62624087 Guia Basica de Storm Sewer Extension

GUIA RAPIDA STORM SEWER EXTENSION

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Para los que ya conocen el programa Civil 3D saben que se puede diseñar redes de tuberías de alcantarillado Sanitario y Pluvial, solo eso dibujar las redes pero se debe saber que además de dibujar las redes en el civil se debe tener conocimientos de Hidráulica e Hidrología para poder realizar los cálculos sobre las estructuras diseñadas como Tuberías y Pozos de Inspección o Buzones, se preguntaran que cálculos, por ejemplo la Línea de Gradiente Hidráulica, Línea de Energía, entre otros. Este pequeño manual está hecho para tener conocimientos básicos de cómo se maneja la extensión Hydraflow Storm Sewer, como su nombre lo dice Flujo de aguas Pluviales, es decir que el programa solo trabaja para cálculos de este tipo de redes aunque también se puede analizar una red de tipo Sanitario pero sin la profundidad que lo hace la extensión nueva de Autodesk llamado STORM AND SANITARY ANALYSIS, el cual veré en otro momento si tengo el tiempo suficiente como para poder realizar algunos trabajos. Para los nuevos usuarios del programa Civil 3d, se debe mencionar que en la actualidad el programa tiene tres extensiones que son pequeños programas complementarios que ayudan a desarrollar de una manera fácil y más completa los diseños de Hidráulica e Hidrología, de los cuales muchos incluido el que habla se preguntan para que sirven, daremos una pequeña descripción de las extensiones abajo mencionados: Hydraflow Hydrographs Extensión: de formato de extensión GPW, sirve para analizar Cuencas Hidrográficas y modelado de Vasos de Almacenamiento como Lagunas, Estanques etc. Hydroflow Storm Sewer Extensión: de formato de extensión STM, sirve para analizar y diseñar sistemas de Alcantarillado Pluvial y Sanitario. Hydroflow Express Extensión: de formato de extensión HXP, sirve para analizar Alcantarillas que cruzan una vialidad, Canales, Tragantes, Hidrología y Vertederos o Aliviaderos. Ah o ra co mo ya h ab r án vi st o en la ac tu al id ad te n em os mu ch a in fo r ma ci ó n sobre estas extensiones pero la mayoría está en Ingles, el que habla ha tratado de encontrar información en idioma español o castellano pero no ha sido posible. Es por esta razón que me atr eví a crear este pequeño manual tenien do como


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base la Guía del Usuario de este programa el cual lo pueden enco ntrar en:

Por eso pido disculpas por los errores cometidos de aquí en adelante ya que no soy experto en la rama de la Hidrología solo tengo algunos conocimientos básicos que me hicieron volver a leer algunos libros sobre estos temas para po de r res olv er al gu nos pr obl em as en la vi da pr of esi on al , y ha go un ll am ad o a los profesionales que tienen más practica con las extensiones de Civil 3D pa ra que bri nde n su s ap ort es so br e el te ma , pe ro so br e to do a lo s se ñor es de Au to de sk qu e oj al á se ac uer de n de lo s usu ar io s de ha bl a His pa na y nos sorprendan una vez más con algo de información en nuestro Idioma.


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Hydroflow Storm Sewer Extension Como todo programa primero debemos con ocer el Espacio de Trabajo el cual se muestra en la ventana siguiente:

TOP TOOL BAR .- la barra de herramientas superior, desde esta se puede abrir o guardar un proyecto, así como imprimir los resultados del cálculo, además se puede configurar los códigos o parámetros de cálculo con el botón CODES, también se puede crear o modificar la configuración para la creación de la CURVA DE PRECIPITACION IDF, se puede insertar más líneas o tuberías, o borrarlas del dibujo si se quiere, y vemos también el botón RUN que inicia la corrida o cálculo del sistema de red trabajado. DISPLAY TABS . - o visor de etiquetas tenemos 4 pestañas desde la cual


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po de mo s in gre sa r al es pa ci o de tra ba jo en Pla nta qu e es do nde se va a cr ea r nuestra red a diseñar ya sea manualmente o importando desde Civil 3d o de un archivo XML como veremos en la siguiente ventana:

La ficha Pipes desde la cual podemos ingresar o modificar valores de las tuberías comprendidas en nuestra red.


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Como vemos está conformado por columnas y filas que contienen información de las tuberías como dimensiones, cotas de ingreso y salida, longitud etc. La ficha Inlets o ingresos nos muestra las dimensiones de la estructura de ingreso así como sus dimensiones y numeración que el programa le asigna automáticamente aunque estos se pueden editar como veremos más adelante:

Las formas de los ingresos la v emos en los iconos al lado derecho del espacio de trabajo y puede ser de tipo Manhole, Curb, Grate, Combination Curb & Grate, Generic, Drop Curb, Drop Grate, Open Headwall, and None (no inlet).


