UNIVERSIDAD JUREZ AUTNOMA DE TABASCO

Estudio en la duda. Accin en la feDIVISION ACADEMICA DE INGIENERIA Y ARQUITECTURA

ASIGNATURA:Obras HidrulicasTAREA: Presas (resumen)PROFESOR:M. en I. Pedro Antonio Sanchez RuizCARRERA:INGENIERIA CIVIL

ALUMNA:ERIKA ALCUDIA MAY

CUNDUACN, TABASCO; SEPTIEMBRE de 2014

PRESASTipos de presasLas presas se clasifican con base en el tipo y material de construccin, como de gravedad, de arco, de machones y de diques de tierra. Una presa de gravedad depende de su propio peso para la estabilidad. Las presas de arco transmiten la mayor parte del empuje horizontal del agua detrs de ella. Las presas de tierra son bordos o diques de roca. Las presas de mucha longitud con frecuencia tienen una seccin de concreto sobre el rio en donde se aloja la obra.La altura de una presa se definida como la diferencia en elevacin entre el camino, o la cresta del vertedor y la parte ms baja de la cimentacin excavada.Fuerzas que actan sobre las presas.La fuerza ms importante que actan en las presas son la fuerza de gravedad, la presin hidrosttica, la sub-presin, la presin del hielo y las fuerzas ssmicas o telricas. El peso de una presa es el producto de su volumen y del peso especfico del material. La componente horizontal Hh de la fuerza hidrosttica sobre una proyeccin vertical del parmetro de la presa, y para una anchura unitaria de presas ser: Donde es el peso especfico del agua y h es la profundidad del agua.Cuando un sismo sacude un terreno en el cual descansa una presa, la fuerza resultante de inercia iguala al producto de la masa de la presa por la aceleracin causada por el sismo.El material subyacente a una presa debe ser capaz de resistir las presiones de la cimentacin ejercidas sobre l, tanto en condiciones de humedad como de sequedad. Uno de los principales pasos en el diseo de una presa debe ser el de hacer una investigacin geolgica cuidadosa.PRESAS DE GRAVEDADEstabilidad estructural de las presas de gravedad.

Una presa de gravedad puede fallar por deslizamiento a lo largo de un plano horizontal, por rotacin alrededor del taln, o por falla del material. Es una buena prctica constructiva escalonar la cimentacin de una presa para aumentar la resistencia al deslizamiento. Los esfuerzos tpicos de trabajo empleados en el diseo de presas de concreto son aproximadamente de 600 plg/lb2 para comprensin y de 0 libras para tensin.

Anlisis de presas de gravedad.

El anlisis estructural de una seccin se lleva a cabo paso por paso, desde la parte superior hasta el fondo, y deben considerarse condiciones del vaso lleno y el vaso vaco.La evolucin de la cresta de la presase calcula, sumndole el tirante mximo que se espera sobre el vertedor. Las anchuras de la corona de las presas de gravedad varan desde cerca de 0.15 veces la altura, para las presas bajas, hasta una anchura necesaria para alojar un camino o una compuerta que opera las estructuras en las presas altas.

Debe hacerse mencin que las presiones mximas en el taln ocurren cuando el vaso est vaco, mientras que las presiones mximas en el pie se desarrollan a vaso lleno. Las presas bajas de gravedad pueden construirse en material de sedimentacin o depsitos no consolidados.

Construccin de las presas de gravedad.

