Obras de protección de cimentaciones superficiales para puentes.

Después de leer este artículo, aprenderá sobre trabajos de protección de cimientos poco profundos para puentes menores y mayores.

Obras de protección de cimientos poco profundos para puentes menores:

yo. Trabajos de protección para balsas abiertas con pilares de tipo cerrado y paredes de ala:

Los cimientos abiertos de la balsa para los muelles están protegidos de la limpieza del lecho mediante la provisión de un piso de pucca que puede estar hecho de ladrillo sobre borde sobre dos conjuntos de suela plana de ladrillo en mortero de cemento. Alternativamente, se puede usar piso de concreto de cemento con gravas o tejas disponibles localmente. El piso de pucca está nuevamente protegido por muros de caída o cortina provistos en los lados corriente arriba y corriente abajo (Fig. 23.1).

ii. Trabajos de protección para balsas abiertas con pilares de tipo abierto (derrame):

Los cimientos abiertos de balsas para muelles están protegidos del desgaste de la cama. Las pendientes frontales y laterales que rodean los pilares están protegidas con inclinaciones que pueden consistir en bloques de ladrillos de cemento donde los ladrillos son más baratos o pueden consistir en bloques de concreto de cemento o bloques de piedra donde los materiales de piedra están disponibles localmente a tasas más baratas (Fig. 23.2). El lanzamiento está protegido de nuevo proporcionando paredes de los pies.

iii. Trabajos de protección para puentes de cajas múltiples:

Las pendientes frontales y laterales que rodean las paredes de los extremos de las estructuras de múltiples cajas también están protegidas de la erosión con inclinación similar a la disposición alrededor de los pilares de derrame. El pitcheo está protegido por la pared del dedo del pie. Donde el estropajo de la cama es más, se proporcionan delantales de lanzamiento frente a las paredes abatibles (Fig. 23.3). El diseño de este delantal se realizará asumiendo que d (máx.) = (1.5 dm-x).

Trabajos de protección de cimientos poco profundos para puentes principales:

yo. Para puentes con canales desde High Bank a High Bank:

Los cimientos de estos puentes principales son profundos y, por lo tanto, no es necesaria la protección de la cama. Sin embargo, la protección de la pendiente de los pilares de derrame se realizará como en la Fig. 23.2 o 23.3.

ii. Para puentes con vías navegables, mucho menos que el ancho desde High Bank a High Bank:

Los ríos en las llanuras aluviales son a veces muy anchos. Durante la estación seca, el flujo se restringe a un ancho muy pequeño. Incluso en la temporada de inundaciones, todo el ancho no está cubierto por el agua que fluye. Si lo hace y todo el ancho está cubierto por el agua de la inundación, la profundidad del flujo es muy poco profunda. La descarga de la inundación en estos ríos es tal que una parte del canal es suficiente para transportar la descarga de la inundación.

Es decir, si el río está constreñido y se proporciona un puente de menor longitud que el ancho del río, es posible que el canal restringido lleve la descarga de la inundación, ya que incluso en el canal restringido, el área de la sección transversal del canal en La HFL se mantendrá más o menos igual al fregar la cama y profundizar el canal.

Generalmente, tal constricción de canal puede ser de hasta 30 a 35 por ciento del ancho total. Por ejemplo, la longitud del Puente Teesta cerca de la ciudad de Jalpaiguri (Bengala Occidental) es de 1004 m, mientras que el ancho del canal entre bancos altos es de 3050 m, es decir, la constricción del canal es del 33 por ciento.

El puente Damodar cerca de Burdwan Town (Bengala Occidental) tiene una longitud de puente de 506 m. En lugar del ancho del río de 1600 m. En este caso, la constricción del canal es del 32 por ciento. Dicha constricción del canal solo es posible si se adoptan algunas medidas para guiar el flujo a través de este canal restringido.

iii. Desarrollo del sistema Guide Bund (o Guide Bank):

El desarrollo de los trabajos modernos de entrenamiento fluvial mediante la provisión de paquetes de guías se muestra en la Fig. 23.4. En un río ancho, si se construye un puente restringiendo el ancho del canal sin ningún trabajo de entrenamiento (Fig. 23.4a), el flujo del río tendrá una tendencia a serpentear y finalmente atacar los terraplenes de aproximación construidos dentro de las orillas altas como se muestra en la Fig. 23.4b y 23.4c.

