ALCANTARILLAS

Diseñar las dimensiones de la alcantarilla necesarias para drenar el caudal que aporta la cuenca dada. Para el diseño se pueden usar tubos circulares de concreto o secciones de concreto cuadradas. Deben proponer dos posibles soluciones. Utilizar planilla de cálculo de alcantarillas.

Datos:

1. Periodo de Retorno = 25 años. Duración 10 min

2. Ubicación Barquisimeto. Edo. Lara. Usar Datos de precipitación anexos.

3. La zona está cubierta con vegetación ligera y el suelo es semipermeable. Pendiente 17%

4. La alcantarilla descarga en un canal trapezoidal revestido de concreto cuya sección tiene 2 m de base y taludes 1:1.

5. La entrada es con aletas a 45º.

6. Velocidad permisible en el canal de salida = 6 m/seg.

7. Área de la cuenca: 5,4 Ha

DATOS PARA LAS ALCANTARILLAS

COTA RASANTE CARRETERA = 570,118 MTS

LONGITUD = 50,72 MTS

COTA ENTRADA ALCANTARILLA =567,900 MTS.

PENDIENTE So = 1%

[pic 1]

Diseño para secciones circulares de concreto:

Calculo del Caudal de Diseño Q (m3/s)

C = 0,45                        I =      440,17 lps/ha                        Área = 5,4 Ha

Qd = 0,45*(440,17)*(5,4) =  1.069, 61 lps = 1,07 m3/s 

COTA DE SALIDA ALCANTARILLA:

CS = CE – So*L = 567,900 – (0,01)*50,72  =  567,39 MTS

1. Control a la entrada:

Altura de entrada permisible (Carga a la entrada) Hep

[pic 2]

1) Control a la entrada

Altura de permisible (Carga a la entrada) Hep

Se toma el menor valor de estas tres condiciones:

1. 𝐵𝑜𝑟𝑑𝑒 𝐿𝑖𝑏𝑟𝑒 0,60 𝑚
2. 1,2∗𝐷
3. 𝐸𝑠𝑐𝑜𝑟𝑟𝑒𝑛𝑡𝑖𝑎𝑠 𝑎𝑑𝑖𝑐𝑖𝑜𝑛𝑎𝑙𝑒𝑠

1. Borde libre:

𝐻𝑒𝑝=𝐶𝑅𝐶−0,60 𝑚−𝐶𝐸

𝐻𝑒𝑝=570,118 m−0,60 m −567,900 m =  1,618 m

Tomando diámetro mínimo 36”

2. 1.2D

1.2D = 1,2*0,91 = 1.092 m

El menor valor sería 1,092 m, entonces:

 Hep = 1,092 m

Se ingresa a Tabla III-2 (Manual de Drenaje) Coeficientes de perdida de carga a la entrada de las alcantarillas

Ce = 0,2

[pic 3]

Entrando al Nomograma III-1 se obtiene el valor de 𝐻𝐸 / 𝐷

[pic 4]

Para 36”  ------  HE/D = 1,00

HE = 1,00*D  = 1,00*0,91= 0,91 m ------   He < Hep = 0,91 < 1,092 (OK)

Al cumplir con el control de entrada, se procede a realizar el control de salida

2) Control a la salida

Entrar al Nomograma III-5 para el cálculo de tubos de concreto a sección plena con control a la salida n = 0.012

[pic 5]

H = 0,30 m

Buscando Altura critica en la alcantarilla (dc) Grafico III-2a Profundidad crítica en conductos circulares

[pic 6]

Obteniendo del grafico dc = 0,61 m

Aplicar la ecuación:

[pic 7]

Buscando Altura del agua a la salida hs (el cual depende del canal a la salida de la alcantarilla)

Tabla de curvas para determinar profundidad normal yo

Entrar con [pic 8]

Donde:

Q = caudal de diseño en m3/s

b = base del canal en metros

Para canales totalmente revestidos de concreto lanzado, sección buena y plana

 Manning (n) = 0,016

[pic 9]

[pic 10]

Obteniéndose el valor de 𝑌𝑜/𝑏=0,125

Yo = b*0,125 -> Yo = 2*0,125 = 0, 25 m

Hs = 0,25 m

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