Tlapa de Comonfort

INDICE

Proposición del problema.        3

Características del sitio.        3

Características hidrológicas.        3

Características topográficas.        3

Diseño del canal.        4

Tirante normal.        4

Diseño de la sección del conducto.        6

Área neta.        7

Longitud de transición.        8

Funcionamiento hidráulico del sifón.        9

Calculo de la geometría del sifón.        10

Calculo de las perdidas de carga.        11

Bernoulli entre 1 y 2.        11

Comprobación de ahogamiento.        12

Bernoulli entre 2 y 3 (salida del ducto).        13

Bernoulli entre 3 y 4 (interiores del ducto).        14

Bernoulli entre 4 y 5 (entrada-int-ext-duct).        15

Bernoulli entre 5 y 6 (entrada duct-trans).        15

Resumen de pérdidas.        16

Bernoulli entre 1 y 6 (entrada y salida de la estructura).        16

Conclusión del análisis hidráulico.        17

Calculo estructural.        17

Análisis de cargas.        18

Análisis a barril lleno.        18

Carga sobre losa superior        18

Carga sobre la losa inferior.        19

Carga sobre las paredes laterales.        20

Diseño estructural del ducto.        20

Momentos de empotramiento.        20

Distribución de momentos al marco rígido (método de Croos).        21

Momentos flexionantes y esfuerzos cortantes por elemento del marco.        22

Barra A-B.        22

Barra C-D.        23

Barra A-D.        23

Diagrama de momentos flexionantes finales.        24

Diagrama de esfuerzos cortantes finales.        25

Diseño estructural de los elementos del ducto.        25

Peralte por momento:        26

Revisión por cortante.        26

Acero de refuerzo negativo (parrilla interior).        26

Acero positivo (parrilla exterior).        26

Acero por temperatura.        26

Revisión por adherencia.        27

Análisis a barril vacío.        27

Conclusión del análisis estructural.        27

Corte del ducto con armado para su construcción.        28

Proposición del problema.

Tlapa de Comonfort es una pequeña ciudad del estado de Guerrero, México y a su vez cabecera del municipio homónimo. Forma parte de la región de La Montaña de dicha entidad, la ciudad está localizada en las coordenadas 17°32´36´´N 98°34´43´´O y se encuentra comunicada vía terrestre por la Carretera Federal 93 que atraviesa la ciudad y comunica en el estado a la ciudad capital Chilpancingo con la localidad de Jilotepec, ésta última cercana a la frontera con el estado de Puebla.

Sus principales actividades son la ganadería, comercio y agricultura la cual en esta zona se dedica a la siembra de maíz, nopal, frijol, cebolla, jitomate, chile y arroz. Su clima es generalmente húmedo cálido. La temperatura media anual es de 25.4 °C se registra una temperatura mínima anual de 17.2°C y una máxima anual 35.4 °C, siendo la temporada más calurosa la que va de marzo a julio.

Dentro del plan de proyectos para el desarrollo de municipios se ha proyectado una presa derivadora sobre el río Tlapaneco; el canal de conducción principal conocido en la región como el “Carrizal” debe salvar una topografía muy irregular en donde ha llegado en el km 7+240 en la margen derecha a una barranca. Esta depresión tiene una profundidad de 40 m con un claro de 170 m entre los bordes y en el fondo una base de 70 m.

Para lograr salvar la barranca se ha proyectado un sifón con conducto de sección rectangular que permita el paso del gasto de diseño que conduce el canal que es de 18 m3/s.

Características del sitio.

Características hidrológicas.

La barranca bajo la que se proyectará el sifón es una corriente efímera, es decir, el agua solamente corre durante e inmediatamente después de una lluvia, por otra parte, con ayuda de los estudios realizados se ha determinado que el nivel de aguas freáticas está por debajo del lecho del río a 12 m esto quiere decir que no jugara ningún papel importante dentro de la elaboración de la estructura del proyecto.

Características topográficas.

Con ayuda de la topografía se pudo determinar la sección de cruce que será de gran importancia para determinar la longitud de la tubería, así como los volúmenes de excavación y de corte sin afectar el colchón de protección recomendado y definido en las características geológicas, además se determinaron los kilometrajes y elevaciones de la sección de cruce que serán definitivos para la construcción del sifón.

Croquis de la sección:

[pic 3]

Diseño del canal.

Se determinó la sección del canal con ayuda de varios estudios hidráulicos y económicos, con los resultados obtenidos se eligió una sección trapezoidal con los siguientes datos:

Tirante normal.

El tirante normal se determinó con los datos ya establecidos y realizando cálculos por tanteo (iteraciones), igualando las velocidades calculadas con la ecuación de Manning y por continuidad.

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Se propuso d= 2.301 m y obtuvimos:

Sustituyendo en V1 y V2:

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