzos actuantes mayores

a los permitidos

Presentan elementos de arco diseados solamente a compresin y no revisados

para efectos combinados de flexin biaxial ms compresin.

Modelos estructurales incompletos que no contemplan todas las caractersticas

mnimas para un adecuado anlisis y diseo. En el caso de puentes con arcos es

importante un modelo tridimensional que tenga en cuenta la flexin fuera del


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plano que puede ser del mismo orden de la flexin en el plano; muchos puentes

de arco construidos en Colombia fueron diseados con modelos planos.

Seleccin errnea del factor de longitud efectiva (K) para la evaluacin del

pandeo general de la parte inicial de los elementos de un arco.

Puentes de armadura en acero sin una evaluacin adecuada de la estabilidad

lateral.

Deficiencia de anlisis y diseo de las uniones en puentes metlicos. Igualmente,

el diseo de refuerzos de los elementos de puentes metlicos existentes no tienen

en cuenta las uniones

Por falta de mantenimiento preventivo de puentes de acero, se presentanfenmenos de corrosin que afectan la capacidad de la estructura.

Soldaduras sin un adecuado diseo y con deficiencias desde la fabricacin por

falta de controles de calidad.

Figura N4: Deficiencia estructural y de diseo

Fuente:https://www.google.com.pe/search?q=deficiencia de diseo&biw=1366&bih=643&site=webhp&source
https://www.google.com.pe/search?q=deficienciahttps://www.google.com.pe/search?q=deficiencia


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3.4. POR AVENIDAS (HIDRAULICA FLUVIAL)

Arturo Rocha, (2013) afirma: Los ros son por su propia naturaleza elementos

fundamentalmente dinmicos.

Los ros aluviales estn cambiando constantemente de posicin y forma. No podemos

perder de vista que los ros que corren sobre un material aluvial adquieren por un

mecanismo que ha sido llamado de Autoajuste, la pendiente, el ancho y el tirante

correspondientes al gasto lquido, al gasto slido y a la composicin granulomtrica de

los sedimentos que arrastran.

Este principio general de Hidrulica Fluvial sigue siendo vlido cuando se presentan las

eventuales grandes descargas slidas y lquidas. En consecuencia, el ro manifiesta su

tendencia natural a adquirir un nuevo ancho, un nuevo tirante y una nueva pendiente, lo

que a veces implica cambio de recorrido. Es entonces cuando se hace evidente el

conflicto entre el ro y las obras, especialmente cuando en su diseo no se hubiese

tenido en cuenta la posibilidad de ocurrencia de esos grandes caudales y la

intensificacin de los procesos fluviomorfolgicos de erosin y sedimentacin.

La irregularidad de las descargas de los ros, especialmente la alternancia de avenidas y

sequas extremas, es causa importantsima de la movilidad fluvial y de sus

consecuencias para la estabilidad de las obras construidas junto a los ros. Veamos

algunos ejemplos. En el ro Piura el caudal mximo registrado en los Ejidos ocurrieron

en 1998 y alcanz los 3500 m3/s. Sin embargo, en 1950 y en 1951 el caudal fue

prcticamente cero. La ocurrencia de los grandes caudales extremos repercute

fuertemente en el comportamiento fluvial. En la costa peruana la aparicin del

Fenmeno de El Nio da lugar a grandes crecidas de los ros, especialmente en las

partes bajas de los valles, lo que contribuye a causar importantes cambios en la

geometra y en el recorrido fluvial.

En el diseo de puentes es, pues, importantsimo realizar un estudio de Hidrulica

Fluvial lo suficientemente profundo como para prever y controlar los efectos antes

descritos. De ac que sea necesario examinar a continuacin, aunque sea someramente,

algunos aspectos hidrulicos del diseo de puentes.


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Figura N5: Cada del puente sobre el rio Reque.

Fuente:https://www.google.com.pe/search?q avenidas en los ros.

