drenaje

ESTUDIOS DE CLIMATOLOGA E HIDROLOGA. DRENAJE EN OBRAS LINEALES.Dpto. de Hidrulica de APIA XXI

Climatologa e Hidrologa. Drenaje en obras lineales.

CLIMATOLGA E HIDROLOGA. DRENAJE EN OBRAS LINEALES1. DRENAJE LONGITUDINAL2. ANLISIS DE LAS ESTRUCTURAS SOBRE CAUCES DE IMPORTANCIA3. RECOMENDACIONES

1. DRENAJE LONGITUDINALDRENAJE LONGITUDINALDRENAJE SUBTERRNEODRENAJE DE TNELESELEMENTOS DE DRENAJE SINGULARES:TRATAMIENTO DE DOLINASBALSAS DE DILUCIN

1. DRENAJE LONGITUDINAL Formado por todos los elementos que conducen y desaguan el caudal de forma ms o menos longitudinal a la plataforma

Para su definicin se necesita:Terminacin del Anejo Climatologa e Hidrologa (cuencas, Pd, C, Q)Definicin completa del trazadoPlazo de ejecucin: 7 a 10 das

Instruccin:5.2-IC Drenaje superficial

1. DRENAJE LONGITUDINAL Pueden recoger el caudal:Antes de entrara en la plataformaDespus de entrar en la plataforma

Se disea para un periodo de retorno de 25 aos(en ocasiones 50 aos: GIF)

Generalmente no existe una nica solucin de drenaje longitudinal (es vlida toda solucin que elimine el agua de la plataforma segn criterios de la DIA, Administracin, Econmicos, etc.)

1. DRENAJE LONGITUDINAL

DRENAJE LONGITUDINAL 1.CUNETAS DE GUARDA (I)RECOGEN Y CONDUCEN EL CAUDAL ANTES DE LLEGAR A LA PLATAFORMA

Evitan que entre el caudal de la ladera (ramas, hojas) que pueden producir obstruccionesSituados aprox. a 1,5 m cabeza desmonte Pendiente: la del terreno naturalDesage:Terreno naturalA las cunetas de desmonte.Material: hormignSeccin tipo (en funcin de la DIA, el Pliego, etc.):TRIANGULARTRAPEZOIDAL

DRENAJE LONGITUDINAL 1.CUNETAS DE GUARDA (II)Seccin tipo:

DRENAJE LONGITUDINAL 1.CUNETAS DE GUARDA (III)Seccin tipo: Pendiente >7%: cuneta escalonada

DRENAJE LONGITUDINAL2.CUNETAS DE PIE DE TERRAPLNFinalidad:Conducir el caudal a las obras de drenaje transversal (zonas llanas con acumulacin de caudal)Ocasionalmente, evitar erosiones del pie de terraplnSeccin tipo: (similar a la cuneta de guarda)Clculo: Frmula de Manning:Q = A/n*(A/P)^(2/3)*(I)^(1/2)Pendiente: la del terrenoDesage: En las obras de drenaje. En zonas llanas y con problemas de desage: CANALES DE LAMINACIN

DRENAJE LONGITUDINAL 3.CUNETAS DE DESMONTE (I)RECOGEN Y CONDUCEN EL CAUDAL DESPUS DE LLEGAR A LA PLATAFORMACaudal: Desmonte + plataforma (en funcin del peralte)Pendiente: la de la plataforma (en general)Clculo: Frmula de Manning:Q = A/n*(A/P)^(2/3)*(I)^(1/2) Su capacidad depende de:Material (n)Seccin (A) y Radio hidrulico (A/P)Pendiente (I)

DRENAJE LONGITUDINAL 3.CUNETAS DE DESMONTE (II)Material: Generalmente de hormignSeccin tipo: Triangular (la ms habitual)Rebasables por el trfico (5.2-IC. Drenaje)Consideraciones de la DIADesage: Cuando acaba el desmonte al terreno natural

DRENAJE LONGITUDINAL 3.CUNETAS DE DESMONTE (III)Seccin tipo:

DRENAJE LONGITUDINAL 3.CUNETAS DE DESMONTE (IV)Seccin tipo:

DRENAJE LONGITUDINAL 3.CUNETAS DE DESMONTE (V)Qu hacer si el desmonte es muy largo y se agota la cuneta?Aumentar la seccinAumentar la anchuraAumentar el caladoAumentar la pendienteColector longitudinal por debajo de la cunetaDimetro mnimo 400 mmSolucin caraProblemas de mantenimiento de colectores (aterramientos , etc.)Necesitan arquetas cada 50 m

DRENAJE LONGITUDINAL 3.CUNETAS DE DESMONTE (VI)

DRENAJE LONGITUDINAL 3.CUNETAS DE DESMONTE (VII)Arquetas

DRENAJE LONGITUDINAL 4.CUNETAS DE MEDIANA (I) SITUADAS EN LA MEDIANA RECOGEN Y CONDUCEN EL CAUDAL DESPUS DE LLEGAR A LA PLATAFORMA

Caudal: Plataforma (en funcin del peralte)Pendiente: la de la plataforma (en general)Clculo: Frmula de Manning:Q = A/n*(A/P)^(2/3)*(I)^(1/2) Su capacidad depende de:Material (n)Seccin (A) y Radio hidrulico (A/P)Pendiente (I)Desage: terreno natural cuando hay cota (terrapln) a travs de colectores transversales

DRENAJE LONGITUDINAL 4.CUNETAS DE MEDIANA (II)

DRENAJE LONGITUDINAL 4.CUNETAS DE MEDIANA (III) Mediana estrecha:Sumidero continuo+Colector

DRENAJE LONGITUDINAL 5.BAJANTES (I)

Colocadas en:Desmonte: para desaguar cunetas de guarda a la cuneta de desmonteTerrapln: para desaguar el caudal del bordillo (cada 50 m) o de colectores transversales en terraplenes.

DRENAJE LONGITUDINAL 5.BAJANTES (II)Seccin:

DRENAJE LONGITUDINAL 6.BORDILLOS SITUADAS EN EL LADO PERALTADO DE LA PLATAFORMA EN TERRAPLENTESDesage: terreno natural mediante bajantes cada 50 m.No siempre se colocan:AdministracinDIANecesidad de conducir el caudal a las balsas de dilucin

DRENAJE LONGITUDINAL 7.COLECTORES Pueden ser:Longitudinales bajo cunetas de mediana o desmonteTransversales: de desage transversalPendiente: la de la plataforma (en general). Se colocan en tramos en contrapendienteClculo: Frmula de ManningNecesita arquetas cada 50 m

DRENAJE LONGITUDINAL DRENAJE SUBTERRNEO Finalidades:Evacuar el agua infiltrada en el firmeRebajar el nivel freticoSe colocan en zanjas longitudinales bajo el sumidero de mediana y la cuneta de desmonteSeccin: tubo PVC ranurado (valor normal: 160 mm de dimetro) en una zanja de material filtrante con geotextilNecesitan arquetas cada 50 mDesage: cada 50 m a colector longitudinal (si hay) o al final de los tramos de cuneta

DRENAJE LONGITUDINAL DRENAJE DE TNELES (I)Finalidades:Evacuar el agua de escorrenta subterrneaRecoger el caudal de un vertido accidentalEvacuacin de filtraciones:Longitudinalmente lmina de impermeabilizacin entre el sostenimiento y el revestimiento.Colectores de PVC ranurado de unos 160 mm longitudinales en los hastiales para la recogida y conduccin de aguas de la filtracin.Colector longitudinal de hormign (unos 400 mm) del lado no peraltado Arquetas

DRENAJE LONGITUDINAL DRENAJE DE TNELES (II)Evacuacin de materias peligrosas:Mayor riesgoSumidero continuoColector longitudinal de hormign (unos 400 mm) del lado no peraltado Arquetas

DRENAJE LONGITUDINAL ELEMENTOS DE DRENAJE SINGULARESBALSAS DE DILUCINSe instalan para proteger los cauces naturales de posibles vertidos de mercancas peligrosasSeccin: permite en tiempo seco almacenar todo el contenido de un camin cisterna y en tiempo lluvioso diluir su concentracin antes del vertido.Formada por una arqueta con diferentes labios para retener los aceites y las grasas.Su colocacin implica interrumpir el desage de todos los elementos de drenaje longitudinal y conducir todo el caudal hasta las balsas

