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ESTUDIO HIDROLOGICO

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  • ESTUDIO HIDRAULICO PUENTE LA ESPERANZA

    CONTENIDO

    1. GENERALIDADES ................................................................................................ 1

    1.1 Introduccin ............................................................................................................. 1

    1.2 Objetivos .................................................................................................................. 2

    1.3 Importancia .............................................................................................................. 2

    1.4 Definicin de trminos empleados ........................................................................ 3

    1.5 Metodologa empleada ............................................................................................ 3

    1.5.2 Visita preliminar de campo ........................................................................... 4

    1.5.3 Trabajos de gabinete .................................................................................... 4

    2. INFORMACION BASICA ....................................................................................... 5

    2.1 Ubicacin del rea de estudio ................................................................................ 5

    2.2 Ubicacin del puente ............................................................................................... 6

    3. HIDRULICA FLUVIAL DEL RO .......................................................................... 7

    3.1 Seleccin del Coeficiente de Manning n ........................................................... 7

    3.2 Caractersticas hidrulicas del ro Huallaga .......................................................11

    4. DETERMINACIN DE LA SOCAVACIN EN SITIOS DE INTERS .................. 12

    4.1 Determinacin de la socavacin general ............................................................12

    4.2 Determinacin de la socavacin total .................................................................13

    5. CONSIDERACIONES SOBRE HIDRAULICA FLUVIAL DEL RIO ....................... 13

    5.1 Determinacin de la capacidad de arrastre ........................................................13

    5.2 Determinacin de valores de diseo ...................................................................13

    5.2.1 Longitud de la luz del puente ......................................................................13

    5.2.2 Niveles de aguas probables .......................................................................13

    5.2.3 Nivel de cimentacin de estribos por efectos de socavacin. ....................14

    5.2.4 Proteccin contra los procesos erosivos y necesidades de encauzamiento ............................................................................................15

    6. CONCLUSIONES................................................................................................. 15

    ANEXO : SOCAVACIN HEC RAS ........................................................................ 15

  • Informe Hidrolgico La Esperanza Pgina | 1

    ESTUDIO HIDRAULICO

    1. GENERALIDADES

    1.1 Introduccin

    Siendo el Per un pas donde existen grandes redes hidrogrficas, stas son

    aprovechadas para definir el trazo de carreteras de acceso que puedan unir

    comunidades, pueblos, distritos, provincias, etc. Estos accesos, en la mayora de

    los casos y debido a la geografa local, suelen cruzar los ros mediante el uso de

    puentes que permitan dicho cruce.

    En el Per, los parmetros hidrolgicos e hidrulicos para el diseo de estas

    estructura viales, estn definidos en el manual de Hidrologa y Drenaje vial del

    MTC, manual que rige las normas y criterios que se deben tener en

    consideracin para la buena determinacin de los parmetros definidos en el

    presente informe.

    La mala determinacin de los parmetros hidrolgicos e hidrulicos conlleva

    muchas veces a que las estructuras de cruce puedan fallar y luego colapsar,

    pudiendo generar daos econmicos, sociales, personales, etc.

    La regin Hunuco con la finalidad de mejorar el flujo y ordenamiento vehicular

    de la ciudad ha visto por conveniente elaborar el estudio de Pre inversin a nivel

    de perfil PIP MEJORAMIENTO Y AMPLIACIN DE LOS SERVICIOS DE

    TRANSIBILIDAD DEL PUENTE LA ESPERANZA Y ACCESOS, DISTRITO DE

    AMARILIS Y HUNUCO, PROVINCIA Y DEPARTAMENTO DE HUNUCO,

    dentro del presente estudio se incluye el estudio hidrolgico del puente, el cual

    tiene como fin establecer las caractersticas hidrolgicas de los regmenes de

    avenidas mximas y extraordinarias para determinados periodos de retorno y

    probabilidad de ocurrencia; acorde a consideraciones usuales de diseo y

    criterios ingenieriles del Consultor. El estudio incluye:

    - Evaluacin integral de las dimensiones del puente en base a los resultados

    hidrulicos obtenidos.

    - Anlisis del rgimen hidrulico en el tramo del puente.

    - Evaluacin de los flujos superficiales en el ro Huallaga en el tramo donde

    se ubica el puente La Esperanza.

    - Evaluacin de socavacin general y/o local.