En un estudio muy detallado titulado Bridge Failures que realiz D. W.Smith sobre

el numero de fallas, de acuerdo a su origen, ocurridas en 143 puentes de todo el mundo

obtuvo los siguientes resultados:

Figura N6: Cuadro de resultados de la investigacion de Smith.

Fuente: https://www.google.com.pe/search?q erosin en pilares y estribos de puentes.

Se observa que segn la investigacion de Smith practicamente el 50% de las

fallas (70) tuvo origen en las grandes descargas presentadas.
https://www.google.com.pe/search?qhttps://www.google.com.pe/search?qhttps://www.google.com.pe/search?q


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3.5. POR EROSION

Alisson Seaurz, (2006) define que, si una obstruccin se sita en una corriente, elpatrn de flujo en las inmediaciones de esa obstruccin se modificara. Puesto que la

capacidad de transporte de sedimento en el fondo del rio (arena o grava) es una funcin

de las caractersticas del flujo, el cambio en el flujo producir un respectivo cambio en

la capacidad de transporte del material de fondo. La erosin deposicin ocurrir en un

rea donde se produzca un desequilibrio entre la capacidad de transporte de fondo y el

material abastecido desde aguas arriba. Como la capacidad de transporte es funcin de

la velocidad del flujo, la introduccin de estructuras que cambien la velocidad del flujocasi siempre estn acompaadas de cambios en el fondo de ros con fondo mvil.

La erosin puede entonces ser definida como el aumento de una seccin de flujo por la

remocin del material del fondo a travs de la accin del fluido en movimiento.

La erosin total en el cauce de un ro est compuesta por tres componentes, que en

general son aditivos:

La erosin general, debido a los cambios a largo plazo en la elevacin del lechodel ro (erosin general sedimentacin), la cual podra ocurrir este no el

puente.

La erosin por contraccin, es el resultado de la restriccin de la va fluvial

canal ya sea natural debido a un puente y a sus aproximaciones.

La erosin local es una consecuencia de la obstruccin del flujo por pilares o

estribos, los cuales aceleran el flujo, creando vrtices que remueven el material

alrededor de ellos.


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Figura N7:Esquema de tipos de erosin en el pilar de un puente.Fuente: DIMENSIONAMIENTO HIDRULICO OPTIMIZADO DE PUENTES CON TERRAPLENES

El mismo autor contina diciendo:

Estudio de las erosiones

La erosin del fondo del ro en el lugar en el que se implanta el puente es la causa

hidrulica ms frecuente de fallo, cuando afecta a cimentaciones imperfectas

insuficientes. A menudo la erosin es invisible porque todo ocurre bajo el agua y poreso podemos ignorar el problema hasta que se manifiesta irreversiblemente como un

fallo. La erosin es la combinacin de distintos procesos, unos de largo plazo y otros

transitorios (avenidas): aunque la mayora de los fallos ocurren durante las avenidas

tambin los procesos a largo plazo pueden llevar al fallo del puente, que entonces se

presentara inesperadamente.

La erosin para un puente se analiza como erosin potencial y tiene carcter de

estimacin. Sabemos tambin que existen procesos y componentes de la erosin que

ocurren independientemente del puente (erosin general transitoria y a largo plazo,

erosin en curvas,) y su combinacin.

Las componentes de la erosin especfica en el caso de un puente son dos:

La erosin en la seccin del puente y sus inmediaciones, debida al

estrechamiento causado por el puente con respecto al ancho ocupado por la

avenida antes de existir ste (puede llamarse erosin localizada porestrechamiento);


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La erosin local en pilares, estribos y otros elementos mojados o rodeados por la

corriente.

Figura N8: Falla tpica de un pilar por erosin local (Martin- Vide).

Fuente: https://www.google.com.pe/search?q erosin en pilares y estribos de puentes.

Figura N9: Poso de erosin local en el nuevo puente de independencia del rio Piura.

Fuente:DIMENSIONAMIENTO HIDRULICO OPTIMIZADO DE PUENTES CONTERRAPLENES

Erosin general.

