Diseño de Presa Gaviones

PROYECTO: Instalación del Servicio de Agua para el Sistema de Riego Collacachi Puno

OBRA: Construcción de Presas de Sedimentación Diseño: Ing. Jimmy O. Bernedo R

Sección 1, Río ITAPALLUNE Hoja Elaborado por: Ing. Jimmy O. Bernedo R

1. DESCRIPCIÓN.

Las Presas de Gaviones son estructuras permanantes, flexibles y permanantes construidas a base de prismas

rectangulares de alambre galvanizado denominados gaviones, los cuales se rellenan de piedra con el objetivo de formar el

cuerpo de la obra que constituye la presa de control

las mallas de alambre que forman el gavión presentan la forma de un hexagono entrelazado con triple torsión y de peso

por metro cubico de gavión constante.

Permitiendo controlar eficientemente la erosión en cárcavas de diferentes tamaños.

2. ESPACIAMIENTO ENTRE PRESAS.

El espaciamiento entre dos presas consecutivas depende de la pendiente de los sedimentos depositados, de la altura

efectiva de las presas y del tratamiento que se pretenda en el control. El espaciamiento se determina en función de la

siguiente relación:

Donde:

E: Espaciamiento entre dos Presas Consecutivas (m)

H: Altura Efectiva de la presa (m)

Pc: Pendiente del Cauce (%)

Ps: Pendiente de Compensación (%)

Espacimiento entre dos Presas Consecutivas (Criterio Cabeza - Pie)

Se considera que el espaciamiento más eficiente se obtiene cuando una presa se construye en la parte donde terminan

los sedimentos depositados por la presa anterior, lo que se denomina como criterio cabeza-pie, pudiendo las presas

quedar a un espaciamiento unitario si el objetivo es estabilizar la pendiente de la cárcava usando presas de baja altura

o a doble espaciamiento si el objetivo es retener mucho sedimento para lo cual se requieren presas más altas y un mayor

espaciamiento.

DISEÑO DE LA PRESA FILTRANTE DE GAVIONES

100*Ps

HE





E: 3x100 = 300.00 m

1.00%

Efectos de las presas de gaviones





Espaciamiento entre presas de gaviones y área de captación

3. PENDIENTE DEL CAUCE: La pendiente del Cauce (Pc) se determina con nivel montado y/o clinómetro usando

la siguiente relación:

Donde:

Pc = Pendiente del Cauce (%)

Dn = Desnivel entre dos puntos considerados (m)

L = Longitud horizontal entre dos puntos (m)

Dn: 1.613 m

L: 100 m

Pc: 1.613%

4. PENDIENTE DE COMPENSACION: La pendiente de compensación (Ps) también se conoce como pendiente de

aterramiento.

Este valor es siempre menor que la pendiente de la Cauce (Pc) y su valor se determina en función de las leyes del

transporte máximo de sedimentos.

Para fines prácticos se ha determinado que Ps toma valores entre 1% < Ps < 3.0%.

De forma específica, se considera que:

Para arenas gruesas mezcladas con grava la pendiente de compensación es del 2%

Para sedimentos de textura media es del 1% y para sedimentos finos limosos-arcillosos es del 0.5%.

Ps: 1.00%

100*L

DnPc





5. ALTURA EFECTIVA DE LA PRESA (H): Se determina en base a la sección transversal de la Cauce, considerando

que la presa debe cubrir la profundidad total de la cauce y tomando en cuenta las dimensiones del vertedor y las medidas

comerciales de los gaviones.

6. DISEÑO DEL VERTEDOR:

El vertedor se diseña en función del gasto máximo. En estructuras de gaviones se utilizan vertedores rectangulares de

cresta gruesa

Donde:

Qmáx = Escurrimiento máximo (m3/s)

Cv = Coeficiente del vertedor (adim.= 1.45)

L = Longitud del vertedor (m)

Hd = Carga sobre el vertedor (m)

Para definir la altura total del vertedor se deberá agregar un libre bordo (Hl) mínimo de 0.20 m y ajustar las dimensiones

con las medidas comerciales de los gaviones

Cv: 1.45 Coeficiente de vertedor

Qmax: 37 Escurrimiento Máximo (m3/s)

L: 15.0 Longitud del Vertedor (m) Tirante critico:

Hd: 1.43 Carga del Vertedero (m) Yc: 0.853 m

Bl: 0.57 Borde Libre (m)

2/3**max dV HLCQ

3/2

*

max

LC

QH

v

d

3/12

81.9

qYc





7. DISEÑO DE LA COLOCACION DE LOS GAVIONES.

8. CALCULO ESTRUCTURAL DE LA PRESA

El cálculo de la presa de gaviones se realiza a partir de la sección crítica unitaria, esto es, que las dimensiones están

referidas a la unidad de ancho del muro.

Perfil de la Sección Crítica





Donde:

H = Altura de la presa (m)

h’= Altura de la lámina vertiente (m)

h1, h2 y h3 = Altura de los tendidos (m)

h4 = Altura de la cimentación (m)

B = Base de la presa (m)

b = Ancho de corona de la presa (m)

k = Longitud constante del escalón (m)

k’= Longitud del colchón amortiguador (m)

b1, b2 y b3 = Ancho de los tendidos (m)

q = Peso de la lámina vertiente (kg)

E = Empuje hidrostático del agua (kg)

P = Peso total de la sección crítica unitaria (kg)

Datos Vista Frontal Aguas Abajo Datos Vista Perfil

Nº xd (m) b (m) h (m) Nº xd (m) B (m) h (m)

1 4.00 18.00 1.00 1 - 4.00 1.00

2 3.00 20.00 1.00 2 - 3.00 1.00

3 2.00 23.00 1.00 3 - 2.00 1.00

4 4 -

5 5 -

6 6 -

7 7 -

8 8 -

9 9 -

10 10 -

(Ultimo Tendido) (Ultimo Tendido)