Hay todas las posibilidades de que el puente quede sobrepasado y quede fuera de servicio como se muestra en la Fig. 23.4d. Para prevenir la tendencia serpenteante del flujo del canal, el método temprano de entrenamiento en el río fue mediante la provisión de espolones (Fig. 23.4e).

Un método mejorado se usó letra a medida proporcionando espuelas con paquetes retirados (Fig. 23.4f). En ambos métodos, se requirió un lanzamiento pesado para proteger el vástago y la cabeza de los espolones. Una versión aún mejorada del uso de espuelas para el entrenamiento en el río son las espuelas con cabeza en T de Denehy (Fig. 23.4g).

Estos espolones son espolones ordinarios con haces retirados que tienen un brazo en el lado del río paralelo al flujo. Estos espolones requerían menos cantidad de piedra para lanzar. El sistema moderno de entrenamiento fluvial mediante la provisión de bancos de guías o grupos de guías fue desarrollado por JR Bell y, por lo tanto, estos paquetes de guías son algo que se llama paquetes de Bell. Los paquetes guía son dos terraplenes más o menos paralelos a las orillas altas del río.

Estos terraplenes con sus extremos curvos están debidamente protegidos o blindados con piedras. La cabeza curvada de los paquetes se proporciona para guiar el flujo a través del puente y, por lo tanto, estos paquetes se denominan paquetes de guía (Fig. 23.4h).

iv. Principios de diseño de los paquetes de guías:

La figura 23.5 muestra cómo los paquetes de guías guían el flujo a través del puente. El flujo tiene una tendencia a atacar la carretera de aproximación como en los puentes sin trabajos de entrenamiento (Fig. 23.4b), pero la situación como la Fig. 23.4c no se puede crear, ya que el flujo debe pasar a través del puente en una ronda que tiene una entrada a lo largo del cabeza curvada Es la longitud del haz guía que mantiene el flujo alejado del terraplén de aproximación, lo que ahorra el posible ataque y el desplazamiento final de las aproximaciones.

Los paquetes guía mantienen una distancia segura entre los terraplenes de aproximación y los posibles embalses. Las cabezas curvadas guían el agua que fluye a través del Khadir (es decir, el ancho sobre el cual el río serpentea durante las inundaciones altas) hacia el canal restringido. Las colas curvas aseguran que el río no ataque los terraplenes.

v. Longitud de los paquetes de guía:

La longitud de los paquetes de guía en el lado de aguas arriba se mantiene normalmente como 1.0L a 1.5L (Fig. 23.6) para paquetes de guía rectos que generalmente se prefieren, ya que se encuentra que los paquetes de guía rectos paralelos dan un flujo uniforme desde la cabeza del paquete de guía Al eje del puente. La longitud de los paquetes de guía en el lado corriente abajo es normalmente de 0.2 L, donde L es la longitud del puente como se muestra en la Fig. 23.6.

vi. Radio para cabeza curva y altura de paquetes de guías (Fig. 23.6):

El radio de la cabeza curva generalmente es de 0, 4 a 0, 5 veces la longitud del puente entre los pilares, pero no debe ser inferior a 150 m ni superior a 600 m, a menos que se requiera de estudios modelo. El radio de la cola curvada es de 0, 3 a 0, 4 veces el radio de la cabeza curva.

vii Ángulos de barrido (Fig. 23.6) :

El ángulo de barrido para la cabeza curvada es de 120 a 140 grados, mientras que el de la cola curvada es de 30 a 60 grados.

viii. Diseño de paquetes de guía:

(a) Ancho superior:

El ancho superior de los paquetes de guía generalmente se proporciona de manera que los camiones puedan llevar los materiales al sitio. Un ancho de 6.0 m es adecuado para este propósito.

(b) Junta Libre:

La tabla libre mínima desde el nivel del estanque (es decir, el nivel de agua detrás de los paquetes de guía) hasta la parte superior de los paquetes de guía debe ser de 1.5 ma 1.8 m. El agua en el estanque sigue siendo el nivel del cual el nivel de agua en la cabecera de los paquetes guía incluye el flujo. También se mantendrá la misma tabla libre para el terraplén de aproximación ya que el nivel del estanque es el mismo.

(c) Pendientes laterales:

Las pendientes laterales de los paquetes guía se determinarán a partir de la consideración de la estabilidad de las pendientes de los terraplenes, así como de la consideración de gradientes hidráulicos. En general, se adopta una pendiente lateral de 2 (H) a 1 (V) para suelos predominantemente sin cohesión. Las pendientes laterales de 2.5 (H) a 1 (V) o 3.0 (H) a 1 (V) también se utilizan según se requiera de las consideraciones expuestas anteriormente.

