Practico 3
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ESTUDIOS PRELIMINARES PARA EL DISEÑO DE PUENTES.
PUENTES.
Un puente es una construcción, por lo general artificial, que permite salvar un accidente geográfico o
cualquier otro obstáculo físico como un río, un cañón, un valle, un camino, una vía férrea, un cuerpo de
agua, o cualquier obstrucción. El diseño de cada puente varía dependiendo de su función y la
naturaleza del terreno sobre el que el puente es construido.
Su proyecto y su cálculo pertenecen a la ingeniería estructural, siendo numerosos los tipos de diseños
que se han aplicado a lo largo de la historia, influidos por los materiales disponibles, las técnicas
desarrolladas y las consideraciones económicas, entre otros factores.
Los puentes modernos. Los puentes modernos se caracterizan por los elementos estructurales
utilizados como cantilever o de tirantes, colgantes, de arco de acero, de arco de hormigón, de arco de
piedra, de vigas trianguladas o de pontones. Los puentes móviles son construcciones de puentes en
casos especiales como el paso de grandes barcos.
ESTUDIOS PRELIMINARES
Los estudios preliminares son todos aquellos que sirven para obtener los datos necesarios para la
elaboración de los anteproyectos y proyecto de un puente. Hay muchos factores que deben
considerarse en el diseño preliminar de un puente. Algunos de los más comunes de se enumeran a
continuación en las categorías generales:
Requisitos del sitio
Topografía
Alineación (tangente, curva, pendiente)
Perfil vertical, superelevación
Clase de carretera y velocidad
Propuesto o los servicios públicos existentes
Seguridad
Viabilidad de los apoyos
La densidad y la velocidad del tráfico
Desvíos o posible eliminación de los desvíos por la puesta en escena de la construcción
Vista a distancia gálibo horizontal a los muelles
Riesgos para los peatones, ciclistas
Económico
Clasificación de la financiación (fondos federales y estatales)
Nivel de financiación
Estimación preliminar de costos
Estructural
Limitación de la estructura profunda
Requisitos para la ampliación futura
Cimentación y las condiciones de las aguas subterráneas
Previstos de liquidación
Etapa de construcción
Limitaciones para los apoyos
Ambiental
Condiciones del sitio (humedales y las zonas ecológicamente sensibles)
Requerimientos del Estudio de Impacto Ambiental
Medidas atenuantes
Acceso a la construcción
Estética
Aspecto general
Compatibilidad con el entorno y las estructuras adyacentes
Exposición y experiencia visual para el público
Construcción
Manejabilidad de la construcción
Autorización de construcciones temporales
Problemas de construcción
Dificultades para el acarreo y acceso al sitio
Plazo para la construcción
Hidráulico
Drenaje en los tableros del puente
Condiciones del flujo de la corriente y la canalización
Paso de los escombros en las inundaciones
Banco y la protección del muelle
Examen de una alcantarilla como una solución alternativa
El efecto del muelle como un obstáculo al momento de arrastre de agua (forma, ancho,
inclinación, número de columnas)
Mantenimiento
Concreto y acero
Juntas de dilatación
Rodamientos
Sistemas para proteger la cubierta
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 TOPOGRAFICOS
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.
ESTÚDIOS DE HIDROLOGIA E HIDRÁULICA
Los objetivos de estos estudios son establecer las características hidrológicas de los regímenes 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 máximo 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
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 cauce 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 cauce.
ESTUDIOS DE EXPLORACION DE
SUELOS
Se debe establecer la topografía actual del sitio e emplazamiento del puente mediante mapas de
curvas de nivel y fotografías. Estos estudios deben incluir los antecedentes del predio en términos de
los movimientos de masas del suelo, erosión de suelos y rocas y serpenteo de los cursos de agua. La
realización del programa de exploración de suelos es parte del proceso necesario para obtener
información relevante para el diseño y la construcción de los elementos de la subestructura. Los
procesos que deberían preceder al programa de exploración en sí incluyen la búsqueda y estudio de
información publicada o no publicada sobre el predio donde se ubicará la construcción o sobre áreas
cercanas, una inspección visual del sitio y el diseño del programa de exploración de suelos.
Como mínimo, el programa de exploración de suelos debe permitir obtener información suficiente para
analizar la estabilidad y el asentamiento de las fundaciones con respecto a:
Formaciones geológicas;
Ubicación y espesor de las unidades de suelo y roca;
Propiedades físicas de las unidades de suelo y roca, incluyendo su densidad,
resistencia al corte y compresibilidad;
Condiciones del agua freática;
Topografía del terreno; y
Consideraciones locales, por ejemplo, presencia de depósitos de suelos licuables,
vacíos subterráneos debidos a la meteorización o actividad minera, o potencial de
inestabilidad de taludes.
También se deberán realizar ensayos en laboratorio y/o in situ para determinar las características de
resistencia, deformación y flujo de los suelos y/o rocas y establecer si son adecuados para la
fundación seleccionada.
La Tabla 1.3 indica algunas características de los ensayos in situ que se realizan habitualmente.
TABLA 1.3 Ensayos de Suelos Realizados In Situ
ESTUDIOS GEOLÓGICOS
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 Zonificación 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.
ESTUDIOS GEOTÉCNICOS.
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 bases rocosas Definición de tipos y
profundidades de cimentación adecuada, así
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.
