ESTUDIOS BASICOS PARA DISEO DE PUENTES

Ing. Jos Renn Espinoza Arias, MSc

Especialista en Estructuras y Geotecnia CFIA

Octubre 2014

ESTUDIOS BASICOS PUENTES

1) ESTUDIO TOPOGRAFICO

2) ESTUDIOS HIDROLOGICOS

3) ESTUDIOS HIDRAULICOS

4) ESTUDIOS SISMICOS

5) ESTUDIOS GEOLOGICOS

6) ESTUDIOS GEOTECNICOS

Inspeccin visual y perfilesTopografa detallada

1) ESTUDIO TOPOGRAFICO

CONDICIONES MNIMAS TOPOGRAFICAS

Debe contener como mnimo, un plano de ubicacin,planimetra con curvas de nivel cada metro, si el paso esprofundo, o ms juntas, si el terreno es plano. Seccionestransversales en el eje propuesto enlazado con el eje de lava, otras aguas arriba y abajo, con longitudes no menoresentre 20 a 30 metros, segn la necesidad, y condicionestopogrficas, un perfil longitudinal del eje del lecho del rien 200 metros ( mas segn la necesidad) aguas arriba yabajo es necesario

2) ESTUDIO HIDROLGICO

Este estudio debe contener por lo menos la media anual de lasprecipitaciones, las crecidas mximas y mnimas, la velocidad mximade la corriente, el caudal, las variaciones climatricas y materiales dearrastre (palizada, tmpanos de hielo, y otros).

En los planos de puentes sobre ros, se deben registrar siempre losniveles de agua. Se debe estudiar el sitio de Puente y adems realizarla curva de descarga para un periodo de retorno dado.

REQUISITOS HIDROLGICOS MNIMOS

A = rea drenada hectareas

Mtodo Racional =

C= Coeficiente EscorrentaVegetacinPendienteInfiltracinEtc.

I =Int. Lluvias mm/h T. ConcentracinP. Retorno

Ejemplo de estudio Hidrolgico

( 1) Q = V.A (2) A = b . y Sust. (2) en (2) Q = V. b . y

Se varia b ( altura) y se encuentra su caudal asociado, hasta llegar al de diseo

Caudal de diseo

Mxima crecida

Curva de Descarga

Altura libre

Mxima crecida en un rio (tormenta de diseo)

De acuerdo a los resultados obtenidos del estudio Hidrolgico, y sabiendolas caractersticas Geomtricas del sitio de Puente, se debe encontrar lasvelocidades del agua para las condiciones crticas, es decir para la tormentade diseo dado un periodo de retorno

El anlisis Hidrulico debe analizar el fluido aguas abajo y agua arriba del sitioPrevisto, calculndose las diferentes velocidades y propiedades del fluidoY su afectacin con el medio. As mismo se debe calcular los niveles desocavacin y tomar las medidas provisorias del caso

3) ESTUDIO HIDRAULICO

Socavacin general de fondo

Socavacin general de fondo

Efecto Socavacin local por apoyos centrales

Socavacin Local

Socavacin Local

Socavacin Local (estribos)

Socavacin Local (estribos)

Socavacin Curvas

Socavacin curvas

De acuerdo al tipo de puente, su importancia, longitud,caractersticas estructurales, etc., puede ser que se necesiteun estudio especifico del sitio en donde el mismo va a serconstruido.La idea es poder cuantificar los niveles de aceleracinesperados, amplificaciones ssmicas por efectos locales,fallas existentes, as como su amenaza ante eventosesperados

4) ESTUDIO SISMICO

Amplificacin Ssmica

PROCESO DE AMPLIFICACIN

2 m.

3 m.

3 m.

3 m.

ROCA

u 1

u 4

u 3

u 2

z 1

z 3

z 2

z 4

h 1

h 4

h 3

h 2

1 G 1 1,,

,

2 G 2 2, ,

3 G 3 3, ,

4 G 4 4, ,

ARENA

ARCILLA

ARCILLA

ARCILLA

AMPLIFICACION

SHAKE - 91

SISMO EN ROCA

SISMO EN SUPERFICIE

SUPERFICIE

G = (Vs.Vs)

G = Mdulo cortante = Densidad de MasaVs = Velocidad onda de corte

PR= 1

1- (1 - PE)1/N

PR= PERIODO DE RETORNO

N = VIDA UTIL DE LA ESTRUCTURA

PE= PROBABILIDAD DE QUE EL EVENTO SE PRESENTE DURANTE LA VIDA UTIL DE LA ESTRUCTURA

GRUPO VIDA ECONOMICA PROB. DE EXCEDENCIA PERIODO DE RETORNO (AOS)

A 100 0.20 500B 50 0.40 100C 30 0.45 50

GRUPO A = HOSPITALES, CARCELES, ESTACIONES BOMBEROS, OLEODUCTOS, ESTACIONES DE BOMBEO, ETC.

GRUPO B = EDIFICIOS, CASAS DE HABITACION,OFICINA, ESCUELAS, COLEGIOS, ETC.

GRUPO C = CONSTRUCCIONES PROVISIONALES Y AISLADAS QUE NO CATALOGAN NI EN A NI EN B.

ANALISIS PROBABILISTICO

Estudio geotcnico con sondeos geofsicos y perforacin depozos en los ejes de los probables emplazamientos de lainfraestructura, traducidos en perfiles geolgicos conidentificacin de capas, espesores, tipos de suelos,clasificacin, tamao medio de sus partculas, dureza,profundidad de ubicacin de la roca madre y todas suscaractersticas mecnicas. Igualmente deber incorporarse elmaterial predominante del lecho del ro, su tamao medio, lavariabilidad del lecho del ro, la cota mas baja de este, sustendencias de socavacin, y finalmente un informe en el quedebe recomendarse la cota y tipo de fundacin.

5) GEOLOGIA Y GEOTECNIA

PRUEBAS SPT

PRUEBAS DINAMICAS: Refraccin Ssmica

Geotecnia por rotacin

Anlisis Geotcnico mediante trincheras

Ing. Renn Espinoza Arias

Octubre 2014