67731236 Diseno de Canales

7/29/2019 67731236 Diseno de Canales

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3/21/2013 Topografia IV SENCICO 1

Diseode

Canales


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Diseo de secciones

trasversales de canales.

Mtodo para el diseo de canales mediante

tablas basadas en la formula de Manning

Siempre y cuando las condiciones lo permiten, debemos tratar de disear la

seccin transversal del canal lo mas prximo posible a la semi-circunferencia, con

ello se logra mayor eficiencia en la relacin caudal excavacin, para ello podemosutilizar la formula siguiente..

Seccin de mximo rendimiento hidrulico.


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Donde:h = Tirante o profundidad del canal (m)

m = Pendiente del talud

b = Base o plato del canal (m)


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Formula de Mannig

Donde:

V = Velocidad media en el canal

n = Coeficiente de MannigR = Radio hidrulico

S = Pendiente del canal (m/m)


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Esta formula la podemos expresar de la

forma siguiente: si V=Q/A

Q = Caudal en m3 / seg.

A = Area de la seccin transversal del

canal en m2


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El primer termino esta relacionado

con los parmetros hidrulicos delcanal.


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Mientras el segundo est conformado por

parmetros geomtricos de la seccin

transversal.

Calculando el segundo termino de la ecuacin

anterior se pueden construir tablas para

distintas pendientes de talud (1:1 => m = 1,

1:2 => m = 2, etc ) en funcin del resto de los

parmetros geomtricos de una seccintransversal trapezoidal, es decir el tirante del

canal (h), el plato o base ( b).


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Para determinar los paramentros

geomtricos de la seccin del

canal, primero se calcula X

mediante la formula:


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Entramos a la tabla con este valor "X" y

conociendo m, estimamos b y podemos

encontrar h.

Con este valor de h, calculamos el rea de la

seccin transversal y la velocidad del canal.Si la velocidad es mayor que la admisible,

podemos aumentar b y mediante la tabla

obtener otro valor de h, para que la velocidad

este dentro del rango admisible segn las

caractersticas del terreno.


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Parametros de la seccin transversal de un canal


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Tablas necesarias para elcalculo de la seccin.


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Coeficiente n de la formula de Manning


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Pendiente del talud (m) para distintos materiales.


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Velocidad mxima en canales no recubiertos de vegetacin


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Velocidad mxima en canales revestidoscon distinta resistencia del hormign.


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Borde libre (h') en funcin del caudal


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El ancho de los diques laterales sedetermina por la formula:

Ancho de los diques laterales (a)


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Radio de curvatura de un canal.

La curvatura permitida depende de variosfactores, tales como la capacidad,velocidad, caractersticas del suelo yseccin del canal, los cuales debenconjugarse para evitar la erosin en lascurvas y el desarrollo de ondas nodeseables. Sin embargo, no hay frmulasestandarizadas para el clculo del valorlmite en cada caso. En trminosgenerales, el radio del eje del canal puedeestar en el rango comprendido entre 3 y 7veces el ancho superficial.


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R = Radio de curvatura del canal

F = Factor (3 a 7)

m = Razn del talud del canal

h = Tirante del canalb = Plato o base del canal

Otro criterio:Caudal hasta 0,5 m3/seg. = 5 m

Caudal de 0,5 a 1 m3/seg. = 10 m


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Como los radios para canales pequeos son de poca

magnitud, el trazado de la curva en el campo se simplifica.

En el grafico:a = ngulo de inflexindel trazado

R = radio de curvatura

segn uno de loscriterios anteriores.

T = Tangente (distanciadesde el vrtice al inicio

y final de la curva)


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Cuando se pueda llagar al centrodel radio se puede proceder a

trazar la curva, de la siguenteforma: se mide la distancia "T" apartir del vrtice, en este punto setraza un ngulo de 90 y se mide elradio, desde ese punto y con unadistancia igual a R se vancolocando estacas en el terreno

para marcar la curva del eje delcanal.


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Perdidas por filtracin en canales detierra.

La prdida por filtracin puede estimarse

mediante la formula

Pinf = Prdidas por kilometro de canal en % del gastoQ = Gasto en m3/seg.A y B = Coeficiente y exponencial que dependen del tipo de

suelo.


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Supongamos un canal con pendiente

de 25 cm en 500 m de longitud es decir

con una pendiente de: S = 0,0005, en

un terreno arcilloso, excavado en tierra

con una superficie uniforme, el caudal

de canal es de: Q = 1,2 m3/seg.

Ejemplo de clculo de un canal.


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Por las tablas los valores para el calculo son:

Coeficientes de Manning. n = 0,02 Pendiente

de taludes es m = 0,5 Borde libre (h) = 0,60 mVelocidad mxima: Vmax. = 1,13 m/s

El valor de X se determina por:


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Mediante la hoja de calculo la operacin se realiza de la forma siguiente:


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Asumiendo un

plato o base delcanal de 1 metro,

entramos a la

tabla de m = 0,5con "X y

encontramos

H = 1,10 metros


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Determinar la velocidad del canal.

El rea del canal se calcula por:

La velocidad en el canal ser:


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Por medio de la hoja de calculo el valor de la

velocidad se determina como sigue.


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En la tabla de velocidades mxima de canales tenemos

que la arcilla admite hasta: Vmax = 1,13 m/seg. muy

superior al valor calculado.

El borde libre (h) para canales sin revestir de

ms de: Q = 1 m3/seg es de 0,60 m.

La corona de los diques laterales (a) se determina por:


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El ancho del dique es de 1,12 m


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La seccin transversal del canal quedara como se indicaen el dibujo siguiente:(Los valores estan en centimetros)

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