ESTUDIO DEL PUENTE SOBRE RPNº 301 QUE CRUZA EL RIO LULES

Se estudio el puente del la RPNº 301 que cruza el Río Lules ubicada a una

distancia de 18.00 km de la Capital de la Provincia de Tucumán. Dicho puente es

el acceso a la ciudad de Lules. El puente tiene una longitud de 100.00 m con 4

vanos de 25.00 m. Se determino el calado de erosión general y el calado en pilas

y estribos y además se estudio la morfología del cauce.

El Río Lules en la zona del puente tiene un ancho medio de 240 m. Cuando

el río cruza el puente se produce un estrechamiento brusco del cauce, ya que

pasa de un ancho medio de 240 m a 100 m provocando un aumento de erosión

general, de pilas y estribo dañando sobre todo el estribo de margen izquierda que

es el mas comprometido y es el que en la actualidad se encuentra dañado. Aguas

arriba del puente carretero, a unos 750 m, existe un puente ferroviario de luz

generosa de unos 240 m de longitud, que en la actualidad se encuentra fuera de

servicio y la gente lo usa como pasarela, y en épocas de crecida el agua pasa a

través del puente ocupando la totalidad de los vanos. Aguas abajo del puente

ferroviario el agua choca contra la margen derecha y se desvía hacia la otra

margen provocando la erosión de la misma. En la fotografía obtenida del Gogle

Earh, sacada el 27 de Mayo del 2002, se puede ver con claridad que la margen

derecha se mete en el cauce y provoca que el flujo se vuelque hacia la margen

izquierda. Aguas abajo de esta situación el cauce se estrangula para poder pasar

a través del puente carretero. En este contexto complicado es donde se propone

medidas estructurales pasivas que son orientadas al aumento la capacidad del

cauce y la protección del mismo y además aumentar la longitud del puente

carretero que en la actualidad es totalmente insuficiente.

1

Fotografía del puente Ferroviario General Belgrano de 240 m de longitud que en la

actualidad esta fuera de servicio.

2

Generalidades

Para el estudio se tomo el caudal de diseño con el que se proyecto en

Potrero de la Tablas. Si bien la presa se encuentra aguas arriba de la del puente

en estudio sobre la RPNº 301, el estudio abarca la totalidad de la cuenca superior

y la media que es de 75700 ha que es el 96.8% del total de la cuenca. Es por este

motivo que se aumento el caudal calculado en aquel informe en un 5 % para 50

años y 10% para 100 años y de esta manera se tendra en cuenta la superficie

faltante y se estará dimensionando del lado de la seguridad. Se muestra en el

plano la totalidad de la cuenca y se transcribe el informe realizado para la

determinación del caudal.

En primer lugar se realizó un análisis de crecientes registradas en el río

Lules a fin de determinar el pico de crecida a considerarse en el estudio. Estas se

podrán relacionar con el tiempo de recurrencia.

3

Para ello, con los registros existentes, se conformó una serie de caudales

instantáneos máximos anuales correspondientes al proyecto del dique Potrero de

Las Tablas completado con otras fuentes.

Con esta recopilación se ha obtenido un registro de crecientes máximas

anuales de 43 años de longitud, comenzando en el año 1915 hasta el año 1980.

Al ser la serie suficientemente extensa, se utilizó una metodología de

análisis estadístico para la determinación de la recurrencia de las crecidas, por ser

la más confiable y la recomendada por la bibliografía especializada.

Se ajustaron entonces los registros a distintas distribuciones teóricas de

probabilidad, con el objeto de inferir valores de la variable para distintas niveles de

recurrencia.

Se utilizaron entonces las siguientes funciones teóricas de probabilidad:

1 - Log Normal (2 parámetros) -Ajuste por Máxima Verosimilitud

2 - Gumbel - Ajuste por Momentos Ponderados por Probabilidad

3 - General de Valores Extremos- Momentos ponderados por

Probabilidad

4 - Pearson IV- Máxima Verosimilitud

5 - Log- Pearson IV- Momentos Mixtos

6 - Exponencial - Momentos (método tradicional)

7 - Wakeby- Momentos Ponderados por Probabilidad.

