09 octubre 2008

Estudios preliminares para el diseño de puentes

GENERALIDADES SOBRE PUENTES

Los puentes son probablemente de las estructuras más antiguas de las que se tiene noticia. Tienen como finalidad el salvar un obstáculo, tal como un valle, río o carretera, con el fin de comunicar dos puntos, permitiendo el paso de personas, vehículos o trenes. La principal función de un puente, es la de unir dos puntos alejados, con un margen adecuado de seguridad, por medio de una serie de elementos estructurales que pueden ser de diversos materiales, tales como: madera, piedra, ladrillo, concreto simple, concreto reforzado, acero estructural o mixtos.
Los puentes propiamente dichos, son estructuras de más de seis metros de largo y que no llevan colchón de tierra sobre ellos. La estructura de un puente está formada por la súper-estructura, la sub-estructura y la infra-estructura. La súper-estructura está constituida por un sistema de piso y por elementos estructurales necesarios para resistir las distintas cargas a las que se encontrará sujeta la estructura. La sub- estructura o cimentación consta de una serie de pilas que a manera de columnas, se desplantan a un nivel de terreno capaz de desarrollar las reacciones supuestas en el proyecto. En algunos casos los apoyos extremos además de transmitir fuerzas verticales, tendrán que diseñarse como muros de retención. La infra-estructura es la transmite las cargas de la cimentación a los estratos de suelo resistentes, por lo que se encuentra por debajo de la cimentación, y está constituida por pilotes, cajones de cimentación, por citar algunas.
Los puentes pueden clasificarse de diversas maneras, como son:
Por su uso: para caminos, ferrocarriles, peatonales, canales, tuberías, mixtos
Según su duración: provisionales, definitivos
Por su condición: fijos, móviles, desmontables
Por la forma de efectuar el cruce: normal, diagonal
Por la posición relativa del piso con respecto a los elementos principales de soporte: de paso superior, de paso inferior de, paso a través.
Los estudios preliminares son todos aquellos que sirven para obtener los datos necesarios para la elaboración de los anteproyectos y proyecto de un puente Los estudios que pueden ser necesarios dependiendo de la magnitud y complejidad de la obra son:
Estudios topográficos
Estudios Hidrológicos e Hidráulicos
Estudios Geológicos y Geotécnicos
Estudios de Riesgo sísmico
Estudios de Impacto Ambiental
Estudios de trafico
Estudios Complementarios
Estudios de trazos de vía


Estudios topográficos

Al rendir un informe sobre los estudios topográficos llevados a cabo para la construcción de un puente, además de dar el nombre del río o barranca, camino correspondiente, tramos del camino en el cual se encuentra, etc., estos estudios tendrán como objetivos:

a) Realizar los trabajos de campo que permitan elaborar los planos topográficos correspondientes

b) Proporcionar la definición precisa de la ubicación y las dimensiones de los elementos estructurales

c) Establecer puntos de referencia para el replanteo durante la construcción.

d) Proporcionar información de base para los estudios de hidrología e hidráulica, geología, geotecnia, así como la ecología y sus efectos en el medio ambiente.
Los estudios topográficos deberán comprender como mínimo lo siguiente:

Levantamiento topográfico general de la zona del proyecto, documentado en planos a escala entre 1:500 y 1:2000 con curvas de nivel a intervalos de 1m y comprendiendo por lo menos 100 m a cada lado del puente en dirección longitudinal (correspondiente al eje de la carretera) y en dirección transversal (la del río u otro obstáculo a ser transpuesto).
Definición de la topografía de la zona de ubicación del puente y sus accesos, con planos a escala entre 1/100 y 1/250 considerando curvas de nivel a intervalos no mayores que 1 m y con secciones verticales tanto en dirección longitudinal como en dirección transversal. Los planos deberán indicar los accesos del puente, así como autopistas, caminos, vías férreas y otras posibles referencias. Deberán indicarse igualmente con claridad la vegetación existente.
En el caso de puentes sobre cursos de agua deberá hacerse un levantamiento detallado del fondo. Será necesario indicar en planos la dirección del curso del agua y los límites aproximados de la zona inundable en las condiciones de aguas máximas y mínimas, así como los observados en eventos de carácter excepcional. Cuando las circunstancias lo ameriten, deberán indicarse los meandros del río.
Ubicación e indicación de cotas de puntos referenciales, puntos de inflexión y puntos de inicio y término de tramos curvos; ubicación y colocación de Bench Marks.
Levantamiento catastral de las zonas aledañas del puente, cuando existan edificaciones u otras obras que interfieran con el puente o sus accesos o bien que requieran ser expropiadas.

