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Estudio a Diseo Final Puente Vehicular ANTA PAMPA
INDICE DE CONTENIDO
Indice de contenido............................................................................................................................ ..... 1
ESTUDIO HIDROLOGICO - HIDRAULICO............................................................................................ 3
1 Introduccin general.......................................................................................................................3
1.1 Antecedentes.................................................................................................................3
1.2 Objetivos........................................................................................................................3
1.3 Alcance..........................................................................................................................3
1.4 Localizacin del rea de estudio....................................................................................4
2 Respuesta idrolgica de las cuencas de estudio.........................................................................4
2.1 !uentes de in"or#acin.................................................................................................4
2.1.1 $staciones %eteorolgicas...................................................................................4
2.1.2 In"or#acin #eteorolgica....................................................................................4
2.1.3 &recipitacin %'i#a (iaria..................................................................................4
2.2 (eter#inacin de )idrogra#as de crecida....................................................................*
2.2.1 +oe"icientes de (esagregacin............................................................................*
2.2.2 (eter#inacin de curvas I , ( , !........................................................................-
2.2.3 Relacin & , ( , r.............................................................................................../
2.2.4 or#entas de (ise0o............................................................................................/
2.3 (eli#itacin de cuencas reas de drenaje................................................................./
2.4 ie#pos de concentracin para#etros de las cuencas............................................../
2.* (eter#inacin de caudales de dise0o para cuencas de gran e'tensin #etodo del
scs 1
Estudio Hidrolgico e Hidrulico Pg. 1 de 2
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2.*.1 %5todo del 6+6..................................................................................................1
2.*.2 %apa de +obertura vegetal (eter#inacin del +7..........................................12
2.*.3 &ar#etros )idrolgicos para el #5todo del 6+6...............................................13
2.*.4 %odelacin )idrolgica de las cuencas principales.............................................14
3 (ise0o )idraulico de obras de arte...............................................................................................18
3.1 %odelacin )idraulica de rios......................................................................................18
3.2 (ise0o )idraulico.........................................................................................................18
3.2.1 &ar#etros de dise0o.........................................................................................18
3.3 9eri"icacin idrulica del puente................................................................................1/
3.4 $studios de 6ocavacin..............................................................................................2
3.4.1 Resultados de los estudios de socavacin..........................................................21
4 :ibliogra";a.................................................................................................................................... 22
Estudio Hidrolgico e Hidrulico Pg. 2 de 2
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ESTUDIO HIDROLOGICO - HIDRAULICO
ESTUDIO A DISEO FINAL: CONSTRUCCION PUENTE VEHICULAR ANTAPAMPA
1 INTRODUCCIN GENERAL
1.1 ANTECEDENTES.
$l presente estudio )a sido elaborado por la $#presa :IA 6RL para la onorable Alcald;a
%unicipal de 9illa unari el #is#o
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1.4 LOCALIZACIN DEL REA DE ESTUDIO
La ubicacin del puente A7A &A%&A a e#plazarse se encuentra dentro del #unicipio de 9illa
unari@ del (eparta#ento de +oc)aba#ba. se encuentra a 1C/./ #sn#.
2 RESPUESTA HIDROLGICA DE LAS CUENCAS DE ESTUDIO
2.1 FUENTES DE INFORMACIN
2.1.1 Est!"#$%s M%t%#'()"!s
(e acuerdo a 6$7A%I@ se dispone de in"or#acin )idro#eteorolgica de diversas estaciones
cercanas al rea en la cual se pretende e#plazar el puente@ sin e#bargo por tratarse de pe
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T/' 1 &recipitacin %'i#a en 24 rs Anual en ## de la estaciones de cercanas al &roecto.