    En el desarrollo de estudio el responsable realizar las coordinaciones directas

    con las entidades pblicas o privadas para disponer de toda la informacin

    necesaria, la misma que ser incluida en el estudio como parte fundamental de

    las acciones desarrolladas.

  • Informe Hidrolgico La Esperanza Pgina | 2

    Los trabajos fueron desarrollados en las siguientes etapas:

    Etapa I: TRABAJOS PRELIMINARES. En esta fase se realiz la recopilacin de

    la informacin existente.

    Etapa II: TRABAJOS DE CAMPO. Comprendi los trabajos de movilizacin a la

    zona de estudio con los equipos necesarios para realizar la evaluacin

    hidrolgica, con el fin de estimar parmetros in situ.

    Etapa III: TRABAJOS DE GABINETE. Comprendi el desarrollo de los clculos

    hidrolgicos a ser presentados.

    Etapa IV: PRESENTACION DE INFORMES. Consisti en la entrega de un plan

    de trabajo, borrador de informe final e informe final dentro de los plazos

    establecidos.

    1.2 Objetivos

    - Analizar el transporte de sedimentos que el ro puede cargar durante un

    mximo trnsito de avenidas.

    - Analizar la profundidad de socavacin que se produce en el cauce y los

    estribos del puente.

    - Estimar las dimensiones que debiera tener la obra de cauce para evacuar el

    caudal mximo, garantizando la continuidad del servicio en los perodos de

    lluvia desfavorables.

    1.3 Importancia

    La importancia de realizar la evaluacin hidrolgica radica en la necesidad de

    proyectar y calibrar los volmenes de agua que atraviesan la seccin, evaluar la

    hidrulica o cambios drsticos que se pueden producir en el lecho del ro o

    taludes.

    - Comparar los caudales mximos que se producen en la cuenca durante una

    precipitacin mxima.

    - Anlisis del lecho del ro y las alteraciones que se produciran por causa del

    paso del caudal mximo por la seccin.

    - Justificacin econmica de alguna alternativa de solucin tanto en el fondo

    del lecho, como en los mrgenes del ro.

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    1.4 Definicin de trminos empleados

    - Margen derecha.- Si nos imaginamos parados en el medio del ro, mirando

    hacia donde corre el ro, es decir mirando aguas abajo, la margen derecha

    es la orilla que se encuentra a nuestra derecha.

    - Margen izquierda.- Si nos imaginamos parados en el medio del ro,

    mirando hacia donde corre el ro, es decir mirando aguas abajo, la margen

    izquierda es la orilla que se encuentra a nuestra izquierda.

    - Nivel de agua mximas.- Es el nivel de la superficie o pelo de agua refiere

    ms alto alcanzado por un cuerpo de agua que se mantiene por un periodo

    suficiente de tiempo para dejar evidencia en el paisaje.

    - Sinuosidad de un tramo de ro.- Relacin entre la distancia en lnea recta

    entre los dos puntos, y la longitud medida en el cauce del ro, siguiendo la

    lnea del Thalweg.

    - Thalweg.- Lnea que une los puntos de mayor profundidad a lo largo de un

    curso de agua.

    - Sedimento.- Partculas que provienen de la erosin de cuencas. Se

    presentan de dos clases: finas, que provienen de la erosin laminar y

    gruesas, que provienen de deslizamientos y desplomes de material de orilla.

    - Socavacin.- Remocin de partculas slidas del lecho fluvial efectuado por

    el escurrimiento de un caudal determinado.

    - Socavacin local.- Los procesos de erosin local, se originan en

    movimientos vorticosos que ocurren al pie de obstculos puntuales al flujo

    en un curso fluvial. Se circunscribe a un lugar determinado, y a veces

    tambin est limitada a una cierta duracin.

    1.5 Metodologa empleada

    a. Recopilacin de informacin

    En el Per, la falta de informacin hidromtrica en hidrologa superficial es

    notorio, sobre todo en zonas alejadas de nuestro territorio, por ello, muchos

    estudios son conllevados a ser trabajados con parmetros de precipitacin, con

    lo cual se requiere de un tratamiento a priori de esta informacin (data), para lo

    cual se necesita de registros confiables.

