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02-Culverts

Tema 8: Culvert Caso BisbalAnlisis del Culvert1Tema 8. Culvert - Caso BisbalCopyright. CIMNE UdC - UPC. Todos los derechos. www.iberaula.com

1Planteamiento del ProblemaEn este ejercicio se pretende utilizar la herramienta Alcantarilla (o ms conocido por el vocablo anglosajn Culvert) para calcular el paso del agua debajo de las carreteras cuando las obras de drenaje son alcantarillas.

Se va a utilizar el ejemplo de la Bisbal para mostrar el funcionamiento de la herramienta Culverts.

El procedimiento consiste en levantar el terreno en la zona de la carretera hasta la altura correspondiente al tablero del puente.

Se agregan las alcantarillas y se lanza la simulacin.

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2Pasos a SeguirGuardar el proyectoModificar la carreteraSimular sin culvertModificar la carretera con diqueClculo de alcantarillasPoner alcantarillasPoner alcantarilla de la IzquierdaPoner alcantarilla de la derechaOpcin de visibilidad de la alcantarillaLanzar el clculoPostproceso


3Guardar el proyectoAbrimos el proyecto Bisbal.gid.

Lo guardamos con el nombre Bisbal_culvert.

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4Modificar la carreteraOcultamos la foto de fondo y ponemos iluminacin plana.Con las herramientas de zoom y rotar observamos la zona de la carretera y cruce con el ro.5


5Modificar la carreteraLa zona de la carretera vamos a subir a la cota 10.

Con el men Asignar elevacin constante.6


6Modificar la carreteraEn la ventana de asignar elevacin, vamos a poner la cota que se le asignar a todos los puntos que seleccionemos.

Sabemos que la cota del tablero del puente es 10 metros.

Pulsamos en Aceptar.7


7Modificar la carreteraSeleccionamos todos los puntos de la carretera.Los puntos seleccionados se pondrn en rojo.8


8Modificar la carreteraDespus de pulsar Escape se modificar la cota de los puntos seleccionados.Quedar como se ve en la figura.9


9Simular sin culvertVamos a realizar una simulacin con la nueva condicin de la carretera a cota 10 y sin poner los culverts.Lanzamos el clculo y vemos la informacin proceso.10


10Simular sin culvertParamos el clculo, no es necesario que termine. Hemos calculado slo para ver que la carretera retiene el agua.

Pulsamos Cancelar Proceso.

Aceptamos la advertencia y aviso que el proceso ha terminado.11


11Simular sin culvert12

En el paso 1020 el agua se empieza a retener y no pasa por la carreteraEn el paso 1500 el agua est alcanzando la cotas de 8 a 8.5 metrosTema 8. Culvert - Caso BisbalCopyright. CIMNE UdC - UPC. Todos los derechos. www.iberaula.com

12Simular sin culvert13

En el paso 2280 el agua a llegado a la cota de la carretera 10 metrosDespus del paso 2280 el agua sobre pasa la carreteraTema 8. Culvert - Caso BisbalCopyright. CIMNE UdC - UPC. Todos los derechos. www.iberaula.com

13Modificar la carretera con diqueTambin podemos modificar la carretera utilizando la herramienta "Dique.

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14Modificar la carretera con diqueEn la ventana "Dique" debemos poner los siguiente parmetros:

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Se pone las coordenadas (x,y,z) del punto de inicio del diqueHace el dique con corona linealAncho del dique, Se pone las coordenadas (x,y,z) del punto final del diqueCrea un con corona rectangular de ancho igual al valor puesto antesTema 8. Culvert - Caso BisbalCopyright. CIMNE UdC - UPC. Todos los derechos. www.iberaula.com

15Modificar la carretera con diquePulsamos sobre el botn seleccionador del punto Inicial y pinchamos sobre el punto que se ve en el grfico.

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16Modificar la carretera con diqueTambin pulsamos el botn seleccionador del punto final y pinchamos sobre el punto que se ve en el grfico.

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17Modificar la carretera con diquePonemos ancho del dique "10".Seleccionamos "Insertar rectngulo".

NOTA: se puede cambiar o ajustar cualquiera de las coordenadas X e Y de los puntos Inicial y Final, de igual forma la cota.

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18Modificar la carretera con diqueDespus de pulsar "Aceptar" debera verse as:19


19Modificar la carretera con diqueSi lo giramos tenemos lo siguiente:20


20Clculo de AlcantarillasLo que vamos a hacer ahora es colocar una alcantarilla que permita el paso del agua de un lado a otro de la carretera.

Lo que hace una alcantarilla (tambin culvert, obra de paso, obra de drenaje, etc.) es transferir un caudal desde un punto del modelo a otro.

