Cortina Tipo Machones O Contrafuertes-estructuras Hidraulicas

CONSTRUCCION DE ESTRUCTURAS HIDRAULICAS

CORTINAS TIPO MACHONES O CONTRAFUERTES.

CORTINAS DE MACHONES O CONTRAFUERTES • Las cortinas de machones o contrafuertes nacen de la idea de economizar material de construcción en las cortinas de concreto masivo, es decir en cortinas de tipo gravedad, su diseño también parte de una cortina elemental triangular; sin embargo los cambios que estas presentan es en la forma de sus machones, como se explicará a continuación.

Presa de Contrafuerte El concepto estructural de las presas de contrafuerte consiste en un paramento continuo aguas arriba soportado a intervalos regulares por un contrafuerte aguas abajo. En otras palabras, en las presas de contrafuerte la cara de la presa está sostenida por un conjunto de soportes que refuerzan la presa en el lado aguas abajo. Las presas de contrafuerte pueden tomar muchas formas: la cara puede ser plana o curva. Por lo general, las presas de contrafuerte están hechas de concreto y pueden estar reforzadas con varillas de acero (concreto reforzado). El contrafuerte puede ser hueco o sólido.

EÉ ste tipo de cortinas estaá compuesta por 2 elementos estructurales principales: Machones Contrafuertes

MACHONES Los machones son elementos estructurales que al juntarse forman la barrera que impide el paso a la corriente, estos elementos son sostenidos por elementos apoyados perpendicularmente conocidos como contrafuertes, estos elementos transmiten las fuerzas actuantes a su cimentación, por ello es importante que este tipo de cortinas sean proyectadas para sitios con buena calidad de roca en la boquilla. Estas cortinas pueden ser clasificadas en base a dos características principales: - Tipo de cabeza del machón - Material de construcción del contrafuerte boquilla.

CONTRAFUERTES Las cortinas de contrafuertes o machones, reciben la carga del agua mediante un muro o pantalla y la transmiten al terreno en una superficie reducida, por lo que el apoyo de los contrafuertes debe ser firme. Representan el 6% de la infraestructura en el país. Debe tenerse en cuenta que el elemento de retención de agua, ya sea un muros de mampostería o una pantalla de concreto, debe soportar esfuerzos de flexión entre los contrafuertes, al trabajar como losa.

Los diversos tipos de cortinas de contrafuertes, clasificados por su machoá n o cubierta son: • • • • •

Machones de cabeza sólida, De gravedad aligerada (tipo Marcello) Arco ó arcos múltiples Lozas de concreto o tipo Ambursen Arcos Bóveda

ARCO Una cortina en arco, transmite el empuje del agua lateralmente hacia los laterales, por lo que se necesita la existencia de roca sana, es decir, la mejor calidad de cimentación, de forma que no exista la mas remota posibilidad de que haya desplazamientos que modifiquen el estado de esfuerzo de compresión dentro del arco, ya que en caso de deformaciones de los empotramientos, la delgada cortina puede ser sometida a esfuerzos de flexión o cortante que de este tipo, siendo la mas conocida la presa Luis Donaldo Colosio en Sinaloa.

ARCO GRAVEDAD Este tipo de cortina corresponde a un modelo de trabajo estructural similar al arco, el cual además de transmitir esfuerzos hacia las laterales, lo hace hacia la zona baja de la cimentación por acción de su peso, tiene mayor capacidad de soportar esfuerzos en las partes especificadas de la cimentación son similares a las de arco. Existen 6 en el país la mas conocida es la presa La Angostura (Lázaro Cárdenas), en sonora, de 91.7m de altura construida en 1942.

SECCION DE GRAVEDAD Con requisitos algo menores en su cimentación están las presas de sección de gravedad, que soporta en si mismas el empuje del agua o menos amplia. Este tipo de estructura representa la quinta parte de las cortinas nacionales. En teoría, una sección aislada de cortina de gravedad no fallara aunque tenga grietas transversales a su eje, pero podrá fallar abruptamente si las discontinuidades son diagonales o longitudinales. La cortina de gravedad de mayor altura es de concreto.

LAS CORTINAS DE GRAVEDAD ALIGERADA Consisten en secciones iguales a las de una cortina tipo gravedad, pero presentan un hueco en el cuerpo de la cortina que reduce las fuerzas de supresión, la ventaja de construir cortinas de este tipo radica en su facilidad de diseño y construcción. Estas cortinas presentan pendientes en su paramento mojado de hasta 65°, sin embargo es recomendable que éste sea completamente vertical.

LAS CORTINAS DE CABEZA EN ARCO O DE ARCOS MUÉ LTIPLES • Se forman de la unión de losas curvas construidas generalmente de concreto reforzado, debido a su diseño es posible colocar los contrafuertes más separados que en los otros tipos de cortinas. Su paramento aguas arriba es diseñado con una pendiente de 45°.

CORTINAS DE LOSAS PLANAS O TIPO AMBURSEN

Se utilizan las boquillas amplias donde se necesita cubrir una gran área de apoyo puesto que estas cortinas permiten un espaciamiento mayor entre contrafuerte y contrafuerte de manera similar a las de arcos múltiples. Admiten una inclinación en su paramento mojado de hasta 45°.

Los contrafuertes se construyen de materiales diversos entre ellos se tienen: • Concreto masivo • Mampostería de rezaga producto de excavación • Mampostería de roca • Concreto reforzado

Por otra parte, estas cortinas pueden incluir o no un refuerzo perpendicular a los contrafuertes, conocido comúnmente como atiezadores. Los atiezadores actúan como contrafuertes de los contrafuertes y quedan apoyados normalmente a éstos, en general, son colocados en las cortinas de losas planas. La ventaja estructural de utilizar dos elementos en estas cortinas radica en la libertad de movimiento que se tiene entre ellos, es decir que estos trabajan independientemente por lo que su junta es considerada como articulación y no permite la transmisión de esfuerzos.

CARACTERISTICAS

Dentro de los machones masivos se tienen los de: • -Cabeza redonda, tipo Noetzli • -Cabeza de diamante • -Cabeza en T

• Estas cortinas trabajan por compresión radial, eliminando la necesidad de acero de refuerzo y eliminando los esfuerzos de compresión. Debido a sus características este tipo de cortinas presenta una menor articulación en la unión de su contrafuerte pero brinda estabilidad por el peso de cada machón. Acepta pendientes muy pronunciadas en su cara aguas arriba por lo que son diseñadas con valores alrededor de los 60°.

La función de los machones es recibir el empuje hidrostático y las fuerzas dinámicas, como sismo o avenida que se puedan producir; distribuyéndolas verticalmente al contrafuerte quien las transmite directamente a las rocas de cimentación.

PRIMERA CORTINA DE MACHONES DE CABEZA REDONDA, PRESA DON MARTIN, RIO SALADO COAHUIL, MEXICO.