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CALCULO DE CAUDALES Y VOLUMEN DE RESERVORIO PROYECTO:

FECHA:

AMPLIACION Y MEJORAMIENTO DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE, DESAGUE Y ALCANTARILLADO PLUVIAL DEL CENTRO POBLADO DE PUERTO PISANA DISTRITO DE POLVORA - PROVINCIA DE TOCACHE - REGION SAN MARTIN ene-12

PERIODO DE DISEÑO Periodo de vida util T:

20

AÑOS

Nº DE VIVIENDAS: PUERTO PISANA: TOTAL VIVIENDAS: Hab/vivienda:

428 428 4

hab

Población Actual Pa:

1712

hab

Población actual Pa: Coeficiente de crecimiento anual r: Periodo de diseño t:

1712 18 20

hab x mil hab años

Población futura Pf:

2328

hab

POBLACION ACTUAL

POBLACION FUTURA O DE DISEÑO

Pf = Pa (1 +

r.t ) 1000

Donde:

DOTACIÓN Domestico: MINSA: ZONAS RURALES Costa: Sierra:

Norte sur >1500 msnm 0.90 3H

Escollera Colchon disipador PERFIL BARRAJE-PRESA DERIVADORA

1. Datos Generales Qmax= Qmin= Q= S= n= b=

10.67 0.02 0.00634 0.07 0.045 8.00

m3/s m3/s m3/seg m/m

Caudal maximo de diseño Caudal minimo Caudal de derivacion Pendiente del Cauce del Rio. coeficiente de Manning para el cauce del Rio, Ancho de encausamiento (Se debe cuidar las condiciones naturales).

m.

2. Tirante normal del Rio dentro de los muros de encausamiento Seccion Rectangular S= 0.07 m/m n= 0.04 Formula de Manning: 1

Q=

n

Asumimos menos que el rio por que los bordes seran menos rugosas que el fondo

A.R 2 / 3 S 1 / 2

Calculamos "Y" por tanteos: Y= 0.4020 A= 3.216 P= 8.804 R= 0.37 Qprueba= 10.69 Qreal= 10.67 Error: -0.020967448

m. m2 m m m3/seg m3/seg

Tirante normal Area Hidraulica Perimetro mojado Radio Hidraulico. Caudal calculado por la formula de Manning Caudal Real

3. Diseño del Canal de Limpia Velocidad requerida para Iniciar el arrastre:

Vo = 1.5cd 1 / 2

c= d= Vo=

3.2 Para arena y grava 0.2 m. diametro del grano mayor 2.15 m/s

Ancho del Canal de limpia: Q= Caudal a discurrir en el canal de limpia Vo= Velocidad de arrastre g= Aceleracion de la gravedad B= 0.01 m. No debe ser menor que: b/10= Asumimos: Pendiente del canal de limpia: Ic= n 2 g 10 / 9 n= Ic = 2/9 g= q q= Ic=

B=

Q=2*Qder= Vo=

0.8 m.

0.80 m.

Pendiente del canal de limpia 0.025 Coeficiente de Mannig 9.81 m/s2 0.01585 m3/seg/m caudal unitario 0.020 m/m

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0.01268 m3/seg 2.15 m/seg

Vn2/2g

dn

Modificacion de los parametros: Qbarra= Longitud del Barraje=

10.66366 m3/seg 7.2 m.

Suponemos que en algun momento el canal de limpia estara cerrada

4. Diseño de la Toma o Captacion Diseño de las rejillas Perdida de Carga: H= Perdida de carga en pulgadas T= 0.125 espesor de la platina en pulgadas V= 3.28 Velocidad de ingreso a travez de la rejilla en pies/seg A= 90.00 Angulo de la rejilla con la horizontal B= 0.00 Angulo de aproximacion D= 2.50 Separacion entre ejes de cada platina en pulgadas H= 0.0355209 Pulg H= 0.00090223 m.

2

æ T .V ö 15 / 8 H = 1.32ç ÷ ( Sen( A).( Sec ( B )) è D ø

Ventana de Captacion: Formula de Vertedero: Q= c= L= h= ht=h+H=

Q = cLh 3 / 2

0.00634 1.84 0.10 0.11 0.11

m3/seg m. m. m.

Caudal a derivar Coeficiente de Vertedero Longitud de la ventana. Altura de la ventana de captacion Altura total mas perdidas.

5.Diseño del Barraje Vertedero o Azud Altura del barraje vertedero Co= Cota de la cresta del barraje C= 0.00 msnm ho= 0.60 m h= 0.11 m. 0.20 m Co= 0.91 m.

Co = C + ho + h + 0.20

Cota del lecho detras del barraje Altura necesaria para evitar el ingreso de material Altura de la ventana de captacion. Para corregir efectos de oleaje.

