GRADAS

GRADAS

Preparado por: M. Cs. Ing. Francisco Huamn Vidaurre I.- PARTES DE LA OBRAEn un conducto abierto, existe la necesidad de salvar un desnivel de fuerte pendiente la que se puede solucionar con gradas hidrulicas revestidas de material resistente al impacto del agua.Sus partes principales son:

- Entrada

- Gradas- Poza disipadora- Salida

Fig. 1.- Caractersticas de las gradasII.- FRMULAS Y GRFICAS DE DISEOEn la seccin (1) (1) se produce el tirante crtico yc para un caudal Q y un ancho b, considerando que aguas arriba el rgimen es subcrtico.

(1)Donde q = Q/b

El mtodo de clculo consiste en asignar un valor a 0.8 m a cada grada segn la topografa del desnivel para finalmente obtener el valor de d.

Las cifras del siguiente cuadro son ilustrativas para yc = 0.369 m, a1 = 0.50 m, a2 = 0.30 m, etc.

NaK= a/ycyoXo = yo/ycy1/yoy1d/ycd

(m)(m)(m)(m)

10.51.3550.36910.530.1963.31.22

20.30.8130.1960.5310.910.1783.41.24

n

Con yc = 0.369 m se prepara el valor Xo = yo/yc, que en la grada N1 vale la unidad. Con este valor Xo = 1.0 y la altura relativa K=0.50/0.369 = 1.355 se entra a la grfica de donde se obtiene y1/yo = 0.53 (ubicado en la sexta columna del cuadro). Para la grada N 1, y1 = 0.53 x 0.369 = 0.196 m (ubicado en la stima columna del cuadro). Entonces la altura del torrente en la grada N 2 es yo =0.196 m; por lo tanto: Xo = yo/yc = 0.196/0.369 = 0.531 el cual es el torrente inicial relativo para la grada N2. Con dicho valor y con K = 0.30/0.369 = 0.813 se obtiene y1/yo = 0.91 de la grfica; de lo cual y1= 0.91 x 0.196 = 0.178 m. De idntica forma se obtienen los valores y1 de cada grada.Las distancias d se obtienen de la grfica, entrando cada vez con los valores de las relaciones a/yc y yo/yc . En cada grada se mantiene el mismo valor de yc. As por ejemplo para la grada N 1 se entra a la grfica con K = 1.355 y Xo = 1.0 para obtener la relacin D= d/yc = 3.3; de donde d = 3.3 x 0.368 = 1.22 m. Para la grada N 2, se entra con K = 0.813 y Xo = 0.531, obtenindose D= d/yc = 3.4. Luego d = 3.4 x 0.368 = 1.25 m.Desde el pie de la ltima grada la situacin es la siguiente:

Fig. 2.- Flujo despus de la ltima gradaDespus de la ltima grada ocurre un resalto hidrulico de longitud Lr = 6 ( y2 y1) a continuacin del cual se coloca una transicin de longitud LT para conectarse al canal.La relacin de los tirantes conjugados del resalto est dada por la siguiente expresin:

(2)

Fig. 3.- Transicin

(3)

(4)Donde:

Fm = Es el Nmero de Froude promedio, a la entrada y a la salida de la transicin.

a1

a2

an

d1

d2

dn

(1)

(1)

(2)

(2)

(n)

(n)

y0

y1

y0

y1

y2

an

dn

Lr

LT

/2

b

B

LT

_1276464363.unknown

_1276464407.unknown

_1276464599.unknown

_1276454998.unknown