HIDROLOGIA Y DRENAJE DE CARRETERAS

2 ALCANTARILLASSe define como alcantarilla a la estructura cuya luz sea menor a 6.0 m y su funcin es evacuar el flujo superficial proveniente de cursos naturales o artificiales que interceptan la carretera. En la proyeccin e instalacin de alcantarillas el aspecto tcnico debe prevalecer sobre el aspecto econmico, es decir que no pueden sacrificarse ciertas caractersticas hidrulicas slo con el objetivo de reducir los costos.

Sin embargo, es recomendable que la ubicacin, alineamiento y pendiente que se elija para cada caso, estar sujeta al buen juicio del especialista, quien deber estudiar los aspectos hidrolgicos, hidrulicos, estructurales y fenmenos de geodinmica externa de origen hdrico, para obtener finalmente la solucin ms adecuada compatible con los costos, operatividad, servicialidad y seguridad de la carretera. Comparacin entre alcantarilla - puente

Secciones tpicas de alcantarillas

Secciones de alcantarillas con fondo natural

Variables hidrulicas en alcantarillas

Variables hidrulicas en alcantarillas

Control al ingreso

Control al ingreso

Control a la salidaControl a la salida

Flujo sobre la alcantarilla

Flujo sobre la carretera

Alcantarilla de perfil tipo sifn invertidoAlcantarilla de alineamiento curvo

Alcantarilla mltiple con un ojo para flujo mnimo

Alcantarilla de 3 tramos

Alcantarilla de 2 tramos

Diseo hidrulico con bacos

Criterios de diseo de alcantarillasUbicacin en plantaLa ubicacin en planta ideal es la que sigue la direccin de la corriente, sin embargo, segn requerimiento del Proyecto la ubicacin natural puede desplazarse, lo cual implica el acondicionamiento del cauce, a la entrada y salida con la construccin de obras de encauzamiento u otras obras complementarias. Se debe, elaborar una relacin de alcantarillas completa con una columna para indicar el Angulo de esviaje de la alcantarilla con respecto a la va. En las curvas se indica la palabra, radial.Pendiente longitudinalLa pendiente longitudinal de la alcantarilla debe ser tal que no altere desmesuradamente los procesos geomorfolgicos, como la erosin y sedimentacin, por ello, los cambios de pendiente deben ser estudiados en forma cuidadosa, para no incidir en dichos procesos que pueden provocar el colapso de la estructura. Para las alcantarillas pluviales y donde sea posible, se recomienda mantener una pendiente de 2%.TIPOS DE ALCANTARILLAS MAS COMUNES:

En general para carreteras en zonas lluviosas se recomiendan los siguientes tipos de alcantarillas y pontones:

OTRAS OBRAS DE ARTE TRANSVERSALESTIPOS DE CABEZALESTipo Alero.- Es el ms comn, cuando el ancho de la quebrada se debe reducir para conducir el agua hacia el ingreso de la alcantarilla TMC. Puede ser a la entrada y a la salida de la alcantarilla.

Tipo Cajn.- Solamente se usa a la entrada de las alcantarillas y sirva para contener el agua de las cunetas hacia la alcantarilla, tiene que tener un nivel de ingreso por debajo de la cota del tubo (10 cm) para los sedimentos y piedras. En las paredes verticales se pueden apreciar las descargas de los subdrenes. Tambin se puede usar en un sector de corte en roca.

Tipo Muro.- Es de altura variable y se puede usar para descargar el agua pluvial y se recomienda que solamente tengan una cada de 2 a 3 m como mximo dependiendo del material donde se descarga. En la planta, el muro puede ser de mucho mayor longitud que el requerido por la alcantarilla para asegurar la contencin de la plataforma.Cuadro comparativo entre alcantarillas TMC y alcantarillas tipo Marco

Cuadro comparativo entre alcantarillas TMC y alcantarillas tipo Marco

Algunos Programas de Cmputo para calcular alcantarillas

HEC RAS

HY8

HYDROCULVERTPrograma HY8

Programa HY8

Programa HY8

Programa HY8

Modulo de disipacin de energa a la salida

Programa HY8

Programa HY8Total Discharge (cms)Culvert Discharge (cms)Headwater Elevation (m)Inlet Control Depth (m)Outlet Control Depth (m)Flow TypeNormal Depth (m)Critical Depth (m)Outlet Depth (m)Tailwater Depth (m)Outlet Velocity (m/s)Tailwater Velocity (m/s) 0.000.00266.200.0000.0000-NF 0.0000.0000.0000.0000.0000.000 0.400.40266.620.4180.1301-S2n0.2760.3150.2770.0261.7852.520 0.800.80266.800.6030.2771-S2n0.3870.4510.3930.0402.1633.320 1.201.20266.950.7510.4041-S2n0.4770.5560.4850.0512.4163.901 1.601.60267.100.9010.5231-S2n0.5590.6460.5670.0612.6164.371 2.002.00267.231.0290.6411-S2n0.6300.7270.6410.0702.7744.773 2.232.23267.301.0970.0*1-S2n0.6710.7690.6810.0752.8564.983 2.802.80267.451.2540.8801-S2n0.7660.8660.7770.0863.0285.449 3.203.20267.561.3621.0051-S2n0.8310.9280.8420.0933.1355.741 3.603.60267.671.4721.1351-S2n0.8960.9870.9060.1003.2306.014 4.004.00267.791.5891.2695-S2n0.9621.0410.9690.1063.3116.268Programa HY8

Programa HYDROCULV

Programa HYDROCULV

Programa HYDROCULV

Programa HYDROCULV

Programa HYDROCULV

Programa HYDROCULV