Antes de que pueda iniciarse el trabajo de construccin en el cauce de un rio, el escurrimiento fluvial debe desviarse. En una construccin en dos etapas, el escurrimiento se deriva o desva a un lado del cauce por medio de una atagua, mientras que en el trabajo se contina en el otro lado.Un cauce de derivacin o desvi o un tnel, deben ser capaces de conducir un gasto seleccionado por anlisis de frecuencia con un riesgo razonable. La cimentacin debe excavarse hasta la roca solida antes de que cualquier concreto sea vaciado. Una cortina de inyeccin se coloca cerca del taln de la presa para reducir la filtracin y la sub-presin. El inyectado a presiones hasta de 40 lb/plg2 puede hacerse antes de que cuele el concreto para la presa, pero el inyectado a la alta presin se hace desde galeras permanentes en la presa.El concreto para la presa, generalmente se coloca en bloques dependiendo de las dimensiones de la estructura. La altura mxima de un colado simple usualmente es de cerca de 5 pies. Despus de que las formas se quitan, las superficies laterales de cada seccin se pintan con una emulsin asfltica para evitar adherencias. Entre cada seccin se ponen muescas o quijadas y hacer que la presa trabaje monolticamente.Cuando el concreto se afirma, se deja libre una gran cantidad de calor y se eleva la temperatura de la masa. Para evitar grietas puede utilizarse cemento especial de bajo calor. La temperatura al mezclar el concreto debe estar entre los 50 y 80 F.Presa de arco.Una presa de arco es curva en planta y absorbe la mayora de la carga del agua horizontalmente hacia los atraques o laderas por la accin de arco.Consideraciones generales. El anlisis estructural de las presas de arco es complejo, y los clculos son muy prolongados. El principio se bosqueja o visualiza una presa de arco como constando de una serie de arcos horizontales que transmiten el empuje a los atraques o pueden tambin concebirse como una serie de voladizos o cantilevers verticales empotrados en la cimentacin. La componente horizontal de la carga de agua la resisten en conjunto la accin de arco y del cantilever. La distribucin de la carga entre los arcos y los cantilevers est determinada usualmente por el mtodo de la carga de prueba que se inicia con la consideracin relativa a la distribucin de las cargas. La deflexin del arco en cualquier punto debe ser igual a la deflexin del cantilever en el punto.Hay dos tipos principales de presas de arco, de centro constante y de centro variable. La presa de arco de centro constante se conoce tambin como la presa de radio constante, y generalmente tiene un parmetro vertical de aguas arriba, aunque algunas veces se le hace cierto talud cerca de la base, en las presas grandes. Las presas de arco de centro variable se conocen tambin como de radio variable o presas de ngulo constante, son aquellas que tienen un radio del extrads decreciente desde la corona hasta el fondo. La presa de centro variable se adapta mejor a los caones en forma de V. La presa de centro constante se prefiere algunas veces para los caones en forma de U.Diseo de las presas de arco.Las mismas fuerzas que actan en las presas de gravedad tambin actan en las presas de arcos, pero es diferente su importancia relativa. Debido a la anchura estrecha de la base de las presas de arco, las subpresiones son menos importantes que las presas de gravedad. Simples fuerzas interiores originadas por la presin del hielo y los cambios de temperatura, pueden volverse de bastante importancia en el diseo de las presas de arco.Construccin de las presas de arco.La cimentacin de una presa de arco debe desplantarse hasta la roca slida, y los atraques en las laderas deben desplantarse y escavarse con ngulos aproximadamente rectos a la lnea del empuje para evitar el deslizamiento de la presa. Como en una presa de arco la seccin transversal es relativamente delgada, debe tenerse cuidado en la mezcla, colado y curado del concreto con el fin de conseguir una resistencia adecuada a la filtracin y al intemperismo.PRESAS DE MACHONESUna presa de machones consiste en una membrana inclinada que transmite la carga de agua a una serie de machones en ngulos rectos al eje de la presa. Hay diversos tipos de presas de machones, siendo los ms importantes el de losas planas y el de arco mltiple. Estos tipos se diferencian en que el miembro que se apoya en un caso, es una serie de losas planas de concreto reforzado. Mientras que en el otro, es una serie de arcos que permiten mayores espaciamientos a los machones.La altura de una presa de machones puede aumentarse extendiendo los machones y las losas. Las presas de machones se usan con frecuencia donde se contempla un futuro incremento en la capacidad del vaso.Fuerzas que actan en las presas de machonesLas presas de machones estn sujetas a las mismas fuerzas que las presas de gravedad y de arco. Las subpresiones son aliviadas por las interrupciones