diseño puente

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  • _____________________________________________________

    2.0 INTRODUCCIN

    El presente informe es el estudio definitivo de Hidrologa que se

    efecta como parte del estudio del nuevo Puente vehicular primavera, sobre el ro Chaupihuaranga de la provincia de Daniel Carrin, departamento de Pasco por encargo de la Municipalidad

    de Yanahuanca.

    El estudio tiene como punto Central la determinacin del caudal

    mximo de avenida del ro Chaupihuaranga para un periodo de

    recurrencia el cual debe ser compatible con la vida til esperada de

    la estructura. Enseguida con este valor ms los resultados de anlisis

    de laboratorio de mecnica de Suelos obtenidos de muestras del

    perfil estratigrfico del rea de fundacin de los apoyos del Puente y

    las caractersticas hidrulicas correspondientes se obtendr la

    profundidad mxima de socavacin del ro, socavacin que

    determinar conjuntamente con los estudios geotcnicos

    respectivos, la capacidad admisible de carga por parte del talud de

    apoyo del puente vehicular primavera, adems de permitir conocer

    el tirante hidrulico mximo que se producira en la seccin donde

    se ubica el puente dentro del curso del ro Chaupihuaranga.

    2.1 UBICACIN

    El puente en estudio se encuentra proyectado sobre el ro

    Chaupihuaranga, en el barrio Primavera del distrito de Yanahuanca, de la

    provincia de Daniel Carrin - Pasco; justamente en este lugar se encuentra

    ubicado el muevo terminal terrestre del distrito de Yanahuanca, el cual

    est ubicado en tambin la Av. Malecn.

    La localidad de Yanahuanca de la provincia de Daniel Carrin, se

    encuentra ubicada en la margen derecha del ro Chaupihuaranga y en la

    parte Nor y Oriental del Departamento de Pasco, entre las coordenadas

    geogrficas 1029'20" de Latitud sur y 7630'54" de Longitud oeste del

    meridiano de Grenwich.

    La localidad de Yanhuanca, se encuentra a una altitud de 3,161 m.s.n.m.

  • _____________________________________________________

    Ubicacin Geogrfica Puente Primavera

    PUNTO NORTE ESTE COTA

    Estribo derecho 8440,513.112 334,886.892 3134.62

    Estribo izquierdo 8840,500.060 334,906.862 3129.79

    La Provincia de Daniel Alcides Carrin tiene los siguientes lmites:

    Por el Norte con las provincias de Lauricocha y Ambo (Departamento de Hunuco).

    Por el Este con la Provincia de Ambo (Hunuco), Distritos de Pallanchacra y San Francisco de Ass de Yarusyacan, Provincia

    de Pasco (Departamento de Pasco).

    Por el Sur con el Distrito de Simn Bolvar (Pasco). Por el Oeste con la Provincia de Oyn (Departamento de Lima).

    CUADRO N 01: UBICACIN GEOGRFICA DE LOS DISTRITOS DE LA PROVINCIA DANIEL ALCIDES CARRIN

    Distrito Coordenadas Rango Altitudinal

    Categora

    Latitud Longitud m.s.n.m. Regin

    Yanahuanca 102920 763054 3184 Sierra Pueblo

    Chacayn 102712 762007 3357 Sierra Pueblo

    Goyllarisquizga 102813 762423 4170 Sierra Pueblo

    Paucar 102203 762627 3245 Sierra Pueblo

    San Pedro de

    Pillao

    101931 762602 3629 Sierra Pueblo

    Santa Ana de Tusi 102809 762106 3760 Sierra Pueblo

    Tpuc 102712 762734 3675 Sierra Pueblo

    Vilcabamba 102831 762642 3445 Sierra Villa

    FUENTE: Instituto Nacional de Estadstica e Informtica

    CUADRO N 02: EXTENSIN TERRITORIAL DE LOS DISTRITOS DE LA

    PROVINCIA DANIEL ALCIDES CARRIN

    DISTRITOS SUPERFICIE

    km2

    SUP. RESPECTO A LA

    PROV. %

    SUPERFICIE

    Has.

