(A) DATOS
(1) Elemento a cruzar : Cañada
(2) Caudal : Q =0.05 m³/seg
(3) Velocidades : 0.66 m/seg 0.66 m/seg
(4) g = 9.81 m/seg²
(B) CÁLCULOS:
(6) Nivel del agua en la estación A: 16.260 m
Nivel del agua en la estación H: 15.702 m
(7) Gradiente de velocidad:
0.0222 m 0.0222 m
(8) Transición de entrada y salida:
(9) Material del tubo a usar: Concreto presforzado
(10) Diámetro del tubo:
A = Q/V = 0.05 m³/seg / 0.66 m/seg = 0.076 m²
Di = 0.310 m = 12 pulg
(11) Propiedades hidráulicas:
Área del tubo = 0.073 m²
Velocidad en el tubo = 0.686 m/seg
Gradiente de velocidad en el tubo = 0.0239 m
Perímetro mojado = 0.957 m
Radio hidráulico: R = 0.076 m
(12) Coeficiente de rugosidad n = 0.015 (concreto)
(13) Pendiente de fricción : 0.00148808379
V1 = V2 =
hv1= hv2=
Este sifón cruzará una cañada, por lo que requiere de una
estructura de entrada y salida en concreto. El tipo de
transición a usar será del tipo I (cubierta partida),
tanto para la entrada como para la salida.
Sf =
(14) Borde libre : 0.20m mínimo
0.10m adicional
Borde libre total : 0.30m
(15) Elevación banqueta del canal en la Est. A:
16.26 m + 0.30 m = 16.56 m
(16) Angulo de doblado
7.8° coseno 12° = 0.99074784
seno 12° = 0.13571557
(17)
Configuracion hidráulica de la transición de entrada:
Abertura vertical Ht= 0.308 m
Sello hidráulico a la entrada = 1.50 x
1.50 x 0.0239 m - 0.0222 m = 0.003m
sello hidráulico insuficiente, usar 0.076 m.
Elevación 16.26 m - 0.308 m - 0.076m
Elevación C = 15.88 m
p= 0.12 m < ¾Di = 0.233 m
Elevación B = 15.88 m + 0.124 m = 16.00 m
Elevación D :
108.504 m 14.726 m
Elevación D = 15.88 m - 14.726 m = 1.15 m
Elevación E : Elevación D + D
D = x S
Longitud tubo horizontal: 45.00 m S= 0.010
Fb normal=
Fb adic =
Fb total =
Este borde libre debe extenderse una longitud de 15 m aguas arriba del sifón invertido.
a1 =
Diferencia de la elevaciones invertidasen la transición
¾Di
h1 = y1 =
Lhorizontal
D = 45.00 m x 0.010 = 0.4500 m
Elevación E = 1.15 m + 0.4500 m = 0.70 m(18)
Configuracion hidráulica de la transición de salida:
0.308 m
Elevación G : 16.00 m - 0.0020 m x 264.00 m
Elevación G = 15.47 m
Elevación F = Elevación G - p
p= ½ 0.305 m = 0.152 m
Elevación F = 15.47 m - 0.152 m = 15.32 m
108.504 m 14.726 m
Sello hidráulico a la salida :
0.26 + 0.152m - 0.308 m = 0.10 m
0.10 m < Ht / 6 = 0.051 m
(19) Elevación H = 15.47 - 0.0020 m * 15.00 m
Elevación H = 15.44 m
(19) 262.01 m
(20) Carga hidráulica disponible:
Elev. Nivel agua en A - Elev. Nivel agua en H
16.26 m - 15.70 m = 0.5580 m
(21)
a.-
0.40x 0.024 m - 0.022 m = 0.0007 m
b.-Pérdida por fricción, hf =
262.01 m x 0.001 m = 0.38989 m
c.-
C = 0.25
2 x C x 7.8°/90° x 0.024 m = 0.004 m
d.-
Ht =
h2 = y2 =
Longitud sifón : Ltotal =
Pérdidas de carga hidráulica, Hl :
Pérdida por entrada, hi =
hi =
hf =
Pérdida por codos, hc =
hc = ½
Pérdida por salida, ho =
0.65 x 0.0239 m - 0.0222 m
0.001 m
0.435 m
(22) Dimensiones de la transición de entrada y salida
Dimensión y :
y =
y = 16.26 m - 16.00 m + 0.30m = 1.00m
Dimensión a :
a = (Elevación B + y) - Elevación C
a = 16.00 m + 1.00m - 15.88 m = 1.12m
Dimensión C :
D = Di / di
D = 0.310m / 0.26m = 1.2hw
Determinar valor D tabla 1, sección 2.2.6.2.1
Para D= 1.2hw , C= 1.90Di
C = 1.00 m
e = 0.80m tw = 0.20m
4 x 4 x 0.310 m = 2.00m
Dimensión B :
B = 0.303 x
B = 0.303 x 0.310 m = 0.09m
(23) Pendiente de los tubos doblados :
Tubo entre Estación C y Estación D :
Distancia Horizontal :
Dist. Horiz. = 1447.50 m - 1340.00 m
Dist. Horiz. = 107.50 m
Distancia Vertical :
Dist. Vert. = 15.88 m - 1.15 m
Dist. Vert. = 14.73 m
ho =
ho =
Hl =
(Nivel agua est. A - Elevacion B) + Fbt
hw
hw
Profundidad y espesor del detellón en latransicion, según tabla 2,item 2.2.6.2.2.2
Longitud de la transición, Lt :
Lt = Di Lt =
Di
Dist. Vert. / Dist. Horiz.