Carga de agua sobre al cresta del vertedero: Capacidad de descarga del Vertedor: Q= C= L=

Q = CLH 3 / 2 æ Q ö H =ç ÷ è CL ø

2/3

H= P= P/H=

Forma de la cresta del barraje vertedero. Perfil teorico: H= Perfil de la US. Bureau of Reclamation X X Y 0 0.00 0.00 0.1 -0.01 0.2 -0.03 -0.20 X 0.3 -0.07 -0.40 0.4 -0.11 -0.60 0.5 -0.17 0.6 0.7 0.8 0.9 1 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6

-0.24 -0.32 -0.41 -0.51 -0.62 -0.74 -0.87 -1.01 -1.16 -1.32 -1.48

10.66366 m3/seg 2.18 7.2 m. 0.77 m. 0.91 m 1.17

Descarga Coeficiente de descarga Longitud del barraje Se calcula verificando con la tabla. Altura del barraje

0.77 m. 1.85

R1= R2=

= 2.0 H 0.85Y

0.386 X1= 0.155 X2=

-0.80 -1.00 -1.20 -1.40 -1.60 -1.80

-2.00 Relacion del perfil sugerido: 1: Ubicación de la Ordenada en el disipador:

1.5 0.214 m.

6.Diseño del Solado o Colchon Disipador Calculo de d1 ( Tirante al pie del Barraje Vertedero): V1= C: C1: P: H= d1: hf: Vh:

Velocidad al pie del Talud Cota del terreno en O. Cota del colchon disipador Altura del barraje Altura de lamina vertiente Tirante del rio al pie del talud. Perdida por friccion entre 0-1 Velocidad en la cresta del barraje.

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0.135243452

V1 = (2g(C - C1 + P + H - d1 +

VH2 - hf ))1/ 2 2g

C-C1= 0.95 P= 0.91 H= 0.77 Vh=Q/(HL)= 1.92 hf= 0.02 d1= 0.21 V1= 7.12588417 V1=Q/A= 7.05268519 Error: -0.07319899

Esta formula debe verificarse para el caudal dado. Variar d1 hasta obtener dos V1 muy parecidos

m. m. m. m/s m. m m/seg m/seg

h f = 0.1

VH2 2g

Prueba

Calculo del Tirante conjugado d2:

d2 =

- d1 æ d12 V2 ö + çç + 2 1 d1 ÷÷ 2 g ø è 4

d1= V1= Y= r=

1/ 2

0.210 7.09 0.402 0.95

d2= Y+r= error=

m m/seg m. m.

1.37 m. 1.352 m. 0.014 m.

Calculo de la longitud del colchon disipador. d1= Schoklitsch: d2= L=5(d2-d1)= 5.78 m.

Tirante normal

Aceptable.

0.21 m 1.37 m.

Safranez: L=6d1F1 F1=V1/(gd2)^0.5=

6.22 m 4.94 Numero de Froude

US Bureau of Reclamation: L=4d2=

5.463 m.

L=

6.20 m.

Asumimos:

Longitud de la Banqueta o Solado: Ho= Lb=3Ho= Asumimos: Lb=

0.77 2.32 m. 2.35 m.

Calculo del control de infiltracion: Formula de Lane: Lw=ch c: h: c= h= Lw= Tomaremos una pantalla de:Lw=

Coeficiente de Lane. Diferencia de Carga hidrostatica 6 Arenas de tamaño mediano. 0.50 3.03 m. 3.00 m.

Calculo del Espesor del Colchon disipador: T: Espesor del solado 4 1 h: 0.50 m T = h ß= 2300 kg/m3 3 b -1 γ= 1000 Kg/m3 g Asumimos:

T= T=

Carga hidrostatica Peso especifico del colchon Peso especifico del agua

0.52 m 0.55 m

7. Diseño del Muro de Encausamiento Hm=P+Ho+BL

Asumimos:

P= Ho= BL= Hm= Hm=

0.91 0.77 0.5 2.18 2.20

m m m m m

Altura del barraje Carga sobre el barraje Borde libre para muros. Altura del muro.

Longitud aguas Arriba: Longitud de la curva de remanso: L=2h/Io h= 0.05 Sobreelevacion del tirante normal Io= 0.06771329 Pendiente del cauce del rio Lm= 1.41774239 m Longitud aguas abajo. Terminara en el extremo de la poza de disipacion Profundidad de Socavacion q= 1.48 m3/s/m Caudal unitario 1/ 3 q= 15.942 pies3/seg/pie æ q2 ö ÷÷ ( pies ) Ps = 0.9çç f= 5 Material rocoso è f ø Ps= 3.33 pies Ps= 1.02 m

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Profundidad de cimentacion

Ps=

1.05 m.

8. Diseño del Enrocado de Proteccion o Escollera Ls: C= q= Db= D1= Ls=

1/ 2 ö æ æ qDb ö ÷÷ - 1÷ Ls = 0.6CD11 / 2 ç1.12çç ÷ ç è D1 ø ø è

Longitud de escollera 4 Coeficiente de Bligh. Arena gruesa, gravas. 1.48 m3/s/m Caudal unitario. 0.91 m. 0.50 m. 1.41 m.

Ls=

Asumimos

1.45 m.

9. Diseño del Desarenador. Dimensiones:

Asumimos los siguientes datos: Dd= 0.3 m. f= 2 Vh= 0.1 m/s Vd= 0.01 m/s

Q W = VhDd Ld =

Vh Dd . f Vd

Q= W= Ld=

0.00634 m3/seg 0.21 m. 6.00 m

Asumimos: W= Ld=

Profundidad de decantacion. Factor de seguridad Velocidad en el desarenador Velocidad de Decantacion para particulas de arena 0.5 mm. Caudal en el canal. Ancho del desarenador Longitud del desarenador

0.60 m 6.00 m

Capacidad del Tanque colector:

Cs = Q . S .T

Capacidad del tanque:

S= Tl= Cs=

0.05 Kg/m3 60 dias 1643.328 Kg

Da= Vol= Ct=

2600 Kg/m3 0.63 m3 1.26 m3

Dr=

0.35 m.

