Unidad 1 Puentes...

UNIDAD I ESTUDIOS PRELIMINARES 1. LEVANTAMIENTOS TOPOGRÁFICO Y UBICACIÓN DEL TRAZO Con base en el proyecto geométrico de la carretera a que se refiere la fracción D.1. de la Norma N·PRY·CAR·1·06·001, Ejecución de Estudios Hidráulico-Hidrológicos para Puentes, el Ingeniero o Contratista de Servicios debe ejecutar el levantamiento topográfico, atendiendo los siguientes aspectos: D.1.

PERSONAL Y EQUIPO DE TOPOGRAFÍA

El personal y el equipo para el levantamiento topográfico han de cumplir con los siguientes requisitos: D.1.1. El personal debe ser especializado en la realización de es te tipo de estudios. El responsable técnico debe ser un especialista en hidráulica, con conocimientos de topografía. D.1.2. El equipo debe estar integrado cuando menos por un tránsito con presion minima de un (1) y un nivel fijo. D.2. EJE DE PROYECTO DE LA CARRETERA El eje de proyecto de la carretera en el área por estudiar se replantea y nivela como se indica a continuación: D.2.1. Replanteo del eje de proyecto Con base en las referencias topográficas establecidas en el proyecto geométrico, se replantea el eje de proyecto de la carretera, indicand con estacas, las estaciones cerradas cada veinte (20) metros y mediante trompos con tachuela los puntos singulares, como los de inflexión (PI), principio de curva (PC), término de curva (PT), así como los puntos sobre tangentes (PST), entre otros, en una longitud mínima de trescientos (300) metros a cada lado de los probables apoyos extremos del puente. En el caso del cruce de barrancas profundas, el replanteo se limita a una distancia de cien (100) metros más allá de las intersecciones de la subrasante del

proyecto geométrico con el terreno natural o líneas de paso. Cuando se trate de cauces con llanuras de inundación extensas, de más de un (1) kilómetro de ancho, el replanteo se realiza en una longitud mínima que abarque el o los cauces principales y que se extienda dentro de la zona de inundación por lo menos doscientos (200) metros a cada lado de los probables apoyos extremos del puente. los cadenamientos se miden al centímetro y las deflexiones al minuto. Adicionalmente, se construyen dos monumentos en cada una de las márgenes del cauce, si es posible fuera del nivel alcanzado por el agua durante la creciente máxima de que se tenga noticia, bien referenciados y alineados sobre la tangente del eje de proyecto. D.2.2. Nivelación del eje de proyecto Para obtener los datos que permitan elaborar los planos de Perfil de Construcción y Perfil Detallado, una vez replanteado el eje de proyecto de la carretera y a partir de los bancos de nivel considerados en el proyecto geométrico, se nivela obteniendo las elevaciones, con aproximación al centímetro y comprobación de ida y vuelta, de todos los quiebres del terreno natural, de las estaciones cerradas cada veinte (20) metros y de los puntos singulares como los de inflexión (PI), principio de curva (PC), término de curva (PT), así como de los puntos sobre tangente (PST), entre otros, cubriendo el ancho del cauce hasta treinta (30) metros como mínimo, más allá de las trazas con el terreno natural del nivel alcanzado por el agua durante la creciente máxima de que se tenga noticia o en una longitud igual a la estimada para el puente si ésta resulta mayor, o en el caso de viaductos, hasta sesenta (60) metros más allá de las líneas de paso. En el resto del eje replanteado, sólo se nivelan las estaciones cerradas cada veinte (20) metros, así como los monumentos a que se refiere el Inciso D.2.1. de esta Norma. Si es necesario para definir la rasante del puente o cuando se trate de cauces con llanuras de inundación extensas, de más de un (1)_kilómetro de ancho, los datos levantados en el campo se complementan con los que proporcione el proyecto geométrico mencionado, hasta cubrir en el último caso, toda el área inundable hacia ambos lados del cauce principal. D.3.

POLIGONALES DE APOYO

Se trazan y nivelan con comprobación de ida y vuelta, poligonales de apoyo sustentadas en el eje de proyecto de la carretera, de forma que la topografía que se levante cubra, hacia aguas arriba y abajo, longitudes tales que permitan definir la dirección de los escurrimientos, el esviajamiento del puente, la probable ubicación de sus apoyos y en su caso, de las obras auxiliares tomando en cuenta lo siguiente:

D.3.1. Las poligonales se extienden como mínimo hasta ciento cincuenta (150) metros aguas abajo y quinientos (500) metros aguas arriba del eje de trazo. D.3.2. En el caso de cauces con inestabilidad y/o erosión en sus márgenes, las poligonales se prolongan lo necesario para que el levantamiento topográfico comprenda los cambios de dirección que presenta la corriente, en una distancia que permita definir las obras de protección y encauzamiento, tales como diques, bordos y enrocamientos, entre otros. D.3.3. En ríos con llanuras de inundación muy extensas, de m ás de un (1) kilómetro de ancho, las poligonales se prolongan aguas arriba hasta la distancia necesaria para definir la tendencia del escurrimiento que pueda afectar al puente, y aguas abajo hasta doscientos (200) metros, siendo recomendable complementar la topografía con la fotointerpretación de fotografías aéreas. D.3.4. En cauces con ancho mayor de doscientos metros, las poligonales se trazan en ambas márgenes.

