Drenagem Superficial - Valetas de Protecao em Obras Hidraulicas

Aspectos Gerais 2 Fonte MARQUES M G 2013 Obras Hidráulicas Notas de Aula Aspectos Gerais 3 Fonte MARQUES M G 2013 Obras Hidráulicas Notas de Aula Drenagem Superficial 4 Fonte DNIT 2006 Manual de Drenagem Rodoviária Publicação IPR 724 A Drenagem Superficial destinase a interceptar as águas pluviais provenientes de áreas adjacentes conduzindoas para um local de deságue seguro sem causar danos Valetas de Proteção de Corte As valetas de proteção de cortes têm como objetivo interceptar as águas que escorrem pelo terreno natural impedindoas de atingir o talude de corte As valetas de proteção serão construídas em todos os trechos em corte onde o escoamento superficial dos terrenos adjacentes possa atingir o talude comprometendo a estabilidade do corpo estradal Drenagem Superficial 5 Fonte DNIT 2006 Manual de Drenagem Rodoviária Publicação IPR 724 Valetas de Proteção de Corte Deverão ser localizadas paralelas e próximas às cristas dos cortes a uma distância de 20 a 30 m O material resultante da escavação deve ser colocado entre a valeta e a crista do corte e apiloado manualmente Forma triangulares pequenas vazões retangulares cortes em rocha trapezoidais eficiência hidráulica Drenagem Superficial 6 Fonte DNIT 2006 Manual de Drenagem Rodoviária Publicação IPR 724 Valetas de Proteção de Corte Os revestimentos da valeta de corte deverão ser escolhidos de acordo com a velocidade do escoamento e conforme a natureza do material do solo Em princípio convém sempre revestir as valetas sendo obrigatório quando forem abertas em terreno permeável para evitar que a infiltração provoque instabilidade no talude do corte No caso de revestimento em concreto este deverá ter espessura mínima de 008m e ser fck 15 MPa Drenagem Superficial 7 Fonte DNIT 2006 Manual de Drenagem Rodoviária Publicação IPR 724 Valetas de Proteção de Aterro Deverão ser localizadas paralelas e próximas ao pé do talude a uma distância de 20 a 30 m O material resultante da escavação deve ser colocado entre a valeta e o pé do talude de aterro apiloado manualmente com o objetivo de suavizar a interseção das superfícies do talude e do terreno natural Forma retangulares trapezoidais As valetas de proteção de aterros têm como objetivo interceptar as águas que escoam pelo terreno a montante impedindoas de atingir o pé do talude de aterro Além disso têm a finalidade de receber as águas das sarjetas e valetas de corte conduzindoas com segurança ao dispositivo de transposição de talvegues Drenagem Superficial 8 Fonte DNIT 2006 Manual de Drenagem Rodoviária Publicação IPR 724 Valetas de Proteção de Aterro Drenagem Superficial 9 Fonte PMPADEP 2005 Plano Diretor de Drenagem Urbana Manual de Drenagem Urbana Dimensionamento de Valetas de Proteção de Corte e de Aterro 1 Estimar a vazão através do Método Racional Onde Q vazão Ls C coeficiente de escoamento I intensidade da precipitação mmh A área da bacia ha Drenagem Superficial 10 Fonte DNIT 2006 Manual de Drenagem Rodoviária Publicação IPR 724 Dimensionamento de Valetas de Proteção de Corte e de Aterro 1 Estimar a vazão através do Método Racional Drenagem Superficial 11 Fonte DNIT 2006 Manual de Drenagem Rodoviária Publicação IPR 724 Dimensionamento de Valetas de Proteção de Corte e de Aterro 2 Fixada a vazão de contribuição passase ao dimensionamento hidráulico propriamente dito através da fórmula de Manning e da Equação da Continuidade Drenagem Superficial 12 Dimensionamento de Valetas de Proteção de Corte e de Aterro 2 Fixada a vazão de contribuição passase ao dimensionamento hidráulico propriamente dito através da fórmula de Manning e da Equação da Continuidade Drenagem Superficial 13 Fonte DNIT 2006 Manual de Drenagem Rodoviária Publicação IPR 724 Dimensionamento de Valetas de Proteção de Corte e de Aterro 3 A sequência de cálculo deverá ser a seguinte Drenagem Superficial 14 Fonte DNIT 2006 Manual de Drenagem Rodoviária Publicação IPR 724 Dimensionamento de Valetas de Proteção de Corte e de Aterro 3 A sequência de cálculo deverá ser a seguinte Drenagem Superficial 15 Fonte DNIT 2006 Manual de Drenagem Rodoviária Publicação IPR 724 Dimensionamento de Valetas de Proteção de Corte e de Aterro 3 A sequência de cálculo deverá ser a seguinte Drenagem Superficial 16 Fonte DNIT 2006 Manual de Drenagem Rodoviária Publicação IPR 724 Dimensionamento de Valetas de Proteção de Corte e de Aterro 3 A sequência de cálculo deverá ser a seguinte Drenagem Superficial 17 Dimensionamento de Valetas de Proteção de Corte e de Aterro Exemplo 01 Dimensione uma valeta de proteção de corte com comprimento igual a 2000m que receberá as águas provenientes de uma pequena bacia a montante