    Por lo expuesto anteriormente, se debe resaltar que la nica institucin

    reconocida, que proporciona est informacin es el Servicio Nacional de

    Meteorologa e Hidrologa del Per (SENAMHI), organismo pblico adscrito al

    Ministerio de Medio Ambiente, e integrante de la Organizacin Mundial de

  • Informe Hidrolgico La Esperanza Pgina | 4

    Meteorologa (OMM), razn por la cual cumple con los estndares de monitoreo,

    adquisicin, medicin y tratamiento de datos meteorolgicos, siendo adems el

    ente Supervisor de las actividades hidrometeorolgicas en el Per.

    Para el desarrollo del presente informe, tambin se adquiri cartas nacionales

    adquiridas en formato shape, adquiridas en la pgina web

    http://sigmed.minedu.gob.pe/descargas/del Ministerio de Educacin lo que

    permiti tener la base cartogrfica utilizada en el estudio.

    b. Informacin topogrfica

    Se recopil la informacin topogrfica en la zona de trabajo mediante un

    levantamiento topogrfico y batimtrico. Esta informacin ser la base para el

    modelamiento hidrulico del puente.

    c. Informacin geolgica - geotcnica

    Se recopil informacin geolgica geotcnica en la zona del proyecto con el fin

    de evaluar los estratos sobre los cuales estar el puente y la socavacin que

    puede producir.

    1.5.2 Visita preliminar de campo

    Se realiz una visita preliminar a la zona donde se emplazar el puente. Los

    trabajos de campo consistieron mayormente en evaluaciones in situ de los

    parmetros hidrulicos e hidrolgicos ms relevantes cercanos al posible

    emplazamiento del puente, lo que consisti en un recorrido tanto aguas arriba

    como aguas abajo de este eje, llevados a cabo mediante las siguientes labores:

    - Movilizacin de personal a las posibles zonas de emplazamiento del eje del

    puente.

    - Evaluacin de la zona, donde se proyecta el puente.

    - Un recorrido de 440 metros aguas arriba y 220 metros aguas abajo donde el

    responsable pudo realizar las observaciones en campo necesarias para la

    obtencin de parmetros hidrolgicos e hidrulicos.

    1.5.3 Trabajos de gabinete

    Los trabajos de gabinete se desarrollan para poder publicar en un informe escrito

    la descripcin de las observaciones y trabajos elaborados en campo y una

    detallada evaluacin de los resultados. Este informe final consisti en:

    - Generalidades: En este primer captulo se describe la introduccin, los

    objetivos del estudio, importancia del estudio, definicin de trminos

    empleados y la metodologa empleada usada en la elaboracin del presente

    informe.

  • Informe Hidrolgico La Esperanza Pgina | 5

    - Hidrulica fluvial de la quebrada, con los tems de seleccin del coeficiente

    n de Manning para el cauce de la quebrada y determinacin de las

    caractersticas hidrulicas de la quebrada.

    - Determinacin de la socavacin en sitios de inters, este captulo da inicio

    al estudio hidrulico fluvial del puente y contiene generalidades del tema,

    determinacin de la socavacin general, determinacin de la socavacin

    local que a su vez contiene los siguientes tems cauce de equilibrio del ro,

    determinacin de la socavacin local al pie de estribos y determinacin de la

    socavacin total al pie de estribos.

    - Parmetros de diseo, con los clculos de la determinacin de la capacidad

    de arrastre, determinacin de la longitud de la luz del puente, niveles de

    aguas mximas del puente, nivel de cimentacin de estribos por efecto de

    socavacin y proteccin contra los procesos erosivos y necesidades de

    encauzamiento.

    - Conclusiones del estudio, indicando un resumen de los principales

    resultados y recomendaciones a tomar en cuenta.

    2. INFORMACION BASICA

    El estudio de hidrulica desarrollado para el puente cuenta con informacin

    desarrollada en ambos aspectos (hidrolgicos e hidrulicos), es necesario

    conocer algunos aspectos bsicos acerca del puente que a continuacin se

    detalla:

    2.1 Ubicacin del rea de estudio

    La cuenca del ro Huallaga nace en las alturas de Cerro de Pasco. El ro Huertas

    es uno de los principales tributarios del ro Huallaga y uno de los ms

    caudalosos.

    El ro Huallaga recorre hacia el Norte y Nor Este por los departamentos de Cerro

    de Pasco y Hunuco, alcanzando mayor amplitud en Hunuco.