Los resultados obtenidos del análisis son los siguientes:

ESTUDIO ESTADISTICO DE: Caudales [m3/s]SERIE DE CALCULO: qmaxESTACION : Potrero de las Tablas(desde 1914)ANO INICIAL : 1915 ANO FINAL : 1980

ESTADISTICOS :VARIABLE ORIGINAL (X) :MEDIA DESVIO COEF. COEF. COEF. COEF.ASIMETRIA VARIACION ASIM/VARI CURTOSIS338.1 286.45 1.11 .8471 1.32 3.05

4

VALORES EXTREMOS : INDICES :MAXIMO MINIMO RANGO MAXIMA MINIMA MIN-MAX MAX-MIN1100. 25. 1075. 3.253 .074 .023 44.000

VALORES DE LA VARIABLE PARA DISTINTAS PROBABILIDADESPROBABILIDAD LOGGAUSS GUMBEL PEARSON EXPONENC.

.0010 2502.7 1759.1 1682.8 2030.4

.0050 1715.2 1397.4 1365.9 1569.4

.0100 1428.0 1241.2 1224.9 1370.8

.0200 1168.5 1084.5 1080.3 1172.3

.1000 662.2 713.7 722.2 711.3

.2000 479.1 545.3 551.1 512.7

.3000 379.4 440.0 441.9 396.6

.4000 310.9 359.4 357.6 314.2

.5000 258.0 290.8 286.0 250.2

.6000 214.1 228.2 221.2 198.0

Cuadro resumen

PROBABILIDAD Recurrencia LOGGAUSS GUMBEL PEARSON EXPONENC.0.001 1000.0 2502.7 1759.1 1682.8 2030.4

0.005 200.0 1715.2 1397.4 1365.9 1569.4

0.010 100.0 1428.0 1241.2 1224.9 1370.8

0.020 50.0 1168.5 1084.5 1080.3 1172.3

0.100 10.0 662.2 713.7 722.2 711.3

0.200 5.0 479.1 545.3 551.1 512.7

0.300 3.3 379.4 440.0 441.9 396.6

0.400 2.5 310.9 359.4 357.6 314.2

0.500 2.0 258.0 290.8 286.0 250.2

0.600 1.7 214.1 228.2 221.2 198.0

Para un tiempo de recurrencia de 50 años se tomo un caudal de 1227

m3/s y para 100 años de 1571 m3/s.

Memoria de cálculo hidráulica

Para efectuar el análisis hidráulico se consideró adecuada la aplicación de

un modelo matemático para simular los perfiles hidráulicos en cada uno de los

tramos adyacentes -aguas arriba y aguas abajo- al puente.

El trabajo para el presente análisis fue el HEC-RAS (River Analsis Sstem),

desarrollado por el Centro de Ingeniería Hidrológica (Hydrologic Engineering

Center) del Cuerpo de Ingenieros de la Armada de los EE.UU. (U. S. Army Corps

of Engineers). El modelo numérico incluido en este programa permite realizar

análisis del flujo permanente unidimensional (1D) gradualmente variado en cauces

naturales de secciones transversales de geometría cualesquiera.

5

La información topográfica utilizada para los cálculos fue recolectada con

las técnicas habituales de perfil longitudinal a lo largo del curso fluvial con

secciones transversales a intervalos de longitud regulares. Como normativa

general, se relevaron secciones transversales aguas arriba de la sección de

emplazamiento del cruce ferroviario como carretero y secciones aguas abajo. El

relevamiento topográfico realizado por el departamento de Estudios y Proyectos

tiene una longitud de 1500 m y un ancho que varia que va desde 500 m a 200 m el

cual fue utilizado para la modelización matemática.

Debe destacarse que los resultados de la simulación con HEC-RAS son

altamente sensitivos a la calidad de la información topográfica de base, como los

quiebres de pendientes longitudinales tan comunes en este tipo de cauces

pedemontanos con significativa actividad en lo que se refiere a su dinámica

geomorfológica, lo que se traduce en algunos en pendientes longitudinales

altamente variables en los tramos analizados.

Para el cálculo se utilizaron los siguientes parámetros:

1_ Coeficiente de Manning del cauce principal: 0.04

2_ Coeficiente de Manning de la planicie de inundaciones:0.06

3_ Coeficiente de Contracción en el cauce:0.1

4_ Coeficiente de Expansión en el cauce: 0.3.

5_ En puente ferroviario el coeficiente de Contracción: 0.3

6_ En puente ferroviario el coeficiente de Expansión: 0.5

7_ En puente carretero el coeficiente de Contracción: 0.6

8_ En puente carretero el coeficiente de Expansión: 0.8

Los resultados de los cálculos se pueden observar en las planillas y gráficos

siguientes para la situación actual:

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Parámetros hidráulicos para la situación actual

PerfilTiempo de

Recurrencia Nivel MinNivelAgua

NivelCrit.

LíneaEnerg.