do talude com uma faixa mais ou menos constante com largura igual a 1000m Considere que o uso do solo se dá predominantemente por grama e que a declividade longitudinal da valeta é igual a 1 Considere que a chuva que gera o escoamento possui uma intensidade igual a 150mmh Drenagem Superficial 18 Dimensionamento de Valetas de Proteção de Corte e de Aterro Exemplo 01 Desenvolvimento A ideia do dimensionamento de uma valeta de proteção é definir qual é o dispositivo do DNIT que possui características em acordo com a necessidade considerandose a opção de menor custo de implantação Dessa forma iniciamos pela determinação da vazão de projeto Cálculo da Vazão de Projeto Através do Método Racional considerandose uma área igual a 2 ha 200mX100m I 150 mmh devemos definir o coeficiente de escoamento Drenagem Superficial 19 Dimensionamento de Valetas de Proteção de Corte e de Aterro Exemplo 01 Cálculo da Vazão de Projeto Através do Método Racional considerandose uma área igual a 2 ha 200mX100m I 150 mmh devemos definir o coeficiente de escoamento C 030 Drenagem Superficial 20 Dimensionamento de Valetas de Proteção de Corte e de Aterro Exemplo 01 Cálculo da Vazão de Projeto Através do Método Racional considerandose uma área igual a 2 ha 200mX100m I 150 mmh C 030 calculase a vazão de projeto como sendo XX m³s Drenagem Superficial 21 Dimensionamento de Valetas de Proteção de Corte e de Aterro Exemplo 01 Cálculo da Vazão de Projeto Através do Método Racional considerandose uma área igual a 2 ha 200mX100m I 150 mmh C 030 calculase a vazão de projeto como sendo 025 m³s Determinação da Seção da Valeta Valeta com revestimento em Grama menor custo de implantação Drenagem Superficial 22 Dimensionamento de Valetas de Proteção de Corte e de Aterro Exemplo 01 Determinação da Seção da Valeta Valeta com revestimento em Grama menor custo de implantação Assim têmse b 060 m m 1 n 00XX V máximo XX ms H total máximo 030 m Drenagem Superficial 23 Dimensionamento de Valetas de Proteção de Corte e de Aterro Exemplo 01 Determinação da Seção da Valeta Valeta com revestimento em Grama menor custo de implantação Assim têmse b 060 m m 1 n 0035 V máximo 170 ms H total máximo 030 m Drenagem Superficial 24 Dimensionamento de Valetas de Proteção de Corte e de Aterro Exemplo 01 Determinação da Seção da Valeta Valeta com revestimento em Grama menor custo de implantação Assim têmse b 060 m m 1 n 0035 V máximo 170 ms H total máximo 030 m Resultado da Verificação Hidráulica h 030 m A XX m² Rh XX m V XX ms Q XX m³s Fazse aqui um teste para verificar qual é a máxima vazão que cabe dentro desta seção Caso a vazão de projeto supere a vazão máxima para esta seção ou caso se perceba que a mesma cabe mas sem borda livre folga uma seção maior deverá ser utilizada Drenagem Superficial 25 Dimensionamento de Valetas de Proteção de Corte e de Aterro Exemplo 01 Determinação da Seção da Valeta Valeta com revestimento em Grama menor custo de implantação Assim têmse b 060 m m 1 n 0035 V máximo 170 ms H total máximo 030 m Resultado da Verificação Hidráulica h 030 m A 027 m² Rh 0186 m V 093 ms Q 025 m³s Concluise que a seção VPC 02 com b060m não é suficiente pois não haverá borda livre para a vazão de projeto Assim partese para a verificação de uma seção maior a VPC 01 Drenagem Superficial 26 Dimensionamento de Valetas de Proteção de Corte e de Aterro Exemplo 01 Determinação da Seção da Valeta Valeta com revestimento em Grama menor custo de implantação Assim têmse b 100 m m 1 n 0035 V máximo 170 ms H total máximo 030 m Drenagem Superficial 27 Dimensionamento de Valetas de Proteção de Corte e de Aterro Exemplo 01 Determinação da Seção da Valeta Valeta com revestimento em Grama menor custo de implantação Assim têmse b 100 m m 1 n 0035 V máximo 170 ms H total máximo 030 m Resultado da Verificação Hidráulica h 023 m A XX m² Rh XX m V XX ms Q XX m³s A definição da lâmina dágua h darseá por um processo iterativo Drenagem Superficial 28 Dimensionamento de Valetas de Proteção de Corte e de Aterro Exemplo 01 Determinação da Seção da Valeta Valeta com revestimento em Grama menor custo de implantação Assim têmse b 100 m m 1 n 0035 V máximo 170 ms H total máximo 030 m Resultado da Verificação Hidráulica h 023 m A 0284 m² Rh 0172 m V 088 ms Q 025 m³s Concluise que a seção VPC 01 com b100m possui grande chance de ser suficiente Devemos verificar a lâmina crítica e a borda livre Drenagem Superficial 29 Dimensionamento de Valetas de Proteção de Corte e de Aterro Exemplo 01 Determinação da Seção da Valeta Valeta com revestimento em Grama menor custo de implantação Assim têmse b 100 m B 146 m h 023 m f XX H total XX Drenagem Superficial 30 Dimensionamento de Valetas de Proteção de Corte