TRABAJO 2 SOCAVAMIENTO

FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA ESCUELA DE INGENIERA CIVIL

EL EFECTO DEL SOCAVAMIENTO EN LOS PUENTES

CURSO: DISEO DE PUENTES Y OBRAS DE ARTE CICLO: X DOCENTE: ING. MIGUEL MOSQUEIRA MORENO ALUMNOS: COTRINA ARRIAGA, JEAN PIER CONDORI MONETRO, JORGE MEJIA DIAZ, IVAN FECHA: Cajamarca, 14 de Septiembre del2011.

EFECTO DEL SOCAVAMIENTO EN PUENTES INDICE I. RESUMEN.......pg.3 II. INTRODUCCION.....pg.4 III.OBJETIVOS..pg.5 IV.JUSTIFICACION......pg.6 V. MARCO TEORICOpg.7 VI. ANALISIS Y DISUSION DE RESULTADOS..............................................pg.13 VII.CONCLUSIONES.pg.14 IX.BIBILOGRAFIA.......pg.15 X.ANEXOS....pg.16

DISEO DE PUENTES Y OBRAS DE ARTE

2

EFECTO DEL SOCAVAMIENTO EN PUENTES I. RESUMEN

En el anlisis, diseo y construccin de una obra civil en este caso un puente es de suma importancia el efecto el socavamiento ya que presenta un problema en el diseo de puentes, adems en su proceso constructivo y ciclo de vida, por ello afecta la profundidad de la cimentacin tambin. La socavacin se clasifica como general y local. La general es la que se produce en lechos aluviales o cohesivos por efecto de la dinmica de la corriente y est relacionada con la conformacin del nivel de base. Es un fenmeno a largo plazo, aun cuando eventos catastrficos pueden acelerarlo. Por otra parte los locales se presentan en sitios particulares de la corriente y es ocasionada por el paso de crecientes y por la accin de obras civiles, como obras de encauzamiento, espolones, puentes con pilas o estribos dentro del cauce, obras transversales de control etc. Antes de disear obras para tratamiento de causes es necesario conocer la magnitud de la socavacin general se deben realizar anlisis geomorfolgicos entre puntos de control, o sea entre secciones estables. Estos anlisis se basan en el estudio de fotografas areas y cartografa de diferentes pocas y los cambios que se aprecien en observaciones de campo y en levantamientos topogrficos.

En este trabajo se analiza el efecto del socavamiento y su importancia en el diseo de puentes, esto nos permite obtener la profundidad de nuestra cimentacin.


3

EFECTO DEL SOCAVAMIENTO EN PUENTES II. INTRODUCCION

El diseo de puentes en la Ingeniera Civil, es de suma importancia y por ello es necesario tener en cuenta los efectos que el agua puede tener en un puentes es por ello que el Manual de Diseo de Puentes nos indica la importancia de hacer los Estudios Hidrulicos e Hidrolgicos necesarios para el diseo y construccin de un puente, por ello se hace el anlisis del efecto del socavamiento en los puentes y de acuerdo a ello observar el funcionamiento de la cimentacin. En los ltimos aos se han presentado grandes desastres en nuestro pas debido a problemas de erosin y flujo de lodos as como de material grueso arrastrado por avenidas extraordinarias. En muchos casos el problema se le atribuye a la mala planeacin, diseo, operacin, mantenimiento o construccin de obras, as como asentamientos cercanos y dentro del rea de influencia del cauce de los ros.


4

EFECTO DEL SOCAVAMIENTO EN PUENTES III. Objetivo General: Describir, Analizar y entender el efecto del socavamiento en puentes. Objetivos Especficos: Determinar la profundidad de la cimentacin de acuerdo al efecto del socavamiento. Llegar a obtener un conocimiento ptimo sobre el efecto del socavamiento y en general la importancia de los estudios Hidrulicos que se realizan. OBJETIVOS


5

EFECTO DEL SOCAVAMIENTO EN PUENTES IV. JUSTIFICACION

Es de suma importancia conocer lo que el socavamiento puede causar o como afecta el diseo y construccin de un puente, esto nos conlleva a tomarlo como un parmetro de suma importancia en el Estudio Hidrulico para el diseo de puentes.