PendEnerg. Vel Área Froude

(m) (m) (m) (m) (m/m) (m/s) (m2)28 Tr 50 98.81 102.62 101.49 102.88 0.002517 2.29 524.61 0.4628 Tr 100 98.81 103.02 101.8 103.32 0.002506 2.45 611.53 0.47

27 Tr 50 97.43 102.57 102.75 0.00135 1.85 647.2 0.3527 Tr 100 97.43 102.98 103.19 0.001528 2.03 739.24 0.37

26 Tr 50 98.19 102.49 102.69 0.001639 2.01 598.24 0.3826 Tr 100 98.19 102.88 103.13 0.00166 2.19 692.02 0.39

25 Tr 50 97.97 102.28 101.13 102.55 0.002779 2.32 518.16 0.4825 Tr 100 97.97 102.68 101.47 102.99 0.002599 2.48 609.8 0.47

24.5 Puente Ferroviario

24 Tr 50 97.76 101.14 101.14 102.05 0.011769 4.24 293.97 0.9624 Tr 100 97.76 101.5 101.5 102.45 0.011727 4.38 358.98 0.97

23 Tr 50 97.54 100.85 101.55 0.006294 3.71 331.2 0.7423 Tr 100 97.54 101.25 102.04 0.005954 3.97 402.67 0.73

22 Tr 50 96.78 100.45 101.02 0.004123 3.41 391.73 0.6122 Tr 100 96.78 100.88 101.51 0.003951 3.63 483.6 0.61

21 Tr 50 96 100.12 100.81 0.004916 3.76 361.51 0.6721 Tr 100 96 100.49 101.29 0.005024 4.09 435.29 0.69

20 Tr 50 95.82 99.63 98.92 100.17 0.004332 3.3 425.15 0.6220 Tr 100 95.82 99.96 99.37 100.58 0.004554 3.61 505.26 0.65

19 Tr 50 95.7 99.27 98.8 99.81 0.005116 3.33 426.46 0.6619 Tr 100 95.7 99.54 99.17 100.19 0.005514 3.68 495.83 0.7

18 Tr 50 95.5 98.88 98.15 99.25 0.003417 2.76 514.2 0.5418 Tr 100 95.5 99.29 98.47 99.68 0.003129 2.9 628.2 0.53

17 Tr 50 95.2 98.41 97.87 98.88 0.004388 3.12 462.29 0.6217 Tr 100 95.2 98.92 98.17 99.38 0.003574 3.15 596.12 0.57

16 Tr 50 94.88 98.2 97.53 98.47 0.003585 2.3 523.01 0.5316 Tr 100 94.88 98.83 97.73 99.06 0.002132 2.14 745.84 0.43

15 Tr 50 94.42 98.12 97.13 98.33 0.002252 2.04 613.44 0.4315 Tr 100 94.42 98.79 97.35 98.97 0.001442 1.91 883.22 0.36

7

PerfilTiempo de

Recurrencia Nivel MinNivelAgua

NivelCrit.

LíneaEnerg.

PendEnerg. Vel Área Froude

(m) (m) (m) (m) (m/m) (m/s) (m2)14 Tr 50 93.72 97.91 96.63 98.09 0.001774 1.89 718.73 0.3914 Tr 100 93.72 98.69 96.89 98.83 0.00101 1.71 1037.39 0.31

