Transcript drenaje carretereras

HIDROTECNIA VIAL
 Hidrológica
Revisión Hidrológica
 Hidráulica
Revisión Hidráulica
EXPOSITOR
CRISTIAN GUTIERREZ MARTINEZ
La Hidrología
en su definición más simple es la ciencia que
estudia la distribución, cuantificación y utilización de los recursos
hídricos que están disponibles en el globo terrestre. Estos recursos se
distribuyen en la atmósfera, la superficie terrestre y las capas del
suelo.
La Hidrología
(del griego hydor-, agua) es la disciplina científica
dedicada al estudio de las aguas de la Tierra, incluyendo su
presencia, distribución y circulación a través del ciclo hidrológico, y las
interacciones con los seres vivos. También trata de las propiedades
químicas y físicas del agua en todas sus fases.
La Hidrología o Hidrografía es la ciencia de la naturaleza que
estudia el agua dentro del planeta Tierra, tanto en los aspectos de
ocurrencia como acumulación y circulación desde el punto de vista
cualitativo, cuantitativo y estadístico.
Hidrología de Carreteras
Para el proceso del Análisis Hidrológico se determinan caudales
máximos probables que sirvan en el diseño de obras hidráulicas para
cruces de corrientes, tales como; alcantarillas cajas y puentes las
cuales sirven para asegurar la permanencia y vida útil de la obra vial,
para un período de retorno específico basado en las características de
la vía y la intensidad de las precipitaciones.
En Síntesis
Que Logra determinar la Hidrología???????
Q:
Caudal de Diseño ó Caudal Hidrológico.
DEFINICION DE CUENCA O SUBCUENCA
AREA DE CUENCA O SUBCUENCA
Q = 0.2778*C * I * A
El método racional para calcular las crecidas máximas fue
propuesto por Thomas Mulvaney en 1850, Ganguillet y Kutter
determinaron el coeficiente de Chézy en 1869 y Manning
propuso su ecuación para el flujo en canales abiertos (1891). En
noviembre de 1867 se organiza la primera medición
internacional de los caudales de un río.
Para cuencas iguales o menores a 300 hectáreas (3 km2).
Donde:
Q: Caudal en m³/seg.
A: Área de drenaje de la Cuenca o subcuenca en km2.
C: Coeficiente de escorrentía, adimensional.
I: Intensidad de la lluvia en mm/h.
C =Us*Ts*Pt
C: Coeficiente de Escorrentía
Us: Uso del Suelo
Ts: Tipo de Suelo
Pt: Pendiente del Terreno.
FORMULA DEL PROYECTO
CENTROAMERICANO DEL INGENIERO BASSO
Tc =0.0041 (K)
0.77
Longitud del Cauce (L)
La longitud se mide tomando en cuenta el cauce principal, que
generalmente es el de mayor recorrido partiendo del punto más
remoto del punto de control.
Q = 0.2778*C * I * A
SEGÚN VEN TE CHOW POR MEDIO DE ESTUDIOS MAS PROFUNDO
DEMOSTRO QUE EL METODO RACIONAL FUNCIONA:
PARA CUENCAS MAYORES A LOS 5 KM2 (500 HA), PARA TIEMPOS DE
CONCENTRACION MINIMOS DE 5 MINUTOS, O 10 KM2 (1000 HA),
PARA TIEMPOS DE CONCENTRACION DE 10 KM2.
PARA CUENCAS MAYORES A LAS ANTERIORES, EL METODO RACIONAL
NO ES FUNCIONAL.
TRANSITO DE AVENIDAS MÉTODO DE MUSKINGUM
El método de Muskingum fue presentado por McCarthy (1938) y maneja
relaciones caudal almacenamiento variables. Este método modela el
almacenamiento en un cauce mediante la combinación de Tipos de
almacenamientos, tal como se muestra en la Figura:
El procedimiento se realiza de aguas arriba hacia aguas abajo partiendo del
primer punto de control y utilizando el hidrogramas triangular sintético
Natural Resources Conservation Services (NRCS) antes USSCS,
La estimación del caudal para cuencas mayores a 500 ha requiere de modelos
hidrológicos un poco más complejos, en los cuales se simula el proceso de la
formación de las crecidas que pasa por la determinación de la lluvia de diseño,
separación de la escorrentía, es decir el agua que escurre superficialmente de
la lluvia total y a partir de la lámina de agua la transformación en
hidrogramas. Este proceso requiere de la combinación de varios métodos los que
en su mayoría han sido desarrollados por el Natural Resources Conservation
Services (NRCS) antes USSCS,
Separación de la escorrentía de la lluvia total.