DRENAJE LONGITUDINAL ELEMENTOS DE DRENAJE SINGULARESBALSAS DE DILUCIN

DRENAJE LONGITUDINAL ELEMENTOS DE DRENAJE SINGULARESTRATAMIENTO DE DOLINASEliminacin capa vegetalRelleno de la cavidad con material de filtroGeotextil anticontaminanteEl material de filtro sobresaldr unos 50 cm para mantener contacto con los canales preferenciales superficialesEn desmonte ser preciso un saneo previo al relleno y no ser necesario los apartados primero y ltimo.

2. ANLISIS DE LAS ESTRUCTURAS SOBRE CAUCES DE IMPORTANCIAPROBLEMAS HIDRULICOS DE LOS PUENTESEMPLAZAMIENTOALINEACINDIMENSIONAMIENTOEROSIONESPROTECCIONES CONTRA LA EROSIN

2. ANLISIS DE LAS ESTRUCTURAS SOBRE CAUCES DE IMPORTANCIA PROBLEMAS HIDRULICOS DE LOS PUENTES (I)ESTADSTIDA DEL BRIDGE FAILURES SOBRE ROTURA DE 143 PUENTES

2. ANLISIS DE LAS ESTRUCTURAS SOBRE CAUCES DE IMPORTANCIA PROBLEMAS HIDRULICOS DE LOS PUENTES (II)ESTADSTIDA DEL BRIDGE FAILURES SOBRE ROTURA DE 143 PUENTES

2. ANLISIS DE LAS ESTRUCTURAS SOBRE CAUCES DE IMPORTANCIA PROBLEMAS HIDRULICOS DE LOS PUENTES (III)

2. ANLISIS DE LAS ESTRUCTURAS SOBRE CAUCES DE IMPORTANCIA PROBLEMAS HIDRULICOS DE LOS PUENTES (IV)

2. ANLISIS DE LAS ESTRUCTURAS SOBRE CAUCES DE IMPORTANCIA EMPLAZAMIENTO (I)ZONA DE ESTABILIDAD FLUVIAL (zona donde el ro no modifique su cauce con efectos negativos para el puente)EMPLAZAMIENTOS EN ZONAS INESTABLES OBLIGA A ENCAUZAMIENTOS (ros entrelazados o ros meandriformes de orillas poco resistentes)ZONAS RECOMENDADAS: CAUCES ESTRECHOS (mayor estabilidad aunque cimentaciones ms profundas)CAUCE RECTILNEO (evitar erosin lateral y de fondo en lado exterior de las curvas) CAUCE PRINCIPAL DE GRAN CAPACIDAD (mejor que uno fcilmente desbordable)CONOCER LA HISTORIA DEL RO

2. ANLISIS DE LAS ESTRUCTURAS SOBRE CAUCES DE IMPORTANCIA EMPLAZAMIENTO (II)

2. ANLISIS DE LAS ESTRUCTURAS SOBRE CAUCES DE IMPORTANCIA EMPLAZAMIENTO (III)EFECTO DE UN PUENTE SOBRE UN RO MEANDRIFORMEEvolucin natural: profundizar y avanzar hacia aguas abajo los meandrosAl obligarle a pasar por el puente:Se aumenta la curvatura de los meandros junto al puenteEl agua pasa de forma oblicua por debajo del puente: menor capacidad y las pilas y estribos sufren una incidencia oblicua.Al aumentar la curvatura: aumenta el poder erosivo (se puede erosionar el terrapln)Aumenta la posibilidad de inundacin (adems, en las zonas de mayor curvatura tender a abrir un nuevo cauce principal)