(200)

D.3.5. En todos los casos, las poligonales se trazan mediante tangentes sensiblemente paralelas al cauce, indicando mediante trompos con tachuela, los puntos singulares como los de inflexión (PI) y puntos sobre tangentes (PST), y mediante estacas, los puntos en los que se apoyarán la secciones topográficas para la Planta General, en estaciones cerradas cada veinte (20) metros en los primeros cuatrocientos (400) metros de longitud, cada cuarenta metros (40) metros en los siguientes cuatrocientos (400) metros y en su caso, en el resto de la poligonal cada ochenta (80) metros, tanto aguas arriba como aguas abajo. D.3.6. Sobre las poligonales se indican y nivelan, mediante estacas adicionales, los puntos en los que se apoyarán las secciones topográficas para la Planta Detallada, hasta una distancia normal al eje de proyecto de sesenta (60) metros, o de ciento veinte (120)_metros en cauces con llanuras de inundación muy extensas, de más de un (1) kilómetro de ancho y en casos especiales como viaductos, separadas entre sí diez (10) metros en la dirección normal al eje mencionado, tanto aguas arriba como abajo de dicho eje, como se ilustra en la Figura.1 de esta Norma.

FIGURA 1.- Ubicación de las estacas sobre la poligonal de apoyo para sustentar las secciones topográficas para la Planta Detallada D.3.7. En caso de cauces rectos y encajonados o canales, con flujo, pendiente, sección y coeficiente de rugosidad uniformes, para los que la Planta General pueda omitirse, las poligonales se extienden sólo lo necesario para apoyar las secciones topográficas para la Planta Detallada. D.3.8. Los cadenamientos y niveles de todos los puntos indicados en las poligonales de apoyo, se determinan al centímetro, y las deflexiones al minuto. D.4. SECCIONES TOPOGRÁFICAS Mediante las secciones topográficas que se indican a continuación, se levantan y nivelan todos los quiebres notables del terreno y se ubican las construcciones, colindancias, postes y cableados, torres de alta tensión, ductos superficiales y subterráneos, obras existentes, arroyos, vías de comunicación, o cualquier otro elemento que sea de interés, indicando los nombres de las vías de comunicación. Las medidas horizontales y los niveles se determinan al centímetro. D.4.1. Secciones topográficas para la Planta General Las secciones topográficas para la Planta General se trazan normales a la dirección del escurrimiento, sustentadas en los puntos que con tal propósito se hayan señalado con estacas sobre las poligonales de apoyo como se indica en la Fracción D.3. de esta Norma, y cubriendo el ancho del cauce hasta treinta (30) metros como mínimo, más allá de las trazas con el terreno natural del nivel alcanzado por el agua en el cauce durante la creciente máxima de que se tenga noticia, excepto cuando se trate de cauces con llanuras de inundación muy

extensas, de más de un (1) kilómetro de ancho, donde las secciones han de cubrir hasta quinientos (500) metros a ambos lados del eje del cauce o una distancia igual a la longitud estimada del puente más treinta (30) metros a ambos lados, lo que resulte mayor. D.4.2.Secciones topográficas para la Planta Detallada Las secciones topográficas para la Planta Detallada se trazan paralelas al eje de proyecto de la carretera, sustentadas en los puntos que con tal propósito se hayan señalado con estacas sobre las poligonales de apoyo como se indica en la Fracción D.3. de esta Norma, y cubriendo una superficie rectangular con un largo en la dirección longitudinal de dicho eje, de treinta (30) metros como mínimo, más allá de las trazas con el terreno natural del nivel alcanzado por el agua en el cauce durante la creciente máxima de que se tenga noticia o igual a la longitud estimada del puente si ésta resulta mayor, y en la dirección transversal hasta sesenta (60) metros aguas arriba y abajo del eje mencionado. Cuando se trate de cauces con llanuras de inundación muy extensas, de más de un (1) kilómetro de ancho, en la dirección longitudinal de dicho eje, las secciones han de cubrir la longitud estimada del puente o, en casos especiales como viaductos, hasta sesenta (60) metros más allá de las líneas de paso, en ambos casos, en la dirección transversal, hasta ciento veinte (120) metros aguas arriba y abajo del eje, con el propósito de ubicar y cubrir cualquier irregularidad que afecte a los apoyos extremos. D.5. PENDIENTES GEOMÉTRICA O HIDRÁULICA Para determinar la pendiente hidráulica media del cauce en estudio, con el propósito de definir el caudal que escurre por él y si los tirantes de agua lo permiten, se levanta el perfil del fondo por el eje del cauce, que determina la pendiente geométrica o, en el caso de cauces con tirantes de agua importantes, el perfil de la superficie del agua al realizar el estudio, que define la pendiente hidráulica, considerando lo siguiente: D.5.1. El trazo y nivelación del perfil para la pendiente geométrica o hidráulica se realia siguiendo el sentido general del escurrimiento en crecientes máximas extraordinarias, desde doscientos (200) metros o dos (2) veces el ancho del cauce, lo que resulte mayor, aguas arriba de la sección hidráulica extrema localizada aguas arriba, hasta cien (100) metros aguas abajo de la sección hidráulica extrema que se ubique aguas abajo, obteniendo los niveles del terreno en puntos señalados con estacas a cada veinte (20) metros. Las medidas horizontales y los niveles se determinan al centímetro. D.5.2. En la confluencia de dos escurrimientos, se levantan los perfiles para las pendientes geométricas o hidráulicas de cada uno de ellos y del cauce principal aguas abajo de la confluencia. D.5.3. Si la pendiente geométrica o hidráulica resulta igual a dos (2) por ciento o menor, se determina la pendiente hidráulica media a que se refiere el Inciso C.1.4. de la Norma N·PRY·CAR·1·06·003, Procesamiento de Información, de lo contrario, no es necesario determinar dicha pendiente media,

