Estudio de la socavación local en las subestructuras de los puentes Conache, Cacique, Santa Rosa y Moche - Trujillo 2023

Abstract

La relevancia de los modelos hidráulicos computacionales en la solución de desafíos ingenieriles reside en su capacidad para manejar y representar de manera efectiva entornos complejos de la realidad. En este sentido, consideramos importante realizar un estudio que nos brinde información sobre los parámetros hidrodinámicos del cauce y analizar su interacción con el puente en cuestión. Esto nos permitirá prever posibles inconvenientes futuros en la subestructura. La presente investigación se realiza para encontrar la estimación de la socavación local en los puentes donde discurre el rio Moche, los cuales son: Moche, Santa Rosa, Cacique y Conache. Por lo tanto, es crucial comprender cómo y de qué manera este escenario podría presentarse, utilizando un enfoque virtual mediante modelos numéricos bidimensionales. Con el plano topográfico del cauce del río Moche, se realizará el estudio de manera independiente a los 4 puentes en mención. La estimación del caudal de máxima avenida para un periodo de retorno de 500 años fue de 1010.02 m3/s. Utilizando un modelo hidráulico bidimensional, se obtuvo el tirante y velocidad critica máxima para cada puente en estudio y asi calcular la socavación local los cuales resulto: el puente moche tiene 1.37 m, el puente Santa Rosa 1.75 m, el puente Cacique 1.94m y el puente Conache 2.71 m; para la socavación general arrojaron los siguientes resultados al puente Moche 1.51 m, el puente Santa Rosa 1.16 m, el puente Cacique 1.98 m y el puente Conache 1.81 m. Finamente, se realizó el cálculo de la socavación total dándonos como resultado que en el puente Moche se tiene una profundidad de socavación total de 2.88 m; en el puente Santa Rosa con una profundidad de socavación de 2.91 m; en el puente Cacique con una profundidad de socavación de 3.92 m; y por último el puente Conache con una socavación de 4.52 m.

The relevance of computational hydraulic models in solving engineering challenges lies in their ability to effectively handle and represent complex real-world environments. In this regard, we consider it important to conduct a study that provides us with information on the hydrodynamic parameters of the channel and analyze its interaction with the bridge in question. This will allow us to anticipate possible future issues in the substructure. The present research is carried out to estimate the local scour in the bridges where the Moche River flows, namely: Moche, Santa Rosa, Cacique, and Conache. Therefore, it is crucial to understand how and in what way this scenario could occur, using a virtual approach through two-dimensional numerical models. With the topographic plan of the Moche River channel, the study will be conducted independently for the 4 mentioned bridges. The estimation of the maximum flow rate for a return period of 500 years was 1010.02 m3/s. Using a two-dimensional hydraulic model, the maximum critical depth and velocity were obtained for each bridge under study, and thus, calculate the local scour, which resulted in: the Moche bridge has 1.37 m, the Santa Rosa bridge 1.75 m, the Cacique bridge 1.94 m, and the Conache bridge 2.71 m; for the general scour, the following results were obtained: Moche bridge 1.51 m, Santa Rosa bridge 1.16 m, Cacique bridge 1.98 m, and Conache bridge 1.81 m. Finally, the calculation of the total scour was carried out, resulting in a total scour depth of 2.88 m for the Moche bridge; 2.91 m for the Santa Rosa bridge; 3.92 m for the Cacique bridge; and 4.52 m for the Conache bridge.