DISEÑO HIDRAULICO DE ACUEDUCTOS

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Diapositiva 1

UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN MARTINFACULTAD DE INGENIERIA CIVIL Y ARQUITECTURAE.A.P. INGENIERIA CIVIL

DISEO HIDRAULICO DE ACUEDUCTOSIRRIGACIN TARAPOTO PER 2012 - I

DOCENTE :Dr. Ing. JOSE DEL C. PIZARRO BALDERA

INTEGRANTESAMASIFEN FLORES, Willy. 083140IZQUIERDO VASQUEZ, Rusber Augusto083154JARAMILLO DELGADO, Janneth083155MENDO TENAZOA, John Ivan.083159PIZANGO TELLO, Poul Gerard 083161RUIZ PAREDES, Walter Cesar...063128SOLORZANO BERNALES, Gino Alonso.083165VELAYARCE LLANOS, Segundo.083169

INTRODUCCION

Cuando en la trayectoria de un canal se presenta una depresin en el terreno natural se hace necesario superar esa depresin con un sifn o con un puente canal o acueducto. La decisin que se debe tomar sobre cual de las dos estructuras es mejor en un caso determinado depende de consideraciones de tipo econmico y de seguridad.3ACUEDUCTOS ROMANOS

Quiz esto se debiera a que el agua del Tber ya no era suficiente para una poblacin cada vez ms grande, o quiz a que exista el peligro de que el enemigo envenenara su nica fuente, pero lo cierto es que a consecuencia de ello, en el ao 312 a.C. se construye el Aqua Appia, primer acueducto, la cual media unos 16 Km. de largo y la mayor parte de su recorrido era subterrneo.En la antigua Roma, la fuente del suministro de agua para su poblacin fue el ro Tber, pero a finales del siglo IV a.C., cuando los romanos luchaban en la Segunda Guerra Samnita, se encontraron con la necesidad de un suministro alternativo.

El agua era llevada a Roma por una red de 420 Km. de canales y tuberas desde manantiales, lagos y ros situados en las montaas de los alrededores; el suministro era continuo, pues no haba manera de regularlo. Para los romanos, fue el acueducto uno de sus logros ms perfectos. ACUEDUCTOS ROMANOSII. OBJETIVOSOBJETIVOS GENERALES.El objetivo central del presente captulo, es la descripcin de los distintos componentes de un acueducto, as tambin como criterios y procedimientos de calculo para el dimensionamiento en el diseo hidrulico de obras de arte en un sistema de riego. Tener los conocimientos bsicos para el diseo de estructuras hidrulicas especiales que gobiernan el flujo, mediante la determinacin del cambio brusco de pendiente en depresiones y los efectos del cambio en las lneas de flujo en un punto especfico de un canal.

OBJETIVOS ESPECIFICOS.Conocer las funciones y las ventajas que cumple un acueducto en un sistema de riego. Conocer los criterios que debemos asumir para ubicar en el campo una posible construccin de un acueducto en un sistema de riego. Familiarizarnos con las formulas mas usadas en el calculo de dimensiones de un acueductos.Evaluar las posibilidades econmicas y las condiciones naturales del terreno como criterios para el calculo hidrulico.ACUEDUCTOS.El acueducto es un conducto, que fluye como canal de un puente diseado, para resistir la carga de agua y su propio peso para atravesar una va de transporte o para cruzar una depresin o curso de agua no muy profundo.

III).- CONSIDERACIONES GENERALES.

Depender de la topografa, las soluciones estructurales que pueden darse al puente, se disean: de concreto armado con vigas de varios tramos, puentes colgantes, de tipo arco, de concreto armado ciclpeo (acueductos romanos), tubos metlicos, y con soporte de madera.El puente canal debe dejar espacio suficiente para permitir que discurran las mximas avenidas en el cauce que cruza, igualmente si el puente tiene varios pilares, producir relanzamientos y socavaciones que conviene tenerlas en cuenta.

Dado que generalmente el acueducto es un canal con revestimiento, se aumenta la pendiente del tramo para reducir su seccin, en otros casos la solucin estructural se aprovecha para disear un puente cajn, en el cual la loza superior es empleada como puente carretero.

Los apoyos del puente deben calcularse teniendo en cuenta todas las cargas y asegurar que soporten todos los esfuerzos de la superestructura. Los apoyos extremos se llaman estribos y los interiores pilares. En algunos casos se disean secciones rectangulares con altura 1.5 veces del ancho y cada cierto tramo se unen las vigas laterales con vigas arriostradas.

El diseo hidrulico del acueducto, es simple dado que bastara disear una seccin de canal rectangular de preferencia con pendientes aproximadas de 0.001.

Luego disear las transiciones para empalmar las secciones del canal de aguas arriba y del canal de aguas abajo si fueran diferentes.En el caso, que se optara por un acueducto con varios conductos circulares, en los extremos ser necesario proyectar tanques o cmaras para mejorar su funcionamiento.

Es importante determinar el ancho de acueducto, que no produzca remanzamientos en el canal de aguas arriba, para lo cual se debe verificar mediante la frmula de bernoulli los niveles de flujo.