El conocer el descenso del nivel del fondo de un ro, producido por la erosin general,

es de importancia, por ejemplo, cuando se disean obras como puentes cuando se

desea atravesar un ro con un acueducto cualquier tubera colocada bajo el fondo. Al

descender el nivel del fondo, como consecuencia de la erosin general, llegan a quedar


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al descubierto capas del subsuelo con otros materiales. Ello depender tanto de la

estratigrafa del subsuelo como de la magnitud del caudal de diseo para el cual se

desee obtener el probable descenso del nivel del fondo. Alisson Seaurz,(2006).

Figura N10: Erosin general del cauce de un rio.

Fuente: Pepe Vazquez.com

Figura N11: Erosin general del puente Grau (Piura- Per)

Fuente: Pepe Vasquez.com

3.6. POR SOCAVACIN

Reyes C. (2012)define que, la socavacin es la remocin de materiales del lecho y de

las bancas de un cauce debido a la accin erosiva del flujo de agua alrededor de una

estructura hidrulica. La socavacin del fondo de un cauce definido es el producto del


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desequilibrio entre el aporte slido que trae el agua a una cierta seccin y la mayor

cantidad de material que es removido por el agua en esa seccin.

Los materiales se socavan en diferentes formas: suelos granulares sueltos se erosionan

rpidamente mientras que los suelos arcillosos son ms resistentes a la erosin. Sin

embargo, la socavacin final de suelos cohesivos o cementados puede ser tan profunda

como la socavacin en suelos arenosos, variando el tiempo en el cual se produce. La

profundidad mxima de socavacin se alcanza en horas para suelos arenosos, en tanto

que puede tardar das en suelos cohesivos, meses en piedras areniscas, aos en piedras

calizas, y siglos en rocas tipo granito. Es posible que varias crecientes se requieran para

que se produzca mxima profundidad de socavacin dependiendo del tipo de material.

La posibilidad de arrastre de los materiales de fondo en cada punto se considera

dependiente de la velocidad media del agua y de la velocidad media requerida para

arrastrar las partculas de sedimento. Para suelos sueltos, esta velocidad es la que

mantiene un movimiento generalizado de partculas; para suelos cohesivos, es la

velocidad capaz de ponerlos en suspensin.

Formas de socavacin

Dos formas de socavacin se presentan en un cauce segn que haya o no haya

movimiento de sedimentos desde aguas arriba: socavacin en lecho mvil y socavacin

en agua clara.

Socavacin en lecho mvil

Se presenta cuando hay transporte de sedimentos del lecho desde aguas arriba hasta el

sitio del ponteadero y por lo tanto parte de este sedimento queda atrapado en el hueco de

socavacin. En este caso, la socavacin alcanza equilibrio cuando la cantidad de

material que es transportado iguala la cantidad de material que es removido. Se le

conoce tambin como socavacin en lecho vivo.

Socavacin en agua clara

Se presenta cuando no hay transporte de sedimentos del lecho desde aguas arriba al sitio

del ponteadero y por lo tanto no hay reabastecimiento del hueco socavado. En este caso,

la socavacin alcanza equilibrio cuando el esfuerzo cortante en el lecho es menor que el


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requerido para el inicio del movimiento de las partculas, o sea cuando el flujo no puede

remover ms partculas del hueco formado.

Figura N12: a) Socavacin en agua clara. b) Socavacin en lecho mvil.Fuente: Ministery of construction 1993.

Situaciones tpicas de socavacin en agua clara se presentan cuando:

El cauce est formado por materiales muy gruesos.

Depsitos locales de materiales de lecho con tamao ms grande que el tamao de lapartcula arrastrada por la corriente.

Cauces acorazados donde la fuerza tractiva es suficientemente alta como para penetrar

el lecho en la zona de pilas y estribos.

Canales con vegetacin donde el flujo solo puede penetrar la cubierta en la zona de

pilas y estribos.

Corrientes de baja pendiente y flujos bajos.