e de Aterro Exemplo 01 Determinação da Seção da Valeta Valeta com revestimento em Grama menor custo de implantação Assim têmse b 100 m B 146 m h 023 m f 45 cm H total 277 cm ok Verificação da Lâmina Crítica Z 1 B médio 123 m Ho 0271 m Hc XX Drenagem Superficial 31 Dimensionamento de Valetas de Proteção de Corte e de Aterro Exemplo 01 Determinação da Seção da Valeta Valeta com revestimento em Grama menor custo de implantação Assim têmse b 100 m B 146 m h 023 m f 45 cm H total 277 cm ok Verificação da Lâmina Crítica Z 1 B médio 123 m Ho 0271 m Hc 019 m Concluise que a seção VPC 01 com b100m é suficiente e possui declividade longitudinal adequada Drenagem Superficial 32 Fonte DNIT 2006 Manual de Drenagem Rodoviária Publicação IPR 724 Sarjetas de Corte Têm como objetivo captar as águas que se precipitam sobre a plataforma e taludes e conduzilas longitudinalmente à rodovia até o ponto de transição entre o corte e o aterro de forma a permitir a saída lateral para o terreno natural ou para a valeta de aterro ou ainda para a caixa coletora de um bueiro de greide As sarjetas devem localizarse em todos os cortes sendo construídas às margens dos acostamentos Sarjetas revestidas com grama apresentam alto custo de manutenção Drenagem Superficial 33 Fonte DNIT 2006 Manual de Drenagem Rodoviária Publicação IPR 724 Sarjetas de Corte Drenagem Superficial 34 Fonte DNIT 2006 Manual de Drenagem Rodoviária Publicação IPR 724 Sarjetas de Aterro A sarjeta de aterro tem como objetivo captar as águas precipitadas sobre a plataforma de modo a impedir que provoquem erosões na borda do acostamento eou no talude do aterro conduzindoas ao local de deságue seguro Valeta do Canteiro Central Quando uma rodovia for projetada em pista dupla onde as pistas são separadas por um canteiro central côncavo tornase necessário drená lo superficialmente através de um dispositivo chamado canteiro central Esta valeta tem como objetivo captar as águas provenientes das pistas e do próprio canteiro central e conduzilas longitudinalmente até serem captadas por caixas coletores de bueiros de greide Valetas do canteiro central sem revestimento devem ser evitadas a não ser em casos de canteiros muito largos e planos Drenagem Superficial 35 Fonte DNIT 2006 Manual de Drenagem Rodoviária Publicação IPR 724 Descidas dÁgua As descidas dágua têm como objetivo conduzir as águas captadas por outros dispositivos de drenagem pelos taludes de corte e aterro Conduzem as águas das valetas quando atingem o comprimento crítico até uma caixa coletora ou em outra sarjeta Posicionamse sobre os taludes dos cortes e aterros seguindo as suas declividades e também na interseção do talude de aterro com o terreno natural nos pontos de passagem corteaterro As descidas podem ser do tipo rápido ou em degraus Drenagem Superficial 36 Fonte DNIT 2006 Manual de Drenagem Rodoviária Publicação IPR 724 Descidas dÁgua Dimensionamento Hidráulico O dimensionamento hidráulico consiste em calcular as dimensões da descida dágua de forma que esta possa conduzir o deságue seguro O dimensionamento pode ser feito por dois métodos Pela fórmula empírica baseada em experiência de laboratório Através da teoria da hidráulica do movimento uniformemente variado O Método com base na Equação Empírica consiste em determinar a largura da descida m e a altura média das paredes laterais da descida m em função da descarga de projeto m³s Após ter dimensionado a descida deverá ser dimensionada a bacia de dissipação de energia no pé da descida Para efeito de cálculo considerase Va igual à velocidade de escoamento na sarjeta Drenagem Superficial 37 Saídas dÁgua As saídas dágua são dispositivos destinados a conduzir as águas coletadas pelas sarjetas de aterro lançandoas nas descidas d1água Portanto são dispositivos de transição Localizamse na borda da plataforma junto aos acostamentos ou em alargamentos próprios para a sua execução nos pontos onde é atingido o comprimento crítico da sarjeta nos pontos baixos das curvas verticais côncavas junto às pontes etc Assim as saídas ocorrem em Greide em rampa Curva vertical côncava ponto baixo Fonte DNIT 2006 Manual de Drenagem Rodoviária Publicação IPR 724 Drenagem Superficial 38 Fonte DNIT 2006 Manual de Drenagem Rodoviária Publicação IPR 724 Saídas dÁgua Dimensionamento Hidráulico O dimensionamento hidráulico consiste em determina a largura da entrada de forma a conduzir toda a água proveniente das sarjetas até as respectivas descidas dágua O valor da largura da saída L corresponde à abertura da sarjeta e é dado pela fórmula Drenagem Superficial 39 Dimensionamento de Saídas dÁgua e Descidas dÁgua Exemplo 02 Dimensione a Saída e a Descida dÁgua para a Valeta de Proteção de Corte