8/11/2019 Excel Tirante Maximo Puentes

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CALCULO HIDROLOGICO DEL PROYECTO PUENTE MONTE LOS OLIVOS

CALCULO DEL TIRANTE MAXIMO EN FUNCION AL CAUDAL DE MAXIMA AVENIDA

Debido a la falta de informacin hidrometereolgica en determinadas zonas que justifiquen el diseo hidrulico de las

estructuras proyectadas, se plantean metodos de clculo empircos en base a observaciones y parmetros determinados

de acuerdo a las caractersticas geomorfolgicas y de cobertura vegetal de la zona donde se ubica el proyecto.Con la finanlidad de obtener la altura maxima que tendr el puente se calcularan los caudales instantaneos, por medio

de diferentes metodos empiricos; de esta forma determinaremos el maximo caudal, luego con este caudal calculado

utililizando la formula de Maning obtendremos una nueva altura de agua, que ser mayor a la marca de la huella dejada

por el agua en una mxima avenida.

A.- METODO DE LA SECCION Y LA PENDIENTE

Para aplicar el siguiente mtodo debe realizarse los siguientes trabajos de campo:

1.- Seleccin de varios tramos del ro.

2.- Levantamiento topogrfico de las secciones tranversales seleccionadas (3 secciones mnimas).

3.- Determinacin de la pendiente de la superficie de agua con las marcas o huellas dejadas por las aguas de mximas

avenidas.

4.- Elegir un valor de coeficiente de rugosidad ( n ) el ms ptimo.

5.- Aplicar clculos en la formula de Manning.

A:rea de la seccin humeda ( m2)R:rea de la seccin humeda/ perimetro mojado

Qmax. = A * R^(2/3) * S^(1/2) / n S:pendiente de la superficie del fondo de cauce

n: rugosidad del cauce del ro.

La siguiente tabla nos muestra los distinto valores de "n" que se adoptaran:

SEGUN COWAN:

Condiciones del ro:

material del cauce: A terroso

B rocoso

C gravoso fino

D gravoso grueso

material del cauce adoptado: A = 0.020

Grado de irregularidad: A ninguna

B leve

C regular

D severo

Grado de irregularidad adoptado: C = 0.010

Secciones A leve

Variables B regular

C severo

variacin de la secccin adoptada: B = 0.005

Efecto de las obstrucciones: A despreciables

B menor

C apreciable

D severo

Efecto de las obstrucciones adoptado: C = 0.020

vegetacin: A ninguna

B poco

C regular

D alta

vegetacin adoptada: C = 0.025

grado de sinuosidad: A InsignificanteB regular

C considerable

grado de sinuosidad adoptado: C = 1.300

valor de " n " adoptado segn COWAM n = 0.104

SEGUN SCOBEY:

Condiciones del ro:

n = 0.025

Cauce de tierra natural limpios con buen alineamiento con o sin algo de vegetacin en los taludes y gravillas dispersas

en los taludes

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n = 0.030

Cauce de piedra fragmentada y erosionada de seccin variable con algo de vegetacin en los bordes y considerable pendiente

( tpico de los ros de entrada de ceja de selva )

n = 0.035

Cauce de grava y gravilla con variacin considerable de la seccin transversal con algo de vegetacin en los taludes y

baja pendiente.( tpico de los ros de entrada de ceja de selva )

n = 0.040-0.050

Cauce con gran cantidad de canto rodado suelto y limpio, de seccin transversal variable con o sin vegetacion en los taludes

( tpicos de los ros de la sierra y ceja de selva )

n = 0.060-0.075

Cauce con gran crecimiento de maleza, de seccin obstruida por la vegetacin externa y acutica de lineamiento y seccin

irregular. ( tpico de los ros de la selva )

valor de " n " adoptado segn SCOBEY n = 0.075

Seleccionando el menor valor de "n" de estos dos criterios 0.075

Cota de N.A.M.E dejada por las huellas : 196.45 m.s.n.m

Aa : Area de la seccin del ro en la avenida : 23.29 m2

P : perimetro mojado de la avenida : 13.61 m

S : pendiente de la superficie del fondo de cauce : 0.010

n : rugosidad del cauce del ro. : 0.075

Qmax. = A * (A/P)^(2/3) * S^(1/2) / n

Qmax. = 44.43 m3/s

B.- METODO DE LA VELOCIDAD Y AREA

Para aplicar el siguiente mtodo debe realizarse los siguientes trabajos de campo:

1.- Seleccin de 2 tramos del ro.