El método propuesto en este estudio para separar la escorrentía de la lluvia total
es el del U.S. Soil Conservación Service, ahora National Research Conservation
Service (NRCS) mediante relaciones de ecuaciones.
QUE SUCEDE CUANDO SE TIENE EL CAUDAL DE
DISEÑO, BUENO EN ESTA ETAPA YA HEMOS
CONCLUIDO LA PARTE HIDROLOGICA.
EL PROXIMO PASO ES ENTRARLE AL DISEÑO
HIDRAULICO, O DICHO DE OTRA FORMA,
DIMENSIONAMIENTO DE LAS OBRAS DE DRENAJE,
TALES COMO:
Alcantarillas (Circulares, de cajón, abovedadas),
estas pueden ser de concretos o metálicas
Puentes Metálicos, de concretos, mixtos o
atirantado.
Alcantarillas - Definición: Son ductos que permiten el paso
del agua de un lado a otro de la vía.
Las alcantarillas deben clasificarse principalmente desde el
punto de vista de su ubicación. Capacidad (diseño
hidráulico) y resistencia (diseño estructural).
ESPECIFICACION PARA TUBERIAS CIRCULARES DE CONCRETO CON RESFUERZO
ALCANTARILLAS MAL CONSTRUIDAS
Conclusiones y Recomendaciones sobre su
diseño Hidráulico, instalación y Construcción
de Obras de Drenaje de Cruce.
• Coloque los cruces de caminos sobre drenajes naturales,
perpendiculares a la dirección del flujo a fin de minimizar la
longitud del tubo y el área afectada.
• Use tubos individuales de gran diámetro o un cajón de concreto en
vez de varios tubos de menor diámetro para minimizar potenciales
taponamientos.
• En cauces muy anchos los tubos múltiples son más recomendables
para mantener la distribución del flujo natural a través del canal.
• Para sitios con altura limitada, use “tubos aplastados” o tubos de
sección enarco que maximizan la capacidad al mismo tiempo que
minimizan la altura.
Aspectos a considerar durante la etapa de construcción de
alcantarillas.
•Seleccionar el punto de ubicación de la alcantarilla.
•Determinar la longitud de la alcantarilla de acuerdo con el ancho
del camino.
•Al localizar la alcantarilla, procurar no forzar los causes. Es decir, la
dirección del alcantarillado, en lo posible, debe ser consecuente con
la dirección dela quebrada.
•Seleccionar el diámetro de los tubos de acuerdo con el caudal de
diseño y con los sedimentos que son arrastrados por las aguas de
lluvia o por pequeñas quebradas. La alcantarilla deberá permitir el
paso del máximo caudal sin generar daños al camino.
Preparar la zanja de la alcantarilla con un ancho igual al diámetro
externo del tubo más 30 cm. A ambos lados mínimo.
•Cimentar la alcantarilla a una profundidad igual al diámetro
externo del tubo más60 cm. De relleno mínimo sobre la corona del
tubo.
•Usar pendientes en las alcantarillas de un 2% a un 3%.
.•Inspeccionar el alineamiento vertical y horizontal.
•Agregar mortero (arena + cemento + agua) a las juntas de los
tubos, si la tubería es de concreto.
• Construir adecuadamente la cama en la cual se cimentará la
tubería.
• Compactar primero los lados sin tocar el tubo.
HY8
http://www.fhwa.dot.gov/engineering/hydraulics/software.cfm
HEC-RAS
http://www.hec.usace.army.mil/software/hec-ras/hecras-download.html
VIDEO DE RIO Y CALLES REBASADAS
FIN
MUCHAS GRACIAS