Estudio de la socavación del proyecto del puente el Inca ubicado en el río Chorobal del distrito de Chao mediante simulación numérica unidimensional

Abstract

El siguiente trabajo de investigación se realizó con el fin de obtener los criterios técnicos para realizar el estudio de la socavación del puente EL Inca proyectado en el rio Chorobal, ubicado en la carretera Chao – Buenavista de la provincia de Virú, teniendo como objetivos realizar estudios de ingeniería básica (topografía y mecánica de suelos) así como también el estudio hidrológico e hidráulico, para estimar la profundidad de socavación del proyecto del puente el Inca mediante una simulación numérica unidimensional. Fijaremos y desarrollaremos los fundamentos para la estimación de socavación local, a partir del desarrollo de modelos determinísticos, para el puente el Inca se hizo uso de la forma de los estribos y de los pilares (rectangulares) con un ancho de 2.00m, Luz de 90.00m. y tamaños de partícula d50 = 15.61mm y determinar en qué medida afecta la variación de los tiempos de retorno en el análisis de socavación, para luego realizar una propuesta de estructuras de protección. Se realizó la recolección, registro y procesamiento de datos para realizarla la simulación hidráulica unidimensional, usando como instrumentos programas de informática como RIVER, ARC-GIS, HEC-RAS, entre otros programas complementarios. Entre las principales conclusiones tenemos que el caudal de diseño para un periodo de retorno de 100 años es de 243.77 m3/s, y 664.37 m3/s para un periodo de retorno de 500 años, ambos obtenidos mediante métodos estadísticos, a partir del cual se obtuvo una profundidad de socavación general de 1.88 m, mediante el método De Ll. Lischt van-Lebediev y una profundidad de socavación local en el estribo derecho de 7.41 m y en el estribo izquierdo de 7.93 m mediante el método de Hire, así como también para los pilares de 5.89 m con el método de la Universidad Estatal de Colorado (CSU) , llegando a la conclusión de proteger a los estribos con enrocados a 20 m aguas arriba y 20 m aguas abajo, y para los pilares proteger el perímetro con enrocado, y en su efecto considerar la profundidad de desplante para la cimentación de la subestructura, en función a la profundidad de socavación obtenida mediante la simulación numérica unidimensional con Hec-Ras.

The following research work was carried out in order to obtain the technical criteria to carry out the study of the undermining of the EL Inca bridge projected in the Chorobal river, located on the Chao - Buenavista highway in the province of Virú, with the objective of conducting studies of basic engineering (topography and soil mechanics) as well as the hydrological and hydraulic study, to estimate the scour depth of the Inca bridge project through a one-dimensional numerical simulation. We will establish and develop the foundations for the estimation of local scour, from the development of deterministic models, for the bridge the Inca made use of the shape of the abutments and pillars (rectangular) with a width of 2.00m, 90.00m. and particle sizes d50 = 15.61mm and determine to what extent the variation of the return times in the scour analysis affects, and then make a proposal for protection structures. The collection, recording and processing of data was carried out in order to carry out the one-dimensional hydraulic simulation, using as software instruments such as RIVER, ARC-GIS, HEC-RAS, among other complementary programs. Among the main conclusions we have that the design flow for a return period of 100 years is 243.77 m3 / s, and 664.37 m3 / s for a return period of 500 years, both obtained by statistical methods, from which obtained a general scour depth of 1.88 m, using the De Ll method. Lischt van-Lebediev and a depth of local scour in the right abutment of 7.41 m and in the left abutment of 7.93 m by the Hire method, as well as for the pillars of 5.89 m with the method of the Colorado State University (CSU) , reaching the conclusion of protecting the abutments with castles 20 m upstream and 20 m downstream, and for the pillars protecting the perimeter with castling, and in its effect to consider the depth of the reinforcement for the foundation of the substructure, in function to the depth of scour obtained by the one-dimensional numerical simulation with Hec-Ras.