Dr=

0.35 m.

Capacidad de transporte de sedimentos. Frecuencia de limpia Cantidad de sedimento Densidad de la Arena. Volumen del sedimento. Considerando una densidad de acumulacion del 50%

Profundidad de recoleccion:

dr =

Ct W .Ld Asumimos:

Canal de transicion:

Q=

1 A.R 2 / 3 S 1 / 2 n

Q= bt= S= n=

0.00634 m3/seg 0.2 m. 0.07 m/m 0.015

Y= A= P= R=

0.02 0.004 0.24 0.016666667

Q rea= Q Calculado= Error: V=

0.006 m3/seg 0.005 m3/seg 0.001812364 1.59 m/s

Borde Libre= Altura Canal= B= H=

Asumimos:

Longitud de Transicion:

Lt = 2 ( B 2 - B 1 )

B1= B2= Lt= Asumimos:

Longitud de transicion de salida: Ls= Ls = B2 - B1 Asumimos:

m. m2 m. m.

Ancho Seccion Rectangular. Pendiente del canal Coeficiente de Manning Tirante. Cambiar hasta que el error sea pequeño. Area hidraulica Perimetro mojado Radio Hidraulico

Velocidad.

aceptable

0.5 m. 0.52 m.

Para corregir demasias antes del aliviadero Altura total del Canal.

0.20 m. 0.60 m.

Ancho canal. Altura total del canal.

0.20 0.60 0.80 0.80

Ancho canal transicion Ancho del desarenador. Longitud de la transicion de entrada.

m m. m. m

0.40 m. 0.40 m.

Longitud de transicion de salida

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9. Diseño del Aliviadero de Demasias. Se colocara en el Desarenador. W= Q= Q V= d = %Q= VW Qd= d1= d2= hc= Qev= Ecuacion del vertedero Standar: Q= Q = Cw.Lv..hc3 / 2 Cw= hc= Lv= Asumiremos: Lv=

0.60 0.00634 0.1 30 0.008242

m. m3/seg m/seg % m3/seg

Ancho del desarenador. Caudal de diseño Velocidad en el desarenador. Porcentaje de incremento de caudal. Caudal de avenida

0.11 0.14 0.03 0.001902

m. m. m. m.

Tirante normal Tirante de avenida Carga en el vertedero. Caudal a evacuar.

0.001902 1.6 0.03 0.21 0.50

m3/seg

Caudal a evacuar, Coeficiente de descarga Carga del vertedero. Longitud del aliviadero Ya que su construccion no implica demasiados costos.

m m. m

10. Diseño de la Compuerta Reguladora. Q = CA(2 gh )

1/ 2

= CAV

Q= C= V= h= A= Bc= H=

0.00634 0.80 2.50 0.32 0.00317 0.20 0.02

m3/seg m/s m. m2. m. m.

Caudal que debe pasar por la compuerta Coeficiente de descarga. Velocidad de diseño recomendado. Diferencia de niveles entre aguas arriba y abajo de la comp. Area de abertura de la compuerta. Ancho de compuerta. Asumimos igual al ancho del canal. Altura de la abertura de la compuerta.

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DISEÑO DE LINEA DE CONDUCCION AMPLIACION Y MEJORAMIENTO DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE, DESAGUE Y ALCANTARILLADO PLUVIAL DEL CENTRO POBLADO DE PUERTO PISANA DISTRITO DE POLVORA - PROVINCIA DE TOCACHE - REGION SAN MARTIN

OBRA:

TRAMO

DESARENADOR - SEDIMENTADOR

DATOS DE DISEÑO

Q= C= Cota Entrada= Cota Salida= Longitud Total= P min=

6.34 150 550.38 529.02 989.84 0

Lts/seg

Caudal de Diseño Material de la Tuberia Captación Caja rompe presión Nº 01

msnm msnm mts mts.

Presion minima de Salida

CALCULO DEL DIAMETRO

Q = 0.2785xCD2.63 J 0.54 0.022 m/m J =

J=

3.06 pulg

D= Usaremos

D1= D2=

Carga disponible total:

4 4

pulg pulg H=

D1= 4 pulg

J1= V1=

V12 = 2g D2= 4 pulg

21.36 m.

0.006 m/m 0.78 m/s 0.031 m.

J2= V2=

V22 = 2g Longitudes de Tuberias=

N1 - N 2 - Pmin . L

0.006 m/m 0.78 m/s 0.031 m.

L1= L2=

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989.84 m. 0.00 m.

D1= 4 pulg D2= 4 pulg

VERIFICACION DE LAS PERDIDAS a) Perdidas por cambio de dirección

Codos Horizontales: Codos 90 45 22 1/2 11 1/4

Cantidad 5 5 29 0

Alt. Velo. 0.03 0.03 0.03 0.03 Total:

Perdidas 0.04 0.03 0.11 0.00 0.18

Codos 90 45 22 1/2 11 1/4

Cantidad 5 5 29 0

Alt. Velo. 0.03 0.03 0.03 0.03 Total:

Perdidas 0.04 0.03 0.11 0.00 0.18

Codos Verticales:

Perdidas Total:

0.36 m.

b) Perdidas por Valvula de Control:

Valvula de Compuerta Abierta Numero de Valvulas= V1= V2=

hf = k

0.2

K=

2 0.78 m/seg 0.78 m/seg

V2 2g

hf= 0.01

c) Perdidas por entrada normal al tubo:

h f = 0.5

V2 = 2g

0.02 m.

d) Perdidas en la Te:

de paso directo (Purga):

K= 0.6 Cantidad:

De paso lateral (Salida lateral):

2 K= 1.3

Cantidad: hf=

2

0.12 m.

