Diseño Obras de Arte

7/26/2019 Diseo Obras de Arte

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DISEO DE ALCANTARILLAS Y CUNETAS

1. INFORMACION HIDROLOGICASe obtuvo informacin hidrolgica de los registros de SENAMHI, que consisten en datos

pluviomtricos proveniente de la estacin meteorolgica de hiva!, ubicada en la "rovincia dea!lloma, #epartamento de Arequipa$ el que se encuentra mu! cerca de la %ona de estudio&

Estos datos obtenidos corresponden a las precipitaciones acumuladas mensuales, registradosdesde el a'o ()*+ hasta el a'o () ) para un periodo de -+ a'os&

2. ANALISIS DE LOS DATOSEl estudio del comportamiento de un fenmeno hidrolgico de basa en modelos estad.sticos, queresultan representativos si los datos recolectados proporcionan una informacin completa,consistente ! de e/tensin suficiente&

uando se pro!ecta una estructura de drena0e para controlar el flu0o de una corriente !a e/istente,el flu0o m1/imo que se emplee para el dise'o hidr1ulico puede tener como base los registrosdisponibles& 2a seleccin de la frecuencia de avenidas que se utili%a para el dise'o debe ser decuidadosa evaluacin$ en carreteras rurales es com3n considerar frecuencias de (4 a'os&

on los datos hidrolgicos se podr1 calcular los niveles de ls aguas ordinarias, pero el dato m1simportante a obtener es el audal M1/imo o audal de #ise'o, que servir1 para predimensionar !dise'ar las estructuras hidr1ulicas necesarias para canali%ar aguas pluviales, ante las avenidase/traordinarias a lo largo de la vida 3til de las estructuras, que tienden a da'arlas por escorrent.a !

socavacin&

3. DISEO DEL CAUDAL MAXIMOMtodo Racio a!2a ideal del Mtodo 5acional es que si una lluvia con intensidad 6I7 empie%a en forma instant1nea !continua en forma indefinida, la tasa de escorrent.a continuar1 hasta que se llegue al 8iempo de

oncentracin 68c7, en el cual toda la cuenca est1 contribu!endo al flu0o en la salida& El producto dela intensidad de lluvia I ! el 1rea de la cuenca A es el caudal de entrada al sistema IA ! la relacinentre este caudal ! el caudal pico 9 :ocurre en el tiempo 8c; se conoce como el oeficiente deEscorrent.a :4< &I&A

3.1 "#o$a$i!idad%& d% di&%'o ( )%#iodo d% #%to# o

( 8 > ??????????????????

( @ :( @ 5;( N#onde=8 > 8iempo de retorno en a'os5 > 5iesgo de fallaN > Bida 3til en a'os


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N R T *a'o&+ O$&%#,acio+4 4&4+ )C+ Se asume

4 4&4+ (+*4(44 4&4+ ()+4

3.2 "#%ci)itaci- /0i a )#o$a$!% % 2 o#a& )a#a a a,% ida i!% a#ia3.2.1 Mtodo d% di&t#i$ ci- d% G $%!

D* n > p @ 4&F+44+ G ?????? S 2n :8;

#onde=n > "recipitacin m1/ima probable en -F horas :anual;p > "romedio de precipitacin m1/ima en -F horas

S > #esviacin estandar 8 > 8iempo de retorno en a'os

3.2.2 C/!c !o d% d%&,iaci- %&t/ da#

i- ? p i S > ??????????????????????

N ? (

#onde=

i > 5egistro de datos de precipitaciones m1/imas en -F horas de la estacin "luviomtrica dehiva!

5eempla%ando valores en la ecuacin anterior se tiene=

S > )&- + mm h

3.2.3 C/!c !o d% !a )#%ci)itaci- /0i a % 2 o#a&

D*n > -+&FJ @ 4&F+44+ G ?????? )&- + 2n :(4;

n > F(&*+ mm -F horas

"ara diferentes periodos de retorno :8; se tiene la precipitacin m1/ima probable en -F horas,seg3n la siguiente tabla=

T *a'o&+ X * 42 o#a&+ O$&%#,aci-(4 F(&*++4 +J&J4 Se asume


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(44 + &J-+44 *)&)C(444 CF&))

3.2. Ca!c !o d% !a i t% &idad /0i a

2a intensidad de lluvia I es la tasa promedio de lluvia en mm por hora para una cuenca o subcuencade drena0e particular& 2a intensidad de lluvia se selecciona con base en la duracin de lluvia dedise'o ! el periodo de retorno&

