Presentacin de PowerPoint

FACULTAD DE INGENIERIAESCUELA DE FORMACION PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVILTEMA:ANALISIS DE FLUJO, VELOCIDADES Y SU EFECTO EN EL DISEO DE PUENTES DEL RIO HUALLAGA

UNIVERSIDAD NACIONAL DANIEL ALCIDES CARRION

CURSO: MECANICA DE FLUIDOS I

DOCENTE: ING. CHAMOLI FALCON, John W.

INTEGRANTES:CORNELIO POMA, ClintonMARCELO GONDRA, PeterLLIGUA VICUA, NerioPALACIOS ROJAS, Renso

ANALISIS DE FLUJO (RIO HUALLAGA)Se llamaflujo laminarocorriente laminar, al movimiento de un fluido cuando ste es ordenado, estratificado, suave. En un flujo laminar el fluido se mueve enlminasparalelas sin entremezclarse y cadapartcula de fluidosigue una trayectoria suave, llamadalnea de corriente.El flujo laminar es tpico de fluidos a velocidades bajas o viscosidades altas,

Elnmero de Reynolds es un parmetro adimensional importante en las ecuaciones que describen en que condiciones el flujo ser laminar o turbulento. En el caso de fluido que se mueve en un tubo de seccin circular, el flujo persistente ser laminar por debajo de un nmero de Reynolds crtico de aproximadamente 2040

TIPOS DE FLUJOSFlujo LaminarFlujo TurbulentoSe llamaflujo turbulentoocorriente turbulentaal movimiento de unfluidoque se da en forma catica, en que laspartculas se mueven desordenadamente y las trayectorias de las partculas se encuentran formando pequeos remolinos peridicos, (no coordinados) como por ejemplo el agua en uncanal de gran pendiente.

Debido a esto, la trayectoria de una partcula se puede predecir hasta una cierta escala, a partir de la cual la trayectoria de la misma es impredecible.

Anlisis del tipo de flujo del rio Huallaga

En el tramo del rio Huallaga que esta cruzando el puente el valle el flujo del agua es laminar, y 40 metros aproximadamente rio abajo el agua toma un flujo turbulento, que nos quiere decir que en ese tramo el agua toma mas velocidad.

AGUAS ABAJOAGUAS ARRIBAPUENTE EL VALLE

Aguas arriba el flujo el agua es turbulento por que la profundidad de agua es poca y la velocidad es alta

Agua abajo el flujo del agua entra en un proceso de transicin hacia un flujo laminar a causa de la variacin de la profundidad de agua que existe, asi como tambin existe un cambio de velocidad en el agua.PUENTE CASCAYAGUAS ARRIBAAGUAS ABAJO

El agua de rio Huallaga aguas arriba del puente Huayopampa tiene un flujo laminar al igual que aguas abajo, a lo largo de este tramos el agua tiene un flujo laminar, lo cual es un indicador de que la velocidad en este tramo en lenta

PUENTE HUAYOPAMPAAGUAS ARRIBAAGUA ABAJO

PUENTE LAS MORASNo hay presencia de agua, por lo consecuente no existe un anlisis de flujo PUENTE ESTEBAN PAVLETICH

AGUAS ARRIBAAGUAS ABAJOEl flujo de agua del rio Huallaga Agua arriba y aguas abajo tiene un flujo laminar, la cual nos indica que la velocidad de flujo es lenta.PUENTE SEOR DE BURGOS

AGUAS ARRIBAAGUA ABAJOAguas arriba del puente seor de burgos el flujo es laminar, entrando en un proceso de transicin hacia un flujo turbulento aguas abajo, la cual nos indica que existe un cambio de velociadad y profundidad de agua.PUENTE CALICANTO

AGUAS ARRIBAAGUA S ABAJOEl flujo de agua aguas arriba yagua abajo del puente calicanto tienen un flujo lamiar a lo largo de gran parte del tramo, eso quiere decir que hay una profundidad uniforme as como tambin no existe variacin de velocidad

AGUAS ARRIBAAGUAS ABAJOPUENTE SAN SEBASTINEl flujo de agua del rio Huallaga aguas arriba y aguas abajo del puente San Sebastin presenta un flujo turbulento, que nos indica una profundidad uniforme y mayor velocidad

PUENTE COLPA ALTAAGUAS ABAJOAguas abajo del puente colpa alta y al igual que aguas arriba, el rio Huallaga presenta un flujo laminar con una baja velocidad de flujo y profundidad uniformeAGUAS ARRIBA

TIPO DE VELOCIDAD QUE ADQUIERE EL RIO

Los ros son cursos naturales donde se tiene en general unflujo de agua a superficie libre.Fuerza motora: GravedadCaractersticas:Presin hidrostticaFlujo TurbulentoVELOCIDADES DE FLUJO EN RIOSEn cuanto a la velocidad, no es constante, depende de la pendiente, de la profundidad y de la zona del rio por donde se mueve la masa de agua. A mayor pendiente, ms velocidad, siendo mayor tambin en el interior y en el centro de la corriente que en la superficie y en los mrgenes, donde existe un rozamiento del agua contra el aire o las paredes del canal. .

