inestabilidad de puentes por socabacion de pilas

Inestabilidad de puentes por socavación de pilas

El origen del puente: nace cuando el hombre prehistórico derriba accidentalmente un árbol transversalmente sobre un cauce y lo usa como cruce.
Con esto, el diseño de puentes a través de los años fue evolucionando, vinieron los puentes de mampostería, (como material principal la piedra) hierro fundido, de concreto, concreto armado y puentes prey post tensados.

Componentes de un puente:
Un puente se compone de dos grandes partes, la superestructura y la infraestructura. La primera comprende generales los elementos siguientes: las vigas de puente, arcos, diafragmas, tablero, cables, aceras, postes, pasamanos, capa de rodamiento o durmientes, rieles, etc. Los elementos de la segunda, corresponden al conjunto de pilas, cimentación,estribos y cimentación que soportan a la superestructura. Las pilas son las columnas sobre las cuales se transmiten las cargas de la superestructura hacia el terreno a través de la cimentación. Por su parte, los estribos además de recibir cargas de la superestructura, absorben el empuje lateral del material de los terraplenes de acceso al puente, en consecuencia trabajan también como muros decontención, que al igual que las pilas, en el caso de puentes sobre ríos, recibe el impacto de las corrientes. También para el mismo caso, la cimentación de ambos elementos, deben quedar lo suficientemente enterradas para evitar que sean descubiertas arrastradas por las corrientes.




Daños por resonancia.
Muchas de las obras de infraestructura están sujetas a las acciones de cargas dinámicas,por lo que las hacen relevantes para un tratado especial al comportamiento de fenómenos físicos que pueden conducir al colapso de las estructuras. Por ejemplo, el viento, el sismo y el tránsito de vehículos, inducen cargas móviles externas que causan vibraciones, que sumadas a la vibración propia de la estructura pueden producir resonancia y hacer que la éste falle.
Casos recientes han ocurridoen puentes de gran tamaño, como es el del antiguo puente colgante de Tacoma Narrows, cerca de Seattle. Es la prueba más famosa del fenómeno de resonancia: en 1940, pocos meses después de haber sido inaugurado, un día de viento éste comenzó a ondear como si se tratase de una bandera. Tras poco más de una hora de sacudidas y vaivenes el puente de 1.600 metros de longitud se derrumbaba y caía hechopedazos al agua.

Arrastre por avenidas.
Otro fenómeno de gran consideración y de mayor frecuencia, son los escurrimiento o avenidas extraordinarias en los ríos, generan erosiones al fondo del cauce, que en algunos casos, pueden descubrir la base de las pilas, ocasionan daños muy severos a los puentes de tamaños y materiales diferentes, llegando a veces a la falla total de los mismosSocavación de pilas.
La socavación es el resultado de la acción erosiva que produce el desequilibrio, en una sección del cauce, entre la cantidad de material sólido que aporta la corriente de agua y el que es removido por la misma. La socavación se lleva a cabo en suelos granulares y cohesivos, sin embargo, en ambos la magnitud de la socavación puede ser muy grande, que se alcanza para losprimeros en horas mientras que en los segundos se tarda días o años. La rapidez de este fenómeno depende de la velocidad de la corriente y de las características del material sujeto de ser arrastrado.

En el caso particular de la instalación de puentes en ríos, los procesos de socavación a que da lugar son de tres tipos: General, por contracción y local

Socavación General. Es la que se genera aconsecuencia de la avenida, que por su capacidad de arrastre de material sólido del fondo, produce un descenso de éste a lo largo de todo el cauce, recuperándose el mismo durante los escurrimientos normales.

Socavación por Contracción. Esta ocurre cuando el claro del puente es inadecuado de acuerdo al caudal esperado de la avenida, por lo que se produce una contracción de la corriente y sobre...