CALCULO DE ALCANTARILLAS DE MARCO.xls.pdf

4.- DISEÑO DE ALCANTARILLAS CALCULO HIDROLÓGICO PROYECTO: MEJORAMIENTO DEL CAMINO VECINAL CRUCE CHONTALI - PACHAPIRIANA DISTRITO DE CHONTALI JAEN - CAJAMARCA. UBICACION: Distrito Chontali- Provincia Jaen - Cajamarca CALCULO DEL TIRANTE MÁXIMO EN FUNCIÓN DEL CAUDAL DE MÁXIMA AVENIDA Debido a la falta de información hidrometereológica en determinadas zonas que justifiquen el diseño hidráulico de las estructuras proyectadas, se plantean métodos de calculo empíricos en base a observaciones y parámetros determinados de acuerdo a las características geomorfológicas y de cobertura vegetal de la zona donde se ubica el proyecto. Con la finalidad de obtener la altura máxima que tendrá el tirante se calcularán los caudales instantáneos por medio de diferentes métodos empíricos, de esta forma determinaremos el MÁXIMO CAUDAL. Luego con este caudal, calculado utilizando la formula de Manning, obtendremos una nueva altura de agua, que será mayor a la marca de la huella dejada por el agua en una máxima avenida. mismas están en función del material del cauce. A: CALCULO DE LOS CAUDALES DE DISEÑO Caudal de Quebrada Caudal de Quebrada Cuneta Via Cudal Total Caudal de Cuneta Via Perfil Longitudinal Caudal Total Planta Cuadro de caudales que pasaran por las alcantarillas, originados por el paso de quebradas o manantiales, haciendo mayor el caudal agregado a la cuneta Area Tramo Caudal Parcial Caudal Alcant. Termina L (m) Quebrada has. C I Qq (m3/s) Qq (m3/s) (*) 1 0+560.00 5.00 Alc. N° 01 10.00 0.40 4.9 0.05486 0.065 2 0+695.00 5.00 Alc. N° 02 14.00 0.40 4.9 0.07681 0.079 3 1+200.00 5.00 Alc. N° 03 12.00 0.40 4.9 0.06583 0.076 4 2+208.00 5.00 Alc. N° 04 15.00 0.40 4.9 0.08229 0.093 5 3+540.00 5.00 Alc. N° 05 10.00 0.40 4.9 0.05486 0.063 6 3+927.00 5.00 Alc. N° 06 12.00 0.40 4.9 0.06583 0.068 7 5+003.00 5.00 Alc. N° 07 14.00 0.40 4.9 0.07681 0.085 8 5+542.00 5.00 Alc. N° 08 11.00 0.40 4.9 0.06035 0.067 N° Inicia Alcantarilla estimadas Variables Caudal Maximo en Alcantarillas 0.093 Caudal de Diseño para Alcantarillas que cruzan Quebrada en mayor caudal 0.093 (*) A este caudal, se ha sumado el caudal que trae la cuneta B: DISEÑO HIDRÁULICO DE ALCANTARILLAS Aplicando la formula de MANNING Donde : Q: Caudal en m3/seg.. 2/3 Q= A R 1/2 S n A: Área hidráulica en m2 P: Perímetro mojado en m R: Radio hidráulico = A/P S: Pendiente de la alcantarilla n: coeficiente de rugosidad 04 .05. 1. 03 1.200 m3/seg.05 .Caudal de Diseño para alcantarillas: Adoptamos: Nº 01.- (Dato de Alcantarilla N° 01) DATOS DE DISEÑO SECCIÓN DEL OJO Asumiendo Valores.24 cm 0. 0.013 (Concreto) Q max: 2.1 m3/seg.030 6 revestidos de: Concreto áspero o bituminoso 0.24 cm 0.0130 Q= 0.00 m H = 1.020 8 Pasto bien mantenido.08. O Pend paso de agua = 0.20 m3/seg.001 % n: Coef de fricción o Rugosidad = 0.05.20 e° = 0.08. 02. Alcant.362 m3/seg.04.362 m3/seg.07.06. > Qmax.017 7 Piedra lisa 0.040 4 Lecho pedregoso y bordes enyerbados 0.08.50 x b Ancho: b = 0. O Pend paso de agua = 0.Alc.001 % n: Coef de fricción o Rugosidad = 0.4212 m2 P= 2.200 m3/seg.03.07. 02.04. N° 01 . Alcant.60 Altura: h = 0. taludes ásperos 0. 