2.2 DETERMINACIN DE HIDROGRAMAS DE CRECIDA
2.2.1 C#%*"!"%$t%s 0% D%s)&%)!"($
Los coe"icientes de desagregacin son esti#ados a partir de datos de pluvigra"os so#etidos a
anlisis de "recuencia tienen caracter;sticas regionales
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son si#ilares. $n la abla 2@ se #uestran los valores de desagregacin obtenidos para di"erentes
estaciones de :olivia@ :rasil $$>>@ destacando la si#ilitud de valores encontrados para las
estaciones de :olivia los adoptados en otras regiones del #undo.
T/' 2 9alores de coe"icientes de desagregacin
(e acuerdo a la se observa tilizando los datos de precipitacin #'i#a diaria se realiza un anlisis de "recuencia@
adoptando la distribucin Eu#bel co#o #odelo probabil;stica de descripcin de la variable incierta.
Los clculos de esta seccin #uestran c#o se aplica los "actores de desagregacin un
anlisis de "recuencia@ aplicando la distribucin Eu#bel
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Estudio Hidrolgico e Hidrulico Pg. $ de 2
Distribucin Gumbel.-
X 1
n
i
xi
=n
:= X 213.069=
n 16= de las tablas yn 0.5403:= n 1.1285:=
Para un periodo de retorno de 20 aos
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Estudio Hidrolgico e Hidrulico Pg. % de 2
Tr 20:= aos y 2.97:=
X20 X x
ny yn( )+:= X20 371.636= m
ara !n eriodo de ll!"ias de 3 #oras
#6$20 X20 0.20:= #6$20 74.327= m
Para un periodo de retorno de 50 aos
Tr 50:= aos y 3.902:=
X50 X x
ny yn( )+:= X50 432.46= m
ara !n eriodo de ll!"ias de 1 #oras
#1$50 X50 0.20:= #1$50 86.492= m
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2.2.3 R%'!"($ P D T&
Las relaciones &recipitacin (uracin ie#po de retorno & , ( , r se utilizan para construir
tor#entas de proecto@ cuando la e'tensin de la cuenca es #u grande la "or#ula racional e#pieza
a dar resultados ine'actos al no to#ar en cuenta la a#ortiguacin de la cuenca otros par#etros.
2.2.4 T#&+%$ts 0% D"s%#
La tor#enta de dise0o@ es la distribucin )ipot5tica de la cantidad de lluvia precipitada en el
tie#po. $n el estudio de avenidas@ representa a la lluvia
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opograp) %ision versin 3 se veri"ico con i#genes satelitales de la zona del proecto con
cartas del IE% escala 1B*
2.4 TIEMPOS DE CONCENTRACIN 5 PARAMETROS DE LAS CUENCAS
Los par#etros )idrolgicos de las cuencas@ tales co#o pendiente pro#edio del cauce principal@longitud de cauce@ rea de la cuenca@ per#iten caracterizar a la cuenca esti#ar el tie#po de
concentracin de la cuenca o subcuenca.
$l tie#po de concentracin se de"ine co#o el lapso de tie#po@ bajo precipitacin constante@
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tc G ie#po de concentracin #in
L G Longitud del curso de agua F#.
G (i"erencia de nivel entre la cota #edia de la cuenca la cota de salida #
6 G &endiente del cauce principal
A G Hrea de drenaje de la cuenca F#2
+o#o nor#a general no se adoptan valores de tie#pos de concentracin #enores a 1
#inutos@ la ecuacin de Firpic) es la #s utilizada reco#endada en nuestro #edio )a sido
calibrada para cuencas pe
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6+6 debido a
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buen drenaje conductividades )idrulicas del orden de 8 ##P). Los suelos tipo : tienen tasas de
in"iltracin #oderadas son de tipo li#oso. 6us conductividades )idrulicas son del orden de 3 a -
##P). Los suelos + tienen baja capacidad de in"iltracin cuando estn saturados son li#os
arcillosos con algo de arena. !inal#ente los suelos tipo ( tienen un alto potencial de escurri#iento
pe
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$n la abla se )a realizado la correspondencia entre las unidades de cobertura vegetal con las
unidades de cobertura vegetal grupo )idrolgico de suelo del #5todo del 6+6.
