CANOAS EN ESTRUCTURAL HIDRAULICAS
Son estructuras de seguridad, es un puente canal que logra atravesar una depresión (puede ser un canal un ferrocarril un camino o un dren), canoa es un conjunto formado por un puente o un producto, el conducto puede ser de concreto o acero, donde el agua escurre por efectos de la gravedad. Canoa o puente canal
Es una estructura que perite al cruce de un canal a través de depresiones poco profundas del terreno, ríos, arroyos, e incorporan condiciones y limites especiales y particulares a un canal y consiste esencialmente en un tramo de conducto soportado por encima del terreno mediante pilas y caballetes, también un puente canal pude ser usado para el transporte de embarcaciones comnmente para este tipo de puente! canal se utili"an para elevar y descender las naves a este tipo de puente!canal también se les llama puente acuífero. #n pu puen ente te ac acuí uífe fero ro di dififier ere e de un ac acue uedu ducto cto en qu que e es este te l ltitimo mo titien ene e co como mo fifin n transportar agua, mientras que el primero se utili"a para transportar el agua y también se puede utili"ar como un medio para transportar botes. Este es una de las estructuras de cruce m$s importante cuando las condiciones topogr$ficas y geológicas la permiten, el empleo de un puente canal est$ indicado sobre todo en aquellos casos que es importante conservar la carga del canal, ya que a diferencia del sifón las pérdidas en un puente canal es mínima en relación al sifón.
%uente canal para transporte de agua
%uente canal para transporte de embarcaciones
Tipos de canoa o puente canal
#n puente canal o canoa puede ser& 'E*+ -E+ En el caso de que el conducto sea cerrado y trabaje a presión, su funcionamiento ser$ de acuerdo a las leyes del flujo en tubería a presión. El caso m$s frecuente es el puente canal de conducto abierto o conducto cerrado que no trabaja lleno, en este caso el funcionamiento es semejante al de un canal ordinario, es decir el agua fluye bajo la acción e/clusiva de la gravedad
Factibilidad de un puente canal
#n puente canal no se 0ace o no es factible cuando la rasante proyectada del canal resulte m$s baja que el nivel de agua del rio a cru"ar Este se usara cuando la rasante del canal y la rasante del terreno sean iguales o similares, en dado caso se utili"ara un sifón invertido si el nivel de la superficie libre del agua es mayor que la rasante del obst$culo.
asante de un canal
Partes hidrulicas ! estructurales de un puente canal
sí como su nombre lo dice el puente canal es un tipo de puente por lo que sus partes no difieren muc0o de los que es un puente en sí, todo 0ablando en términos estructurales por lo que este est$ constituido o est$ compuesto por la subestructura y sper estructura. %ero en el $mbito 0idr$ulico no difiere de lo que es un canal en si por lo que al igual que un canal est$ndar este comparte sus partes. Sus partes son& •
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Sub!estructura& es la que soporta la sper estructura y consta de pilas, estribos y caballetes, donde la pila debe estar cimentada sobre roca firme para evitar asentamientos diferenciales. Sper!estructura& es la soportada por la sub!estructura la cual est$ compuesta por transición de entrada, compuerta, conducto, transición de salida. 1as transiciones& sirven para pasar en forma gradual de la selección del canal a la del conducto o viceversa segn sea transición de entrada o salida, esta cambio debe ser gradual para evitar turbulencias y reducir las pérdidas de carga, estas pueden ser de 2 tipos. ransición de entrada& esta une por un estrec0amiento progresivo el canal con el puente canal, lo cual provoca un cambio gradual del agua en el canal. ransición de salida& esta une el puente canal con el canal. 1a compuerta& esta es colocada al inicio del conducto, tiene como función regular el gasto u construirlo completamente cuando sea necesario y debe operarse conjuntamente con unas vertedoras aguas arriba de la compuerta. El conducto& es el elemento sobre el cual fluye el agua y puede ser construido con diversos materiales, las secciones y transversales m$s usadas son las secciones rectangulares y semicirculares. 'onducto elevado& este generalmente tiene una sección 0idr$ulica m$s peque3a que la del canal. %artes estructurales
%artes 0idr$ulicas
Partes "eo#$tricas de un puente canal
sí como su nombre también lo representa, el puente canal o puente de agua es en si un canal por lo que tiene partes geométricas iguales a la de los canales siempre dependiendo del tipo de sección tales como son& •
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%rofundidad del flujo o tirante& la profundidad del flujo es la distancia vertical del punto m$s bajo de la sección del canal a la superficie libre. nc0o superior& el anc0o superior es el anc0o de la sección del canal en la superficie libre 4rea mojada& el $rea mojada es el $rea de la sección transversal del flujo normal a la dirección del flujo %erímetro mojado& el perímetro mojado es la longitud de la línea de la intersección de la superficie mojada del canal con la sección transversal normal a la dirección del flujo. adio 0idr$ulico& el radio 0idr$ulico es la relación entre el $rea mojada y el perímetro mojado, se e/presa como 5 6% %rofundidad 0idr$ulica& la profundidad 0idr$ulica es la relación entre el $rea mojada con el anc0o superior, se e/presa como *56 7actor de la sección& el factor de la sección, para c$lculos de escurrimiento o flujo critico es el producto del $rea mojada con la raí" cuadrada de la profundidad 0idr$ulica, se e/presa como& 85.S9(*).
%eneralidades sobre este tipo de estructuras
El puente canal como todas las estructuras de cruce, se construye con un material al que se le pueda dar un mejor acabado, que en el canal, con objeto de que este admita velocidades mayores en el agua, por ser m$s resistente a la erosión. %or lo tanto en beneficio 0idr$ulica m$s peque3a que la del canal. 'omo la estructura trabaja como canal, de acuerdo con su sección, pendiente y rugosidad, su funcionamiento 0idr$ulico puede estudiarse con la fórmula de manning. 956n(^2/ 3* S^ 1 / 2 ) *ónde& 9 ! :asto, en m;6s. ! 4rea 0idr$ulica, en m2. ! adio 0idr$ulico, en m. S ! %endiente de la conducción. n ! 'oeficiente de rugosidad de
Clasi&icaci'n de un puente canal
'omo se vio anteriormente y atendiendo a las condiciones del funcionamiento del tipo de conducto podemos clasificar a los puentes canales en dos tipos& %uente canal o canoa (conducto abierto) %uente canal o acueducto (conducto cerrado) %uente canal o canoa& son aquellos cuyo conducto cerrado o abierto trabaja a la presión atmosférica. cueductos& son aquellos en los cuales el conducto función a presión superior a la atmosfera
ambién se puede clasificar dependiendo del material con el que estén construidos. %uente canal de madera %uente canal de conducto met$lico %uente canal de concreto
Puente canal de #adera(
1as maderas m$s apropiadas son el cedro rojo y el ciprés que dan una vida til 0asta de => a3os, los puentes canales de este material presentan muc0as fugas cuando el uso es intermitente por el encogimiento de la madera. Son recomendables como instalaciones provisionales o cuando la lejanía de otros materiales lo 0ace m$s económico.
Puente canal de conducto #etlico(
Son a base de 0ojas de acero laminado dando una sección semicircular o circular? si todo el metal que estar$ en contacto con el agua es galvani"ado o se protege con anticorrosivo se pueden obtener de @= a ;> a3os de vida til. En los estados unidos son muy usados los puentes canales de conducto met$lico y sub!estructura formada por caballetes de madera o también met$licos.
Puente canal de concreto(
Son los m$s duraderos pero su construcción es m$s delicada puesto que el concreto no resiste tensiones, es f$cil que se produ"can grietas en el conducto, por eso se requiere una cimentación muy firme para evitar asentamientos desiguales en las pilas. las juntas de construcción del conducto se locali"an sobre pilas y deben impermeabili"arse, cada tramo del conducto tendr$ en un e/tremo apoyo fijo y apoyo libre en el e/tremo opuesto.
Clculos hidrulicos de un puente canal
El c$lculo 0idr$ulico de un puente canal o canoa comprende los siguientes aspectos. • • • •
'alculo de las dimensiones transversales del conducto. 'alculo de la longitud de las transiciones. 'alculo de la sobreelevación del agua en el cauce. 'alculo de las pérdidas de carga.
Clculos de dise)o de un puente canal
#na ve" definido el funcionamiento 0idr$ulico y por consiguiente de las dimensiones que deben tener sus partes, se proceder$ con el c$lculo estructural. El puente!canal puede ser de un solo claro cuando de un modo económico se pueda salvar el espacio de la depresión con él, pero si el espacio es grande, tendr$n que construirse varios tramos. En cada caso se 0ar$n las alternativas que se crean convenientes para escoger las longitudes correctas, el nmero de tramos y las posiciones de los apoyos. 1os apoyos e/tremos pueden ser estribos o caballetes y los intermedios pilas o caballetes.
ales apoyos ser$n calculados como si fuese un puente que llevara una carga normal, para que soporten todos los esfuer"os que le transmita la superestructura y las cargas que reciba directamente, y ser$n desplantados sobre material firme y protegidos contra posibles asentamientos, deslaves, socavaciones, etc. 'onviene primero estudiar la superestructura, para que definidas las cargas que transmite a la subestructura se proceda a calcular ésta. En la superestructura se distinguen dos formas de trabajo& El primero es de formar una cubeta impermeable de un canal por donde escurre el agua. El segundo es en sentido longitudinal, para lograr que todo el tramo, cargado con agua y todas las cargas que deba soportar, trabaje como viga o como puente apoyado en sus e/tremos.