    Yanahuanca 818.3

    2

    43.36 81832.00

    Chacayn 153.0

    7

    8.11 15307.00

    Goyllarisquizga 299.8

    7

    15.89 29987.00

    Paucar 105.8

    4

    5.61 10584.00

    San Pedro de Pillao 83.72 4.44 8372.00

    Santa Ana de Tusi 299.7

    6

    15.88 29976.00

    Tpuc 50.47 2.67 5047.00

    Vilcabamba 76.18 4.04 7618.00

  • _____________________________________________________

    PROVINCIA: D.A.C. 1887.2

    3

    100.00 188,723.00

    DEPARTAMENTO:

    PASCO

    25,319.59 2,531,959.00

    PAS: PER 1285216.00 128,521,600.00

    PROV. RESPECTO AL DEPARTAMENTO

    (%)

    7.45

    DEPARTAMENTO RESPECTO AL PAS

    (%)

    1.97

    FUENTE: Instituto Nacional de Estadstica e Informtica y Plan Vial de la Provincia de

    Daniel Carrin - Pasco.

    YANAHUANCA

    2.2 ACCESO

    El acceso al puente Primavera se realiza desde la Plaza principal de

    Yanahuanca, siguiendo por el Jr. Huallaga dos cuadras, hasta llegar al

    Jr. Falvio Shamar por esta va se llega hasta el Ovalo, junto al puente

    antiguo, a partir de este punto se empalma con la Av. Malecn por

    donde se llega al Puente proyectado, a la ciudad de Yanahuanca de

    la provincia de Daniel Carrin se llega de la siguiente manera:

    Ruta 01: Lima La Oroya - Cerro de Pasco Paria Marmonia, Tambopata, Yanahuanca, con un tiempo de recorrido de 08 horas

    aproximadamente, y una distancia de aproximadamente 360

    Km.

    Ruta 02: Lima La Oroya - Cerro de Pasco, considera el paso

  • _____________________________________________________

    por Paria, Antagasha, Pocobamba, Chayacan, Vilcabamba,

    Tapuc, Rocco, Yanahuanca, con una distancia de 382.20 Km.

    Ruta 03: Lima La Oroya - Cerro de Pasco, considera el paso por Huariaca, San Rafael, Ambo, Misca, Ushpachaca,

    Lucmapampa, yanahuanca, con una distancia de 451.80 km.

    Ruta 04: El tramo Huaura Sayn Churin Oyn Yanahuanca, que comunica localidades de la Costa y la Sierra

    peruana, se encuentra emplazado al norte del departamento

    de Lima; abarcando regiones de Lima, Pasco y Hunuco. En su

    tramo inicial que est ubicado en la Carretera Panamericana

    Norte, presenta dos vas de inicio del tramo : una en la localidad

    de Huaura (Km. 154+200) y la otra en el valo de Ro Seco (Km.

    103+500), las mismas que se empalman cerca a la localidad de

    Sayn, exactamente en la progresiva 40+500, luego el tramo

    continua en una sola va y a nivel de afirmado, que pasa por las

    localidades de Churn, Oyn, Yanahuanca y para finalmente

    llegar a la localidad de Ambo, en el departamento de Hunuco; haciendo una longitud total de 332 kms.

    2.3 CONDICION CLIMTICA

    El clima de la zona es predominantemente hmedo y clido con

    temperaturas medias de 4.10C a 23.20C y precipitaciones que oscilan

    entre 50.80 a 1074.90 mm. (segn resultados de SENAMHI ESTACION

    YANAHUANCA).

    2.4 ALTITUD DE LA ZONA

    La localidad de Yanahuanca, se encuentra a una altitud de 3,150 m.s.n.m.

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    3.0 OBJETIVOS

    Facilitar el acceso de los productos agrcolas a los mercados

    intrarregionales y locales.

    Mejorar la calidad de vida de los pobladores del distrito de

    Yanahuanca y alrededores.

    Mejorar el flujo vehicular hacia el nuevo terminal terrestre de

    Yanahuanca.

