Estructuras

CONCEPTO DE DISEÑO ESTRUCTURAL DE OBRAS DE RIEGO


El objetivo del presente curso es entregar conceptos generales a tener en cuenta en los diseños estructurales de obras de riego.


Las Obras a Abordar son las siguientes:



OBRAS DE RIEGO


OBRAS DE ARTE DE CANAL:

Canoas
Sifones
Obras De Cruce
Obras de Control y Entrega


CAIDA –RÁPIDA Y DISIPADORES

BOCATOMAS

TRANQUES DE NOCHE

CANALES


Geometrías:


Existen diversos tipos de secciones de canales dependiendo de su utilización, estas pueden ser:

Triangular, Trepezoidal, Rectangular, Circular (tubería), Semicircular (media caña) o cauce natural.

Dependiendo de las características del suelo de fundación los canales pueden ser revestidos o norevestidos, para tomar la decisión de revestir un canal se deben tener en cuenta los siguientes factores técnicos y económicos.

Factores Técnicos:

Suelo de Fundación (Pérdidas de Agua)
Pendientes Máximas (Longitud canal, obras de arte asociadas, etc.)

Factores Económicos:

Costo del Revestimiento v/s Costo Agua

El tipo de suelo donde se fundará el canal y las obras de arte asociadasse caracteriza mediante la exploración a través de calicatas o sondajes.

Las calicatas deberán ser de una profundidad tal que alcance un nivel de 20 cm. inferior al piso del canal.

Las calicatas de deberán ejecutar espaciadas como máximo cada 500m o lo necesario para obtener una caracterización completa del suelo.

De las calicatas se deberá obtener un perfil estratigráfico y se deberánsacar muestras para obtener una clasificación del suelo (granulometrías, propiedades e índices).

De pendiendo del tipo de suelo, se deben respetar las siguientes velocidades máximas:

Canales sin Revestir V 9m/s
Roca Sana 4.5
Arcillas 1.0
Conglomerado Firme 2.5
Trumaos 0.7
Toscas 2.5
Arena 0.5
Ripios Conglomerados 2.0
Limos 0.4
CanalesRevestido 2.5

Dependiendo de las características del suelo, los taludes máximos del canal serán:

MATERIAL CUNETA (H / V) MESA (G / V)

Roca 1 : 2 1 : 2
Toscas 3 : 4 1 : 2
Arcillas 1 : 1 3 : 4
Trumaos 1.5 : 1 1 : 1
Arena 2 : 1 1.5 : 1
Limos 2.5 : 1 2 : 1

Canales Revestidos:

En general si un canalatraviesa un sector de arenas o gravas limpias con poco material fino, deberá ser revestido. Espesor del revestimiento para canales tapeciales. El espesor de revestimiento se determina dependiendo de la capacidad del canal de acuerdo a la siguiente tabla recomendada por el USBR.

CAPACIDAD ESPESOR ESPESOR
HORMIGON ASFALTO

0 – 5 (m3 / s) 6 (cm) 5 (cm)
5 – 10 7(cm) 7 (cm)
SOBRE 15 8 (cm) 10 (cm)

( En espesores obre 8 cm., se recomienda colocar una malla central de 8 mm a 20 cm.)



Efecto de la Napa Freatica Sobre el Diseño de la Sección del Canal


Cuando existe napa freatica, se debe considerar su influencia sobre el revestimiento, para verificar lo anterior, se debe calcular la flotabilidad de la secciónrevestida; en caso de producirse flotabilidad se debe considerar la incorporación de un sistema de drenaje.




CALCULO DE FLOTABILIDAD

ECUACION BASICA



PESO DE HORMIGON ( PESO DE AGUA DESPLAZADA (Para no colocar sistema de drenaje).


Ejemplo:

Se un canal revestido de 2.0 m de ancho basas, 1.0 m de altura y taludes 1.5 / 1.5 = H / V con revestimiento de hormigón de 6 cm.,con napa freatica a la altura de la masa de canal.




Luego:


Peso Hormigón = 2,4 t/m3 x VOL HOM = 2,4 t/m3 x 0,34 m3 = 0,82 Ton (

Peso Agua Desplazada = Empuje = 1t/m3 x Vol Agua = 1,0 t/m3 x 3,5 m3 = 3,5 Ton (

( Empuje Napa ( Peso Hormigón ( Requiere sistema drenaje

Para evitar sistema drenaje e ( 27 cm mínimo lo que resulta muy caro.

Sistema de drenaje consta de dos...