Proyecto de Reconstrucción de la Baliza de Piedra Burela (Lugo) Anejo Nº 1. Bases de partida ANEJO Nº 1 BASES DE PARTIDA Proyecto de Reconstrucción de la Baliza de Piedra Burela (Lugo) Anejo Nº 1. Bases de partida PROYECTO DE RECONSTRUCCIÓN DE LA BALIZA DE PIEDRA BURELA (LUGO) ANEJO BASES DE PARTIDA ÍNDICE 1. INTRODUCCIÓN ............................................................................................................................ 2 2. CARÁCTER GENERAL................................................................................................................. 2 3. CRITERIOS DE PROYECTO EN FUNCIÓN DEL CARÁCTER GENERAL ........................ 2 3.1. VIDA ÚTIL DE LA OBRA .............................................................................................................. 2 3.2. MÁXIMA PROBABILIDAD DE FALLO EN LA VIDA ÚTIL................................................................. 3 4. TOPOGRAFÍA Y BATIMETRÍA .................................................................................................. 4 5. CONDICIONES AMBIENTALES ................................................................................................. 4 6. 5.1. OLEAJES .................................................................................................................................... 5 5.2. NIVEL DEL MAR .......................................................................................................................... 6 VALORES CARACTERÍSTICOS DE LAS ACCIONES ............................................................ 9 6.1. CARGAS PERMANENTES ............................................................................................................. 9 6.1.1. Peso propio .......................................................................................................................... 9 6.2. CARGAS DEL OLEAJE ............................................................................................................. 9 6.2.1. 6.2.2. 7. En condiciones sin rotura .................................................................................................... 9 En condiciones con rotura ................................................................................................. 13 COEFICIENTES DE MAYORACIÓN DE ACCIONES ........................................................... 15 P:\33214011_PC_Burela\06DocTra\09 CDs\PDF\DOC01_Memoria&Anejos\Anejos\AN01_Bases de Partida\14011_MEM&AN_AN01_Bases de Partida_r01.docx I Proyecto de Reconstrucción de la Baliza de Piedra Burela (Lugo) Anejo Nº 1. Bases de partida PROYECTO DE RECONSTRUCCIÓN DE LA BALIZA DE PIEDRA BUERLA (LUGO) ANEJO BASES DE PARTIDA 1. INTRODUCCIÓN En este Anejo se recoge la información utilizada, así como los diversos condicionantes considerados para el desarrollo de las Bases de Partida del Proyecto de Reconstrucción de la Baliza de Burela (Lugo). Partiendo de la vida útil de la obra, se analizan los condicionantes locales y físicos de la estructura: batimetría de la localización y condiciones ambientales (oleaje y mareas). 2. CARÁCTER GENERAL El carácter general se establecerá en función de los siguientes índices: - Índice de repercusión económica, IRE. Índice de repercusión social y ambiental, ISA. Los valores de IRE e ISA serán obtenidos a partir de lo establecido por la ROM 0.0-01 Procedimiento General con Bases de Cálculo para el Proyecto – ROM – en las Obras portuarias o/y Marítimas. 