  • _____________________________________________________

    4.0 INFORMACION BASICA

    Para la ejecucin del estudio Hidrolgico se recurri a la informacin

    meteorolgica de la precipitacin, porque el ro Chaupihuaranga no

    cuenta con estaciones que registren los caudales que pasan por el

    puente Vehicular Primavera, por lo tanto se tiene que calcular el

    caudal mximo aplicando el mtodo emprico Wolfgang Trau Ral Gutirrez.

    La informacin pluviomtrica necesaria fue obtenida de la estacin

    pluviomtrica de Cerro de Pasco-SENAMHI.

    Los datos o registros de precipitacin a utilizarse son los mximos en

    24 horas, cuyos valores se muestran en el presente informe, que tal

    como puede apreciarse han sido observados desde el ao 1,975

    hasta 2,008, pero con ausencia de algunos aos como 1,978, 1,982,

    de 1,987 a 1,994 y 1,997.

  • _____________________________________________________

    5. ANALISIS HIDROLGICO

    Hidrogrficamente la cuenca de estudio pertenece a la vertiente

    del Atlntico, cuenca de Ucayali, tiene como cuenca mayor la

    cuenca del ro Huallaga, como sub cuencas al ro Chaupihuaranga.

    El ro Chaupihuaranga tiene sus orgenes al sur de la cordillera de

    Oyn en la laguna Huariacocha. En su naciente se llama ro

    Ranracancha, luego toma la denominacin de ro Blanco y

    posteriormente ro Chaupihuaranga hasta unirse con el ro Huariaca,

    en Ambo y a partir de esa se denomina ro Huallaga.

    Los afluentes del ro Chaupihuaranga son los ros: San Juan Baos

    Rab, huarautambo, Chipipata (Yanahuanca); Jatunragra,

    Chinchachaca, Julishancay, Ushugoya (Tapuc); Jatunragra, Paucar,

    Chacachinche, (Paucar); y pampana, Condorgaga (Santa Ana de

    Tusi).

    CUADRO N3: Descripcin de las sub cuencas

    sub cuencas rea

    (Km2) longitud

    (Km) Pendiente

    (%)

    Ro

    Huaranguyoc 52.1 5.75 88.462

    Qda. Curpash 21.05 3.4 35.294

    Qda. Coyas 7.1 1.3 17.652

    Qda.

    Yuracyac 16.4 4.7 10.041

    Qda. San Juan 84.9 11.1 14.414

    Ro blanco 133.4 22.05 5

    Ro Pucamayo 330 30.5 18.213

    Qda. Huachos 30.9 2.8 37.571

  • _____________________________________________________

    5.1 PRECIPITACIN MXIMA EN 24 HORAS

    Las precipitaciones mximas en el ro Chaupihuaranga fueron

    calculas en la estacin de SENAMHI en Yanahuanca. En el

    siguiente cuadro se muestra las precipitaciones mximas en 24

    horas:

    CUADRO N4

    PRECIPITACIONES MXIMAS EN 24 HORAS (mm)

    Ao Precipitacin

    (mm)

    1,990 30.90

    1,991 22.20

    1,992 20.40

    1,993 20.40

    1,994 2.60

    1,995 2.10

    1,996 21.00

    1,997 22.00

    1,998 29.00

    1,999 32.40

    2,000 19.20

    2,001 28.30

    2,002 18.20

    2,003 54.80

    2,004 23.40

    2,005 30.70

    2,006 22.50

    2,007 35.30

    2,008 23.30

    2,009 31.50

    2,010 31.30

    2,011 28.00

  • _____________________________________________________

    5.2 CAUDALES MXIMOS

    PRECIPITACIONES MXIMAS: En el siguiente cuadro se muestra

    las precipitaciones mximas de 24 horas medidos en la estacin

    Cerro de Pasco (SENAMHI).

