23/02/2015 DESCIDAS D'ÁGUA

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DESCIDAS D'ÁGUA

Conduzem as águas captadas por outros dispositivos de drenagem pelos taludes de cortese aterros. Quando vindas de valetas de proteção de corte, desaguam na plataforma emsarjetas de corte ou em caixas coletoras. Quando as águas provém de sarjetas de aterro,deságuam geralmente no terreno natural. Também sangram valetas de banquetas empontos baixos ou ao ser atingido o comprimento crítico, e frequentemente são necessáriaspara conduzir pelo talude de aterro águas vindas de bueiros elevados.

Posicionam­se nos taludes de corte e aterro acompanhando suas declividades e também nainterseção do talude de aterro com o terreno natural e nas transições corte­aterro.

Podem ser do tipo rápido ou em degraus. A escolha do tipo é função da velocidade limite doescoamento para não provocar erosão, das características geotécnicas dos taludes, doterreno, da necessidade de quebra de energia do fluxo e dos dispositivos de amortecimentona saída.

Sendo ponto bastante vulnerável, principalmente em aterros, requer cuidados especiaispara evitar desníveis causados por caminhos preferenciais durante chuvas fortes, cujaserosões podem destruir toda a estrutura. Por isso, deve ser "encaixada" nos taludes deaterro, nivelada, e protegida com o revestimento indicado para os taludes.

Podem ter as formas:

Retangular, em calha (tipo rápido) ou em degraus;

Semicircular ou meia cana, de concreto ou metálica;

Em tubos de concreto ou metálicos.

É´ desaconselhável o uso de seção de concreto em módulos, pois a ação dinâmica do fluxopode descalçar e disjuntar os mesmos, e erodir o talude. Quando se usam módulos, aspeças deverão ser assentadas sobre berço previamente construído. Os mesmosinconvenientes aplicam­se à descida em tubos.

Ao contrário dos casos anteriores, a construção de descidas d'água em CONCRETOARMADO supera qualquer recalque do talude, por sua rigidez.

Para detalhar os projetos de execução, consultar as Especificações de Serviço DEP­ES­D04­88.

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Dimensionamento das descida d’água:

Pode ser feito por fórmulas empíricas ou através da teoria hidráulica do movimentouniformemente variado. O segundo método é mais preciso, embora o primeiro possa serconsiderado satisfatório para obras de repercussão econômica mais significativa. Uma vezque o número de descidas d'água e seu custo de construção não são preponderantes naanálise econômica, dispensa­se o cálculo detalhado da velocidade, a não ser para obras decaráter excepcional (grandes alturas, patamares intermediários, forte declividade, etc.). Épreferível usar calha em degrau sempre que a extensão do talude for superior a 7 metros, eindependentemente da velocidade da água ao pé do talude de aterro, projetar sempre baciade amortecimento.

Método I ­ Empírico

Cálculo da altura média das paredes laterais da descida

Conhecida a descarga de projeto (Q), fixa­se o valor da largura da descida d'água (L) edetermina­se o valor da altura média das paredes laterais da descida (H).

Q = 2,07 . L 0,9 . H 1,6

com Q em m 3 / s , L em metros e H em metros. Desta fórmula resulta

H = (0,483 Q . L ­ 0,9) 0,625

Cálculo da velocidade da água no pé da descida (utilizada para dimensionar dissipadoresde energia ou bacia de amortecimento)

Considerando uma descida d'água em rampa contínua de altura (Z), a velocidade finalmáxima, baseando­se apenas no teorema de Bernoulli, e desprezando o efeito da pressãoatmosférica, por ser muito pequeno, será, aproximadamente:

Vfinal = ( V inicial + 2 g Z ) 1/2

Como a velocidade inicial sofre sensível redução ao passar da sarjeta de aterro para asaída d'água, principalmente em função do aumento da seção de vazão, normalmente édesprezada, ficando a fórmula reduzida a

Vfinal = ( 2 g Z ) 1/2

Como não se levou em conta a rugosidade do revestimento ou outras perdas de energia,esta fórmula fornece valores acima dos reais, o que não causará problemas, dada o baixocusto da construção de bacias de amortecimento ou dissipadores de energia. Havendo

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necessidade de cálculo mais preciso, deve­se optar pelo segundo método.

Outra fórmula resulta da aplicação da fórmula de Manning associada à equação dacontinuidade, com algumas simplificações devidas principalmente por ser a lâmina d'águaconsideravelmente menor que a largura da calha:

V = ( Q / L ) 0,4 ( h . I ­ 1 ) ­0,6

Onde

V = velocidade no pé da descida d'água (m/s);

L = largura da calha (m) ;

h = rugosidade do revestimento ;

I = declividade da calha ( = declividade do talude )

Método II

O segundo método de dimensionamento consiste em determinar o perfil da linha d'água, oua linha de profundidade da água ao longo da descida, considerando o fluxo gradualmentevariado, calculando­se por etapas, para trechos curtos o tirante e a velocidade e verificando­se o regime de fluxo. O detalhamento do processo de cálculo poderá ser visto no Manual deDrenagem do DNER, pág. 219 ­ 225.