0.1369
0.1369 7.795°
Tubo entre Estación E y Estación F :
Distancia Horizontal :
Dist. Horiz. = 1600.00 m - 1492.50 m
Dist. Horiz. = 107.50 m
Distancia Vertical :
Dist. Vert. = 15.32 m - 0.70 m
Dist. Vert. = 14.62 m
Dist. Vert. / Dist. Horiz.
0.136
0.136 ###
(24) Longitud real del tubo, L :
Desde la Estación C a la Estación D :
Estación D - Estación C /
1447.5 - 1340 / 0.990759
108.50 m
Desde la Estación E a la Estación F :
Estación F - Estación E /
1600 - 1492.5 / 0.990879
108.49 m
L = 45.00 m + 108.50 m + 108.49 m
L = 261.99 m
(25)
a.-
0.40x 0.022 m - 0.024 m = 0.00000 m
b.-Pérdida por fricción, hf =
261.99 m x 0.001 m = 0.38987 m
c.-
S1 =
S1 =
a1 = tang-1 a1 =
S2 =
S1 =
a2 = tang-1 a2 =
h1 = cos a1
h1 =
h1 =
h2 = cos a2
h2 =
h2 =
Pérdidas de carga hidráulica, Hl :
Pérdida por entrada, hi =
hi =
hf =
Pérdida por codos, hc =
C = 0.25
2C x ### x 0.024 m
0.00352 m
d.-
0.65 x 0.024 m - 0.022 m = 0.001 m
0.434 m
(26) Protección contra erosión :
Según item 2.2.6.5, tabla 5
Protección : Tipo 1
Solo en la transición de salida
Longitud de la protección =
Longitud de la protección = 0.65 m
hc = ½
hc =
Pérdida por salida, ho =
ho =
Hl =
2.5 x hw
0.66 m/seg
16.260 m
15.702 m
Concreto presforzado
0.076 m²
0.0239 m
(concreto)
Este sifón cruzará una cañada, por lo que requiere de una
estructura de entrada y salida en concreto. El tipo de
transición a usar será del tipo I (cubierta partida),
tanto para la entrada como para la salida.
mínimo
adicional
Configuracion hidráulica de la transición de entrada:
sello hidráulico insuficiente, usar 0.076 m.
16.00 m
0.010
Este borde libre debe extenderse una longitud de 15 m aguas arriba del sifón invertido.
Dhv
Diferencia de la elevaciones invertidas
0.70 m
Configuracion hidráulica de la transición de salida:
264.00 m
15.32 m
15.00 m
Elev. Nivel agua en A - Elev. Nivel agua en H
0.0007 m
0.38989 m
0.004 m
Dimensiones de la transición de entrada y salida
1.00m
1.12m
Determinar valor D tabla 1, sección 2.2.6.2.1
2.00m
(Nivel agua est. A - Elevacion B) + Fbt
Profundidad y espesor del detellón en latransicion, según tabla 2,item 2.2.6.2.2.2
7.795°
###
0.990759
0.990879
0.00000 m
0.38987 m
cos a1
cos a2
0.001 m
CL
Est. A = 1+340.00
Elev. A = 16.00m
Est. B = 1+338.00
Elev. B = 16.00m
Est. C = 1+340.00
Elev. C = 15.88m
Est. D = 1+447.50
Elev. D = 1.15m
Est. J = 1+470.00
Elev. J = 0.93m
Est. E = 1+492.50
Elev. E = 0.70m
Est. F =1+600.00
Elev. F = 15.32m
Est. G =1+602.00
Elev. G = 15.47m
-2.00 m 2.00 m 2.00 m 15.00 m
d1 = 0.2595 m
N.A. Elev. = 16.26m N.A Elev. = 15.70m
= 14.73 m ### Q =0.05 m³/seg S2 = 0.010 ### = 14.73 m
107.50 m Diámetro del tubo = 12 pulgs 107.50 m
45.00 m
DISEÑO SIFON INVERTIDO # 1
Ubicación: Est. 1+340.00 @ Est. 1+600.00
y1 a1 a2y2
S1 S3
h1 = 108.50 m h2 = 108
.49 m
Est. H =1+617.00
Elev. H = 15.44m
15.00 m
Elev. = 15.70m
d2 = 0.2595 m
14.73 m
DISEÑO SIFON INVERTIDO # 1
Lt=3Di Lt=3Di
e=0.80m
e=0.80m
tw=0.20m tw=0.20m
5.15 m
5.15 m
1.5(y-0.15)=1.28m 6" 1
.5(y-0.15)=1.28m
tw=0.20m tw=0.20m
6" 6"
C=1.00m B B C
=1.00m
1.5(y-0.15)=1.28m 1
.5(y-0.15)=1.28m
2.775
e=0.80m
e=0.80m
VISTA EN PLANTA TRANSICION DE ENTRADA Y SALIDA SIFON #1