+on la aplicacin de un siste#a de in"or#acin geogr"ica se puede realizar un cruce de #apas
realizar clculos geoestad;sticos.
T/' !orrespondencia entre unidades del #apa te#tico de uso de suelos del rea de estudio
unidades de cobertura uso de suelo del 6+6.
Las unidades de uso de suelo se #uestran en la seccin 2.*.2@ con sus respectivos valores de
+7 grupo de suelo )idrolgico E>@ con estos valores se realizan ponderaciones para esti#ar el
+7 de cada cuenca.
&ara la deter#inacin del +7 se aplica #5todos geoestad;sticos para la esti#acin de un +7ponderado esto se realiza en base al #apa de cobertura vegetal su correspondencia con las
unidades del 6+6@
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2.=.4 M#0%'!"($ ;"0'()"! 0% 's !%$!s ,&"$!",'%s.
La #odelacin de las cuencas se utilizar el progra#a ec#s@ el cual es un #odelo
concentrado@ conceptual a nivel de eventos@ per#ite la aplicacin de #5todos conceptuales co#o es
el caso del 6+6.
&ara la #odelacin #ediante el ec#s@ se aplica el %5todo del 6+6 los par#etros
)idrolgicos obtenidos con anterioridad junta#ente con la tor#enta de dise0o obtenido.
Las crecidas )an sido deter#inados para periodos de retorno de 2@ *@ 1 a0os en las
cuencas #aores utilizando el #5todo del 6+6. Los )idrogra#as de crecida se pueden observar los
resultados seguida#ente..
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Para un periodo de retorno de 20 aos
Tiemo de %on&entra&i'n
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Estudio Hidrolgico e Hidrulico Pg. 1# de 2
t&4 1.5 +
0.8 *+:= t& 0.086=
l!"ia de ex&eso
#e
#6$20
5080
9450.8
+
2
#6$2020320
94+ 203.2
:= #e 57.883= m
de 2 t&:= de 0.586=
,0.278
de:= , 0.475=
- , #e (:= - 68.678=m
3
s
endiente del &a!&e/ 0.03:=
%oei&iente de es&!rrimiento s 18:=
no de eseo de a!a b 15:=
l tirante del ro ser/
t-
s b
1
2
3
5
:=t 1.259=
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Estudio Hidrolgico e Hidrulico Pg. 1$ de 2
Para un periodo de retorno de 50 aos
t&4 1.5 +
0.8 *+:= t& 0.086=
l!"ia de ex&eso
#e
#1$505080
94 50.8+
2
#1$5020320
94+ 203.2
:= #e 69.679= m
de 2 t&:= de 0.586=
,0.278
de:= , 0.475=
- , #e (:= - 82.674=m
3
s
endiente del &a!&e/ 0.03=
%oei&iente de es&!rrimiento s 18=
no de eseo de a!a b 15=
l tirante del ro ser/
t-
s b
1
2
3
5
:=
t 1.408=
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Estudio Hidrolgico e Hidrulico Pg. 1% de 2
Para un periodo de retorno de 100 aos
t&4 1.5 +
0.8 *+:= t& 0.086=
l!"ia de ex&eso
#e
#1$1005080
94 50.8+
2
#1$10020320
94+ 203.2
:= #e 78.568= m
de 2 t&:= de 0.586=
,0.278
de:= , 0.475=
- , #e (:= - 93.221=m3
s
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$n la abla /se #uestra un resu#en de los resultados de la #odelacin el caudal pico de los
)idrogra#as obtenidos.
T/' $scurri#iento de la #odelacin para la cuenca de aporte al &uente.
