PUENTES Y ALCANTARILLAS CONTENIDO: SOCAVACIÓN LOCAL EN PILAS Y ESTRIBOS. DETERMIONACIÓN DEL NIVEL DE CIMENTACIÓN POR SOCAVACIÓN. BIBLIOGRAFÍA: PUENTES TOMO I PÁG. 85-90

SOCAVACIÓN

SOCAVACIÓN LOCAL EN PILAS

Método de Laursen – Toch. Para Laursen y Toch, la socavación depende fundamentalmente del tirante y del ancho de la pila y en segundo término de la forma de esta, además de considerar la incidencia de la corriente contra la pila. Sin embargo, no toma en consideración la velocidad media de la corriente y el tamaño de los granos del fondo, para determinar la profundidad de socavación con este criterio. En el método se distinguen dos casos generales; uno cuando la corriente incide paralelamente al eje de la pila y otro cuando forma un cierto ángulo. INCIDENCIA PARALELA INCIDENCIA EN ESVIAJE

Ds : Profundidad de la excavación a partir del fondo. Donde: Ds : Profundidad de la excavación a partir del fondo. K1: Coeficiente que depende de la relación tirante entre ancho de la pila. K2: Coeficiente que depende de la forma de la nariz de la pila b: Ancho de la pila.

Coeficiente K2 según Schneible Coeficiente K2 según TISON Forma de la nariz Coeficiente K2 según Schneible Rectangular a/b = 4 1.00 Semicircular 0.90 Elíptica p/r = 2 p/r =3 0.81 0.75 Lenticular 0.69 Coeficiente K2 según TISON Biselada 0.78 Perfil Hidrodinámico

Método de Yaroslavtziev Este investigador distingue dos casos, uno cuando el fondo del cauce está formado por materiales no cohesivos y otro cuando está formado por materiales cohesivos. Método para suelos granulares sin cohesión. Donde: S0 : profundidad de socavación, a partir del nivel del lecho en m. Kf: coeficiente que depende, en general de la forma de la nariz de la pila y del ángulo de incidencia entre la corriente y el eje de la misma. Kv: coeficiente definido por la velocidad y ancho b. H: tirante de la corriente frente a la pila. d: diámetro en m de las partículas más gruesas que forman el fondo.

Peso volumétrico del material seco en (ton/m3) Dimensiones del diámetro equivalente en suelos granulares.(cm.) Arcillas y suelos altamente plásticas Suelos medianamente plásticos Suelos de aluvión y arcillas margosas < 1.2 1 0.5 1.2-1.6 4 2 1.6-2.0 8 3 2.0-2.5 10 6

Método de Inglis Donde: Ds: Profundidad de socavación a partir del nivel medio del flujo en (m). b: Ancho o diámetro de la pila en (m). q: Caudal por unidad de ancho del canal en (m2/s)

Método de Inglis Donde: Ds: Profundidad de socavación a partir del nivel medio del flujo en (m). Q: Caudal total de circulación en (m3/s) f: Factor de Lacey, dado por: dm: Diámetro medio de los sedimentos del lecho (en mm).

Método de Ahmad Ds: Profundidad de socavación a partir del nivel medio del flujo en (m). q: Caudal por unidad de ancho del canal en (m2/s) K1: Coeficiente que depende de la relación entre el tirante y el diámetro de la pila. Figura estudiada en el método de Laurseen Toch.

Método de Blench Donde: Ds: Profundidad de socavación a partir del nivel medio del flujo en (m). b: Ancho o diámetro de la pila en (m). yr : Profundidad de flujo del régimen. q: Caudal por unidad de ancho del canal en (m2/s). D: Diámetro medio de los sedimentos del lecho en (mm).

Método de Arunachalam Donde: S0: Profundidad de socavación medida desde el nivel medio del lecho en (m). b: Ancho o diámetro de la pila en (m). y: Profundidad media del flujo en (m).

Método de Breusers Donde: Ds: Profundidad de socavación medida desde el nivel medio del lecho en (m). b: Ancho o diámetro de la pila en (m).

SOCAVACIÓN LOCAL EN ESTRIBOS Método de K.F. Artamonov Pa: Coeficiente que depende del ángulo (a) que forma el eje del estribo con la corriente Pq: Coeficiente que depende de la relación Q1/QD, en que Q1 es el gasto que teóricamente pasaría por el lugar ocupado por el estribo si este no existiera y QD, el gasto total que escurre por el río. PR: Coeficiente que depende del talud que tienen los lados del estribo.

a 200 600 900 1200 1500 Pa 0.84 0.94 1.00 1.07 1.188 Q1/QD 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 Pq 2.00 2.65 3.22 3.45 3.67 3.87 4.06 4.20 Talud R 0.50 1.00 1.50 2.00 3.00 PR 0.91 0.85 0.83 0.61

Método de Liu-Chang y Skinner: Propone dos expresiones que dependen del grado de intrusión en el cauce que tienen los estribos del puente: se debe en primer lugar evaluar: ds: Profundidad de socavación medida desde el nivel medio del lecho (m) y: profundidad del flujo en el puente (sin socavación) (m), b: ancho del terraplén “activo” (m). Fr: Número de Froude inmediatamente aguas arriba del puente V: velocidad media del flujo (m/s), g: aceleración de la gravedad.

Método de Froehlich: Propone una expresión que depende del tirante de circulación del flujo cercano al estribo, del ancho del terraplén, de un coeficiente que tiene en cuenta el talud que presentan los estribos, de otro coeficiente que tiene en cuenta el ángulo que forma el eje del estribo con la corriente y de la velocidad media del flujo. ds: profundidad de socavación medida desde el nivel medio del lecho. (m) y: profundidad del flujo en el puente (sin socavación).(m) b: ancho del terraplén “activo”. (m) Fr: Número de Froude inmediatamente aguas arriba V: velocidad media del flujo, se obtiene mediante (m/s) g: Aceleración de la gravedad PR y Pa se obtienen de las tablas mencionadas en el Método de K.F. Artamanov. Qe: caudal obstruido por el terraplén. (m3/s) Ae: área del flujo que obstruye el terraplén aguas arriba (m2).

Método de de Franzetti Este autor propone una expresión muy interesante ya que en ella hace referencia al tiempo, o sea propone evaluar la socavación para un instante de tiempo respecto a la socavación final que se pueda alcanzar en el estribo. Este método tiene en cuenta también a dos coeficientes experimentales, al tirante de circulación del flujo en el puente y de la velocidad media de circulación del flujo. dS : profundidad de socavación final o de equilibrio. (m) y: profundidad del flujo en el puente (sin socavación), (m) b: ancho del terraplén “activo”. (m) V: velocidad media del flujo, (m/s) dSt: profundidad de socavación alcanzada en el instante t. (m) : 0,028 coeficiente experimental, B: 0,28 coeficiente experimental. t: tiempo (s).