pues con el Método de Manning que se utiliza en el análisis hidráulico, se sobrestimaría la velocidad del flujo, teniéndose en este caso que proceder como se indica en la Cláusula C. de la Norma N·PRY·CAR·1·02·005, Análisis Hidráulicos. D.7. LEVANTAMIENTO DE PUENTES SOBRE EL CAUCE EN ESTUDIO Se investiga la existencia de puentes construidos sobre el cauce en estudio, que por sus condiciones hidráulicas y topográficas semejantes a las del sitio donde se construirá el nuevo puente, puedan constituir modelos hidráulicos a escala natural, para lo cual, entre ambas estructuras, no debe existir un afluente importante. De existir dichos puentes se investiga su antigüedad y se levantan geométrica e hidráulicamente, poniendo especial énfasis en la elevación de la superficie del agua de la creciente máxima registrada en relación con el nivel inferior de la superestructura, en su esviaje, en la ubicación y geometría de sus apoyos y, de ser posible, en el tipo y profundidad de desplante de sus cimientos, señalando si existen indicios de socavación en ellos o si la corriente tiene tendencia a erosionar su fondo o a depositar azolve. Se indica si el puente ha tenido un comportamiento hidráulico satisfactorio durante las crecientes máximas y si ha sido modificado en sus dimensiones. Se registran los daños ocasionados por las crecientes, tales como socavación en sus apoyos o erosión en sus terraplenes de acceso. De contarse con los estudios topohidráulico, hidrológico o hidráulico-hidrológico y con el proyecto del puente levantado, se revisa si éste se ha comportado conforme a las hipótesis usadas para su diseño PLANOS DEL LEVANTAMIENTO TOPOGRÁFICO Con base en el proyecto geométrico indicado en la Fracción D.1. de la Norma N·PRY·CAR·1·06·001, Ejecución de Estudios Hidráulico Hidrológicos para Puentes, la información de campo obtenida durante el reconocimiento de campo y el levantamiento topográfico, conforme a lo señalado en la Cláusulas anteriores, el Ingeniero o Contratista de Servicios debe elaborar los planos que se indican a continuación, atendiendo lo establecido en la Fracción C.1. de la Norma N·PRY·CAR·1·06·006, Presentación del Estudio: Planta General Planta Detallada Perfil de Construcción Perfil Detallado Pendiente y Secciones Hidráulicas Puentes sobre el Cauce en Estudio Croquis de Localización

2. ESTUDIOS HIDROLOGICOS Los objetivos de estos estudios son establecer las características hidrológicas de los regímenes de avenidas máximas y extraordinarias y los factores hidráulicos que conlleven a una real apreciación del comportamiento hidráulico que rio que permiten definir los requisitos mínimos del puente y su ubicación optima en función de los niveles de seguridad o riesgos permitidos o aceptables para las características particulares de la estructura. Los estudios de hidrología e hidráulica para el diseño de puentes deben permitir establecer lo siguiente: • Ubicación optima del cruce • Caudal máximo del diseño hasta la ubicación del cruce • Comportamiento hidráulico del rio en el tramo que comprende el cruce • Área de flujo a ser confinada por el puente • Nivel máximo de aguas (NMA) en la ubicación del puente • Nivel mínimo recomendable para el tablero del puente • Profundidades de socavación general, por contracción y local • Profundidad mínima recomendable para la ubicación de la cimentación según su tipo • Obras de protección necesarias El programa de este tipo de estudios debe considerar la recolección de información, los trabajos de campo y los trabajos de gabinete, cuyacantidad y alcance será determinado con base a la envergadura del proyecto, en términos de su longitud y riesgo considerado. Los estudios hidrológicos e hidráulicos deben comprender lo siguiente: Evaluación de estudios similares realizados en la zonas de ubicación del puente; en el caso de un reemplazo de un puente colapsado es conveniente utilizar los parámetros de diseño anteriores. Visita de campo; reconocimiento del lugar tanto la zona del cruce como en la cuenca global. Recolección y análisis de recolección hidrométrica y meteorológica existente. Características hidrológicas de la cuenca, considerada hasta el cruce curso del agua con base a la determinación de las características de las respuestas de lluvia-escorrentía, y considerando aportes adicionales en la cuenca. Selección de los métodos de estimación del caudal máximo de diseño: Estimación de los caudales máximos para los diferentes periodos de retorno y según distintos métodos; en todos los casos se recomienda llevar a cabo una prueba de ajustes de los distintos métodos de análisis para la selección de mejor. Selección de secciones transversales representativas del cauce y la obtención del perfil longitudinal. • Determinación de las características hidráulicas del flujo • Determinación de las profundidades de socavación general por contracción total y local

• Recomendaciones de protección y/o consideraciones adicionales.

de diseño

Los puentes ubicados en el cruce con un curso de agua deben ser diseñados de modos que nos las alteraciones y obstáculos que estos representen ante este curso de agua sean previstos y puedan der admitidos en el desempeño de la estructura a lo largo de su vida útil o se tomen medidas preventivas. Para esto deben establecerse las características hidrogeodinámicas del sistema fluvial con el objeto de determinar la estabilidad de la obra respecto al comportamiento del cauce.

