Uni v er si dadNaci onal " SanINGENIERIA Lui sGo z ag a"de INGENIER IAn CIVIL Curso
:
I c a
O$RA Docente :
Ing. FREDY FRANCO Alum Alumno nos s: PRADO VALLEJO! Rolando te"en REVA REVA##A CA$E%A! &at'er(ne Ro)ana VA*+E% RA R AY,+NDO! L(- Carol(na Carol(n a Ao
: /0 1$2
C( C(clo
: 3 CICLO ICA 4 PER5 6789
,ARCO #ERICO Gaviones
OBRAS HIDRÁULICAS
Son estructuras flexibles construidas por una red de malla hexagonal tejida a doble torsión. El alambre alambre galvanizad galvanizado o tiene un recubrimie recubrimiento nto plastificad plastificado o que debe garantizar garantizar una vida útil adecuada del alambre. El llenado de las cajas del gavión se hace normalmente sobre la base de cantos rodados, que se encuentran en los cauces de los ríos. Estas estructuras son apropiadas en zonas donde el río presenta pendiente suave media !foto " # $% !figura " # &%.
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ARMADO DE GAVIONES 'iene fases definidas, como( apertura del fondo, doblado de paneles, amarre de paneles, colocado de cajas del primer nivel. )uego de llenados, se ir* colocando en forma similar los siguientes tramos !foto "#+&%.
SELECCIÓN Y ACOPIO DE CANTOS RODADOS
or lo general los cantos rodados existen en los ríos de la costa, los cuales, con empleo de mano de obra, son seleccionados según las dimensiones del caso. Esta labor tambi-n se puede efectuar con empleo de cargador frontal. El material seleccionado ser* trasladado a los gaviones. Se tiene en consideración que para los colchones antisocavantes las dimensiones de los cantos rodados ser*n menores , en función a la velocidad, se tendr* en cuenta que deben ser resistentes a los impactos, tener buen peso específico sus dimensiones ser*n ,/ veces m*s que las dimensiones de la malla.
LLENADO DE GAVIONES
Ser* efectuado con el empleo de mano de obra, colocando los cantos rodados dentro de las cajas, para evitar deformación lograr una mejor vista. Se puede encofrar con madera. El atiramiento se efectuar* al llegar el llenado a un tercio de la altura del gavión consiste en amarrar con tirantes cruzados las caras opuestas verticales. Se prosigue el llenado hasta su culminación0 luego viene el colocado de las tapas el amarre que ser* a los bordes de los
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paneles verticales. En forma si milar se culminar* por cajas todo el armado de la estructura gavionada !figura "#1%
LLENADO DE COLCHONES
Colocado 2onsiste en abrir el fondo, retirar estirar cada colchón0 luego se aseguran los diafragmas levante de las paredes verticales, amarre de las alas a los diafragmas. En forma similar las paredes frontales, luego se procede al llenado.
•
Llenado
Ser* con empleo de mano de obra o maquinaria, antes se colocar* tirantes verticales, uniendo base con tapa0 luego del llenado se tapar* amarrar* la tapa al resto de la estructura !figura " 3 &%.
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+$ICACIN Y DECRIPCIN DE LA E#R+C#+RA: La estructura está ubicada e e! R"# Ica$ e !a etrada de L#s A%ui&es'
DATOS DE LA ESTRUCTURA( 1,00m.
1,00m.
0,50m. 0,50m.
1,00m.
0,50m.
1,00m.
0,50m.
1,00m.
1,50m.
ϒg=1.82
tn/m3 Ø=35°
3,00m.
0,20m. 6,20m.
