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Páginas: 45 (11006 palabras)
Publicado: 23 de septiembre de 2011
HIDRAULICA DE PUENTES
Extractos de la Tesis “DIMENSIONAMIENTO HIDRÁULICO OPTIMIZADO DE PUENTES CON TERRAPLENES”
Por Alisson Seaurz, Universidad de Piura, 2006.
Introducción
Las estadísticas mundiales de fallas de puentes sobre cursos de aguas, demuestran que la mayoría de puentes fallan por razones hidráulicas, generalmente erosión en pilares o estribos. Las fallas de puentes porrazones meramente estructurales son raras en comparación con las fallas por erosión hidráulica. Este hecho ha llevado a muchos países a desarrollar manuales de diseño hidráulico para puentes. El primer manual de puentes fue Guide to Bridge Hydraulics (Guía de Hidráulica de Puentes) editado por Charlie Neill en 1973 en Canadá; seguido después por diversos manuales y libros publicados en varios paísesdel mundo, entre los que destaca HEC-18 Evaluating Scour at Bridges (Evaluación de Erosión en Puentes) publicado por la Administración Federal de Carreteras de Estados Unidos (ultima edición en 2001) y en nuestro idioma el libro Hidráulica Fluvial del profesor español Juan Pedro Martín Vide.
En el Perú, las fallas de puentes por razones hidráulicas son probablemente aun mas altas que en otroslugares del mundo, por la ocurrencia del Fenómeno del Niño. Esto haría pensar que en nuestro país se debe prestar mucha atención al diseño hidráulico de puentes; sin embargo este no es el caso. El Ministerio de Transportes y Comunicaciones publico en el 2003 el Manual de Diseño de Puentes1, que si bien trata en detalle los aspectos estructurales del puente, solo hace una muy breve mención a losfactores hidráulicos. En comparación con los manuales de otros países, el manual peruano no define claramente como establecer el caudal de diseño (su periodo de retorno), como calcular las profundidades de erosión, cuales son los requisitos topográficos para el calculo hidráulico, ni mucho menos cuales deben ser las dimensiones hidráulicas (longitud, altura) del puente. Solo se mencionan sugerenciasmuy generales y puramente cualitativas que son de poca ayuda práctica. Este manual también sugiere la aplicación del modelo HEC-RAS para cálculo hidráulico del puente.
El modelo numerico HEC-RAS es reconocido como el modelo unidimensional mas avanzado que existe para el calculo hidraulico de puentes; las ecuaciones empiricas del calculo de erosion que HEC-RAS emplea representan el estado delarte (aun muy imperfecto) en los conocimientos de erosion en puentes, algunos de los cuales se muestran en el presente documento. Si bien ya existen actualmente modelos tri-dimensionales mas sofisticados, ellos aun no son empleados en casos practicos por las limitaciones actuales de computo.
1 Disponible en www.mtc.gob.pe/portal/transportes/caminos_ferro/manual/puentes2003/
1.1Justificación.
Como consecuencia de las intensas lluvias ocurridas durante El Niño de 1998 en el Perú, en sólo los primeros 3 meses de ese año 68 puentes fueron destruidos, 13 de los cuales no tenían más de 14 años de antigüedad, y ocho de ellos fueron construidos en los últimos cinco años previos a El Niño2 (Ver Figura 0.1). Los mayores daños se produjeron en la costa norte del país, en los departamentosde Lambayeque, Piura y Tumbes. Tan sólo en la ciudad de Piura, dos de los cuatro puentes existentes colapsaron; el puente Bolognesi sucumbió en las aguas del Río Piura (murieron 3 personas, y desaparecieron 10), demostrando la vulnerabilidad hidráulica de nuestros puentes que simplemente no están diseñados para soportar este tipo de caudales producidos por las lluvias: no son suficienteó adecuadamente largos, sus estribos y pilares no son suficientemente profundos y el nivel del tablero no es lo suficientemente alto.
Figura 0.1 Puentes destruidos en El Niño “Peor que una Guerra”, (Caretas 1998).
La falla de estos puentes se produce por erosión hidráulica, en la mayoría de casos porque la longitud del puente es demasiado corta. En la costa los ríos tienen cauces...