Pag. 2 de 3

m.

e) Perdidas por ampliacion gradual: K= 0.3 Cantidad: 0

0.00 m.

hf= f) Perdidas por reduccion gradual:

K= 0.15 Cantidad: 0

0.00 m.

hf= g Perdidas por salida de la Tuberia:

h f = 1.0 Perdidas locales Totales: Perdida por longitud: Perdida Total: Presion de Salida:

V22 = 2g

åh

f

0.03 m.

=

0.54

= J1 L1 + J 2 L2

m.

5.76 m.

6.30 m. 15.06 m.

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DISEÑO DE PASE AEREO PARA TUBERIAS OBRA

PASE AEREO N° 01

LUGAR

PUERTO PIZANA - POLVORA - TOCACHE - SAN MARTIN

DATOS GENERALES L= f= n= Ø= Fy= Fy adm= Peso acero: Angulo del fiador I: Angulo del fiador D:

35 m. 3.5 0.1 4 2530 1265 7850 29.00 29.00

GEOMETRIA DEL CABLE X (m) Y (m) 0.00 1.00 2.50 4.00 5.50 7.00 8.50 10.00 11.50 13.00 14.50 16.00 17.50

m. f/L pulg kg/cm2 Kg/cm2 kg/m3 ° °

110 mm

LONGITUD DE PENDOLAS Y(M)

0.00 0.39 0.93 1.42 1.85 2.24 2.57 2.86 3.09 3.27 3.40 3.47 3.50

Longitud total de cable: Angulo del cable:

longitud del pase flecha

3.61 3.07 2.58 2.15 1.76 1.43 1.14 0.91 0.73 0.60 0.53 0.50 35.91 ml 0.40 21.80 °

Tg = α=

CARGAS ACTUANTES Peso tuberia: Peso de pernos, platinas, soldadura, etc: Peso de agua + impacto 30%: Sobrecarga de montaje:

41.03 20 12.35 100 173.38

Total: DISEÑO DE PENDOLAS Distancia entre pendolas: Carga actuante: Fy adm=

1.50 m 260.07 Kg 1265 Kg/cm2

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kg/m kg/m kg/m kg/m kg/m

Area: 0.21 cm2 Usaremos pendolas de 3/8" para evitar deformaciones excesivas Area:

0.71 cm2

Longitud total de pendolas: Volumen total: Peso total: Peso por metro lineal de puente:

5797.71 0.0041 32.31 0.92

cm m3 kg Kg/m

DISEÑO DE CABLES: Para el calculo del peso del cable usaremos: 1 cable de 3/4". Peso del cable: 1.34 kg/m Cargas previas 173.38 kg/m Peso de pendolas. 0.92 kg/m Total: P= 175.64 kg/m Tension Horizontal:

H=

PL2 = 8f

Tension en el cable:

T=

PL2 1 + 16n 2 = 8f

Factor de seguridad:

7684.39 kg

3

6 torones de 19 alambres c/u alma de cañamo: Clase A Diametro Peso # cables (Tn) 1 3/8" 4.51 71.20 0.349 1 1/4" 3.72 58.95 0.421 1 1/8" 3.02 48.10 0.516 1" 2.38 38.10 0.652 7/8" 1.83 37.60 0.660 3/4" 1.34 31.50 0.788 Usaremos:

1

cable de

1"

DISEÑO DE ABRAZADERA DE LA PENDOLA Tension en la pendola: Tension Ult. en la pendo: Usaremos 1 perno de Fub= 8.4 m= 2 Ab= 0.71

0.26 Tn 0.42 Tn 3/8" Tn/cm2 Planos de corte cm2

Ru = 0.65 x(0.60 xFub)mAb =

4.65 Tn

Pag. 2 de 5

8276.34 Kg. 8.28 Tn.

Aplastamiento en la plancha: Usaremos una platina de 1/4": t= 0.64 d= 0.95 Fu= 4.08 Ø= 0.75

cm cm Tn/cm2 Factor de reduccion de resistencia.

Rup = f 2.4dtFu =

4.44 Tn

DISEÑO DE LA CAMARA DE ANCLAJE Angulo de inflexion del fiador: Tension Horizontal: Tension inclinada en el fiador: Componente Horizontal: Componente Vertical: Probamos con: Ancho= 2.00 Largo= 2.00 Alto= 1.50 Volumen= 6.00 Volumen real= 5.59 PE Concreto= 2300 Peso maciso= 12847.8

29.00 7,684.39 8,785.99 7,684.39 4,259.54 m m m m3

° Kg Kg Kg Kg

Camara: a= hc=

0.6 m 1.15 m. 0.414 m3

Vol=

Kg/cm3 Kg.