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La ficha RESULTS desde aquí se podrán ver los resultados que arrojan los cálculos en una vista agradable y si mple, además se encuentra una serie de botones desde los cuales se puede crear reportes personales como ejemplo de únicamente todas las estructuras o de solo las tuberías, además se tiene la opción de crear nuestros reportes personalizados. También se debe mencionar qu e se puede crear un reporte de costos de las estructuras y materiales.

Se debe saber en resumen, Hydraflow pu ede diseñar y modelar una red de hasta 250 líneas de drenaje pluvial a la vez. La red se compon e básicamente de "líneas". Una línea es una longitu d de tubería con un cruce en el extremo superior (upstream end). Uniones pueden ser pozos de visita, entradas, cajas de unión u otras estructuras donde se producen las pérdidas o ganancias. Puede haber más de una línea accediendo a un cruce, pero sólo uno puede salir. Recuerde, usted tiene la opción de especificar varios barriles de cualquier línea. Iniciar un nuevo proyecto es muy fácil. Usted no tiene que hacer nada. Una vez que se inicia Hydraflow está listo para aceptar nuevos datos. Su sistema se inicia en Hydraflow mediante la especificación de los datos requeridos, una línea a la vez, comenzando en el extremo inferior (downstream end). No te preocupes por tener que introducir los datos acumulados, tales como áreas de drenaje, Tc, etc. Hydraflow hace todo esto por usted. De hecho, como veremos más adelante, la cantidad de datos necesarios para cada línea es www.topcivilcad.wordpress.com

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sorprendentemente pequeño. Pero al mismo tiempo, un alto nivel de detalle se puede dar. Y porque Hydraflow es completamente a base de menús, puede realizar la tarea que quieras, cuando quieras. Nunca hay un curso rígido de los procedimientos a seguir, independientemente de la complejidad del sistema. Los archivos de proyecto son como una hoja de cálculo o un pr oce sa do r de tex to en qu e se gu ar da n y se abr en a su co nve nie nci a.

TIPICO SISTEMA DE STORM SEWER

Como menciona el título del cuadro de arriba los ángulos al lado izquierdo son negativos y los ángulos a la derecha son positivos y como ejemplo el ángulo de deflexión de la línea 3 es de -45 grados, el ángulo de la línea 2 es de “0” grados, la numeración de las líneas son automáticas de acuerdo al orden de creación de estas, aunque al final el orden lo dará el flujo que tendrá la red. Ah or a ve rem os en el si gu ie nte gra fi co lo s el em en to s qu e co nfo rma n una Línea básica de alcantarillado de Storm Sewer:


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Cualquier línea en su sistema de drenaje pluvial puede tener una entrada en su extremo de aguas arriba. La entrada disponible o los tipos de unión son los que se muestran en la barra de herramientas de botones laterales. Ellos pu ed en se r: de bo ca , en ci nta do, de rej il la , la co mb ina ci ón de l en ci nta do y la rejilla, genéricos, Drop Curb, rejilla suelta, Open Headwall y None (sin entrada). Las canaletas pueden estar compuestos de cruzada pendientes (cross-slopes) incluyendo depresiones de canalón en la cara de entrada. Hydraflow sigue la FHWA HEC N º 22 de tipo de metodología y de entrada.

Typical Inlet Section


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Una vez que los datos se ingresen al sistema, Hydroflow ofrece un menú desde el que se pueden realizar varias tareas, incluyendo cuatro formas de calcular los resultados. El método utilizado depende del tipo de sistema y es necesario el nivel de precisión . En cualquier caso, el resultado final siempre se mostrará la línea piezométrica , la pl en a ca pa ci da d de fl ujo de l si st em a, un análisis integral que incluye entrada de arrastre, captura y de los flujos po r al to , el co st o to ta l ju nto co n una se rie d e otr os da to s pe rt inen te s, di bu jo s y gr áf ic os. A co nti nu aci ón ve re mo s un pe qu eñ o ej em pl o de có mo tr ab aj a es ta ex ten si ón pa so a pa so . Para el ejemplo vamos a hacer dos corridas de Storm Sewer con un pr opu es to de ti po Dro p Cu rb en el ex tre mo su pe ri or (u pstr ea m elevación final debe coincidir con el existing grade y el downstream inversión aguas abajo outfall o desagüe debe coincidir con un sistema existente en elevación 100.00.

ingreso en d) .la inver o sistema

Nuestra tarea consiste en calcular los flujos y el diseño del ingreso del tipo Drop Curb, elegido para este caso, así como las dimensiones, elevaciones invertidas o invert elevation y slopes o pendientes para un periodo de retorno de 5 años. Para este ejemplo básico vamos a utilizar el valor de los códigos de diseño que se encuentran por defecto al abrir el pr ograma. Son básicamente 4 pasos que daremos en este ejemplo: 1. 2. 3. 4.