6

EFECTO DEL SOCAVAMIENTO EN PUENTES V. A. Definiciones: Socavamiento: La socavacin es un problema del trnsito de sedimentos, ya que es el resultado de la erosin causada por el agua excavando y transportando material del lecho y de los bancos de los ros. La magnitud y frecuencia de estos eventos dependen de las caractersticas de la lluvia y de la cuenca, la erosin pluvial y la dinmica de los cauces. A.1. Socavacin normal o general Consiste en una disminucin generalizada del nivel del fondo como consecuencia del incremento de la capacidad del flujo. A.2. Socavacin en estrechamiento Se produce por el aumento en la capacidad de arrastre de slidos que adquiere una corriente cuando su velocidad aumenta por efecto de una reduccin de rea hidrulica en su cauce. A.3. Socavacin transversal La reduccin del ancho de la seccin de un cauce ocasionada en forma natural o como consecuencia de una obra civil, es compensada por un incremento en la profundidad hasta el punto en el cual se alcanza la capacidad necesaria en la seccin. A.4. Socavacin en curvas Se genera en el fondo cercano al lado cncavo de la curva o talud exterior debido al flujo helicoidal que se forma cuando el ro cambia de direccin. MARCO TEORICO

B. Efecto del Socavamiento en Puentes:

Colapso del puente por una mxima avenida


7

EFECTO DEL SOCAVAMIENTO EN PUENTES

La turbulencia (cambios espacio-temporales rpidos de presin y velocidad) es muy fuerte junto a los estribos

Las pilas actan con obstruccin al flujo

Socavacin en pilas de puentes


8


Gran hueco alrededor de una pila de un puente despus de una creciente

C. Clculo de la Socavacin Socavacin General; Lischtvan-Levediev Fundamentalmente en el equilibrio que debe existir entre la velocidad media real de la corriente y la velocidad erosiva, que es la velocidad que se requiere para levantar y arrastrar el material del fondo del cauce (velocidad media crtica). Perfil Longitudinal Perfil Transversal


9


Para el anlisis de socavacin general se presentan varios casos. Datos topogrficos. Se requiere levantar el perfil de la seccin transversal del cauce durante la poca de estiaje. Datos hidrolgicos e hidrulicos. El estudio hidrolgico e hidrulico est orientado a estimar el caudal de diseo y el nivel de aguas mximas extraordinarias Obtencin del caudal de diseo (Qd): Por cualquiera de los mtodos probabilsticas (distribucin normal, lognormal de dos o tres parmetros, Pearson tipo III, de Gumbel o de valores extremos. Datos geotcnicos. Se hace una exploracin geotcnica del subsuelo, con el fin de conocer la estratigrafa y caractersticas geotcnicas del cauce, mediante sondeos o perforaciones segn se requiera. Formulacin. El mtodo de Lischtvan-Levediev se basa en las siguientes formulaciones para el clculo de la profundidad de socavacin para suelos homogneos y cauce de rugosidad constante. Para suelos granulares.

Para suelos cohesivos


10


Perfil de socavacin general en la seccin transversal del cauce. Donde: Hs= Profundidad del flujo o tirante despus de ocurrida la socavacin, se mide desde el nivel del agua cuando pasa la avenida hasta el nivel del fondo del cauce erosionado. Ho = Profundidad inicial existente en una lnea vertical predeterminada de la seccin, medida desde el nivel del agua cuando pasa la avenida y el nivel del fondo del cauce registrado durante la estacin de estiaje en metros. (Ho = y) = Coeficiente de seccin o de distribucin de gasto

Qd = Caudal de diseo Hm = Tirante medio Hm = A/Be Be = Ancho efectivo del canal, descontando todos los obstculos. Si la corriente incide paralelamente al eje de las pilas Be sera el ancho de la corriente menos el espesor de las pilas que estn dentro de l. Cuando el ngulo de ataque es diferente de cero, para hallar Be, se debe hacer un plano a escala de la planta del ponteadero. Se traza una lnea perpendicular al sentido de la corriente, luego se proyectan todos los obstculos (pilas y estribos) sobre esta lnea y Be es la suma de todos los espacios libres (Be = Bei). S = Pendiente del cauce n = Coeficiente de rugosidad de Manning A = rea hidrulica. P = Permetro mojado = Coeficiente de frecuencia. Est en funcin del perodo de retorno (Tr) correspondiente al caudal de diseo, el cual se evala de la siguiente manera:


11



12

EFECTO DEL SOCAVAMIENTO EN PUENTES VI. ANALISIS Y DISCUSION DE RESULTADOS

1. Disposicin de material granular resistente a la erosin en el lecho, cuyo dimetro medio se obtiene con la ecuacin de la velocidad crtica. 2. Ubicacin de la pila en sitios donde el lecho tenga caractersticas de no erodabilidad. 3. Reduccin de vorticidad (magnitud de la rotacin de un fluido) y corrientes secundarias. Esto se logra disminuyendo los agentes enrodantes como las fuertes corrientes secundarias en el flujo, que ocasionan el arrastre del material del fondo. Para lograr estas reducciones se utilizan elementos protectores no estructurales

.


13

EFECTO DEL SOCAVAMIENTO EN PUENTES VII. CONCLUSIONES

El estudio de la socavacin es muy importante ya sea para la realizacin de proyectos o para determinar si fue o no la causa de falla de determinada obra y as prevenir en el futuro nuevas fallas y as tener mejores ecuaciones para su determinacin y tener cada vez mejores obras. En lo posible hay que tener los datos hidrolgicos, hidrulicos y geomorfolgicos lo mas completos y reales posibles y siempre hacer una inspeccin del lugar para corroborar los datos que se tienen, para tener todos los datos para hacer una mejor estimacin de los cambios que se irn dando en la zona con el pasar de los aos y as poder darle una buena solucin para minimizar los riesgos y evitar el colapso de las obras el mayor tiempo posible. Es necesario crear conciencia en la importancia del estudio de socavacin tanto para el diseo como para la conservacin de las obras, en especial los puentes, puesto que muchas veces su colapso cobra vidas humanas y conlleva graves perjuicios econmicos


14

EFECTO DEL SOCAVAMIENTO EN PUENTES VIII. BIBLIOGRAFIA

Pgina web consultada de Internet: http://www.monografias.com/trabajos-pdf4/disenopuentes-losa/diseno-puentes-losa.pdf, el 11 de Septiembre del 2011. Pgina web consultada de Internet: http://www.mtc.gob.pe/portal/transportes/caminos_ferro/manual/Puentes2003/Manual %20de%20Dise%C3%B1o%20de%20Puentes%202003.pdf, el 11 de Septiembre del 2011. Pgina web consultada de Internet: http://www.mtc.gob.pe/portal/transportes/caminos_ferro/manual/Puentes2003/index.ht m, el 11 de Septiembre del 2011. Pgina web consultada de Internet: http://www.inti.gov.ar/cirsoc/pdf/publicom/01Seccion_1_2004.pdf, el 11 de Septiembre del 2011. Pgina web consultada de internet: http://facingyconst.blogspot.com/2009/12/socavacion-en-puente.html, 12 se Setiembre del 2011. Pagina web consultada de internet: http://docs.google.com/viewer?a=v&q=cache:ZPPkH1Gc6zQJ:artemisa.unicauca.edu.co/~ hdulica/T_CALCULOS_DE_SOCAVACION.pdf+calculo+de+la+socavacion+de+un+puente&h l=es&gl=pe&pid=bl&srcid=ADGEESh8JhdpiBcEerAzGCbNwr9jRKj57ug3gYB3pV0gMEDDG_kOoBl9Eb84YXtNMLTokR6fVSlXy2pqO6PloOXbnjlPvP0ZFwp6 b8lMiCc8KJSrgxWKUQf8n890oYCjBGbzIuC5iki&sig=AHIEtbT6VG70ph1ousSdDOtem6Lp2Zi Nlg, 13 de Setiembre de 2011.


15


IX.

ANEXOS


16

TRABAJO 2 SOCAVAMIENTO

Documents

Transcript of TRABAJO 2 SOCAVAMIENTO