Ronde
Elliptique
Boîte/Rectangulaire
Ces formes de tuyaux peuvent fonctionner dans une incroyable variété de situations. La ronde étant la plus simple et la plus largement utilisée de toutes les formes, les boîtes sont utilisées lorsque le débit est plus élevé, et elliptiques sont utilisées lorsqu’il y a des problèmes supplémentaires tels que les contraintes horizontales verticales. Mais même ainsi, beaucoup de ces formes de tuyaux peuvent être utilisées à la place les unes des autres. Nous devons être informés avec la meilleure information possible pour faire le choix le plus prudent.
Le tuyau rond est la forme la plus utilisée pour tous les matériaux de tuyaux pour de nombreuses raisons. Il permet la forme la plus facilement reproductible car de nombreuses machines utilisées pour le fabricant d’un tuyau en béton armé sont configurées pour les tuyaux ronds. Ces machines peuvent fabriquer une gamme de tailles allant de 300 mm à 3000 mm.
Les spécifications ainsi que la norme CSA A257 sont acceptées, au minimum, dans toutes les municipalités de l’Ontario. Chaque municipalité peut avoir des exigences supplémentaires pour tout tuyau en béton armé qui sera installé. Dans le cadre du Programme canadien d’assurance de la qualité du béton préfabriqué, un tuyau sera retiré d’un cycle de production et mis à l’essai pour s’assurer que ces minimums sont respectés. Ces tests doivent être documentés et signalés à l’organisme directeur pour s’assurer que la qualité est uniforme.
Mais un cercle a besoin de soutien à l’extérieur ! Par conséquent, lors de l’installation d’un tuyau rond, il est important de répondre aux exigences provinciales et locales pour fournir une litière appropriée pour soutenir le tuyau.
Les tuyaux elliptiques peuvent faire quelque chose de spécial que les circulaires ne peuvent pas, ils peuvent tenir dans des endroits où il n’y a pas assez de place pour un tuyau circulaire ! S’il n’y a pas assez de couverture au-dessus du tuyau, alors un tuyau elliptique horizontal de taille équivalente peut être utilisé pour transporter l’eau. Qu’en est-il du dégagement horizontal ? S’il n’y a pas assez de place pour un tuyau circulaire, un tuyau elliptique vertical peut aller dans cet espace avec la ligne de flux étant dans la partie étroite du tuyau.
Les tuyaux elliptiques sont synonymes de la solution aux conflits d’utilité. Dans de nombreuses zones urbaines, les services publics sont omniprésents. Il est difficile de développer une zone sans avoir besoin d’envisager l’emplacement d’autres services publics. Les tuyaux elliptiques brillent vraiment là où il y a aussi un problème de couverture basse, et vous devez maintenir une certaine quantité de débit. C’est parce que ces tuyaux ont une capacité équivalente par rapport aux tuyaux circulaires. Par conséquent, il est facile pour l’ingénieur ou l’entrepreneur de déterminer si un tuyau elliptique est une solution de rechange acceptable au RCP.
Maintenant, pensons à l’intérieur de la boîte ! Rond, et elliptique, a ses propres avantages et l’utilisation incroyablement omniprésente dans le développement. Cependant, ce n’est pas une réponse universelle à toutes les situations. Les ponceaux à boîtes permettent des capacités hydrauliques plus élevées que les autres formes de tuyaux. Cela permet des débits plus élevés. Le principal avantage de la boîte est la polyvalence d’avoir une large gamme de dimensions de portée et de montée.
C’est là qu’un ponceau à boîte arrive au centre de la scène. Les ponceaux à boîtes peuvent avoir moins de couverture et la dalle de distribution n’est pas un avantage. Les ponceaux sont faciles à installer et peuvent être installés en parallèle ou en plusieurs rangées.
Un avantage unique d’un ponceau à boîte est que le ponceau peut être utilisé comme structure elle-même. Cela signifie que toute tuyauterie latérale entrant dans la boîte ou la fixation verticale, telle qu’un tee-shirt de trou d’entretien, peut être installée directement dans la boîte. Cela est également vrai pour les grands tuyaux. Cette facilité signifie que si l’entrepreneur installe les ponceaux de boîte selon les spécifications du fabricant, provinciales et régionales, toutes les lignes ou structures d’embranchement peuvent être localisées et reliées dans le tracé principal sans avoir à se soucier de la localisation d’une boîte de jonction. Cela peut faire gagner du temps dans l’installation et économiser de l’argent pour le client. On pourrait même avoir une transition d’un tuyau circulaire dans un ponceau de boîte.
Par conséquent, une conception théorique et le développement d’un système orageux pourraient ressembler à cela : une ligne principale de ponceaux qui a des transitions d’un tuyau circulaire à des ponceaux de boîte de dimensionnement variable (au besoin selon la conception hydraulique), des latéraux et des structures verticales se connectant à la ligne principale sans boîte de jonction, puis allant directement à l’exutoire.
Lors de l’examen des options, il est essentiel de comprendre l’environnement et la capacité hydraulique du conduit. De nombreuses considérations doivent être prises en compte, y compris la topographie du terrain, la nappe phréatique, les routes existantes, les services publics et d’autres considérations qui jouent tous dans le choix des formes de tuyaux.
Le volume d’écoulement diffère d’une forme à l’autre, ce qui sera un autre facteur pour déterminer si vous avez besoin d’un dimensionnement ou d’une forme spécifique et si vous avez besoin de plusieurs rangées de structures pour évacuer en toute sécurité les eaux pluviales.
La formule la plus largement acceptée pour évaluer la capacité hydraulique des égouts non sous pression est la formule de Manning :
Cette formule est la suivante :
Où :
Q = rejet en mètres cubes par seconde
n = Coefficient de rugosité de Manning
A = section transversale de l’écoulement en mètres carrés
R = rayon hydraulique en mètres (est égal à la surface de l’écoulement divisée par le périmètre mouillé)
S = pente de la canalisation en mètre de dénicement vertical par mètre de distance horizontale
Dans toutes les conditions d’écoulement, la zone A et le rayon hydraulique R sont constants pour une taille et une forme particulières de tuyau. La capacité hydraulique du tuyau sur une pente de donne dépend principalement de n, le coefficient de rugosité. Le tableau 1 présente les valeurs recommandées pour le coefficient de rugosité pour les tuyaux en béton.
Ces valeurs sont corroborées par des recherches approfondies et ont été adoptées pour utilisation.
Étant donné que le concepteur est généralement concerné par la sélection d’une taille de conduit pour un débit de conception donné et une pente de tuyau constante, la formule de Manning peut être réécrite pour comparer la capacité d’écoulement équivalente comme suit :
En évaluant la capacité hydraulique pour les différents types et tailles de tuyaux disponibles. Sur la base de la formule de Manning, les graphiques ci-dessous ont été calculés pour fournir une comparaison des produits, des formes et des capacités hydrauliques.
Note : les colonnes montrant le coefficient de ruissellement représentent la capacité hydraulique et sont exprimées en m3/s.
Un exemple de la façon de sélectionner un équivalent en fonction de la capacité hydraulique est fourni ci-dessous.
Pour les tuyaux de 1800 mm avec un coefficient de rugosité de n = 0,013, la capacité hydraulique du tuyau est de 119,9 m3 / s. Afin de répondre à la capacité hydraulique du tuyau de 1800 mm, un tuyau HE de 2305 ×1465 qui fournit 117,5 m3 / s serait un équivalent. Lors de l’examen des ponceaux à boîte, une boîte de 2400×1200 suffirait car elle a une capacité hydraulique de 120 m3/s.
