DESCARREGADORES COM SOLEIRA EM LABIRINTO Capacidade de vazão. l/w

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Nathan Laranjeira Bennert
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1 DESCARREGADORES COM SOLEIRA EM LABIRINTO Capacidade de vazão µ W µ W = W Q 1,5 2gH l/w 1

2 DESCARREGADORES COM SOLEIRA EM LABIRINTO Definição esquemática (3 ciclos) W=nw w α a θ b H v 2 / 2g h p c Q = kθ µ W W 1,5 2gH 2

3 DESCARREGADOR EM LABIRINTO COM UM CICLO θ α w a b Neste caso: n=1 ciclo Q = k θ µ W W 1,5 2gH 3

4 DESCARREGADORES COM SOLEIRA EM LABIRINTO k θ k θ 1,45 1,40 1,35 1,30 1,25 1,20 1,15 H/p= 0,74 H/p= 0,65 H/p= 0,58 H/p= 0,50 H/p= 0,44 H/p= 0,37 H/p= 0,31 H/p= 0,24 H/p= 0,18 1,10 1,05 1, Variação do parâmetro de convergência dos muros do canal, k θ, que resulta da relação entre o caudal obtido com cada θ i e o correspondente obtido com θ ref. em função de H/p. 4 θ θ ( ο )

5 DESCARREGADORES COM SOLEIRA EM LABIRINTO k θ H /p = H /p = H /p = H /p = H /p = θ ( ο ) Variação do parâmetro de convergência dos muros do canal, k θ em função de θ, para valores fixos da relação H/p 0,44 5

6 DESCARREGADORES COM SOLEIRA EM LABIRINTO k θ conv - 0 graus conv - 10 graus conv - 20 graus conv - 30 graus conv - 50 graus conv - 70 graus conv - 90 graus H/p Variação do parâmetro de convergência dos muros do canal, k θ, em função de H/p 0,44, para valores de 0 o θ 90 o. 6

7 DESCARREGADORES COM SOLEIRA EM LABIRINTO Influência do número de ciclos Os métodos de cálculo da capacidade de vazão são válidos para soleiras com número de ciclos elevado. Em soleiras com um ciclo, em canais com muros convergentes, deixam de ser válidos. Nestes casos deve considerar-se o parâmetro de convergência k θ. 7

8 DESCARREGADORES COM SOLEIRA EM LABIRINTO Influência do número de ciclos Cota (m) Muros paralelos (observado em modelo) muros convergentes 9,5º (observado em modelo) cálculo, muros paralelos (Figura 2) cálculo, convergente 9,5º (Figura 5) Q (m 3 /s) Exemplo de aplicação da correcção da curva de vazão com recurso ao parâmetro de convergência k θ. 8

9 DESCARREGADORES DE CHEIA NÃO CONVENCIONAIS SOBRE BARRAGENS DE ATERRO De betão armado moldado in situ De gabiões com soleira em degraus De blocos de betão prefabricados com soleira em degraus Sobre terra armada 9

10 DESCARREGADORES NÃO CONVENCIONAIS EM BLOCOS DE BETÃO PRÉ -FABRICADOS 10

11 DESCARREGADORES NÃO CONVENCIONAIS EM BETÃO ARMADO PRÉ-FABRICADOS OS BLOCOS SÃO ARRUMADOS PARA GARANTIR FLEXIBILIDADE A ASSENTAMENTOS DO ATERRO BLOCOS SOBREPOSTOS SÃO MAIS ESTÁVEIS QUE OS JUSTAPOSTOS FORMANDO JUNTAS CADA BLOCO NÃO É FIXADO AOS ADJACENTES OS BLOCOS ASSENTAM SOBRE UM FILTRO E UMA CAMADA DE PROTECÇÃO CONTRA A EROSÃO ESTA CAMADA TEM POR FUNÇÃO REDUZIR OU ELIMINAR SUBPRESSÕES E GARANTIR A DRENAGEM DO ESCOAMENTO 11

12 DESCARREGADORES DE BETÃO ARMADO SOBRE BARRAGENS DE ATERRO PRECAUÇÕES : Evitar a percolação entre os muros laterais da soleira e o aterro; Construção do canal por elementos de betão armado sucessivamente apoiados nos elementos imediatamente a jusante, de forma a assegurar a continuidade do escoamento na eventualidade de ocorrerem assentamentos diferenciais; Colocação de membranas de estanquidade instaladas transversalmente a cada junta; 12

13 DESCARREGADORES DE BETÃO ARMADO SOBRE BARRAGENS DE ATERRO PRECAUÇÕES (continuação): colocação de varões de aço transversais às juntas entre lajes consecutivas; não execução de juntas longitudinais no canal do descarregador construído sobre aterros; instalação de um sistema de drenagem eficaz ao longo da fundação do canal; no caso de barragens de perfil homogéneo, a soleira do descarregador deverá estar em contacto com o dreno principal da barragem. 13

14 DESCARREGADOR DE BLOCOS DE BETÃO PRÉ-FABRICADOS Pormenor da soleira descarregadora 14

15 Barragem de Brushes Clough (U.K). Soleira de controlo (Baker e Gardiner, 1994) 3 q<1,8 m 2 /s 15

16 DESCARREGADOR DE BLOCOS DE BETÃO PRÉ-FABRICADOS Pormenores construtivos dos degraus Tipos de blocos e princípio de funcionamento 16

17 BLOCOS EM CUNHA COM SOBREPOSIÇÃO (Bramley et al, 1989) 4 < l d /h d < 5 l d =comprimento do degrau h d = altura do degrau 17

18 Blocos pré-fabricados de betão orifícios transversais rectangulares orifícios transversais circulares Orifícios através dos blocos (Hewlett & Baker (1992) Afastados de 4 a 5d na direc. esc. Afastados de 5 a 6d na dir. transv. d-diâmetro dos furos Ranhuras a montante (Baker et al. (1994) entalhes em ambas as extremidades entalhes numa das extremidades Área dos orifícios: ~2,5% da superfície exposta do bloco. 18

19 BLOCOS EM CUNHA COM SOBREPOSIÇÃO Espessura mínima dos blocos 19

20 Camada de drenagem A camada de drenagem pode ser constituída por duas ou três camadas que verifiquem a condição de filtro: 4<D 15 /d 85 <5. A espessura de cada uma das camadas deve ser igual a 3 ou 4 vezes o D 85, não excedendo 0,20m. Dimensionamento do filtro granular (HEULETT et al.,1997): Para solos. de granulometria uniforme (C u <5): D 50 <5d 50 Para solos bem graduados (C u >10): D 15 <5d 85 Para que o filtro seja muito mais permeável que o solo: D 50 <25d 50 Para minimizar a segregação: D 15 > 5d 15 20

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