3. CRITERIOS DE PROYECTO EN FUNCIÓN DEL CARÁCTER GENERAL En función del carácter general de la obra se fijan: 3.1. La vida útil mínima de la obra. Los métodos de verificación de la seguridad y del servicio frente a los modos de fallo adscritos a estados límite último y de servicio. La máxima probabilidad conjunta de fallo. VIDA ÚTIL DE LA OBRA El Índice de Repercusión económica, IRE, valora cuantitativamente las repercusiones económicas por reconstrucción de la obra y por cese o afección de las actividades económicas directamente relacionadas con ella. P:\33214011_PC_Burela\06DocTra\09 CDs\PDF\DOC01_Memoria&Anejos\Anejos\AN01_Bases de Partida\14011_MEM&AN_AN01_Bases de Partida_r01.docx 2 Proyecto de Reconstrucción de la Baliza de Piedra Burela (Lugo) Anejo Nº 1. Bases de partida Para el caso de la Baliza de Piedra Burela se ha escogido un IRE medio por haber querido exigir, como mínimo, una vida útil de 25 años (comparándolo con las obras de abrigo), dada la incertidumbre normativa en materia de cálculo de estos elementos. Según la Tabla 2.1. del capítulo correspondiente a Criterios generales en el proyecto de la ROM 0.0-01 Procedimiento General con Bases de Cálculo para el Proyecto – ROM – en las Obras portuarias o/y Marítimas, se establece una vida útil de 25 años correspondiente a obras marítimas con un IRE medio, con valores comprendidos entre 6 y 20. Tabla 1. Relación entre el IRE y la vida útil mínima. Tabla 2.1. ROM 0.0-01 3.2. MÁXIMA PROBABILIDAD DE FALLO EN LA VIDA ÚTIL El Índice de Repercusión Social y Ambiental, ISA, estima de manera cualitativa el impacto social y ambiental esperable en el caso de producirse la destrucción o la pérdida de operatividad total de la obra marítima, valorando la posibilidad y alcance de pérdidas de vidas humanas, daños en el medio ambiente y en el patrimonio histórico-artístico y la alarma social generada, considerando que el fallo se produce una vez consolidadas las actividades económicas directamente relacionadas co la obra. De igual forma que en el apartado anterior, según la Tabla 2.2. del capítulo correspondiente a Criterios generales en el proyecto de la ROM 0.0-01 Procedimiento General con Bases de Cálculo para el Proyecto – ROM – en las Obras portuarias o/y Marítimas, se establecen unos índices ISA y máximas probabilidades conjuntas de fallo durante la vida útil correspondientes a ELU y ELS recomendados. Se le asigna un ISA no significativo. Tabla 2. Relación entre el ISA y probabilidad conjunta de fallo para ELU. Tabla 2.2. ROM 0.0-01 Tabla 3. Relación entre el ISA y probabilidad conjunta de fallo para ELS. Tabla 2.3. ROM 0.0-01 P:\33214011_PC_Burela\06DocTra\09 CDs\PDF\DOC01_Memoria&Anejos\Anejos\AN01_Bases de Partida\14011_MEM&AN_AN01_Bases de Partida_r01.docx 3 Proyecto de Reconstrucción de la Baliza de Piedra Burela (Lugo) Anejo Nº 1. Bases de partida Se establece un valor de probabilidad conjunta de fallo de 0,20 para Baliza del Puerto de Burela, correspondiente tanto para los modos de fallos adscritos a los estados límite de servicio como a los estados límite últimos. Se ha querido dotar a la baliza de un Índice de Repercusión Social y Ambiental no significativo dado que, a nivel global, la obra de reconstrucción no se considera que pueda ocasionar un impacto notorio ni en la ciudadanía ni en el tráfico marítimo. De acuerdo con lo expuesto anteriormente se considerará el valor característico del agente climático predominante asociado al periodo de retorno obtenido en base a la formulación recogida en la ROM 0.0-01 Procedimiento General con Bases de Cálculo para el Proyecto – ROM – en las Obras portuarias o/y Marítimas: 𝑇𝑅 = −𝑛 𝑙𝑛(1 − 𝑃𝑓 ) Siendo TR el periodo de retorno, n la vida útil de la estructura según el epígrafe 3.1. y Pf la probabilidad conjunta de fallo según el punto 3.2. del presente Documento. Con todo ello, el periodo de retorno resultante es del entorno de 100 años. Este será el periodo de retorno para el que se obtendrán los oleajes de cálculo finales. 