EJERCICIO DE APLICACIÓN Diseñar un sifón invertido en el cruce de un canal con la panamericana, panamericana, las caracteríasticas del canal se presentan a continuación se presentan en la figura 4.13 y las caracteríasticas caracteríasticas del canal aguas arriba y aguas abajo del cruce son: Datos: Z: Q: S: b: n: Y: V: V2/2g:
1.5 2 1.2 1.5 0.025 0.828 0.881 0.040
m3/s o/oo m m m/seg m
Las pendentes aguas arriba y aguas abajo es de : y las cotas según el perfil del canal son:
0.0012
Km 1 + 030 = Km 1 + 070 =
46.725 m.s.n.m 46.443 m.s.n.m
Km 1 + 050
12°
12°
4.89
Lt
10.00
3.912
Lt
Solución: 1.-
Con la información topográfica del perfil del terreno en el cruce y el perfil del canal, se efectúa el dimensionamiento previo de la figura adjunta, el cual sí cumple los requisitos hidráulicos necesarios se puede aceptar como solución al problema, en caso contrario, se hará los ajustes necesarios.
2.- Selec Selección ción del diámetro diámetro del tubo: Asumimos una velocidad: A = Q/V = 1.33 m2 m2
=
1.5 m/seg
4
Di = Entonces escojemos Di =
1.30 m Di=
El nuevo valor del área será: A= 1.167 m2 Y la velocidad de diseño es: V diseño= 1.71 m/ m/s V2/2g =
0.150 m
48 " 1.2192 m
INGENIERÍA CIVIL
HIDRÁULICA APLICADA
3.- Longitud de transiciones T1 = b + 2 ZY = 3.984 m T2 = 1.2192 m Lt = (T1 - T2)/2tg( α/2)
; para α/2 =
Lt = Lt = 4Di =
2.96 m 4.88
Escojemos Lt mayor : Lt = 4.9 α/2 = 15.75
≈
25
°
4.9
m
m °
4.- Nivel de agua en 1 Del Km 1 + 030 al punto 1, hay : C1 = 46.725 - 5.21* S
5.21 m =
46.719 m.s.n.m
Y, el nivel de agua en 1 es : Niv. agua en 1 = C1 + Y =
47.547 m .s.n.m
5.- Cota de fondo en 2: 47.547 1.5 hv
Y Hte
46.719 C2 1
2
CF2=
Niv. agua en 1 - (Htc+1.5hv)
Hte=
Di cos12
1.5hv=
(Vt2-V12) 2g
Cota en 2=
=
1.246
=
0.165
46.135
6.- Cota de fondo en 3: 12 º
α =
sen(α)=
h= Cota en 3=
cota en 2-h=
h 5 1.04 m 45.096
previamente escogido
INGENIERÍA CIVIL
HIDRÁULICA APLICADA
7.- Cota de fondo en 4: Longitud del tubo horizontal= Pendiente del tubo= SL=
10*0.005=
Cota en 4=
cota en 3-SL=
10 m 0.005 0.05 m 45.046
8.- Cota de fondo en 5: 12 º
α =
h 4
sen(α)=
h= Cota en 5=
previamente escogido
0.832 m
cota en 4-h=
45.877 m.s.n.m
9.- Calculo de valor P en la salida: Di 2
Max Valor P en la salida=
=
0.6096
La distancia del punto 6 al Km 1+070 es = Cota en 6=
46.443-
6.188 m
(6.188*S)=
Cota 6- Cota 5 =
46.436 m.s.n.m
0.558 Escogemos P=0.558 para que la cota 6 coincida con la rasante del canal
