puentes en pilas de puentes
Páginas: 50 (12341 palabras)
Publicado: 13 de abril de 2013
Resumen
El proyecto muestra el modelo tridimensional de aguas en pilas de puentes por simulación numérica, donde se estudia a través de las secciones de las Pilas en diferentes tipos geométricos (rectangular, circular, punta de diamante )bajos las condiciones de la fuente logrando resultados gráficos y numéricos de distribuciones de velocidad empleando ANSYS 10.0 y así efectuando el análisisde la actuación hidráulica del cauce en el entorno de las pilas y estimando la magnitud de la socavación local en cada tipo de pila estudiada, extendiendo el trabajo al proponer una sección con forma hidrodinámica que perturben menor grado los parámetros hidráulicos del flujo en el cauce
Palabras claves
Puentes, simulación numérica, pilas
Introducción
Cuando se construye una pila de unpuente, se produce perturbaciones en el funcionamiento hidráulico del cauce del río en el entorno donde se encuentra la pila. Esto debido a que, el elemento estructural se localiza inmerso en el flujo, generando un gran obstáculo al cuerpo de agua y provocando que el flujo aguas arriba del puente este desacoplado del flujo aguas abajo.
El trabajo muestra la simulación numéricatridimensional que representa el comportamiento del flujo en cada pila, se hace un análisis hidráulico del flujo alrededor de las diferentes geometrías de pilas (rectangular, circular y punta de diamante), igualmente se compara el impacto que crean las secciones de pilas en el cauce, además se proporciona un perfil hidrodinámico que perturba en menor grado el flujo a través de la pila.
Palabras clavesPuentes, simulación numérica, pilas
1. Marco teórico
Pilas
Son apoyos intermedios que soportan las estructuras de los puentes, en términos generales no tienen empuje de tierra pero cuando son de gran altura influye mucho el viento y el agua.
Pueden ser de varios tipos según la sección transversal, en las Fotografía (1, 2 y 3), se puede observar las formas geométricas que se simularonen el proyecto.
Fotografía 1. pila punta de diamante. Tomado de los autores.
Fotografía 2. pila rectangular. Tomado de los autores.
Socavación local en pilas
Cuando se coloca una pila de puente en la corriente de un río se produce un cambio en las condiciones hidráulicas de ésta, y por lo tanto, en su capacidad para producir arrastre sólido. Si la capacidad de arrastre superalocalmente el aporte del gasto sólido del río, ocurrirá en la pila una socavación local.
Fotografía 3. pila circular. Tomado de los autores.
El fenómeno de socavación o erosión local en pilas, es uno de los problemas con los cuales hay que tomar contacto durante el diseño de obras de lechos de ríos. La profundidad de la erosión localizada está estrechamente vinculada a las particularidadeshidráulicas del flujo, es decir a la distribución de los caudales específicos. Además de los procesos naturales de modificación permanente de los lechos de ríos (transporte y arrastre de sedimentos).
La erosión causada por el flujo alrededor de obstáculos, como pilas de puente, se llama erosión local. Físicamente el fenómeno consiste, en que alrededor de la pila se dan velocidades localmentemayores que las promedio de la corriente, acompañadas generalmente de un sistema de vórtices frontales, laterales y de estela detrás de la pila.
Aguas arriba de la pila, en la base y los alrededores se presentan vórtices de eje horizontal y frontal (horseshoe vortex), Aguas abajo de la pila se presentan vórtices de eje vertical; estela (wake vortex) vistos usualmente como remolinos aguasdebajo de la pila.
Por las características de las líneas de corriente, los vórtices de eje horizontal son los responsables de la mayor parte de la socavación producida. La geometría de una pila influye significativamente en la profundidad de socavación puesto que esta refleja la intensidad de los vórtices de eje horizontal en la base de la pila. (Véase la figura 1) representación gráfica del...
El proyecto muestra el modelo tridimensional de aguas en pilas de puentes por simulación numérica, donde se estudia a través de las secciones de las Pilas en diferentes tipos geométricos (rectangular, circular, punta de diamante )bajos las condiciones de la fuente logrando resultados gráficos y numéricos de distribuciones de velocidad empleando ANSYS 10.0 y así efectuando el análisisde la actuación hidráulica del cauce en el entorno de las pilas y estimando la magnitud de la socavación local en cada tipo de pila estudiada, extendiendo el trabajo al proponer una sección con forma hidrodinámica que perturben menor grado los parámetros hidráulicos del flujo en el cauce
Palabras claves
Puentes, simulación numérica, pilas
Introducción
Cuando se construye una pila de unpuente, se produce perturbaciones en el funcionamiento hidráulico del cauce del río en el entorno donde se encuentra la pila. Esto debido a que, el elemento estructural se localiza inmerso en el flujo, generando un gran obstáculo al cuerpo de agua y provocando que el flujo aguas arriba del puente este desacoplado del flujo aguas abajo.
El trabajo muestra la simulación numéricatridimensional que representa el comportamiento del flujo en cada pila, se hace un análisis hidráulico del flujo alrededor de las diferentes geometrías de pilas (rectangular, circular y punta de diamante), igualmente se compara el impacto que crean las secciones de pilas en el cauce, además se proporciona un perfil hidrodinámico que perturba en menor grado el flujo a través de la pila.
Palabras clavesPuentes, simulación numérica, pilas
1. Marco teórico
Pilas
Son apoyos intermedios que soportan las estructuras de los puentes, en términos generales no tienen empuje de tierra pero cuando son de gran altura influye mucho el viento y el agua.
Pueden ser de varios tipos según la sección transversal, en las Fotografía (1, 2 y 3), se puede observar las formas geométricas que se simularonen el proyecto.
Fotografía 1. pila punta de diamante. Tomado de los autores.
Fotografía 2. pila rectangular. Tomado de los autores.
Socavación local en pilas
Cuando se coloca una pila de puente en la corriente de un río se produce un cambio en las condiciones hidráulicas de ésta, y por lo tanto, en su capacidad para producir arrastre sólido. Si la capacidad de arrastre superalocalmente el aporte del gasto sólido del río, ocurrirá en la pila una socavación local.
Fotografía 3. pila circular. Tomado de los autores.
El fenómeno de socavación o erosión local en pilas, es uno de los problemas con los cuales hay que tomar contacto durante el diseño de obras de lechos de ríos. La profundidad de la erosión localizada está estrechamente vinculada a las particularidadeshidráulicas del flujo, es decir a la distribución de los caudales específicos. Además de los procesos naturales de modificación permanente de los lechos de ríos (transporte y arrastre de sedimentos).
La erosión causada por el flujo alrededor de obstáculos, como pilas de puente, se llama erosión local. Físicamente el fenómeno consiste, en que alrededor de la pila se dan velocidades localmentemayores que las promedio de la corriente, acompañadas generalmente de un sistema de vórtices frontales, laterales y de estela detrás de la pila.
Aguas arriba de la pila, en la base y los alrededores se presentan vórtices de eje horizontal y frontal (horseshoe vortex), Aguas abajo de la pila se presentan vórtices de eje vertical; estela (wake vortex) vistos usualmente como remolinos aguasdebajo de la pila.
Por las características de las líneas de corriente, los vórtices de eje horizontal son los responsables de la mayor parte de la socavación producida. La geometría de una pila influye significativamente en la profundidad de socavación puesto que esta refleja la intensidad de los vórtices de eje horizontal en la base de la pila. (Véase la figura 1) representación gráfica del...
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