Diseño hidráulico de un vertedero de perfil Creager

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TITULO:

Diseño hidráulico de   un vertedero  de perfil Creager

OBJETIVO:

• Investigar y diseñar  un vertedero  de perfil  tipo Creager

INTRODUCCION:

A  la  hora  de realizar una obra  hidráulica en  muchas ocasiones   es  necesario el uso  de  vertederos,   en la  actualidad   hay diferentes  tipos de  vertederos  los cuales   pueden ser utilizados  para :

• Lograr que el nivel de agua en una obra de toma alcance el nivel de requerido para el funcionamiento de la obra de conducción.
• Mantener un nivel casi constante aguas arriba de una obra de toma, permitiendo que el flujo sobre el coronamiento del vertedero se desarrolle con una lámina líquida de espesor limitado.
• En una obra de toma, el vertedero se constituye en el órgano de seguridad de mayor importancia, evacuando las aguas en exceso generadas durante los eventos de máximas crecidas.
• Permitir el control del flujo en estructuras de caída, disipadores de energía, transiciones, estructuras de entrada y salida en alcantarillas de carreteras, sistemas de alcantarillado, etc.

Uno  de los   vertederos  más utilizados  por sus ventajas   es  el perfil  del tipo  Creager por las ventajas que nos  permite  obtener, tales como

• El azud de derivación tiene una sección transversal trapezoidal que ayuda a su estabilidad.
• Flujo estable, sin vibraciones, sin desprendimiento ni entradas de aire.
• Reduce la presión sobre el cimacio (parte superior del paramento).
• El perfil Creager está sometido a una presión casi nula en todos sus puntos.
• Permite   el  desfogue de caudal   sin provocar  erosiones  al  fondo  del canal

MARCO  TEORICO

La presente investigación  se realiza mediante  dos diferentes criterios  de  diseño de los perfiles  Creager,   los cuales  se los detallara   a  continuación:

• Criterio de diseño según el US Bureau of Reclamation, USBR

El cuerpo de ingenieros del USBR realizó una serie de investigaciones sobre los cimacios y después de un análisis basado en una gran recopilación de datos y resultados de campo, presentaron los resultados en gráficas adimensionales para obtener las variables necesarias para el diseño de cimacios de manera general, dependen de la carga de velocidad ha, de la carga de diseño H0 y de la inclinación
del paramento aguas arriba de la cresta.

Los valores de k y n para obtener las ecuaciones del perfil aguas abajo de la cresta del cimacio, se obtienen de las figura 1 y 2, el valor de las variables involucradas en el trazo aguas arribas, el método semigráfico se obtiene de la figura 3

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Fig. 1:  grafica  que permite  la obtencion de  la constante k

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Fig. 2:  grafica  que permite  la obtencion de  la constante n

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Fig. 3:  grafica  que permite  la obtencion de  los valore de R1/Ho;R2/Ho;Xc;yc

Pero por la dificultada  de  encontrar  los valores en la grafica    y que estos sean exactos,  se puede  recurrir  a la  segunda opción q se muestra a continuación

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Fig. 4:  ecuacion  que permiten  obtener los  valores  de  k y n

[pic 6] Fig. 3:  ecuaciones   que permite  la obtencion de  los valore de R1/Ho;R2/Ho;Xc;yc

• Criterio de diseño según la Waterways Experiment Station, WES

El Cuerpo de Ingenieros del Ejército de los Estados Unidos de América de la Waterways Experiment Station, WES estableció otro criterio de diseño que depende de la relación que hay entre la altura de la cresta y el canal de llegada y la carga total de diseño H0; donde P/H0> 1, para profundidades del canal de llegada grandes cargas de velocidad de diseño despreciable H0 = h0; ha = 0 y para paramentos verticales,

El criterio WES puede verse como un caso particular del criterio USBR. Para este criterio, los valores de k y n de la ecuación son constantes y valen: k = 0,5 y n = 1,85 si el paramento de aguas arriba es vertical y la profundidad P es grande

Por otra parte, del método semigráfico; los valores de R1, R2, xc y yc se obtienen de las ecuaciones siguientes:

R1 = 0,5H0

R2 = 0,2H0

xc = -0,27H0         

yc = -0,126H0.

RESULTADOS:

• Criterio de diseño según el US Bureau of Reclamation, USBR

Datos

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