Socavacion local en puentes

MEDIDAS DE PROTECCIÓN CONTRA LA SOCAVACIÓN LOCAL EN PILAS DE PUENTE
Francisco Plata' Chandra Nalluri 2Juan G. Saldarriaga3

Abstract
The purpose of this present research is to analyze the effect of some protective structures used against local scour at bridge piers. The effects of using flat plates of different geometric shapes are studied. Experiments demonstrated that the efficacy of thetested elements increases when these are installed at the same level as the bed, as well as when their shapes conform to the patterns of scour basin around the pier. The maximum depth of scour in the presence of protective structures is found on the sides of the pier at a distance from it.

Palabras claves
Socavación, sedimentos río, frente, pilas

1. INTRODUCCIÓN
Los estudios que tienen quever con la protección de las pilas de puente contra el fenómeno de socavación son algo recientes. Entre los principales mecanismos hasta ahora empleados pueden mencionarse los siguientes: – Diseño de las pilas con formas aerodinámicas. Las principales formas empleadas en este tipo de protección son las biseladas o lenticulares. Disposición en el lecho de material granular. Dicho material secaracteriza por tener un diámetro mayor al de los sedimentos del lecho original del canal. El diámetro escogido debe ser tal que permita la resistencia a la erosión evitando el arrastre del material

del lecho y por ende la formación del cuenco de socavación. – Ubicación de la pila en sitios donde el lecho tenga características de no erodabilidad. – Inyecciones de concreto en el lecho en la zona decimentación de la pila. – Reducción de vorticidad y de corrientes secundarias. Esta metodología consiste en implementar elementos no estructurales a la pila que permitan disipar la energía de las corrientes secundarias del flujo (vorticidad). La finalidad de esta investigación es la de proponer un nuevo tipo de elementos protectores fáciles de construir y efectivos contra el fenómeno en cuestión.' Estudiante de Magíster, Universidad de los Andes
2 Profesor Invitado, Universidad de los Andes Profesor titular (Decano asociado de Ingeniería), Universidad de los Andes

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UNIVERSIDAD DE LOS ANDES .

2. RESUMEN DE LOS ESTUDIOS
REALIZADOS
En la Universidad de los Andes se han llevado a cabo diferentes investigaciones enfocadas a encontrar estructuras protectoras contra la socavaciónlocal en pilas de puente. Dichas investigaciones tomaron como punto de partida los resultados obtenidos de estudios realizados por diferentes autores entre los que se pueden mencionar a Apelt y West (1974), Gupta (1987) y Chiew (1992). Apelt y West [1] realizaron pruebas ubicando placas planas en la parte posterior de pilas circulares. El efecto encontrado fue la significativa variación en lascondiciones del flujo en la estela del cilindro. Dicha variación produce la formación de vórtices en la parte posterior de la pila, alejados de la misma. Gupta [2] ubica un elemento hidrodinámico tipo ala delta delante de la pila (ver figura 1) con el fin de disminuir la acción ejercida por los vórtices de herradura sobre el lecho de la base de la pila. Dicho elemento se ubicó siempre al nivel dellecho del canal.

(3") de diámetro, con baquelita (D=0.80 mm, D es el diámetro medio de los sedimentos) como material del lecho del canal de pruebas. La estructura protectora utilizada fue un disco con diámetro igual a 1.5 veces el de la pila, ubicado excéntricamente (ver figura 2) de forma tal que la zona deflectora quedara en la parte anterior de la pila.
Roca [1] probó tres nuevas geometríaspara el elemento protector denominadas A (ver figura 3), B (ver figura 4) y C (ver figura 5). La forma de estas geometrías fue escogida de acuerdo a la forma del cuenco de socavación que se produce en la estructura sin protección. Acosta [6] llevó a cabo nuevos ensayos cambiando la forma de la pila y el material del lecho. En este caso se usó una pila rectangular con ancho de 7.5 cm y largo de...