capítulo 4 ha
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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