Dimensionamento Hidráulico - Dispositivos Lineares

Segundo o manual de drenagem do DNIT (IPR 724), os bueiros podem ser dimensionados como:

• Canais
• Vertedouros
• Orifícios
• Circular nº 5 do Bureau of Public Roads - USA - controle de entrada ou de saída

A escolha do regime a adotar depende da possibilidade da obra poder ou não trabalhar com carga hidráulica a montante, que poderia proporcionar o transbordamento do curso d’água causando danos aos aterros e pavimentos e inundação a montante do bueiro.

Não sendo possível a carga a montante, o bueiro deve trabalhar livre como canal.

Por outro lado, caso a elevação do nível d'água a montante não traga nenhum risco ao corpo estradal, ou a terceiros, o bueiro pode ser dimensionado como orifício, respeitando-se, evidentemente, a cota do nível d'água máximo a montante.

Para bueiros trabalhando hidraulicamente como canais, a metodologia adotada é a referente ao escoamento em regime crítico, baseada na energia específica mínima igual à altura do bueiro.

Para bueiros com carga a montante o escoamento é considerado como canal em movimento uniforme, à seção plena, sem pressão interna.

Além desses procedimentos recomenda-se, para o dimensionamento, a utilização do método alternativo da "Circular nº 5 do Bureau of Public Roads - USA", baseado em ensaios de laboratório e observações de campo.

Esta metodologia se aplica às duas alternativas, isto é, para bueiros trabalhando com ou sem carga hidráulica, e baseia-se, fundamentalmente, na pesquisa do nível d'água a montante e a jusante da obra.

Segundo a ISF 210 (Instrução de Serviços ferroviários):

1. não é permitido adotar soluções que acumulem água acima da linha do greide de projeto
2. Dimensionamento com lâmina livre (canal) com descarga calculada para TR=25 anos
3. Verificação do escoamento para descarga calculada para TR=50 anos, com sobre-elevação máxima de 1.0 metro
4. Tubo de concreto: 1.0 m ≤ DN ≤ 1.2 m armado
5. Tubo de aço corrugado DN ≥ 1.2 m
6. Galeria Celular, altura ≥ 2.0 m e largura ≥ 1.5 m
7. Velocidade mínima: 0.75 m/s
8. Velocidade máxima (Vmax): 4.5 m/s
9. Recobrimento mínimo: 1.0 m, medido na plataforma de terraplenagem
10. Dissipador de energia sempre que V > Vmax
11. Usar os mesmos tipos de bueiros rodoviários, desde que verificadas: resistência, deformação e estabilidade, prevendo carregamento ferroviário do trem tipo TB 360.

Para o Cálculo da Vazão no tubo (Qesc) é adotada a seguinte metodologia:

• Rede de Drenagem
  • Vazão Escoando (Qesc, Double)
    Qesc = Qmon + Qsup
    Onde:
    • Qmon - é o somatório das vazões pontuais diretas nas estruturas à montante do tubo
    • Qsup - parcela da vazão gerada superficialmente
  • Vazão Superficial (Qsup, Double) - parcela da vazão gerada superficialmente
    Qsup = F * SCXA * Cr * I
    Onde:
    • F - é o coeficiente de Fantoli
    • SCXA - somatório do coeficiente C multiplicado pela área de contribuição das estruturas de montante
    • CR - é o coeficiente de retardo
    • I - é a precipitação avaliada pela equação de chuva para as características desta bacia
  • Velocidade do escoamento (Vesc, Double)
    Vesc = Qesc / Am
    Onde:
    • Qesc - Vazão escoando no tubo
    • Am - Área molhada da seção
  • Tempo de Percurso (TP, Double)
    TP = Length2D / Vesc
    Onde:
    • Length2D - comprimento em planta do tubo
• Rede de Esgoto
  1. Taxa de Infiltração (TInfp, Double) - Somatório das taxas de infiltração das zonas ligadas ao tubo
     Tinfp = Somatório(Zona.TInf)
  2. Taxa de Contribuição dos Usuários (TUser, Double) - Somatório das taxas de contribuição calculadas nas zonas associadas ao tubo
     TUSer = Somatório(Zona.Tx)
     Onde Tx é Ti para início do projeto e Tf no final do projeto
  3. Vazão à Montante (QMon, Double) - Vazão acumulada a montante do trecho
     QMon = pvm.CTop + Somatório(pvm.TubosEntrando.QCalc)
  4. Infiltração no Trecho (QInf, Double) - Vazão por infiltração no trecho atual
     QInf = TInfp * L Onde L, é o comprimento 2D do tubo
  5. Contribuição no Trecho (QUser, Double) - Vazão gerada pelos usuários no trecho atual
     Quser = TUser * ExtFic
     Onde ExtFic - extensão fictícia do tubo
  6. Vazão Calculada (Qcalc, Double) - Vazão calculada para o trecho
     Qcalc = QMon + QUser + QInf
  7. Vazão escoando (Qesc, Double)
     Qesc = Math.Max(Qcalc, rede.Qmin)
     Onde rede.Qmin - vazão mínima a ser considerada no tubo

Para acessar estas propriedades, use a aba Propriedades, selecione o dispositivo linear de gravidade e clique o ícone:

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