Mientras tanto Marinelli, (1996). Afirma que: Los cauces producen socavacin

general que consiste en el descenso del fondo de un ro cuando se presenta una

creciente, debido al transporte de partculas en suspensin.

Este efecto depende de diferentes variables tales como el caudal, la velocidad, el tipo y

las condiciones del lecho, el ancho y la profundidad del cauce, entre otras.

Adems, se presenta una socavacin local que consiste en el descenso del fondo delcauce al pie de una estructura que es rodeada por la corriente, y depende de todos los


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factores antes mencionados incluyendo la forma y las dimensiones de la estructura y su

orientacin en relacin con la corriente principal.

Entre los daos por socavacin que pueden afectar la infraestructura de los

puentes hasta producir el desplome se pueden enumerar los siguientes casos:

Socavacin general, por contraccin, local y en las curvas.

Asentamiento de pilas y estribos.

Estructuras hidrulicas daadas y mal localizadas en el cauce produciendo

obstruccin y aumento de la socavacin local.

Obstrucciones en el cauce. Pilotes descubiertos por socavacin y vulnerables para cargas horizontales.

Puentes de luz insuficiente para el rea hidrulica del cauce.

Sedimentacin e insuficiente glibo.

De la misma manera el mismo autor menciona Cmo corregir:

Los puentes que fallan por este fenmeno generalmente deben tener en su etapa dediseo un estudio hidrulico, por lo que se elabora el diseo de su cimentacin

contemplando las profundidades de socavacin probables de acuerdo con las

caractersticas del cauce y de la cuenca.

Figura N13: Imagen de puente colapsado por socavacin.


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Fuente:https://www.google.com.pe/search?q=socavacion&biw=1366&bih=643&site=webhp&source

Figura N14: Vortices alrededor de un pilar cilindrico (USGS)Fuente: https://www.google.com.pe/search?q erosin en pilares y estribos de puentes

3.7. SOBRECARGA E IMPACTO DE VEHCULOS

Eduardo, (1983), afirma que: El gremio de transportadores no ha sido consciente ni

responsable del dao que producen las sobrecargas sobre las estructuras de

los puentes y de los pavimentos.

De la misma manera el mismo autor menciona Cmo corregir:

ElINVIAS tiene en funcionamiento estaciones mviles localizadas en lasprincipales carreteras de la Red Vial Nacional, con el objeto de controlar y

sancionar los camiones sobrecargados.

3.8. FALLAS EN LA CONSTRUCCIN Y EN LA INTERVENTORA

Algunos de los puentes estudiados han fallado durante el proceso constructivo, debido

principalmente a que no se hace un diseo y planeacin adecuado del sistema que se vaa utilizar en la construccin; este es el caso de los puentes Los Angeles y Maizaro Se
https://www.google.com.pe/search?q=socavacionhttps://www.google.com.pe/search?q=socavacion


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debe dar especial atencin a la calidad del proceso constructivo en todas sus etapas y los

interventores deben cumplir cabalmente sus funciones de supervisar y asesorar la

correcta ejecucin de la obra. Eduardo, (1983).

Figura N15: Etapas de la falla del puente Maizaro, en el proceso de construccin.Fuente: https://www.google.com.pe/search?q erosin en pilares y estribos de puentes

3.9. LOS MATERIALES UTILIZADOS

Un puente puede estar construido con diferentes materiales. Los materiales utilizados

deben ser capaces de soportar la carga y el impacto a los que sern sometidos cada da.

Se debe cumplir su cometido con la suficiente precisin y con un margen de error. Por

lo tanto, los puentes se han de utilizar dentro de lo que permitan los materiales

utilizados.Toro, R (2012)

3.10. INUNDACIN

En principio, parece imposible que el agua derrumbe un puente de acero y hormign.

Sin embargo, los desastres naturales, como las inundaciones, pueden tomar un giro


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inesperado. Por ejemplo, un ro puede desbordarse y arrastrar grandes residuos de

madera a travs de su fuerte corriente. Un puente puede retener una gran cantidad de

escombros y, junto con la fuerte corriente del agua, puede llegar a ceder y derrumbarse.