(d) Protección de taludes:

La pendiente del lado del río de los arroyos de guía debe protegerse con inclinación contra la corriente de flujo. El lanzamiento se extenderá hasta la parte superior de los paquetes de guía y se tomará al menos 0, 6 m. Dentro del ancho superior. Las pendientes del lado posterior de los grupos de guía no están sujetas por el ataque directo del flujo del río.

Estos solo se someten a las salpicaduras de las olas del agua del estanque y, por lo tanto, la cubierta de tierra arcillosa o limosa de 0, 3 a 0, 6 m de espesor será adecuada, a menos que se prevea la acción de las olas fuertes, en cuyo caso se lanzan piedras ligeras de hasta 1, 0 m por encima del estanque Se hará nivel. La inclinación en el lado del río se puede hacer con bloques de cemento de cemento o piedras individuales o piedras en cajas de malla de alambre.

(e) Tamaño y peso de las piedras para lanzar:

El tamaño de las piedras en el lanzamiento de piedras individuales para soportar la corriente de flujo viene dado por:

La Tabla 23.1 proporciona el tamaño y el peso de las piedras para velocidades de hasta 5.0 m / s, asumiendo que la gravedad específica de la piedra es de 2.65.

Nota:

(1) No se utilizará ninguna piedra que pese menos de 40 kg.

(2) Cuando el tamaño requerido de las piedras no esté disponible económicamente, los bloques de concreto de cemento o las piedras en cajas de alambre se pueden usar como piedras aisladas de peso equivalente. Los bloques de cemento de cemento son preferibles.

(f) Espesor de cabeceo:

El grosor, T, de la inclinación se puede calcular a partir de la ecuación 23.2 que se indica a continuación, sujeto a un valor mínimo de 0, 3 metros y un valor máximo de 1, 0 metros.

T = 0.06 (Q) ^1/3 (23.2)

Donde, T = Espesor en m

Q = Descarga de diseño en m ³ / seg.

Sin embargo, el grosor de la inclinación se aumentará adecuadamente para que se proporcionen grupos de guías para puentes a través de los ríos principales.

(g) Diseño del filtro:

Es necesario un filtro de diseño adecuado debajo de la inclinación de inclinación para evitar la pérdida de materiales del terraplén a través de los poros de la inclinación de la piedra / inclinación del bloque de cemento / inclinación de la caja de piedra. El filtro también permitirá el escape de agua de infiltración sin crear una presión de elevación en el lanzamiento.

(h) Tamaño y peso de las piedras para lanzar delantales:

El tamaño y el peso de las piedras para lanzar delantales se puede determinar a partir de la ecuación 23.3 que se indica a continuación:

d = 0.0418 V ² (23.3)

Donde, d = dia equivalente, de piedra en m

V = Velocidad media de diseño en m / seg.

La tabla 23.2 proporciona el tamaño y el peso de las piedras que se utilizarán para lanzar delantales para velocidades de hasta 5.0 m / s. asumiendo la gravedad específica de la piedra como 2.65:

Notas:

(1) No se utilizará ninguna piedra que pese menos de 40 kg.

(2) Cuando el tamaño requerido de las piedras no está disponible económicamente, los bloques de concreto de cemento o las piedras en cajas de alambre se pueden usar como piedras aisladas de peso equivalente, dando preferencia a los bloques de concreto de cemento.

(i) Forma y tamaño de la plataforma de lanzamiento:

El ancho de la plataforma de lanzamiento generalmente se hace igual a 1.5 d (máx.) (Fig. 23.7) donde d (máx) es el nivel máximo de avance previsto f-rom LWL El valor de d (máx) se determinará a partir de la Tabla 23.3.

Notas:

(1) El valor de dm se determina a partir de la ecuación 3.17.

(2) x = diferencia de nivel entre HFL y LWL en metros.

El grosor de la plataforma de lanzamiento en el extremo interior se puede mantener como 1.5 T y en el extremo exterior como 2.25 T como se muestra en la Fig. 23.7. La pendiente de la plataforma de lanzamiento generalmente se toma como 2: 1 para piedras sueltas y 1.5; 1 para bloques de hormigón de cemento o piedras en jaulas de alambre.