Dibujar el sistema Agr ega r da to s de la lí nea Calcular Ver los resultados, imprimir informes.

An te to do in ici am os el pr og ra ma de sd e el Ci vi l 3d , la s ex te nsi on es so lo se pu ed en inic ia r de sde el Ci vi l 3d en la versi ón de 20 09 es ta s ex te nsi on es se instalaban de manera independiente al Civil pero desde el año 2010 en que fu e in st au ra da el in ic io de la s mi sm as de sd e de ntr o d el Ci vi l es ta s so n dependientes del Civil 3D.


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Desde la ventana siguiente podemos ubic ar a los botones de inicio de las extensiones de Hidrología e Hidráuli ca dentro del Civil 3D:

DIBUJAR EL SISTEMA Es fácil como verán a continuación trabajar con sistemas de tuberías, pi ca mo s uno de lo s ico nos ce le st es qu e se en cu en tra n en el la do de re ch o de la ventana de trabajo, para este caso elegiremos el tipo pozo de visita (manhole)


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Una vez elegido el tipo de estructura picar en u n lugar de la ventana de trabajo como en el siguiente cuadro:

Verán que aparece un punto grueso de color negro y una línea que representa el inicio de la red o la parte final de la misma de acuerdo como quede terminado el diseño, en este caso para que se finalice el comando y se vea la primera línea de red dibujada se debe dar clic en el botón OK de la pa rt e in fe ri or de rec ha o si mp le me nte da r cl ic de rec ho co n el mo use , pe ro pa ra nues tr o ca so an te s de di bu ja r va mo s a in gr es ar un An gulo y una distancia para la primera tubería. Para esto vemos que debajo de las fichas PLANT, PIPE vemos unos casilleros en blanco en el cual se debe ingresar los datos de dirección y longitud que pa ra nues tr o ca so so n lo s si gu ie nte s:


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An gu lo 0 gr ado s y lo ngi tud 60 , lu ego de ingr es ar es to s da to s le da mo s OK co n el botón de la parte inferior derecha, la línea debe quedar dibujada como en la ventana siguiente:

Si se quiere tener una mejor visión de los objetos dibujados en la parte superior, encima de los iconos de color azul de los tipos de ingresos tenemos unos iconos de ventanas como en el AutoCAD, para este caso se puede picar el que nos da un Zoom Extend esto es opcional.


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Ah or a di buj ar em os ot ra lí ne a pe ro co n un Inle t di fe ren te , esc og er em os el tipo DROP CURB, e ingresaremos como ángulo -45 y una longitud de 50 feet. La siguiente línea a dibujar debe ser la continuación de la anterior, para eso debemos acercar el mouse al final de la línea 1 para escuchar un pequeño clic que hace el programa avisando que la línea a dibujar ya se unió con la pa rt e fi nal de la lí nea an te rio r es así qu e so lam en te nos qu ed a in gre sa r lo s datos en los casilleros como anteriormente se hizo para luego dar un clic en el botón OK, el dibujo debe quedar como en la ventana siguiente, después de darle un zoom Extend.

Ah or a pa ra co nti nuar co n el ej em pl o ir em os al pa so 2

ADH ER IR DATO S AL SIS TE MA Para eso picamos el botón que se encuentra en la parte superior de la barra de herramientas de lado derecho, o en su defecto picamos dos veces


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sobre el objeto a editar, aparecerá la ventana siguiente:

Ah or a in gr es ar em os al gu nos da to s pa ra que nues tr os cá lc ulo s ar roj en lo s datos que nos interesa, para eso picamos en el casillero corr espondiente, antes los datos a ingresar son los siguientes: Line ID = Outfall to Line 1 Line Length = 60.00 ft Deflection Angle = 0 deg Invert Elevation Down = 100.00 ft Inlet/Rim Elevation Down = 106.60 ft Inlet/Rim Elevation Up = 107.75 ft Los demás casilleros los dejamos por defecto, todo esto es en la ficha PIPE Al final el cuadro debe quedar como sigue:


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Ah or a pi am os el bo tón OK pa ra po de r se guir in gr es an do da to s pa ra la lí nea 2, pe ro an te s en la fic ha INL ET/ JUN CTI ON se de ja ra co mo es ta po r de fe ct o, también vemos que en la parte de inferior hay unos botones que al dar OK se han activado y toman el color azul, esto sirve para ir a la siguiente línea en donde al igual que la primera se ingresarán los datos siguientes:

Line ID = Line 1 to Line 2 Line Length = 50.00 ft Deflection angle = -45 deg Drainage Area = 3 acres Runoff Coefficient = 0.65 Inlet Time = 15 min.