    Estudio de probabilidad:

    A. Precipitaciones Mximas para Diferentes Perodos de retorno

    A.1. Clculo Estadstico:

    Donde:

    Pi: los las precipitaciones mximas

    Normal

    Log

    normal

    i Ao Pi ln(Pi)

    1 1990 30.90 3.43

    2 1991 22.20 3.10

    3 1992 20.40 3.02

    4 1993 20.40 3.02

    5 1994 2.60 0.96

    6 1995 2.10 0.74

    7 1996 21.00 3.04

    8 1997 22.00 3.09

    9 1998 29.00 3.37

    10 1999 32.40 3.48

    11 2000 19.20 2.95

    12 2001 28.30 3.34

    13 2002 18.20 2.90

    14 2003 54.80 4.00

    15 2004 23.40 3.15

    16 2005 30.70 3.42

    17 2006 22.50 3.11

    18 2007 35.30 3.56

    19 2008 23.30 3.15

    20 2009 31.50 3.45

    21 2010 31.30 3.44

    22 2011 28.00 3.33

    = 549.50 67.07

    n= 22 22

  • _____________________________________________________

    A.2. DATOS ESTADSTICOS

    Normal Log

    normal Log

    pearson III Gumbel

    = 24.9773

    = 10.7502

    = 3.0487

    = 0.7559

    1= 0.6768

    1= -0.9188

    =

    y= 3.6706

    2= 20.1390

    2= 8.3819

    G.L.

    Cs= 0.2141 -2.4311

    k=

  • _____________________________________________________

    B. PRUEBA DE BONDAD DE AJUSTE KOLGOMOROV - SMIRNOV

    B.1. PRUEBA KOLGOMOROV-SMIRNOV PARA DISTRIBUCIN

    NORMAL

    m Pi P=n/(N+1) z F(z) =!F-P!

    1 2.10 0.0435 -2.12807 0.01667 0.02681

    2 2.60 0.0870 -2.08156 0.01869 0.06827

    3 18.20 0.1304 -0.63043 0.26421 0.13377

    4 19.20 0.1739 -0.53741 0.29549 0.12158

    5 20.40 0.2174 -0.42578 0.33513 0.11774

    6 20.40 0.2609 -0.42578 0.33513 0.07426

    7 21.00 0.3043 -0.36997 0.35570 0.05135

    8 22.00 0.3478 -0.27695 0.39091 0.04308

    9 22.20 0.3913 -0.25835 0.39807 0.00677

    10 22.50 0.4348 -0.23044 0.40888 0.02591

    11 23.30 0.4783 -0.15602 0.43801 0.04025

    12 23.40 0.5217 -0.14672 0.44168 0.08006

    13 28.00 0.5652 0.28118 0.61071 0.04550

    14 28.30 0.6087 0.30908 0.62137 0.01268

    15 29.00 0.6522 0.37420 0.64587 0.00630

    16 30.70 0.6957 0.53234 0.70275 0.00710

    17 30.90 0.7391 0.55094 0.70916 0.02997

    18 31.30 0.7826 0.58815 0.72178 0.06083

    19 31.50 0.8261 0.60675 0.72799 0.09809

    20 32.40 0.8696 0.69047 0.75505 0.11451

    21 35.30 0.9130 0.96023 0.83153 0.08151

    22 54.80 0.9565 2.77415 0.99723 0.04071

    Max 0.13377

    Formula de la distribucin normal

  • _____________________________________________________

    B.2. PRUEBA KOLGOMOROV-SMIRNOV PARA DISTRIBUCIN LOG

    NORMAL

    m Pi P=n/(N+1) F(z) =!F-P!

