Estudio estadístico del inicio del movimiento en las protecciones contra la erosión en obras fluviales. Diseño de las instalaciones y experimentos con aplicación a pilas de puente y protección de orillas
Visualitza/Obre
Cita com:
hdl:2099.1/26131
Tipus de documentProjecte Final de Màster Oficial
Data2013-06
Condicions d'accésAccés obert
Llevat que s'hi indiqui el contrari, els
continguts d'aquesta obra estan subjectes a la llicència de Creative Commons
:
Reconeixement-NoComercial-SenseObraDerivada 3.0 Espanya
Abstract
Cualquier punto de encuentro entre las obras de ingeniería civil y los cauces fluviales
requiere de un estudio detallado de la interacción entre ambos. La erosión local en pilas de
puente y estribos, resulta ser el principal factor causante del fallo de la estructura, al menos
el 90% de las veces, Richardson et al. (1993). No solo la erosión local afecta a la estructura
ya que además se debe considerar una erosión transitoria inherente a las grandes avenidas,
como es el caso de los ríos de España, que aunque se restablece una vez retomado el
caudal ordinario, puede llegar a afectar a las estructuras de manera irreversible.
Entre la gran variedad de elementos que se han venido utilizando a lo largo de la historia
para la protección de pilas de puente, estribos, márgenes de río etc. destaca entre ellos la
protección con escollera, siendo hoy en día uno de los más utilizados en todo el mundo
debido a sus características de flexibilidad, larga duración facilidad de puesta en obra,
reparación y apariencia natural.
La metodología de dimensionamiento de escolleras actual presenta una serie de
limitaciones, no consideran la graduación de la escollera, la colocación (vertida o
conformada) así como los efectos turbulentos que se produce alrededor de estas. Algunos
métodos utilizan la velocidad como parámetro de cálculo, y otros la tensión de fondo,
ambos comparan estos valores con los valores críticos de inicio de movimiento
determinados por el conocido diagrama de Shields. La mayor parte de los métodos basados
en este concepto utilizan un valor constante del coeficiente de Shields, para casos de flujo
turbulento rugoso, o leyes de velocidad de tipo logarítmico para relacionar velocidad con
tensión tractiva. Dado que algunos investigadores han encontrado que el coeficiente de
Shields varía con la rugosidad relativa y otros que las leyes logarítmicas de velocidad están
también afectadas por ésta, resulta que muchos de los métodos de cálculo del tamaño de
roca basados en conceptos de rugosidad relativa podrían no resultar aplicables.A menudo las protecciones de escollera son arrastradas por el flujo, dejando a su suerte a la
estructura, en gran parte debido a las incertidumbres ya comentadas. Muchas veces esta
escollera, y el sedimento en general, se mueve antes de que se alcance la tensión crítica en
el fondo, debido a que existen fluctuaciones en la velocidad y tensión que no son
contempladas por la formulación actual.
En la presente tesina se propone una metodología probabilística del cálculo de la tensión
crítica en el fondo, es decir, que probabilidad tienen las piedras de moverse para cada
porcentaje de la tensión crítica alcanzado, en función de estas fluctuaciones turbulentas.
Esto se realizará mediante el análisis de resultados de velocidad instantánea cerca del lecho
realizados para una serie de escenarios en los que se definen diferentes parámetros tales
como, tamaño de piedra, pendiente longitudinal, vertido o conformado de la escollera,
cementado o no de la escollera, etc. Para el caso de escollera de protección de fondo y talud
(revestimiento), protección de pilas y de traviesas. Por lo tanto se buscará una formulación
que contemple los fenómenos inherentes a cada escenario.Se introduce además el concepto de escollera parcialmente cementada, muy útil en los
casos en los que debido al emplazamiento de la obra no es posible obtener tamaños de
escollera adecuados, pudiendo conglomerar escolleras más pequeñas para conseguir
tamaños mayores, reduciendo así el coste económico y ambiental que supone el uso de
grandes diámetros. Esta metodología no está actualmente implantada en España, no hay
relaciones de por sí para seleccionar el tamaño de la roca, que no sean las consideraciones
prácticas de tamaño de hueco, la gradación y el área de contacto adecuada de piedra a
piedra para asegurar la unión entre estas.
Se pretende la creación de una guía para el diseño, construcción y mantenimiento de
protecciones de escollera, abarcando desde escollera vertida y conformada o parcialmente
cementada, donde se regule el dimensionamiento, constructibilidad, materiales a utilizar,
metodologías de construcción, utilización de filtros, inspección y mantenimiento.
La presente tesina resume gran parte del trabajo llevado a cabo para esta investigación, se
recomienda la lectura del Prólogo para una comprensión más precisa del alcance real de la
tesina.
TitulacióMÀSTER UNIVERSITARI EN ENGINYERIA CIVIL (Pla 2009)
Col·leccions
Fitxers | Descripció | Mida | Format | Visualitza |
---|---|---|---|---|
711-TFM-458.pdf | 16,11Mb | Visualitza/Obre |