Sifon Invertido
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Lt=3Di Lt=3Di
e=0.80m
e=0.80m
tw=0.20m tw=0.20m
10.15 m
10.15 m
1.5(y-0.15)=2.78m 6" 1
.5(y-0.15)=2.78m
tw=0.20m tw=0.20m
6" 6"
C=3.00m B B C
=3.00m
1.5(y-0.15)=2.78m 1
.5(y-0.15)=2.78m
e=0.80m
e=0.80m
VISTA EN PLANTA TRANSICION DE ENTRADA Y SALIDA SIFON #1
(A) DATOS
(1) Elemento a cruzar : Cañada
(2) Caudal : Q =4.0 m³/seg
(3) Velocidades : 1.87 m/seg 1.87 m/seg
(4) g = 9.81 m/seg²
(B) CÁLCULOS:
(6) Nivel del agua en la estación A: 73.550 m
Nivel del agua en la estación H: 73.467 m
(7) Gradiente de velocidad:
0.1784 m 0.1784 m
(8) Transición de entrada y salida:
(9) Material del tubo a usar:
(10) Diámetro del tubo:
A = Q/V = 4.0 m³/seg / 1.87 m/seg = 2.139 m²
Di =1.650 m = 65 pulg
(11) Propiedades hidráulicas:
Área del tubo = 2.140 m²
Velocidad en el tubo = 1.869 m/seg
Gradiente de velocidad en el tubo = 0.1781 m
Perímetro mojado = 5.184 m
Radio hidráulico: R = 0.413 m
(12)Coeficiente de rugosidad n = 0.013 (concreto)
(13)Pendiente de fricción : 0.000873522
V1 = V2 =
hv1= hv2=
Este sifón cruzará una cañada, por lo que requiere de
una estructura de entrada y salida en concreto. El
tipo de transición a usar será del tipo I (cubierta
partida), tanto para la entrada como para la salida.
Hormigón armadoprefabricado
Sf =
(14) Borde libre : 0.60m mínimo
0.30m adicional
Borde libre total : 0.90m
(15) Elevación banqueta del canal en la Est. A:
73.55 m + 0.90 m = 74.45 m
(16)Angulo de doblado
12 ° coseno 12° = 0.978148
seno 12° = 0.207912
(17)
Abertura vertical Ht= 1.688 m
Sello hidráulico a la entrada = 1.50 x
1.50 x 0.1781 m - 0.1784 m = 0.000m
sello hidráulico insuficiente, usar 0.076 m.
Elevación C73.55 m - 1.688 m - 0.076m
Elevación C = 71.79 m
p= 0.71 m < ¾Di = 1.238 m
Elevación B = 71.79 m + 0.714 m = 72.50 m
Elevación D :
3.629 m 0.755 m
Elevación D = 71.79 m - 0.755 m = 71.03 m
Elevación E : Elevación D + D
D = x S
Longitud tubo horizontal: 19.00 m S= 0.007
Fb normal=
Fb adic =
Fb total =
Este borde libre debe extenderse una longitud de 15 m aguas arriba del sifón invertido.
a1 =
Configuracion hidráulica de la transición de entrada:
Dhv
Diferencia de la elevaciones invertidasen la transición
¾Di
h1 = y1 =
Lhorizontal
D = 19.00 m x 0.007 = 0.1330 m
Elevación E = 71.03 m + 0.1330 m = 70.90 m(18)
Configuracion hidráulica de la transición de salida:
1.688 m
Elevación G : 72.50 m - 0.0015 m x 40.10 m
Elevación G = 72.44 m
Elevación F = Elevación G - p
p= ½ 1.651 m = 0.826 m
Elevación F = 72.44 m - 0.826 m = 71.61 m
3.629 m 0.755 m
Sello hidráulico a la salida :
1.05 + 0.826m - 1.688 m = 0.19 m
0.19 m < Ht / 6 = 0.281 m
(19) Elevación H = 72.44 - 0.0015 m * 15.00 m
Elevación H = 72.42 m
(20) 26.26 m
(21)Carga hidráulica disponible:
(22) Elev. Nivel agua en A - Elev. Nivel agua en H
73.55 m - 73.47 m = 0.0826 m
(23)
a.-
0.40x 0.178 m - 0.178 m = -0.0001 m
b.-Pérdida por fricción, hf =
26.26 m x 0.001 m = 0.02294 m
c.-