    1 2.10 0.0435 0.00114 0.04234

    2 2.60 0.0870 0.00281 0.08415

    3 18.20 0.1304 0.42275 0.29231

    4 19.20 0.1739 0.45061 0.27670

    5 20.40 0.2174 0.48249 0.26510

    6 20.40 0.2609 0.48249 0.22162

    7 21.00 0.3043 0.49778 0.19343

    8 22.00 0.3478 0.52232 0.17450

    9 22.20 0.3913 0.52709 0.13579

    10 22.50 0.4348 0.53415 0.09937

    11 23.30 0.4783 0.55248 0.07422

    12 23.40 0.5217 0.55472 0.03298

    13 28.00 0.5652 0.64618 0.08096

    14 28.30 0.6087 0.65141 0.04271

    15 29.00 0.6522 0.66329 0.01111

    16 30.70 0.6957 0.69034 0.00531

    17 30.90 0.7391 0.69336 0.04577

    18 31.30 0.7826 0.69931 0.08330

    19 31.50 0.8261 0.70224 0.12385

    20 32.40 0.8696 0.71502 0.15454

    21 35.30 0.9130 0.75223 0.16081

    22 54.80 0.9565 0.89677 0.05975

    Max 0.29231

  • _____________________________________________________

    Formula de la distribucin de logaritmo normal

    B.3. PRUEBA KOLGOMOROV-SMIRNOV PARA DISTRIBUCIN LOG

    PEARSON III

    m Pi P=n/(N+1) Kr F(z) =!F-P!

    1 2.00 0.0435 -2.13737 0.00 0.04350

    2 2.60 0.0870 -2.08156 0.00 0.08700

    3 18.20 0.1304 -0.63043 0.00 0.13040

    4 19.20 0.1739 -0.53741 0.00 0.17390

    5 20.40 0.2174 -0.42578 0.00 0.21740

    6 20.40 0.2609 -0.42578 0.00 0.26090

    7 21.00 0.3043 -0.36997 0.00 0.30430

    8 22.00 0.3478 -0.27695 0.00 0.34780

    9 22.20 0.3913 -0.25835 0.00 0.39130

    10 22.50 0.4348 -0.23044 0.00 0.43480

    11 23.30 0.4783 -0.15602 0.00 0.47830

    12 23.40 0.5217 -0.14672 0.00 0.52170

    13 28.00 0.5652 0.28118 0.00 0.56520

    14 28.30 0.6087 0.30908 0.00 0.60870

    15 29.00 0.6522 0.37420 0.00 0.65220

    16 30.70 0.6957 0.53234 0.00 0.69570

    17 30.90 0.7391 0.55094 0.00 0.73910

    18 31.30 0.7826 0.58815 0.00 0.78260

    19 31.50 0.8261 0.60675 0.00 0.82610

    20 32.40 0.8696 0.69047 0.00 0.86960

    21 35.30 0.9130 0.96023 0.00 0.91300

    22 54.80 0.9565 2.77415 0.00 0.95650

    Max 0.95650

  • _____________________________________________________

    Formula de la distribucin de Log Pearson III

    B.4. PRUEBA KOLGOMOROV-SMIRNOV PARA DISTRIBUCIN

    GUMBEL

    m Pi P=n/(N+1) F(z) =!F-P!

    1 2.10 0.0435 0.00000014 0.04348

    2 2.60 0.0870 0.00000044 0.08696

    3 18.20 0.1304 0.26043429 0.13000

    4 19.20 0.1739 0.31521032 0.14130

    5 20.40 0.2174 0.38256748 0.16518

    6 20.40 0.2609 0.38256748 0.12170

    7 21.00 0.3043 0.41621049 0.11186

    8 22.00 0.3478 0.47133087 0.12350

    9 22.20 0.3913 0.48213829 0.09083

    10 22.50 0.4348 0.49818042 0.06340

    11 23.30 0.4783 0.53982437 0.06156

    12 23.40 0.5217 0.54490178 0.02316

    13 28.00 0.5652 0.74056769 0.17535

    14 28.30 0.6087 0.75061450 0.14192

    15 29.00 0.6522 0.77280736 0.12063

    16 30.70 0.6957 0.81979997 0.12415

    17 30.90 0.7391 0.82472410 0.08559

    18 31.30 0.7826 0.83421398 0.05161

    19 31.50 0.8261 0.83878395 0.01270

    20 32.40 0.8696 0.85797102 0.01159

    21 35.30 0.9130 0.90638761 0.00666

    22 54.80 0.9565 0.99503885 0.03852

    Max 0.17535

  • _____________________________________________________

    Frmula para la distribucin Gumbel

    B.5. Resumen de Pueda de Kolgomorov - Smirnov

    Distribucin Max

    Normal 0.1338

    Log Normal 0.2923

    Log Pearson III 0.9565

    Gumbel 0.1753

    Max (min.) 0.1338

  • _____________________________________________________

    B.6. CONCLUSIN

    La distribucin que mejor se ajusta es la NORMAL

    Las precipitaciones mximas de 24 horas (mm), para diferentes

    perodos de retorno con datos de SENAMHI.