    Los principales tributarios del ro Huallaga son: el ro Tingo, Condoraga,

    Chaupihuananga, Coquin y Quo en la zona de Ambo; los ros Huanachupa,

    Higueras, Garbanza, Chinobamba y Acomayo, provenientes de las alturas de

    Huanuco.

    La cuenca Huallaga, desde sus nacientes a la altura de Cerro de Pasco hasta la

    ciudad de Hunuco (Puente La Esperanza) tiene una extensin aproximada de

    5066.23 km2.

  • Informe Hidrolgico La Esperanza Pgina | 6

    Geogrficamente la cuenca Huallaga hasta el punto de cierre (Puente

    Esperanza) se encuentra ubicada entre las siguientes coordenadas:

    Longitud oeste: 7601`12 - 7644`06

    Latitud sur: 94829 - 104554

    En coordenadas UTM:

    WGS84 Zona 18 L UTM Este X: 310286.23-388140.97

    UTM Norte Y: 8809467.79-8915977.70

    Figura Nro 2.1.1. Imagen Google Earth

    2.2 Ubicacin del puente

    El puente La Esperanza se encuentra ubicado a la altura del ingreso del campus

    universitario de la Universidad de Hunuco (UDH), antes de llegar a la zona de

    la pista de aterrizaje del aeropuerto de la ciudad de Hunuco.

    La ubicacin se encuentra en el eje 0+437.90 m. correspondiente al plano en

    versin CAD de nombre Puente La Esperanza.dwg. En conclusin, el puente

    proyectado tendr la finalidad de brindar un mejor servicio de intercambio

    vehicular y peatonal.

    Sobre esta zona se ha efectuado anlisis de las condiciones naturales del

    emplazamiento para el puente; cuya ubicacin se ha determinado tomando en

    cuenta los siguientes criterios generales:

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    - Posicin del trazo en funcin de los accesos, sin tener carcter limitativo.

    - Ubicacin en un tramo del ro preferentemente recto y con ocurrencia del

    flujo de agua en condiciones cuasi uniformes.

    - Posicin del eje del puente formando un ngulo casi perpendicular al eje

    principal del ro.

    - Ubicacin en una zona lo suficientemente estable en donde no se necesite

    cambiar la forma de la seccin del ro para mejorar las condiciones del flujo

    de agua.

    - Ubicacin en una zona en la cual el historial de migracin del ro y sus

    tendencias geomorfolgicas se muestren estables y sin mayores cambios.

    - Existencia de puntos potenciales sobre el ro para un posible control

    hidrulico.

    - Ubicacin en una zona del ro en donde las caractersticas geomecnicas

    del subsuelo permitan una cimentacin adecuada y de fcil construccin.

    El eje del Puente proyectado es sensiblemente recto con respecto al curso

    principal del ro.

    3. HIDRULICA FLUVIAL DEL RO

    3.1 Seleccin del Coeficiente de Manning n

    Se determin el coeficiente de rugosidad de Manning, que es uno de los ms

    importantes factores hidrulicos en el clculo de los perfiles del flujo en ros y

    quebradas. Para el presente estudio se emple el mtodo Cowan, mtodo de

    Scobey y ecuaciones empricas que emplean informacin granulomtrica.

    De los anlisis realizados se considera que el resultado ms eficiente es el

    proporcionado a travs de las ecuaciones empricas, ya que se ajusta muy bien

    al tipo de datos disponibles del ro, y que son identificadas muy fcilmente.

  • Informe Hidrolgico La Esperanza Pgina | 8

    Cuadro N 3.1.1 Valores para el coeficiente de rugosidad de Manning por el

    mtodo de Cowan

    CALCULO DE LA RUGOSIDAD DEL CAUCE DEL RIO CRISNEJAS

    La siguiente tabla nos muestra los distinto valores de "n" que se adoptaran:

    VALOR DE n

    COWAN= 0.027

    SCOBEY= 0.030

    SEGUN COWAN: Cowan desarrollo un procedimiento para estimar el valor de n, mediante este procedimiento, el valor de n puede calcularse por :

    n = (no + n1 + n2 + n3 + n4) n5

    donde n0 es un valor bsico de n para el canal recto, uniforme y liso en los materiales naturales involucrados, n1 es un valor que debe agregarse al n0 para corregir el efecto de las rugosidades superficiales, n2 es un valor para considerar las variaciones en forma y tamao de la seccin transversal del canal, n3 es un valor para considerar las obstrucciones, n4 es un valor para considerar la vegetacin y las condiciones de flujo, y n5 es un factor de correccin de los efectos por meandros en el canal. De no a n4 y N5 pueden seleccionarse en la siguiente tabla:

    material del cauce: A terroso

    B rocoso

    C gravoso fino

    D gravoso grueso

    material del cauce adoptado: A = 0.020

    Factor de Irregularidad del Contorno: (n1) Refleja la rugosidad actual del tramo, en comparacin con la

    superficie lisa del valor bsico.