3. ESTUDIOS DE MECANICA DE SUELOS El estudio de mecánica de suelos es el análisis que nos ayuda a conocer cual es la composición real del subsuelo (arenas, arcillas, rocas) como los es establecer las características geotécnicas, es decir, la estratigrafía, la identificación y las propiedades, físicas y mecánicas de los suelos para el diseño de cimentaciones estables . Es de suma importancia evaluar las condiciones en las que se encuentra el área o terreno antes de construir, para saber las características y técnicas que se requieren y así realizar una estructura optima para tu edificación, evitando hundimientos y cuarteaduras posteriores o durante en la construcción. El estudio debe considerar exploraciones de campo y ensayos de laboratorio, cuya cantidad será determinada con base al proyecto en términos de su longitud y las condiciones del suelo. Los estudios deberán comprender la zona de ubicación del puente, estribos, pilares y accesos. El método consiste en realizar perforaciones sobre la superficie del terreno para obtener muestras particulares del subsuelo. Con ello se sabe la capacidad de carga del suelo, así como las virtudes o irregularidades que pudiera beneficiar o afectar al Proyecto Arquitectónico. Estos datos posteriormente son indispensables para que el calculista encargado de realizar el Cálculo Estructural del proyecto los tome en consideración y proponga la solución estructural más conveniente, óptima y económica.

Los estudios geotécnicos deberán comprender lo siguiente:  Ensayo de campo en suelo y/o rocas  Ensayo de laboratorio en muestras de suelo y/o rocas extraídas en la zona  Descripción de las condiciones del suelo, estratigrafías e identificación de los estratos de suelo o base rocosa.  Definición de tipos y profundidades de cimentación adecuados, asi como parámetros geotécnicos  Preliminares para el diseño del puente al nivel de anteproyecto  Presentación de los resultados y recomendaciones sobre especificaciones constructivas y obras de protección. Todas las muestras de suelos fueron ensayadas en el laboratorio para determinar lo siguiente:

 Clasificación manual y visual según el sistema unificado de clasificación de suelo.  Granulometría por mallas  Contenido de agua (W)  Limites de consistencia liquido (LL) y platicos ( LP )  Determinación de la densidad de solidos BENEFICIOS DEL ESTUDIO DE MECÁNICA DE SUELOS: I. II. III.

Disminuye totalmente el riesgo de que su edificación sufra deslaves, grietas y fallas estructurales graves. Los costos de cimentación se reducen considerablemente ya que son las de mayor inversión de una edificación. La estructura de tu edificación será más eficiente, liviana y económica.

4. ESTUDIO GEOLOGICO Los objetivos de los estudios geológicos son establecer las características geológicas, tanto local como general de las diferentes formaciones geológicas que se encuentran identificados tanto su distribución como sus características geotécnicas correspondientes.

El programa de estudios deberá considerar exploraciones de campo, cuya cantidad será determinada con base a la envergadura del proyecto. Los estudios geológicos comprenden:   

Descripción geomorfológico Zonificación geológica de la zona Identificación y características de fallas geológicas

Definición de zonas de deslizamiento, huéyancos y aluviones sucedidos en el pasado y de potencial ocurrencia en el futuro. Los objetivos de los estudios geológicos son establecer las características geológicas, tanto local como general de las diferentes formaciones geológicas que se encuentran identificados tanto su distribución como sus características geotécnicas correspondientes. El programa de estudios deberá considerar exploraciones de campo, cuya cantidad será determinada en base a la envergadura del proyecto.

Estudios geotécnicos Los objetivos de estos estudios son establecer las características geotécnicas, es decir, la estratigrafía, la identificación y las propiedades físicas y mecánicas de los suelos para el diseño de cimentaciones estables. El estudio debe considerar exploraciones de campo y ensayos de laboratorio, cuya cantidad será determinada con base a la envergadura del proyecto en términos de su longitud y las condiciones del suelo. Los estudios deberán comprender la zona de ubicación del puente, estribos, pilares y accesos. Los estudios geotécnicos deberán comprender lo siguiente:  Ensayos de campo en suelos y/o rocas.  Ensayos de laboratorio en muestras de suelo y/o roca extraídas en la zona.  Descripción de las condiciones del suelo, estratigrafía e identificación de los estratos de suelo o base rocosa.  Definición de tipos y profundidades de cimentación adecuada, así como parámetros geotécnicos preliminares para el diseño del puente al nivel de anteproyecto.  Presentación de los resultados y recomendaciones sobre especificaciones constructivas y obras de protección. PARA PUETES

Estudio geotécnico con sondeos geofísicos y perforación de pozos en los ejes de los probables emplazamientos de la infraestructura, traducidos en perfiles geológicos con identificación de capas, espesores, tipos de suelos, clasificación, tamaño medio de sus partículas, dureza, profundidad de ubicación de la roca madre y todas sus características mecánicas. Igualmente deberá incorporarse el material predominante del lecho del río, su tamaño medio, la variabilidad del lecho del río, la cota más baja de este, sus tendencias de socavación, y finalmente un informe en el que debe recomendarse la cota y tipo de fundación.

5. ESTUDIOS DE INGENIERÍA DE TRANSITO La creciente concentración de población e centros urbanos y el incremento de las tasas de motorización, principalmente en países en desarrollo, representa un gran reto a la ingeniería de tránsito, responsable de definir e implantar soluciones que propicien que la operación vehicular y su interrelación con el peatón, con los medios no motorizados y con el usuario en general, se produzca en condiciones adecuadas que impulsen la competitividad y la mejora en la calidad de vida de las comunidades.

ESTUDIOS DE IMPACTO VIAL PARA GRANDES GENERADORES DE TRÁNSITO

Analizan situaciones actuales y futuras, con la finalidad de identificar y proponer soluciones a la posible alteración del tráfico ocasionado por la presencia de nuevas instalaciones urbanas como: centros comerciales, macro desarrollos de vivienda, oficinas institucionales, escenarios deportivos o de espectáculos, entre otros; que generan un impacto directo en la vialidad circundante que se refleja en elementos negativos del tránsito: congestión, accidentalidad y mayor emisión de contaminantes.

