Primera Parada: Puente de Yarabamba

CONOCIMIENTOS DICTADOS EN CAMPO

En la primera parada se divisó el puente que cruza el Rio Yarabamba del cual pudimos aprender que:

Para ejecutar una obra como esta se tienen que tener conceptos claros de:

Hidrología: Conocer el caudal, ya que este generara una fuerza de impacto en cada curva de nuestro cauce en la cual por supuesto se perderá energía, teniendo como base este dato podremos así diseñar estribos apropiados.

Seguridad: Con ayuda de la Ingeniería Geotécnica conocer el tipo de cimentación a emplear para evitar así el volcamiento u otro fenómeno ejercido por el rio y/o la carga ejercida por el puente.

Estribos: Es necesario el buen diseño de estribos ya que estos transmitirán el peso a los cimientos, mantendrán la disposición de la tierra, en este caso soportaran el impacto del rio ya que aquí se observa una curva.

Agua subterránea: Es necesario conocer la presencia de agua subterránea ya que influye críticamente en la estabilidad de nuestra estructura, por lo tanto será conveniente emplear calicatas , o en todo caso inspeccionar el lugar.

Se observó presencia de freatofitas lo cual es un claro indicio de agua subterránea.

La presencia de vegetación especialmente freatofitas, paja de cortadera entre otros es denominado afloramiento.

Presencia de freatofitas

Estribos:

Son los encargados de resistir el empuje de los suelos como también transmitir la carga del tablero, suelen estar construidos de hormigón armado.

Son una aplicación singular de los muros de contención, cuyo diseño se hace en condiciones estáticas, lo ideal sería hacerlo en condiciones dinámicas pero debido a la complejidad caótica de este se opta por la primera opción.

Estoy estribos tienen la tarea de resistir el empuje activo como también el pasivo, el empuje pasivo tiene a ser el generado por el suelo mismo, para estos diseños también se tienen en cuenta la profundidad de erosión, ya que puede afectar de manera sustancial la estabilidad.

Ubicación del Puente :

Para la ubicación del puente se tienen que tener en cuenta factores como:

Considerar por sobre todo la ubicación del estribo más crítico.

El caudal del rio, específicamente donde se ubicara el puente y por lo tanto el estribo.

Se busca la longitud más corta del puente, ya que una mayor distancia generara más inconvenientes al momento del diseño.

Analizar los codos por los cuales pasara el rio, ya que generara choque y por lo tanto inestabilidad.

En nuestra visita se observó un empedrado de piedra ciclópea como una probable solución a tal choque ya que dicho puente está ubicado en un codo.

Empedrado de piedra ciclópea

Estribo de un puente

CONOCIMIENTO EVOCADO A LAS SUBESTRUCTURAS DE UN PUENTE

El diseño de la subestructura influye directamente en la configuración de la superestructura. Por ejemplo, la ubicación de los estribos determina la longitud total del puente y el número de pilares controla el peralte de las vigas. Asimismo, la calidad de la subestructura controla el nivel de funcionamiento del puente. Este diseño de la subestructura requiere mayores consideraciones debido está expuesta a varios tipos de cargas como de la superestructura, de agua, de relleno y del suelo de cimentación con sus respectivos tipos de falla como vuelco, deslizamiento o presión portante. Además, el diseño se complica de inesperadas condiciones geológicas, o complicadas geometrías de tableros con curvas horizontales o verticales.

Erosión

Los estribos y pilares ubicados en el curso del río o en las llanuras de inundación están expuestos a la erosión. Desafortunadamente, este efecto es extremadamente complejo de predecir y calcular lo que lo convierte en el causante de la gran mayoría de los colapsos de puentes.

En general, se pueden distinguir tres tipos de erosión. El primer tipo de erosión ocurre en el fondo del río durante periodos de avenidas o inundación. En estos periodos, las altas velocidades son capaces de mover grandes cantidades de materiales, reduciendo el nivel del fondo. Este efecto se ve incrementado cauces angostos. Para condiciones típicas, se puede decir que la erosión es proporcional al incremento del nivel de agua.

El segundo tipo de erosión ocurre en las curvas de ríos. La erosión se presenta en las riveras exteriores de las curvas debido a las mayores velocidades del flujo. En cambio, las riveras interiores serán sedimentadas producto de las bajas velocidades. Los estribos ubicados en los estribos exteriores de las curvas deberán ser protegidos contra la socavación colocando mallas geotécnicas o protecciones de concreto o cimentando los estribos a una profundidad mayor de la máxima erosión posible.

Primer Tipo de Erosión: Durante Avenidas

Segundo Tipo de Erosión: Lateral

El tercer tipo de erosión es producto de la obstrucción de los pilares. Esta erosión localizada depende de muchos factores como la configuración de los pilares, el ángulo de inclinación entre el flujo y el pilar, la contracción del cauce y los escombros depositados en el fondo.

Diseño de estribos

Los estribos son un tipo particular de muros de contención que sirven de apoyo a la superestructura del puente. El estribo debe ser capaz de mantener el cauce estable y la vez contener el terraplén. Los estribos pueden ser: estribos de gravedad, estribos en U, estribos reforzados (voladizo), estribos de semigravedad (parcialmente reforzados) o estribos de

Tercer Tipo de Erosión: Local en un Pilar

pantalla y contrafuerte. En el caso de puentes provisionales o en aquellos en que se puede dejar que el terreno caiga libremente, se puede construir los estribos con pilotes, viga cabezal y muro parapeto, que contiene las tierras (estribos abiertos). En la figura mostramos algunos tipos de estribos.

Los estribos de gravedad son más comunes para alturas de 4.0m, y los estribos de contrafuertes son más usados para alturas de 7.0 m a mayores.

Sin embargo, la altura no es una limitación estricta para el tipo de estribo. La elección del tipo de estribo se hace teniendo en cuenta varios criterios como: el costo de construcción y mantenimiento, corte y relleno del terreno, seguridad en la construcción, estética y semejanza con estructuras adyacentes, etc.

La norma AASHTO (1994) LRFD Bridge Design Specification, requiere el uso del método LRFD en el diseño de estribos. Es decir, los estribos deben ser diseñados para los estados límites últimos (resistencia) y los estados límites de serviciabilidad (deformaciones, fatiga, grietas, deterioros). Asimismo, el método tradicional de esfuerzos admisibles ASD puede ser usado en el diseño de estribos. La elección del método de diseño entre LRFD o ASD, no influye drásticamente en los resultados de cimentaciones como en el caso de las superestructuras (Barker, 1997).

Cargas y fuerzas de presión de tierra en estribos

Los estribos se encuentran sujetos a las fuerzas de presión de tierras activas y pasivas. Cada una de estas presiones corresponde a las diferentes condiciones de dirección y magnitud de del movimiento de los estribos. Existen muchos métodos para determinar las fuerzas de empuje activas y pasivas sobre los estribos, como Coulomb, Rankine o la de Caquot-Kerisel, cada una de ellas tiene sus ventajas y se deberá elegir la adecuada para el diseño. El método de cuñas de Coulomb puede usarse para rellenos irregulares, mientras que la teoría de Rankine y Caquot-Kerisel se usan para formas más regulares.

Fuerza de Presión Activa Fuerza de Presión Pasiva