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Socavación en cauces y puentes

Estima la socavación general del cauce por el método de Lischtvan-Lebediev (material no cohesivo o cohesivo) y la socavación local en pilares (CSU) y estribos (Froehlich) según HEC-18. Obtén la socavación total de diseño para definir la profundidad de la cimentación del puente.

Hidráulica de la sección
Material del lecho

Socavación general · Lischtvan-Lebediev · Tr = 100 años

ds = 3.613 m

Hs = 7.613 m (desde la superficie) · Hm = 3 m · α = 1.3354

Socavación ds

3.613 m

Prof. Hs

7.613 m

Tirante medio

3 m

Exponente x

0.381

Procedimiento

  1. 1Tirante medio Hm = A/Be = 360/120 = 3 m; β(Tr=100) = 0.988.
  2. 2Coeficiente de distribución: α = Qd/(Hm^5/3·Be·μ) = 1000/(3^1.667·120·1) = 1.3354.
  3. 3Material no cohesivo (dm = 2 mm): x = 0.381; velocidad erosiva ∝ 0.68·β·dm^0.28.
  4. 4Profundidad de equilibrio: Hs = [α·h^5/3/(0.68·β·dm^0.28)]^(1/(1+x)) = 7.613 m (h = 4 m).
  5. 5Socavación general bajo el lecho: ds = Hs − h = 7.613 − 4 = 3.613 m.

Socavación general por Lischtvan-Lebediev y local por las ecuaciones de HEC-18 (CSU para pilares, Froehlich para estribos). La socavación total de diseño en un pilar es la suma de la general y la local. Los factores y el caudal de diseño deben respaldarse con el estudio hidrológico e hidráulico y el manual de hidrología del MTC. Resultado referencial.

¿Qué calcula?

La socavación general es el descenso del lecho en toda la sección por el aumento del caudal; se obtiene igualando la velocidad de la corriente con la velocidad que erosiona el material (Lischtvan-Lebediev). La socavación local es la fosa que se forma alrededor de un pilar o estribo por los vórtices del flujo. La socavación total de diseño en un pilar es la suma de la general y la local, y marca la profundidad mínima a la que debe llegar la cimentación.

Alcance

Métodos de uso corriente en el diseño de puentes y defensas ribereñas(Lischtvan-Lebediev y HEC-18). Los coeficientes (forma, ángulo, condición del lecho), el caudal de diseño y las propiedades del material deben respaldarse con el estudio hidrológico e hidráulico y el manual de hidrología, hidráulica y drenaje del MTC. Resultado referencial.

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