Componente Vertical de la reaccion: Rv= 8,588.26 Kg Verificacion al volteo T= 4,259.54 Kg. P= 12,847.80 Kg h= 1.50 m. θ= 61.00 ° a= 1.00 m. m= 2.00 Factor de seguridad

x=

Pa - mThCosq P - mTCosq

x=

0.81 m Cae dentro del tercio central

Verificacion de la capacidad portante: Presion maxima: P= 0.21 Kg/cm2 Capacidad portante: Pa= 1.5 Kg/cm2

>

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P

OK

Verificacion al deslizamiento: Coeficiente de seguridad al arrastre: Componente Vertical: P= 4328.72 Kg Coeficiente de rozamiento: 0.7 Fr= 3030.10 Kg Empuje de tierras sobre las paredes laterales h= 1.50 m. Pe suelo= 1700 Kg/m3 Ø= 35 °

E=

q 1 P.h 2 .Tg 2 (45 - ) = 2 2

2

(1) Altura del maciso Peso especifico del suelo. Angulo de friccion interna del suelo.

2073.09 Kg

La friccion sera= 1451.16 Kg Empuje pasivo ejercido sobre la pared delantera:

E=

1 q P.h 2 .Tg 2 (45 + ) = 2 2

Sumando (1)+(2)+(3): Reaccion Horizontal:

(2)

14115.08 Kg

(3)

18596.35 Kg 15368.78 Kg

Ok

TENSIONES EN LOS FIADORES Angulo del fiador Izquierdo: Angulo del fiador Derecho: Angulo del cable principal:

29.00 ° 29.00 ° 21.80 °

Tension Horizontal: 7,684.39 Kg Tension en el fiador Izquierdo: 8,785.99 Kg Tension en el fiador Derecho: 8,785.99 Kg Reacciones en las torres: P= 7,333.30 Kg Torre izquierda P= 7,333.30 Kg Torre derecha DEZPLAZAMIENTO DE LOS CARROS P= L1= α1= E= A=

H=

175.64 8.46 29.00 1,400,000 5

PL2 = 8f DL =

kg/m m ° kg/cm2 cm2

Longitud Horizontal del fiador

Area de los cables

7684.39 kg

HL1 Sec 3a = EA

1.21 cm

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CALCULO DE LOS CARROS DE DILATACION Presion total vertical: p= 7,333.30 kg Diametro de los rodillos de acero moldeado:

f = 0.42 f= E= P= r= n= a=

P rE

7 Tn/cm2 2150 Tn/cm2 p/an Tn/cm2 2.5 cm 4 19.38 cm Asumimos: 12 cm. Ancho total: 16 cm Voladizo: 6 cm Largo: 22.5 cm P= 20.37 Kg/cm2

Esfuerzo admisible sobre el rodillo. Modulo de elasticidad. Presion unitaria en cada rodillo radio del rodillo Numero de rodillos.

Plancha Inferior

Presion en la plancha

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DISEÑO DE PASE AEREO PARA TUBERIAS OBRA

PASE AEREO N° 02

LUGAR

PUERTO PIZANA - POLVORA - TOCACHE - SAN MARTIN

DATOS GENERALES L= f= n= Ø= Fy= Fy adm= Peso acero: Angulo del fiador I: Angulo del fiador D:

20 m. 2 0.1 4 2530 1265 7850 29.00 29.00

GEOMETRIA DEL CABLE X (m) Y (m) 0.00 0.00 1.00 0.38 2.50 0.88 4.00 1.28 5.50 1.60 7.00 1.82 8.50 1.96 10.00 2.00 Longitud total de cable: Angulo del cable:

m. f/L pulg kg/cm2 Kg/cm2 kg/m3 ° °

longitud del pase flecha 110 mm

LONGITUD DE PENDOLAS Y(M) 2.12 1.63 1.22 0.91 0.68 0.55 0.50 20.52 ml 0.40 21.80 °

Tg = α=

CARGAS ACTUANTES Peso tuberia: Peso de pernos, platinas, soldadura, etc: Peso de agua + impacto 30%: Sobrecarga de montaje:

41.03 20 12.35 100 173.38

Total: DISEÑO DE PENDOLAS Distancia entre pendolas: Carga actuante: Fy adm=

1.50 m 260.07 Kg 1265 Kg/cm2

Area: 0.21 cm2 Usaremos pendolas de 3/8" para evitar deformaciones excesivas Area: Longitud total de pendolas: Volumen total: Peso total: Peso por metro lineal de puente:

0.71 cm2 1981.00 0.0014 11.04 0.55

Pag. 1 de 4

cm m3 kg Kg/m

kg/m kg/m kg/m kg/m kg/m

DISEÑO DE CABLES: Para el calculo del peso del cable usaremos: 1 cable de 3/4". Peso del cable: 1.34 kg/m Cargas previas 173.38 kg/m Peso de pendolas. 0.55 kg/m Total: P= 175.27 kg/m

PL2 = 8f

Tension Horizontal:

H=

4381.80 kg

Tension en el cable:

PL2 1 + 16n 2 = T= 8f

Factor de seguridad:

3

4719.34 Kg. 4.72 Tn.

6 torones de 19 alambres c/u alma de cañamo: Clase A Diametro Peso # cables (Tn) 1 3/8" 4.51 71.20 0.199 1 1/4" 3.72 58.95 0.240 1 1/8" 3.02 48.10 0.294 1" 2.38 38.10 0.372 7/8" 1.83 37.60 0.377 3/4" 1.34 31.50 0.449 Usaremos:

1

cable de

3/4"

DISEÑO DE ABRAZADERA DE LA PENDOLA Tension en la pendola: Tension Ult. en la pendo: Usaremos 1 perno de Fub= 8.4 m= 2 Ab= 0.71

0.26 Tn 0.42 Tn 3/8" Tn/cm2 Planos de corte cm2

Ru = 0.65 x(0.60 xFub)mAb = Aplastamiento en la plancha: Usaremos una platina de 1/4": t= 0.64 d= 0.95 Fu= 4.08 Ø= 0.75

4.65 Tn

cm cm Tn/cm2 Factor de reduccion de resistencia.

