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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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