Cátedra Puertos y Vías Navegables Trabajo Practico N° 3 OBRAS DE ABRIGO Rubén Olhagaray-Año 2017

NECESIDAD En un puerto sin abrigo natural, las acciones del mar dificultan la operación portuaria Necesidad de obras de abrigo, para reducir a valores aceptables las molestias generadas por estas acciones.

ACCIONES DEL MAR OLAS: Alturas, períodos y longitudes. Direcciones correlacionadas. Frecuencias correlacionadas. CORRIENTES: Intensidad MAREAS: Niveles máximos, mínimos y medios. SEICHES: Alturas y períodos ONDAS POR SISMOS: Alturas y frecuencias. TRANSPORTE LITORAL

RESONANCIA

ONDAS DE SISMO

DISEÑO IDEAL Impide el ingreso total de las olas al puerto. No es posible porque se debe dejar una boca para el ingreso de los buques Se debe estudiar la agitación interior para las distintas acciones y llevarla con el diseño a valores que permitan la operación. USO DE MODELOS : Matemáticos o físicos de escala reducida.

MODELO TRIDIMENSIONAL

TRAZADO Deben tratar de aprovecharse las condiciones naturales, no solo la presencia de bancos o islas, sino tambien la configuración del fondo, ya que la misma da lugar a refracción del oleaje. Se debe tratar de buscar zonas donde la energía por unidad de ancho del oleaje disminuya y no aquellas donde los rayos incidentes convergen y se concentra la energía.

TRAZADO Pueden tener una, dos o varias ramas, cuya longitud y disposición surgen de diagramas de difracción y refracción o modelos tridimensionales La disposicion de la boca es una solución de compromiso entre la seguridad naútica y la energía de las olas que penetra en el puerto. Ancho : 2 a 3 L

AJUSTE DE DISEÑO

PUERTO DE BARCELONA

PUERTO DE VALENCIA

PUERTO DE LAREDO 700 m de long 380 m de long

PUERTO DE QUEQUEN 1600 m de long 572 m de long

PUERTO DE MAR DEL PLATA 2750 m de long 1050 m de long

CONDICIONES DE FONDO MATERIALES Salvo casos excepcionales interesan los mantos superiores. Pueden ser mejoradas mediante cambio de suelo, ejecución de banquetas o pilotes de arena, etc. MATERIALES Deben analizarse tanto el comportamiento ante el oleaje como la cuestión económica , la disponibilidad de materiales y la posibilidad de ejecución de los metodos constructivos. Pueden ser de piedras naturales, hormigón simple o armado .

TIPOS DE ESTRUCTURAS DE TALUD VERTICAL Pared vertical hacia el mar Construídos con bloques de hormigón, cajones, tablestacados, gaviones. Terreno nivelado y con suficiente capacidad portante. Coronamiento horizontal con posibilidad de operaciones.

TIPOS DE ESTRUCTURAS DE TALUD TENDIDO O ESCOLLERAS Taludes con pendientes Bermas Núcleo Sucecivas capas de roca Capa de protección exterior de rocas o premoldeados Coronamiento

Objetivos del práctico: Efectuar un anteproyecto de rompeolas a talud. Calcular condiciones de oleaje a partir de los datos de viento y las transformaciones por refracción y shoaling. Definir perfil transversal de la obra. Obtener peso y dimensiones de cada capa, efectuar planos y cómputo y presupuesto de acuerdo a datos suministrados.

Obtención de la altura y el período de diseño Entrando al Gráfico de predicción de olas con U= velocidad del viento y F= Fetch o distancia máxima de generación y luego con U y d= duración máxima de tormenta ; se obtiene el valor de la altura significativa de ola (Hs) y periodo (T), adoptando la menor de ambas.

Con T de aguas profundas obtenido anteriormente se obtiene longitud en aguas profundas Lo = 1.56 T² Calculando la relación d/Lo con d= profundidad en morro (m) Y luego L= g T²/2 p x tangh ( 2 p d /Lo) (aguas intermedias) Debe cumplirse que 1/20< d/L < 1/2

Determinación ola de cálculo Hc = Ho x Kr x Ks Con Kr= Coef. De refracción Ks= Coef. De fondo Determinados mediante métodos gráficos Comparar y elegir la menor con: Oleaje de rotura

q 0= ángulo entre las líneas batimétricas existentes entre profundidades indefinidas y la zona de proyecto , y los frentes de onda del oleaje incidente en aguas profundas .

Determinación del perfil transversal Determinación de cotas superior del núcleo. Cn mínima= Pleamar + 0.5 m Determinación de cotas de coronamiento Ccor mínima= Pleamar + R

Run - up R= f ( H; L ; b ; porosidad) Se puede aproximar como R= 1.25 Hcálculo

Debe cumplirse: Debe cumplirse: Cn= C cor mínima – Proy. Espesores > Cn mínima

DETERMINACION DE PESO DE ELEMENTOS DE LAS CAPAS Para la capa protectora Fórmula de Hudson W1= gs * Hs³ Kd * Δ³ * cotg  Con W1= Peso del elemento de la capa (t) Peso máximo roca= 5 t gs= Peso unitario del elemento (t/m³) Hs= altura de ola de diseño (m) Kd= coeficiente característico del elemento es función de : forma rugosidad de superficie agudeza de bordes grado de trabazón Δ= (s-1)= (gs/gw-1) = ángulo del talud del rompeolas. Adoptar para exterior entre 1:1.3 y 1.5 para interior 1:1.5

DETERMINACION DE PESO DE ELEMENTOS DE LAS CAPAS Para la capa protectora Fórmula de Hudson W1= gs * Hs³ Kd * Δ³ * cotg  Con W1= Peso del elemento de la capa (t) Peso máximo roca= 5 t gs= Peso unitario del elemento (t/m³) Hs= altura de ola de diseño (m) Kd= coeficiente característico del elemento es función de : forma rugosidad de superficie agudeza de bordes grado de trabazón Δ= (s-1)³= (gs/gw-1)³ = ángulo del talud del rompeolas. Adoptar para exterior entre 1:1.3 y 1.5 para interior 1:1.5

Ejemplo de elementos de capas protectoras

Ejemplo de elementos de capas protectoras

Para las capas siguientes W2= W1 / 10 W3= W1 / 200

DETERMINACION DE ESPESORES DE LAS CAPAS E= n*KΔ*(W1/γs)1/3 Con E= Espesor de la capa (m) n= número de capas. KΔ= coeficiente de capa W1= Peso del elemento de la capa (t) gs= Peso unitario del elemento (t/m³)

Determinación del ancho de coronamiento del núcleo B= n*KΔ*(Wnúcleo/γs)1/3 > 3.5 mts Para el resto de las capas se obtiene geometricamente.

Determinación del ancho de coronamiento del núcleo Este valor es el mínimo por el que puede circular un camión de vuelco.

COMPUTO Y PRESUPUESTO Determinar geometricamentre el Volumen de cada capa. Considerar volumen de vacios de 30 % para capa protectora y 20 % para segunda capa, 15% para núcleo, y 10 % pie para pie. Ejecutar presupuesto con costos suministrados