C%$!A&%6:+27
C0' +39sT&2#s
T&=#s
T&1#s
s'"0 2.= -/.-/ /2.-8 C3.22
Estudio Hidrolgico e Hidrulico Pg. 1& de 2
endiente del &a!&e/ 0.03=
%oei&iente de es&!rrimiento s 18=
no de eseo de a!a b 15=
l tirante del ro ser/
t-
s b
1
2
3
5
:=
t 1.513=
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3 DISE>O HIDRAULICO DE OBRAS DE ARTE
3.1 MODELACIN HIDRAULICA DE RIOS
La #odelacin )idrulica del r;o en el cual se va )a e#plazar el puente@ se realiz utilizando el
#odelo co#putacional $+RA6 desarrollado por el +entro de Ingenier;a idrolgica $+ del+uerpo de Ingenieros del $j5rcito de los $stados >nidos >6A+$@ de esta #anera se deter#ino el
co#porta#iento )idrulico en condiciones naturales "uturas en los tra#os del r;o donde se
e#plazaran los puentes.
&ara la #odelacin en ecRas se )a introducido in"or#acin topogr"ica de la siguiente
#anera@ secciones transversales cada 1 #@ con un anc)o pro#edio de 8* #@ abarcando por de#s
el anc)o del r;o sus planicies de inundacin.
3.2 DISE>O HIDRAULICO
3.2.1 P&-+%ts 0% 0"s%#.
(e acuerdo a las nor#as dadas por la Ad#inistradora :oliviana de +a#inos A:+@ se de"inen los
siguientes par#etros de dise0o para el dise0o )idrulico de puentes obras de arte #aor.
&eriodos de Retorno
9eri"icacin capacidad )idrulicaB 1 a0os.
9eri"icacin 6ocavacin de estribosB 1 a0os.
:orde libre o revanc)a #;ni#a Asociada al 7A%$ se de"ine en 1 #.
$n la abla C#uestran valores de periodo de retorno re
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3.3 VERIFICACIN HIDRULICA DEL PUENTE
Los resultados de la #odelacin )idrulica aplicando el #odelo co#putacional ecRas se
#uestran en la tabla 3 en la $rrorB Re"erence source not "ound@ para los dos distintos casos de
#odelacin sin puente $n la #odelacin se )a veri"icado
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6eccin transversal del &uente #odelacin sin puente.
Resultados de la #odelacin )idrulica con ec Ras #odelacin con puente de 33 # de luz@ en el eje
del puente.
6e puede observar de la #odelacin )idrulica
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3.4 ESTUDIOS DE SOCAVACIN
La socavacin es el resultado de la accin erosiva del "lujo de un r;o@ e'cavando e'traendo
#aterial del lec)o de los #rgenes del cauce@ as; co#o alrededor de pilas estribos en los puentes.
La tasa de socavacin var;a para di"erentes #ateriales. %aterial suelto granular es erosionado #s
rpida#ente
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Estudio Hidrolgico e Hidrulico Pg. 2" de 2
"e-
b t :=
"e 4.108=m
s
"e
9.81 t1.066=:=
: 1.1:= ) 5.6:= y t:=
eros ion : )0.40
y0.60
0.33
2.869=:=
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4 BIBLIOGRAFA
1. Manual de (arreteras Volu)en 2 * Manual de Hidrolog+a , Drena-e. Ad#inistradora :oliviana
de +a#inos A:+. La &az , :olivia@ 2/.
2. u+a Hidrulica /ara el diseo de o0ras de drena-e en ca)inos rurales. &rogra#a de Apoo al
6ector ransporte &A6 (A7I(A. Republica de 7icaragua@ 24.
3. V%$ T% C;# D"0 R M"0+%$t L&& K Ms. Hidrolog+a A/licada. %c Era ill
Intera#ericana 6.A. :ogota@ 1CC4.
4. C&'#s M. T!!" Hidrolog+a (iencia e a/licacao. 6egunda edicin. A:R. $ditora da
>niversidade. &orto Alegre , :rasil@ 1CC3.
*. S"$); V" P. +o#puter %odels o" Katers)ed drolog.
-. C&!"%$t% J!#/. G&!" B G"%tt%. S%&&$# P%&%