11 1.00 5.00 1.00 11 - 1.50 1.00

12 21.00 9.00 1.00 13 - 1.00 1.00

13 - 6.00 1.00

14 21.00 11.00 1.00

5.00

131.00

2.00

3.00

4.00

5.00

Xo

15.16

15.16

0.00

15.16

0.0

1.0

2.0

3.0

4.0

5.0

6.0

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34

Vista Frontal

0.0

1.0

2.0

3.0

4.0

5.0

6.0

0.00 2.00 4.00 6.00

Vista Perfil





Tendido V (m3) Xm (m) Ym (m) Zm (m)V*Xm

(m4)

V*Ym

(m4)

V*Zm

(m4)

T1 72.00 13.00 0.50 2.00 936.00 36.00 144.00

T2 60.00 13.00 1.50 1.50 780.00 90.00 90.00

T3 46.00 13.50 2.50 1.00 621.00 115.00 46.00

T4 - - - - - - -

T5 - - - - - - -

T6 - - - - - - -

T7 - - - - - - -

T8 - - - - - - -

T9 - - - - - - -

T10 - - - - - - -

T11 7.50 3.50 3.50 0.75 26.25 26.25 5.63

T12 13.50 25.50 3.50 0.75 344.25 47.25 10.13

T13 6.00 3.00 4.50 0.50 18.00 27.00 3.00

T14 11.00 26.50 4.50 0.50 291.50 49.50 5.50

Totales: 199.00 3,017.00 391.00 304.25

Xc: 15.16 m

Yc: 1.96 m

Zc: 1.53 m

9. FUERZAS SOBRE LA SECCIÓN CRITICA

V

VXX c

V

VYYc

V

VZZ c

0.0

1.0

2.0

3.0

4.0

0.00 2.00 4.00 6.00

SECCIÓN CRíTICA UNITARIA





Determinación de la Linea de Accion del Peso (P) en la Sección critica Unitaria:

Tendido V (m3) Ym (m) Zm (m)V*Ym

(m4)

V*Zm

(m4)

T1 4.00 0.50 2.00 2.00 8.00

T2 3.00 1.50 1.50 4.50 4.50

T3 2.00 2.50 1.00 5.00 2.00

T4 - - - - -

T5 - - - - -

T6 - - - - -

T7 - - - - -

T8 - - - - -

T9 - - - - -

T10 - - - - -

Totales: 9.00 11.50 14.50

Yp: 1.28 m

Zp: 1.61 m

Altura de la Presa (H): 3.00 m

Cálculo del Peso de la lámina de agua Vertiente (q):

Donde:

h': 1 Altura maxima del vertedero (m)

b: 1 Ancho de Corona de la Presa (m)

a: 1 Ancho de la sección Crítica unitaria (a=1m)

w: 1.2 Peso especifico del agua con sedimentos (t/m3) = 1.20 t/m3

q: 1.2 Peso de la lámina de agua maxima en vertedero (t/m)

Cálculo de la Superficie en contacto con el agua (S):

Donde:

H: 3 Altura de la Presa (m)

a: 1 Ancho de la sección critica unitaria (1m)

S: 3 Superficie de Mojado (m2)

wabhq **'

aHS *

V

VZZ p

V

VYYp





Cálculo del Centro de Gravedad de la superficie en contacto con el agua (ĥ):

Donde:

ĥ: 1.5 Centro de gravedad de la superficie en contacto con el agua (m)


Cálculo del empuje hidrostatico (E):

Donde:

S: 3 Superficie en contacto con el agua (m2)




E: 5.4 Empuje hidrostatico (t)

Cálculo del Peso de la Sección unitaria aguas arriba (p):

Donde:

Volumen: 9 Volumen de la sección crítica unitaria (m3)

Reducc: 90% Pocentaje de reducción (por los vacios entre rocas)

Vscu: 8.1 Volumen de la sección crítica unitaria (m3)

γP: 2.4 Peso específico de la piedra (t/m3

w: 1.2 Peso específico del agua con sedimentos (t/m3) = 1.2 t/m3

γo: 1.2 Peso específico aparente (γP - w)

P: 9.72 Peso de la sección crítica unitaria (t)

Cálculo de la condición del nucleo central:

q: 1.2 Tn Xq: 0.50 m

P: 9.72 Tn Xp: 1.61 m

E: 5.4 Tn YE: 1.00 m

21.66 ≤ 29.12 O.K!

q: 1.2 Tn Xq': 3.50 m

P: 9.72 Tn Xp': 2.39 m

E: 5.4 Tn YE: 1.00 m

2/ˆ Hh

2

2

1wHE

whSE *ˆ*

0*scuVP

3/)*)(*2()()()( BPqXEXPXq Epq





Momentos que se oponen al volteo:

Fuerza X Ma

(Tn) (m) (Tn-m)

Agua 1.20 3.50 4.20

Gavion 9.72 2.39 23.22

Total: 27.42

Momento que Provoca Volteo:

Fuerza X Ma

(Tn) (m) (Tn-m)

Empuje 5.40 1.00 5.40

Total: 5.40

EVALUACIÓN DE LOS ESFUERZOS :

a = Centro de aplicación de la fuerza

∑MA = 23.22 Tn-m

Mv = 5.40 Tn-m

P = 9.72 Tn

a= 1.83 m

Cálculo de la excentricidad :

Donde :

e = Excentricidad.

B = Base del Muro.

a = Centro de la aplicación de la fuerza.

B = 4.00 m a = 1.83 m

e = 0.17 m < e máx = 0.67 m O.K!