do Exemplo 01 Considere Q 025 m³s V 088 ms Seção revestida com grama comum trapezoidal com b100m m10 h023m Desnível 50 m Drenagem Superficial 40 Dimensionamento de Saídas dÁgua e Descidas dÁgua Exemplo 02 Dimensione a Saída e a Descida dÁgua para a Valeta de Proteção de Corte do Exemplo 01 Considere Q 025 m³s V 088 ms Seção revestida com grama comum trapezoidal com b100m m10 h023m Desnível 50 m Descida dÁgua Saída Greide em Rampa Largura sugerida 060m K 020 Drenagem Superficial 41 Dimensionamento de Saídas dÁgua e Descidas dÁgua Exemplo 02 Dimensione a Saída e a Descida dÁgua para a Valeta de Proteção de Corte do Exemplo 01 Considere Q 025 m³s V 088 ms Seção revestida com grama comum trapezoidal com b100m m10 h023m Desnível 50 m Descida dÁgua Saída Greide em Rampa L 060 m L 362 m H 036 m Vb 99 ms Drenagem Superficial 42 Fonte DNIT 2006 Manual de Drenagem Rodoviária Publicação IPR 724 Dissipadores de Energia Drenagem Superficial 43 Fonte DNIT 2006 Manual de Drenagem Rodoviária Publicação IPR 724 Dissipadores de Energia Drenagem Superficial 44 Dimensionamento de Bacias de Dissipação Exemplo 03 Dimensione a Bacia de Dissipação para a Descida do Exemplo 2 Considere Q 025 m³s V no pé da descida 99 ms Seção retangular em concreto com b060m Drenagem Superficial 45 Dimensionamento de Bacias de Dissipação Exemplo 03 Dimensione a Bacia de Dissipação para a Descida do Exemplo 2 Considere Q 025 m³s V no pé da descida 99 ms Seção retangular em concreto com b060m Resolução A partir da Vazão e da Velocidade considerandose a equação da Continuidade calculase a Área de Escoamento e assim a lâmina dágua no pé da descida Y1 Y1 0042 m Drenagem Superficial 46 Dimensionamento de Bacias de Dissipação Exemplo 03 Dimensione a Bacia de Dissipação para a Descida do Exemplo 2 Considere Q 025 m³s V no pé da descida 99 ms Seção retangular em concreto com b060m Resolução Tendo sido calculada a lâmina podese calcular o Número de Froude Fr1 Fr1 E a partir da Equação de Belanger calculase a altura conjugada Y2 Y2 155 m 090 m Drenagem Superficial 47 Dimensionamento de Bacias de Dissipação Exemplo 03 Dimensione a Bacia de Dissipação para a Descida do Exemplo 2 Considere Q 025 m³s V no pé da descida 99 ms Seção retangular em concreto com b060m Resolução Com isso definise o comprimento da bacia de dissipação Y2 090 m L 52 m Bueiros 48 Fonte DNIT 2006 Manual de Drenagem Rodoviária Publicação IPR 724 Os bueiros são obras destinadas a permitir a passagem livre das águas que acorrem as estradas e são compostos de bocas e corpo Bueiros 49 Fonte DNIT 2006 Manual de Drenagem Rodoviária Publicação IPR 724 Os bueiros podem ser classificados em 4 classes Quanto à forma da seção Os bueiros podem ser classificados em 4 classes Quanto ao número de linhas Quanto à esconsidade Quanto ao material Bueiros 50 Fonte DNIT 2006 Manual de Drenagem Rodoviária Publicação IPR 724 O que é um BDTC ø120m O que é um BTCC 20x20m Tipos de entradas e saídas Bueiros 51 52 Fonte MARQUES M G 2013 Obras Hidráulicas Notas de Aula Bueiros Dimensionamento Hidráulico 53 Fonte MARQUES M G 2013 Obras Hidráulicas Notas de Aula Bueiros Dimensionamento Hidráulico VÍDEO Para o dimensionamento hidráulico dos bueiros admitese que eles possam funcionar como canais vertedouros orifícios ou condutos forçados No caso de bueiros trabalhando como canais o dimensionamento será feito com base em duas hipóteses a Considerando o funcionamento do bueiro no regime supercrítico limitandose sua capacidade admissível à vazão correspondente ao regime crítico com energia específica igual ao seu diâmetro ou altura o que exige proteção à montante e a jusante devido aos riscos de erosão ou b Considerando o funcionamento do bueiro no regime subcrítico Bueiros Dimensionamento Hidráulico 54 Fonte DNIT 2006 Manual de Drenagem Rodoviária Publicação IPR 724 Para o dimensionamento hidráulico dos bueiros admitese que eles possam funcionar como canais vertedouros orifícios ou condutos forçados No caso de bueiros trabalhando como canais o dimensionamento será feito com base em duas hipóteses a Considerando o funcionamento do bueiro no regime supercrítico limitandose sua capacidade admissível à vazão correspondente ao regime crítico com energia específica igual ao seu diâmetro ou altura o que exige proteção à montante e a jusante devido aos riscos de erosão ou b Considerando o funcionamento do bueiro no regime subcrítico Bueiros Dimensionamento Hidráulico 55 Fonte DNIT 2006 Manual de Drenagem Rodoviária Publicação IPR 724 Nesse caso a entrada não poderá funcionar submersa Esse método não considera as condições externas do bueiro sendo adequado apenas se a altura dágua a jusante ficar abaixo da altura crítica correspondente