DISEÑO OBRAS DE DRENAGE

Por : Leandro Fabián Bastidas B

Alcantarilla de Cajón 2.5 * 2.5 m

2012

Ing. Leandro Fabián Bastidas UNIVERSIDAD DEL CAUCA

20/08/2012

DISEÑO DE ALCANTARILLA DE CAJON

Se necesita diseñar una alcantarilla de cajón simple teniendo en cuenta la topografía del terreno entregada y los siguientes datos: Área tributaria de la cuenca: ( A ) 3.5 km2 Coeficiente de escorrentía ( C ) 0.30 Desnivel de la cuenca 105 mts. Longitud de la cuenca 1.9 km Intensidad de las lluvias ( I ) 85 mm/h Coeficiente de rugosidad ( n ) 0.013 1.- Calculo de Caudal de diseño Qd (hidrología) La Pendiente (S) debe estar expresada en m/km

S

S

S = 55.26 m/Km

Q = 69.5 * C * I * *

Q = 69.5 * 0.3 * 85 * *

Qd = 12.36

2.- Calculo de sección hidráulica

Q = V * A

Q = V * B * L

Si: V =

* *

Donde: R = Radio hidráulico de la sección R =

A = Área de la sección hidráulica P = Perímetro mojado

Qd (m3/sg) =

* (

* * A

Para encontrar la sección transversal de la alcantarilla, se calcula el caudal para diferentes valores de pendiente, altura y ancho de la alcantarilla, se compara con el caudal calculado hidrológicamente y se asume el caudal mas aproximado cuidando que el valor de la velocidad no exceda 3 m/sg y que la altura este entre el 50% y el 80% del ancho en la sección transversal de la alcantarilla.

Después de iterar se escoge el ancho L = 2.5 m. y S = 0.21%, entonces se tiene: Altura de la lamina de agua B = 0.7 * L B = 0.7 * 2.5 m. B = 1.75 m Area hidráulica A = B * L

A = 1.75 * 2.5

A = 4.375 Perímetro mojado P = L + 2*B P = 2.5 + 2*1.75 P = 6 m. Radio Hidráulico R = A / P

R =

R = 0.729167

Q m3/sg =

* (

* * 4.375

Q m3/sg = 12.49 > 12.36 O.K.

3.- Diseño del Cajón. Se asume 2.5 m de lado del Box.

Para entrar a las tablas de la secretaría de obras públicas del departamento de Antioquia.se necesita básicamente la sección de la alcantarilla y la altura del terraplén que va a soportar. Entonces para 2.5 mts de lado interno y una altura del terraplén de 2.90mts en el eje se tiene: t = 0.25 m (espesor de muros y losa superior) t1 = 0.30 (espesor de placa inferior del Box.) Se calcula las longitudes del box desde el eje a la izquierda (L1) y a la derecha (L2). Ancho de carril 5.40 mts Pendiente del lleno 1:1.5 Altura del lleno (izquierda) 2.55 mts Altura del lleno (derecha) 3.31 L1 = (2.55 * 1.5) + 5.4 L1 = 9.23 mts L2 = (3.31 * 1.5) + 5.4 L2 = 10.37 mts. La longitud total del Box será LT = L1 + L2 LT = 9.23 + 10.37 LT = 19.6 mts

4.- Diseño de las aletas: De acuerdo con la topografía del terreno, se asume la dirección de las aletas a 45°. El largo de la aleta depende del lado del cajón, para L=2.5mts se tiene una longitud F de la aleta de 2.75 mts. La altura se toma la del box en el extremo adyasante y en la punta, se asume 2 mts. Que es la recomendada para alcantarillas hasta de 3x3 mts. El espesor del muro es de 0.25 mts. Para alcantarillas de 2.5 x 2.5 mts.

5.- Cantidades de Obra Concreto clase D (m3)

Aletas (3+2)/2 x 2.75 x 0.25 x 4 = 6.88

Bordillos 0.20 x 0.25 x 3 x 2 = 0.30

Dentellones 0.55 x 0.25 x 6.40 x 2 = 1.76

Solera (6.40+3)/2 x 1.69 x 0.30 x 2 = 4.76

Cajón 19.60 x 2.90 = 56.84

Disipadores 6.14 x 1.42 x 0.10 = 17.64

TOTAL = 90.18

Concreto clase F (Solado - m3)

Cajon 19.60 x 3.2 x 0.05 = 3.13

Soleras (6.40+3)/2 x 1.69 x 0.05 x 2 = 0.79

TOTAL = 3.92

Acero de refuerzo (Kg)

Aletas 308.60

Bordillos 25.44

Dentellones 76.80

Solera 310.00

Cajón 2391.20

Disipadores 122.43

TOTAL = 3234.40

Excavaciones (m3)

Soleras y Aletas 20.63

Cajón (Secciones de Topo 3) 181.77

TOTAL = 202.40