4. TOPOGRAFÍA Y BATIMETRÍA En el Plano Nº 2 Estado Actual del Documento Nº 2 - Planos se incluyen la descripción topográfica y batimétrica de la zona en la que se localiza la obra definida en el presente proyecto. Los datos de batimetría se han extraído de las cartas náuticas nº931 “De San Ciprián a Cabo Ortegal” y nº932 “De las Pantorgas a San Ciprián” del Instituto Hidrográfico de la Marina. El nivel de referencias de las curvas de nivel y batimétricas es el Cero del Puerto de Burela que se ha hecho coincidir con la BMVE, al igual que los puertos colindantes de Avilés y San Ciprián. 5. CONDICIONES AMBIENTALES A continuación se analizan las condiciones de oleajes y mareas en la zona de estudio. P:\33214011_PC_Burela\06DocTra\09 CDs\PDF\DOC01_Memoria&Anejos\Anejos\AN01_Bases de Partida\14011_MEM&AN_AN01_Bases de Partida_r01.docx 4 Proyecto de Reconstrucción de la Baliza de Piedra Burela (Lugo) Anejo Nº 1. Bases de partida 5.1. OLEAJES Para la obtención del oleaje se parte de los datos en aguas profundas (altura de ola significante, periodo de pico y dirección media) de la base de datos generada numéricamente por el IH Cantabria en las proximidades de San Cribrao. De todos los nodos disponibles, se ha seleccionado el que está más alejado de la costa dentro de la zona de influencia, el nodo SC12. Con esos datos, se debe propagar el oleaje hasta Burela, a unos 14 Km al W de San Cibrao. Figura 1. Posición de la fuente de datos utilizada. Nodo SC12 Habiendo extraído estos datos y hecho el correspondiente tratamiento estadístico, los resultados en aguas profundas son los adjuntos a continuación: R, años NW NNW N NNE 25 9,03 8,45 6,19 5,98 50 9,90 9,36 6,94 7,17 100 10,33 9,82 7,34 7,85 500 11,32 10,87 8,27 9,45 Tabla 4. Alturas de ola en aguas profundas asociadas a la banda de confianza del 90% del régimen extremal escalar y a los regímenes extremales direccionales en la posición del nodo DOW, Hs, de los oleajes propagados (m). Teniendo en cuenta el régimen extremal de cada uno de los sectores, el NW y el NNW son las direcciones que tienen unos oleajes mayores. Además de estos 2 sectores, también se han tenido en cuenta para las propagaciones los sectores N y NNE, que si bien tienen menores alturas de ola, su dirección incide más directamente sobre la zona de proyecto. El resto de sectores tienen alturas de ola mucho menores, por lo que no serán importantes a la hora de definir la altura de ola de diseño. Los casos considerados para realizar la propagación en condiciones extremales han sido los oleajes asociados a la banda de confianza del 90% para los períodos de retorno de 25, 50, 100 y 500 años. En las siguientes tablas se muestran los períodos de pico asociados a cada una de las alturas de ola definidas. P:\33214011_PC_Burela\06DocTra\09 CDs\PDF\DOC01_Memoria&Anejos\Anejos\AN01_Bases de Partida\14011_MEM&AN_AN01_Bases de Partida_r01.docx 5 Proyecto de Reconstrucción de la Baliza de Piedra Burela (Lugo) Anejo Nº 1. Bases de partida R, años NW NNW N NNE 25 17 16 14 14 50 18 17 15 15 100 18 17 15 15 500 18 18 16 16 Tabla 5. Período de pico de los oleajes propagados (s). Para realizar las propagaciones de oleaje, se ha utilizado el modelo OLUCA-SP, que pertenece al Sistema de Modelado Costero desarrollado por la Universidad de Cantabria. Éste es un modelo parabólico de propagación espectral del oleaje, que considera los fenómenos de asomeramiento (shoaling), difracción, refracción, disipación de energía por rotura del oleaje, fricción con el fondo y reflexión lateral. Una vez propagados con el modelo OLUCA todos los oleajes asociados al régimen extremal y los cálculos manuales necesarios, se ha extraído la altura de ola significante, la altura de ola máxima de diseño, el periodo pico y la dirección de incidencia de la misma: TR (años) 100 Hs (m) 6,10 HD (m) 11,00 TP (s) 15,00 α (º) 22,5 Tabla 6. Período de pico de los oleajes propagados (s). Para las comprobaciones en Estado Límite de Servicio se adoptará el oleaje cuasi-permanente. Este último, tal como se dedujo en el Anejo Nº 2. Clima Marítimo del presente Proyecto, tendrá una altura de ola de 1,75 metros y un periodo pico asociado de 10,00 segundos. 