Socavación en pilas complejas
Páginas: 20 (4850 palabras)
Publicado: 7 de abril de 2011
SOCAVACIÓN EN PILAS COMPLEJAS
GENERALIDADES.
Los problemas relacionados con el control de los procesos de erosión local en pilas, pilotes y cabezales de cimentación de puentes, resulta de gran importancia en la ingeniería fluvial aplicada a obras viales.
Las estadísticas demuestran que la principal causa de falla de puentes radica en inadecuados diseños de sus fundaciones, los cuales notienen debidamente en cuenta los procesos erosivos que se desarrollan en torno a las mismas. Los investigadores e ingenieros de numerosos países han dedicado enormes esfuerzos al análisis de los distintos mecanismos de erosión actuantes en sitios de puentes, siendo las erosiones por contracción y la local por pilas las que mayoritariamente han concentrado la atención de los especialistas. En loque respecta a la erosión junto a los estribos del puente, si bien su desarrollo es más limitado, la mayoría de los estudios realizados se corresponden con puentes ubicados en un cauce principal, con muy pocas contribuciones que consideran canales de sección compuesta como un modo de contemplar las particularidades del flujo en el encuentro cauce - planicie.
La principal causa del proceso desocavación en la fundación de un puente es la obstrucción al flujo producida por los elementos estructurales de la misma, los que provocan un aumento en la intensidad del flujo a su alrededor lo suficientemente fuerte como para remover el material del lecho. Los sistemas de vórtices que se desarrollan en el flujo terminan moldeando una fosa de socavación alrededor de cada elemento estructural. Eléxito de la estabilidad de la fundación de un puente reside en que la socavación total, es decir la suma de la local más la socavación general y por contracción, produzca el descubierto de los pilotes en una profundidad tal que reduciendo el coeficiente de seguridad de la fundación, no produzca el colapso de la estructura..
El análisis del proceso de socavación y su cuantificación está por logeneral asociado a una pila simple, sea de forma circular, oblonga, recta o rectangular. Pero en muchos casos la “pila” está compuesta por tres elementos estructurales: pila, viga cabezal de pilotes y pilotes, conformando lo que se define como pila compleja. De los tres elementos estructurales, sería deseable que solo el elemento pila estuviera expuesto al flujo, pero la realidad muestra que esto noes así. En la mayoría de los casos las vigas cabezales de pilote están inicialmente expuestas al flujo o se expone al mismo en la primera crecida ordinaria.
Siempre resulta complejo recolectar la información necesaria para hacer estudios de socavación en puentes ya sea que estén construidos o por construir, y por lo general, nunca se está satisfecho con la suficiencia y calidad de ella. Esnecesario recolectar información de oficina y de campo desde el punto de vista topográfico, hidrológico, hidráulico y de suelos, la que se resume idealmente en la siguiente tabla.
Composición ideal de datos para evaluación de socavación
Duración | Objetivo | Descripción |
Datos históricos | Cauce | * Fotografías aéreas * Mapas topográficos * Fotografías del cauce principal y de lasladeras * Secciones transversales (en lo posible, dos aguas arriba y dos aguas abajo) * Dirección de la corriente en aguas altas y bajas * Datos hidrológicos e hidráulicos (caudal, área mojada, velocidad, niveles del agua, gradiente hidráulico) * Ubicación y descripción de huecos de socavación * Sondeos, estratigrafías, granulometrías * Factores externos que pueden afectar la estabilidaddel puente |
| Puente | * Geometría de la estructura del puente. * Dimensiones de pilas y estribos. * Profundidad de cimentación. * Ubicación y descripción de medidas de control. * Reportes de inspecciones previas incluyendo fotos |
Tiempo real | Cauce | * Secciones transversales (en lo posible, dos aguas arriba y dos aguas abajo). * Elevación del lecho en la zona del puente...
GENERALIDADES.
Los problemas relacionados con el control de los procesos de erosión local en pilas, pilotes y cabezales de cimentación de puentes, resulta de gran importancia en la ingeniería fluvial aplicada a obras viales.
Las estadísticas demuestran que la principal causa de falla de puentes radica en inadecuados diseños de sus fundaciones, los cuales notienen debidamente en cuenta los procesos erosivos que se desarrollan en torno a las mismas. Los investigadores e ingenieros de numerosos países han dedicado enormes esfuerzos al análisis de los distintos mecanismos de erosión actuantes en sitios de puentes, siendo las erosiones por contracción y la local por pilas las que mayoritariamente han concentrado la atención de los especialistas. En loque respecta a la erosión junto a los estribos del puente, si bien su desarrollo es más limitado, la mayoría de los estudios realizados se corresponden con puentes ubicados en un cauce principal, con muy pocas contribuciones que consideran canales de sección compuesta como un modo de contemplar las particularidades del flujo en el encuentro cauce - planicie.
La principal causa del proceso desocavación en la fundación de un puente es la obstrucción al flujo producida por los elementos estructurales de la misma, los que provocan un aumento en la intensidad del flujo a su alrededor lo suficientemente fuerte como para remover el material del lecho. Los sistemas de vórtices que se desarrollan en el flujo terminan moldeando una fosa de socavación alrededor de cada elemento estructural. Eléxito de la estabilidad de la fundación de un puente reside en que la socavación total, es decir la suma de la local más la socavación general y por contracción, produzca el descubierto de los pilotes en una profundidad tal que reduciendo el coeficiente de seguridad de la fundación, no produzca el colapso de la estructura..
El análisis del proceso de socavación y su cuantificación está por logeneral asociado a una pila simple, sea de forma circular, oblonga, recta o rectangular. Pero en muchos casos la “pila” está compuesta por tres elementos estructurales: pila, viga cabezal de pilotes y pilotes, conformando lo que se define como pila compleja. De los tres elementos estructurales, sería deseable que solo el elemento pila estuviera expuesto al flujo, pero la realidad muestra que esto noes así. En la mayoría de los casos las vigas cabezales de pilote están inicialmente expuestas al flujo o se expone al mismo en la primera crecida ordinaria.
Siempre resulta complejo recolectar la información necesaria para hacer estudios de socavación en puentes ya sea que estén construidos o por construir, y por lo general, nunca se está satisfecho con la suficiencia y calidad de ella. Esnecesario recolectar información de oficina y de campo desde el punto de vista topográfico, hidrológico, hidráulico y de suelos, la que se resume idealmente en la siguiente tabla.
Composición ideal de datos para evaluación de socavación
Duración | Objetivo | Descripción |
Datos históricos | Cauce | * Fotografías aéreas * Mapas topográficos * Fotografías del cauce principal y de lasladeras * Secciones transversales (en lo posible, dos aguas arriba y dos aguas abajo) * Dirección de la corriente en aguas altas y bajas * Datos hidrológicos e hidráulicos (caudal, área mojada, velocidad, niveles del agua, gradiente hidráulico) * Ubicación y descripción de huecos de socavación * Sondeos, estratigrafías, granulometrías * Factores externos que pueden afectar la estabilidaddel puente |
| Puente | * Geometría de la estructura del puente. * Dimensiones de pilas y estribos. * Profundidad de cimentación. * Ubicación y descripción de medidas de control. * Reportes de inspecciones previas incluyendo fotos |
Tiempo real | Cauce | * Secciones transversales (en lo posible, dos aguas arriba y dos aguas abajo). * Elevación del lecho en la zona del puente...
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