    A Despreciable

    B Escasa

    C Moderada

    D Severa

    Grado de irregularidad adoptado: B = 0.005

    Factor de Forma del Cauce: (n2) Engloba los cambios de la forma de la seccin y los de la superficie

    mojada til, con relacin a unos valore promedios del tramo.

    A Gradualmente alternante

    B Ocasionalmente alternante

    C Frecuentemente alternante

    variacin de la seccin adoptada: A = 0

    Factor de Grado de Obstruccin: (n3) Se estima considerando la reduccin de la seccin til, la forma de

    las obstrucciones y su disposicin longitudinal y transversal

  • Informe Hidrolgico La Esperanza Pgina | 9

    A Despreciables

    B Escasa

    C Apreciable

    D Severa

    Efecto relativo de las obstrucciones adoptado: A = 0.000

    Factor de Vegetacin: (n4) Se estima considerando la reduccin de la seccin til, la forma de las

    obstrucciones.

    A Bajo

    B Medio

    C Alto

    D Muy Alto

    vegetacin adoptada: A = 0.002

    Grado de Sinuosidad: (n5) Se deduce a partir del valor del cociente entre la longitud del tramo siguiendo el trazado (Lm) y su longitud en lnea recta (L).

    grado de sinuosidad: A Menor

    B Apreciable

    C Severo

    grado de sinuosidad adoptado: A = 1.000

    valor de " n " adoptado segn COWAM n = 0.027

    SEGUN SCOBEY:

    Condiciones del ro:

    n = 0.025

    Cauce de tierra natural limpios con buen alineamiento con o sin algo de vegetacin en los taludes y gravillas dispersas en los taludes

    n = 0.030

    Cauce de piedra fragmentada y erosionada de seccin variable con algo de vegetacin en los bordes y considerable pendiente ( tpico de los ros de entrada de ceja de selva )

    n = 0.035

    Cauce de grava y gravilla con variacin considerable de la seccin transversal con algo de vegetacin en los taludes y baja pendiente.( tpico de los ros de entrada de ceja de selva ).

    n = 0.040-0.050

    Cauce con gran cantidad de canto rodado suelto y limpio, de seccin transversal variable con o sin vegetacin en los taludes ( tpicos de los ros de la sierra y ceja de selva ).

    n = 0.060-0.075

    Cauce con gran crecimiento de maleza, de seccin obstruida por la vegetacin externa y acutica de lineamiento y seccin irregular. ( tpico de los ros de la selva )

    valor de " n " adoptado segn SCOBEY n = 0.030

  • Informe Hidrolgico La Esperanza Pgina | 10

    Para la aplicacin de la ecuacin emprica de Limerinos, que utiliza la

    informacin de la granulometra proporcionada del estudio de geotecnia, el radio

    hidrulico de la seccin donde se ubicar el puente y el dimetro al 84% de la

    muestra ensayada. Esta ecuacin es aplicada para casos prcticos de

    ingeniera.

    Figura Nro 3.1.1. Ensayo de granulometra de la calicata extrada en sus

    mrgenes.

    En conclusin el coeficiente que se aplicar en las mrgenes del ro Huallaga

    ser de 0.028, mientras que para el cauce principal el coeficiente deber ser

    menor por criterio de hidrulica fluvial, por lo que se considera el valor de 0.025

    para el cauce principal.

    Limerinos (1970):

    Rh (m) = 4.78

    d84 (mm) = 43

    d84 (m) = 0.043

    n = 0.028

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    3.2 Caractersticas hidrulicas del ro Huallaga

    En base al modelamiento realizado en el software unidimensional Hec-Ras se

    han determinado los parmetros hidrulicos en la seccin donde se emplazar el

    puente.

    Figura Nro 3.1.1. Visualizacin de la caracterstica hidrulica en el Eje 0+420 m.