13 Tr 50 92.49 97.85 96.04 97.99 0.000957 1.69 867.83 0.313 Tr 100 92.49 98.66 96.28 98.77 0.000626 1.57 1261.68 0.25

12 Tr 50 92.61 97.42 95.79 97.82 0.002241 2.83 424.43 0.4612 Tr 100 92.61 98.18 96.17 98.55 0.002004 2.94 516.43 0.45

11.5 Puente RPNº 301

11 Tr 50 91.76 96.68 95.38 97.17 0.002995 3.15 427.21 0.5311 Tr 100 91.76 97.14 95.82 97.68 0.002901 3.35 535.02 0.53

10 Tr 50 92.63 96.07 96.77 0.005719 3.7 329.44 0.7110 Tr 100 92.63 96.81 97.37 0.003562 3.42 564.31 0.58

9 Tr 50 92.54 95.38 95.32 96.4 0.01158 4.47 268.3 0.979 Tr 100 92.54 95.74 95.73 96.89 0.011909 4.76 315.33 1

8 Tr 50 91.35 94.18 94.24 95.15 0.014775 4.35 275.82 1.058 Tr 100 91.35 94.52 94.55 95.57 0.013201 4.54 330.31 1.02

7 Tr 50 90.86 93.56 93.23 94.09 0.007031 3.32 388.75 0.757 Tr 100 90.86 93.83 93.49 94.46 0.007085 3.62 446.56 0.76

6 Tr 50 90.38 93.14 92.71 93.62 0.006096 3.05 393.58 0.696 Tr 100 90.38 93.41 92.96 93.98 0.006337 3.36 445.82 0.72

5 Tr 50 89.75 93.01 92.24 93.33 0.003672 2.58 490.84 0.555 Tr 100 89.75 93.27 92.48 93.68 0.003942 2.88 552.74 0.58

4 Tr 50 89.25 91.96 91.95 92.59 0.009812 3.9 380.22 0.884 Tr 100 89.25 92.22 92.07 92.95 0.009948 4.24 437.26 0.9

3 Tr 50 87.22 90.76 90.34 91.19 0.006212 2.91 412.13 0.693 Tr 100 87.22 91.13 90.57 91.59 0.005253 3.02 497.31 0.66

2 Tr 50 86.13 89.95 89.88 90.75 0.010354 4.12 327.4 0.92 Tr 100 86.13 90.24 90.17 91.16 0.010353 4.46 380.84 0.92

8

Perfil Longitudinal Situación Actual

Puente Ferroviario

Puente Carretero

Remanso por provocado por el estrechamiento del cauce

9

Planta del Río Lules situación actual

Puente Ferroviario

Puente Carretero

10

Calculo de la erosión en la situación actual

Se analizo la erosión general, de pila y estribos para la condición.

El problema de socavación se relaciona con dos de los más complejos

problemas hidráulicos, el primero de ellos es la mecánica del transporte de

sedimentos y el segundo la capa límite tridimensional. Además, la gran diferencia

existente entre los diversos ríos, y la variación, con el tiempo, de algunos de los

factores dominantes del proceso, hacen de la socavación un fenómeno de

solución compleja tanto por métodos experimentales o analíticos. La variación del

flujo produce variación en la capacidad de transporte de sedimento del río e

induce a alteraciones en el lecho que hacen variar de nuevo el patrón del flujo

antes de haberse establecido el equilibrio.

Si bien este es un estudio teórico, es menester aclarar que no se

consideraron la acción de tamaños superiores de bloques, que de hecho tienen

interferencia minimizando los valores de las erosiones a los obtenidas con las

hipótesis de trabajo adoptadas. No obstante se considera que de este modo nos

ponemos del lado de la seguridad y en razón de ello se lo adoptó como criterio de

diseño en criterio de mayor erosión.

Velocidad media máxima para no erosionar, Ve, Criterio de Lischtvan

Lebediev

El perfil transversal de la sección, el caudal de diseño, el tirante de agua

correspondiente, el análisis granulométrico y la distribución de los materiales del

lecho son los datos necesarios para la aplicación de este método, que se basa en

el equilibrio existente entre la velocidad media real del agua, Vr y la velocidad

necesaria para el inicio del arrastre del material del fondo, Ve, en el instante en el

que se detiene el proceso de socavación. Al aumentar la velocidad de la corriente

por incremento del caudal, aumenta también su capacidad de transporte de

sedimento, iniciándose el proceso erosivo. Debido a éste, la sección transversal

11

aumenta disminuyendo la velocidad, y con ella la capacidad de transporte hasta

que la erosión se detiene.

Teniendo en cuenta estos conceptos según Lischtvan y Lebediev (Maza

1967) las expresiones para evaluar la socavación general son las siguientes:

La movilización se analizó en diversos puntos de cada perfil transversal

considerando el tirante de estos obtenidos del modelo. De este modo se realizó

una discretización punto a punto, permitiendo de este modo obtener valores

variables de la movilización en el ancho del cauce.

1)_ La expresión para suelos con mayor presencia de materiales granular como es

el caso del Río Lules en la zona donde se estudia la ampliación del puente sobre

RPN 301 es:

Hs(1+x) = n-1 . S0.5 Ho5/3 / (0.68 . Dm0.28 . )

n: Coef. de manning

Ho: Tirante de Agua

S: Pendiente longitudinal

Dm: Diámetro medio

Coeficiente en función del período de retorno (TR), asociado al caudal de

diseño.

x= Coeficiente en función del diámetro medio

Coeficiente, depende del periodo de retorno del gasto de diseño en este caso 1

A continuación se muestra un grafico con la erosión en cada punto paracada puente analizado.