Rup = f 2.4dtFu =

4.44 Tn

DISEÑO DE LA CAMARA DE ANCLAJE Angulo de inflexion del fiador: Tension Horizontal: Tension inclinada en el fiador: Componente Horizontal: Componente Vertical: Probamos con:

29.00 4,381.80 5,009.95 4,381.80 2,428.88

Pag. 2 de 4

° Kg Kg Kg Kg

Ancho= Largo= Alto= Volumen= Volumen real= PE Concreto= Peso maciso=

1.60 1.60 1.50 3.84 3.48 2300 8004

m m m m3

Camara: a= hc=

0.6 m 1 m. 0.36 m3

Vol=

Kg/cm3 Kg.

Componente Vertical de la reaccion: Rv= 5,575.12 Kg Verificacion al volteo T= 2,428.88 Kg. P= 8,004.00 Kg h= 1.50 m. θ= 61.00 ° a= 0.80 m. m= 2.00 Factor de seguridad

x=

Pa - mThCosq P - mTCosq

x=

0.59 m Cae dentro del tercio central

Verificacion de la capacidad portante: Presion maxima: P= 0.22 Kg/cm2 Capacidad portante: Pa= 1.5 Kg/cm2 Verificacion al deslizamiento: Coeficiente de seguridad al arrastre: Componente Vertical: P= 3146.24 Kg Coeficiente de rozamiento: 0.7 Fr= 2202.37 Kg Empuje de tierras sobre las paredes laterales h= 1.50 m. Pe suelo= 1700 Kg/m3 Ø= 35 °

E=

q 1 P.h 2 .Tg 2 (45 - ) = 2 2

>

q 1 P.h 2 .Tg 2 (45 + ) = 2 2

Sumando (1)+(2)+(3): Reaccion Horizontal:

(1) Altura del maciso Peso especifico del suelo. Angulo de friccion interna del suelo.

1658.47 Kg (2)

11292.07 Kg

(3)

14655.37 Kg 8763.60 Kg

Ok

TENSIONES EN LOS FIADORES Angulo del fiador Izquierdo: Angulo del fiador Derecho: Angulo del cable principal:

OK

2

La friccion sera= 1160.93 Kg Empuje pasivo ejercido sobre la pared delantera:

E=

P

29.00 ° 29.00 ° 21.80 °

Pag. 3 de 4

Tension Horizontal: 4,381.80 Kg Tension en el fiador Izquierdo: 5,009.95 Kg Tension en el fiador Derecho: 5,009.95 Kg Reacciones en las torres: P= 4,181.60 Kg Torre izquierda P= 4,181.60 Kg Torre derecha DEZPLAZAMIENTO DE LOS CARROS P= L1= α1= E= A=

175.27 5.21 29.00 1,400,000 2.8

PL2 = H= 8f

kg/m m ° kg/cm2 cm2

Longitud Horizontal del fiador

Area de los cables

4381.80 kg

DL =

HL1 Sec 3a = EA

0.76 cm

CALCULO DE LOS CARROS DE DILATACION Presion total vertical: p= 4,181.60 kg Diametro de los rodillos de acero moldeado:

f = 0.42 f= E= P= r= n= a=

P rE

7 Tn/cm2 2150 Tn/cm2 p/an Tn/cm2 2.5 cm 4 11.05 cm Asumimos: 12 cm. Ancho total: 16 cm Voladizo: 6 cm Largo: 22.5 cm P= 11.62 Kg/cm2

Esfuerzo admisible sobre el rodillo. Modulo de elasticidad. Presion unitaria en cada rodillo radio del rodillo Numero de rodillos.

Plancha Inferior

Presion en la plancha

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DISEÑO DE SEDIMENTADORES

Número de sedimentadores: Velocidad de sedimentación: Ancho del Sedimentador: Longitud de la estructura de entrada: Altura del sedimentador: Pendiente del fondo: Longitud de la cresta del verdero de salida L=B Velocidad de paso a travez de los orificios de entrada: Diametro de los orificios: Sección del canal de limpieza:

Caudal:

Qu= As= H= L2= Lt= L/B= L/H= VH= To= H1= H2= Ao= ao= n= N1= N2= nf= h= a= a1= T1= q=

Q= Q= N= Vs= B= L1= H= S= L= Vo= D= A2=

0.00634 37.29 2.00 10.66 11.50 3.06 5.35 0.091 3.27 3.07 0.010 0.0634 4.91E-04 129 19 7 133 1.2 0.17 0.21 32.62 41.13

6.34 0.00634 1 0.00017 3.50 0.80 2.0 10 3.5 0.1 0.025 0.02

m. m m min l/s

ok ok < 0.55 OK

m. m.