(l) Cajas de alambre en pendientes o en delantal:

Las cajas de alambre deben estar hechas de alambre de hierro galvanizado de 5 mm. El tamaño de la malla será de 150 mm. El tamaño de las cajas de alambre para ubicaciones poco profundas y accesibles debe ser de 3.0 mx 1.5 mx 1.25 m. Las cajas se dividirán en compartimientos de 1, 5 m de largo mediante redes cruzadas si existe la posibilidad de que se vuelquen las cajas después de que se hayan colocado.

Los tamaños máximo y mínimo de las cajas de alambre deben ser 7.5 mx 3.0 mx 0.6 m y 2.0 mx 1.0 mx 0.3 m respectivamente. Cuando las cajas son grandes, los lados deben estar bien atados a intervalos para evitar abultamientos.

Ejemplo:

Se construirá un puente sobre un río en llanuras aluviales que tienen un ancho entre bancos altos, es decir, un ancho de Khadir de 1600 m. y un caudal de diseño de 16.000 m ³ / seg. Indique si los paquetes guía son necesarios para entrenar el flujo del río y, de ser así, diseñe los paquetes guía. Velocidad de diseño = 4.0 m / seg. HFL = 33 JO m, LWL = 25.10 m. Factor de limo de los materiales de la cama, f = 1.25:

Solución:

De la ecuación 3.18, vía de agua lineal requerida para el puente = C

El ancho de Khadir = 1600 m. Por lo tanto, los paquetes de guías son necesarios para guiar el flujo a través del puente.

Longitud del paquete de guía:

Del art. 23.3.2.4, la longitud del haz de guía aguas arriba del puente desde el eje del puente es de 1.0 a 1.5 L. Tomemos un valor de 1.30 L, es decir, 1.30 x 506 = 658 m. Longitud del paquete de guía en el lado descendente = 0.2 L = 0.2 x 506 = 102 m.

Longitud total del límite de guía = 658 + 102 = 760 m.

Radio de curvatura de cabeza y cola:

Radio para la cabecera ascendente = 0, 4 L a 0, 5 L. Adoptemos un valor de R1 = 0, 4SL = 0, 45 x 506 = 228 m.

Radio de altura, R ₂ = '0.4 R, = 0.4 x 228 = 91 m.

Ángulos de barrido :

Adopte el ángulo de barrido de la cabeza corriente arriba a 130 ° y la cola corriente abajo a 45 °.

Ancho superior, tabla de tarifas, pendientes laterales, etc .:

De la Tabla 23.1 para una velocidad de diseño de 4.0 m / s y una pendiente lateral de 2: 1, diá. De piedra = 45 cm y peso = 126 Kg. Las piedras de tal tamaño son difíciles de obtener económicamente y también de manejar. Por lo tanto, el bloque de cemento de cemento puede ser fundido en el sitio.

Haz el tamaño del bloque = 0.5 mx 0.5 mx 0.3 m. Peso = 0.5 x 0.5 x 0.3 x 2200 = 165 Kg> 126 Kg.

Grueso de lanzamiento:

De la ecuación 23.2, T = 0.06 (Q) ^1/3 = 0.06 (16, 000) ^1/3 = 1.51 m

Pero, el espesor máximo de cabeceo será de 1.0 m. De ahí que adopte este valor.

Tamaño y peso de las piedras para lanzar delantal :

De la Tabla 23.2, tamaño de piedra para una velocidad de diseño de 4.0 m / s = 67 cm y peso = 417 Kg. El tamaño que es demasiado grande no está disponible económicamente. Por lo tanto, se propone utilizar bloques de hormigón de cemento. El grosor del bloque variará de 1.5 T a 2.25 T (Fig. 23.7).

es decir, el espesor variará de 1.5 x 1.0 a 2.25 x 1.0, es decir, de 1.5 ma 2.25 m.

Haga el bloque 0.75 mx 0.75 m en plano.

Por lo tanto, el peso mínimo de cada bloque = 0.75 x 0.75 x 1.5 x 2200 = 1856 Kg> 417 Kg. Peso máximo del bloque en el extremo exterior = 0.75 x 0.75 x 2.25 x 2200 = 2785 Kg. Por lo tanto satisfactorio. Forma y tamaño del delantal de lanzamiento

Ancho de la plataforma de lanzamiento = 1.5 d (máx); x = HFL - LWL = 33.30 - 25.10 = 8.2 m. Desde la tabla 23.3, d (max) desde LWL -

(i) En la cabeza curva hacia arriba = [2.25 (av.) d _m - x]

(ii) En el haz de guía de la porción recta y en la cola curvada aguas abajo = (1.5 dm-x)