12

SITUACIÓN ACTUAL

Terreno Natural Rugosidad Caudales Profundidad en mx y n Tr 100 Tr 50 Tr 100 Tr 50

0.00 96.45 0.08 96.45 96.58 0.00 -0.1324.64 96.45 0.08 96.45 96.58 0.00 -0.1361.08 96.64 0.08 96.64 96.69 0.00 -0.0598.28 96.38 0.08 96.38 96.54 0.00 -0.16

141.50 100.23 0.08 100.23 100.23 0.00 0.00142.57 100.24 0.08 100.24 100.24 0.00 0.00158.13 100.44 0.08 100.44 100.44 0.00 0.00184.36 100.85 0.08 100.85 100.85 0.00 0.00208.47 100.94 0.08 100.94 100.94 0.00 0.00215.70 101.08 0.08 101.08 101.08 0.00 0.00228.78 100.98 0.08 100.98 100.98 0.00 0.00231.77 101.21 0.08 101.21 101.21 0.00 0.00236.94 101.14 0.08 101.14 101.14 0.00 0.00244.66 97.99 0.04 97.99 97.99 0.00 0.00245.34 97.93 0.04 97.93 97.93 0.00 0.00248.63 97.24 0.04 97.24 97.24 0.00 0.00249.68 97.00 0.04 97.04 97.00 -0.04 0.00251.42 94.44 0.04 93.34 93.57 1.10 0.87253.53 93.09 0.04 90.90 91.15 2.19 1.94266.05 93.05 0.04 90.82 91.08 2.23 1.97271.43 93.19 0.04 91.09 91.34 2.10 1.85276.44 95.31 0.04 94.78 94.97 0.53 0.34282.61 93.14 0.04 90.99 91.25 2.15 1.89289.34 92.62 0.04 90.00 90.26 2.62 2.36297.49 93.20 0.04 91.11 91.36 2.09 1.84301.80 94.58 0.04 93.58 93.81 1.00 0.77306.29 93.14 0.04 90.99 91.25 2.15 1.89323.23 93.76 0.04 92.14 92.39 1.62 1.37342.98 92.61 0.04 89.98 90.24 2.63 2.37355.07 94.59 0.04 93.60 93.82 0.99 0.77359.26 98.16 0.06 98.16 98.16 0.00 0.00364.88 96.80 0.06 96.80 96.80 0.00 0.00376.89 97.10 0.06 97.10 97.10 0.00 0.00425.99 97.06 0.06 97.06 97.06 0.00 0.00467.18 97.37 0.06 97.37 97.37 0.00 0.00475.05 97.91 0.06 97.91 97.91 0.00 0.00476.96 98.88 0.06 98.88 98.88 0.00 0.00485.44 99.23 0.06 99.23 99.23 0.00 0.00493.55 99.24 0.06 99.24 99.24 0.00 0.00500.87 99.35 0.06 99.35 99.35 0.00 0.00509.33 99.11 0.06 99.11 99.11 0.00 0.00511.91 98.92 0.06 98.92 98.92 0.00 0.00519.81 97.63 0.06 97.63 97.63 0.00 0.00

13

PERFIL TRANSVERSAL AGUAS ARRIBA DEL PUENTE CARRETERO SOBRE RIO LULES

SITUACION ACTUAL

89

90

91

92

93

94

95

96

97

98

99

100

101

102

0 100 200 300 400 500

Tr 100 Tr 50 Terreno Erosion Tr 100 Erosion Tr 50

14

Cálculo de la Socavación en la situación actual en pila con la Ecuación CSU

La ecuación de la Universidad del Estado de California (CSU) predice una

profundidad máxima en la fosa de socavación tanto para el caso de ríos con

transporte de sedimentos como el de aquellos con flujos limpios. La ecuación es:

1

0.35 0.430.65s 1 2 3 4 1 rh 2.0K K K K a h F

Donde:

sh : profundidad de la fosa en pie o metros.

1K : factor de corrección debido a la forma de la nariz de la pila.

2K : factor de corrección debido al ángulo de ataque del flujo

3K : factor de corrección debido a la condición del material del lecho.

4K : factor de corrección debido al acorazamiento del material del lecho

a : ancho de la pila en pie o metros

1h : profundidad del flujo directamente aguas arriba de la pila en pie o metros.

Esta se toma de la distribución del flujo que sale por la sección transversal justo

aguas arriba del puente.

1rF : Número de Froude inmediatamente aguas arriba de la pila. Se calcula a partir

de la distribución del flujo a la salida de la sección transversal inmediatamente

aguas arriba del puente.

Se determino el calado para Tr 50 años y Tr 100 años analizando la

situación actual.

Situación Actual

Fr y ysTr 50 0.46 4.1 2.91

Tr 100 0.45 4.6 2.99

15

Calado por Estrechamiento para la situación actual..

