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23-09-2013
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APUNTES DE HIDRULICA APLICADA
Profesora: Yerel Morales P.
Drenaje de Carreteras Drenaje LongitudinalEvacuacin de aguas
lluvias de manera de evitar que elagua llegue a la carpeta de
rodados
Se debe construircontrafoso de manera deevitar que el agua
caigapor el talud y lo erosione.
Construir canaletas ozarpas de manera deinterceptar las
aguaslluvias del talud y evitarque se inundeplataforma vial.
Canaleta o zarpa
Contrafoso
DRENAJE SUPERFICIAL
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Para determinar los caudales que van a llegar a la plataforma
seutiliza:
rea aportante 10 [Km2] Frmula racional
rea aportante 30 [Km2] Hidrograma Unitario
10 [Km2] < rea aportante < 30 [Km2], se usan ambos mtodosy
se adopta solucin de compromiso
DRENAJE SUPERFICIAL
6,3
AiCQ
=
C = Coef. Escorrenta ; 0 C 1 i = Intensidad [mm/hr]A = rea
pluvial [Km2]
Tconcentracin mnimo = 10 [min]
Para determinar las dimensiones del contrafoso o canaletasse
hace con las frmulas de Manning
Recomendaciones Disear para velocidades bajas.
Se regula la velocidad con la pendiente de la canaleta
ocontrafoso
Periodo de retorno de diseo
DRENAJE SUPERFICIAL
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Drenaje transversal
Para Q pequeosse coloca un tubo
Para Q intermediosse colocan cajones
Para Q grandes secoloca un puente
Carretera
Cauce
DRENAJE SUPERFICIAL
Diseo hidrulico de alcantarilladoSi existe una pendiente fuerte
(Torrente) o cercano a la crisis ( )Se disea la alcantarilla con
control de entrada
H
12
D
DRENAJE SUPERFICIAL
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Caso TuboEnerga entre 1 y 2
Caso Cajn
0
Hc
B
DRENAJE SUPERFICIAL
Importante
Se debe asegurar una pendiente fuerte en la alcantarilla.
1. Se tiene hc
2. Por la frmula de Manning despejo el valor de i
idiseo > i
3. Rango de idiseo1%
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Periodo de retorno para la alcantarilla:
10 aos para caminos secundarios
25-50 aos para caminos principales
El tubo o el cajn no se debe ahogar en la entrada
1
2
Dimetro o altura de cajn
0
DRENAJE SUPERFICIAL
Aguas Lluvias en urbanizaciones
Drenaje de Aguas Lluvias
Es una red de colectores que permite evacuar las aguas lluviasen
un sector residencial, urbano, comercial, etc., llamadotambin Red
de drenaje.
calle
cuadra
Suma de caudales
DRENAJE SUPERFICIAL
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Para determinar el caudal que va a escurrir se necesita:
1. Plano topogrfico
2. Visita a terreno
3. Definir caudal en distintos sectores de urbanizacin
Para definir la cuenca (coef. escorrenta)
A
B
Primero definir el punto A yluego definir el punto BAl ir
bajando los caudalesaumenta como tambin lasreas van aumentando
DRENAJE SUPERFICIAL
Cmo definir el caudal?
Se debe evaluar
Cuenca 1
Cuenca 2
y con el caudal mayor para diseo
DRENAJE SUPERFICIAL
6,3
AiCQ
=
C = Coef. Escorrenta ; 0 C 1 i = Intensidad [mm/hr]A = rea
pluvial [Km2]
2< T
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Analizar capacidad de porteo de la calle
Bombeo entre 1% y 3% Para determinar capacidad de escurrimiento
de agua
Se analiza como canal abierto triangular a travs deManning se
determina el caudal de porteo de la calle.
Bombeo
Acera
15 cm
bb mximo = 1 (m)
DRENAJE SUPERFICIAL
nhormign=0.014
nasfalto=0.012
J=i : pendiente longitudinal de la calle.
b
bombeo iBbxiB
Corte
iPlanta
Q
DRENAJE SUPERFICIAL
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Frmula de caudal para porteo
b = 1 [m] mximo
Si ok
Si b>1[m]
se inunda la calle y se debe analizar laposibilidad de realizar
una zarpa.
