Estructura Hidráulica de acueductos
I.
Revisión bibliográfica Concepto
El acueducto es un conducto, que fluye como canal encima de un puente diseñado, para resistir la carga de agua y su propio peso para atravesar una vía de transporte o para cruzar una depresión o curso de agua no muy profundo. Es una construcción para la conducción de agua a fin de salvar un desnivel. El alineamiento del canal no se modifica y se c onservan los diseños de la sección transversal y de la pendiente. a.
Tipos de acueductos i. El acueducto acueducto subterráneo: subterráneo: que se
utilizaba mayoritariamente para usos agrícolas.
ii. El acueducto semienterra semienterrado do : el más utilizado, es también el menos costoso y
el que menor mantenimiento necesitaba.
iii. El acueducto descubierto:
es el más conocido actualmente. Era el que necesitaba más previsión y más cálculos. e usaba !nicamente para salvar obstáculos obstáculos del terreno con los que se encontraban los otros dos tipos de acueducto.
b.
Finalidad de de un un ac acueducto
"a finalidad de un acueducto es pasar agua de un canal de riego por encima de otro canal de riego, un dren o una depresión en el terreno. #or lo general se usa construccion construcciones es de concreto concreto armado para este fin. En el caso de cruce con vías de transport transportee se usara acueductos acueductos cuando la rasante de la vía permita una a ltura libre para el paso de los ve$ículos de transporte. c.
Ventajas desventajas Ventaja:
"a principal venta%a de un acueducto es que al cruzar el canal o dren, no obstaculiza el flu%o libre del agua a través de ellos. !esventaja:
d.
"
"a desven desventa% ta%aa es que su constr construcc ucción ión interr interrump umpee durant durantee un perio periodo do consid considera erable ble al riego riego,, lo que $ace $ace necesa necesario rio desvío desvíoss correspondientes.
"
&demás el acueducto es una solución cara ya que se diseña como puente y los apoyos de este deben calcularse teniendo en cuenta todas las cargas y asegurar que soporten todos los esfuerzos de la superestructura. Crit Criter erio ioss de dise dise#o #o $idr $idráu áuli lico co
'n acueducto se diseña para las condiciones del flu%o sub crítico. (
)omponentes en el diseño $idráulico acueducto es: "a transición aguas arriba y aba%o del acueducto. El tramo elevado. %.
&a Tr Transición
*ónde: "+
"ongitud de la transición m-
+
&nc$o del acueducto m-
s +
&nc$o del fondo del canal m-
/+
0alud 0alud del canal
1+
<ura total del canal m-
Estructura Hidráulica de acueductos
#ara un canal de sección rectangular
'.
(orde &ibre
orde libre de la transición será. o
2.34 m, para tirantes de agua $asta 2.52 m
o
2.64 m, para tirantes de agua desde 2.52 m $asta 2.72 m
o
2.82 m, para tirantes de agua desde 2.72 m, $asta a 3.42 m
El borde libre de la transacción en la parte adyacente a l acueducto, debe ser igual al borde libre del acueducto mismo. ).
El Tramo Elevado
*ónde: r +
#endiente de la rasante del acueducto
)ota +
Elevación en el inicio del acueducto m.s.n.m.-
)ota ) +
Elevación al final del acueducto m.s.n.m.-
"+
"ongitud del acueducto entre los puntos y ) m-
"a pendiente debe ser menor de 2.2269 caso contrario $abrá que modificar el diseño. El cálculo $idráulico se $ace con la conocida fórmula de &;;<;=:
*ónde: >+
)audal m8 ?seg.-
& + @rea mo%ada, by mAB + Badio $idráulico mr +
"a pendiente de la rasante del acueducto
n + Cactor de rugosidad de &;;<;= *.
+rotección del fondo del canal los taludes contra la erosión.
)uando una estructura que conduce agua desemboca en un canal en tierra, se necesita siempre una protección en los primeros metros del canal para evitar que ocurra erosión: #ara el diseño de la protección se tiene que saber lo siguiente:
"a velocidad del agua en la estructura
"a velocidad del agua en el ca nal
"a granulometría del material del canal
El ángulo de talud del canal
En el diseño de la protección se puede distinguir dos fases:
*eterminar la longitud necesaria de la protección9
*eterminar las características de la construcción, o sea el peso y el tamaño del material requerido para la protección.
I.%
Criterios Estructurales
a.
Condiciones del suelo
#ara diseñar una estructura de acueducto se tiene que conocer las condiciones del suelo. e $ace como mínimo una perforación de una profundidad de dos a más metros por deba%o del nivel de cimentación de la estructura. se anotar el nivel del mapa freático.
Estructura Hidráulica de acueductos
En base a los datos de perforación se calcular la presión lateral en las paredes. "os datos de perforaciones son:
b.
"a teDtura
El peso específico del material seco.
El peso específico del material ba%o agua
El anulo de fricción interna.
"a capacidad portante del suelo.
Caracter,sticas Estructurales.
"as características de los materiales que se usarán en la construcción: concreto, armadura, madera, etc.
c.
)oncreto para concreto armado-
)oncreto ciclópeo
&rmaduras
*ensidad del concreto.
!ise#o Estructural
El diseño estructural del acueducto:
"a ca%a que conduce el a gua o el acueducto.
"as columnas.
"as zapatas.
#ara cada uno de estos elementos debería verificarse cuál sería el caso crítico. )omo valor inicial para la losa y las vigas de la ca%a de acueducto se recomienda tomar un espesor d + 2.34m., básicamente por razones constructivas. d.
&a caja del -cueducto
"a ca%a consiste en dos vigas laterales, formando así una canaleta de sección rectangular para transportar el agua. "as vigas están soportadas en ambos eDtremos por las columnas. El caso crítico para el diseño es cuando la ca%a está llena de agua $asta la parte superior de las vigas laterales, es decir sin considerar el borde libre. e.
&a Columnas
"a columna transmite las cargas de ca%a $acia la zapata, "as cargas que act!an sobre la c olumna son:
f.
"as reacciones de las vigas de la ca%a.
El peso propio.
&a apata
"a zapata debe transmitir todas las cargas de la estructura $acia el terreno, sin aceptar asentamientos inaceptables.