PROGRAMAS MAESTROS ESTACIONAMIENTOS

Y

DISEÑOS

OPERATIVOS

DE

Permiten definir a corto y mediano plazo, las acciones necesarias para disminuir el efecto que sobre la circulación vial tiene la presencia de vehículos estacionados en los espacios públicos. Asimismo, permiten optimizar los espacios en lotes y edificaciones, garantizando la operación adecuada del estacionamiento, maximizando la oferta de lugares para estacionarse. EVALUACIÓN, DISEÑO Y OPTIMIZACIÓN DE SISTEMAS DE CONTROL DEL TRÁNSITO Evalúan el flujo vehicular y peatonal bajo la perspectiva de los sistemas de control de tránsito, considerando dos enfoques complementarios: los dispositivos de control (semáforos, señales, etc.) y las medidas o acciones integrales para regular el flujo vehicular. Se plantea el conjunto de posibles soluciones o mejoras, para la circulación en intersecciones, corredores o tramos viales. EVALUACIÓN Y DISEÑOS DESARROLLOS URBANOS

DE

OPERACIÓN

DEL

TRÁNSITO

EN

A partir de propuestas de desarrollos urbanos o industriales, se analizan, evalúan y plantean alternativas de sistemas viales internos y sus conexiones con el exterior, para garantizar la operatividad del tránsito vehicular dando eficiencia a la malla vial propuesta sin dejar de lado los principales beneficios a los usuarios: rapidez, comodidad y seguridad. AUDITORIAS DE SEGURIDAD VIAL

A partir de rigurosas revisiones de proyectos en sus diferentes etapas (planeación, diseño, construcción y operación), se verifica el cumplimiento de todos los aspectos de seguridad en un corredor, malla o sistema vial, con el ánimo de plantear medidas y acciones preventivas que permitan mejorar las condiciones operativas y de seguridad para todos los usuarios del sistema. ESTUDIOS DE TRÁNSITO PARA INFRAESTRUCTURA INTEGRACIÓN CON MODOS DE TRANSPORTE

VIAL

Y

SU

Analizan integralmente la movilidad urbana, considerando de manera coordinada los diferentes elementos que participan en ella: los requerimientos y características de viajes de los usuarios, la infraestructura física, Ingeniería de tránsito Productos los sistemas de control de tránsito, los modos de transporte disponibles; asegurando la mayor conectividad y el funcionamiento integral para lograr una movilidad eficiente y segura, en un entorno comprometido con el ambiente. ELABORACIÓN DE MANUALES Y CAPACITACIÓN EN INGENIERÍA DE TRÁNSITO Permiten a entidades multilaterales, gobiernos nacionales y estatales, establecer la normatividad para el desarrollo de trabajos relacionados con las mejores prácticas de ingeniería de tránsito, orientados tanto a definir procedimientos y técnicas de elaboración de estudios y proyectos, como a fortalecer las capacidades del personal técnico de las dependencias.

USOS DE LOS DATOS DE VOLÚMENES DE TRÁNSITO La información sobre volúmenes de tránsito es de gran utilidad en la planeación del transporte, diseño vial, operación del tránsito e investigación. Varios tipos de estudios de volúmenes y sus aplicaciones se ilustran en la siguiente tabla.

TIPO DE VOLUMEN Volumen Medio Diario: (VMD) o volumen total de tránsito.

APLICACIÓN Estudios de tendencias; Planeación de Carreteras; Programación de Carreteras; Selección de Rutas; Cálculo de Tasas de Accidentes; Estudios Fiscales; Evaluaciones Económicas

Volúmenes Clasificados: por tipo de vehículo, número de ejes, y/o peso.

Análisis de Capacidad; Diseño Geométrico; Diseño Estructural; Cómputos de Estimados de recolección de impuesto de los usuarios de vialidades

Volúmenes durante periodos de tiempo específicos: durante horas pico, horas valle, y por dirección.

Aplicación de Dispositivos de Control del Tránsito; Vigilancia Selectiva; Desarrollo de Reglamentos de Tránsito; Diseño Geométrico.

MÉTODOS DE MUESTREO A continuación se enumeran las modalidades más comúnmente usadas para aforos de tránsito. Aforos Manuales:  Se usan por lo general para contabilizar volúmenes de giro y volúmenes clasificados.  La duración del aforo varía con el propósito del aforo. Algunos aforos clasificados pueden durar hasta 24 horas.  El equipo usado es variado; desde hojas de papel marcando cada vehículo hasta contadores electrónicos con teclados. Ambos métodos son manuales.  Durante periodos de tránsito alto, es necesario más de una persona para efectuar los aforos. La exactitud y confiabilidad de los aforos depende del tipo y cantidad del personal, instrucciones, supervisión y la cantidad de información a ser obtenida por cada persona.

Contadores Mecánicos:  Contadores permanentes son usados para aforar el tránsito continuamente. Es usado a menudo para estudios de tendencias. Pueden ser actuados por células fotoeléctricas, detectores magnéticos y detectores de lazo. Contadores Portátiles:  Toman nota de los volúmenes aforados cada hora y 15 minutos, dependiendo del modelo. Pueden ser tubos neumáticos u otro tipo de detector portátil. Entre sus ventajas se cuentan: una sola persona puede mantener varios contadores y, además, proveen aforos permanentes de todas las variaciones del tránsito durante el periodo del aforo. Entre sus desventajas se cuentan: no permiten clasificar los volúmenes por tipo de vehículo y movimientos de giro y muchas veces se necesitan aforos