2.- Medir la profundidad actual en el centro del ro ( h ).

3.- Levantamiento topogrfico de las secciones tranversales seleccionadas indicando marcas o huellas dejadas por las

aguas de mximas avenidas.

4.- Medir la velocidad superficial del agua ( Vs ) que discurre tomando en cuenta el tiempo que demora un objeto flotante en

llegar de un punto a otro en una seccin regularmente uniforme, habindose previamente definido la distancia entre

ambos puntos.

5.- Calcular el rea de la seccin transversal del ro durante la avenida dejadas por las huellas ( Aa ). El rea se puede

calcular usando la regla de Simpson o dibujando la seccin en papel milimetrado.6.- Aplicar clculos en las siguientes formulas:

Ha =( coef.)* Aa / Ba

Ba = 9.70 m Ha: Altura mxima de agua en la avenida

coef. = 1.77 Aa: Area de la seccin del ro en la avenida

Aa 23.29 m2 Ba: Ancho mximo del espejo de agua en la avenida.

Ha =( coef.)* Aa / Ba coef.: Coeficiente de amplificacin adoptadoHa = 4.238 m

Va = Vs * Ha / h

Va: Velocidad de agua durante la avenida

Vs: Velocidad superficial del agua actual

Ha: Altura mxima de agua en la avenida

h: Profundidad actual en el centro del ro

Vs = 0.32 m/s

h = 0.55 m

Ha = 4.238 m ( debera ser mayor que h )

Va = 2.466 m/s

Caudal de avenida: Qmax=Va * Aa = 57.42 m3/s

C.- METODO DE LA FORMULA RACIONAL

Para aplicar el siguiente mtodo emprico debe realizarse el siguiente trabajo de gabinete:

1.- Determinar el rea de influencia de la cuenca en hctareas.

2.- Estimar una intensidad de lluvia mxima ( mm/h )

3.- Aplicar clculos con la frmula racional

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Q: Caudal mximo de escorrentia que provocara una mxima avenida. (m3/s )

Q= C * i * A / 360 u Coeficiente de escorrentia

A: Area de influencia de la cuenca.(ha) ( < 500 has )

i: intensidad mxima de lluvia (mm/h)

coeficiente escorrentia (C):

A cultivos generales en topografa ondulada ( S = 5 a 10 % )B cultivos generales en topografa inclinada ( S = 10 a 30 % )

C cultivos de pastos en topografa ondulada ( S = 5 a 10 % )

D cultivos de pastos en topografa inclinada ( S = 10 a 30 % )

E cultivos de bosques en topografa ondulada ( S = 5 a 10 % )

F cultivos de bosques en topografa inclinada ( S = 10 a 30 % )

G areas desnudas en topografa ondulada ( S = 5 a 10 % )

H areas desnudas en topografa inclinada ( S = 10 a 30 % )

indicar la letra correspondiente al coeficiente seleccionado

coeficiente escorrentia adoptado ( C ) : E = 0.18

Area de la cuenca adoptada ( A ) = 800 has

intensidad mxima de lluvia adoptada ( i ) = 200 mm/h

Caudal mximo: Qmax=C* i * A / 360 = 80.00 m3/s

De los tres caudales mximos calculados se adoptaran lo siguiente:

1 .- el mximo de los caudales

2 .- el promedio de los caudales

3 .- la media ponderada

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CAUDAL MAXIMO SELECCIONADO Qmax= 80.00 m3/s

Luego con el caudal mximo adoptado se ingresara nuevamente en la formula de Manning y se hallara el nuevo valor de la altura

de agua de mximas avenidas.

Qmax. = A * (A/P) (2/3) * S^(1/2) / n Qmax.= A^(5/3) * S^(1/2) P^(2/3) * n

Qmax.= ( Aa+ &A)^(5/3) * S^(1/2)

(1.1P)^(2/3) * n

&A = [ Qmax * n * (1.1P)^(2/3) / S^(1/2) ]^(3/5) - Aa

&A = 11.144 m2

&A= (Ba+&H)*&H = 11.144 m2

INCREMENTE EL N.A.M.E EN &H = 1.04 m

NUEVA COTA DE N.A.M.E. = 197.49 m.s.n.m

CAUDAL MAXIMO Qmax = 80.0 m

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