Las rutinas de puentes y alcantarillas utilizan cuatro secciones transversales definidas por el usuario en los cálculos de las pérdidas de energía debido a la estructura. Una vista en planta de la disposición básica sección transversal se muestra en la figura 6-11.
Sección transversal 1 se encuentra lo suficientemente aguas abajo de la estructura de manera que el flujo no se ve afectada por la estructura (es decir, el flujo se ha expandido completamente). Esta distancia en general, debe ser determinada por la investigación de campo durante flujos altos. Sin embargo, en general la investigación de campo durante flujos altos no es posible. La distancia expansión variará dependiendo del grado de constricción, la forma de la constricción, la magnitud de la corriente, y la velocidad del flujo. Tabla 6-1 ofrece gamas de relaciones de expansión, que se pueden utilizar para diferentes grados de constricción, diferentes pendientes, y diferentes relaciones de la rugosidad overbank a la rugosidad del canal principal. Una vez que se selecciona una relación de expansión, la distancia hasta el extremo de aguas abajo del alcance de expansión (la distancia Le) se encuentra multiplicando la relación de expansión por la longitud obstrucción promedio (la media de las distancias A a B y de C a D).
Figura 6-11 Sección Ubicaciones de la Cruz en un puente o alcantarilla
La longitud promedio de la obstrucción es la mitad de la reducción total de ancho de inundación causada por los dos terraplenes de aproximación puente. En la Tabla 6-1, b / B es la proporción del ancho de apertura del puente a la anchura total de llanura de inundación, Nob es la media de Manning n valor para los mayores bancos, nc es el valor de n para el canal principal, y S es el promedio pendiente del lecho longitudinal a través del puente de alcance. Los valores en el interior de la tabla son los intervalos de la relación de expansión. Para cada rango, el valor más alto se asocia típicamente con una descarga más alta.
Tabla 6-1 Rangos de relaciones de expansión
Un estudio detallado de la contracción del flujo y las expansiones en los puentes se llevó a cabo por el Centro de Ingeniería Hidrológica. Los resultados de este estudio se han publicado como un documento de investigación titulado "Flujo de transiciones en Puente Análisis del remanso" (RD-42 HEC, 1995). El propósito de este estudio era proporcionar una mejor orientación a los ingenieros hidráulicos que realizan cálculos perfil de la superficie del agua a través de puentes. En concreto, el estudio se centró en la determinación de la longitud del alcance de la expansión, Le; la longitud del alcance de la contracción, Lc; el coeficiente de pérdida de energía de expansión, Ce; y el coeficiente de pérdida de energía de contracción, Cc. Un resumen de esta investigación, y las recomendaciones finales, se pueden encontrar en el Apéndice B del manual de HEC-RAS hidráulico de referencia.
El usuario no debe permitir que la distancia entre la sección transversal 1 y 2 para llegar a ser tan grande que las pérdidas por fricción no se pueden modelar adecuadamente. Si el modelador siente que el alcance expansión requerirá una larga distancia, a continuación, las secciones transversales intermedios deben ser colocados dentro del alcance de expansión con el fin de modelar adecuadamente las pérdidas por fricción. El usuario tendrá que estimar áreas de flujo ineficaces para estas secciones transversales intermedias.
Sección transversal 2 está situado a poca distancia aguas abajo del puente o alcantarilla. Esta sección debe representar el terreno natural (canal principal y la llanura aluvial) justo aguas abajo del puente o alcantarilla. En esta sección se encuentra normalmente cerca de la punta del terraplén de la carretera en sentido descendente. Esta sección transversal no NOT debe ser colocado inmediatamente aguas abajo de la cara de la cubierta del puente o la apertura de la alcantarilla (por ejemplo, algunas personas colocan equivocadamente esta cruz sección 1.0 pies aguas abajo de la cubierta del puente o la apertura de la alcantarilla). Incluso si el puente no tiene terraplén, esta sección transversal debe ser colocado lo suficientemente lejos de la cara aguas abajo del puente para permitir la suficiente distancia para una cierta expansión del flujo debido a los muelles, o presurizado flujo que sale del puente. Si una alcantarilla está siendo modelado, las rutinas de alcantarilla automáticamente a la cuenta de una pérdida de salida. Por lo tanto, la sección transversal 2 debe estar situado lo suficientemente lejos aguas abajo de la alcantarilla para capturar la expansión inmediata de flujo en el que las pérdidas de salida se producen más. Esta distancia variará con el tamaño de la abertura del puente o alcantarilla.