Im1/ > 4&F*4- :"m1/ -F h;4& C+

#onde=Im1/ > Intensidad m1/ima horaria de lluvia :mm h;"m1/ > "recipitacin m1/ima en -F horas5eempla%ando valores en la ecuacin anterior se tiene=

Im1/ > (F&)- mm h

T *a'o&+ I /0 * 4 + O$&%#,aci-(4 (-&4-+4 (F&)- Se asume(44 (*&(F

+44 ( &)J(444 -4&(-

3.2.5 C/!c !o d% !o& ti% )o& d% co c% t#aci-a+ S%67 !a 8-# !a d% 9i#)ic

2J8c > :4& C( / ??????;4&J +

H

#onde=8c > 8iempo de concentracin en horas2 > 2ongitud del curso de agua m1s largo en metrosH > #esnivel m1/imo del curso de agua m1s largo en metros

$+ S%67 !a 8o# !a d% Hat a:a(

8c > 4&-*-* :2 / n;4&F*C & S?4&-FJ

#onde=8c > 8iempo de concentracin en horas2 > 2ongitud en Km


4/5

S > "endiente media del cauce principal calculada entre la m1/& ! la m.n& elevacin del tramointeresado en m m

n > Lactor de rugosidad que depende del tipo de superficie

#atos para la alcantarilla ha pro!ectar=

U$icaci- Cota A *Ha+ L *9 + H * + S * 4 +m& *)GC 4 J+4C&+- @ J+-+&F) (+&+F4 (&4J* (C&)C 4&4(CJ+

5esultado del 8iempo de concentracin=U$icaci- S%67 9i#)ic S%67 Hat a:a( "#o %dio Tc *Mi to&+m& *)GC 4 )&-) (&4C +&(

3.3 E&ti aci- d%! co%8ici% t% d% %&co##% t;aSeg3n el te/to Hidrologia Aplicada de Ben 8e ho , se determina el coeficiente de escorrent.a paraser usado en el mtodo racional, donde=

> 4&+4

3. Ca!c !o d%! ca da! /0i o d% di&%'oSe utili%ar1 la frmula del mtodo racional para calcular el caudal m1/imo de una alcantarilla debido

a un aguacero intenso en un 1rea tributaria determinada&

&I&A9 > ??????? J*4

#onde=9 > audal m1/imo en mJ seg

> oeficiente de escorrentiaI > Intensidad m1/& de la lluvia para un tiempo de concentracin en mm h A > Area de la cuenca en Ha&

U$icaci- C I * 4 + A *Ha+ < * 34&%6+m& *)GC 4 4&+4 (F&)- (+&+F 4&J--

. DISEO DE ALCANTARILLAEl tipo de alcantarilla que se utili%ar1 ser1 el de tuber.a met1lica corrugada circular :8M ;& "ara el

c1lculo del 1rea hidr1ulica de la alcantarilla se usar1 la formula de Manning, la cual se aplica paracondiciones de flu0o permanente en canal uniforme&

5 - J S( -


5/5

9 > ??????????????? A n

#onde=9 > audal en mJ seg5 > 5adio hidr1ulico en m

S > "endiente del canal en m m A > Area de la seccin hidr1ulica en m-n > oeficiente de rugosidad seg3n Manning

onsiderando un ! # > 4&)4 se tiene los siguientes valores=

A???? > 4&CFF+ O A > 4&CFF+ #- # -

5??? > 4&-) 4 O 5 > 4&-) 4 # #

El di1metro de la alcantarilla ser1=

U$icaci- < * 34&%6+ S * 4 + D * + D *) !6+m& *)GC 4 4&J-- 4&4-* 4&4+ 4&F+ (

Sin embargo con la finalidad de desalo0ar la avenida de dise'o m1s los escombros que se puedananticipar ! por necesidad de limpie%a ! mantenimiento de la alcantarilla, se adoptara una seccincircular de #>(&-4 m :#>F 7;&

5. DISEO DE CUNETASPtili%ando una cuneta de forma triangular revestida de concreto para las siguientes condiciones, seestimara el caudal m1/imo de dise'o, mediante el Mtodo 5acional&

U$icaci- C Tc * i to&+ I * 4 + A *Ha+ < * 34&%6+8ramo de cuneta 4&+4 +&( (F&)- (& 4&4J)

Mediante la frmula de Manning se ha determinado el 1rea hidr1ulica de la cuneta& Se ha propuestouna seccin de ancho A>4&+4 m ! de profundidad H>4&J4 m, con lo que se tendr.a una capacidadde conduccin suficiente para drenar las aguas provenientes de la %onas aleda'as ! los taludesm1s eventos e/traordinarios que se pudieran presentar&

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