2. ANLISIS DE LAS ESTRUCTURAS SOBRE CAUCES DE IMPORTANCIA EMPLAZAMIENTO (IV)

2. ANLISIS DE LAS ESTRUCTURAS SOBRE CAUCES DE IMPORTANCIA ALINEACIN (I)El cruce no tiene por qu ser perpendicular al roSi la alineacin es oblicua, precauciones:Pilas, cimentaciones y estribos alineados con la corrienteEn los clculos hidrulicos se considerar nicamente la proyeccin del puente sobre un plano perpendicular a la corrienteUna alineacin muy oblicua los obstculos pueden obstruir el cauceCuando la direccin del cauce es cambiante dificultad para alinear correctamente los elementos mojados

2. ANLISIS DE LAS ESTRUCTURAS SOBRE CAUCES DE IMPORTANCIA DIMENSIONAMIENTO (I)DETERMINACIN DE LA ALTURA LIBRE Y LA ANCHURA LIBRE (LONGITUD DEL VANO SOBRE EL PLANO PERPENDICULAR A LA CORRIENTE)

EFECTOSCONCENTRACIN DE LAS LNEAS DE CORRIENTESOBREELEVACIN DE LA LMINA AGUAS ARRIBA (REMANSO)MENOR VELOCIDAD Y MAYOR SEDIMENTACIN AGUAS ARRIBAMAYOR VELOCIDAD DEL CAUDAL POR DEBAJO DEL PUENTEEROSIN EN EL LECHO EN EL REA DEL PUENTE

2. ANLISIS DE LAS ESTRUCTURAS SOBRE CAUCES DE IMPORTANCIA DIMENSIONAMIENTO (II)

2. ANLISIS DE LAS ESTRUCTURAS SOBRE CAUCES DE IMPORTANCIA DIMENSIONAMIENTO (III)Condiciones de la Instruccin 5.2-ICResguardo entre mximo nivel de agua y parte inferior del tablero: 0,5m (por si hay arrastre de slidos)Periodo de retorno: 100 aos (Las Confederaciones exigen cono norma 500 aos)Daos a terceros:Daos no catastrficos: Sobreelevacin

2. ANLISIS DE LAS ESTRUCTURAS SOBRE CAUCES DE IMPORTANCIA DIMENSIONAMIENTO (IV)Condiciones de DIA (habituales)Estribos: a 5 metros a cada lado del caucePilas (siempre que sea posible) fuera de los cauces

CAUCE (Ley de Aguas)Corriente continua al terreno ocupado por las mximas crecidas ordinarias(corresponde para la zona Norte a unos 3 aos y a u mximo de unos 7 aos en el Mediterrneo)

2. ANLISIS DE LAS ESTRUCTURAS SOBRE CAUCES DE IMPORTANCIA DIMENSIONAMIENTO (V)Conclusiones:A mayor longitud de terrapln y menor longitud de estructura: ms barato la obra del puente pero ms caros sus efectos*: coste del remanso creado por el puente y coste de las obras para cimentarlo y defenderlo* Costes del incremento de inundacin al producirse sobrelevacin, el dao a las partes vulnerables de la obra (al pasar el agua por encima del puente) y el dao por interrupcin del trficoPosibilidad de construir los terraplenes a menor altura para que sirvan de desage de avenidas o de construir vanos de inundacinSIEMPRE APROBADOS POR LOS ORGANISMOS DE CUENCA Y CUMPLIENDO LA DIA

2. ANLISIS DE LAS ESTRUCTURAS SOBRE CAUCES DE IMPORTANCIA DIMENSIONAMIENTO (VI)

2. ANLISIS DE LAS ESTRUCTURAS SOBRE CAUCES DE IMPORTANCIA EROSIONES (I)LA EROSIN ES UNA COMBINACIN DE DISTINTOS PROCESOS:General o de avenidasLocalizada o por contraccin (estrechamiento del puente)En curvasLocal al pie de obras rodeadas por la corriente (pilas)Local al pie de obras unidas a las mrgenes (estribos)Aguas abajo de presasLocal al pie de descargasEn cortes o rectificaciones del cauceLocal bajo tuberas