5.2. NIVEL DEL MAR En el nivel de marea los factores de variación son la marea astronómica y la marea meteorológica de manera que: SNM(t)=SMA(t)+SMM(t) donde: SNM: es el nivel de marea SMA: es la sobreelevación debida a la marea astronómica SMM: es la sobreelevación debida a la marea meteorológica Dado que Burela no tiene mareógrafo de Puertos del Estado, se opta por analizar el nivel de marea en la zona de estudio mediante la información recogida en el Anuario de Mareas de 2014 del Ministerio de Defensa. En este último se recogen para Burela los siguientes parámetros: P:\33214011_PC_Burela\06DocTra\09 CDs\PDF\DOC01_Memoria&Anejos\Anejos\AN01_Bases de Partida\14011_MEM&AN_AN01_Bases de Partida_r01.docx 6 Proyecto de Reconstrucción de la Baliza de Piedra Burela (Lugo) Anejo Nº 1. Bases de partida Figura 2. Ubicación de la Estación de Mareas y Referencias Verticales en el Puerto de Burela [Anuario de Mareas 2014]. Asimismo, se decide estudiar el nivel de marea en la zona de estudio mediante la información complementaria procesada en la recomendación ROM 2.0-11 para el Proyecto y Ejecución de Obras de Atraque y Amarre. Además de contener información más actualizada que cualquier otra posible fuente (como el Atlas de Inundación del Litoral Español) se ha realizado a partir de datos de la red de mareógrafos de Puertos del Estado (REDMAR). Se plantea asimilar la problemática en la Baliza de Burela a la de los Puertos de Gijón y de Coruña, por encontrarse entre ambos y en la misma fachada de la península con valores similares de marea astronómica, correspondiente a la zona Ic según el mencionado Atlas de Inundación. Así, la ROM establece los siguientes valores representativos estimados de los niveles de agua en el Puerto de Gijón y en el Puerto de Coruña respecto al nivel medio del mar (combinando marea astronómica y meteorológica): Tabla 7. Valores representativos estimados en los niveles de agua en Puertos Españoles. Tabla 4.6.2.3 ROM 2.0-11 Con estos valores, pueden obtenerse fácilmente las cotas de PMVE y BMVE del cada uno de ellos para obtener unos valores medios con una probabilidad de no excedencia del 85%: P:\33214011_PC_Burela\06DocTra\09 CDs\PDF\DOC01_Memoria&Anejos\Anejos\AN01_Bases de Partida\14011_MEM&AN_AN01_Bases de Partida_r01.docx 7 Proyecto de Reconstrucción de la Baliza de Piedra Burela (Lugo) Anejo Nº 1. Bases de partida Puerto de Gijón: o PMVE = +2,72 + 1,92 = + 4,64 m o BMVE = +2,72 – 1,92 = +0,80 m Puerto de Coruña: o PMVE = +2,72 + 1,79 = + 4,51 m o BMVE = +2,72 – 1,79 = + 0,93 m De la misma manera y recurriendo a la misma tabla, pueden extraerse los valores extremales de PMVE y BMVE registrados hasta el momento: Puerto de Gijón: o PMVE = +2,72 + 2,95 = + 5,67 m o BMVE = +2,72 – 2,82 = - 0,10 m Puerto de Coruña: o PMVE = +2,72 + 3,00 = + 5,72 m o BMVE = +2,72 – 2,75 = - 0,03 m Analizando los datos anteriores se estimará una cota aproximada para la BMVE de +0,00, y para la PMVE de +4,50 metros. Asimismo, se considerará una sobreelevación meteorológica de 1,00 metro adicional, llegando en condiciones de temporal a la cota de +5,50. En estas condiciones, los niveles anteriores quedarán establecidos en el anterior gráfico con el criterio mostrado a continuación: + 5,50 (PMVE + Sobreelev.) + 4,50 (PMVE) + 0,00 (BMVE) Figura 3. Criterio de mareas para el Proyecto de Reconstrucción de la Baliza de Piedra Burela (Lugo) . P:\33214011_PC_Burela\06DocTra\09 CDs\PDF\DOC01_Memoria&Anejos\Anejos\AN01_Bases de Partida\14011_MEM&AN_AN01_Bases de Partida_r01.docx 8 Proyecto de Reconstrucción de la Baliza de Piedra Burela (Lugo) Anejo Nº 1. Bases de partida VALORES CARACTERÍSTICOS DE LAS ACCIONES 6. Para el cálculo estructural de la Baliza de Burela serán de aplicación las cargas definidas a continuación. 