Ingeniería Civil

PPUENTES

1. Estudios Preliminares

Í N D I C E

1. ESTUDIOS PRELIMINARES............................................................................2

2. INGENIERÍA ELEMENTAL...............................................................................4

2.1 Estudios Topográficos........................................................................................4

2.2 Estudios de Hidrología e Hidráulica..................................................................5

2.3 Estudios Geologicos y Geotecnicos..................................................................6

2.4 Estudios de Impacto ambiental..........................................................................7

2.5 Estudios de Trafico..............................................................................................8

2.6 Estudios complementarios.................................................................................9

2.7 Estudio de trazo y diseño vial de los accesos................................................10

PUENTE TAMPICO...............................................................................................11

Fuentes de informacion.......................................................................................13

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1. 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

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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

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2. INGENIERÍA ELEMENTAL

2.1 Estudios Topográficos

Se deben realizar trabajos de campo para elaborar los planos

topográficos que servirán para definir la ubicación y las dimensiones de los

elementos estructurales. Mediante estos trabajos se establecerán puntos de

referencia para el replanteo durante la construcción. Estos estudios también

proporcionaran información de base para los estudios de hidrología e

hidráulica, geología, geotecnia, así como la ecología y sus efectos en el medio

ambiente.

El estudio topográfico debe contener 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.

Ubicación e indicación de cotas de puntos referenciales, puntos de

inflexión y puntos de inicio y término de tramos curvos.

Levantamiento catastral de las zonas aledañas del puente, cuando

existan edificaciones u otras obras que interfieran con el puente o sus accesos

o bien que requieran ser expropiadas.

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2.2 Estudios de Hidrología e Hidráulica

Los estudios de hidrología e hidráulica para el diseño de puentes deben

permitir establecer lo siguiente:

Ubicación óptima del cruce.

Caudal máximo de diseño hasta la ubicación del cruce.

Comportamiento hidráulico del río en el tramo que comprende el

cruce.

Área de flujo a ser confinada por el puente.

Nivel máximo de agua (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 el tipo de cimentación.

Obras de protección necesarias.

Previsiones para la construcción del puente.

El estudio de hidrología e hidráulica debe apoyarse en la siguiente

información adicional:

Perfil estratigráfico del suelo.

Tamaño, gradación del material del lecho.

Secciones transversales del cauce.

Vista en planta del curso de agua.

Historial de avenidas.

Ubicación del puente respecto a otras estructuras.

Carácter del curso de agua

Geomorfología del lugar.

Historial erosivo del curso de agua.

Historial de desarrollo del curso de agua y de la cuenca.

Adquirir mapas, fotografías aéreas; entrevistar residentes locales.

Los puentes ubicados en el cruce con un curso de agua deben ser

diseñados de modo que las alteraciones u 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.

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2.3 Estudios Geológicos y Geotécnicos

Estos estudios se realizan para 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.

Los estudios geológicos y geotécnicos deben comprender los siguientes

aspectos:

Revisión de información existente y descripción de la geología a

nivel regional y local.

Descripción geomorfológica.

Zonificación geológica de la zona.

Definición de las propiedades físicas y mecánicas de suelos y/o

rocas.

Definición de zonas de deslizamientos y aluviones sucedidos en

el pasado y de potencial ocurrencia en el futuro.

Recomendación de canteras para materiales de construcción.

Identificación y caracterización de fallas geológicas.

El estudio debe considerar exploraciones de campo y ensayos de

laboratorio, cuya cantidad será determinada en 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 ensayos de campo serán realizados para obtener los parámetros de

resistencia y deformación de los suelos o rocas de fundación así como el perfil

estratigráfico con sondajes que estarán realizadas en función de la longitud del

puente, número de estribos, pilares y longitud de accesos. Pueden

considerarse los ensayos que se listan a continuación:

a) Ensayos en Suelos:

Ensayo de Penetración Estándar (SPT)

Ensayo de Cono Estático (CPT)

Ensayo de Presurometría

Ensayo de Placa Estático

Ensayo de Permeabilidad

b) Ensayos en Rocas:

Ensayo de Compresión Uniaxial

Determinación de la Resistencia al Corte

Directo

Ensayo de Carga en Placa Flexible

Ensayo de Carga en Placa Rígida

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2.4 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 esta 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 cuan 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.

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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.

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2.6 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.

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2.7 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.

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CASO PRÁCTICO 1: PUENTE TAMPICO

Elección del tipo de cruce

El cruce fue elegido en virtud de que las condiciones topográficas

propiciaban que el puente tuviera menor longitud y permitían la comunicación

continua aun en las peores condiciones de inundación. La geología también

presento ventajas, comparada con los otros cruces estudiados, ya que permitía

resolver parte de la cimentación mediante zapatas.

Capacidad, altura y claro libre del puente

En base a los estudios se determino que contaría con cuatro carriles,

dos en cada dirección, y al mismo tiempo circularon embarcaciones con

características que requieren un espacio libre mínimo vertical de 50 metros.

Para evitar posibles accidentes por colisión de embarcaciones, se

decidió que no era conveniente alojar apoyos de la estructura dentro del cauce,

lo cual significo que el claro libre del puente sobre el mismo resultara de 360

metros.

Elección del tipo de estructura

Se analizaron tres posibles soluciones para elegir el tipo de estructura mas

adecuada a la parte principal del puente: estructura colgante, armadura

continua de tipo cantiliver o estructura atirantada por cables rectos.

Fue elegida la opción de construir un puente atirantado, por las ventajas

estructurales que presentaba.

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Anteproyecto “Puente Cantiliver”

Anteproyecto “Puente Colgante”

Proyecto “Puente Tampico”

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Fuentes de información

http://www.wsdot.wa.gov/eesc/bridge/bdm/

http://ingenieriacivilcoatza.blogspot.com/2008/10/estudios-preliminares-

para-el-diseo-de.html

http://www.mtc.gob.pe/portal/inicio.html

Puente Tampico

Secretaria de Caminos y Transportes

México, 1992.

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