à descarga perigo de ressalto hidráulico VÍDEO Quando as extremidades de montante e jusante não se encontram submersas existe uma superfície livre ao longo do conduto e este funciona como canal Os bueiros podem funcionar em regime subcrítico ou supercrítico o que implicará critérios distintos para o dimensionamento das obras Dessa forma tornase importante a determinação do regime de funcionamento Na prática a determinação do regime de funcionamento pode ser efetuada comparandose a declividade de assentamento do bueiro determinada em projeto com a declividade crítica Bueiros Dimensionamento Hidráulico Canal 56 Fonte BAPTISTA Márcio LARA Márcia 2016 Fundamentos de Engenharia Hidráulica 4ª ed UFMG Dessa forma para o dimensionamento de bueiros em regime subcrítico o seu dimensionamento como canal deverá ser feito considerandose uma folga de 20 na lâmina dágua yH ou yD 080 Para bueiros supercríticos o dimensionamento deverá ser efetuado limitandose a vazão admissível à vazão correspondente ao regime crítico com altura característica da energia específica igual ao seu diâmetro ou altura Bueiros Dimensionamento Hidráulico Canal 57 Fonte DNIT 2006 Manual de Drenagem Rodoviária Publicação IPR 724 A seguir são apresentadas as equações que visam estabelecer o regime crítico Caso dos bueiros tubulares Bueiros Dimensionamento Hidráulico Canal 58 Fonte DNIT 2006 Manual de Drenagem Rodoviária Publicação IPR 724 Caso dos bueiros de seção retangular Caso dos bueiros de seção quadrada Bueiros Dimensionamento Hidráulico Canal 59 Fonte DNIT 2006 Manual de Drenagem Rodoviária Publicação IPR 724 Bueiros Dimensionamento Hidráulico Canal 60 Fonte MARQUES M G 2013 Obras Hidráulicas Notas de Aula Cálculo da lâmina crítica para uma seção qualquer Bueiros Dimensionamento Hidráulico Vertedouro 61 Fonte MARQUES M G 2013 Obras Hidráulicas Notas de Aula 62 Fonte MARQUES M G 2013 Obras Hidráulicas Notas de Aula Bueiros Dimensionamento Hidráulico Vertedouro Bueiros Dimensionamento Hidráulico Orifício 63 Fonte BAPTISTA Márcio LARA Márcia 2016 Fundamentos de Engenharia Hidráulica 4ª ed UFMG Quando a vazão afluente supera a vazão admissível no bueiro funcionando coo canal passa a ocorrer o acúmulo de água junto à entrada da obra Dessa forma o NA a montante aumenta até que seja atingido um nível de carga hidráulica tal que o bueiro passa a transportar aquela vazão de projeto Nessa condição em que o NA de montante supera o diâmetro ou altura do bueiro dizse que o bueiro trabalha em carga funcionando assim como um orifício Bueiros Dimensionamento Hidráulico Orifício 64 Fonte BAPTISTA Márcio LARA Márcia 2016 Fundamentos de Engenharia Hidráulica 4ª ed UFMG O dimensionamento hidráulico consiste em determinar a altura da carga correspondente à vazão afluente para uma dada dimensão do bueiro Essa altura deve ser compatível com as condições locais de implantação da obra Para aterros altos em torno de 15m os coeficientes Cd para Bocais e Orifícios são próximos variando entre 060 e 063 Bueiros Dimensionamento Hidráulico Conduto Forçado 65 Fonte MARQUES M G 2013 Obras Hidráulicas Notas de Aula Bueiros Dimensionamento Hidráulico Conduto Forçado 66 Bueiros Dimensionamento Hidráulico Conduto Forçado 67 0125 16 6 9 0 8 Re 2500 Re 74 5 95 ln 37 Re 64 D f SwameeJain Material emm Rugosidade absoluta equivalente Concreto centrifugado novo 016 Concreto armado liso vários anos de uso 020 a 030 Concreto com acabamento normal 1 a 3 Concreto protendido Freyssinet 004 A viscosidade dinâmica da água a 20C é 1003x103 Pas Bueiros Pormenores de Projeto 68 Fonte MARQUES M G 2013 Obras Hidráulicas Notas de Aula Bueiros Pormenores de Projeto 69 Fonte MARQUES M G 2013 Obras Hidráulicas Notas de Aula Bueiros Pormenores de Projeto 70 Fonte MARQUES M G 2013 Obras Hidráulicas Notas de Aula Bueiros Pormenores de Projeto 71 Fonte DNIT 2006 Manual de Drenagem Rodoviária Publicação IPR 724 Bueiros Pormenores de Projeto 72 Fonte DNIT 2013 Álbum de projetostipo de dispositivos de drenagem Publicação IPR 736 Bueiros Pormenores de Projeto 73 Fonte DNIT 2013 Álbum de projetostipo de dispositivos de drenagem Publicação IPR 736 Bueiros Pormenores de Projeto 74 Fonte DNIT 2013 Álbum de projetostipo de dispositivos de drenagem Publicação IPR 736 Bueiros Exemplo 1 75 Fonte BAPTISTA Márcio LARA Márcia 2016 Fundamentos de Engenharia Hidráulica 4ª ed UFMG Verificar a condição hidráulica de funcionamento de um BDTC ø120m implantado com uma declividade de 030 sob uma altura de aterro de 420m para uma vazão afluente de 8 m³s Bueiros Exemplo 1 76 Fonte BAPTISTA Márcio LARA Márcia 2016 Fundamentos de Engenharia Hidráulica 4ª ed UFMG Verificar a condição hidráulica de funcionamento de um BDTC ø120m implantado com uma declividade de 030 sob uma altura de aterro de 420m para uma vazão afluente de 8 m³s Resolução Verificação da condição de funcionamento hidráulico como canal Para n 0015 e D 120m Ic XXX mm Bueiros Exemplo 1 77 Fonte BAPTISTA Márcio LARA Márcia 2016 Fundamentos de Engenharia Hidráulica 4ª ed UFMG Verificar a condição hidráulica de funcionamento de um BDTC ø120m implantado com uma declividade de 030 sob uma altura de aterro de 420m para uma vazão afluente de 8 m³s Resolução Verificação da condição de funcionamento hidráulico como canal Para n 0015 e D 120m Ic 00069 mm 069 Dessa forma como IIc temos escoamento subcrítico Devemos calcular a vazão máxima admitida pela tubulação considerandose yD080 Bueiros Exemplo 1 78 Fonte BAPTISTA Márcio LARA Márcia 2016 Fundamentos de Engenharia Hidráulica 4ª ed UFMG Verificar a condição hidráulica de funcionamento de um BDTC ø120m implantado com uma declividade de 030 sob uma altura de aterro de 420m para uma vazão afluente de 8 m³s Resolução Verificação da condição de funcionamento hidráulico como canal Para n 0015 e D 120m Ic 00069 mm 069 Dessa forma como IIc temos escoamento subcrítico Devemos calcular a vazão máxima admitida pela tubulação considerandose yD080 Bueiros Exemplo 1 79 Fonte BAPTISTA Márcio LARA Márcia 2016 Fundamentos de Engenharia Hidráulica 4ª ed UFMG Verificar a condição hidráulica de funcionamento de um BDTC ø120m implantado com uma declividade de 030 sob uma altura de aterro de 420m para uma vazão afluente de 8 m³s Resolução Verificação da condição de funcionamento hidráulico como canal Assim Teta 4428 A 09699 m² P 2657 m Rh 0365 m Q 181 m³s Q para duas linhas 362 m³s Como esta vazão é inferior à vazão de projeto o bueiro deverá ser verificado como orifício e como conduto forçado Bueiros Exemplo 1 80 Fonte BAPTISTA Márcio LARA Márcia 2016 Fundamentos de Engenharia Hidráulica 4ª ed UFMG Verificar a condição hidráulica de funcionamento de um BDTC ø120m implantado com uma declividade de 030 sob uma altura de aterro de 420m para uma vazão afluente de 8 m³s Resolução Verificação da condição de funcionamento hidráulico como Orifício Devido à altura do aterro considerandose taludes com declividade 1V1H e uma estrada com largura total de 1320m 2 pistas acostamento temos bueiros com comprimento aproximado de 2160m Portanto LD 216120 18 Dessa forma o coeficiente de descarga Cd será 0XX Bueiros Exemplo 1 81 Fonte BAPTISTA Márcio LARA Márcia 2016 Fundamentos de Engenharia Hidráulica 4ª ed UFMG Verificar a condição hidráulica de funcionamento de um BDTC ø120m implantado com uma declividade de 030 sob uma altura de aterro de 420m para uma vazão afluente de 8 m³s Resolução Verificação da condição de funcionamento hidráulico como Orifício Devido à altura do aterro considerandose taludes com declividade 1V1H e uma estrada com largura total de 1320m 2 pistas acostamento temos bueiros com comprimento aproximado de 2160m Portanto LD 216120 18 Dessa forma o coeficiente de descarga Cd será 0XX Bueiros Exemplo 1 82 Fonte BAPTISTA Márcio LARA Márcia 2016 Fundamentos de Engenharia Hidráulica 4ª ed UFMG Verificar a condição hidráulica de funcionamento de um BDTC ø120m implantado com uma declividade de 030 sob uma altura de aterro de 420m para uma vazão afluente de 8 m³s Resolução Verificação da condição de funcionamento hidráulico como Orifício Devido à altura do aterro considerandose taludes com declividade 1V1H e uma estrada com largura total de 1320m 2 pistas acostamento temos bueiros com comprimento aproximado de 2160m Portanto LD 216120 18 Dessa forma o coeficiente de descarga Cd será 072 Assim para uma vazão de 400 m³s por linha teremos uma carga hidráulica igual a XXX m Bueiros Exemplo 1 83 Verificar a condição hidráulica de funcionamento de um BDTC ø120m implantado com uma declividade de 030 sob uma altura de aterro de 420m para uma vazão afluente de 8 m³s Resolução Verificação da condição de funcionamento hidráulico como Orifício Devido à altura do aterro considerandose taludes com declividade 1V1H e uma estrada com largura total de 1320m 2 pistas acostamento temos bueiros com comprimento aproximado de 2160m Portanto LD 216120 18 Dessa forma o coeficiente de descarga Cd será 072 Assim para uma vazão de 400 m³s por linha teremos uma carga hidráulica igual a 123 m Considerandose a declividade e o comprimento do conduto temse NA sobre o terreno igual a 177 m que é bastante inferior a 420m Bueiros Exemplo 1 84 Verificar a condição hidráulica de funcionamento de um BDTC ø120m implantado com uma declividade de 030 sob uma altura de aterro de 420m para uma vazão afluente de 8 m³s Resolução Verificação da condição de funcionamento hidráulico como Orifício Enfim devemos verificar se a velocidade de escoamento não supera os 450ms A velocidade de escoamento para 400 m³s considerandose um diâmetro interno de 120m será XXX ms Bueiros Exemplo 1 85 Verificar a condição hidráulica de funcionamento de um BDTC ø120m implantado com uma declividade de 030 sob uma altura de aterro de 420m para uma vazão afluente de 8 m³s Resolução Verificação da condição de funcionamento hidráulico como Orifício Enfim devemos verificar se a velocidade de escoamento não supera os 450ms A velocidade de escoamento para 400 m³s considerandose um diâmetro interno de 120m será 354 ms Está ok Bueiros Exemplo 1 86 Verificar a condição hidráulica de funcionamento de um BDTC ø120m implantado com uma declividade de 030 sob uma altura de aterro de 420m para uma vazão afluente de 8 m³s Resolução Verificação da condição de funcionamento hidráulico como Conduto Forçado Para o cálculo como conduto forçado devemos antes definir o número de Reynolds do escoamento para após calcular o fator de perda de carga Assim Rey Bueiros Exemplo 1 87 Verificar a condição hidráulica de funcionamento de um BDTC ø120m implantado com uma declividade de 030 sob uma altura de aterro de 420m para uma vazão afluente de 8 m³s Resolução Verificação da condição de funcionamento hidráulico como Conduto Forçado Para o cálculo como conduto forçado devemos antes definir o número de Reynolds do escoamento para após calcular o fator de perda de carga Assim Rey 42 x 106 Portanto considerandose a rugosidade do concreto como sendo 3 mm f 0125 16 6 9 0 8 Re 2500 Re 74 5 95 ln 37 Re 64 D f Bueiros Exemplo 1 88 Verificar a condição hidráulica de funcionamento de um BDTC ø120m implantado com uma declividade de 030 sob uma altura de aterro de 420m para uma vazão afluente de 8 m³s Resolução Verificação da condição de funcionamento hidráulico como Conduto Forçado Para o cálculo como conduto forçado devemos antes definir o número de Reynolds do escoamento para após calcular o fator de perda de carga Assim Rey 42 x 106 Portanto considerandose a rugosidade do concreto como sendo 3 mm f 0025 Ke Bueiros Exemplo 1 89 Verificar a condição hidráulica de funcionamento de um BDTC ø120m implantado com uma declividade de 030 sob uma altura de aterro de 420m para uma vazão afluente de 8 m³s Resolução Verificação da condição de funcionamento hidráulico como Conduto Forçado Para o cálculo como conduto forçado devemos antes definir o número de Reynolds do escoamento para após calcular o fator de perda de carga Assim Rey 42 x 106 Portanto considerandose a rugosidade do concreto como sendo 3 mm f 0025 Ke 04 hL Bueiros Exemplo 1 90 Verificar a condição hidráulica de funcionamento de um BDTC ø120m implantado com uma declividade de 030 sob uma altura de aterro de 420m para uma vazão afluente de 8 m³s Resolução Verificação da condição de funcionamento hidráulico como Conduto Forçado Para o cálculo como conduto forçado devemos antes definir o número de Reynolds do escoamento para após calcular o fator de perda de carga Assim Rey 42 x 106 Portanto considerandose a rugosidade do concreto como sendo 3 mm f 0025 Ke 04 hL 118 m Considerandose a declividade e o comprimento do conduto tem se NA sobre o terreno igual a 232 m que ainda é bastante inferior a 420m Bueiros Exemplo 2 91 Projetar um bueiro para transpor o talvegue de uma bacia com área total de 50 ha sendo seu desnível médio igual a 10m e o comprimento do talvegue igual a 0707 km Esse talvegue deverá passar sob uma rodovia com altura de aterro sobre o terreno igual a 20m Considere o uso da bacia como sendo predominantemente de matas e superfícies arborizadas Resolução Bueiros Exemplo 2 92 Projetar um bueiro para transpor o talvegue de uma bacia com área total de 50 ha sendo seu desnível médio igual a 10m e o comprimento do talvegue igual a 0707 km Esse talvegue deverá passar sob uma rodovia com altura de aterro sobre o terreno igual a 20m Considere o uso da bacia como sendo predominantemente de matas e superfícies arborizadas Resolução 1 Cálculo do Tempo de Concentração S 00014 mm Tc 0XX horas 0XX min 2 Cálculo da Intensidade da Chuva Para TR 10 anos I XXX mmh Para TR 50 anos I XXX mmh Bueiros Exemplo 2 93 Projetar um bueiro para transpor o talvegue de uma bacia com área total de 50 ha sendo seu desnível médio igual a 10m e o comprimento do talvegue igual a 0707 km Esse talvegue deverá passar sob uma rodovia com altura de aterro sobre o terreno igual a 20m Considere o uso da bacia como sendo predominantemente de matas e superfícies arborizadas Resolução 1 Cálculo do Tempo de Concentração S 00014 mm Tc 063 horas 381 min 2 Cálculo da Intensidade da Chuva Para TR 10 anos I XXX mmh Para TR 50 anos I XXX mmh Bueiros Exemplo 2 94 Projetar um bueiro para transpor o talvegue de uma bacia com área total de 50 ha sendo seu desnível médio igual a 10m e o comprimento do talvegue igual a 0707 km Esse talvegue deverá passar sob uma rodovia com altura de aterro sobre o terreno igual a 20m Considere o uso da bacia como sendo predominantemente de matas e superfícies arborizadas Resolução 1 Cálculo do Tempo de Concentração S 00014 mm Tc 063 horas 381 min 2 Cálculo da Intensidade da Chuva Para TR 10 anos I 492 mmh Para TR 50 anos I 675 mmh Bueiros Exemplo 2 95 Projetar um bueiro para transpor o talvegue de uma bacia com área total de 50 ha sendo seu desnível médio igual a 10m e o comprimento do talvegue igual a 0707 km Esse talvegue deverá passar sob uma rodovia com altura de aterro sobre o terreno igual a 20m Considere o uso da bacia como sendo predominantemente de matas e superfícies arborizadas Resolução 3 Cálculo da Vazão Método Racional TR 10 anos C 0XX Q XXX m³s TR 50 anos C 0XX Q XXX m³s Bueiros Exemplo 2 96 Projetar um bueiro para transpor o talvegue de uma bacia com área total de 50 ha sendo seu desnível médio igual a 10m e o comprimento do talvegue igual a 0707 km Esse talvegue deverá passar sob uma rodovia com altura de aterro sobre o terreno igual a 20m Considere o uso da bacia como sendo predominantemente de matas e superfícies arborizadas Resolução 3 Cálculo da Vazão Método Racional TR 10 anos C 020 Q 137 m³s TR 50 anos C 024 Q 225 m³s Bueiros Exemplo 2 97 Projetar um bueiro para transpor o talvegue de uma bacia com área total de 50 ha sendo seu desnível médio igual a 10m e o comprimento do talvegue igual a 0707 km Esse talvegue deverá passar sob uma rodovia com altura de aterro sobre o terreno igual a 20m Considere o uso da bacia como sendo predominantemente de matas e superfícies arborizadas Resolução 4 Dimensionamento do Bueiro como Canal N 0015 m13s yD 080 Para D 080 m Ic XXXXX mm I XXXXX mm Teta XXXXX A XXX m² P XXXXX m Rh XXXX m Q XXX m³s Bueiros Exemplo 2 98 Projetar um bueiro para transpor o talvegue de uma bacia com área total de 50 ha sendo seu desnível médio igual a 10m e o comprimento do talvegue igual a 0707 km Esse talvegue deverá passar sob uma rodovia com altura de aterro sobre o terreno igual a 20m Considere o uso da bacia como sendo predominantemente de matas e superfícies arborizadas Resolução 4 Dimensionamento do Bueiro como Canal N 0015 m13s yD 080 Para D 080 m Ic 000795 mm I 00060 mm Teta 442859 A 04311 m² P 17714 m Rh 024335 m Q 087 m³s 137 m³s Bueiros Exemplo 2 99 Projetar um bueiro para transpor o talvegue de uma bacia com área total de 50 ha sendo seu desnível médio igual a 10m e o comprimento do talvegue igual a 0707 km Esse talvegue deverá passar sob uma rodovia com altura de aterro sobre o terreno igual a 20m Considere o uso da bacia como sendo predominantemente de matas e superfícies arborizadas Resolução 4 Dimensionamento do Bueiro como Canal N 0015 m13s yD 080 Para D 100 m Ic 000738 mm I 00060 mm Teta 442859 A 06736 m² P 22143 m Rh 03042 m Q 157 m³s 137 m³s Dimensionamento ø100m i 00060 mm V 234 ms 45 ms ok Bueiros Exemplo 2 100 Projetar um bueiro para transpor o talvegue de uma bacia com área total de 50 ha sendo seu desnível médio igual a 10m e o comprimento do talvegue igual a 0707 km Esse talvegue deverá passar sob uma rodovia com altura de aterro sobre o terreno igual a 20m Considere o uso da bacia como sendo predominantemente de matas e superfícies arborizadas Resolução 5 Verificação do Bueiro como Orifício para TR igual a 50 anos Cd 067 L 250 m A 07854 m² Q 225 m³s H XXX m H XXX m Bueiros Exemplo 2 101 Projetar um bueiro para transpor o talvegue de uma bacia com área total de 50 ha sendo seu desnível médio igual a 10m e o comprimento do talvegue igual a 0707 km Esse talvegue deverá passar sob uma rodovia com altura de aterro sobre o terreno igual a 20m Considere o uso da bacia como sendo predominantemente de matas e superfícies arborizadas Resolução 5 Verificação do Bueiro como Orifício para TR igual a 50 anos Cd 067 L 250 m A 07854 m² Q 225 m³s H 093 m H 128 m 20 m V 287 m³s HD 128 120 m O que falta fazer Bueiros Exemplo 2 102 Resolução 6 Detalhamento da Obra ø100m i 00060 mm Adaptado de 103 SILVEIRA A L L 2005 Desempenho de Fórmulas de Tempo de Concentração em Bacias Urbanas e Rurais RBRH Revista Brasileira de Recursos Hídricos v 10 n 1 JanMar 523 MARQUES M G 2013 Obras Hidráulicas Notas de Aula DNIT 2006 Manual de Drenagem Rodoviária Publicação IPR 724 DNIT 2013 Álbum de projetostipo de dispositivos de drenagem Publicação IPR 736 PMPA 2005 Plano Diretor de Drenagem Urbana Manual de Drenagem urbana Vol VI BAPTISTA Márcio LARA Márcia 2016 Fundamentos de Engenharia Hidráulica 4ª ed UFMG