arteaga drenaje ultimo

5/20/2018 Arteaga Drenaje Ultimo

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA

DISEO DE CUNETA

PASOS A SEGUIR PARA DISEO DE ALCANTARILLAS TRIANGULARES

CONSIDERANDO UNA SECCION TRIANGULAR

SECCION ELEGIDA

1.- POR SER ZONA LLUVIOSA

2.- DE ACUERDO A LAS NORMAS PERUANAS

DE DISEO DE CARRETERAS

FORMULAS PARA CUNETA TRIANGULAR

TALUD INTERIOR 1:1.5 Y TALUD EXTERIOR 1:1.5

RADIO HIDRAULICO

SECCION MOJADA

HALLANDO EL RADIO HIDRAULICO Y LA SECCION MOJADA

DATOS : n: 0.027 coeficiente de rugosidad (tierra)

n: 0.035 roca suelta

tomando en consideracion del proyecto establecemos una cuneta con las dimensiones

DIMENSIONES TOMADAS EN EL PROYECTO

b: 0.7

h: 0.5

Q: 0.4911

DIMENSIONES PARA NOSOTROS

CON TALUD 1:1.5 EXTERIOR Y INTERIOR DATOSh: 1 0.4 ROCA K: 25

b: 1.5 0.6 TERRENO K: 33

encontramos

AREA: 0.24 SECCION MOJADA SON DOS PARA AMBOS LADOS

RH: 0.14422205

DE LAS NORMAS TENEMOS QUE LA PENDIENTE MINIMA Y MAXIMA:

Smin: 0.50%

smax: 10.00%

considerando la mas critica

luego

Qe= 0.68877857 tierraQe= 0.52180195 ROCA SUELTA

FINALMENTE TRABAJAMOS AL 75% CON LA FINALIDAD DE EVITAR EL REBALSE DEL AGUA

coeficient: 75%

Qe final= 0.517 trabajando en tierra

=

/ /

=

=

/

A=

DRENAJE DE CARRETERAS


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CALCULO DEL CAUDAL A DRENAR

Condiciones a tener en cuenta:

En zonas lluviosas la Longitud Mxima permitida para el desfogue de lasaguas que escurren por las Cunetas es de 100 a 140 m de longitud. Seplantea el Diseo para el caso desfavorable en que las circunstanciasEconmicas y Topogrficas no lo permitan, teniendo una longitud de

140 m.

Como no se cuenta con datos Hidrolgicos y teniendo conocimiento de lasituacin climatolgica del Tramo en Estudio (zona lluviosa), se tiene :

I: 62 mm/hr(de la estacin Weberbawer, en Cajamarca, la cual tiensimilitud con la cuenca en estudio) y una Longitud horizontal transversal a drenar de:

L: 250 mts ANCHO DE LA CALLE: 6 mts

utilizamos la formula racional

Clculo de Caudal por Precipitacin Pluviomtrica

DONDE:

I: 62 mm/hr intensidad de precipitacion

A: 7.5 Ha area a drenar

C: coefiente de escorrentia

teniendo en cuenta las condiciones topograficas del lugar

tipo de superficie C

SUELOS LIGERAMENTE PERMEABLES 0.15 0.4

PASTOS 0.36 0.42

Qi= 0.51666667 m^3/seg

Calculo del caudal que escurre por el pavimento:

C: 0.3

I: 62

A: 750 m^2 entonces 0.075 Ha

reemplazando en la formula

Qi: 0.003875 m^3/seg

caudal total a drenar

Q total drenar: 0.52054167 m^3/seg < 0.68877857 (tierra)Ok

0.517 AL 75% TIERRA

COMPARACION

=

=



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verificacion de la velocidad:

A: 0.24 m^2

A: 0.18 m^2 AL 75%

Qdrenar: 0.52054167 m^3/seg

luego:

Vd: 2.89189815 m/seg

Vmin= 0.60m/seg < 2.89189815 < Vmax 6 m^3/seg

ok

Est ltima expresin garantiza evitar posteriores problemas de Erosin y sedimentacion.

el tirante es: 0.4 mts el tirante dado arriba en 1/1.5

trabajando al 75%

luego:

Y: 0.3 mts

Por tratarse de un camino vecinal, optamos por la conformacin de cunetas sin revestir.

