DISEÑO DEL COLCHON DISIPADOR Y ENROCADO DE PROTECCION PROYE PROYECTO CTO::
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A.
DISE O DE LA LONGITUD DEL COLCHON DISIPADOR Según el Anexo II, de Hidrologia y Drenaje, usando Bernoulli para la velocidad (V1) al pié de talud o barraje:
V1 = (2g (2g x (r + H + hs - d 1 + 0.9 x V H2/ 2g))1/2
(1)
Donde: 0.80 0.80 m (asumi (asumido) do) 9.81 m/s2 1.90 m 0.95 m
r= Dif. entre cota del terreno y del colchón disipador (0.5-1.0 m) g : Aceleracion de la gravedad H : Altura del barraje hs : altura de lámina vertiente d1 : tirante del río al pie del talud (m) VH : velocidad en Ia cresta del barraje vertedero (m/s)
Asimismo, por la ecuacion de continuidad la Velocidad Velocidad en la cresta del barraje (VH) es:
V1= Qv Qv / (L x d 1)
(2)
VH= Qv / (L x hs)
(3)
Donde: Qv= Caudal que fluye por el vertedero L : Ancho del vertedero o barraje
153.337 153. 337 m3/s (calculado (calculado Hcanales) Hcanales) 90.00 90.0 0 m (calculado) (calculado)
VH= 153.337 / (90.00 x 0.95) =
VH=
1.793
1.793
m/s
De las expresiones (1) y (2) se obtiene una ecuacion donde la unica variable es el tirante d1. Luego de hacer varias iteraciones de igualdad, el valor del tirante d 1 resulta:
d 1=
0.2029
m
(d1 ≥ 0.10 m)
(OK)
Habiendo calculado el tirante d 1, nos apoyamos del H Canales para el calculo del tirante conjugado d 2, y tambien la longitud del Resalto hidraulico. Tenemos:
d2=
1.6094
m
Lr= Lr =
7.03
m
(Lr ≤ Lc)
Para el calculo de la longitud del colchon disipador (Lc) empleamos las formulas:
Lc = (5 a 6) x (d2-d1) Lc = 6 x d1
(4)
Lc = 4 x d2
(5)
(6)
En la formula (4), para el calculo asumiremos un coeficiente de 5.6, resultando: Lc = 5.5 x (1.6094 - 0.2029) = Lc = 6 x (0.2029) = Lc = 4 x (1.6094) = Por lo tanto, la longitud del colchon disipador es: Lc = 7.736
Lc =
≥ 7.03
7.80
(OK)
m
7.736 1.217 6.438
7.03 (OK)
≥
B.
DISEÑO DEL ESPESOR DEL COLCHON DISIPADOR Según el Anexo II, de Hidrologia y Drenaje, se recomienda un espesor e ≥ 0.90 m. Asi tenemos:
e ≥ 0.90 m Asumimos:
e= C.
0.90
m
DISEÑO DE LA LONGITUD DEL ENROCADO DE PROTECCION (ESCOLLERA) Segun la formula de Bling, l a longitud (Ls) recomendada de la Escollera es:
Ls = 0.6 C D11/2 (1.12 (q.Db / D 1)1/2-1)
(1)
Donde: C : Coeficiente de Bligh D1: Altura del nivel de agua en el extremo aguas abajo del disipador y la cota de cresta del barraje (m) q : Avenida de diseño por unidad de longitud del vertedero (m3/s/m). Db: Altura desde la cota del extremo aguas abajo del disipador y la cota de cresta del barraje (m)
Ademas: y : Desnivel entre lecho de rio y fondo de colchon (m) d2: Tirante conjugado del resalto (m)
P d2
y
De la figura:
D1 = P+y-d2 Db = D1+d2-y q = Qv / b
Datos: P = 1.90 m d2 = 1.6094 m y = 0.80 m (asumido)
(2) (3) (4)
Qv = 153.337 m3/s b = 90.00 m
Hallamos D1 y Db: D1 = 1.90 + 0.80 - 1.6094 =
D1 =
1.10
m
Db = 1.091 + 1.6094 - 0.80 =
Db =
1.90
1.091
1.900
m
Segun el Anexo II, de Hidrologia y Drenaje, seleccionamos el coeficiente C:
C=
9
(para arena agruesa, gravas, arena)
Caudal unitario q: q = 153.337/90 =
q=
1.704
1.704
m2/s
Reemplazando en la formula (1), obtenemos la l ongitud del enrocado con rip-rap aguas abajo del colchon: Ls = 0.60 x 9 x (1.10)^
Ls = D.
1/2
x (1.12 x (1.704 x 1.90 / 1.10)^
5.20
1/2
- 1) =
5.219
m
DISEÑO DEL ANCHO DEL ENROCADO (ESCOLLERA) Segun los barrajes fijo y movil, tenemos el ancho (Bo) del enrocado:
Datos:
Bo = Lbf + Lbm + E Bo = 90.00 + 5.00 + 0.50 =
Bo =
95.50
m
95.50
Lbf = 90.00 m Lbm = 5.00 m Esp = 0.50 m
E.
DISEÑO DEL CONTROL DE FILTRACION (SOLADO O ZAMPEADO) De acuerdo a nuestro Estudio de Suelos y Geotecnia se determinó que el coeficiente de permeabilidad del suelo -5 o terreno de fundacion es c = 10 , significando ello que es un suelo muy permeable (Buen drenaje). Tal como se indicó en el Anexo II: Hidrologia y Drenaje, se acostumbra a poner un "zampeado" aguas arriba del vertedero, sobre todo cuando el suelo es permeable, con el fin de alargar el camino de percolación así como dar mayor resistencia al deslizamiento y prevenir efectos de erosión, en especial en épocas de avenidas. La longitud recomendada (Lz) por la experiencia, es tres veces la carga sobre la cresta. Esto es:
Lz = 3 x hs
Donde: hs=
Lz = 3 x 0.95 =
Lz = F.
2.85
0.95 m
2.850
m
PREDIMENSIONAMIENTO FINAL DEL BARRAJE (AGUAS ARRIBA)
hs= 0.95 Cº Ciclopeo f'c=175 kg/cm2 + 70% P.G. Ø 0.80m P= 1.90 4.70 Fondo de rio
1.85
2.85
0.80
5.00 4.20
1.0 0.25
0.80
G.
1.05
PREDIMENSIONAMIENTO FINAL DEL BARRAJE (AGUAS ABAJO)
hs=
0.95
P=
1.90 Fondo de rio
y=
0.80
y2 =
1.60
5.20
Cº Ciclopeo f'c=175 kg/cm2 + 70% P.G. Ø 0.80m
0.80
y1 = 0.203 0.80
C=
1.609
0.90
5.00
4.20 3.30
1.20
Enrocado con P.G. Ø 0.80m
7.80
1.0 0.25
1.80
2.00
0.80
