Socavación en puentes

Socavación en puentes

Evaluación, instrumentación y cálculo

Con el ánimo de contribuir a tener un enfoque integral sobre los problemas de socavación que afectan puentes situados en cauces aluviales se publicó un primer libro titulado Socavación en Puentes. Teoría y práctica, el cual incluyó temáticas como: conceptos fundamentales sobre socavación en puentes, estudios previos, métodos para calcular los componentes de socavación local debidos al puente, como son la contracción y la socavación en pilas y en estribos; inspección de puentes; evaluación de la estabilidad, y criterios para la cimentación y medidas de protección. Este nuevo libro, Socavación en puentes: evaluación, instrumentación y cálculo, contiene temas complementarios y actualizados que permiten hacer la evaluación en profundidad de un puente, incluyendo: evaluación de procesos fluviales, instrumentación de puentes, ejemplo de cálculos de socavación usando el programa computacional HEC-RAS del Cuerpo de Ingenieros de la Armada de los Estados Unidos de América y un glosario sobre conceptos básicos relacionados con los temas, los cuales son de utilidad para los profesionales que, sin ser especialistas en hidráulica fluvial, requieren enfrentar problemas de socavación en puentes. A pesar de la gran cantidad de investigación realizada en el mundo hasta la fecha, siguen existiendo muchas incertidumbres y problemas causados por fallas de puentes por socavación, por lo que el tema seguirá interesando a estudiantes, profesionales e investigadores.

Contenido

Agradecimientos 9

Introducción 11

1. Evaluación de procesos fluviales 13

Socavación total en un puente 14

Formas de socavación 16

Clasificación de los materiales 18

Degradación 25

Agradación 37

Controles al flujo 42

Ejemplo de socavación general 44

Escalas de evaluación de un proceso fluvial 48

Metodología para el análisis de un problema fluvial 51

Evaluación de la estabilidad de un cauce 58

Métodos de evaluación de la socavación general

del cauce o degradación a largo plazo 63

Métodos de cálculo de la erosión del cauce 83

Cálculo de la socavación en curvas 88

Cálculo de la socavación en confluencias 91

Variaciones del cauce en planta 93

Estimación de la migración lateral de la corriente 95

Socavación al pie de presas vertedoras 99

Socavación aguas abajo de estructuras de caída 101

Socavación en alcantarillas con fondo abierto 103

Métodos tradicionales para cálculo de la socavación localizada en puentes 104

Métodos novedosos para cálculo de la socavación localizada en puentes 136

Gálibo 164

Comentarios finales a los cálculos de socavación en puentes 165

2. Instrumentación de puentes 169

Tipos de instrumentación 170

Factores a considerar para selección de la instrumentación 172

Instrumentación fija 173

Instrumentación portátil 189

Recientes desarrollos en instrumentación 201

Costo de la instrumentación 211

3. Ejemplo de cálculo de la socavación en puentes usando el programa HEC-RAS 213

Objetivos 213

Localización 214

El problema 214

Estudios realizados 215

Modelización hidráulica de ríos usando el programa HEC-RAS 4.1.0 230

Resultados de la modelización hidráulica para el caudal de diseño 259

Cálculos de socavación 263

Recomendaciones finales 300

Anexo 1. Coeficientes de rugosidad n de Manning y rugosidad equivalente k 301

Estimación del n de Manning 301

Coeficientes de rugosidad de Manning 302

Uso de ecuaciones 308

Resistencia al flujo en planicies de inundación 310

Estimación de la rugosidad equivalente k 310

Glosario 313

Referencias 363

Índice analítico 373

Sobre la autora 377