DIMENSIONES DE NUESTRA ALCANTARILLA

seccion 1/1.5h: 0.4 mtsb: 0.6 mtsv: 2.89189815 m/segQ: 0.52054167 m^3/seg CAUDAL A DRENARQ: 0.68877857 (tierra)Ok CAUDAL QUE DRENA LA CUNETA DE ESA SECCIONn: 0.027 coeficiente de rugosidad

Consideraciones Generales:

1.- El diseo se basa estrictamente al Plano adjunto.

2.- El diseo considera que el mayor desfogue de la Alcantarilla ser en untramo en contrapendiente, es decir recibir un canal igual al doble del quese escurre por la cuneta de una longitud de 250m.

3.- El clculo de la capacidad hidrulica de la Alcantarilla se obtiene atravs de la frmula de Manning.

4.- Longitud mnima de alcantarilla propuesta L alc = 5.00 m.

SUSTENTO HIDRAULICO

DISEO DE ALCANTARILLA

CUADRO RESUMEN

=



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D= 0.9 Y= 75% D

Y= 0.675

=

R= 0.45

HALLANDO EL ANGULO

H= (0.9- 0.675) 0.225 mts para hallar el angulo 0.225

tag a= 0.5

entonces

a= 26.56 os sexagesimales

hallando sumatoria 180 angulo llano mas los angulos agudos

= 233.12 Sexage 4.06871155 Rad

CALCULO DE LA CAPACIDAD HIDRAULICA DE UN DREN CILINDRICO

DONDE n: 0.025 material de acero

considerando una seccion de maxima eficiencia

Qmx Pmn Rmx

teniendo en cuenta las formulas siguientes

sabemos

S= 5%

LUEGO:

A= 0.277282312 m^2 para la seccion de 75% trabajando

R= 0.201925649 mts

LA FORMULA DE MANING SE TIENE

Qc= 0.853613912 mts^3/seg

=

/ /

R=

( /)

A= . ^)



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El diseo contempla dos Drenes cilndricos por lo que la capacidadhidrulica de la Alcantarilla ser doble:

Qd: 2*Qe

Qd: 1.70722782 mts^3/seg

Verificacion de la velocidad de disenio:

Vd= Qc/A

Vd= 6.15700227 mts/seg

Vmin 0.60mts/seg < 6.15700227 < 6.5 mts/seg

ok

Clculo del Caudal Pluviomtrico a Drenar:

Considerando que la alcantarilla se encuentra en una pequea quebrada, el caudal a drenar sera:

Qdrenar = 2 Qtalud + Qquebrada

El rea a drenar de cada talud ser de 250 m. de carretera y 300 m. de seccion transversal

Empleando

donde:

C: 0.3

I: 62 mm/Hr

A= 7.5 Ha

Q talud= 0.3875 mts^3/seg

Q drenar= 2.48222782 mts^3/seg

comparacion

Q drenar= 2.48222782 < Qd= 3.41445565 mts^3/seg ok

VERIFICACION DE LA VELOCIDAD

A= 0.63617251 m^2 Trabajando a toda la seccion llena

A 75%= (0.75*0.636172512351933) TRABAJANDO AL 75%

A 75%= 0.47712938 m^2

Q drenar= 2.48222782 m^3/seg

luego:

Vd= 5.20242078 m/seg

comparando:

Vmin=0.6 < Vd= 5.20242078 < Vmax=6 mts/seg OK

=

=



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cuadro resumen

SECCION DIMENSION UNIDADES

S= 0.05 PLANO

D: 0.675 75% TRABAJANDO

Qt: 2.482227823 m^3/seg lud+ demanda

v: 5.202 mts/seg bajando al 75%

DATOS

Area de la cuenca: 7.5 Ha 0.075 km^2

longitud del cauce: 700 mts

elevacion superior : 2970 msnm

elevacion inferior: 2950 msnm

periodo de retorno: 15 aoslongitud alcantarilla: 250 mts

ancho canal descarga: 3 mts seccion cuadrada

diseo

tiempo de concentracion:

S= 0.02857143 m/m

cuadro curvas IDF SOLOPARA SABER DE DONDE SALE

NOSOTROS YA TENEMOS LA INTENSIDAD

hallando el valor de k:

K: 13583.3192

DISEO CON ABACOS EJEMPLO DE CLASE

=

0

50

100

150

200

250

300

0 60 120 180 240 300 360 420 480

intensidad(mm/h)

duracin (min)

5

10

25

50

100

T (aos)

= .