Otra forma de que una inundacin pueda destruir un puente es que se erosione el suelo

sobre el que se erige. El flujo continuo del agua puede desgastar la tierra que hay

alrededor de las columnas. Incluso en circunstancias normales, un ro puede crear

socavaciones a lo largo de los aos, lo que conducir al colapso.Toro, R (2012

3.11. IMPACTO DE UN BARCO

Segn Rocha, A (2013),indica: otrade las causas del colapso de un puente reside en

los barcos. Aunque los barcos sean vehculos lentos, poseen la suficiente masa y fuerza

para que, en caso de choque, se dae el ncleo. Un barco puede colisionar con el puente

en s o con sus cimientos, sus muelles y/o sus columnas.

Estas son slo algunas de las causas ms comunes de los derrumbes. Aunque, si bien es

cierto que un puente siempre est sujeto a una serie de riesgos y peligros, con la ayuda

de diseos innovadores y con una amplia visin de futuro conseguiremos hacer de

nuestro puente una construccin ms segura y ms fuerte.

3.12. FALTA DE ETUDIOS GEOFSICOS Y GEOTECNICOS.

Raudkivi, A. J. y Ettema, R. (1983). Afirma que: La falta de inters en realizar

correctos estudios geofsicos y geotcnicos, pues para ellos basta con hacer uno o dos

sondeos mecnicos baratos, o alguna calicata manual, para asumir errneas

conclusiones respecto a la estratigrafa subsuperficial, la capacidad de carga y el tipo y

tamao de las fundaciones del puente. Por eso muchos puentes fallan con una hora de

lluvias.


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4. PROTECCION DE PUENTES:

Toro, R (2012), da a conocer algunas protecciones que se deben tener en cuenta en eltema de puentes:

La proteccin de un puente contra socavacin consiste en tomar todas aquellas

medidas con el fin de hacerlo menos vulnerable a daos durante crecientes.

Es especialmente importante proteger el cauce, las pilas y los estribos de un

puente en la parte externa y aguas abajo de las curvaturas, ya que en este caso, la

erosin lateral tiende a migrar en este sentido arriesgando la estabilidad de la

estructura. Localizacin adecuada del puente para evitar modelos adversos del flujo.

Diseo de luces amplias que no obstruyan el paso del agua.

Cambio de forma, geometra, orientacin y nmero de pilas.

Ubicacin de pilas y estribos alineados con la corriente.

Diseo de fundaciones seguras y suficientemente profundas para que no

requieran protecciones adicionales.

Los estribos se pueden cimentar por encima de la profundidad de socavacinestimada si van a estar protegidos por enrocado bien diseado o por otra medida

de control.

Construccin de mejoras al cauce.

Instalacin de enrocado alrededor de pilas y/o estribos u otra forma de

acorazamiento.

Construccin de diques de encauzamiento.

Mejoramiento de las condiciones estructurales de la cimentacin.

Construccin de puentes de alivio o aumentar la luz de puentes existentes.

Monitoreo de las profundidades de socavacin y cierre del puente, si resultan

excesivas.


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V. CONCLUSIONES

Se pudo conocer las causas de porque fallan los puentes, y la causa principal es

por avenidas en exceso, y tambin por socavamiento.

Se determin las consecuencias que trae el colapso de un puente.

Determinando las causas por las que falla un puente, se puede mejorar la

calidad de vida de las personas, ya que los puentes son de mucha utilidad para

la poblacin.

Se llega a la conclusin que el estudio de la geologa es indispensable en la

construccin de puentes, para poder determinar el lugar con mejores

condiciones, y evitar que falle el puente.


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VI. BIBLIOGRAFIA

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publicado por el ICG- segunda Edicin, 2010. Actualizada en febrero 2013. 30

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Lima.


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Toro, R. (2012)Procesos Morfolgicos en Ros Relevantes en el Diseo de

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