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Ingenieria Estructural Aplicada en Puentes

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Carlos Duran

on 29 September 2014

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Ingeniería Estructural Aplicada en Puentes
Antes de proceder al diseño de un puente, es indispensable realizar previos estudios para tener una idea clara de como sera su estructura y que materiales se deben utilizar.


Los estudios básicos deben ser realizados por personal especializado, con experiencia, y según los procedimientos que se establecen en los manuales especializados de ingeniería de puentes.


También es importante realizar un estudio e inventariacion de los materiales disponibles, infraestructura, mano de obra especializada, equipos, entre otros.

1.Datos de las condiciones naturales del lugar donde se requiere construir el puente
Topografía:
El Ingeniero técnico en topografía se encarga del "replanteo" del mismo: ubica los límites de la obra, los ejes desde los cuales se miden los elementos (muros, pilares...); establece los niveles o la altura de referencia.
Geología:
Estudio geotécnico con sondeos geofísicos y perforación de pozos en los ejes de los probables emplazamientos de la infraestructura.
2.Datos de las condiciones funcionales
Datos geométricos.
Ancho de la calzada (número de vías)
Dimensiones de la vereda, barandas, etc.
Peralte, sobre ancho, pendientes, curvatura, gálibo.

Datos de las cargas vivas.
Sistemas de cargas de diseño
Cargas excepcionales
Cargas futuras

Otros datos.
Velocidad de diseño
Volumen de tráfico
Accesorios del tablero: vereda, barandas, ductos.

3.Datos socio económicos:

Este es un aspecto sumamente importante que debe tomar en cuenta todo proyectista al igual que los funcionarios públicos involucrados en el proyecto.

4.Geometría:

Son las condiciones topográficas e hidráulicas las que definen la longitud a cubrir así como el nivel de rasante.

Longitud:
Cuando el lecho del río a salvar esta bien definida, el problema estará resuelto. En cambio tratándose de zonas llanas donde generalmente los ríos son del tipo maduro, con meandros que dificultan determinar la longitud del puente.

La caja ripiosa dará una primera idea del largo que deberá tener el puente, ya que en las grandes crecidas esta puede ser ocupada en su totalidad.



Tratándose de ríos muy caudalosos, la protección de los terraplenes mediante defensivos y encausadores, así como la prolongación de aleros en los estribos puede encarecer la obra, de manera que podría resultar más económico y seguro avanzar poco o nada con terraplenes en la caja del río.
Perfil longitudinal.
Tomando en consideración las recomendaciones descritas anteriormente, este perfil casi siempre está definido por el del trazado caminero o ferroviario, con pendientes hacia ambos extremos no mayores a 0.75 %.

Socavaciones:

En general la topografía terrestre presenta una gran variedad de ríos con una diversidad de problemas, sin embargo por razones prácticas se agrupan en los dos tipos siguientes:

a)Ríos de caudal bruscamente variable o torrencial

b)Ríos de caudal relativamente constante (varían más o menos lentamente).

Los ríos de caudal relativamente constante, no dan problemas de índole hidráulico pero en cambio, los ríos de caudal bruscamente variable los cuales son los que normalmente se encuentran en las regiones bajas, con caudal más o menos reducido durante la mayor parte del año, incrementándose enormemente y súbitamente en la época de lluvias y durante los deshielos.

Existen diversidad de fórmulas empíricas que nos permiten estimar la profundidad de las socavaciones, el solo seleccionar la ecuación de mejor comportamiento es difícil, aun cuando hay autores que recomiendan el uso de una y otra fórmula en los diversos tipos de ríos.


Entre las varias fórmulas que existen para determinar la profundidad de socavación, se puede citar la siguiente que tiene aplicación especialmente en caso de ríos medianamente caudalosos.

h=k*H*V^2

Donde:
h = Profundidad de socavación en metros.
k = Constante característica del terreno en seg^2/m^2
H = Profundidad de la corriente en metros.
V^2 = Velocidad de las aguas en m/seg.

La constante k para algunos materiales tiene los siguientes valores que se muestran en la tabla:


MATERIAL K(seg2/m2)

Ripio conglomerado 0.01
Ripio suelto 0.04
Arena 0.06
Fango 0.08

Una vez estimada la profundidad de socavación, se puede definir la cota de fundación de las pilas adicionando al valor estimado con la fórmula anterior, una altura mínima de 3 m. Inclusive se debe analizar la posibilidad de hincar pilotes.


