Hoja1PROBLEMA GENRAL DE SOCAVACION EN PILARES DE PUENTESEn un ro cuyo sub suelo bajo el cauce presenta la estratigrafa mostrada en la figura, se pretende construir un puente. Las caractersticas de ste se indican en la misma figura.

Los datos hidrulicos, en el sitio del cruce, son los siguientes:1). Qd = gasto de diseo = 1370 m3/seg.2). V= velocidad = 2.3 m/seg.3). Tr = periodo de retorno = 50 aos.En la figura est indicada la elevacin del NAME correspondiente a los datos hidrulicos. El eje del puente es normal a la direccin de la corriente.Se pide calcular la magnitud de la socavacin general en el cauce y la magnitud de la socavacin local en las pilas del puente.

SOLUCION :

a) SOCAVACION GENERALSe emplear el criterio de Lischtvan-Levediev.a.1) Estrato de arena fina poco limosa, de baja plasticidad, dm=0.7mm. Suelos no cohesivos:Hs=tirante alcanzado considerando la socavacin, en m.Ho=tirante antes de la erosin, en m.rea hidrulica:Be= ancho efectivo=112m.Hm = tirante medio = A/Be = 5.32 = coeficiente de contraccin=0.98 (Tabla A-3.4 con claro entre dos pilas de 37m y v=2.3m/s).Con estos datos: =0.769=0.97 (Tabla A-3.2 para Tr=50 aos, con 1/50=2% de probabilidad).dm=0.7mm1/(x+1) = 0.71 (Tabla A-3.3, suelo no cohesivo con dm=0.7mm)Por lo tanto:Para conocer el perfil probable de socavacin a lo largo del cauce, para la ecuacin anterior se proporcionan valores a Ho correspondientes a diferentes puntos, as:

2.84.051.254.87.662.866.811.574.7734.391.39La magnitud de la socavacin general Sg se obtiene restando Ho de Hs. Elperfil de la socavacin aparece dibujado bajo el nombre de tanteo (a.1) en la figura.Se observa que la socavacin alcanza al estrato de arcilla, por lo que ser necesario calcular la socavacin en l.a.2) Estrato de arcilla de alta plasticidad, de consistencia blanda, d=0.9ton/m3.Para suelos cohesivos:1/ (x+1) =0.68 (Tabla A-3.3, suelo cohesivo con d=0.9ton/m3)Luego:Dando diferentes valores a Ho, se obtiene Hs y Sg.

2.84.221.424.87.782.986.811.554.7534.571.57En la figura se presentan estos resultados con la denominacin de tanteo (a.2).El perfil de socavacin general Sg en el cauce, est indicado en la figura.

b) SOCAVACION LOCAL

Para efectos de clculo, se supone que la socavacin local en las pilas ocurre despus de la general. En estas condiciones, se calcular la socavacin local en el depsito de arcilla de alta plasticidad, empleando el mtodo de Yaroslavtziev.

La socavacin local So est dada por la frmula:Kf=12.4 coeficiente que depende, en general, de la forma de la nariz de la pila y del ngulo de incidencia entre la corriente y el eje de la misma. (Fig. A-III 7, pila rectangular, ngulo de incidencia = 0).

Kv = 0.73 (con b1=3m, v=1.82m/s, g=9.81m/s2). Coeficiente que es definido por la expresin:v' = velocidad media de la corriente aguas arriba de la pila, despus de producirse la erosin general, en m/s.

Para obtener la velocidad v correspondiente al rea hidrulica aumentada A, se calcula sta en el perfil del cruce, y v valdr:

b1= proyeccin en un plano perpendicular a la corriente, de la seccin de la pila. Cuando el ngulo de incidencia vale 0, b1 es igual al ancho b de la pila, es decir, b1=b=3m.

e= coeficiente de correccin, cuyo valor depende del sitio donde estn colocadas las pilas = 0.6 (pilas construidas en el cauce principal).KH= coeficiente que toma en cuenta la profundidad de la corriente, definido por la expresin:H= tirante de la corriente frente a la pila = 11.60md= dimetro equivalente para suelos cohesivos = 0.01 m (Tabla A-3.8, con d=0.9ton/m3.Sustituyendo valores:

Es decir, la socavacin local en las pilas del puente ser del orden de 2.4m.

Hoja2

Hoja3