6.1. CARGAS PERMANENTES 6.1.1. Peso propio El valor característico de las acciones se deducirá aplicando a las dimensiones reales de los distintos elementos los pesos específicos correspondientes. Según el material considerado tendremos los siguientes pesos específicos: Hormigones: o Armado: c = 25,0 kN/m3 o En masa: c = 23,0 kN/m3 Aceros: o En armaduras: s = 78, 5 kN/m3 o Estructural: a = 78,5 kN/m3 Agua de mar: o w = 10,25 kN/m3 (Océano Atlántico/Mar Cantábrico) 6.2. CARGAS DEL OLEAJE 6.2.1. En condiciones sin rotura La acción del oleaje en condiciones sin rotura sobre un elemento cilíndrico aislado vertical puede calcularse por medio de la Teoría de Morison cuando no se produzca de forma significativa la alteración de la propagación o la rotura de la onda. Esta teoría considera que la acción del oleaje puede descomponerse en dos fuerzas horizontales en la dirección de propagación del oleaje de igual periodo que el oleaje en el emplazamiento: f = fM + fD donde: P:\33214011_PC_Burela\06DocTra\09 CDs\PDF\DOC01_Memoria&Anejos\Anejos\AN01_Bases de Partida\14011_MEM&AN_AN01_Bases de Partida_r01.docx 9 Proyecto de Reconstrucción de la Baliza de Piedra Burela (Lugo) Anejo Nº 1. Bases de partida fD: es la fuerza de arrastre. El fenómeno del arrastre debe entenderse de la siguiente manera: o En primer lugar, cuando se tiene un flujo de velocidad constante actuando sobre un cilindro en la zona de aguas arriba, la existencia de este último obliga a las líneas de corriente a abrirse para salvar el obstáculo, creando con ello una presión hacia afuera, mientras que aguas abajo ocurre el fenómeno contrario. Este fenómeno provoca curvas de igual presión a lo largo del cilindro. o En segundo lugar, el campo de velocidades creado por el oleaje no es constante, sino que cambia de dirección y magnitud a lo largo del tiempo, con lo que en un oleaje regular, cada media longitud de onda se produce el fenómeno con igual valor, pero actuando en la dirección contraria; es decir, la zona de aguas arriba se convierte en aguas abajo y viceversa, produciéndose en ambas direcciones un mismo valor máximo de la velocidad. El valor máximo de esta fuerza de arrastre lineal puede ser calculada atendiendo a la siguiente fórmula (en kN/m): 1 𝑓𝐷 = 𝐶𝐷 · · 𝜌𝑤 · 𝐷 · 𝑢 · |𝑢| 2 En ella: CD: coeficiente hidrodinámico de arrastre (adimensional). Se supone constante en toda la longitud del elemento. Este coeficiente toma en consideración la resistencia al flujo de presiones. Varía principalmente con la sección de la estructura, la rugosidad de la superficie y los números de Reynolds (Re) y de Keulegan-Carpenter (KC), y se determina experimentalmente. En ausencia de información más precisa, pueden adoptarse los valores incluidos en la siguiente tabla: Tabla 8. Valores del Coeficiente de arrastre. ROM 2.0-11 Para este caso particular, y a falta de otros datos más específicos, se adoptará un coeficiente de arrastre, CD, de valor igual a 1,20. ρw: densidad (en kg/m3) del agua marina. Se adoptará un valor de +10250/9,81 = 1044,85 kg/m3. P:\33214011_PC_Burela\06DocTra\09 CDs\PDF\DOC01_Memoria&Anejos\Anejos\AN01_Bases de Partida\14011_MEM&AN_AN01_Bases de Partida_r01.docx 10 Proyecto de Reconstrucción de la Baliza de Piedra Burela (Lugo) Anejo Nº 1. Bases de partida D: diámetro de la estructura cilíndrica, debiendo incluirse, en su caso, las adherencias marinas (en m). u: componente horizontal de la velocidad instantánea de las partículas de agua en el eje de la estructura (en m/s). La definición del campo de velocidades puede determinarse por medio de los distintos modelos de onda progresiva, en este caso, considerando que el oleaje incidente es equivalente cuando se trabaje con variables de