diseño caídas verticales en gradas
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Diseño Caídas en gradas
Ejemplo
Son caídas verticales continuas, que se proyectan para salvar desniveles abruptos siendo recomendable no proyectar en este caso caías o gradas con alturas mayores s 0.80 m. Por considerarlo un ejemplo didáctico, a continuación se presenta el ejercicio desarrollado por Domínguez (3) Pag. 390, el cual resulta de bastante utilidad práctica. Ejercicio 2 Proyectar un desnivel en forma de gradas siendo éstas de 0.5, 0.30, 0.8, 0.5 y la última de 0.40 m en un canal de 2.00 m de anchura, cuyo gasto es de 1.4 m3/s, de tal manera que entre grada y otra se asegure la formación perfecta del flujo supercrítico que sigue a cada grada, el canal aguas arriba y aguas abajo tiene pendiente 1º/oo y es de tierra.
Solución
Figura 3
Es lógico suponer que en la sección 1 se va a producir un tirante crítico cuyo valor es:
Luego: Yc = 0.368 m
El análisis hidráulico consiste en llegar a determinar la longitud necesaria para grada y grada siendo necesario confeccionar el siguiente cuadro:
Columna 3: Resulta de dividir la altura de grada entre el tirante crítico que se produce en la primera grada, es decir en el punto 1 y cuyo valor es de 0.368 m.
Columna 4: En la grada 1 se tiene:
Agua arriba: Yc = Yo = 0.368
Aguas abajo: Y1= tirante de flujo supercrítico y a la vez es el valor Yo aguas arriba de la segunda
grada. En la primera grada se tiene:
Con este valor y la respectiva altura de grada se entra el gráfico de la Fig. 4.22, obteniéndose con:
Xo = 1 y K = 1.359 el valor
Y1= 0.196 m
Columna 5: Sería el valor Xo = 1
Columna 6: El valor obtenido en la Fig. 4.22
Columna 7: Sería el valor:
Y1 = 0.53 x 0.369
Y1= 0.196 m
Desde la columna 4 hasta la columna 7, la operación se repite de la siguiente manera:
En la grada 2: tenemos
FIG. 4 GRADAS DE BAJADA ANTECEDIDAS Y SEGUIDAS DE FLUJO SUPERCRITICO
FIG.5 DISTANCIA ENTRE GRADAS EN FLUJO SUPERCRITICO
S = 0.001
Z = 0 (rectangular)
Q = 1.4 m3/s
El tirante normal Yn es:
Yn = 0.91 m
Vn = 0.77 m/s
La situación final sería:
Figura 7
Como Yn > Y2
en 0.19 m no es necesario colchón o poza, pero por seguridad podría considerarse
una profundidad de colchón de unos 0.3 ó 0.25 m, según criterio del diseñador.