C
CAUDAL Y PENDIENTE QMax(m3 /s) = 483.00 S* = 0.002
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Caudal Pendiente !am" #$anning%
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CAUDAL INSTANTANEO M!"#$# $! %&''! USA SOLO CON LA MEDIA DE LOS CAUDALES DIAIOS DE CADA AO
QINST = QMA+ (, - 2. /A0.3)
,
QINST = QMA+ (, -0.8 L T)
2
SELECCIONA %OMULA (,) 1 (2)
Q(m3 /s) = &83.00
,.00
Caudal '!ea de la Cuenca en (m2
A = ,,.00 QINST = 0.4
Caudal )n*tantane"
Q(m3 /s) = 5+1.00
Caudal de i*e-"
SECCION ESTA5LE O AMPLITUD DE CAUCE ( 5 ) ECOMENDACI6N PACTICA Q (M3 /S) ANC7O ESTA5LE ( 52 ) 3000
200
2&00
10
1500 1000
120 100
500 ,.00
+0 52 =
,00.00
3
( * ) A'9:a;'! :a&$a'!s ma<#!s ,00 m /s
METODO DE PETITS 0. 5 = 4.44 Q
QM3/S = &83.00
Caudal de i*e-" #m3/*%
5 = A:># Es"a;'! $!' Ca&:! (m)
5 = ,0.,0
m.
METODO DE SIMONS Y 7ENDESON ,/2 5 = ?, Q CONDICIONES DE %ONDO DE IO "nd" "!illa* de a!ena "nd" a!ena "!illa* de mate!ial c"e*i" "nd" "!illa* de mate!ial c"e*i" "nd" "!illa* de g!aa "nd" a!ena "!illa* mate!ial n" c"e*i" SELECCIONA ?, = QM3/S = ,.00 Ca&$a' $! D9s!@# (m3/s) 5 = 'nc" E*tale del Cauce #m%
5 = ,3.20
?, 5.+0 &.20 3.60 2.0 2.80 .0
m.
METODO DE 5LENC7 ALTUNIN %; =
%;#(,-0.,2C)
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%;# = 5=
QM3/S = %; = %s =
D0,/3 ,.8,(Q %;/%s),/2 Caudal de i*e-" #m3/*% act"! de 4"nd" de cauce del i" #ala% act"! de !illa de cauce de i" #ala%
%a:"# $! %#$# $ate!ial in" $ate!ial G!ue*" SELECCIONA %a:"# $! O9''a $ate!iale* *uelt"* #7a!!" a!ena% $ate!iale* lige!amente c"e*i"* #a!!" a!c. ang.% $ate!iale* c"e*i"* SELECCIONA
5 = ,22.33
%; 0.80 1.20 0.80 %s 0.10 0.20 0.30
%; =
0.,0
%s =
m.
METODO DE MANNIN 5 = (Q,/2 /S,/) ( ? /3 )3/(3-m) Q= S= = ?= m=
&83.00 Caudal de i*e-" #m3/*% 0.00200 Pendiente!am" !a C"e4iciente de !ug"*idad C"e4iciente $ate!ial del Cauce #ala% C"e4iciente de i" de i" #ala%
Ba'#!s &#s9$a$ $! Ma9 () Cauce c"n 4"nd" *"lid" *in i!!egula!idade* Cauce* de !i" c"n aca!!e" i!!egula! Cauce* de i"* c"n :egetaci"n Cauce* natu!ale* c"n de!!ui" e i!!egula!idade* Cauce* de i" c"n 4ue!te t!an*"!te de aca!!e" "!!ente* c"n ied!a* de tama-" de una cae;a "!!ente* c"n de!!ui" g!ue*" aca!!e" m"il SELECCIONA D!s:9:9# $ate!ial de cauce mu !e*i*tente $ate!ial 4acilmente e!"*i"nale $ate!ial aluial :al"! !actic" SELECCIONA D!s:9:9# Pa!a !i"* de m"nta-a Pa!a cauce* a!en"*"* Pa!a cauce* aluiale* SELECCION A
0.025 0.030 9 0.02 0.033 9 0.02 0.033 0.035
=
0.0&0 9 0.0&& 0.0&5 9 0.050 0.0330
? =
? 3a& 16 a 20 8 a 12 10 ,.00
m
m =
5 = ,44.4
SELECCI6N DEL ANC7O ESTA5LE
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0.5 0.+ 1.0 0.+0
m.