estado a una onda regular con altura de ola, H, igual a la altura de ola máxima, Hmax. |u|: valor absoluto de la componente horizontal de la velocidad instantánea de las partículas de agua en el emplazamiento de la estructura (en m/s). fM: es la fuerza de inercia. Una partícula dentro de un campo de velocidades acelera al llegar al cilindro para bordearlo y decelera al pasar de largo. Esto implica una variación en el momento de la partícula. La fuerza de inercia correspondiente a este fenómeno puede calcularse como el trabajo necesario que habría que aplicar a la partícula para provocar ese momento. Matemáticamente, esta fuerza de inercia puede estimarse según la fórmula expuesta a continuación (en kN/m): 𝑓𝑀 = 𝐶𝑀 · 𝜌𝑤 · 𝐴 · 𝜕𝑢 𝜕𝑡 En ella: CM: coeficiente hidrodinámico de inercia (adimensional). Se supone constante en toda la longitud del elemento. Varía principalmente con la sección de la estructura, la rugosidad de la superficie, y los números de Reynolds (Re) y de Keulegan-Carpenter (KC). En ausencia de información más precisa de base experimental, pueden adoptarse valores de CM entre 2,00 y 2,50. Del lado de la seguridad, en este caso se adoptará un coeficiente de valor 2,50. A: sección transversal del elemento estructural en la dirección perpendicular a su eje (m2). ∂u/∂t: componente horizontal de la aceleración instantánea de las partículas de agua en el eje de la estructura. La definición del campo de aceleraciones puede determinarse por medio de los distintos modelos de onda progresiva considerando que el oleaje incidente es equivalente cuando se trabaje con variables de estado a una onda regular con una altura de ola, H, igual a la altura de ola máxima, Hmax. P:\33214011_PC_Burela\06DocTra\09 CDs\PDF\DOC01_Memoria&Anejos\Anejos\AN01_Bases de Partida\14011_MEM&AN_AN01_Bases de Partida_r01.docx 11 Proyecto de Reconstrucción de la Baliza de Piedra Burela (Lugo) Anejo Nº 1. Bases de partida Con las fórmulas definidas pueden obtenerse los valores máximos de las fuerzas de inercia y de arrastre, pero dichos valores máximos no son simultáneos. Ambas fuerzas deben ser calculadas separadamente y superponerse tomando en consideración que existe un desfase entre los valores máximos de cada una de dichas fuerzas. Por tanto, para determinar la máxima fuerza actuante deberá calcularse cada una de ellas en las diferentes fases. Si se aplica la teoría lineal del oleaje con ondas progresivas puede considerarse que la fuerza de arrastre está en fase con la onda y la fuerza de inercia está desfasada 90º respecto de la fuerza de arrastre. Figura 4. Fuerzas de Morison (I). ROM 2.0-11 Figura 5. Fuerzas de Morison (II). ROM 2.0-11 En aquellos casos en los que, bien la fuerza de arrastre bien la fuerza de inercia sean pequeñas respecto a la predominante, será admisible como aproximación simplificada del lado de la seguridad adoptar que la fuerza resultante sea 1,40 veces la correspondiente a la componente predominante. De acuerdo con la figura 4.6.2.3. de la ROM 2.0-11, puede considerarse que: P:\33214011_PC_Burela\06DocTra\09 CDs\PDF\DOC01_Memoria&Anejos\Anejos\AN01_Bases de Partida\14011_MEM&AN_AN01_Bases de Partida_r01.docx 12 Proyecto de Reconstrucción de la Baliza de Piedra Burela (Lugo) Anejo Nº 1. Bases de partida La fuerza de inercia es preponderante cuando Hmax/D < 2 (Regiones I y III). La fuerza de arrastre es preponderante cuando Hmax/D > 20 (Región VI). Figura 6. Dominios de aplicación de las ecuaciones de Morison. ROM 2.0-11 Simultáneamente a las fuerzas de arrastre e inercia, en este tipo de estructuras también se presentan fuerzas transversales perpendiculares al plano formado por el eje del elemento estructural y la dirección de propagación del oleaje, aunque, generalmente, puede aceptarse que dichas fuerzas no son significativas para elementos verticales. 