manuales ya que muchos contadores (en particular los de tubo neumático) cuentan más de un vehículo cuando son accionados por vehículos de más de un eje o por vehículos que viajen a velocidades bajas. Programación de los Aforos El número de horas de aforo varía con el método usado y el propósito. Los contadores mecánicos pueden estar contando las 24 horas del día. Es conveniente que los aforos manuales en intersecciones, se lleven a cabo por un mínimo de 12 horas, incluyendo en este espacio de tiempo las horas de mayor demanda. Aforos por periodos de tiempo de 16 horas, proveen más información. Por lo general, para la mayoría de los propósitos de ingeniería de tránsito, los aforos deben ser efectuados durante días representativos de un día de la semana típico (martes, miércoles y jueves) a menos que el objetivo del estudio requiera días de fin de semana. Por lo general aforos realizados con incrementos de tiempo de 15 minutos son suficientes. Sin embargo, algunas veces es necesario efectuar aforos en intervalos menores para el diseño de carriles de giro y para cálculo de tiempos de semáforos. Aforos de Cordón Se entiende por este tipo de aforos a la contabilización de todos los vehículos y las personas que entran o salen de una zona (área acordonada) durante un día típico. Este tipo de estudio se usa para:  Apoyar el desarrollo de estacionamientos adecuados  Proveer las bases para la evaluación y la introducción de técnicas operacionales de tránsito (dispositivos de control, reglamentos, etc.).  Como apoyo a las compañías de transporte público, para que estas ajusten sus servicios a las necesidades del área.  Como apoyo a la policía de tránsito, en planificar actividades selectivas de vigilancia.  Obtención de datos para estudios de tendencias, etc.  Una línea de cordón define el área. Sin embargo, el número de estaciones a aforar se puede minimizar usando barreras naturales (ríos, etc.). Todas las calles que crucen la línea de cordón son estaciones de aforos con la excepción de calles con volúmenes tan bajos que sean despreciables. Por lo general, los aforos se llevan a cabo en periodos de media hora entre la 7:00 AM y las 7:00 PM.

Para resumir los resultados de los aforos de cordón, se usan curvas de acumulación. Este tipo de curvas indican la acumulación de vehículos y/o pasajeros dentro de una área acordonada. También indican los movimientos hacia adentro y hacia afuera del área y el modo de viaje en diversos periodos de tiempo.

6. ESTUDIO ECONOMICO

OBJETIVO DEL ESTUDIO ECONÓMICO El estudio o análisis Económico, es competencia de la investigación de operaciones y de las matemáticas y análisis financieros entre otros. Estas disciplinas se encargan de realizar las evaluaciones económicas de cualquier proyecto de inversión, para determinar la factibilidad o viabilidad económica de un proyecto. Este debe estar concebido desde el punto de vista técnico y debe cumplir con los objetivos que ella se espera. En otras palabras trata de estudiar si la inversión que queremos hacer va a ser rentable o no, si los resultados arrojan, que la inversión no se debe hacer, se debe tomar otra alternativa o evaluar la alternativa que más le convenga financieramente a la empresa de acuerdo a sus políticas. El análisis económico pretende determinar cuál es el monto de los recursos económicos necesarios para la realización del proyecto, cuál será el costo total de la operación de la planta (que abarque las funciones de producción, administración y ventas), así como otras son indicadores que servirán de base para la parte final y definitiva del proyecto, que es la evaluación económica. ESTRUCTURA DEL ESTUDIO ECONÓMICO Las flechas indican donde se utiliza la información obtenida en el cuadro, los datos de la inversión fija y diferida son la base para calcular el monto de la depreciaciones y amortizaciones anuales, el cual, a su vez, es un dato que se utiliza tanto en el balance general, como en el punto de equilibrio y en el estado de resultados.

La información que no tiene flechas antecedente, como los costos totales, el capital de trabajo y el costo de capital indica que esa información hay que obtenerla con investigación.

ANÁLISIS SOBRE LA DETERMINACIÓN DE LA PRODUCCIÓN Para determinar la producción es necesario identificar varios factores; Materias Primas: Son aquellos materiales que de hecho entran y forman parte del producto terminado. Estos costos incluyen fletes de compra, de almacenamiento y de manejo. Los descuentos sobre compras se pueden deducir del valor de la factura de las materias primas adquiridas. Mano de Obra Directa: Es la que se utiliza para transformar la materia prima en producto terminado. Se puede identificar en virtud de que su monto varía casi proporcionalmente con el número de unidades producidas. Mano de Obra Indirecta: Es aquella necesaria en el departamento de producción, pero que no interviene directamente en la transformación de las materias primas. En este rubro se incluyen: personal de supervisión, jefe de turno, todo el personal, de control de calidad, y otros. Materiales indirectos: Estos forman parte auxiliar en la presentación del producto terminado, sin ser el producto en sí. Aquí se incluyen: envases primarios y secundarios y etiquetas, por ejemplo. Así, el aceite para automóvil tiene un recipiente primario que es la lata o bote de plástico en que se envasa, y, además, se requiere una caja de cartón para distribuir el producto al mayoreo (envase secundario). En ocasiones, a la suma de la materia prima, mano de obra directa y materiales indirectos, se le llaman “costos primo”. Costos de los Insumos Excluyendo, por supuesto, los rubros mencionados, todo proceso productivo requiere una serie de insumos para su funcionamiento. Estos pueden ser: agua, energía eléctrica, combustibles (diesel, gas, gasolina, petróleo pesado); detergentes; gases industriales especiales, como freón, amoniaco, oxígeno, acetileno; reactivos para control de calidad, ya sean

químicos o mecánicos. La lista puede extenderse más, todo dependerá del tipo de proceso que se requiera para producir determinado bien o servicio. Costo de Mantenimiento Este es un servicio que se contabiliza por separado, en virtud de las características especiales que puede presentar. Se puede dar mantenimiento preventivo y correctivo al equipo y a la planta. El costo de los materiales y la mano de obra que se requieran, se cargan directamente a mantenimiento, pues puede variar mucho en ambos casos. Para fines de evaluación, en general se considera un porcentaje del costo de adquisición de los equipos. Este dato normalmente lo proporciona el fabricante y en él se especifica el alcance del servicio de mantenimiento que se proporcionará. Cargos por Depreciación y Amortización Ya se han mencionado que son costos virtuales, esto es, se tratan y tienen el efecto de un costo sin serlo. Para calcular el monto de los cargos, se deberán utilizar los porcentajes autorizados por la Ley de Impuesto Sobre La Renta. Este tipo de cargos está autorizado por la propia ley, y en caso de aplicarse a los costos de producción, se deberá incluir todo el activo fijo y diferido relacionado directamente con ese departamento.