El flujo turbulento, que es predominante, consiste en una serie de errticos remolinos verticales y horizontales que se desplazan ro abajo. Las turbulencias varan en relacin directa con lavelocidad de la corriente, que, a su vez, depende de la cantidad de energa cintica existente. Cuanto mayor sea la energa cintica, mayor ser la velocidad (y viceversa) y la turbulencia de la corriente.

VELOCIDADES QUE ADQUIERE UN RIO POR TURBULENCIAEn el tramo superior, el ro es torrencial. La capacidad erosiva es mxima y por eso se encaja linealmente en su propio cauce.En el tramo medio, la velocidad de las aguas es menor pero mayor el caudal. La capacidad erosiva es menor, sin potencia para encajarse linealmente; eso s, el ro ensancha su cauce por erosin en las mrgenes. Predomina el transporte.En el tramo inferior, la pendiente es mxima; el ro carece de potencia erosiva y de capacidad de arrastre. Predomina la sedimentacin.

VELOCIDADES QUE ADQUIERE UN RIO POR EL TRAMOFlujo Uniforme. Cuando la velocidad y la profundidad no varan a lo largo del flujo.

Flujo no Uniforme: Flujo gradualmente variado. Flujo rpidamente variado.

Flujo estacionario si la velocidad y el caudal no varan en funcin del tiempo.

Flujo no estacionario si la velocidad y el caudal varan en funcin del tiempo.TIPOS DE FLUJOS DE ACUERDO A LA VELOCIDAD QUE ADQUIEREFlujo subcrtico o tranquilo, tiene una velocidad relativa baja y la profundidad es relativamente grande, prevalece la energa potencial. Corresponde a un rgimen de llanura.

Flujo critico,es un estado terico en corrientes naturales y representa el punto de transicin entre los regmenes subcrtico y supercrtico.

Flujo supercrtico o rpido, tiene una velocidad relativamente alta y poca profundidad prevalece la energa cintica.Propios de cauces de gran pendiente o ros de montaaPUENTE COLPA ALTA: La velocidad del flujo es uniforme, no varia aguas arriba - abajo

PUENTE SAN SEBASTIAN: La velocidad del flujo es uniforme, no varia aguas arriba - abajo

PUENTE CALICANTO:adquiere un flujo uniforme no varia la velocidadAGUAS ABAJO

AGUAS ARRIBA

PUENTE SEOR DE BURGOS:adquiere un flujo No uniforme la velocidad es variable, hay presencia de turbulencia

PUENTE ESTEBAN PAVLETICH:Aguas arriba abajo, adquiere un flujo uniforme no varia la velocidad

PUENTE LAS MORAS:No hay presencia de flujo, no existe velocidadPUENTE ESTEBAN HUAYUPAMPA:Aguas arriba, adquiere un flujo uniforme no varia la velocidadAguas abajo, adquiere un flujo no uniforme hay presencia de turbulenciaPUENTE CASCAY:Aguas arriba presenta un tramo flujo uniforme y continua flujo supercrtico, adquiere mayor velocidadAguas abajo Presenta un flujo supercrtico, con turbulencia debido a la poca profundifad la cual influye en la una velocidad alta

AGUAS ABAJOAGUAS ARRIBA

AGUAS ARRIBAAGUAS ABAJO

PUENTE DEL VALLE:Aguas arriba, Presenta mayor profundidad por lo que adquiere menor velocidadAguas abajo, hasta cierto tramo la velocidad no varia por la mayor profundidad, continua un flujo supercrtico la profundidad es menor se incrementa la turbulencia por lo que la velocidad aumentaAGUAS ABAJOAGUAS ARRIBA

CONCLUSIONESLa variacin de la velocidad en todo el tramo del recorrido no es signifativo.A mayor profundidad la velocidad disminuyeEn el recorrido se observo que la mayor parte del rio presenta una profundidad mayorEl flujo en la mayor parte del tramo es uniforme presentando ciertas variaciones de turbulencia en pequeos tramos

COMO AFECTA EL FLUJO EN EL DISEO DEL PUENTE

1.- Introduccin:El diseo de la subestructura influye directamente en la configuracin de la superestructura. Por ejemplo, la ubicacin de los estribos determina la longitud total del puente y el nmero de pilares controla el peralte de las vigas.Este diseo de la subestructura requiere mayores consideraciones debido a que est expuesta a varios tipos de cargas como: De la superestructura, del agua, de relleno y de el suelo de cimentacin, con sus respectivos tipos de falla como vuelco, deslizamiento o presin portante. Adems, el diseo se complica de inesperadas condiciones geolgicas, o complicadas geometras de tableros con curvas horizontales o verticales.AGENTES QUE AFECTAN

Erosin:Los estribos y pilares estn expuestos a la erosin. En general, se pueden distinguir tres tipos de erosin. El primer tipo de erosin ocurren enel fondo del ro durante periodos de avenidas o inundacin. En estosperiodos, las altas velocidades son capaces de mover grandes cantidades de materiales.El segundo tipo de erosin ocurre en las curvas de ros La erosin se presenta en las riveras exteriores de las curvas debido a las mayores velocidades del flujo. Los estribos ubicados en los estribos exteriores de las curvas debern ser protegidos contra la socavacin colocando mallas geotcnicas o protecciones de concreto o cimentando los estribos a una profundidad mayor de la mxima erosin posible.El tercer tipo de erosin es producto de la obstruccin de los pilares. Esta erosin depende de la configuracin de los pilares, el ngulo de inclinacin entre el flujo y el pilar, la contraccin del cauce y los escombros depositados en el fondo.

