Análisis de la socavación local del puente Cementerio y el puente Oscar Burga aplicando los modelos HEC-RAS e Iber, Chota, 2023.

dc.contributor.advisorOrbegoso Navarro, Luis Alberto
dc.contributor.authorTenorio Chilcón, Luis Geise
dc.contributor.authorVidarte Romero, Cristhian Omar
dc.date.accessioned2024-11-04T18:36:16Z
dc.date.available2024-11-04T18:36:16Z
dc.date.issued2024-09-19
dc.description.abstractLa socavación local de puentes ubicados sobre cauces fluviales es un fenómeno hidrodinámico que desprende y arrastra el material del lecho del río alrededor de los elementos subestructurales, dejando expuesta o debilitada la integridad de la estructura. Este proceso erosivo es peligroso, puesto que genera excavaciones en las bases del puente a lo largo de los años, por lo que requiere ser evaluado y analizado, aunque es difícil de medirlo con exactitud, ya que depende de muchos factores. La presente investigación tiene como objetivo principal determinar y analizar la socavación local en pilas y estribos de los puentes Cementerio y Oscar Burga aplicando el modelo unidimensional HEC-RAS v.6.5 y el modelo bidimensional Iber v.3.3.1 para luego analizar y comparar los resultados. Para ello, se realizaron los levantamientos topográficos de dos tramos del río Chotano, análisis de suelo y el estudio hidrológico. Después, se procesaron los datos obtenidos en campo para ingresarlos a los programas de HEC-RAS v.6.5 e Iber v.3.3.1 y realizar el modelamiento hidráulico correspondientes a 100 y 500 años de periodo de retorno. Finalmente, se determinaron los niveles de socavación local empleando los métodos empíricos que mejor se adaptaban a las condiciones del caso (flujo a presión bajo puente). Del análisis de resultados se concluyó que los niveles de socavación son altos y que el riesgo a que los puentes, especialmente el puente Cementerio, sufran inestabilidad estructural e incluso llegue al colapso, es alto. Se observó que tanto el modelo unidimensional HEC-RAS v.6.5 como el modelo bidimensional Iber v.3.3.1 son apropiados para el cálculo de la socavación, ya que sus resultados no presentan diferencias significativas.
dc.description.tableofcontentsÍNDICE DE CONTENIDO RESUMEN 17 ABSTRACT 18 I. INTRODUCCIÓN 19 1.1. Planteamiento del problema 19 1.2. Formulación del problema 23 1.3. Justificación 23 1.4. Objetivos 24 1.4.1. Objetivo general 24 1.4.2. Objetivos específicos 24 II. MARCO TEÓRICO 25 2.1. Antecedentes de la investigación 25 2.2. Bases teórico – científicas 28 2.2.1. Factores hidrológicos y geomorfológicos 28 2.2.2. Máxima avenida 29 2.2.3. Socavación en puentes 29 2.3. Marco conceptual 41 2.3.1. Modelo numérico HEC-RAS 41 2.3.2. Modelo numérico Iber 44 2.3.3. Cuenca hidrográfica 48 2.3.4. Análisis estadístico de tormentas 53 2.3.5. Hietograma de diseño. 57 2.3.6. Precipitación total y efectiva 58 2.3.7. Hidrogramas unitarios 61 2.3.8. Tiempo de concentración y de retardo 63 2.3.9. Caudales de diseño y modelamiento hidrológico. 64 2.3.10. Hidráulica Fluvial 64 2.3.11. Partes estructurales del puente 75 2.4. Hipótesis 76 2.5. Operacionalización de variables 76 2.5.1. Variable Independiente 76 2.5.2. Variable dependiente 77 III. MARCO METODOLÓGICO 79 3.1. Tipo y nivel de investigación 79 3.2. Diseño de investigación 79 3.3. Métodos de investigación 80 3.4. Población, muestra y muestreo 81 3.4.1. Población 81 3.4.2. Muestra 81 3.4.3. Muestreo 82 3.5. Técnicas e instrumentos de recolección de datos 82 3.5.1. Técnicas de recolección de datos 82 3.5.2. Instrumentos de recolección de datos 83 3.6. Técnicas de procesamiento y análisis de datos 84 3.6.1. Procesamiento y análisis de cuencas hidrográficas 84 3.6.2. Procesamiento y análisis de datos hidrológicos 92 3.6.3. Modelamiento hidrológico 115 3.6.4. Modelamiento hidráulico 125 3.7. Aspectos éticos 135 3.8. Matríz de consistencia 136 IV. RESULTADOS Y DISCUSIÓN 136 4.1. Descripción de resultados 136 4.1.1. Caudales y niveles de avenida máximos extraordinarios 136 4.1.2. Niveles de socavación en el Puente Cementerio 137 4.1.3. Niveles de socavación en el Puente Oscar Burga 154 4.2. Contrastación de hipótesis 168 4.3. Discusión de resultados 171 V. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 173 5.1. Conclusiones 173 5.2. Recomendaciones 174 VI. REFERENCIAS 175 VII. ANEXOS 181 Anexo 1. Propuesta de solución 181 Anexo 3. Panel fotográfico 194 Anexo 4. Valores para el cálculo del coeficiente de rugosidad 205 Anexo 5. Matriz de consistencia 206 Anexo 6. Autorización de estudio de mecánica de suelos en laboratorio externo 208 Anexo 7. Documento de veracidad de resultados del estudio de mecánica de suelos 210 Anexo 8. Estudio de mecánica de suelos 212 Anexo 9. Muestreo superficial de piedras mayores 237 Anexo 10. Mapas de delimitación de cuencas y modelamiento hidrológico 242 Anexo 11. Recolección de datos mediante entrevista personal 249 Anexo 12. Relación de planos 251
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dc.identifier.citationTenorio, L. & Vidarte, C. (2023). Análisis de la socavación local del puente Cementerio y el puente Oscar Burga aplicando los modelos HEC-RAS e Iber, Chota, 2023. [Tesis para optar el título profesional de ingeniero Civil], Universidad Nacional Autónoma de Chota, Cajamarca, Perú.
dc.identifier.urihttps://repositorio.unach.edu.pe/handle/20.500.14142/614
dc.language.isospa
dc.publisherUniversidad Nacional Autónoma de Chota
dc.publisher.countryPE
dc.rightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.urihttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
dc.subjectSocavación Local
dc.subjectNAME
dc.subject.ocdehttps://purl.org/pe-repo/ocde/ford#2.01.00
dc.titleAnálisis de la socavación local del puente Cementerio y el puente Oscar Burga aplicando los modelos HEC-RAS e Iber, Chota, 2023.
dc.typeinfo:eu-repo/semantics/bachelorThesis
dc.type.versioninfo:eu-repo/semantics/publishedVersion
renati.advisor.dni31664516
renati.advisor.orcid0000-0001-9998-0763
renati.author.dni70921887
renati.author.dni73574681
renati.discipline732027
renati.jurorRomero Chuquilín, Luis Fernando
renati.jurorCieza Sánchez, Edwar
renati.jurorMozo Cruz, Luis Ángel
renati.levelhttps://purl.org/pe-repo/renati/level#tituloProfesional
renati.typehttps://purl.org/pe-repo/renati/type#tesis
thesis.degree.disciplineCiencias de la Ingeniería
thesis.degree.grantorUniversidad Nacional Autónoma de Chota. Facultad de Ciencias de la Ingeniería
thesis.degree.nameIngeniero Civil

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