INVERSIÓN Es el gasto dedicado a la adquisición de bienes que no son de consumo final, bienes de capital que sirven para producir otros bienes. En un sentido más amplio la inversión es el flujo de dinero que se encamina a la creación o mantenimiento de bienes de capital y a la realización de proyectos que presumen lucrativos. La inversión es el uso de factores de producción para producir bienes de capital que satisfagan las necesidades del consumidor, de una forma indirecta pero más plena en el futuro. Conceptualmente la inversión se diferencia tanto del consumo como del ahorro; porque es un gasto un desembolso y no una reserva o cantidad de dinero retenida; con respecto al consumo; porque no se dirige a bienes que producen utilidad o satisfacción directa, sino a bienes que se destina a producir otros bienes. En la práctica, sin embargo, tales distinciones suelen dibujarse un tanto: hay bienes que, como un automóvil, pueden ser a la vez de consumo y de inventario, según los fines alternativas a los que se destine. En el sentido corriente se habla de inversión cuando se coloca capitales con el objeto de obtener ganancias aunque las mismas se produzcan gracias a la compra de acciones, títulos o bonos que emiten las empresas y que le sirven a estas para incrementar su capital.

7. ESTUDIO DE SOCAVACION INFORMACIÓN BÁSICA PARA ESTUDIOS DE SOCAVACIÓN EN PUENTES

Siempre resulta complejo recolectar la información necesaria para hacer estudios de socavación en puentes ya sea que estén construidos o por construir, y por lo general, nunca se está satisfecho con la suficiencia y calidad de ella. Es

necesario recolectar información de oficina y de campo desde el punto de vista topográfico, hidrológico, hidráulico y de suelos.

ESTUDIOS BÁSICOS DE OFICINA Y DE CAMPO

Para realizar el diseño de un puente y/o su evaluación con relación a socavación, se deben adelantar estudios básicos con el fin de conocer las características topográficas, hidrológicas,hidráulicas y de suelos en la zona de emplazamiento de la estructura. El estudio integral de un ríodebe comprender el entendimiento de su geomorfología, ya que cambios en su profundidad,ancho y alineamiento, en forma súbita o progresiva, pueden alterar la estabilidad de un puente, ESTUDIOS TOPOGRÁFICOS Los estudios topográficos incluyen los siguientes pasos: • Planificación general del estudio. Se deben establecer las características del trabajo de campoen lo referente a: longitud total del río en que se van a levantar las secciones transversales y suespaciamiento, errores permitidos, nomenclatura a usar, orden en la toma de las secciones, etc. • Generación del abscisado longitudinal. Se debe realizar un levantamiento altimétrico yplanimétrico con poligonales cerradas sobre la orilla del río tributario desde donde se amarraránlas secciones transversales. Referenciación de las secciones transversales. Se debe hacer elamarre altimétrico mediante nivelación de precisión, dejando BMs al inicio de cada seccióntransversal. En muchos casos de estudios de socavación, basta con poligonales abiertas. • Toma de las secciones transversales. El levantamiento de las secciones transversales serealizará desde aguas abajo hacia aguas arriba, cubriendo una distancia conveniente a lado y ladode la llanura de inundación sobre ambas márgenes del cauce o hasta los puntos mas altos dediques, si existen. Las secciones transversales estarán debidamente referenciadas en sus extremosal sistema de coordenadas IGAC y amarradas a la poligonal; la separación entre secciones depende de cada proyecto. Se requieren mínimo tres secciones para caracterizar una curva. Sedeben relacionar los niveles del agua, a banca llena y de ser posible, niveles de aguas máximas.Con la finalidad de definir el gradiente hidráulico existente, se establecerá la diferencia relativa de nivel entre cada una de las secciones mediante el traslado e identificación de los niveles. Se detallarán las restricciones y obstáculos al flujo representadas en puentes, viaductos, boxculverts,necesario para definir los puntos de control hidráulico. En los sitios en donde el nivel de agua no permite el levantamiento topográfico

convencional como estación total y nivel deprecisión, las secciones deberán ser obtenidas mediante la utilización de una eco-sonda. • Si el puente está construido, debe contarse con los planos de construcción y hacerse el levantamiento de la estructura existente dando especialmente énfasis a la nivelación de la losa y de los elementos de apoyo, tanto pilas como estribos. • Procesamiento de la información. Se requiere, según corresponda en medio magnético eimpreso: carteras de apoyo de los levantamientos topográficos; cálculos de las poligonales y nivelaciones. Plano de localización general de todas las secciones. Secciones transversales. Datos generales · Nombre del río. · Nombre del camino y tramo. · Ubicación del cruce. · Tipo de puente. · Longitud y número de claros, elevación de la rasante del puente, orientación del puente,orientación de las pilas. · Ubicación del área de estudio a nivel macro. · Documentos disponibles (mapas, fotografías aéreas, reportes de inspecciones previas). · Informes de reconocimiento de la zona del ponteadero y de su cuenca por vía terrestre y aérea. Secciones transversales El levantamiento topográfico se puede hacer, en el caso de puentes pequeños, mediante una poligonal abierta tendida en una de las márgenes del río, que sirve de base para tomar las secciones transversales y la batimetría en la zona del puente, así como las características geométricas de éste si ya está construido. · Secciones transversales del cruce inmediatamente aguas arriba y aguas abajo del puente. · Secciones transversales a una distancia del puente aproximadamente igual a una vez sulongitud total o donde se estime que el puente no interfiere mas sobre el flujo tanto hacia aguas abajo como hacia aguas arriba del cauce. Socavación en puentes existentes · Alrededor de las pilas. · A lo largo de los estribos.