Descr

Descr

p

MMa

vA

aB

e 2





CALCULO DE LOS ESFUERZOS :

∑Fv = P = 9.72 Tn

B = 4.00 m

e = 0.17 m

σ1 = 3.04 Kg/cm2 ( Punta )

σ2 = 1.82 Kg/cm2 ( Talón )

ESTABILIDAD AL DESLIZAMIENTO :

Donde :

µ = Coeficiente de rozamiento.

P = Peso propio

ER2 = Sumatoria de fuerzas que producen el deslizamiento .

Ea= 0.00 Tn Coeficientes de rozamiento

Pagua= 5.40 Tn Albañileria sobre albañileria 0.700

Er2= 5.40 Tn Albañileria sobre roca 0.700

Albañileria sobre cascajo 0.600

u= 0.70 Albañileria sobre tierra o arcilla seca 0.500

ux(P+q)= 7.64 Albañileria sobre arcilla humeda 0.330

Fsd= 1.42 > 1.00 O.K!

EVALUACIÓN DEL VUELCO :

MA = 23.22 Tn.m Momento que se opone al volteo

Mv = 5.40 Kg.m Momento que produce el volteo

F.s.v= 4.30 > 2.00 O.K!

B

xe

B

P 61

2

..RE

xpDSF

V

A

M

MVSF ..





10.- CALCULO DE TIRANTE MAXIMA AVENIDA:

Teniendo en consideración la avenida de diseño de proyecto, la pendiente promedio de la zona del proyecto,

el coeficiente de rugosidad de Manning y la sección estable del río, se determina el tirante máximo, emplenado la formula

de MANNING:

Q: 37 m3/s

S: 0.016 m/m

n: 0.03 Coeficiente de rugosidad de Manning

GEOMETRIA DEL RÍO

Nº X Y Nº X Y Nº X Y Nº X Y

1 - - 11 26.4 -8.1 21 - - 31 - -

2 7.9 -4.3 12 32.3 -6.6 22 - - 32 - -

3 10.9 -6.0 13 40.8 -5.5 23 - - 33 - -

4 12.4 -6.8 14 44.1 -2.9 24 - - 34 - -

5 12.5 -8.1 15 - - 25 - - 35 - -

6 13.8 -8.7 16 - - 26 - - 36 - -

7 14.8 -8.9 17 - - 27 - - 37 - -

8 17.0 -9.0 18 - - 28 - - 38 - -

9 21.0 -8.7 19 - - 29 - - 39 - -

10 25.8 -8.8 20 - - 30 - - 40 - -

n

SARQ

21

32

32

21

ARS

Qn

Geometria Autocad

-10

-9

-8

-7

-6

-5

-4

-3

-2

-1

0

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50

Y (

m)

X (m)

SECCION DEL RÍO





APROXIMACIONES SUCESIVAS (METODO DE NEWTON RAPHSON)

Nº Y A P R^2/3 A*R^2/3 Qn/S^0.5

1 4.485 95.038 36.651 1.89 179.38 8.74

2 2.673 41.033 25.071 1.39 56.99 8.74

3 1.429 17.507 17.163 1.01 17.74 8.74

4 1.047 11.667 15.219 0.84 9.77 8.74

5 0.99 10.831 14.924 0.81 8.75 8.74

6 0.988 10.811 14.917 0.81 8.72 8.74

7 0.989 10.825 14.922 0.81 8.74 8.74

8 8.74

10 8.74

Donde:

Q: Caudal m3/s

A: Area de la Sección m2

R: Radio Hidraulico

S: Pendiente m/m

n: Manning

-0.02

-0.00

Qcalc

759.39

241.25

75.10

41.37

37.03

36.93

37.00

Error

170.64

48.25

9.00

1.03

0.01

0.00

100.00

200.00

300.00

400.00

500.00

600.00

700.00

800.00

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5

Cau

dal

Q (

m3

/s)

Tirante Y (m)

Curva Vs Tirante

Iterar





Resultados:

Y: 0.989 Tirante (m)

V: 3.418 Velocidad (m/s)

P: 14.922 Perimetro Mojado (m)

A: 10.825 Area (m2)

R: 0.725 Radio Hidraulico (m)

T: 14.307 Espejo de agua (m)

F: 1.255 Número de Froude

Tipo Flujo: Supercritico

11.- TANQUE AMORTIGUADOR (PLATEA)

Para proteger el fondo de la cárcava inmediatamente aguas abajo de la estructura contra los efectos erosivos producidos

por la caída de agua que pasa a través del vertedor, se usa la platea que consiste en un revestimiento con piedra acomodada

o con el material de que se construye la presa, para proteger el lecho de la cárcava e impedir que la fuerza del agua origine

socavaciones que pongan en peligro la estabilidad de la estructura.

usando de los datos experimentales de Bakhmeteff y Feodoroff [1] y Moore [9], y de sus propios resultados, propone

que la geometría del flujo en las estructuras de caída se puede describir en función de un parámetro adimensional,

denominado número de caída [3], el cual se define como

Caudal (Q): 37.00 m3/s

Longitud (L): 18.00 m

Altura de la caida (hc): 3.00 m

Altura de la Caida (hc): 3.00 m

Caudal Unitario q (m3/s*m):

q= 2.06 m3/s*m





Calculo del tirante crítico Yc:

Yc= 0.76 m

Calculo del número de caida:

D= 0.016

Calculo de la longitud de impacto (Ld):

Ld= 4.22 m

Calculo de Yp:

Yp= 1.21 m

Calculo de Y1:

Y1= 0.28 m

Calculo de Y2:

Y2= 1.63 m

Calculo de la longitud del colchon de la caida:

Lj= 9.32 m

Calculo de Longitud del colchon disipador:

Lc= Ld+Lc

Lc= 13.54 m

3/12

81.9

qYc

)12(*9.6 YYLr

3

2

ghc

qD

27.0*30.4 Dhc

Ld

22.0*00.1 Dhc

Yp

425.0*54.01

Dhc

Y

27.0*66.12

Dhc

Y





12.- SOCAVACIÓN

Con la estimación de la profundidad máxima de socavación que es función de la geometría de la estructura (de la caída,

es decir, de la diferencia de niveles entre el nivel de aguas máximas y el nivel del remanso al pie de la estructura), del flujo

(del gasto unitario, del tirante al pie de la estructura y el nivel del remanso) y del tipo de material (tratándose sí es o no

cohesivo o suelo rocoso fracturado); es posible definir la construcción o no de la platea.