2. ANLISIS DE LAS ESTRUCTURAS SOBRE CAUCES DE IMPORTANCIA EROSIONES (II)EROSIN GENERALDESCENSO GENERALIZADO DEL FONDO DEL CAUCE NATURAL DURANTE EL PASO DE UNA AVENIDASE DEBE AL INCREMENTO DE FLUJO QUE ARRASTRA LAS PARTCULAS DEL LECHOAUNQUE NO SE OBSERVE (ANTES Y DESPUS DE LA AVENIDA LA MISMA COTA DE FONDO) SIEMPRE EXISTE UNA EROSIN TRANSITORIALA EROSIN GENERAL DEPENDE DE LA ESTRATIGRAFA Y DEL CAUDAL MXIMO

2. ANLISIS DE LAS ESTRUCTURAS SOBRE CAUCES DE IMPORTANCIA EROSIONES (III)EROSIN LOCAL EN PILASDEBIDO A QUE ALREDEDOR DE LAS PILAS SE DAN VELOCIDADES LOCALMENTE MAYORESQUE LAS MEDIAS DE CORRIENTE, ACOMPAADAS DE VRTICES FRONTALES, LATERALES Y DE ESTELA DETRS DE LA PILA

2. ANLISIS DE LAS ESTRUCTURAS SOBRE CAUCES DE IMPORTANCIA EROSIONES (IV)EROSIN LOCAL EN PILASPATOLOGA DE FALLO TPICA ES QUE LA PILA SE HUNDE Y BASCULA O VUELCA HACIA AGUAS ARRIBA

2. ANLISIS DE LAS ESTRUCTURAS SOBRE CAUCES DE IMPORTANCIA EROSIONES (V)EROSIN LOCAL EN PILASLOS PRINCIPALES FACTORES QUE INTERVIENEN EN EL PROCESO SON:PROPIEDADES DEL FLUIDOCARACTERSTICAS DEL FLUJO (CALADO, VELOCIDAD, ETC)PROPIEDADES DEL SEDIMENTOCARACTERSTICAS DE LA PILAEROSIN LOCAL EN ESTRIBOSFENMENO SIMILAR A LA EROSIN EN PILASMXIMA EROSIN: CARA AGUAS ARRIBA DONDE CONFLUYE LA CORRIENTE ORIENTADA HACIA EL VANO DEL PUENTE Y LA CORRIENTE QUE BORDEA EL TERRAPLN

2. ANLISIS DE LAS ESTRUCTURAS SOBRE CAUCES DE IMPORTANCIA PROTECCIONES CONTRA LA EROSIN (I)CIMENTACIONES SUPERFICIALES:ZAPATA COMO MNIMO A UNA PROFUNDIDAD > A LA EROSIN TOTAL POTENCIAL (GENERAL, LOCALIZADA (contraccin) Y LOCAL)

SI NO SE ACIERTA CON LA PROFUNDIDAD (Y LA ESTIMACIN DE LA EROSIN ES MUY INCIERTA) LA PRESENCIA DE UNA ZAPATA INCREMENTA LA EROSIN LOCAL

CIMENTACIONES PROFUNDAS:NO CAMBIA EL FENMENO DE LA EROSIN: HAY QUE CONTAR CON LA LONGITUD DE PILOTE DESCUBIERTO

2. ANLISIS DE LAS ESTRUCTURAS SOBRE CAUCES DE IMPORTANCIA PROTECCIONES CONTRA LA EROSIN (II)PARA MINIMIZAR LA EROSIN:PILAS DELGADAS Y CIRCULARES (SI LA DIRECCIN DEL FLUJO ES INCIERTA)COLLARES O ANILLOS CONCNTRICOS SOBRE EL ZCALO DISMINUYE LA FORMACIN DE VRTICESPEQUEOS OBSTCULOS AGUAS ARRIBA DISMINUYE LA EROSIN DE LA PILATRAVIESAS AGUAS ABAJO DISMINUTEN LA EROSIN GENERAL Y LOCALIZADA, AUNQUE NO LA EROSIN LOCALMANTOS DE ESCOLLERA

