RESUMEN CAPITULO #7 JACOB CARCIENTE

RESUMEN CAPITULO #7 JACOB CARCIENTE

Universidad Nacional Autnoma de HondurasUNAH

Facultad de ingeniera

Departamento de Ingeniera Civil

DISEO GEOMETRICO DE CARRETERAS

Seccin: 15:01

Docente: Ing. Jorge Matheu

Alumna: Cinthia Alejandra Orellana Figueroa

N de Cuenta: 20082000784

Introduccin

De la lluvia que cae sobre la superficie de la tierra, una parte escurre inmediatamente, reunindose en corrientes de agua; otra se evapora y el resto se infiltra en el terreno. Cuando el agua de escurrimiento de infiltracin alcanza la carretera, si no se dispone de los elementos necesarios para conducirla o desviarla, puede ocasionar la inundacin de la calzada, el debilitamiento de la estructura de la carretera y la erosin o el derrumbe de los taludes, con graves perjuicios para el usuario de la va.Para contrarrestar estos problemas se recurre a la construccin de obras de drenaje con el objetivo primordial de que los drenajes en primer lugar, reduzcan lo ms que sea posible la cantidad de agua que llega al camino, y en segundo lugar dar salida rpida al agua, cuyo acceso a la carretera sea inevitable. Una parte importante de la hidrologa es la relacin y anlisis de datos, la disposicin de datos bsicos adecuados es esencial en todas las ciencias y la hidrologa no es la excepcin.

ObjetivosObjetivo general Estudio de los principios hidrolgicos e hidrulicos aplicados al estudio de drenajes en carreteras.

Objetivos especficos Entender los principios hidrulicos e hidrolgicos aplicados en la construccin de drenajes en carreteras Estudio de la aplicacin de drenajes que se utilizan en vialidades Analizar los parmetros importantes de la hidrologa basados en la ejecucin de drenajes en carreteras

Diseo estructural de las alcantarillasEl anlisis y diseo estructural de una alcantarilla es esencialmente un problema de interaccin suelo estructura.Una ves determinada esta interaccin el procedimiento de diseo estructural de las alcantarillas es similar al que se sigue para cualquier otra estructura: determinacin de las cartas a que van estar sometidas, tales como el peso de la tierra que las cubrir y las cargas del trafico e impacto y estimacin de la resistencia o capacidad para soportar esas cargas con un margen de seguridad apropiado.La capacidad de soporte de una alcantarilla depende principalmente de la resistencia inherente del conducto de la distribucin de la carga vertical y la reaccin del fono y de la magnitud y distribucin de los empujes laterales.Estos 2 ltimos factores cargas verticales y empujes laterales estn influenciados por el tipo de asiento sobre el cual esta colocado el conducto y por el relleno del suelo.

Comportamiento estructural de los conductosdesde el punto de vista del comportamiento estructural de las alcantarillas estas pueden dividirse en:1. Conductos rgidos tales como los de concreto hierro fundido o arcilla.2. Conductos flexibles, tales como los tubos corrugados, de lmina delgada de acero o de aluminio.Los conductos rgidos desarrollan su capacidad de soportar cargas por su resistencia inherente o solidez del conducto.Los conductos flexibles dependen solo en parte de su resistencia inherente para resistir las cargas externas al deformarse bajo las cargas, el dimetro horizontal aumenta.

Los conductos en zanjas son estructuras instaladas y completamente enterradas en zanjas estrechas, cuyos lados no han sufrido aparente desmoronamiento; ejemplo de esta clase son los conductos instalados como cloacas, drenes, lneas de transmisin de gas y agua.Los conductos en proyecciones negativa son aquellos instalados en zanjas de poca profundidad a un lado del cauce del agua, con la parte superior del conducto mas baja que la superficie natural de la tierra y despus cubiertos con un terrapln mas alto que la cota original del terreno este es un mtodo conveniente de instalar alcantarillas de carreteras ya que la carga producida por una cierta altura de relleno es menor que en el caso de proyeccin positiva.

Los conductos en zanjas imperfectas son instalados primero como conductos en proyeccin positiva; luego son rodeados a cada lado por suelo bien compactado en una extensin aproximadamente igual a 2 veces su dimetro.La siguiente tabla es un resumen de los factores que intervienen en el calculo de la resistencia de los conductos.

Calculo de las cargas que actan sobre los conductosSobre los conductos subterrneos actan cuatro tipos de cargas:1. Cargas debidas al peso del relleno2. Cargas debidas al trafico3. Empuje laterales del material de relleno4. Presiones hidrostticas internas debido al flujo de aguaLas teoras de los esfuerzos transmitidos a los conductos ha sido desarrollada principalmente a travs de las investigaciones realizadas en la estacin de ingeniera experimental de la universidad de iowa.A continuacin se presenta un resumen de las formulas de que se usan para calcular las cargas debidas al peso del terrapln sobre un conductos en ellas se utiliza la siguiente notacin:

Cuando un conducto est instalado en proyeccin positiva, las fuerzas cortantes verticales desempean un papel muy importantes en el desarrollo de la carga que se transmite en este caso, se supone que se generan unos planos verticales a los lados del conducto a lo largo de los cuales se produce un movimiento del conducto y del suelo adyacente.