Un criterio para calcular la profundidad máxima de socavación es el propuesto por Schoklitsch

Ys: Profundidad del cono de socavación (m)

Ho: Distancia entre el nivel de aguas maximas y el nivel del remanso al pie de la estructura, en m

q: Gasto unitario en m3/s/m

D90: Diámetro de la particula por debajo del cual queda el 90% de la muestra de suelo en peso, en mm

D90: 100 mm

La profundidad de socavación Ys se reduce conforme la profundidad del remanso Yb aumenta, lo cual se logra colocando

un contradique aguas abajo.

32.0

90

57.02.0/75.4 DqHYs o





(Zo-fg) ó (H): 1.43 m

(zo-z3) ó (Ho): 3.44 m

(z3-fb) ó (Ys): 2.10 m

(f3-fb): 1.11 m


Qmax: 37.00 Escurrimiento Máximo (m3/s)

L: 18.0 Longitud del Vertedor del Contra dique (m) L vert. caida: 15.0 m

Hdc: 1.26 Carga del Vertedero Contradique (m)

q: 2.06 m3/s/m

P: 0.50 m Altura del Contradique

(zo-z2) ó (Ho): 2.66 m

(z3-fb) ó (Ys): 2.00 m

(f3-fb): 1.01 m Profundidad de Contradique por debajo del terreno

13.- VERIFICACIÓN DE SIFONAMIENTO

Según la Formula de Bligh debe ser L> CΔH.

C: 4

ΔH: 2.66

L> 10.65 m

Tierra o cascajo con arena y grava 4 a6

CRITERIO DE BLIGHT

Arena fina 15

Arena de grano grueso 12

Grava y arena 9

MATERIAL Valores de "c"

Limo y arena muy fina 18





14.- RESUMEN DE RESULTADOS

a.- En la sección de Control del Vertedor:

L: 15.0 m Longitud del Vertedero

Hc: 3.00 m Altura de la caida

H: 1.43 m Carga hidraulica aguas arriba del vertedor

yc: 0.853 m Tirante critico en la Sección de Control

b.- En la Poza de Disipación:

Yp: 1.21 m

Y1: 0.28 m

Y2: 1.63 m

Ld: 4.22 m

Lc: 13.54 m

c.- En el Contradique (Contra Presa)

L: 18.0 m Ancho del Contradique


Y3: 1.76 m Tirante Aguas arriba del contradique

Yc: 0.76 m Tirante critico en el contradique


Yn: 0.989 m Tirante normal aguas abajo del contradique



Dique 2, Río ITAPALLUNE Hoja Elaborado por: Ing. Jimmy O. Bernedo R.

1. DESCRIPCIÓN.











Donde:










espaciamiento.


100*Ps

HE





E: 4x100 = 400.00 m

1.00%









Donde:




Dn: 2.98 m

L: 100 m

Pc: 2.980%


aterramiento.







Ps: 1.00%

100*L

DnPc










cresta gruesa

Donde:












2/3**max dV HLCQ

3/2

*

max

LC

QH

v

d

3/12

81.9

qYc














Donde:













Datos Vista Frontal Aguas Arriba Datos Vista Perfil


1 2.00 13.00 1.00 1 - 4.50 1.00

2 1.50 14.00 1.00 2 - 3.50 1.00

3 1.00 18.00 1.00 3 - 3.00 1.00

4 - 20.00 1.00 4 2.50 1.00

5 - 24.00 1.00 5 2.00 1.00

6 6 -

7 7 -

8 8 -

9 9 -

10 10 -



11 - 3.00 1.00 11 - 1.50 1.00

12 14.00 12.00 1.00 13 - 1.00 1.00

13 - 3.00 1.00

14 14.00 12.00 1.00

5.00

131.00

2.00

3.00

4.00

5.00

Xo

11.14

11.14

0.00

11.14

0.0

1.0

2.0

3.0

4.0

5.0

6.0

7.0

8.0

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28

Vista Frontal

0.0

1.0

2.0

3.0

4.0

5.0

6.0

7.0

8.0

0.00 2.00 4.00 6.00

Vista Perfil






(m4)

V*Ym

(m4)

V*Zm

(m4)

T1 58.50 8.50 0.50 2.25 497.25 29.25 131.63

T2 49.00 8.50 1.50 1.75 416.50 73.50 85.75

T3 54.00 10.00 2.50 1.50 540.00 135.00 81.00

T4 50.00 10.00 3.50 1.25 500.00 175.00 62.50

T5 48.00 12.00 4.50 1.00 576.00 216.00 48.00

T6 - - - - - - -

T7 - - - - - - -

T8 - - - - - - -

T9 - - - - - - -

T10 - - - - - - -

T11 4.50 1.50 5.50 0.75 6.75 24.75 3.38

T12 18.00 20.00 5.50 0.75 360.00 99.00 13.50

T13 3.00 1.50 6.50 0.50 4.50 19.50 1.50

T14 12.00 20.00 6.50 0.50 240.00 78.00 6.00

Totales: 282.00 3,141.00 850.00 433.25

Xc: 11.14 m

Yc: 3.01 m

Zc: 1.54 m


V

VXX c

V

VYYc

V

VZZ c

0.0

1.0

2.0

3.0

4.0

5.0

6.0

0.00 2.00 4.00 6.00








(m4)