02. (factor de diseño: 2) Nº 01. Alcantarilla N° 01.06.20 Con lo que se obtiene: 3.Valores de "n" para la formula de MANNING TIPO DE MATERIAL N° "n" 1 Tierra común nivelada.013 C: DISEÑO HIDRÁULICO DE ALCANTARILLA TIPO MARCO QUE CRUZAN LA VÍA . 0.03 .013 (Concreto) Q max: . profundidad de Flujo: 9 -Mayor a 15. 05.- Caudal Máximo = 0.040 -Menor a 15.02 .004 m Remplazando: Q= R= 0.03..080 3 Roca con salientes y entrantes 0. 06 1.- B B = 1. Es el Caudal maximo (entre las Q= 0.200 m3/seg.0010 n= 0.06 .- DATOS DE DISEÑO Caudal Máximo = 0.060 Concreto Liso 0.020 2 Roca lisa y uniforme 0.70 b e Donde: e° H h Con la condicion que : e° Asumimos : e = 0. con la condicion de: e h = 1. S: Pend.07 .030 5 Plantilla de tierra.= Ok Cumple Alcantarilla N° 04.10 m CAPACIDAD DE LA ALCANTARILLA La capacidad la calculamos con la formula de MANNING A= 0. 0. S: Pend. Q= 0.2102 m Se Verifica entonces que: S= 0. 60 + 2Y) Usamos Aprox.10 y 1.- DATOS DE DISEÑO Caudal Máximo = 0.013 (Concreto) Q max: 2.05 ..362 m3/seg.2102 m Se Verifica entonces que: S= 0.70 Area = 0.07 -08 Tabulacion de datos: Con el Caudal maximo: Q= n= S= e= 1.60 + 2Y Se Verifica que: m2 m 5 1 1/2 b Y .200 m3/seg. O Pend paso de agua = 0.60 h= Alto libre Interno = 0.- Ancho: b = 0.362 0.60 m Altura: h = 0.70 m Con lo que se obtiene: B= 1.00 m Remplazando: Q= R= 0.0010 n= 0.200 m3/seg. Y = Donde: 0.362 0.20 m H= 1. > 0. 08 1..00 m e = 0.90 m Área Mojada: 0..70 m Con lo que se obtiene: B= 1.02 -03 ..20 m H= 1.20 m CAPACIDAD DE LA ALCANTARILLA La capacidad la calculamos con la formula de MANNING A= 0.001 0.103 = Verificar el valor: Y Asumimos Y = 0. se verifica que: Donde: 3.0130 Q= 0.10 m e° = 0.00 m Remplazando: Q= R= 0. Alcant.90 0. m3/seg.4212 m2 P= 2. Ok Cumple Alcantarilla N° 07.5400 m2 Perímetro Mojado: 2. Ok Cumple DISEÑO HIDRÁULICO FINAL PARA ALCANTARILLAS TIPO MARCO . N° 01 .0130 Q= 0.- SECCIÓN DEL OJO Siguiendo el procedimiento Anterior de alcantarilla N° 01.60 m Altura: h = 0. 3 n Q 5 = 2 ( b + 2Y) S Probamos que: 5 Y 0.2102 m Se Verifica entonces que: S= 0. Ecuacion (I) .013 0.00 m e = 0.362 m3/seg.0010 n= 0. > m3/seg. se verifica que: Donde: 3.Alc.001 % n: Coef de fricción o Rugosidad = 0. 0.200 m3/seg.60 x Y Perimetro = 0.362 0.- Ancho: b = 0.06 .4212 m2 P= 2.4000 m Radio Hidráulico: 0.10 m e° = 0.2.00 m3/s 0.20 m CAPACIDAD DE LA ALCANTARILLA La capacidad la calculamos con la formula de MANNING A= 0.04 .20 Espesor de losa y Pared b= Ancho libre Interno = 0.0425 = (0.- SECCIÓN DEL OJO Siguiendo el procedimiento Anterior de alcantarilla N° 01.042 0.6707 m/s Donde: 2 . S: Pend.2250 m Velocidad del flujo: 0. 8200 m Radio Hidráulico: 0.007 0.20 Espesor de losa y Pared b= Ancho libre Interno = 0.60 + 2Y) 0.00 m3/s 0. Y = Donde: 0.057 = Verificar el valor: Y Asumimos Y = 0.60 + 2Y m Probamos que: 5 Y 0.0071 = (0.3660 m2 Perímetro Mojado: 1.61 m Donde: Área Mojada: 0.70 Area = 0.10 y 1.60 x Y m2 Perimetro = 0.Tabulacion de datos cuando Transporte el Caudal Normal Asumido Con el Caudal maximo: Q= n= S= e= 1.200 0.2011 m Velocidad del flujo: 0.610 Usamos Aprox.60 h= Alto libre Interno = 0.5464 m/s 2 .001 0.013 0.