Pag. 1 de 3

m3/s m2 2.00 10.70 m. 2.8 36,029 kg-cm LA VIGA NO REQUIERE ESTRIBOS POR TORSION

3.2.- Chequeo por Cortante : La teoria de elementos sujetos a esfuerzos de Corte establece que se debe diseñar estribos al Corte si se verifica que : Si la fuerza cortante factorizada ( Vu ) excede a la Resistencia Nominal al Cortante ( Vn ) multiplicada por la constante ø Nota : ø = 0.85 SI :

Vu < ø Vn No diseño estribos al cortante

Si :

Vu >= ø Vn Se debe diseñar estribos al cortante : Diseñamos con :

Vu = Vc = Vs =

;

Vn = Vc = 0.53(f`c)½ b x d

`( 2 )

Vn = Vc = 0.53(f`c)½ b x d Ver Cap.13.1 ININVI

`( 3 )

Vc + Vs Ver Nota 1 Ver Nota 1

NOTA 1 : Vc = Contribuc.del Concreto en compresion

;

Vs = Contribuc. del Acero

Vc = 0.53 x (f`c)½ x b x d ( 1 + 0.0071 x (Nu/Ag ) donde : Nu = 1.65 x F2 Ag = bxh Vs =

Av x fy x d

Av =

s

b = Base de la Viga h = Altura de la Viga

Area de acero Minima por Cortante Av = 3.50 x b x s

fy s = Espaciamiento entre estribos s= Av x fy 3.50 x b Verificamos si se cumple ( 2 ) : Ademas :

Vu =

1.65 x F2

Vu =

Vc = Vc = 0.53 x (f`c)½ x b x d Aquí : b= d= h-r ; d= Vc =

783.35 kg

30.00 cm 21.00 cm

4,838.67 kg 4,112.87 kg

ø Vc = Reemplazando valores en ( 2 ) : Vu 783.35 kg

<
30%): %A= Alturas del digestor: n1= H1= V1= V2= H2=

4.40 m. 33.44 m2 15.2 m2 45 % OK 2.00 1.27 1.30 7.25 213.65 6.39 6.40

Pozos m m m3 m3 m m

Longitud minima del vertedero:

Qmax= Chv= Lv=

457.1424 m3/dia 250 m3/m/dia 1.83 m 1.85 m.

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C. LECHO DE SECADO DE LODOS: Carga de solidos:

Contri. percápita: C= Masa de solidos:

35 gr.SS/(hab*dia) 81.48 Kg.SS/dia

Msd= 26.48 Kg.SS/dia Volumen diario de lodos digeridos:

Plodo= %de solidos= Vld=

1.04 Kg/L 12.5 % 203.70 Litros/dia

Volumen de lodos a extraerse del tanque:

Td= Vel=

110.00 dias 22.41 m3

Area del lecho de secado:

0.30 m. 74.69 m2 6.00 m 12.44833333 m. 12.50 m Usaremos 01 lecho de secado de 6.00x12.50 m. Profundidad Ha= Als= Ancho: Largo:

(0.20-0.40)

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DISEÑO DEL FILTRO BIOLOGICO

1.-

PROYECTO:

AMPLIACION Y MEJORAMIENTO DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE, DESAGUE Y ALCANTARILLADO PLUVIAL DEL CENTRO POBLADO DE PUERTO PISANA DISTRITO DE POLVORA - PROVINCIA DE TOCACHE REGION SAN MARTIN

FECHA:

ENERO 2012

DATOS Filtro biológico: Caudal de diseño: Numero de Unidades: DBO total Afluente DBO Efluente DBO reducido x tratamiento primario. Relacion de recirculación: Profundidad Sistema de distribución de caudal Caudal de diseño Diámetro de tubería Coeficiente de tubería (Acero Galva.) Espaciamiento entre tuberias Distancia a las paredes del filtro Número de orificios por cada lateral Diametro de orificio Coeficiente de descarga Longitud de tuberia entre TC y RD Pendiente del terreno Drenaje inferior Area del orificio de drenaje Numero de orificios x ladrillo Area del ladrillo de drenaje Velocida mínima en el canal Pendiente mínima del canal Factor de rugosidad del canal Longitud de abertura de ventilación Altura de abertura de ventilación Espaciamiento entre aberturas Pendiente de solera Sedimentador secundario: Velocidad Ascensional Tiempo de retención SST SSV Concentración de fango Tiempo de evacuación de lodos Altura del sedimentador

Q= N= DBOt DBOe Pr= R= P=

4.07 351.65 1.00 200.00 50.00 25.00 0.00 2.50

Q= dt= C= et= dp= No= do= Cd= L12= m=

244.20 1 1/2 130.00 0.20 0.100 25.000 2.00 0.61 5.00 0.43

Aod= Nor= Alad= Vc= P= n= La= Aa= Ea= Ps=

0.004 6.00 0.09 0.60 1.00 0.013 0.20 0.10 0.20 1.00

Vasc= Tr= SST= SSV= C= Te= hr=

0.70 1.50 0.65 0.40 8.00 6.00 2.00

lps m3/d kg/m3, mg/l kg/m3, mg/l % 4.3.13 OS.090 m. l/min " m m mm m

m2 orif m2 m/s % m m m % m3/m2.h h kg kg % meses m

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2.- CÁLCULOS Filtro Biológico RESULTADO 1 DBO del afluente:

1 Eficiencia requerida:

CRITERIO

DBOa = Pr.DBOt

150.00

mg/l

E=

66.67

%

W=

52.75

kg/d

F=

1.00

Vf=

41.41

m3

Vf P

Af=

16.56

m2

Af

L=

4.07

m

Asumimos (Mult. De 0.30 m)

L= Af=

4.20 17.64

m m

CHS=

21.23

m3/m2.d

E=

DBOa - DBOe x100 DBOa

W=

3 Factor de recirculación

F=

5 Area superficial del filtro

UND

DBOa=

2 Carga organica afluente al filtro

4 Volumen del filtro

CÁLCULOS

Vf =

DBOa xQ 1x103

1+ R (1 + 0.1R) 2

W æ 0.443E ö .ç ÷ F è 1- E ø

Af =

L=

2

6 Largo y ancho del filtro

7 Carga hidráulica superficial

CHS =

Q Af

8 Carga hidráulica volumétrica

CHV =

Q Vf

CHV=

8.49

m3/m3.d

9 Carga orgánica superficial

COS =

W Af

COS=

3.18

Kg/m2.d

10 Carga orgánica volumétrica

COV =

W Vf

COV=

1.27

Kg/m3.d

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Sistema de distribución de caudal RESULTADO 1 Número de laterales

CRITERIO

æ L - 2dp ö + 1÷ # Lat = 2 ç è et ø

ql =

2 Flujo en cada lateral

3 Caudal en el último orificio de cada lateral

CÁLCULOS

qn =

Q # Lat

ql # Orif

4 Energía sobre el último orificio

æ 4qn ö ç ÷ Cd .p .D 2 ø hn = è 2g

5 Longitud de tuberias laterales

Lt =

UND

#Lat=

42.00

und

ql=

5.81

L/min

qn=

0.23

L/min

hn=

0.21

m

Lt=

1.92

m2

hft=

0.00015

m

hftd=

0.00015

m

h1=

0.208671

m

M=

0.99964

Kg/m2.d

%=

0.04

15% Ok

Q Vc

Ac=

0.00678

m2

Dc=

3.43

pulg

Dc=

4.00

pulg

#aber=

65.97

und

#aber=

70.00

und

Ac =

æ Q.n.42/3 ö Dc = ç 1/ 2 ÷ è A.S ø

3

Asumimos # de aberturas de ventilación. Se ubicaran 6 a 5 cm de la base del filtro excepto en la parte posterior

# aver =

Lf La + Ea Asumimos

Sedimentador secundario RESULTADO

UND

#Ladr=

Atd = # Ladr. Aod .Nor

4 Area del canal de desague semicircular

Diámetro del canal semicircular y de la 5 tubería de salida

CÁLCULOS

CRITERIO

CÁLCULOS

UND

1 Superficie del sedimentador

As =

Q Vasc

As=

20.93

m2

2 Largo y ancho del sedimentador

Ls =

As

Ls=

4.58

m

Ls=

3.00

m

Vs=

21.98

m3

DBOelim=

35.16

Kg/d

Asumimos

Vs = Q.Tr

3 Volumen del sedimentador

4 DBO eliminada

DBOe lim = E.W

5 Producción de fango x SST

Fsst = SST .DBOe lim

Fsst=

22.86

Kg.SST/d

6 Producción de fango x SSV

Fssv = SSV .DBOe lim

Fssv=

14.07

Kg.SSV/d

Vls=

19.78

m3

VT=

41.76

m3

7

Volumen adicional para almacenamiento de lodos

8

Volumen total del sedimentador secundario

Vls =

( Fsst - Fssv) .Te C

VT = Vs + Vls

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9 Tiempo de retención

10 Area real de sedimentador

11 Largo y ancho real del sedimentador

Tr =

VT Q

Ars = Lrs =

Vrs hr Ars Asumimos

12 Velocidad ascencional real

Var =

Q Ars

Tr=

2.85

h

Ars=

20.88

m2

Lrs=

4.57

m

Lrs= Ars=

4.60 21.16

m m2

Var=

0.69

m/h

3.- RESUMEN DEL DISEÑO Filtro Biológico

PARAMETROS Largo y ancho del filtro Altura del medio filtrante Número de unidades Borde libre Sistema de distribución de caudal

PARAMETROS Diámetro de tubería Longitud de tuberias laterales Espaciamiento entre tuberias Número de laterales Número de orificios por cada lateral Diametro de orificio Altura de fluido en el tanque de conexc. Drenaje inferior

PARAMETROS Número de viguetas prefabricadas Area del orificio de drenaje Diámetro del canal de drenaje # de aberturas de ventilación Altura del drenaje Sedimentador secundario

PARAMETROS Largo y ancho real del sedimentador Altura del sedimentador Tiempo de evacuación de lodos Borde libre

SIMBOLO

VALOR

L= P= N BL=

4.20 2.50 1.00 0.30

SIMBOLO

VALOR

dt= Lt= et= #Lat= No= do= h2=

1 1/2 1.92 0.20 42.00 25.00 2.00 0.60

SIMBOLO

VALOR

#Ladr= Aod= Dc= #aber= Hd=

196 0.00 4.00 70.00 0.30

SIMBOLO

VALOR

Lrs= hr= Te= BL=

4.60 2.00 6.00 0.30

Página 5 de 5

UND m m und m

UND pulg m m und und mm m

UND und pulg pulg und m

UND m m meses m