Sección transversal 3 debe estar ubicado a una corta distancia aguas arriba del puente o alcantarilla. Esta distancia sólo debe reflejar la longitud requerida para la aceleración abrupta y la contracción del flujo que se produce en el área inmediata de la abertura. Sección transversal 3 representa la planta natural de la zona del canal y overbank justo aguas arriba del terraplén de la carretera. En esta sección se encuentra normalmente cerca de la punta del terraplén de la carretera en sentido ascendente. Esta sección transversal no NOT debe ser colocado inmediatamente aguas arriba de la cubierta del puente o la apertura de la alcantarilla (por ejemplo, algunas personas colocan equivocadamente esta cruz la sección 1.0 pies aguas arriba de la cubierta del puente o alcantarilla apertura). Las rutinas de puentes y alcantarillas utilizadas entre las secciones transversales 2 y 3 representan las pérdidas de contracción que se producen justo aguas arriba de la estructura (las pérdidas de ingreso para las rutinas de alcantarilla). Por lo tanto, esta sección debe ser el lugar justo aguas arriba de la zona en la que la contracción brusca del flujo se produce al entrar en la apertura del puente o alcantarilla. Esta distancia variará con el tamaño de la abertura del puente o alcantarilla.
Ambas secciones transversales 2 y 3 tendrán áreas de flujo ineficaces a cada lado de la abertura del puente o alcantarilla durante flujo bajo y flujo de presión. Con el fin de modelar sólo las áreas de flujo efectivos en estas dos secciones, el modelador debe utilizar la opción de área de flujo de efectivo. Esta opción se selecciona de entre el editor de la sección transversal de datos. Para una discusión detallada de cómo configurar las estaciones y las elevaciones de la zona de flujo ineficaces, véase el capítulo 5 del Manual de Referencia hidráulico. Sección transversal 4 es una sección transversal aguas arriba, donde las líneas de flujo son aproximadamente paralelas y la sección transversal es plenamente eficaz. En general, las contracciones de flujo se producen sobre una distancia más corta que las expansiones de
flujo. La distancia entre la sección transversal 3 y 4 (la longitud del alcance de la contracción, Lc) generalmente debe ser determinado por investigación de campo durante flujos altos. Tradicionalmente, el Cuerpo de Ingenieros recomienda la localización de la sección transversal aguas arriba una distancia igual a una vez la duración media de la constricción secundarios causados por los pilares de la estructura. La distancia contracción variará dependiendo del grado de constricción, la forma de la constricción, la magnitud de la corriente, y la velocidad del flujo. Como se mencionó anteriormente, se realizó el estudio detallado "Flujo de transiciones en Puente Análisis del remanso" (RD-42, HEC, 1995) para proporcionar una mejor orientación a los ingenieros hidráulicos que realizan cálculos perfil de la superficie del agua a través de puentes. Un resumen de esta investigación, y las recomendaciones finales, se pueden encontrar en el Apéndice B del manual de HEC-RAS hidráulico de referencia.
Cuando el usuario añade un puente en una estación de río en particular, el programa formula automáticamente dos secciones transversales adicionales dentro de la estructura del puente. La geometría interior del puente es una combinación de las secciones transversales de delimitación (2 y 3) y la geometría del puente. La geometría del puente consiste en la cubierta del puente, pilares, si es necesario, y cualquier muelles que puedan existir. El usuario puede especificar diferente geometría del puente para los lados aguas arriba y aguas abajo de la estructura si es necesario. Sección transversal 2 y la información de estructura en el lado aguas abajo se utilizan como la geometría justo dentro de la estructura en el extremo de aguas abajo. Sección transversal 3 y la información de estructura de aguas arriba se utilizan como la geometría del puente justo dentro de la estructura en el extremo de aguas arriba. El usuario tiene la opción de editar estas secciones transversales del puente internos, con el fin de realizar ajustes en la geometría.
Para una discusión más detallada sobre trazar secciones transversales alrededor de puentes y alcantarillas, el usuario se hace referencia a los capítulos 5 y 6 del Manual de Referencia hidráulico.