V*Zm

(m4)

T1 4.50 0.50 2.25 2.25 10.13

T2 3.50 1.50 1.75 5.25 6.13

T3 3.00 2.50 1.50 7.50 4.50

T4 2.50 3.50 1.25 8.75 3.13

T5 2.00 4.50 1.00 9.00 2.00

T6 - - - - -

T7 - - - - -

T8 - - - - -

T9 - - - - -

T10 - - - - -

Totales: 15.50 32.75 25.88

Yp: 2.11 m

Zp: 1.67 m



Donde:

h': 1.75 Altura maxima del vertedero (m)






Donde:




wabhq **'

aHS *

V

VZZ p

V

VYYp






Donde:

ĥ: 2 Centro de gravedad de la superficie en contacto con el agua (m)



Donde:


ĥ: 2 Centro de gravedad de la superficie en contacto con el agua (m)





Donde:

Volumen: 15.5 Volumen de la sección crítica unitaria (m3)








q: 4.205703 Tn Xq: 1.00 m

P: 16.74 Tn Xp: 1.67 m

E: 9.6 Tn YE: 1.33 m

44.95 ≤ 62.84 O.K!

q: 4.205703 Tn Xq': 3.50 m

P: 16.74 Tn Xp': 2.83 m

E: 9.6 Tn YE: 1.33 m

2/ˆ Hh

2

2

1wHE

whSE *ˆ*

0*scuVP







Fuerza X Ma

(Tn) (m) (Tn-m)

Agua 4.21 3.50 14.72

Gavion 16.74 2.83 47.39

Total: 62.10


Fuerza X Ma

(Tn) (m) (Tn-m)

Empuje 9.60 1.33 12.80

Total: 12.80



∑MA = 47.39 Tn-m

Mv = 12.80 Tn-m

P = 16.74 Tn

a= 2.07 m


Donde :

e = Excentricidad.

B = Base del Muro.


B = 4.50 m a = 2.07 m

e = 0.18 m < e máx = 0.75 m O.K!

Descr

Descr

p

MMa

vA

aB

e 2






∑Fv = P = 16.74 Tn

B = 4.50 m

e = 0.18 m

σ1 = 4.63 Kg/cm2 ( Punta )

σ2 = 2.81 Kg/cm2 ( Talón )


Donde :


P = Peso propio








Fsd= 1.53 > 1.00 O.K!




F.s.v= 3.70 > 2.00 O.K!

B

xe

B

P 61

2

..RE

xpDSF

V

A

M

MVSF ..








de MANNING:

Q: 37 m3/s

S: 0.030 m/m


GEOMETRIA DEL RÍO


1 - - 11 - - 21 - - 31 - -

2 -3.2 -2.5 12 - - 22 - - 32 - -

3 -9.9 -4.8 13 - - 23 - - 33 - -

4 -12.9 -5.1 14 - - 24 - - 34 - -

5 -14.2 -6.8 15 - - 25 - - 35 - -

6 -17.3 -7.3 16 - - 26 - - 36 - -

7 -20.4 -6.9 17 - - 27 - - 37 - -

8 -24.0 -6.6 18 - - 28 - - 38 - -

9 -25.0 -4.3 19 - - 29 - - 39 - -

10 -27.6 1.8 20 - - 30 - - 40 - -

n

SARQ

21

32

32

21

ARS

Qn

Geometria Autocad

-8

-6

-4

-2

0

2

4

-30 -25 -20 -15 -10 -5 0

Y (

m)

X (m)

SECCION DEL RÍO






Nº Y A P R^2/3 A*R^2/3 Qn/S^0.5

1 2.999 30.631 18.765 1.39 42.47 6.43

2 1.846 15.117 12.656 1.13 17.02 6.43

3 1.287 9.025 11.342 0.86 7.75 6.43

4 1.192 8.028 11.118 0.80 6.46 6.43

5 1.189 7.993 11.11 0.80 6.42 6.43

6 1.19 8.003 11.113 0.80 6.43 6.43

7 6.43

8 6.43

10 6.43

Donde:

Q: Caudal m3/s


R: Radio Hidraulico

S: Pendiente m/m

n: Manning

-0.00

Qcalc

244.36

97.93

44.59

37.18

36.93

37.00

Error

36.04

10.59

1.32

0.03

-0.01

0.00

50.00

100.00

150.00

200.00

250.00

300.00

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5

Cau

dal

Q (

m3

/s)

Tirante Y (m)

Curva Vs Tirante

Iterar





Resultados:

Para Sección del Río Para Sección para un Ancho de 15 m, Salida contradique

Y: 1.19 Tirante (m) Y: 0.62 Tirante (m)

V: 4.62 Velocidad (m/s) V: 3.97 Velocidad (m/s)

P: 11.11 Perimetro Mojado (m) P: 16.24 Perimetro Mojado (m)

A: 8.00 Area (m2) A: 9.32 Area (m2)

R: 0.72 Radio Hidraulico (m) R: 0.69 Radio Hidraulico (m)

T: 10.44 Espejo de agua (m) T: 15.00 Espejo de agua (m)

F: 1.69 Número de Froude F: 1.61 Número de Froude

Tipo Flujo: Supercritico Tipo Flujo: Supercritico














q= 2.47 m3/s*m






Yc= 0.85 m


D= 0.010


Ld= 4.92 m

Calculo de Yp:

Yp= 1.44 m

Calculo de Y1:

Y1= 0.30 m

Calculo de Y2:

Y2= 1.90 m


Lj= 11.02 m


Lc= Ld+Lc

Lc= 15.94 m

3/12

81.9

qYc

)12(*9.6 YYLr

3

2

ghc

qD

27.0*30.4 Dhc

Ld

22.0*00.1 Dhc

Yp

425.0*54.01

Dhc

Y

27.0*66.12

Dhc

Y





12.- SOCAVACIÓN










D90: 100 mm



32.0

90

57.02.0/75.4 DqHYs o





(Zo-fg) ó (H): 1.75 m

(zo-z3) ó (Ho): 4.56 m Sección Río

(z3-fb) ó (Ys): 2.47 m

(f3-fb): 1.28 m





q: 2.47 m3/s/m


(zo-z2) ó (Ho): 3.83 m

(z3-fb) ó (Ys): 2.38 m




C: 4

ΔH: 3.83

L> 15.31 m


CRITERIO DE BLIGHT

Arena fina 15


Grava y arena 9













Yn: 1.19 m Tirante normal aguas arriba


Yp: 1.44 m

Y1: 0.30 m

Y2: 1.90 m

Ld: 4.92 m

Lc: 15.94 m











1. DESCRIPCIÓN.











Donde:










espaciamiento.


100*Ps

HE





E: 3x100 = 300.00 m

1.00%









Donde:




Dn: 2.07 m

L: 100 m

Pc: 2.070%


aterramiento.







Ps: 1.00%

100*L

DnPc










cresta gruesa

Donde:












2/3**max dV HLCQ

3/2

*

max

LC

QH

v

d

3/12

81.9

qYc














Donde:















1 4.50 17.00 1.00 1 - 4.00 1.00

2 3.50 19.00 1.00 2 - 3.00 1.00

3 2.00 22.00 1.00 3 - 2.00 1.00

4 4 -

5 5 -

6 6 -

7 7 -

8 8 -

9 9 -

10 10 -



11 1.00 5.00 1.00 11 - 1.50 1.00

12 20.00 7.00 1.00 13 - 1.00 1.00

13 - 6.00 1.00

14 20.00 8.00 1.00

5.00

131.00

2.00

3.00

4.00

5.00

Xo

14.33

14.33

0.00

14.33

0.0

1.0

2.0

3.0

4.0

5.0

6.0

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30

Vista Frontal

0.0

1.0

2.0

3.0

4.0

5.0

6.0

0.00 2.00 4.00 6.00

Vista Perfil






(m4)

V*Ym

(m4)

V*Zm

(m4)

T1 68.00 13.00 0.50 2.00 884.00 34.00 136.00

T2 57.00 13.00 1.50 1.50 741.00 85.50 85.50

T3 44.00 13.00 2.50 1.00 572.00 110.00 44.00

T4 - - - - - - -

T5 - - - - - - -

T6 - - - - - - -

T7 - - - - - - -

T8 - - - - - - -

T9 - - - - - - -

T10 - - - - - - -

T11 7.50 3.50 3.50 0.75 26.25 26.25 5.63

T12 10.50 23.50 3.50 0.75 246.75 36.75 7.88

T13 6.00 3.00 4.50 0.50 18.00 27.00 3.00

T14 8.00 24.00 4.50 0.50 192.00 36.00 4.00

Totales: 187.00 2,680.00 355.50 286.00

Xc: 14.33 m

Yc: 1.90 m

Zc: 1.53 m


V

VXX c

V

VYYc

V

VZZ c

0.0

1.0

2.0

3.0

4.0

0.00 2.00 4.00 6.00








(m4)

V*Zm

(m4)

T1 4.00 0.50 2.00 2.00 8.00

T2 3.00 1.50 1.50 4.50 4.50

T3 2.00 2.50 1.00 5.00 2.00

T4 - - - - -

T5 - - - - -

T6 - - - - -

T7 - - - - -

T8 - - - - -

T9 - - - - -

T10 - - - - -

Totales: 9.00 11.50 14.50

Yp: 1.28 m

Zp: 1.61 m



Donde:







Donde:




wabhq **'

aHS *

V

VZZ p

V

VYYp






Donde:




Donde:







Donde:









q: 3.581088 Tn Xq: 1.00 m

P: 9.72 Tn Xp: 1.61 m

E: 5.4 Tn YE: 1.00 m

24.64 ≤ 35.47 O.K!

q: 3.581088 Tn Xq': 3.00 m

P: 9.72 Tn Xp': 2.39 m

E: 5.4 Tn YE: 1.00 m

2/ˆ Hh

2

2

1wHE

whSE *ˆ*

0*scuVP







Fuerza X Ma

(Tn) (m) (Tn-m)

Agua 3.58 3.00 10.74

Gavion 9.72 2.39 23.22

Total: 33.96


Fuerza X Ma

(Tn) (m) (Tn-m)

Empuje 5.40 1.00 5.40

Total: 5.40



∑MA = 23.22 Tn-m

Mv = 5.40 Tn-m

P = 9.72 Tn

a= 1.83 m


Donde :

e = Excentricidad.

B = Base del Muro.


B = 4.00 m a = 1.83 m

e = 0.17 m < e máx = 0.67 m O.K!

Descr

Descr

p

MMa

vA

aB

e 2






∑Fv = P = 9.72 Tn

B = 4.00 m

e = 0.17 m

σ1 = 3.04 Kg/cm2 ( Punta )

σ2 = 1.82 Kg/cm2 ( Talón )


Donde :


P = Peso propio








Fsd= 1.72 > 1.00 O.K!




F.s.v= 4.30 > 2.00 O.K!