Extractos de la Tesis “DIMENSIONAMIENTO HIDRÁULICO OPTIMIZADO DE PUENTES CON TERRAPLENES”
Por Alisson Seaurz, Universidad de Piura, 2006.
Introducción
Las estadísticas mundiales de fallas de puentes sobre cursos de aguas, demuestran que la mayoría de puentes fallan por razones hidráulicas, generalmente erosión en pilares o estribos. Las fallas de puentes porrazones meramente estructurales son raras en comparación con las fallas por erosión hidráulica. Este hecho ha llevado a muchos países a desarrollar manuales de diseño hidráulico para puentes. El primer manual de puentes fue Guide to Bridge Hydraulics (Guía de Hidráulica de Puentes) editado por Charlie Neill en 1973 en Canadá; seguido después por diversos manuales y libros publicados en varios paísesdel mundo, entre los que destaca HEC-18 Evaluating Scour at Bridges (Evaluación de Erosión en Puentes) publicado por la Administración Federal de Carreteras de Estados Unidos (ultima edición en 2001) y en nuestro idioma el libro Hidráulica Fluvial del profesor español Juan Pedro Martín Vide.
En el Perú, las fallas de puentes por razones hidráulicas son probablemente aun mas altas que en otroslugares del mundo, por la ocurrencia del Fenómeno del Niño. Esto haría pensar que en nuestro país se debe prestar mucha atención al diseño hidráulico de puentes; sin embargo este no es el caso. El Ministerio de Transportes y Comunicaciones publico en el 2003 el Manual de Diseño de Puentes1, que si bien trata en detalle los aspectos estructurales del puente, solo hace una muy breve mención a losfactores hidráulicos. En comparación con los manuales de otros países, el manual peruano no define claramente como establecer el caudal de diseño (su periodo de retorno), como calcular las profundidades de erosión, cuales son los requisitos topográficos para el calculo hidráulico, ni mucho menos cuales deben ser las dimensiones hidráulicas (longitud, altura) del puente. Solo se mencionan sugerenciasmuy generales y puramente cualitativas que son de poca ayuda práctica. Este manual también sugiere la aplicación del modelo HEC-RAS para cálculo hidráulico del puente.
El modelo numerico HEC-RAS es reconocido como el modelo unidimensional mas avanzado que existe para el calculo hidraulico de puentes; las ecuaciones empiricas del calculo de erosion que HEC-RAS emplea representan el estado delarte (aun muy imperfecto) en los conocimientos de erosion en puentes, algunos de los cuales se muestran en el presente documento. Si bien ya existen actualmente modelos tri-dimensionales mas sofisticados, ellos aun no son empleados en casos practicos por las limitaciones actuales de computo.
1 Disponible en www.mtc.gob.pe/portal/transportes/caminos_ferro/manual/puentes2003/
1.1Justificación.
Como consecuencia de las intensas lluvias ocurridas durante El Niño de 1998 en el Perú, en sólo los primeros 3 meses de ese año 68 puentes fueron destruidos, 13 de los cuales no tenían más de 14 años de antigüedad, y ocho de ellos fueron construidos en los últimos cinco años previos a El Niño2 (Ver Figura 0.1). Los mayores daños se produjeron en la costa norte del país, en los departamentosde Lambayeque, Piura y Tumbes. Tan sólo en la ciudad de Piura, dos de los cuatro puentes existentes colapsaron; el puente Bolognesi sucumbió en las aguas del Río Piura (murieron 3 personas, y desaparecieron 10), demostrando la vulnerabilidad hidráulica de nuestros puentes que simplemente no están diseñados para soportar este tipo de caudales producidos por las lluvias: no son suficienteó adecuadamente largos, sus estribos y pilares no son suficientemente profundos y el nivel del tablero no es lo suficientemente alto.
Figura 0.1 Puentes destruidos en El Niño “Peor que una Guerra”, (Caretas 1998).
La falla de estos puentes se produce por erosión hidráulica, en la mayoría de casos porque la longitud del puente es demasiado corta. En la costa los ríos tienen cauces...
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