6.2.2. En condiciones con rotura La acción del oleaje en condiciones con rotura sobre un elemento cilíndrico aislado vertical puede calcularse por medio de la Teoría de Morison añadiéndole a la fuerza de arrastre y de inercia definidas en el apartado anterior un término adicional, definido por Weinke y Oumeraci en la Conferencia Internacional de Ingeniería de Costas de Lisboa de 2004, la fuerza de impacto: f = fM + fD + fI P:\33214011_PC_Burela\06DocTra\09 CDs\PDF\DOC01_Memoria&Anejos\Anejos\AN01_Bases de Partida\14011_MEM&AN_AN01_Bases de Partida_r01.docx 13 Proyecto de Reconstrucción de la Baliza de Piedra Burela (Lugo) Anejo Nº 1. Bases de partida fI: es la fuerza de impacto. Puede estimarse el valor máximo de esta fuerza lineal de impacto según la fórmula expuesta a continuación (en kN/m): 1 𝑓𝐼 = 𝐶𝑆 · · 𝜌𝑤 · 𝐷 · 𝑐 · |𝑐| 2 En donde: CS: coeficiente hidrodinámico de impacto (adimensional). Aunque su estimación debiera ser resultado de un análisis experimental, a falta de más información empírica y del lado de la seguridad, se adoptará el coeficiente propuesto por Oumeraci en 2004, cuyo valor es de 2π. c: en m/s, es la celeridad de la onda en la dirección de propagación. Esta fuerza lineal será supuesta en la arista frontal sobre la que impacta la ola, y su extensión abarcará desde la parte superior de la cresta de la ola hasta una distancia calculada como producto la sobreelevación del oleaje, ηb, y un factor de rizado, λ, cuyo valor experimental para roturas tipo plunging es de 0.46. La duración de este fenómeno de impacto puede calcularse, según postuló Weinke en 2001 y mejoró conjuntamente con Oumeraci en 2004, como: T = 13/64 · D/|u| El valor de esta fuerza de impacto será variable durante la duración del fenómeno, siendo máxima al comienzo del mismo y mínima en la finalización de éste. La ley de variación de esta fuerza en función del tiempo es la siguiente: Para 0 ≤ t ≤ 1/16 · D/|u|: 𝑓(𝑡) = 𝜌𝑤 · 1 2·𝑡 1 2·𝑡 · 𝐷 · 𝑢 · |𝑢| · [2 · 𝜋 − 2 · √|𝑢| · · 𝑎𝑡𝑎𝑛ℎ (√1 − · |𝑢| · )] 2 𝐷 4 𝐷 Para 3/64 · D/|u| ≤ t’ ≤ 3/16 · D/|u|, con t’ = t – 1/64 · D/|u|: 𝑓(𝑡) = 𝜌𝑤 · 4 16 |𝑢| · 𝑡 ′ |𝑢| · 𝑡′ 1 1 𝐷 2 · 𝑡′ · 𝐷 · 𝑢 · |𝑢| ·· 𝜋 · √ · −√ · · · 𝑎𝑡𝑎𝑛ℎ √1 − |𝑢| · · √12 · 2 12 |𝑢| · 𝑡′ 3 𝐷 𝐷 𝐷 [ ( )] A continuación puede verse la descripción gráfica de la fuerza de impacto: P:\33214011_PC_Burela\06DocTra\09 CDs\PDF\DOC01_Memoria&Anejos\Anejos\AN01_Bases de Partida\14011_MEM&AN_AN01_Bases de Partida_r01.docx 14 Proyecto de Reconstrucción de la Baliza de Piedra Burela (Lugo) Anejo Nº 1. Bases de partida Figura 7. Descripción temporal del fenómeno de impacto sobre elemento cilíndrico de una ola rota. COEFICIENTES DE MAYORACIÓN DE ACCIONES 7. En el presente proyecto se han realizado los cálculos atendiendo a la Instrucción Española del Hormigón Estructural EHE-08. Según ésta se han de verificar modos de fallo correspondientes a Estados Límites Últimos y de Servicio introduciendo en las acciones, al combinarlas, coeficientes de mayoración parciales de la siguiente forma: g G q Q para i entre n y 2 donde: G= Q= g, q= acciones permanentes acción variable principal o predominante en la ocurrencia del modo de fallo. coeficientes de mayoración parciales de acciones permanentes y variables, respectivamente. Estos coeficientes de mayoración de acciones, dependiendo del tipo de acción y de su efecto sobre la estructura, adoptarán los valores recogidos en la siguiente tabla: γg, Permanentes (G) γq, Variables (Q) Favorable 1,00 0,00 ELU Desfavorable 1,35 1,50 Favorable 1,00 0,00 ELS Desfavorable 1,00 1,00 Tabla 9. Coeficientes de seguridad mínimos para diques verticales. Tabla 4.7.2 ROM 0.5-05 P:\33214011_PC_Burela\06DocTra\09 CDs\PDF\DOC01_Memoria&Anejos\Anejos\AN01_Bases de Partida\14011_MEM&AN_AN01_Bases de Partida_r01.docx 15
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