B

xe

B

P 61

2

..RE

xpDSF

V

A

M

MVSF ..








de MANNING:

Q: 37 m3/s

S: 0.021 m/m


GEOMETRIA DEL RÍO


1 - - 11 -27.9 -4.2 21 - - 31 - -

2 -6.6 -2.8 12 -30.7 -2.5 22 - - 32 - -

3 -10.5 -4.2 13 -32.7 -0.4 23 - - 33 - -

4 -12.8 -4.8 14 - - 24 - - 34 - -

5 -13.1 -5.6 15 - - 25 - - 35 - -

6 -14.5 -6.9 16 - - 26 - - 36 - -

7 -18.4 -5.9 17 - - 27 - - 37 - -

8 -22.4 -5.8 18 - - 28 - - 38 - -

9 -24.0 -5.6 19 - - 29 - - 39 - -

10 -25.1 -4.8 20 - - 30 - - 40 - -

n

SARQ

21

32

32

21

ARS

Qn

Geometria Autocad

-8

-7

-6

-5

-4

-3

-2

-1

0

-35 -30 -25 -20 -15 -10 -5 0

Y (

m)

X (m)

SECCION DEL RÍO






Nº Y A P R^2/3 A*R^2/3 Qn/S^0.5

1 3.229 33.678 21.707 1.34 45.13 7.72

2 2.236 16.438 15.339 1.05 17.21 7.72

3 1.708 9.884 12.755 0.84 8.34 7.72

4 1.666 9.395 12.637 0.82 7.71 7.72

5 1.665 9.387 12.635 0.82 7.70 7.72

6 1.666 9.399 12.638 0.82 7.72 7.72

7 7.72

8 7.72

10 7.72

Donde:

Q: Caudal m3/s


R: Radio Hidraulico

S: Pendiente m/m

n: Manning

Error

37.42

9.50

0.62

-0.00

-0.01

0.00

Qcalc

216.46

82.56

39.99

36.98

36.93

37.00

0.00

50.00

100.00

150.00

200.00

250.00

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5

Cau

dal

Q (

m3

/s)

Tirante Y (m)

Curva Vs Tirante

Iterar





Resultados:




A: 9.399 Area (m2)


















q= 2.64 m3/s*m






Yc= 0.89 m


D= 0.026


Ld= 4.83 m

Calculo de Yp:

Yp= 1.35 m

Calculo de Y1:

Y1= 0.35 m

Calculo de Y2:

Y2= 1.87 m


Lj= 10.49 m


Lc= Ld+Lc

Lc= 15.33 m

3/12

81.9

qYc

)12(*9.6 YYLr

3

2

ghc

qD

27.0*30.4 Dhc

Ld

22.0*00.1 Dhc

Yp

425.0*54.01

Dhc

Y

27.0*66.12

Dhc

Y





12.- SOCAVACIÓN










D90: 100 mm



32.0

90

57.02.0/75.4 DqHYs o





(Zo-fg) ó (H): 1.49 m

(zo-z3) ó (Ho): 2.83 m

(z3-fb) ó (Ys): 2.33 m

(f3-fb): 0.66 m





q: 2.64 m3/s/m


(zo-z2) ó (Ho): 2.50 m

(z3-fb) ó (Ys): 2.27 m




C: 4

ΔH: 2.50

L> 10.00 m


CRITERIO DE BLIGHT

Arena fina 15


Grava y arena 9














Yp: 1.35 m

Y1: 0.35 m

Y2: 1.87 m

Ld: 4.83 m

Lc: 15.33 m











1. DESCRIPCIÓN.











Donde:










espaciamiento.


100*Ps

HE





E: 3x100 = 300.00 m

1.00%









Donde:




Dn: 1.613 m

L: 100 m

Pc: 1.613%


aterramiento.







Ps: 1.00%

100*L

DnPc










cresta gruesa

Donde:












2/3**max dV HLCQ

3/2

*

max

LC

QH

v

d

3/12

81.9

qYc














Donde:















1 6.50 23.00 1.00 1 - 4.00 1.00

2 4.50 26.00 1.00 2 - 3.00 1.00

3 2.50 32.00 1.00 3 - 2.00 1.00

4 4 -

5 5 -

6 6 -

7 7 -

8 8 -

9 9 -

10 10 -



11 1.00 7.00 1.00 11 - 1.50 1.00

12 28.00 9.00 1.00 13 - 1.00 1.00

13 - 8.00 1.00

14 28.00 11.00 1.00

5.00

131.00

2.00

3.00

4.00

5.00

Xo

19.73

19.73

0.00

19.73

0.0

1.0

2.0

3.0

4.0

5.0

6.0

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42

Vista Frontal

0.0

1.0

2.0

3.0

4.0

5.0

6.0

0.00 2.00 4.00 6.00

Vista Perfil






(m4)

V*Ym

(m4)

V*Zm

(m4)

T1 92.00 18.00 0.50 2.00 1,656.00 46.00 184.00

T2 78.00 17.50 1.50 1.50 1,365.00 117.00 117.00

T3 64.00 18.50 2.50 1.00 1,184.00 160.00 64.00

T4 - - - - - - -

T5 - - - - - - -

T6 - - - - - - -

T7 - - - - - - -

T8 - - - - - - -

T9 - - - - - - -

T10 - - - - - - -

T11 10.50 4.50 3.50 0.75 47.25 36.75 7.88

T12 13.50 32.50 3.50 0.75 438.75 47.25 10.13

T13 8.00 4.00 4.50 0.50 32.00 36.00 4.00

T14 11.00 33.50 4.50 0.50 368.50 49.50 5.50

Totales: 258.00 5,091.50 492.50 392.50

Xc: 19.73 m

Yc: 1.91 m

Zc: 1.52 m


V

VXX c

V

VYYc

V

VZZ c

0.0

1.0

2.0

3.0

4.0

0.00 2.00 4.00 6.00








(m4)

V*Zm

(m4)