5 = 22m
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TIANTE DE DISEO ( " ) METODO DE MANNIN STIC?LE (5 30 M) " = (Q/(?s ; S 0.))3/ < = 5+1.00 Caudal de di*e-" #m3/*% (* = C"e4iciente de ug"*idad #ala% Ba'#!s aa ?s aa Ca&:!s Na"&a'!s Cauce c"n 4"nd" *"lid" *in i!!egula!idade* Cauce* de !i" c"n aca!!e" i!!egula! Cauce* de i"* c"n :egetaci"n Cauce* natu!ale* c"n de!!ui" e i!!egula!idade* Cauce* de i" c"n 4ue!te t!an*"!te de aca!!e" "!!ente* c"n ied!a* de tama-" de una cae;a "!!ente* c"n de!!ui" g!ue*" aca!!e" m"il SELECCIONA ?s = 7 = 22.00 'nc" e*tale #m% = 22.00 = 0.00200 Pendiente del t!am" #m/m% t = i!ante id!aulic" de di*e-" #m%
" = .32
?s +0 33 9 35 30 9 35 30 28 25 9 28 1 9 22 3.00 1
m
CALCULO DE LA BELOCIDAD < AUSTES INESA TALUD
,.30
=
METODO DE MANNIN STIC?LE Bm = ?s 2/3 S,/2 = ?s = "= ;= P= A= = S=
Ta'&$ Ex:!s9F# C"e4iciente de !ug"*idad #)ne!*a de $anning% i!ante Hid!aulic" $a>im" Plantilla #m% Pe!imet!" $"?ad" #m% '!ea #m2% adi" id!aulic" Pendiente #$anning%
3.000 .32 22.000 32.8 ,,8.32 3., 0.00200 B!'#:9$a$ ( m/s )
Bm = Bm = 3.8
m/*
EIMEN DEL CAUDAL DEL IO N&m!# $! %#$!
% = B/(*A/T),/2 B= = A= D=
3.8 .8,0 ,,8.32 .32
:el"cidad #m/*% 'cele!aci" de la g!aedad '!ea id!aulica #m2% 'nc" del Cauce #m%
% = 0.0
%LUO SU5CITICO
BEI%ICACION Q= Q, = DI%EENCIA =
,.000 402.0 ,8.340
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m3/s m3/s m3/s
2.48G
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CALCULO DE LA PO%UNDIDAD DE SOCABACION (7s) Ta;'a NH 0 C#!9:9!"! $! C#"a::9# J S!'!::9#a$#
Bm = 3.8 METODO DE LL. LIST BAN LEBEDIEB
5=
22.00
J
0.
a = Q/("/35 J) "s = ((a "/3)/(0.8 D0.28 K)),/(x-,) "s = ((a "/3)/(0.0 ,.,8 K)),/(x-,) <= t= 7= @=
5+1.00 Caudal #m3/*% 5.3 i!ante id!aulic" #m% 22.00 'nc" del Cauce #m% 0. C"e4iciente C"nt!acci"n #ala% a = 1.58 = iamet!" $edi" de la* a!ticula* #mm% A = Pe*" E*eci4ic" *uel" #n/m3% > = :al"! "tenid" de la ala 1/#>B1% = :al"! "tenid" de la ala K = C"e4iciente "! iem" de et"!n"
SELECCI6N DE x EN SUELOS CO7ESIBOS (T/m3) # SUELOS NO CO7ESIBOS (mm) S&!'#s C#>!s9F#s (,) S&!'#s N# C#>!s9F#s (2) Pe*" e*eci4ic" n/m3 0.80 0.83 0.86 0.88 0.0 0.3 0.6 0.8 1.00 1.0& 1.08 1.12 1.16 1.20 1.2& 1.28 1.3& 1.&0 1.&6 1.52 1.58 1.6& 1.+1 1.80 1.8 2.00 SELECCIONE
2
>
1/#> B1%
#mm%
>
1/#> B1%
0.52 0.51 0.50 0.& 0.&8 0.&+ 0.&6 0.&5 0.&& 0.&3 0.&2 0.&1 0.&0 0.3 0.38 0.3+ 0.36 0.35 0.3& 0.33 0.32 0.31 0.30 0.2 0.28 0.2+
0.66 0.66 0.6+ 0.6+ 0.68 0.68 0.68 0.6 0.6 0.+0 0.+0 0.+1 0.+1 0.+2 0.+2 0.+3 0.+& 0.+& 0.+5 0.+5 0.+6 0.+6 0.++ 0.+8 0.+8 0.+