Fuerza de la Corriente o Empuje Hidrodinmico del Agua: Proveniente de la velocidad con que circula el agua por los cauces de ro o de la velocidad con que impacta el agua de mar. Las aguas provocan una fuerza con tendencia a volcar particularmente las pilas por ello estas deben ofrecer la menor resistencia posible, lo que se consigue dndole formas hidrodinmicas y lo que es ms ubicando la pila con la menor seccin en la direccin de la corriente.

La presin de la corriente est dada por:Donde:

p = Presin de la corriente en Kn/m2

v = Velocidad de las aguas en m/seg.

K = Constante cuyos valores se deducen de la figura60.

Diseo de estribos:Se muestra un esquema con las dimensiones usuales para estribos de gravedad y cantilever segn Barker, 1997. Estas dimensiones pueden variar en casos de erosin y presiones hidrostticas. Diseo de pilares: Adems, tal como los estribos, estas estructuras deben ser capaces de soportar, lapresin del agua, fuerzas de sismo y las fuerzas de viento. Estas cargas actan tanto en el sentido longitudinal como en el transversal.Los pilares deben tener formas aerodinmicas por encontrase sumergidos. En la figura se muestran algunas formas de pilares sumergidos. De esta manera se evita la socavacin y la formacin de vrtices. En caso de que la direccin del flujo sea incierta o pueda variar se recomienda usar pilares circulares. Al igual que los estribos, los pilares pueden cimentarse con cimentaciones superficiales o por medio de pilotes o cilindros hincados .

Como afecta el flujo en el diseo de un puente.La erosin local es una consecuencia de la obstruccin del flujo por pilares o estribos, los cuales aceleran el flujo, creando vrtices que remueven el material alrededor de ellos.

Esquema de tipos de erosin en el pilar de un puente.

Los pilares, cimentaciones, estribos y todo elemento mojado del puente debe estar correctamente alineado con la corriente, de ningn modo segn la alineacin propia del puente, por ms que esto signifique una complicacin estructural constructiva.

El fenmeno de erosin local en pilares

La erosin causada por el flujo alrededor de obstculos, como pilares de puente, se llama erosin local. Fsicamente el fenmeno consiste en que alrededor del pilar se dan velocidades localmente mayores que las medias de la corriente, acompaadas de un sistema de vrtices frontales, laterales y de estela detrs del pilar. Hidrodinmica y morfologa de un foso de erosin local: en perfil.

Patologa tpica de un fallo por erosin local.

ANLISIS EN LOS PUENTES VISITADOS Puente del Valle:Puente diseado con estribos reforzados rectangulares, y sin pilares.El flujo de agua provoca erosin y el empuje hidrodinmico es fuerte; porque la corriente en el puente es laminar y profundo rio arriba ,y turbulento rio abajo.

Puente Cascay:Puente con diseo para vehculos menores con estribo simple en u; y sin pilares.El flujo de agua provoca erosin y socavacin en la estructura del puente, por el flujo turbulento del rio.

Puente Huayupampa:Puente colgante con diseo peatonal con estribo simple hecho de piedra.El flujo de agua provoca erosin y socavacin en su estructura, por la composicin de piedras laja en la base del puente.

Puente las Moras:Puente de flujos de estiaje ;son sostenidos por flujos de base estacionales. Con estribos de gravedad y pilares circulares.El flujo de agua no afecta mucho en este puente ; solo en pocas de incremento fluvial.

Puente Esteban Pavletich:Puente con diseo para transito continuo de vehculos pesados y livianos con estribo simple en u; y con pilares.El flujo de agua provoca erosin y empuje hidrodinmico en la estructura , por el flujo turbulento y la fuerza del corriente .

PUENTE SR. DE BURGOS

CAUSE

Secciones transversales (en lo posible, dos aguas arriba ydos aguas abajo) Elevacin del lecho en la zona del puente para determinarhuecos de socavacin Muestras de sedimentos de lecho y en suspensin (pesoespecfico, granulometra, peso volumtrico, velocidad decada). Fotografas del cauce y de las bancas Presencia de basurasPUENTE

Caudal, rea mojada, velocidad, gradiente hidrulico Velocidad y niveles del agua a lo largo del cauce Direccin de la corriente en aguas altas y bajas

Flujo de rio tubulentoEstribo de puentePUENTE CALICANTO

Flujo turbulentoPilar de puente

PUENTE SAN SEBASTIAN

Flujo turbulentoEstribosPUENTE COLPA ALTA

Pilar de puenteFlujo turbulento