diseÑo de badÉn

MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE ILABAYA

4.1 DISEÑO DE BADÉN

4.1.1 CRITERIOS DE DISEÑO

4.1.1.1 DIMENSIONAMIENTO

Para establecer las dimensiones de los elementos del badén, primero se define el caudal de

diseño, que según el estudio hidrológico será de 81. 0 m³/s, correspondiente a un Tr = 50

años.

Con dicho caudal se definirá la longitud y la altura del cabezal, para lo cual se elabora una

curva h = f (L), usando la formula de vertedero de pared gruesa.

Q=1 . 71×Lv× y3 /2

Despejando en función de y se tendrá:

y=[ Q

(1.71×LV ) ]2/3

Donde:

Q : Caudal en m3/seg

Lv : Longitud del vertedero en m.

Y : Tirante normal a la entrada del badén en m.

Se realiza un análisis dependiendo de las características topográficas del terreno para

seleccionar el badén que cumpla con todos los requisitos técnicos.

Tendiendo como resultado el siguiente Gráfico Nº 5.3.1 y Cuadro Nº 5.3.1:

107-015 INGENIERIA DEL PROYECTO pág. 1 EXPEDIENTE TECNICO: Defensa Ribereña y Encauzamiento del Río Ilabaya y

Locumba en los Sectores Chejaya, Ilabaya, Mirave y Oconchay


Gráfico Nº 5.3.1: Baden

0.0 5.0 10.0 15.0 20.0 25.0 30.0

0.00

0.20

0.40

0.60

0.80

1.00

1.20

1.40

f(x) = − 0.00726451969467032 x² + 0.182477281959518 x − 0.128962554426705R² = 0.936827848326142

Baden

BadenPolynomial (Baden)

CuadroNº 5.3.1: Valores de longitud y flecha

Lv (m) Y (m) R (m)

0.0 0.00

0.5 0.05 0.1

1.0 0.10 0.3

1.5 0.15 0.6

2.0 0.20 1.0

2.5 0.25 1.6

3.0 0.30 2.3

3.5 0.36 3.2

4.0 0.41 4.2

4.5 0.46 5.3

5.0 0.51 6.5

5.5 0.56 7.9

6.0 0.61 9.4

6.5 0.66 11.0




Lv (m) Y (m) R (m)

7.0 0.71 12.8

7.5 0.76 14.6

8.0 0.81 16.7

8.5 0.86 18.8

9.0 0.91 21.1

9.5 0.97 23.5

10.0 1.02 26.0

10.5 1.07 28.7

11.0 1.12 31.5

11.5 1.17 34.4

12.0 1.18 37.4

12.5 1.19 40.5

13.0 1.18 43.6

13.5 1.17 46.9

14.0 1.12 50.2

14.5 1.07 53.7

15.0 1.02 57.3

15.5 0.97 61.0

16.0 0.91 64.8

16.5 0.86 68.8

17.0 0.81 72.9

17.5 0.76 77.1

18.0 0.71 81.5

18.5 0.66 86.0

19.0 0.61 90.6

19.5 0.56 95.4

20.0 0.51 100.3

20.5 0.46 105.3

21.0 0.41 110.4

21.5 0.36 115.7

22.0 0.30 121.1

22.5 0.25 126.6

23.0 0.20 132.3

23.5 0.20 138.1




Lv (m) Y (m) R (m)

24.0 0.15 144.0

24.5 0.10 150.1

25.0 0.05 156.3

4.1.1.2 DISEÑO DE LA PLATAFORMA

Para le geometría de la plataforma se tomara como datos la altura y longitud definidos,

considerándolos como la flecha y cuerda del segmento de circunferencia respectivamente;

con el cual se podrá calcular el radio, el cual no sera menor que 80 metros.

R=f 2+a2

a=L2

Donde :

F : Flecha

L : Cuerda

El ancho de la plataforma está en función del ancho de la carretera (7.5 m) y el espesor se

debe determinar en función de las cargas del terreno de fundación (se recomienda un

espesor no menor a 30.0cm).

En el cuadro Nº 5.3.1 se puede observar distintos valores de R para las diferentes

longitudes y flechas. Se recomienda tener una longitud de badén 25.0 m; los cuales

tendrán un radio de 156.30 m respectivamente, que son mayores que 80 m.

Con los datos del radio, tirante y longitud del vertedero se hallará el área hidráulica a la

salida del badén:

A=R2atan [ 0 .5×LV(R−f ) ]−Lv [0 .5 (R−f )−( y−f ) ]

Siendo:

Y: el tirante a la entrada del badén, obtenida del ingreso de datos al programa HEC –RAS.




Con el área se haya la velocidad a la salida del badén:

V=QA

Finalmente, la altura del cabezal sobre el badén será:

H=0. 67×Y +V2

2g+0 .10m

Se recomienda un altura máxima de 1.20 m.

4.1.1.3 VERIFICACIÓN ESTRUCTURAL LOSA BADÉN

CAMION HS-20-44

Presión de rueda más cargada:

σ= 14.4(2H+0.2 )(2H+1.83)

= 14.40.80 x2.43

Para H=0.30 m.

σ=7.41T

m2

Peso propio losa: 0.30 m x 2400 kg/ m2 x 1.0m = 720.0 Kg/m

Tren de carga : 7410 Kg/m

Impacto por frenado : 216.0 Kg/m

Carga última : 8346.0 Kg/m

Momentos:

M :0.36 x 14,407 Kg

Mu 5186.5 2Kg.m

Armaduras para Mu= 5186.5 Kg.m y cuantía = 0.32

As 8.15 cm2 @ 24.5 colocar a cada 20 cm. (arriba y abajo)




Paño (5.0 m. x 4.0 m)

Refuerzo de Acero en Losa Badén



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