    Se toma:

    C. Resumen

    tem Mtodo de clculo Q mx. (m3/s)

    Tr. 100 aos Tr. 500 aos

    A Mtodo emprico de Wolfgang

    Trau Ral Gutirrez 529.12 733.58

    B Mtodo del Hidrograma Unitario

    de Snyder

    394.51 511.28

    Analizando el cuadro anterior se observa que se obtienen

    caudales que difieren uno del otro, para seleccionar las

    avenidas del diseo se tiene en cuenta que:

    Debido a que la cuenca no tiene estaciones pluviomtricas

    instaladas en su rea, y por los fenmenos morfolgicos que

    existen en la zona de ubicacin del puente, se considera en

    los diseos los caudales obtenidos por el mtodo emprico

    Trau Ral Gutirrez, porque es el mayor de los caudales obtenidos.

    Tr (aos) 1-1/Tr Z P(mm)

    2 0.500 0.000 24.78

    5 0.800 0.842 33.83

    10 0.900 1.282 38.56

    20 0.950 1.645 42.46

    25 0.960 1.751 43.60

    50 0.980 2.054 46.86

    100 0.990 2.326 49.78

    500 0.998 2.878 55.72

    Perodo de retorno Pmax (24horas) mm

    50 46.86

    100 49.78

  • _____________________________________________________

    6.0 HIDRAULICA FLUVIAL

    Dado que el ro Chaupihuaranga es un curso de agua que lleva

    caudales significativos, adems que desde la unin de los tributarios

    hasta el Puente en proyeccin, presenta secciones variables tanto

    en ancho, altura y talud, como se muestran en las secciones

    transversales, es necesario evaluar como vara el caudal de agua en

    funcin del rea hidrulica en cada una de las secciones hidrulicas

    tomadas y determinaciones tambin del nivel mximo que

    alcanzar el caudal de diseo en la seccin del Puente.

    Las secciones Transversales tomadas en el cauce del ro son 19 en

    total, a partir de la progresiva del cauce de rio 0+000 ubicado a 100

    mts., aguas arriba del puente y la 19 seccin en la progresiva 0+180

    a 80 mts. aguas abajo del Puente Primavera, a lo largo de todo este

    perfil longitudinal que presenta el ro, se encontr que la pendiente

    promedio es de es de 6.733 %, lo que indica que en el curso del ro

    las velocidades son altas.

    Segn los resultados obtenidos, el caudal de diseo, la pendiente, las

    secciones transversales y el talud que se presenta en la seccin del

    puente, se han aplicado en Manning para calcular el nivel mximo

    que se presenta en el Puente, como sigue:

    Clculo del nivel mximo:

    Datos:

    Q = 733.58 m3/seg (caudal de diseo 500 aos TR)

    94

    95

    96

    97

    98

    99

    100

    101

    0 2.5 5 7.51012.51517.52022.52527.53032.53537.54042.54547.55052.55557.56062.56567.57072.57577.58082.585

    Altura(h)

    Distancia(m)

    PERFIL TRANSVERSAL DEL CAUCE DEL RIO

  • _____________________________________________________

    n = 0.040 (rugosidad del cauce del ro

    Chaupihuaranga)

    S = 0.00673 o/oo (Pendiente promedio)

    Aplicando Manning

    2/3

    2/1

    2/1

    040.0

    006733.058.733

    V

    V = 8.92 m/seg (velocidad mxima del flujo de agua)

    Por continuidad

    A = V

    Q

    A = 82.23 m2

    d = 5.72 m (tirante mximo del caudal)

    b = d

    A = 14.38 m (plantilla mxima de caudal)

    Pero se sabe que el ancho promedio de la seccin del puente en

    contacto con el agua es de 25 mts. Consecuentemente el rea

    hidrulica tendr como altura o tirante mximo;

    d = b

    A = 3.28 m (tirante o altura real mxima

    en el Puente)

    Esta altura se ha graficado en la seccin correspondiente al puente

    (progresiva 0+090 del cauce) y como se aprecia en ella, el nivel

    mximo del caudal de diseo deja un espacio libre con respecto al

    fondo de viga de acero A-36 ser de 2.67 mts.