Presencia de depósitos de sedimentos · Existencia de islas, barras, lagunas, esteros, cascadas, etc. Esquemas · Elaboración de esquemas detallados en planta y perfil de la zona del cruce indicando todos los datos que a juicio del ingeniero sean relevantes para el estudio de la socavación del puente. Estudios hidrológicos Los estudios hidrológicos llevan a determinar el caudal de diseño por ser éste uno de los parámetros que más influyen en la selección de la abertura del puente y en la evaluación de la socavación. Algunos de los siguientes parámetros deberán ser evaluados durante el estudio. • Información de estaciones hidrológicas · Estaciones limnimétricas o limnigráficas sobre el río. · Estaciones climatológicas en la cuenca hidrográfica. · Estaciones para toma de datos de sedimentos. • Características fisiográficas de la cuenca hidrográfica La determinación de las características fisiográficas de la cuenca se hace sobre fotografías aéreas y planos topográficos. · Área y forma de la cuenca hidrográfica hasta el sitio de cruce. · Orientación, forma y pendiente media de la cuenca. · Tipo y uso del suelo en la cuenca. · Red de drenaje. • Caudales, niveles y velocidades · Caudal medio en el cauce. · Caudal y fecha de las crecientes máximas extraordinarias. · Caudal de diseño. · Caudales, niveles y velocidades de creciente correspondientes a períodos de retorno tales como 100 años (Q100), 500 años (Q500) y el caudal que sobrepasaría el puente (Qsp)

Estudios hidráulicos Lo estudios hidráulicos llevan a determinar los parámetros necesarios para calcular y evaluar la socavación en puentes para lo que usualmente se requiere contar con información como la siguiente: • Características hidráulicas del río

· Tipo de río (perenne, efímero, torrencial, aluvial). · Configuraciones del lecho en cauces aluviales. · Tendencia a la sedimentación o erosión del lecho a lo largo del tiempo. · Afluentes y posibles remansos provocados por éstos. · Posible influencia de las mareas si el cruce se localiza cerca a la desembocadura del mar. · Funcionamiento hidráulico probable de la corriente basándose en registros de aforo y entrevistas con los vecinos que den información sobre magnitud, duración y frecuencia de las avenidas, época del año y daños causados. · Cauce suficiente para el paso de crecientes o si se desborda durante avenidas. · Alineamiento del río, estable o con tendencia a divagar. · Dirección de la corriente con relación al puente en épocas de flujos altos y bajos, lo que permite junto con el estudio morfológico del río analizar las variaciones del cauce y la forma como el flujo atacaría a la estructura condicionando su ubicación. · Materiales de arrastre teniendo en cuenta su clasificación y sus dimensiones. · Tipo y dimensiones de cuerpos flotantes. · Tendencia a degradación o agradación del cauce. • Descripción de estructuras u obras de control próximas al sitio del puente · Puentes (tipo, antigüedad, elevación de la rasante del puente, orientación del puente,orientación de las pilas, dirección de la corriente en épocas de avenidas, sección transversal del cruce, comportamiento del puente ante crecientes). · Presas (función, operación del embalse, grado de regulación). · Obras de encauzamiento y protección contra la erosión. · Obras de encauzamiento y protección contra inundaciones.

ESTUDIOS DE SUELOS

Los estudios de suelos pueden ser tan generales o detallados como el tipo de cauce lo requiera. Ríos bien definidos y con lecho poco erosionable requieren poco detalle en la información, en tanto que ríos inestables en cauces indefinidos o trenzados, requieren que se preste la máxima atención a los estudios geológicos. Se necesita usualmente hacer perforaciones, apiques o sondeos para determinar las condiciones de los suelos en la zona del puente. Un informe geológico para hacer estudios de cimentación de un puente debe incluir información sobre: • • • • • •

Características geológicas de la cuenca Perfiles estratigráficos Rocas existentes Disponibilidad de materiales de construcción Materiales del lecho del cauce y su resistencia a la erosión. Profundidades de cimentación de estructuras existentes en la vecindad.

Por otra parte, los parámetros más importantes de los sedimentos del cauce que de una u otra forma intervienen en el cálculo de las profundidades máximas de socavación son: densidad y peso específico, velocidad de caída, distribución granulométrica, tamaño, desviación estándar geométrica, peso específico de la mezcla agua-sedimento en suspensión, viscosidad de la mezcla agua-sedimento en suspensión. Los aspectos más importantes para tener en cuenta en suelos cohesivos son el peso volumétrico seco y la resistencia al esfuerzo cortante, en tanto que en suelos granulares priman el peso y el tamaño de las partículas. Las muestras de sedimentos se busca tomarlas dentro y por fuera del hueco de socavación para determinar si existe acorazamiento del cauce o en la zona de la pila. También deben tomarse una o dos muestras de carga de lecho suspendida en el mismo sitio donde se están determinando las profundidades del agua. (Ver Parte II sobre Transporte de Sedimentos).