socavamiento

Socavamiento en puentes:
I. INTRODUCCIÓN:

El cálculo de socavaciones que se desarrolla a continuación tiene por objeto definir en el puente la socavación generalizada del lecho de un rio, la que podría producirse como consecuencia del estrechamiento de la corriente por efecto de la construcción de dicho puente, y estimar la socavación local al pie de los estribos y de las pilas de éste,generadas por las interferencias que estas estructuras provocan al respectivo escurrimiento.
Para los efectos del cálculo de las socavaciones se utilizan la información topográfica, hidráulica y sedimentológica disponible y se considerará la geometría y características de la infraestructura del puente definida por su respectivo proyecto estructural.

II. OBJETIVO:
Conocer los métodos existentespara calcular el socavamiento en los puentes.






















III. RESUMEN DE MARCO TEÓRICO:
III.1. Formas de socavación:
III.1.1. Socavación en lecho móvil:
Se presenta cuando hay transporte de sedimentos del lecho desde aguas arriba hasta el sitio del ponteadero y por lo tanto parte de este sedimento queda atrapado en el hueco de socavación. En este caso, lasocavación alcanza equilibrio cuando la cantidad de material que es transportado iguala la cantidad de material que es removido. Se le conoce también como socavación en lecho vivo.

III.1.2. Socavación en agua clara:
Se presenta cuando no hay transporte de sedimentos del lecho desde aguas arriba al sitio del ponteadero y por lo tanto no hay reabastecimiento del hueco socavado. En estecaso, la socavación alcanza equilibrio cuando el esfuerzo cortante en el lecho es menor que el requerido para el inicio del movimiento de las partículas, o sea cuando el flujo no puede remover más partículas del hueco formado.















a) b)

Fotos 1.1 y 1.2 a) Socavación en agua clara. b) Socavación en lecho móvil.Ministry of Construction 1993.

Situaciones típicas desocavación en agua clara se presentan cuando:
El cauce está formado por materiales muy gruesos.
Depósitos locales de materiales de lecho con tamaño más grande que el tamaño de lapartícula arrastrada por la corriente.
Cauces acorazados donde la fuerza tractiva es suficientemente alta como para penetrar el lecho en la zona de pilas y estribos.
Canales con vegetación donde el flujosolo puede penetrar la cubierta en la zona de pilas y estribos.
Corrientes de baja pendiente y flujos bajos.

Puentes construidos en corrientes con material grueso, están sujetos durante una creciente a socavación en agua clara para caudales bajos, lecho móvil para caudales altos y nuevamente agua clara cuando comienzan a bajar los caudales.

III.2. Tipos de socavamiento:
Además de conocer laposición de la superficie libre del agua es necesario saber la posición del fondo del cauce alterado por causas naturales o artificiales. Cuatro tipos de socavación se tienen en cuenta al hacer la evaluación de la socavación en puentes:

Socavación a largo plazo.
Socavación por migración lateral de la corriente.
Socavación general por contracción y otras causas.
Socavación local.

III.3.Socavación general del lecho:

Para estimar la socavación generalizada del lecho un rio existen los métodos de Neill, de Lischtvan – Levediev y el propuesto por el U.S. Army Corps of Engineers en el modelo HEC-RAS versión 3.1.3.

a. Métodos de Neill:
El método de Neill consiste en comparar la velocidad media del escurrimiento con la velocidad crítica de arrastre del sedimento del lecho. Si laprimera de las velocidades resulta mayor que la segunda se producirá socavación.

La velocidad media del escurrimiento se determinará a partir del cálculo del eje hidráulico, en tanto que la velocidad crítica de arrastre (Vc) de Neill se determinará considerando que se trata de un suelo fino (arenoso) por lo que correspondería utilizar la siguiente expresión:



Dónde:
Vc = velocidad...