0.05 0.15 0.50 1.00 1.50 2.50 &.00 6.00 8.00 10.00 15.00 20.00 25.00 &0.00 60.00 0.00 1&0.00 10.00 250.00 310.00 3+0.00 &50.00 5+0.00 +50.00 1,000.00
0.&3 0.&2 0.&1 0.&0 0.3 0.38 0.3+ 0.36 0.35 0.3& 0.33 0.32 0.31 0.30 0.2 0.28 0.2+ 0.26 0.25 0.2& 0.23 0.22 0.21 0.20 0.1
0.+0 0.+0 0.+1 0.+1 0.+2 0.+2 0.+3 0.+& 0.+& 0.+5 0.+5 0.+6 0.+6 0.++ 0.+8 0.+8 0.+ 0.+ 0.80 0.81 0.81 0.82 0.83 0.83 0.8&
.000 0.30
,/(x -,) =
0.3
D (T/m3) 1 D(mm) = x=
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Ba'#!s $!' C#!9:9!"! K
K=
0.84,-0.03342 L (T) P!"ailidad de et"!n" #%
Pe!i"d" de et"!n" #'-"*%
C"e4icient e D 0.++
2.00 5.00 10.00 20.00 50.00 100.00 300.00 500.00 1,000.00 SELECCIONA
50.00 20.00 10.00 5.00 2.00 1.00 0.33 0.20 0.10
0.82 0.86 0.0 0.& 0.+ 1.00 1.03 1.05 1.0+
K = i!ante de *"caaci"n
t* =
0.
"s = ,0.3
m
PO%UNDIDAD DE SOCABACION (7s) EN TAMOS ECTOS 7s = "s " t* = 10.3+ t=
i!ante de *"caaci"n #m% i!ante id!aulic" c"n aenida de di*e-" #m%
5.3
H*1 = P!"4undidad de *"caaci"n 7s = 4.8
m.
CALCULO DE 5ODE LI5E DE LA DE%ENSA (5' ,) 7! = B2 /2 Bm = :el"cidad del Caudal de i*e-" #m/*% g=
'cele!aci"n de la G!aedad
He = 0.6
Ene!gia Cinetica #m%
5' = 7! Caudal ma>im" m3/* 3000.00 &000.00 2000.00 3000.00 1000.00 2000.00 500.00 1000.00 100.00 500.00
=
2 1.+ 1.& 1.2 1.1 ,.20
5', = 0.83 !:#m!$a:9#!s Pa:"9:as m3/* F 200 200 a 500 500 a 2000
7l 0.80 0.81 0.8&
0.0 0.83
5'2 = 0.0 7"!d" li!e $en"! 7"!d" li!e $a"!
5'2 = 5', =
eleccin
5' = 0.83
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0.83 0.0
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CALCULO DE ALTUA DEL MUO 7D = t= 7l =
" - 5' 5.3 0.83
i!ante de di*e-" #m% 7"!d" li!e
7m = 3.00
Hm = 6.22
LONITUD DEL COLC7ON L:#':># = 1.5H* L:#':># = +.&+
TIPO
EPE #m% 0.15 9 0.1+
COLC7ON ENO
0.23 9 0.25 0.30
ABION
0.50
L:#':># = .00
P)E' E EIIEJ )$EJ)J #mm% +0 9 100 +0 9 150 +0 9 100 +0 9 150 +0 9 120 100 9 150 100 9 200 120 9 250
d50 0.085 0.110 0.085 0.125 0.100 0.125 0.150 0.10
:EIC. C))C' m/* 3.50 &.20 3.60 &.50 &.20 5.00 5.80 6.&0
:EIC. I)$)E m/* &.20 &.50 5.50 6.10 5.50 6.&0 +.60 8.00
E' !s!s# $!' :#':># s! ! &:9# a 'a F!'#:9$a$ &! aa !s"! :as# !s Bm = 3.68 m/*eg P9!$a $! !''!# = +0 9 120 mm Es!s# $!' :#':># = 0.3
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VERIFICACIN Dat#s( ) = (a = ** = 7= H=
Kngul" de 4!iccin del te!!en" C"e4iciente acti" de !e*in de tie!!a Pe*" e*eci4ic" del *uel" #n/m3% 7a*e del gai"n #m% 'ltu!a de mu!" #m%
32 0.30+ 1.8 3.00 5.50
La=
Ca!ga admi*ile del *uel" kg/cm2
1.30
CALC+LO DE EA: E! cas# +ás des,a-#rab!e es si e! e+.u&e de! a/ua( 1,00m. Gadm=1.2 kg/cm2 ϒm=1.60 tn/m3 Ø=32°
1,00m.