Capacidad de carga de los conductores rgidosla capacidad de un conducto rgido para soportar cargas depende de su forma clase y calidad de los materiales empleados en su fabricacin.Las estructuras de concreto armado que se fabrican en sitio, tales como los cajones y las bvedas se disean de acuerdo con los procedimientos estructurales del caso.2 tipos de ensayos son recomendados por la ASTM:1) El ensayo sobre tres apoyos2) El ensayo sobre arenaLa relacin de la resistencia de un conducto instalado bajo cualquier condicin de carga a su resistencia durante el ensayo sobre 3 apoyos se denomina factor de carga.

El factor de carga depende principalmente del tipo de base sobre la que se asiente el conducto. Por ello para los distintos tipos de asiento se han fijado valores del factor de carga.

En este caso para calcular el factor de carga se emplea la expresinLf= 1.431/N-xqDonde Lf= factor de cargaN= un parmetro funcin de la distribucin de la carga vertical y de la reaccin del suelo.X= un parmetro funcin del rea lateral del tubo sobre la que acta el empujeQ= relacin entre el empuje lateral total y la carga vertical total.

Capacidad de carga de los conductores flexiblesEstos bajos cargas reaccionan de modo diferente a un conducto rgido, solo parte de sus resistencia inherente resiste las cargas exteriores y adems al flexionarse el suelo y desarrollando una resistencia pasiva que ayuda a soportar las cargas verticales.El diseo de la resistencia de los conductores flexibles no sigue un mtodo analtico. Las investigaciones realizadas hasta la fecha no han permitido compilar suficientes datos para desarrollar un mtodo de diseo racional.La resistencia de las estructuras corrugadas de metal se establece generalmente con especificaciones de fabrican y de diseo tales como las descritas en las especificaciones de al AASHTO para puentes en carreteras o en la referencia.Los fabricantes de alcantarillas metlicas han establecido tablas que dan el calibre del conducto requerido para alturas determinadas de terrapln sobre la corona del conducto y para cargas vivas permitidas.A continuacin se reproducen las tablas de calibres para tubos de metal corrugado abovedados y multiplaje, apuntalados y sin apuntalar para car viva y distintas alturas de terraplenes.Diseo economico de las alcantarillasDe una maner general, los factoes que inciden con mayor efecto en el diseo economico de las alcantarillas son: La relacion permitible de HE/D utilizada para el diseo hidraulico La altura del terraplen El area disponible para el represamiento de agua a la entrada de la alcantarilla Los efectos y daos que puede ocasionar una inundacion estimada El costo de la estructura y el tipo de interes utilizando para su amortixacion asi como los aos de vida asignados.Tipicamente el costo anual promedio de la inversion aumentara casi linealmente con la maginitud del caudal de diseo que se utilice tal como se indica en la siguiente figura.

Calculo hidrulico de puentesEn un proyecto integral de una carretera tan importante como el drenaje de las obras menores es el dimensionamiento y estudio de los efectos que los puentes y pontones pueden ocasionar a la carretera y sus zonas aledaas la determinacin hidrulica de las dimensiones de este tipo de obras requiere la tencin de un profesional especializado en clculos hidrulicos.Las referencias 132 al 136 son excelentes guas para resolver los problemas conexos con este aspecto de un estudio vial.

Longitud del tramo de tuberia Este dato es util para calcular el tiempo que dura el agua viajando por la tuberia. Para este calculo hay que tomar en cuenta los efectos de la pendiente y se aplica la formula. El resultado se expresa en metros.

El procedimiento para disear un sistema de alcantarillado sanitario y/o pluvial se presenta en cuatro etapas: 1) Resumen de la teora necesaria. 2) Definicin de los parmetros de diseo. 3) Desarrollo de un proceso sistemtico para el diseo definitivo de la red del sistema de alcantarillado sanitario y/o pluvial, dan ejemplos numricos con clculos detallados para ilustrar la forma de aplicacin de la parte terica; desarrollando temas como el comportamiento del fluido (agua residual) dentro de las tuberas, el manejo de paquetes computacionales (SEWER-CAD, STORM-CAD). 4) Seleccin de materiales necesarios para llevar a cabo la construccin de la obra y el mantenimiento de la obra construida, el empleo de bombas y su funcionamiento en general.

Conclusin

La funcin de los drenajes superficiales de una carretera es la de proveer las facilidades necesarias para el paso de aguas de un lado a otro de la va, para la remocin de las aguas que caen directamente encima de la plataforma y de otras reas que desagen en ella.Numerosos factores deben hacerse intervenir en el estudio de los drenajes de una carretera: la topografa, la hidrologa y la geologa de la zona, variadas ramas de la ingeniera participan en la solucin del problema: La Hidrulica el Diseo Estructural del Pavimento, etc.