El acueducto es considerado una de las ms importantes obras de ingeniera de la Amrica precolombina y demuestra el avance de la cultura chavn.En el caso de cruce con vas de trasporte se usara acueductos cuando la rasante de la va permita una altura libre para el paso de los vehculos de transporte, en especial camiones de carga.

Si el agua transportara materiales slidos, convendr aumentar la pendiente para evitar deposiciones.

PUENTE CANAL.Estructuras de cruce.Son las obras mediante las cuales es posible cruzar un canal con cualquier obstculo que se encuentra a su paso. El obstculo puede ser por ejemplo:

Una va de ferrocarril.Un camino.Un rio.Un dren.Una depresin o sobre elevacin natural o artificial del terreno.Para salvar el obstculo, se debe recurrir a una estructura de cruce que puede ser:Puente canal.Sifn invertido.Alcantarilla.Tnel.

Eleccin del tipo de estructurada 1).- Cuando el nivel del agua es menor que la rasante del obstculo, se puede utilizar una alcantarilla, y si el obstculo es muy grande se puede usar un tnel. 2).- Cuando el nivel de la superficie libre del agua es mayor que la rasante del obstculo, se puede utilizar como estructura de cruce un puente canal o un sifn invertido.

El puente canal se puede utilizar cuando la diferencia de niveles entre la rasante del canal y la rasante del obstculo, permite un espacio libre suficiente para lograr el paso de vehculos en el caso de caminos o ferrocarriles, o el paso del agua en el caso de canales, drenes, arroyos o ros.

Es una estructura utilizada para conducir el agua de un canal, logrando atravesar una depresin. La depresin puede ser otro canal, un camino , una va de ferrocarril o un dren.Definicin de un puente canal.

Transicin de entrada. Une por un estrechamiento progresivo el canal con el puente del canal, lo cual provoca un cambio gradual de la velocidad del agua en el canal.

Conducto elevado. Generalmente tiene una seccin hidrulica ms pequea que la del canal. La pendiente de este conducto, debe ajustarse lo ms posible a la pendiente del canal, a fin de evitar cambios en la rasante de fondo del mismo. Debe procurarse que en el conducto el flujo sea subcrtico.

Transicin de salida. Une el puente canal (acueducto) con el canal.

Elementos hidrulicos de un puente canal. Consideraciones para el diseo hidrulico.1).- MATERIALpara la construccin del puente canal puede ser:Concreto, madera, hierro, u otra material duro, lo cual nos permite elegir el coeficiente de rugosidad.2).- FORMA DE LA SECCIN TRANSVERSAL Por facilidades de construccin se adopta una seccin rectangular, aunque puede ser semicircular o cualquier otra forma. 3).- UBICACIN DE LA SECCIN DE CONTROL.Por lo general, un puente canal, se disea para las condiciones del flujo subcritico ( aunque tambin se puede disear para flujo supercritico) , por lo que el puente canal representa una singularidad en el perfil longitudinal del canal, que crea efectos hacia aguas arriba.

Para el diseo hidrulico de esta estructura es suficiente cambiar la seccin de canal por uncanal de seccin rectangular y para disminuir su seccin aumentar la pendiente hidrulica. Con este objeto despus de disear la seccin ms conveniente del acueducto se determina las transiciones de entrada y salida para empalmar la seccin del canal con la seccin del acueducto y respectivamente a la salida.La informacin mnima para el diseo hidrulico consiste de:- Las caractersticas hidrulicas del canal de riego.- Las elevaciones del fondo del canal de riego, tanto aguas arriba como aguas debajo de la estructura.En cuanto a la ubicacin del acueducto debe asegurarse que el flujo de agua hacia la estructura sea lo ms uniforme posible, orientar y alinear el acueducto de tal forma que no sea obstculo ni para le canal que pasa por el ni para le canal que cruza.Un acueducto se disea para las condiciones del flujo subcrtico (aunque tambin se puede disear para flujo supercrtico), por lo que el acueducto representa una singularidad en el perfil longitudinal del canal, que crea efectos hacia aguas arriba.IV).- CRITERIOS HIDRULICOSDiseo del conducto elevadoPor condiciones econmicas el ancho debe ser lo menor posible, pero manteniendo siempre el mismo tipo de flujo, en este caso, flujo subcrtico. A fin de que las dimensiones sean las mnimas posibles se disean para condiciones cercanas a las crticas.Para una seccin rectangular, en condiciones crticas se cumplen las siguientes ecuaciones.

PROCEDIMIENTO N1

CALCULO DE LA TRANSICION DE SALIDA

CLCULO DE LA CURVA DE REMANSO

Las prdidas predominantes en las transiciones (por su corta longitud) corresponden a las prdidas por cambio de direccin, siendo su ecuacin:CALCULO DE LAS PERDIDAS EN LAS TRANSICIONES

CALCULO DE LA ALTURA DE REMANSO

EJERCICIO N 01Calculo Del Diseo Hidrulico De Un Acueducto:1.-Caractersticas Del Canal Principal:Hidrulicas: Geometra:Q = 1.50 m3/s B = 3.30mY = 0.987m