El ancho de cauce del Río Lules es de 240 m y al llegar al puente carretero

sufre un estrechamiento violento de 100.00 m lo que lleva a un aumento del tirante

aguas arriba del puente y la erosión del estribo. Se determino la erosión mediante

la siguiente expresión:

Método de Komura.

y = ( 1+1.2* Fr 2 ) * ( ( B1/B2)2/3 - 1 ) * Y

1rF : Número de Froude inmediatamente aguas arriba del puente.

B1: Ancho inicial

B2: Ancho en la contracción

Fr y zTr 50 0.46 4.1 3.8Tr 100 0.45 4.6 4.2

En definitiva la erosión total se observa en el siguiente cuadro para la

condición actual.

General Pilas Estribo + General Pila + GeneralTr 50 4.11 2.91 7.94 7.02

Tr 100 4.55 2.99 8.75 7.54

16

Se estudio una alternativa para mejorar la situación actual mediante el

ensanche del puente carretero llevándolo de 100.00 m a 200.00 m que es un

ancho compatible con el ancho medio del cauce del Río Lules en la zona

analizada. Además teniendo en cuenta el antecedente histórico, como lo es el

puente ferroviario que tiene una 240 m. Se modelizó el cauce en estas

condiciones determinando el tirante, línea de energía, velocidad y todos los

paramentos hidráulicos mediante la simulación con HEC-RAS para luego

determinar la erosión general, en pilas y en estribos.

Parámetros hidráulicos para la situación futura con el puente carretero de

200.00 m

PerfilTiempo de

RecurrenciaNivelMin

NivelAgua

NivelCrit.

LíneaEnerg.

PendEnerg. Vel Área Froude

(m) (m) (m) (m) (m/m) (m/s) (m2)28 Tr 50 98.81 102.62 101.49 102.88 0.002517 2.29 524.61 0.4628 Tr 100 98.81 103.02 101.8 103.32 0.002506 2.45 611.53 0.47

27 Tr 50 97.43 102.57 102.75 0.00135 1.85 647.2 0.3527 Tr 100 97.43 102.98 103.19 0.001528 2.03 739.24 0.37

26 Tr 50 98.19 102.49 102.69 0.001639 2.01 598.24 0.3826 Tr 100 98.19 102.88 103.13 0.00166 2.19 692.02 0.39

25 Tr 50 97.97 102.28 101.13 102.55 0.002779 2.32 518.16 0.4825 Tr 100 97.97 102.68 101.47 102.99 0.002599 2.48 609.8 0.47

24.5 Puente Ferroviario

24 Tr 50 97.76 101.14 101.14 102.05 0.011769 4.24 293.97 0.9624 Tr 100 97.76 101.5 101.5 102.45 0.011727 4.38 358.98 0.97

23 Tr 50 97.54 100.85 101.55 0.006294 3.71 331.19 0.7423 Tr 100 97.54 101.25 102.04 0.005954 3.97 402.67 0.73

22 Tr 50 96.78 100.45 101.02 0.004123 3.41 391.73 0.6122 Tr 100 96.78 100.88 101.51 0.003951 3.63 483.6 0.61

21 Tr 50 96 100.12 100.81 0.004916 3.76 361.49 0.6721 Tr 100 96 100.49 101.29 0.005024 4.09 435.3 0.69

20 Tr 50 95.82 99.63 98.92 100.17 0.004332 3.3 425.13 0.62

17

PerfilTiempo de

RecurrenciaNivelMin

NivelAgua

NivelCrit.

LíneaEnerg.

