UNIVERSIDAD NACIONAL DE HUANCAVELICA

ESCUELA ACADMICO PROFESIONAL DE INGENIERA CIVILASIGNATURA: DISEO DE ESTRUCTURAS HIDRAULICAS TEMA: Puente CanalJulio de 2015 DOCENTE: ING. JOSE A. SANCHEZ AUCCATOMA

ESTRUCTURAS DE CRUCE

Son las obras mediante las cuales es posible cruzar un canal con cualquier obstculo que se encuentra a su paso.

El obstculo puede ser por ejemplo:

Una va de ferrocarril Un camino Un ro Un dren Una depresin o sobre elevacin natural o artificial del terreno

Para salvar el obstculo, se debe recurrir a una estructura de cruce que puede ser:

Puente canal Sifn invertido Alcantarilla Tnel

ELECCIN DEL TIPO DE ESTRUCTURA

En cada caso se debe escoger la solucin ms conveniente para tener un funcionamiento hidrulico correcto, la menor prdida de carga posible y la mayor economa factible.

1. Cuando el nivel del agua es menor que la rasante del obstculo, se puede utilizar una alcantarilla, y si el obstculo es muy grande se puede usar un tnel.2. Cuando el nivel de la superficie libre del agua es mayor que la rasante del obstculo, se puede utilizar como estructura de cruce un puente canal o un sifn invertido.2.1 El puente canal se puede utilizar cuando la diferencia de niveles entre la rasante del canal y la rasante del obstculo, permite un espacio libre suficiente para lograr el paso de vehculos en el caso de caminos o ferrocarriles; el paso del agua en el caso de canales, drenes, arroyos ros.2.2 El sifn invertido se puede utilizar si el nivel de la superficie libre del agua es mayor que la rasante del obstculo, y no se tiene el espacio libre suficiente para lograr el paso de vehculos del agua.

DEFINICIN DE UN PUENTE CANAL

El puente canal o acueducto, es una estructura utilizada para conducir el agua de un canal, logrando atravesar una depresin. La depresin puede ser otro canal, un camino, una va de ferrocarril o un dren.

El puente canal, es un conjunto formado por un puente y un conducto, el conducto puede ser de concreto, hierro, madera u otro material resistente, donde el agua escurre por efectos de la gravedad.

CONSIDERACIONES PARA EL DISEO HIDRULICO

1. MaterialEl material utilizado para la construccin del puente canal puede ser:concreto, madera, hierro, u otro material duro, lo cual nos permite elegir el coeficiente de rugosidad .

2. Forma de la seccin transversalPor facilidades de construccin se adopta una seccin rectangular, aunque puede ser semicircular o cualquier otra forma.

3. Ubicacin de la seccin de controlPor lo general, un puente canal cuya vista en planta se muestra en laFigura 1.0, se disea para las condiciones del flujo subcrtico (aunque tambin se puede disear para flujo supercrtico), por lo que el puente canal representa una singularidad en el perfil longitudinal del canal, que crea efectos hacia aguas arriba.

Figura 1.0: Esquema de la vista en planta de un puente canal

Esquema de un Puente Canal

TIPOS DE FLUJOS QUE INCIDEN EN UN PUENTE CANAL

Flujo transitorio o no permanente; Presentan cambios en sus caractersticas a lo largo del tiempo para el cual se analiza el comportamiento del canal.Flujo Uniforme; Se da en un canal recto, con seccin y pendiente constante a una distancia considerable.Flujo Gradualmente Variado; El flujo es variado si la profundidad de flujo cambia a lo largo del canal.Flujo Variado; Puede clasificarse como rapidamente variado o gradualmente variado, si la profundidad del agua cambia de manera abrupta en distancias comparativamente cortas.Flujo Critico; Cuando Froude vale uno o cuando la velocidad es igual que la raz cuadrada de la gravedad por la profundidadFlujo Subcritico; Tambien denominado flujo lento.Flujo Supercritico; Tambien denominado flujo veloz.

DISEO DEL CONDUCTO ELEVADO

Por condiciones econmicas el ancho debe ser lo menor posible, pero manteniendo siempre el mismo tipo de flujo, en este caso flujo subcrtico. A fin de que las dimensiones sean las mnimas posibles se disea para condiciones cercanas a las crticas.Para una seccin rectangular, en condiciones crticas se cumplen las siguientes ecuaciones:

Clculo de los efectos de la curva de remansoEl efecto de la curva de remanso incide en los tirantes de las secciones (1), (2), (3) y(4)

Clculo de Y3Aplicar la ecuacin de la energa entre las secciones 3 y 4

donde:

La ecuacin (7.4), se resuelve por tanteos y se determina Y3; como se indic anteriormente, para un flujo subcrtico Y4 = Yn del tramo del canal de salida.

Clculo de Y2Aplicar la ecuacin de la energa entre las secciones 2 y 3:

Donde

La ecuacin (7.5), se resuelve por tanteos y se determina Y2.Clculo de Y1Aplicar la ecuacin de la energa entre las secciones 1 y 2:

donde:

La ecuacin (7.6), se resuelve por tanteos y se determina Y1.

Clculo de la altura de remansoLa altura de remanso producido ser:

EJERCICIOS DE APLICACION