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Ah or a va mo s a in gr es ar da to s al ob je to INL ET/ JU NC TIO N, pa ra es o pi ca mo s la ficha correspondiente y en los casilleros que correspondan colocamos los siguientes datos: Inlet ID = Inlet 2DC Inlet Length = 0 (esta configuración se hace de forma automática ) Throat Height = 4 in Cross-Slope =.05 ft/ft


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Para finalizar damos clic en OK y EXIT. Ah or a va mo s a rea li zar el te rc er pa so .

COMPUTO Picamos el botón RUN de la barra de herramientas Sup erior para iniciar el cálculo de nuestro ejemplo, aparecerá la ventana Sistema de C ómputo, en donde ingresaremos los siguientes datos: Return Period = 5 Yrs Calculation Options = “Analysis w/ Design” Starting HGL = “Crown” Use Interactive Feature = Checked on


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Al da r en el bot ón OK ap ar ec e la ve nta na de di se ño in te ra ct iv o:

Vemos en la ventana que el programa muestra el perfil de la línea 1, además se debe notar que ya ha diseñado el tamaño de la tubería y la pendiente la cual es de 18 pulgadas y 0.25% respectivamente, también vemos que el pr ogr am a ha ac om oda do el có mp uto pa ra 5 añ os de ret or no a una ve lo ci da d de 9.0 cfs. Información hidráulica de esta línea se muestra en la tabla superior. Los elementos de la tabla de abajo se encuentran disponibles para que usted pu ed a mo di fi ca r co n el co ntr ol de bot ón de la de rec ha co mo se ve rá en otr o ejemplo, ahora vamos a ver los datos calculados de la línea 2 para eso pi ca mo s el bot ón UP qu e se en cu en tr a en la pa rte in fe ri or de rec ha de la ventana:


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Se debe observar los siguientes datos:

La línea de color azul muestra la forma de la tubería, la línea roja indica la Línea de Gradiente Hidráulica y la línea verde muestra el Inlet/Rim elevations.


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A la ve z qu e el pr ogr am a ha di se ña do au tom át ic am en te la lí nea de fl ujo to ta l pa ra la lí nea 2 as í co mo pa ra lí nea 1, tam bi én ha he ch o lo mi sm o co n el INLET de la línea 2 es decir a diseñado las dimensiones de esta, podemos observar mejor picando el botón INLET SECTION:

En este caso el programa diseño una entrada de tipo Drop Curb , estableciendo en primer lugar la profundidad de la entrada igual a la altura de la garganta y luego la resolución de la longitud requerida de la apertura, En este caso, la altura de la garganta se establece en 4 pulgadas (0,33 metros). La longitud resultante se requiere 15,72 metros. Dividido por los cuatro lados da 3,93 metros por cada lado. La difusión total de anchura es de 17,27 metros. Hay momentos en que se va a tener que editar los resultados como por ejemplo una entrada de hasta 4 pies de los lados puede ser más práctico en el campo de 3,93 metros. Esto se puede cambiar fácilmente por los controles


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interactivos. En primer lugar picamos en la column a longitud de curva como se muestra:

Con el botón de color azul qu e tiene forma de flecha hacia arriba:

Vamos a elevar el dato de 4 hasta llegara a 16 esto picando y picando hasta llegar a la cantidad deseada. Tenga en cuenta que se trata de ediciones en tiempo real y podrá ver en el sistema hidráulico de entrada el cambio inmediatamente. La anchura extendida ahora se redujo a 17,10 metros Con se ha completado la fase de diseño y análisis.

VER LOS RESULTADOS E IMPRIMIR EL INFORME Vamos a la ficha RESULT, Hydraflow ofrece seis informes con formato previo, así como un informe completo personalizado con más de 95 variables a elegir.


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Ploteo de Perfiles esto se puede hacer rápidamente poniendo en relieve la fi la de da tos que se ve de ntr o de la fi ch a res ul ta do s y apr et an do el bo tó n superior PROFILE, aparecerá el perfil de la fila seleccionada: Ejemplo fila 1 en relieve de color gr is:


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Ah or a ap re ta mo s el bot ón PROF IL E:

La pan ta lla de per fil tiene muchas opciones para manipular el dibujo y también se puede exportar el dibujo terminado en un fichero DXF, para luego abrirlo en un programa CAD, vamos a ver esto rápidamente, piquemos el botón EXPORT aparece la ventana de configuración de archivos DXF:


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En donde colocamos la escala horizontal y vertical del dibujo y de los textos, damos OK:

Lo guardamos en la carpeta deseada y aparece una ventana de aviso.


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Si se quiere imprimir el reporte se puede h acer desde la barra de herramientas superior:

Ap ar ec e el cu adr o sig uie nte do nde va mo s a se le cc io nar lo s da to s a im pr im ir :

Si se quiere se puede tener una vista previ a del reporte para eso picamos el botón PREVIEW:


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