PendEnerg. Vel Área Froude

20 Tr 100 95.82 99.96 99.37 100.58 0.004555 3.61 505.23 0.65

19 Tr 50 95.7 99.27 98.8 99.81 0.00512 3.33 426.34 0.6619 Tr 100 95.7 99.53 99.17 100.18 0.005593 3.7 493.06 0.7

18 Tr 50 95.5 98.85 98.15 99.23 0.003586 2.8 504.73 0.5618 Tr 100 95.5 99.15 98.47 99.59 0.003725 3.07 589.15 0.58

17 Tr 50 95.2 98.28 97.87 98.81 0.005339 3.32 427.47 0.6717 Tr 100 95.2 98.53 98.17 99.18 0.005851 3.7 492.16 0.72

16 Tr 50 94.88 97.92 97.53 98.29 0.006051 2.69 445.95 0.6716 Tr 100 94.88 98.19 97.73 98.62 0.00564 2.88 521.89 0.66

15 Tr 50 94.42 97.75 97.13 98.05 0.004101 2.46 487.98 0.5715 Tr 100 94.42 98.04 97.35 98.4 0.004014 2.66 563.17 0.57

14 Tr 50 93.72 97.05 96.63 97.5 0.006557 2.97 403.9 0.7114 Tr 100 93.72 97.36 96.89 97.87 0.006429 3.17 473.84 0.71

13 Tr 50 92.49 96.43 96.04 96.92 0.006657 3.12 384.4 0.7213 Tr 100 92.49 96.86 96.29 97.38 0.005356 3.19 470.42 0.66

12 Tr 50 92.61 96.32 94.97 96.57 0.00201 2.22 541.68 0.4212 Tr 100 92.61 96.78 95.25 97.07 0.001936 2.37 632.1 0.42

11.5 PuenteRPNº301

11 Tr 50 91.76 95.84 94.24 96.07 0.001649 2.13 563.13 0.3911 Tr 100 91.76 96.2 94.54 96.49 0.001803 2.38 637.46 0.41

10 Tr 50 92.63 95.62 95.97 0.003337 2.59 462.48 0.5310 Tr 100 92.63 95.98 96.38 0.00343 2.82 531.96 0.55

9 Tr 50 92.54 95.13 94.83 95.77 0.008135 3.55 338.48 0.89 Tr 100 92.54 95.44 95.14 96.18 0.008419 3.82 392.71 0.83

8 Tr 50 91.35 94.17 93.98 94.92 0.009586 3.83 313.63 0.878 Tr 100 91.35 94.44 94.29 95.34 0.010041 4.19 357.6 0.9

7 Tr 50 90.86 93.56 93.23 94.09 0.007031 3.32 388.75 0.757 Tr 100 90.86 93.83 93.49 94.46 0.007085 3.62 446.56 0.76

6 Tr 50 90.38 93.14 92.71 93.62 0.006096 3.05 393.58 0.696 Tr 100 90.38 93.41 92.96 93.98 0.006337 3.36 445.82 0.72

5 Tr 50 89.75 93.01 92.24 93.33 0.003672 2.58 490.84 0.555 Tr 100 89.75 93.27 92.48 93.68 0.003942 2.88 552.74 0.58

18

PerfilTiempo de

RecurrenciaNivelMin

NivelAgua

NivelCrit.

LíneaEnerg.

PendEnerg. Vel Área Froude

4 Tr 50 89.25 91.96 91.95 92.59 0.009812 3.9 380.22 0.884 Tr 100 89.25 92.22 92.07 92.95 0.009948 4.24 437.26 0.9

3 Tr 50 87.22 90.76 90.34 91.19 0.006212 2.91 412.13 0.693 Tr 100 87.22 91.13 90.57 91.59 0.005253 3.02 497.31 0.66

2 Tr 50 86.13 89.95 89.88 90.75 0.010354 4.12 327.4 0.92 Tr 100 86.13 90.24 90.17 91.16 0.010353 4.46 380.84 0.92

19

Parámetros hidráulicos para la situación futura con el puente carretero de 200.00 m.

Puente Ferroviario

Puente Carretero

Mayor uniformidad del tirante a lo largo del tramo

20

Planta del Río Lules con el puente carretero de 200 m

Puente Ferroviario

Puente Carretero

21

Igual que en el caso anterior se determina el calado de erosión para la situación

futura.

SITUACION FUTURA - EROSION GENERAL

Terreno Natural Rugosidad Caudales Profundidad en mx y n Tr 100 Tr 50 Tr 100 Tr 50

0.00 96.79 0.08 96.79 96.79 0.00 0.003.18 96.92 0.08 96.92 96.92 0.00 0.003.46 96.63 0.08 96.63 96.63 0.00 0.007.50 96.86 0.08 96.86 96.86 0.00 0.00

