en acero y los construidos de concreto.
2. ESTUDIOS PRELIMINARES
Los estudios preliminares se refieren a los datos recabados de la ubicación final del puente, incluye: estudio topográfico, hidrológico e hidráulico, de suelos y geológico del cauce.
2.1. Estudio topográfico
Un estudio topográfico, realizado de forma adecuada, permite con éxito la ubicación de un puente; es indispensable hacer observaciones de la zona por diferentes medios: con fotografías aéreas, mapas de la zona y recorridos del terreno. Se deben definir todos los cruces posibles, los cuales deben ofrecer las condiciones adecuadas para la cimentación de la estructura, si se trata de salvar el cauce de un río, éste no debe ser variante del cruce.
El levantamiento topográfico es útil para definir los aspectos de funcionamiento hidráulico, cuando se presentan las crecientes en las zonas de inundación y la exposición de las márgenes a la erosión. Para el levantamiento topográfico se debe trazar una poligonal cerrada, pasando por las dos márgenes, dicha poligonal sirve de apoyo para trazar las secciones transversales.
En la planta general se debe tener la información de tres o cuatro cruces posibles, cada uno de ellos debe permitir establecer el costo de los accesos, también deben indicarse los accidentes y los detalles que tengan influencia en el puente, tales como: líneas eléctricas, tuberías de conducción de acueductos, torres metálicas, etc.
Para el eje definitivo se debe realizar un levantamiento topográfico detallado para una franja de 50 a 100 metros de ancho. Se debe indicar la sección transversal del río en el eje del cruce y marcar el nivel del agua, alcanzado en las crecientes máximas extraordinarias. La sección transversal se debe dibujar a la misma escala horizontal y vertical (1:1) e indicar la clase de terreno que aparece en la superficie. El eje definitivo se debe señalizar con marcas regularmente de concreto para realizar el replanteo.
Para el levantamiento topográfico se pueden emplear diferentes aparatos y métodos, el diseñador es el encargado de determinar los criterios, en cuanto a métodos y precisión requerida, se pueden realizar estos levantamientos, en la mayoría de los casos, con tránsito. Las distancias en la poligonal deben ser medidas con cinta métrica y las secciones transversales con aparatos electrónicos. Las triangulaciones se utilizan cuando la obra es muy importante. De los datos obtenidos, se deben dibujar varios planos con la información de: curvas de nivel, planta general, perfil y secciones transversales.
2.2. Estudio hidrológico e hidráulico
El objetivo principal de un estudio hidrológico e hidráulico es la determinación del caudal máximo esperado para un período de retorno establecido y evaluar la capacidad de descarga de la sección topográfica en donde se construirá.
2.2.1. Localización del área estudiada
Se deben investigar las coordenadas en latitud y longitud, de acuerdo con la localización del sitio de construcción del puente, agregando a la información de ubicación de la aldea, municipio y departamento.
2.2.2. Hidrología y cálculo de caudales
La determinación de las crecidas de diseño es un factor de mucha importancia para determinar la geometría de una estructura. Existen varios métodos para determinar el tamaño de una estructura, entre los más conocidos están: el método de sección pendiente, es un método empírico en el que se realizan mediciones directas de las marcas de crecientes máximas en estructuras cercanas, es muy utilizado en zonas donde se carece de información para realizar un cálculo más exacto; el método racional es un método hidrometeorológico con el cual se puede determinar crecidas por medio de análisis de frecuencia de lluvias intensas, relaciona la precipitación y la escorrentía de una manera directa, se determina la intensidad que produce la crecida máxima así como la probabilidad de ocurrencia. Este método necesita de suficientes datos de precipitación pero genera los resultados más confiables, por lo que se recomienda su utilización.
2.2.2.1. Intensidad de lluvias
En la determinación de lluvias, para el período de retorno establecido se utiliza el siguiente procedimiento: se analiza la distribución de frecuencias de lluvias máximas de 24 horas del mapa de isoyetas de precipitación máxima de 24 horas, determinada para el punto de interés.
Para reducir la lluvia de 24 horas a duraciones iguales al tiempo de concentración se utiliza el factor Ph / P24:
Ph / p24= Factor de reducción de lluvias de 24 horas al tiempo de concentración.
PPR50= Precipitación 24 horas, con un período de retorno de 50 años.
Tc= t1 + L / (60xV) Tiempo de concentración, fórmula extraída del manual de drenajes de la municipalidad de Guatemala Norma 201-b. L= Longitud en metros. V= Velocidad, en m/seg. R= Radio hidráulico. S= Pendiente. n= Coeficiente de rugosidad. V= 1 / n ((R^2/3)*(S^1/2)) I= (Ph / P24)*((PPR50) / (Tc)),
Fórmula para el cálculo de intensidad, dada en
mm/hora.
2.2.2.2. Área de cuencas
Para establecer el área de drenaje superficial de la cuenca y parámetros morfométricos, se debe utilizar una hoja cartográfica a escala 1:50 000, del punto final de la construcción del puente, de donde se debe utilizar un planímetro polar para el cálculo del área, se deben tener los siguientes parámetros:
A = dato en hectáreas. (o en metros cuadrados) H máxima = dato en metros sobre el nivel del mar. H mínima = dato en metros sobre el nivel del mar. Longitud = dato en metros.
2.2.2.3. Cálculo de caudales
Para el cálculo de caudales, existen varios métodos de análisis, el más utilizado y recomendado es el método racional, combinado con registros de precipitación máxima de 24 horas. Para este cálculo se debe utilizar la siguiente fórmula: