Proyecto
: PROTECCION PROTECCION DE AREA AREAS S AGRICOLA AGRICOLAS S E INFRAE INFRAESTRUCT STRUCTURA URA DE RIEGO RIEGO SECTOR TESORO - BOLADE BOLADE
Ubicación
: Region Provincia Distrito Sector
Rio Entidad Fecha
La Libertad Ascope Ascope BOLADERO
: CHICAMA : PERPEC - LA L A LIBERTAD : Nov-14
Presupuesto : Elaborado
: : : :
:
Tabla Nº 01 Coeficiente de Contraccion, µ Velocidad (m/s) <1.00 1 1.5 2 2.5 3 3.5 >4.00
Velocidad (m/s) <1.00 1 1.5 2 2.5 3 3.5 >4.00
Seleccionan :
10 m. 1.00 0.96 0.94 0.93 0.90 0.89 0.87 0.85
13 m. 1.00 0.97 0.96 0.94 0.93 0.91 0.90 0.89
42 m. 1.00 1.00 0.99 0.98 0.98 0.97 0.97 0.96
52 m. 1.00 1.00 0.99 0.99 0.98 0.98 0.98 0.97
Vm = B= µ=
3.484 140.000 0.990
Longitud libre entre los estribos 16 m. 18 m. 1.00 1.00 0.98 0.98 0.97 0.97 0.95 0.96 0.94 0.95 0.93 0.94 0.92 0.93 0.91 0.92
Longitud libre entre los estribos 63 m. 106 m. 1.00 1.00 1.00 1.00 0.99 1.00 0.99 0.99 0.99 0.99 0.98 0.99 0.98 0.99 0.98 0.99
Velocidad media (m/s) Ancho efectivo (m)
21 m. 1.00 0.99 0.97 0.97 0.96 0.95 0.94 0.93
25 m. 1.00 0.99 0.98 0.97 0.96 0.96 0.95 0.94
124 m. 1.00 1.00 1.00 0.99 0.99 0.99 0.99 0.99
200 m. 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 0.99 0.99 0.99
30 m. 1.00 0.99 0.99 0.98 0.97 0.96 0.96 0.95
Tabla N° 02 CLASIFICACION SEGÚN EL TAMAÑO DE PARTICULAS Tamaño (mm)
Tipo de material
4000
-
2000
Canto rodado muy grande
2000
-
1000
Canto rodado grande
1000
-
500
Canto rodado medio
500
-
250
Canto rodado pequeño
250
-
130
Cascajo grande
130
-
64
Cascajo pequeño
64
-
32
Grava muy gruesa
32
-
16
Grava gruesa
16
-
8
Grava media
8
-
4
Grava fina
4
-
2
Grave muy fina
2
-
1
Arena muy gruesa
1
-
0.500
Arena gruesa
0.500
-
0.250
Arena media
0.250
-
0.125
Arena fina
0.125
-
0.062
Arena muy fina
0.062
-
0.031
Limo grueso
0.031
-
0.016
Limo medio
0.016
-
0.008
Limo fino
0.008
-
0.004
Limo muy fino
0.004
-
0.002
Arcilla gruesa
0.002
-
0.001
Arcilla media
0.001
-
0.0005
Arcilla fina
0.0005
-
0.00024
Arcilla muy fina
Grava media
Fuente : UNION G EOFISICA AMERICANA (AGU)
Diametro medio (D50) =
12.00000
Material :
=====>
Grava media
=====>
NO COHESIVO
Peso Especifico (Tn/m3) = Tabla N° 03 SELECCIÓN DE x EN SUELOS COHESIVOS (Tn/m3) o SUELOS NO COHESIVOS (mm) Peso especifico Tn/m3 0.80
X
1/(X +1)
D (mm)
X
1/(X +1)
0.52
0.66
0.05
0.43
0.70
CALCULO HIDRÁULICO SECCIÓN ESTABLE O AMPLITUD DE CAUCE ( B ) Proyecto : Q DISEÑO (m3 /seg)
PROTECCION DE AREAS AGRICOLAS E INFRAESTRUCTURA DE RIEGO SECTOR TESORO - BOLADERO RIO CHICAMA - ASCOPE MÉTODO DE SIMONS Y HENDERSON
MÉTODO DE ALTUNIN - MANNING
MÉTODO DE BLENCH
B = K1 Q1/2
B = (Q1/2 /S1/5) (n K 5/3 )3/(3+5m)
B = 1.81(Q Fb /Fs)1/2
Condiciones de Fondo de río
939.92 Pendiente Zona del Proyecto (m/m)
Fondo y orillas de grava
K1
2.9
B (m)
88.91
B (m)
Valores rugosidad de Manning (n) Descripción
n
Cauces de Río con fuerte transporte de acarreo = 0.035
0.035
Coeficiente Material del Cauce
B (m)
Factores Factor de Fondo
Fb
Material Grueso
1.2
MÉTODO DE PETTIS
Descripción
K
B = 4.44 Q0.5
Material aluvial = 8 a 12
12
Factor de Orilla
Fs
Descripción
m
Materiales sueltos
0.1
Para cauces aluviales
1
0.00650
112.84 B (m)
192.23
Coeficiente de Tipo de Río
136.12
RESUMEN : M TODO
B (m)
MÉTODO DE SIMONS Y HENDERSON
88.91
MÉTODO DE PETTIS
136.12
MÉTODO DE ALTUNIN - MANNING
112.84
MÉTODO DE BLENCH
192.23
RECOMENDACIÓN PRACTICA
96.39
========> PROMEDIO
125.30
========> SE ADOPTA
B: B:
140.00 Se elige este ancho por adaptarse a la zona de estudio.
CALCULO HIDRÁULICO SECTOR :BOLADERO CALCULO DEL TIRANTE M TODO DE MANNING - STRICKLER (B > 30 M) t = ((Q / (Ks * B. S1/2))3/5 Valores para Ks para Cauces Naturales (Inversa de n) Descripción Ks
Cauces de Río con fuerte transporte de acarreo = 28
t
(m)
28
Caudal de Diseño (m 3 /seg)
1.92
Q= 939.92 Ancho Estable - Plantilla (m) B= 140.00 Pendiente del Tramo de estudio S= 0.00650
Formula de Manning : Velocidad Media (m/s) >>>>> V = R 2/3 * S 1/2 / n Radio Hidráulico >>> R = A / P >>>>>>> Tirante medio (y ) Taluz de Borde (Z) y= 1.92 Z= 2 Ancho de Equilibrio (B) B= 140.00 rea (m2) Perímetro (m) A = 261.43 P = 140.91 >>>>>>>
R:
Pendiente de Fondo >>> S S= 0.00650 Coeficiente de Rugosidad de Manning 1.86
3.48
V=
Descripción
n
Cauces de Río con fuerte transporte de acarreo = 0.035
0.035
m/seg
Numero de Froude : F = V / (g * y )1/2 Velocidad media de la corriente (m/s) V = 3.48
Aceleración de la Gravedad g = 9.81
Profundidad Hidráulica Media = Área Mojada / Ancho Superficial:
y = A / B >>>
y=
Tipo de Flujo :
Froude (F)
1.87 FLUJO SUBCRITICO
Calculo de la Altura de Dique >>>>>>> Bordo Libre (BL) = ¢ e Caudal máximo m 3/s
¢
¢
ALTURA DE MURO (HD)
e = V /2g
BL
H = y + BL
0.81
CALCULO DE LA PROFUNDIDAD DE SOCAVACION (Hs) METODO DE LL. LIST VAN LEVEDIEV
Suelos Granulares - No Cohesivos ts = (( t5/3)/(0.68 Dm0.28 ß))1/(x+1) ……...(1) Suelos Cohesivos ts = (( t5/3)/(0.60
s
1.18
ß))1/(x+1)
……...(2)
Donde:
ts = t= t= Dm = Dm =
Tirante despues de producirse la socavacion (m) Tirante sin soc avacion (m) 1.92
m
Diametro Medio de las particulas (mm) 12
mm
s = Peso Especifico suelo (Kg/m3)
µ= Coeficiente de Contraccion = Coefciente >>>>>> = Q/(tm5/3B µ) Tirante medio (t m )= A/B
Q (Caudal de Diseño)
Coeficiente de Contraccion (µ ) Tabla N° 01
Ancho Estable
CALCULO ESTRUCTURAL : Profundidad de Uña Proyecto :
PROTECCION DE AREAS AGRICOLAS E INFRAESTRUCTURA DE RIEGO SECTOR TESORO - BOLADERO RIO CHICAMA ASCOPE
Profudidad de = Socavacion (Hs)
1.60
PROTECCION DEL PIE DE TALUD
==========>
Profundidad de = Uña (PUÑA) FS =
FS * Hs 1.5
PUÑA
=
2.40
Por lo Tanto Seleccionamos : PUÑA
=
3.00 m
CUADRO N° 07 - A : CALCULO ESTRUCTURAL DE ESPIGONES: Proyecto :
PROTECCION DE AREAS AGRICOLAS E INFRAESTRUCTURA DE RIEGO SECTOR TESORO - BOLADERO RIO CHICAMA - ASCOPE
Tipo : No Sumergibles Caracteristicas :
DIMECIONAMIENTO
CALCULO DE LA ALTURA Y PENDIENTE:
Taludes
Longitud : L = L A + LT
No Sumergibles
Espalda
1 : 1.25 a 1 : 3.0 : : TE = 1 :
1.5
Frente
1 : 1.25 a 1 : 3.0 :: TF = 1
1.25
Morro
1 : 2.5 a 1 : 5.0 : TM = 1
2.5
Longitud de Trabajo
>>>>
y < LT < B/4
Tirante medio (m): y = Ancho medio del cauce (m): B =
1.92
Progresivas 0+000
140.00
HE HE1
>>>> Longitud de >>>>>> 1.92 < LT < 35 Pendiente de la Cresta : S Son más baratos, pero Trabajo (m) causan menos Seleccionamos ===> LT = 20.00 Corregida por el α : sedimentación, y crean Orientaciòn >>>> Aguas Abajo Calculo de Altura de Espigon ======> HE : turbulencia durante el 10.00 proceso de sumergencia, 2.42 y= Angulos de Inclinaciòn (α) >>>> 30 ° 1.92 por lo que las protecciones >>>> H E LA = 0.1 a 0.25 LT Borde Libre : BL al pie de los taludes deben Longitud de Anclaje >>>> Será empotrado al ser de mayor longitud. 2.50 L A = BL 0.5 Dique enrocado Longitud de Espigon
>>>>
V
H
Corona de Espigón : C=
L = LA + LT L =
20.00
SOCAVACION EN ESPIGONES : METODO DE ARTOMONOV
α
30 ° 60 ° 90 ° 120 ° 150 °
Q1 / Q 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.9
ST = Pα * Pq * Pk * do ………..(1) donde : ST = Profundidad maxima de socavación Coeficiente que depende del ángulo del espigón Pα= Pα Inclinacion : AGUA ABAJO 0.84 respecto al eje del dique enrocado : 0.94 α = 1.00 60 ° Pα = 1.07 0.94 1.19 Coeficiente que depende de los gastos Pq = Pq Q1 = Gasto téorico a través del estribo 2.00 Q = Gasto total del río 2.65 3.22 3.45 0.2 Q1 / Q = 3.67 2.65 Pq = 3.87 4.06 4.20
=========> REEMPLAZANDO DATOS EN (1) :
ST =
PK = Coeficiente que depende del talud
k 0 0.5
PK 1.00 0.91
1 1.5 2 3
0.85 0.83 0.61 0.50
do = Tirante aguas arriba, sin socavacion = t do = 1.92 m 3.97 m
=========> LA SOCAVACION LOCAL SERÁ :
HS = k= Z = Pq =
1.5 0.83
ST - do
HS = 2.05 m Por tanto la Profundidad de Uña en espigon será Puña_espigon = 2.00 m
2
PROFUNDIDAD DE CIMENTACION DE LA UÑA EN TRAMO CURVO Metodo de Altunin Dmax = e * dr donde : Dmax. : Profundidad maxima de agua dr : Profundidad en el tramo recto s ituado aguas arriba de la curva R : Radio de curvatura R : 119.05
m
B : Ancho superficial B : 140.00
m
R / B : 0.85
Valor de Ingreso a la Tabla =====>
Valores Coeficiente "e" R/B Infinito 6.00
e 1.27 1.48
CALCULO ESTRUCTURAL ESTABILIDAD DEL TERRAPLEN
PROBABILIDAD DE MOVIMIENTO DE LA ROCA
Fuerza Resistente (Kg/m)
ANALISIS DE ESTABILIDAD
R = W * Tag Ø
ESTABILIDAD DEL REVESTIMIENTO DEL ENROCADO
Froca (D50) = 0.56 *(V2 /2g) * (1/ D50 )* (1/ ∆) Froca (%)
Veloocidad caudal de diseño (V)
W = Peso del Terraplen
Velocidad
R
Area Dique (m2)
19.95
Peso Especifico del material (Kg / m3 )
1930.00
g a=
∆
Angulo de fricci on interna en grados(tipo de mater ial de rio) Ø
R > P ====> EL DIQUE ES ESTABLE A LA PRESION DEL AGUA
35
Tag Ø
g
= 2,640.00 s Peso especifico del agua Kg/m3
26,960.44
Presion del Agua (Kg/m2)
) * D50 * K
g s
=
0.00650
K
1
sen
Angulo del Talud (α)
sen
2
1
(Enrocado) (Φ)
1,843.20
45
Factor de Talud (K)
1.92
K=
0.775
Coeficiente de Shields C=
Va : velocidad del agua entre el enrocado y el fondo. 2/3
Va =(D50 / 2) * S
Va (m/s)
2.-Determinación de velocidad que puede soportar el suelo sin ser erosionado (Ve) Ve = v elocidad que puede soportar el suelo sin ser Ve (m/s) erosionado
1/2
/ nf
nf = Rugosidad del fondo
Dm = Dm =
nf
Condicion
Sin filtro o hay filtro de Geotextil
0.02
Pendiente Tramo de estudio S= 0.00650 Diametro medio de la roca (D 50) D50 = 0.80
2.188
ASUMIENDO UN FILTRO DE GEOTEXTIL : Se tiene ===> Va1 = Va / 4 Va1 =
Ve =16.1 * (Dm) diámetro de partículas del suelo base (m) 0.012 m
Verificacion : Como Va > Ve : Habra Erosión ===> SE RECOMIENDA UTILIZAR UN FILTRO DE GEOTEXTIL O UN FILTRO DE GRAVA
0.100
DETERMINACION DEL TIPO DE FILTRO
1/2
0.547 m/s
Se debe verificar que se cumpla que : V a1 > Ve
1.764
<
a
c
2
a
2
101.68
α
2 6.57 ° 2 Angulo de friccion interna del material
0.80
CALCULO PARA DETERMINAR EL USO DE FILTROS
2,640.00
Φ=
1.- Determinación de Velocidad en el espacio entre el enrocado y material base :
Verificacion ===>
c Si
Factor de Talud (K)
1,000.00
=
= 1,000.00 a Peso especifico de la roca (cantera) 3 Kg/m 12.48
P
=
-
g s g a
c
g
1,000.00
t= 1.92 Pendiente Tramo de estudio S=
=C * (
Peso especifico del agua Kg/m 3
1000.00
Tirante t
0.26
Z=
D50
P = PW * t2 /2 =
1.64
ESFUERZO CORTANTE CRITICOS
a
Diametro medio de la roca (D 50)
0.70
PW
g a
=
g
38,503.50
g * t * S
Tirante de diseño (m)
Peso especifico de la roca (cantera) Kg/m3 a
W=
'=
a agua a Peso especifico del Kg/m3
3.48
g S g a
ESFUERZO MAXIMO CORTANTE ACTUANTE
Verificacion :
Como Va1< Ve : ===> USAR FILTRO DE GRAVA
EL REVESTIMIENTO DEL ENROCADO ES ESTABLE
CALCULO DEL DIAMETRO DE ROCA RIO CHICAMA FORMULA DE MAYNORD Caudal : Q = 1000 m3/seg Sección Hidráulica
Rio Chicama
Altura Hidráulica (m)
Velocidad en el Centro del Cauce (m/s)
Coeficiente C1
Coeficiente por Ubicación de roca C2
F = C2 V / (g y) 0.5
d50 = t C1 F3
1.92
3.48
0.32
1.50
1.20
1.07
D50
=
1.07 m
CALCULO DEL DIAMETRO DE ROCA RIO CHICAMA FÓRMULA DE FORMULA DE R. A. LOPARDO 0.011314*
W
g s
* V
g
Peso específico de las partículas, Kg/cm3, Tn/m3
s
6
Peso específico del fluido, Kg/cm3, Tn/m3
6 * W D s * s
Angulo de reposo del material
W = Peso de roca, lb Peso específico de la roca, lb / ft 3
g s g ) del talud respecto a la horizontal * SENO q Ángulo Peso, Kg g s Velocidad Media Talud Sección 3
W
Hidráulica
Rio Chicama
Tn/m3
Tn/m3
(m/s)
(°)
2.68
1.00
3.48
4 5.00 °
Z
1 3
Ds = Diámetro de volumen esférico equivalente, ft
Velocidad media, m/s
V
1
2.00
KG
Tn
Lb
pcf
DS ft (Pies)
DS
(°)
2 6.57 °
1021.32
1.021
2251.63
167.307
2.951
0.900
=
0.90
m
W (Peso)
(m)
Diámetro de la roca, m
Porcentaje 100
<=
Dcalculado
=
0.90
50
>
D60
=
0.54
80
>
D40
=
0.36
Dcalculado
CALCULO DEL DIAMETRO DE ROCA RIO CHICAMA FÓRMULA DE LA CALIFORNIA DIVISIÓN OF HIGHWAYS b
factor para condiciones de mucha turbulencia, piedras redondas, y sin que permita movimiento de piedra, se adopta un valor b =1.4
2
d 50
Sección Hidráulica
Rio Chicama
b V *
2 g
1
Densidad Relativa del material ===>
s
Densidad de la roca
∆
*
g S g g ƒ= Factor de talud
f
sen2
f
Densidad del agua
V
Velocidad media, m/s
Angulo del Talud
g
Aceleracion Gravedad : 9.81
Angulo de Friccion Interna del material.
Velocidad Media
s Tn/m3
Tn/m3
(m/s)
2.63
1.00
3.48
Porcentaje 100 50 80
<= > >
(°)
3 8.00 °
Diámetro de la roca, m 0.77 D = 0.46 D60 = 0.31 D40 =
Z
∆
Talud
1
2.00
ƒ
(°)
1
sen2 d50 (m)
2 6.57 °
D50
1.63
0.687
0.77
=
0.77
m
