Subestructuras

CAPÍTULO 6: SUBESTRUCTURAS
6.1 Introducción
El diseño de la subestructura influye directamente en la configuración de la
superestructura. Por ejemplo, la ubicación de los estribos determina la longitud total del
puente y el número de pilares controla el peralte de las vigas. Asimismo, la calidad de la
subestructura controla el nivel de funcionamiento del puente.
Este diseño de lasubestructura requiere mayores consideraciones debido está expuesta a
varios tipos de cargas como de la superestructura, de agua, de relleno y de el suelo de
cimentación con sus respectivos tipos de falla como vuelco, deslizamiento o presión
portante. Además, el diseño se complica de inesperadas condiciones geológicas, o
complicadas geometrías de tableros con curvas horizontales o verticales.
6.2Erosión
Los estribos y pilares ubicados en el curso del río o en las llanuras de inundación están
expuestos a la erosión. Desafortunadamente, este efecto es extremadamente complejo de
predecir y calcular lo que lo convierte en el causante de la gran mayoría de los colapsos de
puentes.

Fig. 6.1 Erosión durante avenidas

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En general, se pueden distinguir tres tipos de erosión. El primertipo de erosión ocurren en
el fondo del río durante periodos de avenidas o inundación (ver Fig. 6.1). En estos
periodos, las altas velocidades son capaces de mover grandes cantidades de materiales,
reduciendo el nivel del fondo. Este efecto se ve incrementado cauces angostos. Para
condiciones típicas, se puede decir que la erosión es proporcional al incremento del nivel
de agua.

ErosiónSedimentación

Fig. 6.2 Erosión lateral
El segundo tipo de erosión ocurre en las curvas de ríos (ver Fig. 6.2). La erosión se
presenta en las riveras exteriores de las curvas debido a las mayores velocidades del flujo.
En cambio, las riveras interiores serán sedimentadas producto de las bajas velocidades. Los
estribos ubicados en los estribos exteriores de las curvas deberán ser protegidoscontra la
socavación colocando mallas geotécnicas o protecciones de concreto o cimentando los
estribos a una profundidad mayor de la máxima erosión posible.

Nivel de agua
Flujo

Pilar

Perfil de erosión

Zona de erosión
Pilar

Fig. 6.3 Erosión local en un pilar.

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El tercer tipo de erosión es producto de la obstrucción de los pilares (Fig. 6.3). Esta erosión
localizada dependede muchos factores como la configuración de los pilares, el ángulo de
inclinación entre el flujo y el pilar, la contracción del cauce y los escombros depositados en
el fondo.
6.3 Diseño de estribos
Los estribos son un tipo particular de muros de contención que sirven de apoyo a la
superestructura del puente. El estribo debe ser capaz de mantener el cauce estable y la vez
contener elterraplén.
Los estribos pueden ser: estribos de gravedad, estribos en U, estribos reforzados
(voladizo), estribos de semigravedad (parcialmente reforzados) o estribos de pantalla y
contrafuerte. En el caso de puentes provisionales o en aquellos en que se puede dejar que el
terreno caiga libremente, se puede construir los estribos con pilotes, viga cabezal y muro
parapeto, que contiene las tierras(estribos abiertos). En la Fig. 6.4 se muestran algunos
tipos de estribos.

Fig. 6.4 Tipos de estribos. a) Estribo de gravedad con muros de aleta, b)Estribos con
contrafuertes.
Para mitigar el empuje del relleno cuando está húmedo se suelen proveer de drenajes al
estribo y muros de acompañamiento.

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En general, los estribos de gravedad son de mampostería o concreto simple, mientras que
losestribos de voladizo y contrafuertes suelen ser de concreto reforzado o preesforzado.
Los estribos de gravedad son más comunes para alturas de 4.0m, y los estribos de
contrafuertes son más usados para alturas de 7.0 m a mayores.
Sin embargo, la altura no es una limitación estricta para el tipo de estribo. La elección del
tipo de estribo se hace teniendo en cuenta varios criterios como: el...