 
Los objetivos de estos estudios son establecer las características hidrológicas de los regimenes de avenidas máximas y extraordinarias y los factores hidráulicos que conllevan a una real apreciación del comportamiento hidráulico del río que permiten definir los requisitos mínimos del puente y su ubicación optima en función de los niveles de seguridad o riesgos permitidos o aceptables para las características particulares de la estructura.
Los estudios de hidrología e hidráulica para el diseño de puentes deben permitir establecer lo siguiente:
Ubicación optima del cruce
Caudal maximo de diseño hasta la ubicación del cruce
Comportamiento hidráulico del rio en el tramo que comprende el cruce
Área de flujo a ser confinada por el puente
Nivel máximo de aguas(NMA) en la ubicación del puente
Nivel mínimo recomendable para el tablero del puente
Profundidades de socavación general, por contracción y local
Profundidad mínima recomendable para la ubicación de la cimentación según su tipo
Obras de protección necesarias
Previsiones para la construcción del puente.
El programa de este tipo de estudios debe considerar la recolección de información, los trabajos de campo y los trabajos de gabinete, cuya cantidad y alcance será determinado con base a la envergadura del proyecto, en términos de su longitud y riesgo considerado
Los estudios hidrológicos e hidráulicos deben comprender lo siguiente:
Evaluación de estudios similares realizados en la zona de ubicación del puente; en el caso de un reemplazo de un puente colapsado es conveniente utilizar los parámetros de diseño anteriores.
Visita de campo; reconocimiento del lugar tanto en la zona de cruce como de la cuenca global.
Recolección y análisis de información hidrométrica y meteorológica existente
Caracterización hidrológica de la cuenca, considerada hasta el cruce del curso del agua con base a la determinación de las características de las respuestas de lluvia-escorrentía, y considerando aportes adicionales en la cuenca.
Selección de los métodos de estimación del caudal máximo de diseño.
Estimación de los caudales máximos para diferentes periodos de retorno y según distintos métodos; en todos los casos se recomienda llevar a cabo una prueba de ajuste de los distintos métodos de análisis para la selección del mejor.
Selección de secciones transversales representativas del cause y la obtención del perfil longitudinal.
Determinación de las características hidráulicas del flujo
Determinación de las profundidades de socavación general por contracción total y local
Recomendaciones de protección y/o consideraciones de diseño adicionales
Los puentes ubicados en el cruce con un curso de agua deben ser diseñados de modo que las alteraciones y obstáculos que estos representen ante este curso de agua sean previstos y puedan ser admitidos en el desempeño de la estructura a lo largo de su vida útil o se tomen medidas preventivas. Para esto deben establecerse las características hidrogeodinàmicas del sistema fluvial con el objeto de determinar la estabilidad de la obra respecto al comportamiento del cause.
Los objetivos de los estudios geológicos son establecer las características geológicas, tanto local como general de las diferentes formaciones geológicas que se encuentran identificando tanto su distribución como sus características geotécnicas correspondientes.
El programa de estudios deberá considerar exploraciones de campo, cuya cantidad será determinada con base a la envergadura del proyecto.
Los estudios geológicos comprenderán:
Descripción geomorfológico
Zonificacion geológica de la zona
Identificación y características de fallas geológicas
Definición de zonas de deslizamientos, huéyancos y aluviones sucedidos en el pasado y de potencial ocurrencia en el futuro
Los objetivos de estos estudios son establecer las características geotécnicas, es decir, la estratigrafía, la identificación y las propiedades físicas y mecánicas de los suelos para el diseño de cimentaciones estables.
El estudio debe considerar exploraciones de campo y ensayos de laboratorio, cuya cantidad será determinada con base a la envergadura del proyecto en términos de su longitud y las condiciones del suelo. Los estudios deberán comprender la zona de ubicación del puente, estribos, pilares y accesos
Los estudios geotécnicos deberán comprender lo siguiente:
Ensayos de campo en suelos y/o rocas
Ensayos de laboratorio en muestras de suelo y/o roca extraídas en la zona
Descripción de las condiciones del suelo, estratigrafía e identificación de los estratos de suelo o base rocosa
Definición de tipos y profundidades de cimentación adecuados, asì como parámetros geotécnicos preliminares para el diseño del puente al nivel de anteproyecto
Presentación de los resultados y recomendaciones sobre especificaciones constructivas y obras de protección.








1 comentario:

telesforo serrano paz dijo...

creo que son muy asertados los parametros escritos en ESTUDIOS PRELIMINARES PARA EL DISEÑO DE UN PUENTE. Y con respecto a esos estudios que creo que son fundamentales. y para obtener un proyecto ejecutivo que otros estudios harian falta? si puden hacer un comentario a mi pregunta mi correo es: serrano8511@hotmail.com grasias por su atencion.