MANUAL DE DISE O ESTRUCTURAS HIDRAULICAS

CONTENIDO

CAPITULO 01:
BOCATOMA
CAPITULO 02:
DESARENADORES

53

SALTOS DE AGUA

75

RAPIDAS

88

SIFONES

98

ALCANTARILLAS

110

ACUEDUCTOS

114

AFORADORES PARSHALL

119

PRESAS DE EMBALSE

134

HIDRAULICA FLUVIAL

173

CAPITULO 03:

CAPITULO 04:

CAPITULO 05:

CAPITULO 06:

CAPITULO 07:

CAPITULO 08:

CAPITULO 09:

CAPITULO 10:

1

CAPITULO 01
1.0 ALIVIADERO DE DEMASÍAS
CÁLCULO HIDRÁULICO1.1 CRITERIOS FUNDAMENTALES DEL
DISEÑO DE LA ESTRUCTURA:
a. Altura del aliviadero sobre el fondo del rió, la
necesaria para captar el agua en época de
estiaje del río.
b. Estabilidad de la estructura bajo todas las
fuerzas actuantes y comportamiento de la
cimentación.
Nos ocuparemos de los aliviaderos de concreto
ciclópeo.
1.2 FUNCIONAMIENTO HIDRÁULICO:
1.2. SECCIÓN TRANSVERSAL DEL
ALIVIADERO:
En laFig. 1. se ve una sección transversal del
aliviadero, la forma del perfil curvilíneo de aguas
abajo obedece a la trayectoria de la lámina
vertiente sobre ella. A este perfil se llama "Perfil de
Cimacio".
Por los conceptos de Hidráulica sabemos que la
trayectoria del chorro en caída libre se aleja más de
los ejes X-X que pasan sobre la cresta a medida
que la carga H0 aumenta. Lo que se procura eneste diseño es que la cara inferior de la lámina
vertiente coincida con el paramento de aguas abajo
del aliviadero y así evitar que se tengan presiones
negativas que producirían "cavitación" destruyendo
el concreto.
Esto quiere decir que el diseño de este paramento
debe hacerse por lo expuesto anteriormente para la
carga H0 (Carga de Diseño) esto es para la máxima
avenida explotante del Proyectolo que es
establecido por los métodos vistos en Hidrología.
Por tratarse de estructuras costosas deben ser los
suficientemente seguras, siendo la Avenida de
Diseño expectante para una frecuencia de 1:50
años.
Con cargas menores que H0 la lámina vertiente se
pega al paramento del aliviadero ejerciendo
presiones sobre ella.
La ecuación del perfil es:

y / H0

k ( X / H 0 )n

Los valores de losparámetros k y n son obtenidos
de la Fig. 1- en función de hv/Ho y la inclinación del
paramento de aguas arriba:

hv

V 2 / 2g

V

q /( H

P)

En cuanto a la inclinación del paramento de aguas

arriba, ésta depende del análisis estructural de estabilidad.
Los valores de R1, R2, Xc y Yc se dan en la Fig. 1.a
Para valores de P Ho/2 y el paramento de aguas arriba
vertical, usar la plantilla dada en la Fig.2, ésta plantilla, se
emplea por simplicidad con respecto a la ecuación, pero se
hace la salvedad que la ecuación es de uso general.

1.2.2 DESCARGA SOBRE LA CRESTA:

Q

0.55CL( H e )3/ 2

Donde:
Q = Descarga (m3/seg)
C = Coeficiente de descarga
L = Longitud neta de la cresta (m)
He = Carga sobre la cresta incluyendo hv (m)
La longitud efectiva neta de la cresta está dada por:

L

L1 2( NK P

K A)H e

Donde
L = Longitud efectiva de la cresta
L1 = Longitud bruta o total de la cresta
N = Número de pilares que atraviesan el aliviadero
KP = Coeficiente de contracción de pilares
KA = Coeficiente de contracción de estribos
He = Carga total sobre la cresta
Valores de Kp
Descripción

KP

- Pilaren de Tajamar cuadrado

0.02

- Pilares de Tajamar redondo

0.01

- Pilaras de Tajamar triangular0.00

VALOR DE "C": Este tiene correcciones por los siguientes
conceptos.
1. Profundidad de llegada "P": (Co)
- Con la relación P / H0 se encuentra Co (Fig. 3)
Si P = O ===> C0 = 3.087 (vertedero de cresta ancha)
- Este ábaco se usa en paramento vertical y He = Ho
2. Efecto de cargan diferentes a las del Proyecto: (K1=C/Co)
- Con la relación He/H se encuentra C / C0 = K1 (Fig.4) o sea:
C = C0 .K1.
3.Efecto del Talud aguas arriba: (K2 = C1 / Cv)
- Con la relación P / Ho y una inclinación dada (Fig. 5) se
obtiene C1 / Cv = K2
C1 = Coef. Paramento inclinado
Cv = Coef. Paramento vertical
C1 = K2 Cv = C0 K1 K2

2

3

4

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9

4. Efecto de la Interferencia del lavadero de
aguas abajo y de la sumergencia.
Lavadero: Es el .piso de la poza de disipación.
- Los efectos de la...