/



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REEMPLAZANDO EL K PARA LA FORMULA:

tc: 11.8715971 min 0.19785995 horas tc

por la formula de hidrologia

Donde

Tc : Tiempo de concentracin, en minL : Mxima longitud del recorrido, en m.

s : pendiente de la cuenca

tc= 11.8729227

observamos que el tiempo de concentracion por las formulas coinciden.

detrminamos el coeficiente de uniformidad

CU= 1.61153478

COEFICIENTE DE ESCURRIMIENTO 0.3

SEGUN EL PROYECTO LA INTENSIDAD LO AN SACDO DE LA ESTACION DE LA UNCI= 62 mm/hr

calculo del caudal de descarga:

Q= 0.62446973 m^3/seg

elegimos el tipo de alcantarilla tentativo forma del conducto y tipo de entrada

Tipo de alcantarilla = Tubo circular de Metal Corrugado Standard con bordes cuadrados,

Muro Frontal y Alas.

diametro 0.9 mts

Suponer que nuestra alcantarilla escurre con CONTROL A LA ENTRADA

385

77

c

S

L

1947

= . .

= .

.

=

.



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trabajando con los monogramas

fig= 5.21

caso 1

tenemos

HE/D= 0.72 DESPEJANDO monograma

HE= 0.648 mts

verificamos la carga maxima

tabla 5.5

He max= 1.2 mts

comparando

He < He max resultado es apropiado

0.648 mts 1.2 mts

Suponer que nuestra alcantarilla escurre con CONTROL A LA SALIDA.

Calcular la altura de agua a la salida de la alcantarilla (Tw)

despejandoTw:

tenemos: n: 0.025

s: 0.028571429

Q= 0.624469726

obtenemos Tw: 0.13 sale comprobando para caudales iguales

Q= 0.640209205

RH=

=

+ =

=

(

)



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TENEMOS

COMO : Tw< D La salida no es sumergida



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Calcular la altura de la lnea piezomtrica aproximada (ho):

tenemos dc= 0.48

Linea piez= 0.69 mts

tenemos que

tenemos que la linea piezometrica es mayor que el Tw

calculando el H como la salida no es sumergida se utiliza los monogramas

fig: 5.24

Ke= 0.5 tabla 5.8 buscas tabla

(con muro de frontal perpendicular al eje del tubo sin o con Muros de ala y bordes cuadrados)

Con el nomograma de la Figura 5.24

para longitud del a alcantarilla: 15 mts dato

se tiene:

Q= 0.62446973 m^3/seg

D= 0.9 mts

H= 0.11 mts buscas tabla 5.24

=



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La profundidad del agua en la entrada medida desde el umbral

He= 0.37142857 mts

Teniendo el valor de He (Control de Entrada) y He (Control de Salida), se debe verificar

que tipo de control tiene nuestra alcantarilla. Para eso debemos escoger el mayor de los dos

valores y ese tambin ser el tipo de control que tenga:

He(entrada)= 0.648 escogemosHe(salida)= 0.371428571

=



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La velocidad a la salida de la alcantarillas escurriendo con control de entrada es:

T= 0.63277168 mts longitud del nivel del agua

3.92409126

DESPEJANDO

= 1.559438058

como es para dos lados

total= 3.118876116 rad

P= 1.40349425 mts

teniendo:

n: 0.025

s: 0.02857143

Q= 0.62446973

HALLAMPS EL AREA

AREA 0.28 m^2 sale el area comprobando losQ= 0.64637159 caudales

hallando la velocidad

V= 2.230249021 mts/seg

= ( )

=

= /

=

(

)

= /



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La velocidad mxima Admisibles en canales no revestidos es de 2.7 m/seg

(Tabla 5.6) en un tipo de terreno de grava a piedras (bajo 15 cm)

como la velocidad es: 2.230249021 mts/seg < 2.7 mts/seg (TABLA 5.6)

no requiere protecion a la salida

cuadro resumen

SECCION DIMENSION UNIDADES

s: 0.02857143 m/m

D: 0.63277168 mts al 75%

Q: 0.64637159 mts^3/seg cu*CIA/3.6

v: 2.23024902 mts/seg


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