Borrador Drenaje en Vias

5/25/2018 Borrador Drenaje en Vias

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U T P L

CARRERA PARA EL TTULODE INGENIERO CIVIL

RECURSOS HDRICOS

HOLGER BENAVIDES MUOZ

[email protected]


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BIBLIOGRAFA:

Villn, M. (2007). Drenaje. San Jos: EditorialEscuela de Ingeniera Agrcola del InstitutoTecnolgico de Costa Rica.

Matern, H. (2005). Obras hidrulicas rurales.Cali: Colombia. Editorial Norma.

Chow, V., (2001) Hidrulica de canales abiertos.Captulos 1 y 2.


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DRENAJE PARA CARRETERAS

Sistema de drenaje, es un conjunto de obras que

sirven para captar, conducir y alejar de la carretera el

agua que puede causar problemas.

Tienen particular importancia en aquellas vas en las

que sus materiales estn expuestos al ataque delagua y que no cuentan con una capa de rodadura

impermeable, ni cunetas revestidas.


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CONSIDERACIONES HIDROLGICAS PARADRENAJES EN VIAS TERRRESTRES

Factores que afectan el escurrimiento:

a) Tamao de la cuenca.

b) Declive superficial.

c) Cantidad y tipo de precipitacin.

d) Permeabilidad de suelos y rocas.e) Cantidad y tipo de vegetacin.

f) Condiciones de saturacin.


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CLASIFICACIN DEL DRENAJE

Drenaje superficial

Drenaje subterrneo


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TIPOS DE DRENAJE

Drenaje superficial:

Longitudinal

Transversal


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Longitudinal:

Cunetas, contracunetas, bordillos y canales de

encauzamiento.

Transversal:

Tubos, losas, cajones, bvedas, vados, sifones invertidos,

puentes, principalmente.


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Por la dimensin del claro del drenaje transversal:

Drenaje mayor (puentes): claro > que 6 m

Drenaje < 6 m, son alcantarillas.


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DRENAJE LONGITUDINAL

CUNETAS

Intercepta el agua que escurre de la corona, deltalud del corte y del terreno natural adyacente,

luego la trasiega a una corriente natural o

transversal, para alejarla (rpidamente) de la va.


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El rea hidrulica.

Una seccin transversal triangular con una

profundidad de 0.4 m, un ancho mnimo de 1 m y

taludes de 3:1 2:1 (segn el tipo de va); del lado del

corte (talud variable) segn el material constitutivo.


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El rea hidrulica.

La longitud de cunetas hasta 250 m. en esa longitudconstruir una obra de alivio y conducir el agua de la

cuneta fuera del camino.


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Velocidades del agua


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Caudal y velocidades, cuneta tipo

(1 m x 0.33m), diferentes pendientes


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n

deMannin

g


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Espesores de revestimiento


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DISEO DE ALCANTARILLAS


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Las alcantarillas son estructuras transversales de

forma diversa cuya funcin es conducir y

desalojar, con la mayor rapidez posible el agua de

las hondonadas y las partes bajas del terreno que

atraviesan el camino.

Por la forma de su seccin y material se clasifican

en tubos, bvedas, losas sobre estribos ycajones.


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Elxito del diseo hidrulico radica, en proveer una

estructura con capacidad de descargar,econmicamente una cierta cantidad de agua dentro

de los lmites establecidos de elevacin del nivel de

las aguas y de velocidad.Cuando la altura y la descarga han sido

determinadas, la finalidad del diseo es proporcionar

la alcantarilla ms econmica, la cual ser la que con

menor seccin transversal satisfaga los

requerimientos del diseo.


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Consideraciones hidrulicas

Pendiente del lecho de la corriente aguas arriba

y aguas abajo del lugar

Pendiente del fondo de la alcantarillaAltura de ahogamiento permitido a la entrada

Tipo de entrada

Rugosidad de las paredes de la alcantarillaAltura del remanso de salida


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Para el estudio de una alcantarilla, el

proyectista debe fijar:El caudal de diseo

La altura de agua permisible a la entrada

La altura de agua a la salidaLa pendiente con que se colocar el conducto

Su longitud

El tipo de entradaLongitud y tipo de transiciones

La velocidad del flujo permisible a la salida


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Consideraciones para el clculo:

La elevacin del agua, aguas arriba puede calcularsepor el principio de Bernoulli, con una tolerancia de

prdidas en la entrada de:

con K variando de 0.1 a 0.5 de transicin suave a

transicin brusca y hv1, hv2 son cargas de velocidad.


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Determinacin de secciones en alcantarillas de

cajnAplicacin de la frmula de Talbot para determinar la

seccin de la alcantarilla.

Donde:

A = rea de la seccin transversal libre, (m2).

H = rea drenada en Ha, (m2).

I = intensidad de la precipitacin, (mm/h).

C = coeficiente que depende de la clase de terreno.


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A partir de la seccin A, se asume el ancho B yse calcula h:

Se calcula el permetro P, con:


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Se calcula el radio hidrulico R, con:

Calculamos la velocidad:

Se calcula la pendiente del cauce o se adopta el

criterio de diseo, puede adoptase

valores entre 2% y 5%.


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Para determinar la pendiente a utilizar en la alcantarilla

es necesario calcular primero la pendiente crtica Sc y

compararla con la pendiente de construccin, si Sc He, entonces se

garantiza la libre entrada.


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Donde:

Sa = Pendiente de la alcantarilla, (m/m).

H = Altura de la seccin de la alcantarilla, (m).

He = Altura del agua a la entrada a la alcantarilla, (m).

dc = Calado crtico en la alcantarilla, (m).

Vc = Velocidad crtica, (m/s).

V1 = Velocidad a la entrada, (m/s).

h1_2 = Prdida de carga a la entrada y salida, (m).


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EJERCICIO

Datos:

Longitud de la alcantarilla = 4.50 m

Base de la seccin rectangular Ba = 1.20 m

rea drenada (Ad) = 83.22 Ha

Intensidad de lluvia (I) = 68.33 mm/h

Coeficiente de rugosidad(n) = 0.014Coeficiente del tipo de terreno (C) = 0.6


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Clculo del caudal con la frmula del mtodo

racional:

La seccin de la alcantarilla se la calcul con lafrmula de Talbot.


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A partir de la seccin A, y con el dato de Ba, secalcula yn.

yn = tirante normal


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Clculos de los parmetros crticosCaudal unitario


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Se asume que el remanso se produce a una

distancia de 2m aguas arriba de la entrada


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Se asume que la altura de He se producir 1.4maguas debajo de la entrada.


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Ejemplo 2


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