    En consecuencia la actual seccin permite el pase del caudal de

    diseo calculado a 500 aos de TR sin dificultad.

  • _____________________________________________________

    En todas las secciones existe olgura al pase de este cauda de diseo

    con Tr de 500 aos.

    Sin embargo si suponemos hipotticamente que las secciones aguas

    arriba sean todas altas y conduzcan el caudal de diseo

    adecuadamente, tampoco se alcanzara el nivel mximo en el

    Puente, porque la progresiva 0+180 aguas abajo del puente

    tampoco tiene el rea hidrulica necesaria, haciendo que el agua

    se desborde por la margen derecha inundando el estadio, pues

    tiene como rea hidrulica 80.25 m2, inferior a los 82.23 m2 del

    puente.

    En consecuencia hidrulicamente es conveniente que la ubicacin

    actual del puente se mantenga, porque no presenta problemas en

    caso de fuertes avenidas.

    6.1 CALCULOS HIDRULICOS DE SOCAVACION

    La seccin hidrulica del puente, segn el flujo que presenta el cauce del

    ro Chaupihuaranga, esta en una curva, originando que la margen

    derecha donde se ubica el estribo derecho del puente soporte los

    empujes de las masas de agua y por lo tanto la erosin y socavacin

    concurrentes, en cambio en el lado opuesto que es el estribo izquierdo

    sufra ms bien ligeros procesos de sedimentacin porque

    hidrulicamente la mayor velocidad en cuencas se presenta en el lado

    convexo asentndose con nfasis la fuerza centrfuga ocurriendo todo lo

    contrario en el lado opuesto.

    Por esta razn se debe calcular la socavacin que pueda

    ocurrir en el estribo derecho y proponer alguna estructura de

    proteccin de ser necesario.

    Para determinar la socavacin recurriremos al mtodo de

    LISCHTVAN LEBEDIEV, que es un modelo matemtico que es

    propicio para este tipo de ros y puentes.

    El modelo matemtico es el siguiente:

    YHS SG

  • _____________________________________________________

    y

    X

    dS

    dmBe

    QH

    1

    1

    28.068.0

    Donde:

    SG = Socavacin general (m)

    HS = Profundidad de Socavacin Total (m)

    Y = Tirante Hidrulico Extraordinario (4.23 m)

    Qd = Caudal de Diseo a un TR (586.13 m3/seg)

    = Coeficiente que depende de la frecuencia con

    que se repite la avenida (0.77)

    dm = dimetro medio de las partculas de materiales del

    perfil del suelo (28.712 mm)

    = Coeficiente de contraccin que indica

    espaciamiento entre apoyos (0.77)

    Be = Ancho efectivo de la seccin Hidrulica (2.67 m) 1/1+X = Valores para suelos no cohesivos determinado por dm

    (0.76)

    Segn los clculos correspondientes de aplicar el modelo de

    LISCHTVAN LEBEDIEV se tiene que:

    HS = 7.66 m

    En consecuencia la socavacin general en los estribos sera:

    SG = 7.66 4.23 = 3.43 m

    Este resultado indica que la socavacin generada por el caudal

    de diseo de 568.13 m3/seg a 100 aos de TR, en los estribos del

    puente es de 3.50 mts de profundidad a partir del lecho del ro

    por lo tanto la cimentacin del puente debe estar por debajo

    de esa profundidad calculada.

    Esto significa que no es necesario una defensa o alguna

    estructura adicional de proteccin porque por la profundidad

  • _____________________________________________________

    de socavacin har que el talud de esa estructura adicional

    sea muy ancha lo cual hara reducir la seccin en el Puente

    ocasionando alteracin de la altura mxima del nivel del agua.

    En cambio si es ms recomendable profundizar

    adecuadamente la cimentacin de acuerdo a la socavacin y

    al tipo de suelo que hay en los substratos.