0,50m. 0,50m.
1,00m.
0,50m.
1,00m.
Ea
0,50m.
1,00m.
H/3=1,83m.
1,50m.
ϒg=1.82
tn/m3 Ø=35°
3,00m.
0,20m. 6,20m.
Ha!!ad# e! c#e0ciete 12a3 4c#e0ciete acti-#5( 45
−
∅
2
(¿) Ka= tan ¿ 2
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−
45
32 2
(¿) Ka= tan ¿ 2
2a 6 7'879 Lue/#( 1
2
Ea= γ H Ka 2
Ea=
1 2
2
( 1.80 ) ( 5.50 ) ( 0.307 )
Ea 6 :'89 t;+
CALC+LO DE PEO: ':?t;+? Ga-i=
Área
@es#
Bra#
'E' 4t
> ? 8
4+?5 >'77 >'7 ?'77 ?'7 '7
4t;+5 >':? ?'98 8' ' :'> ?7'8
173 ?'7 ?'? ?'77 >'9 >'7
+5 ' '> 9'?: 9' >?'? 8:'??
VERIFICANDO EG+RIDAD AL VOLCA,IEN#O: FSV =
∑ ME = ∑ ME ≥ 2.00 ∑ MV Ea × H /3
∑ ME 38.22 = =2.495 ≥2.00 8.37 × 1.83 MV ∑ VERIFICANDO EG+RIDAD AL DELI%A,IEN#O: FSD =
∑ FR = ∑ W . f ≥ 1.50 ∑ FH Ea
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f = tan ∅ ≤ 0.6 tan 35
FSD =
=0.7 ( ,67'
20.93 × 0.6 8.37
=1.50 ≥ 1.50
VERIFICANDO CAPACIDAD DE CARGA: B e= − 2
3
e= −
∑ ME−∑ MV ≤ B 6 ∑ W
38.22
−8.37 × 1.83
2
20.93
C#+.r#bad#( σmax =
σmax =
σmin=
σmin=
=0.405
0 .405 ≤ 0.5
∑ W × (1+ 6 e ) B
20.93 3
∑ W B
20.93 3
B
×
(
1
+
(
× 1−
×
(− 1
6 × 0.405 3
6e B
)
=12.65
tn m2
)
6 × 0.405 3
)=
1.29 tn
/m2
σmax =1.26 kg / cm 2 < 1.30 kg / cm 2
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CONCL+IONE
•
En el t!aa?" de di*e-" !eali;ad" llegam"* a la c"nclu*in Lue el di*e-" del gain *e encuent!a dent!" de l"* a!Mmet!"* de
•
di*e-" e*talecid"*. Pa!a la !eali;acin del !edimen*i"namient" del gain *e t"m c"m" dat"* la* medici"ne* !eali;ada* en cam", en 4uncin de la
•
altu!a del gain. I"* dat"* Lue n" *e udie!"n enc"nt!a! en cam", c"m" *"n l"* dat"* del *uel", *e t"ma!"n de l"* e*tudi"* !eali;ad"* "! el C)$).
RECO,ENDACIONE •
Pa!a la "tencin de l"* dat"* de l"* dat"* de *uel"* de !ellen" de 4undacin, Lue *"n nece*a!i"* a!a el di*e-" del gain *e !ec"mienda
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un e*tudi" de *uel"* en la ;"na d"nde *e ealNa la c"n*t!uccin de la e*t!uctu!a.
PANEL FO#OGR
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