    De donde se observa:

    - Cota aguas mximas (100 aos) : 1868.09 msnm.

    - Cota aguas mnimas (2 aos) : 1865.88 msnm.

    - Cota menor del corte transversal : 1863.45 msnm.

    Figura Nro 3.1.2. Visualizacin 3D del tramo simulado.

    0 10 20 30 40 50 60 701863

    1864

    1865

    1866

    1867

    1868

    1869

    1870

    Flow: QEspRev0

    River = Huallaga Reach = Alignment - (1) RS = 420

    Station (m)

    Ele

    vation

    (m

    )

    Legend

    WS 100aos

    WS 50aos

    WS 25aos

    WS 20aos

    WS 10aos

    WS 5aos

    WS 2aos

    Ground

    Bank Sta

    .025

    660 620

    580 540

    500

    460 420

    380

    340

    300

    260

    240

    200

    160

    120

    80

    40

    Flow: QEspRev0

    Legend

    WS 2aos

    WS 5aos

    WS 10aos

    WS 20aos

    WS 25aos

    WS 50aos

    WS 100aos

    Ground

    Bank Sta

  • Informe Hidrolgico La Esperanza Pgina | 12

    4. DETERMINACIN DE LA SOCAVACIN EN SITIOS DE INTERS

    4.1 Determinacin de la socavacin general

    La socavacin general de un ro es aquella que se produce sobre el lecho en

    condiciones naturales; es decir, cuando las condiciones del cauce y flujo del ro

    no han sido alterados por efectos de la instalacin de alguna estructura.

    Para efectos del clculo de la socavacin general se ha utilizado la frmula

    propuesta por L.L. Lischtvan-Ledeviev, comnmente conocida y cuya

    formulacin matemtica se puede encontrar en el Libro: Mecnica de Suelos

    Tomo III. Jurez Badillo; con un resumen descriptivo que se presenta a

    continuacin:

    ( 0

    5

    3

    8 0 2 )

    1

    1+

    5 3

    zg = Hs - Ho

    En donde:

    - Q: Caudal (m3/s)

    - do: Tirante medio del agua

    - u: Coeficiente de contraccin igual a 1 para el presente caso

    - dm: Dimetro medio de las partculas del lecho del ro

    - b: Constante que depende de la probabilidad de ocurrencia del caudal

    - 1 / 1+ x: Exponente que depende del dimetro medio de las partculas del lecho del ro

    - Hs: Tirante medio de socavacin

    - zg: Profundidad de socavacin general

    En el anexo adjunto, se presentan los resultados de la socavacin general para

    el eje del puente propuesto.

  • Informe Hidrolgico La Esperanza Pgina | 13

    4.2 Determinacin de la socavacin total

    La socavacin total en un curso de agua se determina sumando a la socavacin

    general y la socavacin local impuesta por una estructura determinada; sin

    embargo, como para el proyectado se dispone una luz de 59 m. los que no

    generan algn tipo de estrechamiento en el cauce. Segn la simulacin realizada

    si hay contacto directo entre un apoyo extremo y el flujo, por lo que la

    socavacin total ser la suma de la socavacin general ms local.

    El software Hec-Ras aplica el mtodo de Laursen para determinar la socavacin

    general del cauce y el mtodo de Hire para determinar la socavacin local en el

    estribo, siendo la socavacin total un valor de 4.38 m.

    5. CONSIDERACIONES SOBRE HIDRAULICA FLUVIAL DEL RIO

    5.1 Determinacin de la capacidad de arrastre

    La capacidad de arrastre de un ro permite cuantificar el dimetro de piedras o

    cantos rodados que posiblemente arrastrar la corriente de agua por el fondo del

    ro para diferentes caudales, siempre y cuando exista la disponibilidad de dicho

    material en el cauce natural.

    De los resultados obtenidos se desprende que la capacidad de arrastre para el

    ro Huallaga es en promedio de 95cm. aproximadamente para condiciones de

    mximas avenidas ordinarias y mximas avenidas extraordinarias.

    En el anexo adjunto se presenta el clculo correspondiente.

    5.2 Determinacin de valores de diseo

    5.2.1 Longitud de la luz del puente

    El criterio para seleccionar la longitud de la luz del Puente desde el punto de

    vista hidrulico, es que la luz del Puente debe ser tal que permita la circulacin

    del caudal del ro en avenidas ordinarias y extraordinarias; con cauce

    hidrulicamente estable y sin peligro de obstruccin por presencia de huaycos o

    grandes piedras, con la finalidad de que dicha luz trabaje a capacidad plena la

    mayor parte del tiempo y permita an en poca de estiaje considerarla una

    estructura aparente.