que hay entre machn y machn.Presas de machones con losas planas.El espaciamiento de los machones vara con la altura de la presa desde casi 15 pies para presas de menos de 50 pies de altura, hasta los 50 pies para presas de ms de 150 pies de altura. Los machones con espaciamiento muy cerrados puede ser menos masivos, y las losas delgadas, pero se necesita ms cantidad de obra falsa.Diseo de las presas de machones y losas planas.La losa o miembro que apoya al agua se disea considerando que consiste en una serie de vigas paralelas que trabajan independientemente una de la otra. Es espesor de la viga y la cantidad de refuerzo necesario aumenta con la profundidad abajo de la superficie del agua, ya que cada viga est diseada para resistir la componente de la carga de agua normal a ella.Presas de arcos simples.La presa de arco simple es ms rgida que la del tipo de losa plana, y en consecuencia exige una cimentacin mejor. Los arcos similares de espesor uniforme son ms econmicos para los claros cortos (30 a 40 pies), mientras que puede conseguirse una mayor economa utilizando un arco de espesor variable para claros mayores. El ngulo central de los arcos usualmente esta entre los 150 y 180.Tipos mixtos o miscelneos de presas de machones.Adems de las presas de machones de losa plana y de arcos, unas cuantas presas de machones masivos se han construido. El miembro que apoya o recibe al agua est formado mediante el agrandamiento de los machones del extremo de aguas arriba.Construccin de las presas de machones.La remocin del material para desplantar una cimentacin conveniente y la excavacin de una fosa para el dentelln, son los primeros pasos en la construccin de presas de machones. Los machones y largueros se colocan en tramos de 12 pies o ms. PRESAS DE TIERRALas presas de tierra utilizan materiales con un mnimo de elaboracin o proceso y pueden construirse con el equipo primitivo en condiciones donde cualquier otro material de construccin seria impracticable.Tipos de las presas de tierra.El dique simple es esencialmente homogneo en toda su seccin, aunque un delantal de material relativamente impermeable puede colocarse en el parmetro de aguas arriba. Los diques zonificados usualmente tienen una zona central del suelo seleccionado para formar un corazn relativamente impermeable, y capas exteriores de material ms permeable para la estabilidad. Las presas de tipo de diafragma central de concreto, de acero o de madera, que le sirve como barrera al agua mientras que todo el dique restante de tierra o enrocamiento imparte la estabilidad. Las presas de enrocamientos se construyen de roca gruesa que proporciona estabilidad estructural con una membrana de concreto en los parmetros de aguas arriba para constituir una barrera al agua.Mtodos de construccin.Las presas de relleno hidrulico se construyen utilizando agua para transportar el material a su posicin final a la presa. El relleno hidrulico se adapta mejor para colocacin de suelos bien nivelados que contengan una considerable cantidad de arena gruesa y de grava. El dique es especialmente susceptible al temblor, hasta que el drenaje se haya terminado en un tiempo razonable.Las presas de relleno semihidrulico o parcial se construyen vaciando el material de relleno, desde trocas o camiones para que tome su posicin aproximada en la presa y desalojando los finos hacia un corazn o ncleo. Las presas de relleno rodillado o de terrapln consolidado con rodillo se construyen colocando materiales seleccionados en capas delgadas y compactndolas con un rodillo pesado. Diseo de las presas de tierra.El diseo de una presa de tierra consiste en desarrollar o formar un relleno de permeabilidad suficientemente baja para el propsito deseable con los materiales disponibles y con un costo mnimo. La prctica actual en diseo, es adaptar las presas existentes de caractersticas similares con comprobaciones analticas sobre lo adecuado de la presa en condiciones especiales.Altura de la presa.La altura necesaria de una presa de tierra es la distancia desde la cimentacin hasta la superficie del agua. Un libre bordo adicional con un mximo de cerca de 5 pies debe proporcionarse para las presas en las reas sujetas a bajas temperaturas. La tolerancia usual para consolidacin esta entre 2 y 5 % de la altura total de la presa. Los muros de parapeto de 2 o 3 pies de altura, algunas veces se pone en el lado de aguas arriba de la cresta de una presa de tierra. Anchura de la corona.La anchura de la corona de una presa de tierra debe ser suficiente para mantener la lnea fretica o superficie superior de la filtracin dentro de la presa, cuando el vaso este lleno. La anchura de la corona tambin debe ser suficiente para resistir el choque del temblor y la accin del oleaje. Diversas expresiones han sido sugeridas para ser la determinacin de la anchura de la corona. Por ejemplo, U.S Bureau of Reclamation ha propuesto la siguiente ecuacin