DRENAJE SUPERFICIAL
Frmula de caudal para zarpa
Comparar el caudal obtenido por la frmula racional endiferentes
puntos, con la capacidad de porteo de las diferentescalles. Si las
soluciones propuestas no cumplen se debedisear:
Red de colectoresPozos de infiltracinetc.
DRENAJE SUPERFICIAL
( ) abb
aiiib
n
IQ BZB >
+= con ;315,0
3/52
3/8
a = ancho zarpa [m].iz = pendiente zarpa.iB = pendiente
bombeo.
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Colector de Aguas LluviasElementos:
SumideroCmara de InspeccinTubera
DRENAJE SUPERFICIAL
Sumideros Sumidero de rejilla
A
Rejilla
CalleColector
A
DRENAJE SUPERFICIAL
Colector
Cmara
Sumidero
Planta Corte
300 a 500 [mm] de dimetro.
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Se recomienda colocar una cmara de inspeccin en launin del
colector con la tubera del sumidero
Obs. : Se debe colocar una cmara de inspeccin en todos
loscambios de pendiente y direccin de un colector deaguas
lluvias
Colector
Cmara
DRENAJE SUPERFICIAL
Frmulas de captacin de un sumideroComo vertedero lateralCaudal
de captacin
b
h
b
eL
Supone que elagua cae en formade cascada
b= breal-e
DRENAJE SUPERFICIAL
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Otra forma es que acte como orificio de fondo
Sumidero
5,066,2 hAQ =
DRENAJE SUPERFICIAL
Sumidero Lateral
Sumidero w 0.6 (m)cuneta compuesta(con zarpa)
6,0
3,043,0817,0
=
an
wsQLs
DRENAJE SUPERFICIAL
Q = caudal [m3/s].w = ancho cuneta compuesta [m].a = altura
abertura [m].s = pendiente longitudinal calle.n = rugosidad
calle.
w
aCorte
Planta
Ls= Largo sumidero [m]
6,0
3,043,0 1817,0
=
ansQLs
* Cuneta Compuesta
* Cuneta Simple
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Recomendaciones de Diseo de los Colectores de Aguas Lluvias
Las cmaras de inspeccin se deben utilizar en: Cambios de
direccin del colector
Cambios de pendiente del colector
Llegada de sumideros
Distancia entre cmaras no superior a 130[m]
DRENAJE SUPERFICIAL
i1i2
L < 130 [m]
Se recomienda: Para Q pequeos y medianos tuberas con D 2[m]
Para Q grandes se utilizan cajones y bvedas.
Materiales de tuberas: PVC Hormign Acero corrugado ADS (HDPE) El
ms utilizado actualmente.
CCC (Tubera de cemento comprimido).
Materiales de cajones y bvedas: Son de hormign armado
(antiguamente de
mampostera de ladrillo o piedra.
DRENAJE SUPERFICIAL
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Se recomienda: Para Q pequeos y medianos D 2[m]
Cumplir con la relacin h/D
Se calcula h con la frmula de Manning
VelocidadesMximas del orden 5 (m/s) (para hormign )Mnimas v 0.6
(m/s)
hD
DRENAJE SUPERFICIAL
Recomendaciones Adicionales
1. Dimetros Mnimos Colectores principales Dmin 0.8 [m] y largo
400[m] Colectores secundarios Dmin 0.3 [m]
2. Para i > grandes > 6% se debe utilizar machones de
anclaje.
Machn de anclaje (hormign)
En caso de que latubera seencuentre a nivelde superficie
DRENAJE SUPERFICIAL
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3. Profundidad tubera aguas lluvias > profundidad tubera agua
potable, como medida de seguridad.
Profundidad mnima 1[m]
DRENAJE SUPERFICIAL
