8/10/2019 Practica Calculo Dique Talud

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Práctica Informática No.1

Dique en Talud

Proyecto y Construcción de Obras Marítimas.

Abraham Cárdenas Maldonado

Datos:

 

Boya "Valencia ll", código: 2630.

 

Construcción de 2 diques en talud, con profundidades de 15 y 5m. 

Batimetría recta y paralela a la costa.

 

Orientación de la costa E20S.

Determinar:

1. 

Peso unitario del manto principal, considerando:

 

Escollera angulosa rugosa.

 

Bloques paralepipédicos.

 

Tetrápodos.

Para taludes del dique: m=1.50 , m= 2.00 y m=2.50.

2. 

Comparar los resultados obtenidos por las fórmulas de Iribarren y

Hudson:

 

  Formula de Iribarren

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Donde:

W= Peso unitario del manto principal.

N= Coeficiente.

H= Altura de ola.

d= Densidad del material.

f= Coeficiente de rozamiento.

α= Talud. 

 

  Formula de Hudson

Donde:

W= Peso unitario del manto principal.

H= Altura de Ola.

= Coeficiente de las piezas del manto principal.

= Peso específico del material a usar en el manto principal.

= Peso específico del agua salada.

α= Talud. 

3. 

Determinar, ¿Cuál sería el nivel de averías esperado?, si la altura de ola

de cálculo resultar ser un 25% mayor a la esperada.

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  Lo primero a realizar en esta práctica, es conocer el oleaje que va a

incidir en los diques. Para esto tenemos que ir a la página web de Puertos del

Estado, www.puertos.es una vez allí en la columna de la izquierda buscamos

la casilla de: “Información específica” y damos clic sobre la de “Oceanografía

y meteorología”, después en la de: “Datos en tiempo real, predicciones y

banco de datos”, una vez ahí nos muestra la siguiente imagen y tenemos que

dar clic en la casilla marcada en la imagen, para que se activen las boyas

activas en las aguas marítimas españolas, en la cual debemos buscar la boya

indicada en el ejercicio, la cual está cerca de Valencia.

Una vez encontrada la boya deseada, la seleccionamos y tiene que

aparecer una similar a la siguiente:

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En esta casilla nueva, en la ventana de “Información del punto”,

podemos corroborar los datos de la boya que se nos pide en el ejercicio, una

vez corroborados los datos y estando con la certeza que es la boya indicada.

Lo siguiente a realizar es buscar las características del oleaje incidente en esa

boya, esto primero es dando clic en la casilla “Régimen Extremal”, de aquí

obtendremos los datos de la altura de ola y el período del oleaje. Para

obtener los datos de la dirección del oleaje es necesario acceder a la casilla

de “Régimen Medio”, a continuación mostraremos primero la imagen de

cómo obtener la altura del oleaje y el período, en la imagen después se

mostrará cómo obtener la dirección del oleaje.

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En el archivo que abre al dar clic en “Régimen Extremal”, nos vamos a

la última página de dicho archivo, y encontraremos una hoja similar a la de la

imagen anterior, lo que esta remarcado en un recuadro rojo, es la altura de

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ola máxima para un período de retorno de 50 años, que es el que usaremos

para el diseño de ambos diques, la cual es una Hs= 8,2m y después en el

recuadro azul muestra una formula con la cual podremos obtener el período

del oleaje, el cual calculándolo con dicha Hs, obtenemos que Tp= 10,70s, de

esta manera obtenemos esos datos.

Para obtener la dirección del oleaje para el diseño de los diques, nos

vamos a la casilla “Régimen Medio”, y en el archivo que nos muestre en la

página 21, encontraremos una tabla con la distribución conjunta de dirección

y altura significativa del oleaje, de la cual obtendremos el dato buscado. A

continuación una imagen de dicha tabla y remarcado cual es la dirección del

oleaje más extremo recibido en esta boya.

Esta remarcado con un recuadro en rojo, y como se puede observar en

la dirección NE, suele llegar un oleaje mayor a los 5m de altura, como es el

mayor oleaje presentado en dicha dirección, por lo tanto tomamos esta

dirección como referencia para los siguientes cálculos y diseño de los diques

en talud.

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Una vez realizado los pasos anteriores ya tenemos los datos de las

características del oleaje que incide en la boya, los cuales son: Hs=8,2m,

Tp=10,70s y D = NE.

Pero la altura del oleaje antes obtenida no será la que incidirá en los

diques, así que para poder obtener dicha altura con la cual se calcularán y

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diseñarán los diques, tendremos que utilizar otra herramienta informática, la

cual se llama “WAVE CALCULATOR”, esta se encuentra en internet en el

siguiente link: http://www.coastal.udel.edu/faculty/rad/wavetheory.html  ,

esta herramienta nos ayudará a conocer el oleaje incidente en los diques,

tanto en el de 15m de profundidad como en el de 5m.

La aplicación luce de la siguiente manera en la página de internet:

En la parte del recuadro rojo, se colocan los datos obtenidos de la boya

anteriormente.

Pero como se puede observar necesitamos un dato más el cual es el

ángulo del oleaje incidente, para esto con la dirección antes obtenida y con la

orientación de la costa se obtendrá dicho ángulo, la orientación de la costa

es: E20S. En la siguiente imagen se muestra el ángulo de la ola y cómo seobtuvo:

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Una vez obtenido este último dato necesario, lo siguiente a realizar es

con la aplicación “Wave Calculator”, obtener la altura de ola de diseño para

los diques, tanto el de 15m y 5m de profundidad. En las siguientes imágenes

se observa cómo se obtuvo ambas alturas de olas, primero en 15m de

profundidad y después en 5m:

En 15m tenemos una H=7,6m. Como lo muestra el recuadro rojo en la

imagen aterior.

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En 5m de profundidad nos da H=4,0 Breaking, esto significa que la ola

rompe por fondo (por la profundidad a la que se encuentra el dique), ya que

como se puede observar en la parte subrayada con rojo, dice que: La altura

de la ola no puede exceder el 80% de la profundidad y por lo tanto se denota

como “breaking”, si esta condición se realiza. Es por esto que indica como

antes se mencionó que la ola rompe por el fondo marino.

Ya una vez obtenidos los datos de la altura de ola que incidirán en los

diques, lo siguiente a realizar es el cálculo para encontrar la altura de ola de

diseño para encontrar el peso unitario del manto principal, para la ola de

diseño se utiliza la siguiente formula:

 

 

Donde:

 = Altura de ola de diseño.

 = Altura de ola que se obtuvo de la aplicación “Wave Calculator”.

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  Para el dique de 15m, la altura de ola de diseño será la siguiente:

Para el dique de 5m, la altura de ola de diseño será la siguiente:

En este caso se aprecia que la altura de ola no cambia, y esto se debe a

lo anteriormente mencionado que rompe por el fondo marino, ya que no

cumple con el 80% mínimo de profundidad del dique, así que queda la misma

altura de ola.

Ya una vez obtenidos estos datos, lo siguiente es realizar el cálculo del

peso unitario del manto principal de ambos diques, para lo cual su utilizará

tanto la fórmula de Iribarren como la de Hudson, que están explicadas en el

inicio de la práctica. Los cálculos se harán mediante una plantilla de Excel,

para cada uno de los diferentes tipos de manto principal como también para

cada uno de los taludes especificados en el inicio de la práctica.

Lo siguiente será las tablas con los resultados obtenidos del peso

unitario para los distintos tipos de manto principal de ambos diques, primero

se mostrarán los del dique de 15m de profundidad y después los del de 5m.

Dique en talud con 15m de profundidad:

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