Diseño de Badén
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MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE ILABAYA
107-015 INGENIERIA DEL PROYECTO pág. 1
EXPEDIENTE TECNICO: Defensa Ribereña y Encauzamiento del Río Ilabaya y
Locumba en los Sectores Chejaya, Ilabaya, Mirave y Oconchay
4.1 DISEÑO DE BADÉN
4.1.1 CRITERIOS DE DISEÑO
4.1.1.1 DIMENSIONAMIENTO
Para establecer las dimensiones de los elementos del badén, primero se define el caudal de
diseño, que según el estudio hidrológico será de 81. 0 m³/s, correspondiente a un Tr = 50
años.
Con dicho caudal se definirá la longitud y la altura del cabezal, para lo cual se elabora una
curva h = f (L), usando la formula de vertedero de pared gruesa.
2/371.1 yLvQ
Despejando en función de y se tendrá:
3/2
71.1
VL
Qy
Donde:
Q : Caudal en m3/seg
Lv : Longitud del vertedero en m.
Y : Tirante normal a la entrada del badén en m.
Se realiza un análisis dependiendo de las características topográficas del terreno para
seleccionar el badén que cumpla con todos los requisitos técnicos.
Tendiendo como resultado el siguiente Gráfico Nº 5.3.1 y Cuadro Nº 5.3.1:
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Gráfico Nº 5.3.1: Baden
CuadroNº 5.3.1: Valores de longitud y flecha
Lv (m) Y (m) R (m)
0.0 0.00
0.5 0.05 0.1
1.0 0.10 0.3
1.5 0.15 0.6
2.0 0.20 1.0
2.5 0.25 1.6
3.0 0.30 2.3
3.5 0.36 3.2
4.0 0.41 4.2
4.5 0.46 5.3
5.0 0.51 6.5
y = -0.0073x2 + 0.1825x - 0.129 R² = 0.9368
-0.20
0.00
0.20
0.40
0.60
0.80
1.00
1.20
1.40
0.0 5.0 10.0 15.0 20.0 25.0 30.0
Baden
Baden
Poly. (Baden)
Poly. (Baden)
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EXPEDIENTE TECNICO: Defensa Ribereña y Encauzamiento del Río Ilabaya y
Locumba en los Sectores Chejaya, Ilabaya, Mirave y Oconchay
Lv (m) Y (m) R (m)
5.5 0.56 7.9
6.0 0.61 9.4
6.5 0.66 11.0
7.0 0.71 12.8
7.5 0.76 14.6
8.0 0.81 16.7
8.5 0.86 18.8
9.0 0.91 21.1
9.5 0.97 23.5
10.0 1.02 26.0
10.5 1.07 28.7
11.0 1.12 31.5
11.5 1.17 34.4
12.0 1.18 37.4
12.5 1.19 40.5
13.0 1.18 43.6
13.5 1.17 46.9
14.0 1.12 50.2
14.5 1.07 53.7
15.0 1.02 57.3
15.5 0.97 61.0
16.0 0.91 64.8
16.5 0.86 68.8
17.0 0.81 72.9
17.5 0.76 77.1
18.0 0.71 81.5
18.5 0.66 86.0
19.0 0.61 90.6
19.5 0.56 95.4
20.0 0.51 100.3
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Lv (m) Y (m) R (m)
20.5 0.46 105.3
21.0 0.41 110.4
21.5 0.36 115.7
22.0 0.30 121.1
22.5 0.25 126.6
23.0 0.20 132.3
23.5 0.20 138.1
24.0 0.15 144.0
24.5 0.10 150.1
25.0 0.05 156.3
4.1.1.2 DISEÑO DE LA PLATAFORMA
Para le geometría de la plataforma se tomara como datos la altura y longitud definidos,
considerándolos como la flecha y cuerda del segmento de circunferencia respectivamente;
con el cual se podrá calcular el radio, el cual no sera menor que 80 metros.
22 afR
2
La
Donde :
F : Flecha
L : Cuerda
El ancho de la plataforma está en función del ancho de la carretera (7.5 m) y el espesor se
debe determinar en función de las cargas del terreno de fundación (se recomienda un
espesor no menor a 30.0cm).
En el cuadro Nº 5.3.1 se puede observar distintos valores de R para las diferentes
longitudes y flechas. Se recomienda tener una longitud de badén 25.0 m; los cuales
tendrán un radio de 156.30 m respectivamente, que son mayores que 80 m.
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Con los datos del radio, tirante y longitud del vertedero se hallará el área hidráulica a la
salida del badén:
fyfRL
fR
LatanRA v
V
5.0
5.02
Siendo:
Y: el tirante a la entrada del badén, obtenida del ingreso de datos al programa HEC –RAS.
Con el área se haya la velocidad a la salida del badén:
A
QV
Finalmente, la altura del cabezal sobre el badén será:
mg
VYH 10.0
267.0
2
Se recomienda un altura máxima de 1.20 m.
4.1.1.3 VERIFICACIÓN ESTRUCTURAL LOSA BADÉN
CAMION HS-20-44
Presión de rueda más cargada:
( )( )
Para H=0.30 m.
Peso propio losa: 0.30 m x 2400 kg/ m2 x 1.0m = 720.0 Kg/m
Tren de carga : 7410 Kg/m
Impacto por frenado : 216.0 Kg/m
Carga última : 8346.0 Kg/m
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Momentos:
M :0.36 x 14,407 Kg
Mu 5186.5 2Kg.m
Armaduras para Mu= 5186.5 Kg.m y cuantía = 0.32
As 8.15 cm2
@ 24.5 colocar a cada 20 cm. (arriba y abajo)
Paño (5.0 m. x 4.0 m)
Refuerzo de Acero en Losa Badén