ESTUDIOS DE IMPACTO AMBIENTAL
La Construcción de un puente modifica el medio y en consecuencia las condiciones socio-económicas,
culturales y ecológicas del ámbito donde se ejecutan; y es allí cuando surge la necesidad de una
evaluación bajo un enfoque global ambiental. Muchas veces esta modificación es positiva para los
objetivos sociales y económicos que se tratan de alcanzar, pero en muchas otras ocasiones la falta de
un debido planeamiento en su ubicación, fase de construcción y etapa de operación puede conducir a
serios desajustes debido a la alteración del medio.
Las acciones a seguir para la elaboración de un Estudio de Impacto Ambiental serán las siguientes:
Identificación de Impactos. Consiste en identificar los probables impactos a ser investigados, para lo
cual es necesario conocer primero de la manera más amplia el escenario sobre el cual incide el
proyecto; cuya ubicación, ejecución y operación afectará el entorno ecológico. Así mismo, es
imprescindible el conocimiento del proyecto a desarrollar que involucra no sólo el contexto técnico sino
también las repercusiones sociales y experiencias del desarrollo de este tipo de proyectos en otros
escenarios.
Previsión de Impactos. El objetivo en este nivel está orientado hacia la descripción cuantitativa o
cualitativa, o una combinación de ambas, de las principales consecuencias ambientales que se han
detectado en el análisis previo.
Interpretación de Impactos. Implica analizar cuán importante es la alteración medio ambiental en
relación a la conservación original del área.
Información a las comunidades y a las autoridades sobre los impactos ambientales. En esta
etapa hay que sintetizar los impactos para presentarlos al público que será afectado por los impactos
ambientales detectados; y a las autoridades políticas con poder de decisión. La presentación deberá ser
lo suficientemente objetiva para mostrar las ventajas y desventajas que conlleva la ejecución del
proyecto.
Plan de Monitoreo o Control Ambiental. Fundamentalmente en esta etapa se debe tener en cuenta
las propuestas de las medidas de mitigación y de compensación, en función de tos problemas
detectados en los pasos previos considerados en el Estudio.
ESTUDIOS DE TRÁFICO
Se efectuaran estudios de tráfico correspondiente a volumen y clasificación de tránsito en puntos
establecidos, con el objetivo de determinar las características de la infraestructura vial y la
superestructura del puente.
La metodología a seguir podría ser la siguiente:
Conteo de Tráfico
Se definirán estaciones de conteo ubicadas en el área de influencia (indicando en un gráfico).
Se colocará personal clasificado, provisto de formatos de campo, donde anotarán la información
acumulada por cada rango horario.
Clasificación y Tabulación de la Información
Se deberán adjuntar cuadros indicando el volumen y clasificación vehicular por estación.
Análisis y consistencia de la información
Esto se llevara a cabo comparando con estadísticas existentes a fin de obtener los factores de
corrección estacional para cada estación.
ESTUDIOS COMPLEMENTARIOS
Los estudios se refieren a aquellos trabajos que son complementarios a los estudios básicos, como son
las instalaciones eléctricas, instalaciones sanitarias, señalización, coordinaciones con terceros y
cualquier otro que sea necesario al proyecto. En lo que se refiere a instalaciones eléctricas, la
factibilidad del servicio, así como su punto de aplicación, y en lo que se refiere a Instalaciones
Sanitarias, la verificación y posibles influencias de las redes existentes de agua y/o desagüe serán
coordinadas con los organismos encargados de los servicios de electricidad y saneamiento
respectivamente.
La señalización deberá estar de acuerdo con las necesidades del puente y accesos y en concordancia
con el Manual de Señalización vigente. Cualquier imprevisto o problema deberá ser coordinado con la
Municipalidad respectiva y/o con terceros que pudieran estar relacionados.
Esto se hace en coordinación de las instituciones encargadas de dichos servicios públicos.
ESTUDIO DE TRAZO Y DISEÑO VIAL DE LOS ACCESOS
En esta parte del estudio se deben definir las características geométricas y técnicas del tramo de
carretera que enlaza el puente en su nueva ubicación con la carretera existente.
Diseño Geométrico: Se deben definir el alineamiento horizontal y el perfil longitudinal en los tramos de
los accesos, así como las características geométricas de la calzada y cunetas en las diferentes zonas
de corte y relleno de los accesos.
Trabajos Topográficos: Se debe realizar el levantamiento topográfico con curvas de nivel a cada metro
y con secciones transversales a cada 20 metros. El estacado del eje debe tener distancias de 20 metros
para tramos en tangente y 10 para tramos en curva.
Referenciación de los puntos obligados con respecto a marcas en el terreno o monumentación de
concreto debidamente protegidos que permita su fácil ubicación.
Calculo de las coordenadas de los vértices de la poligonal definitiva teniendo como referencia los hitos
geodésicos más cercanos.
Dentro de estos estudios se encuentra el Diseño de la pavimentación y de la señalización.
UNIVERSIDAD AUTONOMA GABRIEL RENE
MORENO
FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS
INGENIERIA CIVIL
PRACTICO #3
NOMBRE: Silvia Patricia Bravo Jimenez
N° DE REG: 210012129
MATERIA: Puentes GRUPO: A
DOCENTE: Ing. Silvio Gomez Rios
Santa Cruz - Bolivia