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SOCAVACIÓN EN PUENTES
SOCAVACIÓN EN PUENTES FACTORES QUE AFECTAN LA ESTABILIDAD DE UN CAUCE CONCEPTOS BÁSICOS La socavación es la remoción de materiales del lecho y de las bancas de un cauce debido a la acción erosiva del flujo de agua alrededor de una estructura hidráulica. Resulta del desequilibrio entre el aporte de sedimentos que trae el agua a una cierta sección del río y la mayor cantidad de material que es removido de esa sección. Factores hidráulicos que afectan la falla de puentes Crecientes Factores hidráulicos que afectan la falla de puentes CRECIENTES Factores hidráulicos que afectan la falla de puentes Formas de lecho en cauces aluviales Factores hidráulicos que afectan la falla de puentes Estructuras con poca capacidad hidráulica o mal alineadas Factores hidráulicos que afectan la falla de puentes Pobre mantenimiento del cauce Factores hidráulicos que afectan la falla de puentes Acumulación de material flotante Factores hidráulicos que afectan la falla de puentes Cauces aluviales divagantes. Invasiones Factores hidráulicos que afectan la falla de puentes Pilas y estribos sobre un cauce caracterizado por niveles bajos prolongados Richardson E. V., Simons D. B. y Julien P. Y. (1990) Factores hidráulicos que afectan la falla de puentes Efecto de mareas y olas Richardson E. V., Simons D. B. y Julien P. Y. (1990) Factores hidráulicos que afectan la falla de puentes Influencia de las mareas HEC-18, 1993 Factores geográficos que afectan la falla de puentes Confluencias Agradación o degradación de un tributario Erosión en el tributario Q Descenso del nivel de agua Richardson E. V., Simons D. B. y Julien P. Y. (1990) Factores geográficos que afectan la falla de puentes Confluencias alto nivel y carga de sedimentos en el tributario Q Problemas de sedimentación en el alineamiento Río Cauca Río Palo Disminución del nivel base en el cauce principal Richardson E. V., Simons D. B. y Julien P. Y. (1990) Factores geográficos que afectan la falla de puentes Curvaturas Flujo de aguas altas Flujo de aguas bajas Q Flujo de aguas altas y bajas Zona de erosión Barra punta Flujo de aguas altas Flujo de aguas bajas Richardson E. V., Simons D. B. y Julien P. Y. (1990) Factores geográficos que afectan la falla de puentes Curvaturas Factores geográficos que afectan la falla de puentes Cruce del puente aguas abajo de un abanico fluvial Richardson E. V., Simons D. B. y Julien P. Y. (1990) Factores geográficos que afectan la falla de puentes Factores morfológicos que afectan la falla de puentes Cauce del río sujeto a desplazamientos laterales Richardson E. V., Simons D. B. y Julien P. Y. (1990) Factores tectónicos Efecto de sismos Desplazamientos laterales o verticales Richardson E. V., Simons D. B. y Julien P. Y. (1990) Factores externos que afectan la falla de puentes Incremento del nivel base del río Richardson E. V., Simons D. B. y Julien P. Y. (1990) Factores externos que afectan la falla de puentes Reducción de la carga de sedimentos aguas arriba Richardson E. V., Simons D. B. y Julien P. Y. (1990) Factores externos que afectan la falla de puentes Combinación de incremento en el nivel base y reducción de la carga de sedimentos aguas arriba Richardson E. V., Simons D. B. y Julien P. Y. (1990) Factores externos que afectan la falla de puentes Cambio en la descarga de agua sin cambio en la carga de sedimentos Richardson E. V., Simons D. B. y Julien P. Y. (1990) Factores externos que afectan la falla de puentes Corte de meandros aguas abajo de un ponteadero Richardson E. V., Simons D. B. y Julien P. Y. (1990) Factores externos que afectan la falla de puentes Reducción de la longitud del cauce Richardson E. V., Simons D. B. y Julien P. Y. (1990) Factores externos que afectan la falla de puentes Extracción de materiales del cauce Richardson E. V., Simons D. B. y Julien P. Y. (1990) Factores externos que afectan la falla de puentes Realineamiento de un cauce para construir una carretera Richardson E. V., Simons D. B. y Julien P. Y. (1990) Factores externos que afectan la falla de puentes Obstrucción longitudinal de las zonas de inundación Richardson E. V., Simons D. B. y Julien P. Y. (1990) Formas de socavación AGUA CLARA No hay transporte de sedimentos del lecho desde aguas arriba al sitio del ponteadero y por lo tanto, no hay reabastecimiento de materiales en el hueco socavado. V < Vc τ < τc LECHO MÓVIL (VIVO) Hay transporte de sedimentos del lecho desde aguas arriba hasta el sitio del ponteadero y por lo tanto, parte de este sedimento queda atrapado en el hueco de socavación. V > Vc τ > τc Criterio basado en la velocidad del flujo Movimiento de partículas existe si la velocidad del flujo (V) supera al la velocidad crítica para arrastre de sedimentos (Vc). Velocidad del flujo 1 2 / 3 1/ 2 V = C RS f = R S f n Velocidad crítica para inicio del movimiento 1 6 Vc = 6.19h D 1 3 50 ds ds ds máximo Socavación en agua clara Socavación de equilibrio 0.1 ds máximo Socavación en lecho móvil V*c Socavación en lecho móvil Socavación en agua clara Vc Tiempo ds = profundidad de socavación a) b) Profundidad de socavación en la pila en un cauce arenoso. a) En función de la velocidad crítica. b) En función del tiempo. Raudkivi, A. J. y Ettema, R., 1983. Criterio basado en el esfuerzo cortante Movimiento de partículas existe si el esfuerzo cortante del lecho (τ) supera al esfuerzo cortante crítico (τc) Esfuerzo cortante medio sobre el lecho τ = γ w RI Esfuerzo cortante crítico Meyer-Peter y Muller τ c = 0.047(γ s − γ w )D m [SI] Laursen τ c = 0.039(γ s − γ w )D50 [SI] Curva de Shields para movimiento incipiente de sedimentos. ρs = 2,650 Kg/m3, ρw = 1,000 Kg/m3, ν = 10-6 m2/s y T° = 20°. Breusers, H. N. C., 1984. Socavación en agua clara Cauces formados por materiales muy gruesos. Cauces acorazados. Laderas cubiertas por vegetación. Corrientes de baja pendiente y flujos bajos. Socavación en lecho móvil (vivo) Río Fraile – Valle del Cauca
