Fallo Hidrodinámico y por Obstrucción de Escombros de los Tableros y Pilas de Puentes en Flujo Estable
Autores: Oudenbroek, Kevin; Naderi, Nader; Bricker, Jeremy D.; Yang, Yuguang; van der Veen, Cor; Uijttewaal, Wim; Moriguchi, Shuji; Jonkman, Sebastiaan N.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2018
Acceso abierto
Artículo científico
2018
Fallo Hidrodinámico y por Obstrucción de Escombros de los Tableros y Pilas de Puentes en Flujo Estable
Categoría
Ciencias Naturales y Subdisciplinas
Subcategoría
Ciencias de la Tierra y Geología
Palabras clave
Países
Puentes
Fallos
Carga hidrodinámica
Escombros
Simulaciones
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 18
Citaciones: Sin citaciones
En países con ríos empinados, como Japón y Estados Unidos, los puentes fallan anualmente. Los puentes con cimentaciones extendidas son especialmente susceptibles a fallos por carga hidrodinámica, a menudo agravados por la acumulación de escombros. Aquí, tales fallos se investigan a través de experimentos de laboratorio en modelos a pequeña escala y simulaciones numéricas a escala completa. En el laboratorio, se miden y comparan las fuerzas de elevación y arrastre, así como el momento de vuelco en las plataformas de los puentes, los pilares y los sistemas de pilar-plataforma, con los criterios de umbral de fallo utilizados en las directrices de diseño. Se cuantifican los efectos de los escombros sobre la elevación, el arrastre y el momento, así como los efectos tridimensionales. A través de simulaciones numéricas, se investigan los patrones de flujo y el comportamiento de la superficie libre responsables de estas fuerzas, y se describen en un marco en función de la profundidad del agua, la velocidad del flujo, la altura de la plataforma y la altura de la viga. Los resultados muestran que las directrices actuales no son conservadoras en algunos casos. Es importante destacar que se puede prevenir el fallo tanto de las plataformas como de los pilares fortaleciendo las conexiones pilar-plataforma o al aerodinámizar las plataformas.
Descripción
En países con ríos empinados, como Japón y Estados Unidos, los puentes fallan anualmente. Los puentes con cimentaciones extendidas son especialmente susceptibles a fallos por carga hidrodinámica, a menudo agravados por la acumulación de escombros. Aquí, tales fallos se investigan a través de experimentos de laboratorio en modelos a pequeña escala y simulaciones numéricas a escala completa. En el laboratorio, se miden y comparan las fuerzas de elevación y arrastre, así como el momento de vuelco en las plataformas de los puentes, los pilares y los sistemas de pilar-plataforma, con los criterios de umbral de fallo utilizados en las directrices de diseño. Se cuantifican los efectos de los escombros sobre la elevación, el arrastre y el momento, así como los efectos tridimensionales. A través de simulaciones numéricas, se investigan los patrones de flujo y el comportamiento de la superficie libre responsables de estas fuerzas, y se describen en un marco en función de la profundidad del agua, la velocidad del flujo, la altura de la plataforma y la altura de la viga. Los resultados muestran que las directrices actuales no son conservadoras en algunos casos. Es importante destacar que se puede prevenir el fallo tanto de las plataformas como de los pilares fortaleciendo las conexiones pilar-plataforma o al aerodinámizar las plataformas.