Diseño y calculo estructural e hidrológico de un Box culvert para intervenir un tramo de la quebrada la tusa en el barrio Ecoparaiso en la ciudad de Ibagué.

Fecha
2021-10-12
Autores
Aquite Salazar, Diego Fernando
Pachón Moreno, Cristian
Pinillos Castiblanco, German Alejandro
Título de la revista
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Título del volumen
Editor
Universidad Cooperativa de Colombia, Facultad de Ingenierías, Ingeniería Civil, Ibagué
Resumen
A través del tiempo los Box Culvert han ido evolucionando desde ser una simple estructura utilizada como alcantarilla, hasta llegar a ser una estructura que puede ser utilizada como paso de agua, como túnel, para contener taludes e inclusive para utilizarse como puente. En este trabajo se proporciona una posible solución a una problemática existente en un sector de la ciudad de Ibagué más exactamente en un punto de la quebrada llamada “La Tuza” en la comuna 6 del barrio Ecoparaiso, que presenta ciertos problemas para la comunidad debido a que, en época invernal por las fuertes precipitaciones, se genera desbordamiento del cauce lo cual restringe el paso vehicular y peatonal a los habitantes del sector. Adicional, la estructura hidráulica actual, registra problemas de estabilidad y su capacidad de recepción es limitada, lo cual pone en riesgo y vulnerabilidad a la comunidad. Para ello, se inicia el proyecto con un análisis de los parámetros morfométricos de la cuenca hidrografía de estudio, en donde se analiza el área, perímetro, pendiente, longitud axial, geometría de la cuenca, entre otros factores, que permiten caracterizar la quebrada la tusa en funciones de la recepción de caudal por parte de subcuencas aguas arribas del punto de intersección con la vía de acceso. Igualmente, se realizó el estudio hidrológico, iniciando con el análisis de la precipitación máxima registrada en la estación pluviométrica más cercana a la zona de estudio, para encontrar la precipitación media máxima que permita según la metodología simplificada determinar las curvas de intensidad, duración y frecuencia (IDF), para un periodo de retorno de 25 años, con la finalidad de realizar la modelación por el método del hidrograma de escorrentía superficial en el software HEC-HMS para determinar el caudal máximo de lluvias para el punto de localización del box culvert a implementar. Luego, se realizó el estudio hidráulico, para determinar la cota máxima de la lámina de agua en el punto de estudio, para eso fue necesario determinar la batimetría del rio, para obtener los perfiles longitudinales y modelar en el software HEC-RAS, en donde se tomaron datos aguas arribas y abajo de la alcantarilla para analizar las propiedades hidráulicas del rio la altura máxima, velocidad, numero de Froude, etc. Por último, se llevó a cabo según los resultados obtenidos en los respectivos estudios morfométricos, hidrológico e hidráulico, el diseño estructural por el método de resistencia ultima, en donde se determinaron los momentos y cortantes máximo según las cargas identificas y su factor de combinaciones, para luego realizar el respectivo despiece de acero de la estructura hidráulica tipo box culvert.
Descripción
A través del tiempo los Box Culvert han ido evolucionando desde ser una simple estructura utilizada como alcantarilla, hasta llegar a ser una estructura que puede ser utilizada como paso de agua, como túnel, para contener taludes e inclusive para utilizarse como puente. En este trabajo se proporciona una posible solución a una problemática existente en un sector de la ciudad de Ibagué más exactamente en un punto de la quebrada llamada “La Tuza” en la comuna 6 del barrio Ecoparaiso, que presenta ciertos problemas para la comunidad debido a que, en época invernal por las fuertes precipitaciones, se genera desbordamiento del cauce lo cual restringe el paso vehicular y peatonal a los habitantes del sector. Adicional, la estructura hidráulica actual, registra problemas de estabilidad y su capacidad de recepción es limitada, lo cual pone en riesgo y vulnerabilidad a la comunidad. Para ello, se inicia el proyecto con un análisis de los parámetros morfométricos de la cuenca hidrografía de estudio, en donde se analiza el área, perímetro, pendiente, longitud axial, geometría de la cuenca, entre otros factores, que permiten caracterizar la quebrada la tusa en funciones de la recepción de caudal por parte de subcuencas aguas arribas del punto de intersección con la vía de acceso. Igualmente, se realizó el estudio hidrológico, iniciando con el análisis de la precipitación máxima registrada en la estación pluviométrica más cercana a la zona de estudio, para encontrar la precipitación media máxima que permita según la metodología simplificada determinar las curvas de intensidad, duración y frecuencia (IDF), para un periodo de retorno de 25 años, con la finalidad de realizar la modelación por el método del hidrograma de escorrentía superficial en el software HEC-HMS para determinar el caudal máximo de lluvias para el punto de localización del box culvert a implementar. Luego, se realizó el estudio hidráulico, para determinar la cota máxima de la lámina de agua en el punto de estudio, para eso fue necesario determinar la batimetría del rio, para obtener los perfiles longitudinales y modelar en el software HEC-RAS, en donde se tomaron datos aguas arribas y abajo de la alcantarilla para analizar las propiedades hidráulicas del rio la altura máxima, velocidad, numero de Froude, etc. Por último, se llevó a cabo según los resultados obtenidos en los respectivos estudios morfométricos, hidrológico e hidráulico, el diseño estructural por el método de resistencia ultima, en donde se determinaron los momentos y cortantes máximo según las cargas identificas y su factor de combinaciones, para luego realizar el respectivo despiece de acero de la estructura hidráulica tipo box culvert.
Palabras clave
Box Culvert , Diseño Hidrologico , Diseño Estructural
Citación