ESTUDIO DE LAS ALCANTARILLAS EXISTENTE EN LA AUTOPISTA

CAPITULO 4

1. ESTUDIO DE LAS ALCANTARILLAS EXISTENTE EN LA AUTOPISTA.

Las alcantarillas de drenaje son estructuras hidráulicas que sirven para desalojar el agua producto del escurrimiento de la lluvia en una planicie cuando su flujo es interrumpido por algún terraplén como es el caso de la autopista en el análisis. Su capacidad depende de la altura de agua a la entrada y a la salida, del caudal que aporta cada área y de las condiciones de entrada.

El propósito de este capitulo, es determinar la capacidad de descarga y el tipo de flujo que se presenta en cada alcantarilla. Para su efecto se utiliza ábacos y tablas que simplifican el proceso de cálculo, además se aplican ciertas metodologías para conocer el perfil del flujo dentro del barril.    

1. Determinación del caudal para cada alcantarilla

1. El caudal de diseño se obtuvo multiplicando el área de influencia (en porcentaje) y el caudal de la cuenca a la que corresponde la alcantarilla. En la tabla 4.1 se presenta este cálculo junto con el caudal de descarga de cada alcantarilla, mientras que la figura 4.1 muestra la distribución y el área tributaria de cada una.

Tabla 4.1.- Área de Aportación.-Consta el caudal pico y la alcantarilla de las cuencas

1. Altura de agua a la entrada(Hw)

1. Dentro del diseño de alcantarillas existen ciertas condiciones preponderantes. Las características básicas del flujo y la geometría de los canales tanto aguas arriba como aguas abajo, da un mejor discernimiento para la selección y el dimensionamiento de la alcantarilla, mientras que la altura del agua a la entrada limita la capacidad del ducto.
2. En este análisis se han definido dos valores de cabeza de agua a la entrada con el fin de conocer la descarga inicial y máxima de cada alcantarilla cuando se presente la precipitación de diseño. El primer valor es la altura de la creciente aguas arriba y el segundo es la altura del muro que protege el terraplén.
3. La altura de la creciente aguas arriba será determinada mediante una prueba de ensayo y error, la cual consiste en calcular el factor derecho de la ecuación 4.1  a partir de los datos mencionados en la tabla 4.2. [pic 1]
4.                                                                 Ec. (4.1)
5. Luego se asume un valor [y] y se calcula el factor de sección, se realiza varios tanteos hasta que el valor calculado de [pic 2] sea similar a  [pic 3], este valor [y] que satisface la igualdad (4.1) se lo conocerá como tirante normal.
6. En la tabla 4.2 se muestra las características y la geometría del canal natural a donde el agua escurre de manera laminar. También se exponen las vistas en planta y frontal de la bocatoma y el difusor de cada alcantarilla, además se presenta la longitud, pendiente y  posición de los tubos instalados. La geometría junto con las medidas del canal y la bocatoma de cada alcantarilla se expone a mayor escala en el plano 4 adjunto a este análisis.

[pic 4] Figura 4.1.- Distribución del área de escurrimiento que tributa a cada alcantarilla

Tabla 4.2.- (a) Geometría de la sección transversal y longitudinal del canal natural; condiciones de entrada a la alcantarilla abscisa 0+820  

Tabla 4.2.- (a) Geometría de la sección transversal y longitudinal del canal natural; condiciones de entrada a la alcantarilla abscisa 1+420

  Tabla 4.2.- (b) Geometría de la sección transversal y longitudinal del canal natural; condiciones de entrada a la alcantarilla abscisa 1+700

Tabla 4.2.- (c) Geometría de la sección transversal y longitudinal del canal natural; condiciones de entrada a la alcantarilla abscisa 1+960

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