Practico 3

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