Una anchura mnima de 10 pies es, generalmente, necesaria para el mantenimiento.FiltracinNinguna presa de tierra puede considerarse impermeable, y cierta filtracin por la presa y su cimentacin debe esperarse que se presente. Si la intensidad o ritmo de la cada de presin resultante de la filtracin excede a la resistencia de una partcula del suelo o movimiento, esa partcula tendera a moverse. Esto produce la tubificacin, que es la remocin de las partculas finas del dique. La tubificacin generalmente ocurre cerca del pie de aguas debajo de una presa cuando la filtracin es excesiva.La cantidad de filtracin se estima con la red de flujo, la cual consiste en dos grupos de curvas, las lneas potenciales (lneas de igual energa) y las lneas de corriente del escurrimiento que son normales a las lneas equipotenciales. La lnea de filtracin (tambin lnea de saturacin o lnea fretica) en una presa de tierra, es la lnea arriba de la cual no hay presin hidrosttica.Precisin de poro.Una masa de suelo se compone de partculas slidas y de espacios vacos, crea una presin de poro que reduce la presin de contacto entre las partculas de suelo. Despus de la construccin de una presa de tierra, puede estar presente una presin de poro de cierta consideracin. Estas presiones se disipan gradualmente conforme la humedad del suelo se redistribuye, pero a medida que el vaso se llena el agua entra a los poros de la presa y un nuevo arreglo de presin de poro se origina.Estabilidad de la pendiente.La falla usual de un dique de tierra consiste en el deslizamiento de una gran masa de suelo siguiendo una superficie curveada. Para comprobar la estabilidad de un dique rellenado, se cuenta con diversos mtodos que pueden consultarse al revisar la literatura de mecnica de suelos.Anlisis de la cimentacin.Los esfuerzos en la cimentacin debajo de las presas de tierra raramente son crticos, exceptuando cuando el material de la cimentacin consiste en arcilla no consolidada o limos con resistencia baja al cortante. La fuerza hacia abajo ejercida sobre la cimentacin en el centro de la presa tiende a comprimir el material de la cimentacin y a sacarlo desde abajo de la presa, pero los esfuerzos cortantes desarrollados en la cimentacin resisten esta accin.Proteccin a los taludes.El talud de aguas de arriba de una presa de tierra debe protegerse contra la accin del oleaje mediante una cubierta de zampeado o de concreto. La roca debe ser buena y no estar sujeta a intemperismo rpido, y colocarse sobre una capa filtrad de grava graduada con un espesor mnimo de 1 plg.La falla usual se produce por el deslave del material del terrapln a travs de las juntas, hasta que la losa llega a estar solo parcialmente apoyada y se agrieta por su propio peso. La pendiente de aguas debajo de una presa de tierra puede quedar sujeta a la erosin por la lluvia.Presas de enrocamiento.Las presas de enrocamiento tienen caractersticas intermedias entra las preas de gravedad y las presas de tierra. La presa de enrocamiento tiene dos componentes estructurales bsicos- una membrana. El dique, generalmente, consiste en una seccin aguas arriba de piedra seca o mampostera y una seccin aguas debajo de enrocamiento suelto.La membrana impermeable generalmente se construye con concreto. Una presa de enrocamiento con un buen diseo y cuidadosa construccin tiene alta resistencia a los temblores, debido a su carcter flexible.TIPOS MIXTOS O MISCELANEOS DE PRESAS.Presas de estructuras de madera.Una presa de estructura o entramado de madera se hace con madera apernada formando estructuras o tableros rellenados con roca. Este tipo de presas generalmente tiene considerables filtraciones, y resistencia al deslizamiento se reduce por las fuerzas de flotacin que disminuyen el peso efectivo de la presa. La duracin de vida de una presa de madera vara de 10 a 40 aos, dependiendo de las condiciones climticas.Ataguas.Los ataguas son estructuras temporales utilizadas para quitar el aguade una zona y permitir trabajos de construccin. Una atagua debe ser relativamente baja en su costo, pero tan impermeable como sea practicable.