    Acorde al criterio fundamental antes expuesto y de acuerdo a los resultados

    encontrados en el presente estudio se desprende que la longitud recomendada

    para la luz del Puente sobre el ro Huallaga desde el punto de vista hidrulico es

    de 59 metros.

    5.2.2 Niveles de aguas probables

    ToshibaResaltado

  • Informe Hidrolgico La Esperanza Pgina | 14

    Los niveles de agua de diseo en el ro han sido determinados como parmetros

    imprescindibles para realizar la calibracin de los modelos hidrolgicos e

    hidrulicos; estos niveles se han simulado en el software Hec-Ras tomando

    como base los caudales estimados en el estudio de hidrologa, esto con la

    finalidad de permitir un paso adecuado del flujo de agua an en condiciones

    extremas y no permitir de sta manera que las aguas lleguen a rebasar la

    superestructura del Puente.

    En las corridas del Hec-Ras se presenta una representacin grfica de los

    procesos desarrollados en el ro, tanto para la presencia del puente actual como

    para el puente proyectado.

    Para calibrar los caudales obtenidos durante el estudio hidrolgico (en caso no

    exista hidrometra de la cuenca) es necesario tomar una seccin conocida y el

    mximo nivel de agua segn lo mostrado en campo, para realizar esta

    calibracin se ha tomado como referencia el badn existente, razn por la cual

    se recomienda considerar un nivel mximo de agua en el puente actual ubicado

    en una cota igual a 1868.99 msnm.

    Figura 5.2.2 Niveles de agua en el puente

    5.2.3 Nivel de cimentacin de estribos por efectos de socavacin.

    El nivel de cimentacin de la subestructura del Puente por efectos de la

    socavacin total debe ser tal que permita soportar con un factor de seguridad

    adecuado el caudal de avenidas extraordinarias, con la finalidad de que en

    presencia probable de la misma, el Puente no colapse, debido a asentamientos

    o desplazamientos producidos por socavacin intensa de los estribos.

    Se ha determinado un nivel de socavacin de 4.38 m., por lo que se recomienda

    que la profundidad de socavacin sea igual a 5.00 m, a menos que se encuentre

    roca estable en un estrato menor.

    0 10 20 30 40 50 60 701862

    1864

    1866

    1868

    1870

    1872

    1874

    Flow: QEspRev0

    River = Huallaga Reach = Alignment - (1) RS = 437.9 BR

    Station (m)

    Ele

    vation

    (m

    )

    Legend

    WS 100aos

    WS 50aos

    WS 25aos

    WS 20aos

    WS 10aos

    WS 5aos

    WS 2aos

    Ground

    Bank Sta

    .025

  • Informe Hidrolgico La Esperanza Pgina | 15

    5.2.4 Proteccin contra los procesos erosivos y necesidades de encauzamiento

    Con el objeto de disminuir los procesos erosivos alrededor de la ubicacin de los

    estribos se recomienda que en el relleno de las excavaciones para la

    cimentacin de los estribos se acomode apropiadamente piedras grandes de ro

    con tamaos mnimo de 150 cm; de un peso especfico mayor de 2.60 ton/m3 y

    que han de permitir disminuir notablemente los procesos de arrastre del material

    del lecho del ro ubicado cerca a los estribos; cuando las velocidades medias del

    agua sean del orden de 6.00m/s.

    6. CONCLUSIONES.

    - Las velocidades medias del flujo para mximas ordinarias y mximas

    extraordinarias se encuentran en el orden de 4.00 m/s a 5.50 m/s,

    obtenindose Nmeros de Froude entre 1.00 a 1.01.

    - La capacidad de arrastre del ro Huallaga, muestra un dimetro promedio de

    95cm.

    - La socavacin total del puente proyectado para mximas avenidas

    extraordinarias estn en el orden de 4.38 m., en el perodo de retorno

    considerado para el diseo. Se ha realizado comparacin con los mtodos

    de Blench y Lischtvan Levediev, de los cuales el mtodo de Laursen se

    asemeja ms a los criterios reales del cauce del ro analizado.