11.77 96.65 0.08 96.65 96.65 0.00 0.0013.46 97.13 0.08 97.13 97.13 0.00 0.0017.49 97.25 0.08 97.25 97.25 0.00 0.0019.83 97.07 0.08 97.07 97.07 0.00 0.0040.92 96.89 0.08 96.89 96.89 0.00 0.0080.19 96.72 0.08 96.72 96.72 0.00 0.00124.06 96.94 0.08 96.94 96.94 0.00 0.00188.16 97.37 0.08 97.37 97.37 0.00 0.00192.88 97.29 0.08 97.29 97.29 0.00 0.00194.36 95.97 0.04 95.91 96.00 0.06 -0.03235.24 95.42 0.04 95.15 95.31 0.27 0.11248.55 94.63 0.04 93.92 94.14 0.71 0.49249.85 93.90 0.04 92.68 92.93 1.22 0.97252.21 94.84 0.04 94.25 94.47 0.59 0.37253.40 94.31 0.04 93.39 93.62 0.92 0.69277.43 94.56 0.04 93.80 94.03 0.76 0.53283.25 95.21 0.04 94.83 95.02 0.38 0.19296.45 95.15 0.04 94.74 94.93 0.41 0.22299.40 94.13 0.04 93.08 93.32 1.05 0.81301.18 94.77 0.04 94.14 94.36 0.63 0.41310.88 93.20 0.04 91.43 91.70 1.77 1.50313.85 95.13 0.04 94.71 94.90 0.42 0.23315.34 94.86 0.04 94.29 94.50 0.57 0.36317.41 93.44 0.04 91.87 92.13 1.57 1.31329.87 93.18 0.04 91.39 91.66 1.79 1.52334.40 93.37 0.04 91.74 92.00 1.63 1.37356.24 94.42 0.04 93.57 93.80 0.85 0.62372.67 93.79 0.04 92.49 92.74 1.30 1.05384.74 92.99 0.04 91.04 91.31 1.95 1.68390.02 92.49 0.04 90.10 90.38 2.39 2.11391.71 96.10 0.04 96.08 96.14 0.02 -0.04396.42 99.15 0.04 99.15 99.15 0.00 0.00400.00 99.40 0.04 99.40 99.40 0.00 0.00

22

Terreno Natural Rugosidad Caudales Profundidad en mx y n Tr 100 Tr 50 Tr 100 Tr 50

407.25 99.49 0.04 99.49 99.49 0.00 0.00415.54 99.46 0.06 99.46 99.46 0.00 0.00419.69 97.42 0.06 97.42 97.42 0.00 0.00435.35 97.62 0.06 97.62 97.62 0.00 0.00444.23 97.22 0.06 97.22 97.22 0.00 0.00466.76 97.24 0.06 97.24 97.24 0.00 0.00

23

PERFIL TRANSVERSAL AGUAS ARRIBA DEL PUENTE CARRETERO SOBRE RIO LULES

SITUACION FUTURA

89

90

91

92

93

94

95

96

97

98

99

100

101

102

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450

Tr 100 Tr 50 Terreno Erosion Tr 100 Erosion Tr 50

24

Calado en pilasen la situación futura

Se determino el calado para Tr 50 años y Tr 100 años analizando la

situación futura de la erosión de pilas.

Situación Futura

Fr Y ysTr 50 0.46 3.8 2.84

Tr 100 0.45 4.3 2.93

Calado por Estrechamiento para la situación futura.

Se determinó la erosión por estrechamiento, para la situación futura donde

el cauce pasa de un ancho de 240 m y pasa a 200 m, utilizando el Método de

Komura.

Fr y zTr 50 0.46 3.8 0.5Tr 100 0.45 4.3 0.5

En definitiva la erosión total se observa en el siguiente cuadro para las

condiciones futuras.

General Pilas Estribo + general Pila + GeneralTr 50 2.11 2.84 2.58 4.95

Tr 100 2.39 2.93 2.91 5.31

Conclusión:

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Para un tiempo de recurrencia de 100 años, la erosión en estribo, en la

situación actual, con el puente carretero de 100.00 m, es de 8.75 m y para la

modificación propuesta, que es duplicar la longitud del puente hacia el norte, la

erosión es de 2.91 m, siendo esta una diferencia muy importante, de 5.84 m. En el

caso de la erosión general la erosión disminuye 2.16 m.

Con una longitud del puente, de la RPNº 301, de 200 m, la erosión en

general disminuye de forma considerable y el largo del puente es un valor

compatible con el ancho medio del cauce y congruente con el ancho del puente

ferroviario que se encuentra a 750 m aguas arriba del puente carretero que es de

240 m.

Además es necesario realizar un encauce del río aguas abajo del puente

ferroviario. Sobre margen derecha la barranca se mete sobre el cauce y desvía el

flujo hacia la orilla opuesta provocando erosión en la margen izquierda e induce al

flujo a pasar a través del puente carretero en forma oblicua comprometiendo el

estribo izquierdo que en la actualidad se encuentra dañado. Esta tarea se deberá

hacer con mucho cuidado ya que existen viviendas sobre margen derecha aguas

abajo del puente ferroviario que se tienen que proteger. A continuación se muestra

una fotografía donde se señalas los trabajos a realizar.

En lo que respecta a la seguridad vial es necesario la construcción de una

nueva defensa, que podría ser la baranda metálica de acero galvanizado tipo H-

10237, en remplazo de la vieja baranda peatonal de hormigón.

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