Hidrolofia

Señale los objetivos del estudio hidrometeorológico para la implantación de un puente y la metodología de desarrollo del estudio en un caso particular

Estudio de lluvias:

Determinar el caudal de diseño (caudal máximo o caudal de crecida), en el punto de emplazamiento utilizando los anuarios meteorológicos y los estudios de intensidades del INAMHI.

Determinar las curvas de intensidad-duración-frecuencia, a partir de los datos de intensidad y duración de la precipitación.

Determinar la curva de duración estacional.

Estudios hidrológicos:

Determinar los caudales que escurren por el río, caudal de crecida, caudal medio anual y caudal formativo.

Estudios morfológicos:

Estudiar las formas y características del cauce para la correcta implantación y cimentación de las pilas del puente.

Comparar las dimensiones resultantes de la aplicación de las ecuaciones de cauces en régimen en base a la utilización del gasto formativo, para tener una idea sobre la estabilidad o no de una sección del rio.

Estudiar las características de la cuenca en cuanto a su forma, densidad de la red de drenaje, pendiente media, etc.

Indique los criterios más importantes para el buen emplazamiento de un puente.

Calcular el calado, velocidad y sobre elevación de la superficie de agua a fin de fijar el nivel de rasante del puente (incluyendo la respectiva altura de seguridad).

Determinar los posibles efectos de inundación aguas arriba por efecto de la curva de remanso.

Determinar los parámetros para el cálculo de la socavación general y local en el sitio del cauce.

Estudiar las características hidráulicas para la correcta configuración geométrica del lecho.

Señale los objetivos del estudio hidráulico para la implantación de un puente y la metodología de desarrollo (diagrama de flujo) en un caso de zona de montaña.

Objetivos:

Calcular el calado, velocidad y sobre elevación de la superficie de agua a fin de fijar el nivel de rasante del puente (incluyendo la respectiva altura de seguridad).

Determinar los posibles efectos de inundación aguas arriba por efecto de la curva de remanso.

Determinar los parámetros para el cálculo de la socavación general y local en el sitio del cauce.

Estudiar las características hidráulicas para la correcta configuración geométrica del lecho.

Señale los tipos de sobreelevación de la superficie libre del agua en la sección transversal donde se ubica el puente.

El cálculo de la sobreelevación podría realizarse por el mismo método (Hec-Ras), pero teniendo en cuenta los fenómenos locales agudos que se producen. Siguiendo el esquema de la fig.3, tal cálculo en movimiento variado ha de hacerse entre una sección a distancia 1B aguas arriba del puente, el puente mismo y una sección a distancia 4B aguas abajo aproximadamente. El puente se representa por las secciones de su cara anterior y posterior.

En la sobreelevación también influyen la forma y alineación de pilas y estribos situados en el vano y la alineación del puente. La mayor sobreelevación ocurre en los rincones “muertos” de puentes oblicuos, razón por la que se pueden proyectar pequeños vanos de alivio en los rincones.

5.- Defina los tipos de socavación existente en un lecho de material suelto y los criterios más importantes para su evaluación, originados con la implantación de un puente.

Socavación general: suposición de la existencia de flujo unidimensional. Primero se resuelve el problema hidráulico bajo la hipótesis de fondo fijo y luego tomando en cuenta condiciones hidráulicas se resuelve la ecuación de continuidad del sedimento y la del transporte.

Socavación transversal: obtener a partir de la consideración de condiciones de equilibrio en la zona contraída. Asumiendo flujo uniforme en la seccione normal y en la contraída, y utilizando la ecuación de Du Boys para el transporte de fondo.

Socavación local: en pilas y estribos se produce como consecuencia de los vórtices. La profundidad de equilibrio depende de las características geométricas de las obstrucciones, del calado, velocidad de flujo y de las características del material de fondo.

Erosión en las márgenes: Es la erosión que el flujo produce en los materiales térreos deleznables constitutivos de las márgenes. Su estudio debe reducirse principalmente a un análisis cualitativo sobre la inestabilidad dinámica del cauce.

Socavación en curvas: un flujo helicoidal con mayor velocidad y capacidad de arrastre en el extradós de la curva, siendo por tanto la capacidad de socavación mayor en esta zona, llegando incluso a duplicarse el esfuerzo cortante sobre el talud externo

Señale los criterios más relevantes para el diseño de la cimentación y de la protección de las pilas de un puente frente a la erosión.

Los criterios están relacionados con las características geométricas de las pilas (longitud, ancho y ángulo de ataque), con las características del flujo (principalmente profundidad y número de Fraude) y con las características del material del lecho (diámetro medio, gradación, cohesión, etc.); siendo variables para los diferentes métodos de evaluación de erosión local en pilas existentes.

Factores más relevantes para el cálculo de la socavación local alrededor de pilas

Características hidráulicas: velocidad media, profundidad y dirección de la corriente

Características geométricas de la pila: tamaño, forma e inclinación del frente

Características del sedimento: tamaño del grano, distribución granulométrica, estratificación del lecho

Variación con el tiempo

Defina los parámetros más relevantes en la estimación de la socavación final.

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