C = 0.25
2 x C x 12°/90° x 0.178 m = 0.033 m
d.-
Ht =
h2 = y2 =
Longitud sifón : Ltotal =
Pérdidas de carga hidráulica, Hl :
Pérdida por entrada, hi =
hi =
hf =
Pérdida por codos, hc =
hc = ½
Pérdida por salida, ho =
0.65 x 0.1781 m - 0.1784 m
0.000 m
0.061 m
(24)Dimensiones de la transición de entrada y salida
Dimensión y :
y =
y = 73.55 m - 72.50 m + 0.90m = 2.00m
Dimensión a :
a = (Elevación B + y) - Elevación C
a = 72.50 m + 2.00m - 71.79 m = 2.71m
Dimensión C :
D = Di / di
D = 1.650m / 1.05m = 1.6hw
Determinar valor D tabla 1, sección 2.2.6.2.1
Para D= 1.6hw , C= 1.90Di
C = 3.00 m
e = 0.80m tw = 0.20m
4 x 4 x 1.650 m = 7.00m
Dimensión B :
B = 0.303 x
B = 0.303 x 1.650 m = 0.50m
(25)Pendiente de los tubos doblados :
Tubo entre Estación C y Estación D :
Distancia Horizontal :
Dist. Horiz. = 2182.03 m - 2178.48 m
Dist. Horiz. = 3.55 m
Distancia Vertical :
Dist. Vert. = 71.79 m - 71.03 m
ho =
ho =
Hl =
(Nivel agua est. A - Elevacion B) + Fbt
hw
hw
Profundidad y espesor del detellón en latransicion, según tabla 2,item 2.2.6.2.2.2
Longitud de la transición, Lt :
Lt = Di Lt =
Di
Dist. Vert. = 0.75 m
Dist. Vert. / Dist. Horiz.
0.2125
0.2125 11.997°
Tubo entre Estación E y Estación F :
Distancia Horizontal :
Dist. Horiz. = 2204.58 m - 2201.03 m
Dist. Horiz. = 3.55 m
Distancia Vertical :
Dist. Vert. = 71.61 m - 70.90 m
Dist. Vert. = 0.72 m
Dist. Vert. / Dist. Horiz.
0.202
0.202 ###
(26)Longitud real del tubo, L :
Desde la Estación C a la Estación D :
Estación D - Estación C /
2182.03 - 2178.48 / 0.978159
3.63 m
Desde la Estación E a la Estación F :
Estación F - Estación E /
2204.58 - 2201.03 / 0.980271
3.62 m
L = 19.00 m + 3.63 m + 3.62 m
L = 26.25 m
(27)
a.-
0.40x 0.178 m - 0.178 m = 0.00000 m
b.-Pérdida por fricción, hf =
S1 =
S1 =
a1 = tang-1 a1 =
S2 =
S1 =
a2 = tang-1 a2 =
h1 = cos a1
h1 =
h1 =
h2 = cos a2
h2 =
h2 =
Pérdidas de carga hidráulica, Hl :
Pérdida por entrada, hi =
hi =
26.25 m x 0.001 m = 0.02293 m
c.-
C = 0.25
2C x ### x 0.178 m
0.03251 m
d.-
0.65 x 0.178 m - 0.178 m = 0.000 m
0.061 m
(28)Protección contra erosión :
Según item 2.2.6.5, tabla 5
Protección : Tipo 1
Solo en la transición de salida
Longitud de la protección =
Longitud de la protección = 2.63 m
hf =
Pérdida por codos, hc =
hc = ½
hc =
Pérdida por salida, ho =
ho =
Hl =
2.5 x hw
CL
Est. A = 2+156.48
Elev. A = 72.50m
Est. B = 2+171.48
Elev. B = 72.50m
Est. C = 2+178.48
Elev. C = 71.79m
Est. D = 2+182.03
Elev. D = 71.03m
Est. J = 2+191.53
Elev. J = 70.97m
Est. E = 2+201.03
Elev. E = 70.90m
Est. F =2+204.58
Elev. F = 71.61m
Est. G =2+211.58
Elev. G = 72.44m
Est. H =2+226.58
15.00 m 7.00 m 7.00 m 15.00 m
d1 = 1.05 m N.A. Elev. = 73.55m N.A Elev. = 73.47m
= 0.75 m ### Q =4.0 m³/seg S2 = 0.007 ### = 0.75 m
3.55 m Diámetro del tubo = 65 pulgs 3.55 m
19.00 m
DISEÑO SIFON INVERTIDO # 1
Ubicación: Est. 2+178.48 @ Est. 2+204.58
y1 a1 a2y2
S1 S3
h1 = 3.63 m h2 = 3.6
2 m
Elev. H = 72.42m
d2 = 1.05 m
DISEÑO SIFON INVERTIDO # 1