Cap 6

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6.6 Alcantarillas

Las alcantarillas son canalizaciones que cruzan transversalmente el camino y permiten la

evacuacin de cursos de agua natural y la descarga de cunetas. La seccin se determina en

base a la estimacin del caudal a evacuar.

El nmero de alcantarillas depende primero de los cruces naturales de cursos de agua y

segundo de las descargas obligadas de las cunetas.

Los materiales ms usados son el cemento vibro comprimido y el acero galvanizado

corrugado para las tuberas. Las alcantarillas tipo puente se construyen en lugares donde

la profundidad no permite la instalacin de tubos o donde se requieren tubos mayores de 50

cm de dimetro.

Alcantarillas de tubos rgidos de cemento comprimido. Se usan por la facilidad de

instalacin de los tubos de cemento.

Las alcantarillas en cursos de agua natural se instalan perpendicularmente al camino o

siguiendo el curso de agua, las alcantarillas que corresponden a descargas de cunetas se

instalan formando un ngulo de 30 con el transversal del camino.

Fig 6.6.1 Alcantarilla

Se disean como un conducto circular parcialmente lleno (Ver Ecuaciones para conducto

circular semi lleno, Capitulo 2 -Flujo Uniforme)

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6.7 Cruce de Vas (Alcantarilla ahogada) Los cruces de va se utilizan para conducir la descarga de un canal por debajo de carreteras o vas frreas. En esencia, el cruce de va es una tubera tendida por debajo de la va, a lo largo de la cual debe desarrollarse un flujo a presin. Criterios de diseo

El dimetro del tubo es determinado en base a las siguientes consideraciones:

Si las transiciones son de tierra, la velocidad de flujo en el tubo no debe exceder de 1 m/s Si las transiciones son de concreto, la velocidad de flujo en el tubo puede alcanzar hasta

1.5 m/s.

Cundo deben ser las transiciones de concreto? Cuando el cruce sea con carreteras de primer orden o vas frreas Cuando el dimetro del tubo sea mayor a 0.90 m Cuando el canal sea de tierra, pero la velocidad en el tubo supere 1 m/s.

La sumergencia mnima para garantizar la presurizacin del flujo debe ser igual a 1.5 hvp.

La pendiente longitudinal mnima del tubo, para facilitar su drenaje, debe ser: Smin =5 .

Debe garantizarse una altura mnima de relleno sobre el tubo, para evitar cualquier dao a ste por las cargas que transmitan los vehculos. La altura de relleno mnima se establece en base a los siguientes criterios:

Cruce con va de primer orden o va frrea: 90 cm Cruce con vas secundarias: 60 cm

Las transiciones deben tener una longitud mnima del orden de 3 veces el dimetro del tubo 5pies. Por otro lado, debe garantizarse que la pendiente longitudinal en la entrada y en la salida no sean ms empinadas que 4:1 A lo largo de toda la estructura debe verificarse balance de energa, lo cual significa que:

shTran + hf + ehTran 22

22

DD

DAA

A

TDA

zg

vyz

g

vy

HEE

HT = hTran e + hf + hTran s hTran e + hTran s = 1.5 hvp hf se puede hallar por Darcy - Weisbach., Manning o Chezy.

AlumnosResaltado

AlumnosResaltado

AlumnosResaltado

AlumnosResaltado

AlumnosResaltado

AlumnosResaltado

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El A cota A

d1 d2 4:1 Max 4:1 Max

3D (5 Min) 3D (5 Min)

S=0.005 Min)

1.5 hvp Min

Talud lateral 1.5: 1 Max

Talud lateral 1.5: 1 Max

cota B cota

C

cota D

Eje de carrretera

Cotade carrretera

Eje de tubera

PLANTA

SECCION LONGITUDINAL

Fig 6.6.2 Cruce de va

Mnima cobertura vara con tipo de carrretera

Sup. de terreno original

El. F

D Flujo

Transicin

Parte sup. de banco

Transicin

Parte sup. de banco

Tubera

Ancho de carrretera

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Tabla 6.6.1

Ejemplo para Seleccin de Dimetro de tuberas

Transicin

de tierra

Vmx = 1.06m/s

Transicin de

concreto

Vmx = 1.52m/s Tuberas

Caudal (m

3/s)

Caudal (m

3/s)

Dimetro (pulg)

Dimetro (cm)

Area (m

2 )

0-0.076 0 0.110 12 30.48 0.073

0.077 - 0.112 0.111- 0.173 15 38.10 0.114

0.123 - 0.176 0.174 0.249 18 45.72 0.164

0.177 - 0.238 0.250 0.340 21 53.34 0.223

0.239 - 0.311 0.341 - 0.445 24 60.96 0.292

0.312 - 0.393 0.446 - 0.564 27 68.58 0.369

0.394 - 0.487 0.565 0.694 30 76.20 0.456

0.488 - 0.589 0.695 - 0.841 33 83.82 0.552

0.590 - 0.699 0.842 1.000 36 91.44 0.656

0.700 - 0.821 1.001 - 1.175 39 99.06 0.771

0.822 - 0.954 1.176 - 1.362 42 106.68 0.894

0.955 - 1.096 1.363 - 1.563 45 114.30 1.026

1.097- 1.246 1.564 1.778 48 121.92 1.167

1.247-1.407 1 .779 2.008 51 129.54 1.318

1.408- 1.578 2.009 - 2.251 54 137.16 1.478

1.579 -1.756 2.252 - 2.509 57 144.78 1.646

1.757-1.946 2.510- 2.781 60 152.40 1.824

1.947- 2.146 63 160.02 2.011

2.147- 2.356 66 167.64 2.207

2.357 - 2.574 69 178.26 2.412

2.575 - 2.803 72 182.88 2.626

Fuente: Diseo de Estructuras Hidrulicas- M. Villn