Es indispensable el conocimiento de la naturaleza del subsuelo para fijar la profundidad de fundación conveniente.


Defensivos:
Reciben esta denominación los diferentes sistemas destinados a proteger las playas de los ríos y terraplenes de acceso al puente. En consecuencia pueden ser definidos como protecciones y como espigones.

Protecciones:
Corresponden a pedraplenes que son sistemas de revestimiento con piedra bolona del mayor tamaño posible o en su defecto bloques de hormigón.

Espigones:
Estos se ubican aguas arriba y en correspondencia con las playas que tienden a la socavación, provocándose con ellos más bien la sedimentación para estabilizar el cauce del río.



Ingeniería Hidráulica Aplicada en Alcantarillados
La red de alcantarillado o alcantarillados es un conjunto de conductos cerrados o abiertos dispuestos en las vías públicas, está destinada a recolectar, evacuar y disponer finalmente las aguas residuales o pluviales de una población.
objetivos del alcantarillado:

- Mejoría de las condiciones sanitarias locales y el consecuente aumento de la productividad.

- - Conservación de recursos naturales.

- Recojo y alejamiento rápido y seguro de las aguas residuales.

- Disposición adecuada, sanitariamente hablando del afluente.

- Eliminación de focos de contaminación, así como de aspectos estéticos (olores desagradables).

Tipos de sistemas de alcantarillado:
1. Sistema combinado:
Este sistema es llamado en nuestro país SISTEMA UNITARIO. Es la red de alcantarillado que recibe las aguas negras o residuales y las aguas pluviales al mismo tiempo.

2. Sistema separado (Unitario):

Recolecta en un solo conducto las aguas servidas y en otro conducto las aguas pluviales. Están dispuestos según el eje de la calzada, a un metro de distancia entre colectores y van paralelamente.


3. Sistema semicombinado:

Es el que recibe las aguas negras y aguas pluviales provenientes de los patios o áreas edificadas.

Diámetros Máximos y Mínimos para Sistemas de Alcantarillados
El diámetro mínimo que se adopta en un sistema de alcantarillado sanitario es de 6".

El diámetro mínimo para las alcantarillas de un sistema pluvial, seria de 8" ( 200 mm. ) para casos especiales previamente justificados podrá emplearse un diámetro mínimo de 6" ( 150 mm ).

Como Seleccionar el Tipo de Alcantarilla a Utilizar
Para la selección del tipo de alcantarilla que se debe utilizar en un lugar determinado, depende de la necesidades hidráulicas y de la resistencia requerida para soportar el peso del relleno o de la carga que se mueve sobre ruedas.

En cualquier comparación total del costo de los diferentes tipos de alcantarilla que pueda seleccionarse para su uso en una instalación dada, deberán considerarse también el costo de mantenimiento

Especificaciones y Materiales de Construcción de Muros y Alas de Alcantarillados
Los muros principales de las alcantarillas se construyen principalmente para proteger los lados del terraplén contra erosión.

Además de cumplir la función de control de la erosión, los muros sirven para evitar la separación de las alcantarillas formadas por tramos de tubos y para retener el relleno.
Gracias...
Los materiales más comúnmente empleados en los muros son concreto, mampostería (piedra o grava), y metal. De éstos, el concreto es el de uso más amplio debido a su adaptabilidad a todos los tipos de alcantarilla y por que se presta a un trato arquitectónico interesante.


INGENIERIA CIVIL
Integrantes:
Alejandro Li
Francisco Troncoso
Javier Diaz
Jeysson Medina
Reina Pelaez
Hidrología:
Este estudio debe contener por lo menos la media anual de las preciptaciones, las crecidas mas y minimas, la velocidad máxima de la corriente, el caudal, las variaciones climatericas y materiales de arrastre (palizada, tempranos de hielo, y otros).
En los planes de puentes sobre río se debe restar siempre el nivel del agua.
Hidrología:
Este estudio debe contener por lo menos la media anual de las precipitaciones, las crecidas máximas y mínimas, la velocidad máxima de la corriente, el caudal, las variaciones climatéricas y materiales de arrastre (palizada, témpanos de hielo, y otros).
En los planos de puentes sobre ríos, se deben registrar siempre los niveles de agua.
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