El caudal transferido se calcula a partir de la cota del agua en los extremos y las dimensiones y rugosidad del conducto.21Tema 8. Culvert - Caso BisbalCopyright. CIMNE UdC - UPC. Todos los derechos. www.iberaula.com

21Clculo de AlcantarillasConcretamente, se utiliza la frmula de Manning para calcular el caudal transferido.22zuzdz0uz0dILQTema 8. Culvert - Caso BisbalCopyright. CIMNE UdC - UPC. Todos los derechos. www.iberaula.com

22Clculo de AlcantarillasLa seccin de una alcantarilla puede ser rectangular o circular. En cada caso se debern introducir sus datos geomtricos:23Seccin rectangular

Seccin circularBHDTema 8. Culvert - Caso BisbalCopyright. CIMNE UdC - UPC. Todos los derechos. www.iberaula.com

23Insertar AlcantarillasPara poner las alcantarillas al modelo lo hacemos con el men Datos>>Hidrodinmica>>Estructuras>>Alcantarilla24


24Insertar AlcantarillasEn la ventana Alcantarilla tenemos las siguientes opciones:25

Lista de Alcantarillas creadasAgregar nueva AlcantarillaPunto de entrada y salida de la AlcantarillaCambiar de nombre a la AlcantarillaEliminar una AlcantarillaTipo y dimensiones de la AlcantarillaTema 8. Culvert - Caso BisbalCopyright. CIMNE UdC - UPC. Todos los derechos. www.iberaula.com

25Insertar la Alcantarilla de la IzquierdaCreamos una nueva alcantarilla con el botn "Crear una nueva alcantarilla.Se crear una alcantarilla de nombre "Culvert-1" con algunos valores por defecto que lo modificaremos.

NOTA: es importante crear la alcantarilla antes de introducir los datos.26


26Insertar la Alcantarilla de la IzquierdaCambiamos el nombre de la alcantarilla con el botn cambiar nombre, le ponemos A_Izquierda.27


27Insertar la Alcantarilla de la IzquierdaSeleccionamos el punto de inicio de la Alcantarilla.

Podemos hacerlo poniendo las coordenadas (x,y,z) directamente en el recuadro de texto "Inicio", separadas por un espacio.

O utilizando el punto de seleccin para picar el lugar de inicio de la alcantarilla y se obtengan las coordenadas.

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28Insertar la Alcantarilla de la IzquierdaClicamos sobre el punto de seleccin.Cambiar la forma del cursos y clicamos sobre el punto que se ve en la imagen:

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29Insertar la Alcantarilla de la IzquierdaAhora clicamos sobre el punto de seleccin del recuadro Fin.Y seleccionamos el lugar de salida, como se ve en la imagen:

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30Insertar la Alcantarilla de la IzquierdaSe habrn agregado las coordenadas y cota del lugar donde se ha clicado. Este lugar no necesariamente debe ser un punto de la malla.

Estas coordenadas, se pueden modificar manualmente si disponemos datos de campo con la finalidad de tener las coordenadas y cota ms precisas.

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31Insertar la Alcantarilla de la IzquierdaModificamos el Manning, ponemos 0.015.Dejamos seleccionamos el tipo de alcantarilla.Finalmente ponemos las dimensiones de la alcantarilla:Ancho 3.2 metrosAltura 2.5 metros

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32Insertar la Alcantarilla de la DerechaVolvemos a crear una nueva alcantarilla con el botn "Crear una nueva alcantarilla".Se crear una alcantarilla de nombre "Culvert-1".

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33Insertar la Alcantarilla de la DerechaCambiamos el nombre de la alcantarilla con el botn cambiar nombre, le ponemos "A_Derecha".

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34Insertar la Alcantarilla de la DerechaClicamos sobre los puntos inicio y final que se ven en la imagen para obtener las coordenadas respectivas:

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35Insertar la Alcantarilla de la DerechaCambiamos el Manning a 0.015.Seleccionamos culvert tipo "Rectangular".Ancho 3.2 metros.Altura 2.5 metros.Finalmente pulsamos "Aplicar" para guardar los cambios.

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36Opcin de visibilidad de la alcantarillaLa opcin de visible sirve para visualizar un esquema de la alcantarilla en la geometra o en la malla).

Para esto debemos tener seleccionado la casilla "visible" en cada alcantarilla que se tenga.

Esta opcin no afecta al clculo slo al dibujo.

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37Opcin de visibilidad de la alcantarillaAlcantarilla en la geometra:

Alcantarilla en la malla (Vista Normal):

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38Lanzar el ClculoYa podemos lanzar el clculo.

Cuando termine de calcular vamos el postproceso para ver los resultados.

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39PostprocesoVemos la secuencia del calado.Se observa que el agua pasa a travs de la alcantarilla.

Y la alcantarilla no tiene suficiente capacidad hidrulica porque, se produce una retencin.

Los calados, por tanto, aumentan aguas arriba.

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40ConclusionesEmpleando el ejemplo ya realizado de la Bisbal, se ha incorporado la carretera existente.

La insercin de la carretera se ha llevado a cabo mediante modificacin de la elevacin de la malla y la herramienta dique.

La herramienta Culverts permite introducir en el modelo una o varias condiciones de alcantarilla.

La alcantarilla permite transferir agua de un punto a otro solo teniendo en cuenta las condiciones del flujo y las caractersticas geomtricas del curlvet.


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