2. ANLISIS DE LAS ESTRUCTURAS SOBRE CAUCES DE IMPORTANCIA PROTECCIONES CONTRA LA EROSIN (III)PROTECCIONES DE ESCOLLERA:EN SUPERFICIE: PUNTO DURO SUPERFICIAL (AGRAVARA EL PROBLEMA) Y SE PODRA DESPRENDERA PROFUNDIDAD IGUAL A LA EROSIN GENERAL Y LOCALIZADAUN MANTO NECESITA DOS CAPAS DE PROTECCIN Y UN FILTRO (GEOTEXTIL) PARA EVITAR QUE EL SUSTRATO ASCIENDA POR LOS HUECOSEL MANTO SE EXTIENDE ALREDEDOR DE LA PILA COMO UNA AUREOLA CON UNA ANCHURA DEL ORDEN DE LA EROSIN LOCALEN PILAS ALARGADAS SOMETIDAS A CORRIENTES OBLCULAS SE AUMENTAR LA ANCHURA DEL MANTO EN LA CARA POSTERIOR

2. ANLISIS DE LAS ESTRUCTURAS SOBRE CAUCES DE IMPORTANCIA PROTECCIONES CONTRA LA EROSIN (IV)Fuente: Ingeniera de ros. Juan P. Martn Vide

2. ANLISIS DE LAS ESTRUCTURAS SOBRE CAUCES DE IMPORTANCIA PROTECCIONES CONTRA LA EROSIN (V)Fuente: Control de la erosin fluvial en puentes. Antiguo M.O.P

2. ANLISIS DE LAS ESTRUCTURAS SOBRE CAUCES DE IMPORTANCIA FOTOS DE AVENIDAS

2. ANLISIS DE LAS ESTRUCTURAS SOBRE CAUCES DE IMPORTANCIA FOTOS DE AVENIDASSITUACIN EN CONDICIONES NORMALES (ANTES DE LA AVENIDA)

2. ANLISIS DE LAS ESTRUCTURAS SOBRE CAUCES DE IMPORTANCIA FOTOS DE AVENIDAS

3. RECOMENDACIONESCONDICIONANTES HIDRULICOS A LA HORA DE DEFINIR EL TRAZADO DE LAS OBRAS LINEALES ANTES DE DEFINIR EL TRAZADO: CRUCE DE ROS IMPORTANTES SIEMPRE POR LA PARTE ESTABLEUNA VEZ DEFINIDO EL TRAZADO: DEFINICIN DE CRUCES CON:ROS: VIADUCTOS (RECOMEDAICONES VISTAS DE PILAS Y ESTRIBOS)ARROYOS: TERRAPLN Y OBRAS DE DRENAJEPEQUEAS VAGUADAS: TERRAPLN O DESMONTENO PONER DESMONTES EN PUNTOS BAJOS NATURALES DE IMPORTANCIASE INCORPORA MUCHO CAUDAL A LA PLATAFORMASE INCORPORAN RAMAS, HOJAS, ETC QUE PUEDEN OBSTRUIR ELEMENTOS DEL DRENAJE

3. RECOMENDACIONESCONDICIONANTES HIDRULICOS A LA HORA DE DEFINIR EL TRAZADO DE LAS OBRAS LINEALES NO SITUAR PUNTOS BAJOS DE LA PLATAFORMA EN TRINCHERACOLECTORES EN CONTRAPENDIENTEBOMBEOS (MALA SOLUCIN PORQUE HAY MUCHO CAUDAL Y DE FORMA IRREGULAR)EVACUARLOS AL TERRENO NATURAL EXIGE: NUEVAS EXPROPIACIOENES E IMPACTO A LOS VECINOSNO HACER COINCIDIR PASOS INFERIORES CON OBRAS DE DRENAJE TODO EL CAUDAL PASAR POR EL PASO INFERIORNO PONER PUNTOS BAJOS DENTRO DEL PASO INFERIORPUNTOS DE ACUMULACIN DE CAUDAL QUE NO SE PUEDE SACARCUIDADO CON TRINCHERAS MUY LARGAS EN ZONAS URBANASSON AUTNTICOS CANALES DE TRANSPORTE DE AGUA

3. RECOMENDACIONESEJEMPLO: PROBLEMAS HIDRULICOS ASOCIADOS A UN DESMONTE LARGO EN ZONA URBANA. IBIZA

3. RECOMENDACIONES

drenaje

Documents

Transcript of drenaje