T1 4.00 0.50 2.00 2.00 8.00

T2 3.00 1.50 1.50 4.50 4.50

T3 2.00 2.50 1.00 5.00 2.00

T4 - - - - -

T5 - - - - -

T6 - - - - -

T7 - - - - -

T8 - - - - -

T9 - - - - -

T10 - - - - -

Totales: 9.00 11.50 14.50

Yp: 1.28 m

Zp: 1.61 m



Donde:







Donde:




wabhq **'

aHS *

V

VZZ p

V

VYYp






Donde:




Donde:







Donde:









q: 2.823235 Tn Xq: 1.00 m

P: 9.72 Tn Xp: 1.61 m

E: 5.4 Tn YE: 1.00 m

23.88 ≤ 33.45 O.K!

q: 2.823235 Tn Xq': 3.00 m

P: 9.72 Tn Xp': 2.39 m

E: 5.4 Tn YE: 1.00 m

2/ˆ Hh

2

2

1wHE

whSE *ˆ*

0*scuVP







Fuerza X Ma

(Tn) (m) (Tn-m)

Agua 2.82 3.00 8.47

Gavion 9.72 2.39 23.22

Total: 31.69


Fuerza X Ma

(Tn) (m) (Tn-m)

Empuje 5.40 1.00 5.40

Total: 5.40



∑MA = 23.22 Tn-m

Mv = 5.40 Tn-m

P = 9.72 Tn

a= 1.83 m


Donde :

e = Excentricidad.

B = Base del Muro.


B = 4.00 m a = 1.83 m

e = 0.17 m < e máx = 0.67 m O.K!

Descr

Descr

p

MMa

vA

aB

e 2






∑Fv = P = 9.72 Tn

B = 4.00 m

e = 0.17 m

σ1 = 3.04 Kg/cm2 ( Punta )

σ2 = 1.82 Kg/cm2 ( Talón )


Donde :


P = Peso propio








Fsd= 1.63 > 1.00 O.K!




F.s.v= 4.30 > 2.00 O.K!

B

xe

B

P 61

2

..RE

xpDSF

V

A

M

MVSF ..








de MANNING:

Q: 37 m3/s

S: 0.016 m/m


GEOMETRIA DEL RÍO


1 - - 11 -21.9 -3.8 21 - - 31 - -

2 -3.0 -0.5 12 -22.0 -4.0 22 - - 32 - -

3 -5.0 -1.8 13 -27.9 -3.9 23 - - 33 - -

4 -10.0 -2.2 14 -28.1 -3.8 24 - - 34 - -

5 -13.5 -3.2 15 -28.6 -2.9 25 - - 35 - -

6 -13.8 -3.8 16 -32.8 -2.2 26 - - 36 - -

7 -14.8 -4.0 17 -36.5 -0.9 27 - - 37 - -

8 -18.9 -4.0 18 -40.3 2.4 28 - - 38 - -

9 -20.5 -3.9 19 - - 29 - - 39 - -

10 -20.9 -3.6 20 - - 30 - - 40 - -

n

SARQ

21

32

32

21

ARS

Qn

Geometria Autocad

-5

-4

-3

-2

-1

0

1

2

3

-45 -40 -35 -30 -25 -20 -15 -10 -5 0

Y (

m)

X (m)

SECCION DEL RÍO






Nº Y A P R^2/3 A*R^2/3 Qn/S^0.5

1 3.219 70.748 35.124 1.59 112.84 8.74

2 1.92 31.526 26.241 1.13 35.63 8.74

3 1.1 15.018 17.377 0.91 13.63 8.74

4 0.83 10.794 16.071 0.77 8.28 8.74

5 0.797 10.299 15.911 0.75 7.71 8.74

6 0.797 10.291 15.909 0.75 7.70 8.74

7 0.798 10.306 15.913 0.75 7.71 8.74

8 8.74

10 8.74

Donde:

Q: Caudal m3/s


R: Radio Hidraulico

S: Pendiente m/m

n: Manning

Error

104.10

26.89

4.89

-0.46

-1.03

-1.04

-1.03

Qcalc

477.69

150.83

57.69

35.05

32.63

32.59

32.66

0.00

100.00

200.00

300.00

400.00

500.00

600.00

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5

Cau

dal

Q (

m3

/s)

Tirante Y (m)

Curva Vs Tirante

Iterar





Resultados:




A: 10.306 Area (m2)


















q= 1.85 m3/s*m






Yc= 0.70 m


D= 0.013


Ld= 3.99 m

Calculo de Yp:

Yp= 1.15 m

Calculo de Y1:

Y1= 0.26 m

Calculo de Y2:

Y2= 1.54 m


Lj= 8.86 m


Lc= Ld+Lc

Lc= 12.85 m

3/12

81.9

qYc

)12(*9.6 YYLr

3

2

ghc

qD

27.0*30.4 Dhc

Ld

22.0*00.1 Dhc

Yp

425.0*54.01

Dhc

Y

27.0*66.12

Dhc

Y





12.- SOCAVACIÓN










D90: 100 mm



32.0

90

57.02.0/75.4 DqHYs o





(Zo-fg) ó (H): 1.18 m

(zo-z3) ó (Ho): 3.38 m

(z3-fb) ó (Ys): 1.97 m

(f3-fb): 1.17 m





q: 1.85 m3/s/m


(zo-z2) ó (Ho): 2.50 m

(z3-fb) ó (Ys): 1.86 m




C: 4

ΔH: 2.50

L> 10.00 m


CRITERIO DE BLIGHT

Arena fina 15


Grava y arena 9














Yp: 1.15 m

Y1: 0.26 m

Y2: 1.54 m

Ld: 3.99 m

Lc: 12.85 m








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Diseño de Presa Gaviones