Ronde
Elliptique
Arche
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, la boîte est utilisée lorsque la couverture est une préoccupation ou que le flux est trop élevé, et l’arc et l’elliptique sont utilisés lorsqu’il y a des problèmes supplémentaires provenant de sources extérieures. Mais même ainsi, beaucoup de ces formes de tuyaux peuvent être utilisées à la place les unes des autres. Nous devons être armés de la meilleure information possible pour faire le choix le plus prudent.
Lors de l’examen de vos options, il sera essentiel de comprendre l’environnement et le volume que le conduit devra transporter dans le pire des cas. 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 de la forme des 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’une taille ou d’une forme spécifique et si vous avez besoin de plusieurs passages pour évacuer les eaux pluviales en toute sécurité.
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 = décharge en pieds cubes par seconde
n = Coefficient de rugosité de Manning
A = section transversale de l’écoulement en pieds carrés
R = rayon hydraulique en pieds (est égal à la surface de l’écoulement divisée par le périmètre mouillé)
S = pente de la canalisation en pieds de chute verticale par pied de distance horizontale
Étant donné que le concepteur est généralement préoccupé par le choix d’une taille d’égout pour un débit de conception et une pente de tuyau donnés, la formule de Manning est plus facilement exprimée comme suit :
En évaluant les valeurs de 1,486/n x A x R2/3 pour les différents types et formes de tuyaux disponibles, une taille de tuyau peut être sélectionnée pour n’importe quelle valeur Q / S1 / 2. Dans n’importe quelle condition d’écoulement donnée, la zone A et le rayon hydraulique R sont constants pour une taille et une forme particulières de tuyau. La capacité hydraulique d’un tuyau sur une pente donnée dépend principalement de n, le coefficient de rugosité. Le tableau 1 énumère les valeurs recommandées pour les coefficients de rugosité de divers matériaux de tuyaux.
Ces valeurs sont corroborées par des recherches approfondies et ont été adoptées pour être utilisées par la plupart des organismes gouvernementaux.
Les résultats de nombreux programmes d’essais menés dans des conditions de laboratoire ont montré que le coefficient de rugosité des tuyaux en béton variait entre 0,009 et 0,011. Les valeurs de conception de 0,012 et 0,013, présentées dans le tableau 1, ont généralement été utilisées pour tenir compte de l’accumulation possible de boue ou de graisse dans les égouts sanitaires et de débris étrangers dans les égouts pluviaux.
Ressource : DD_11-2009 - Capacité hydraulique des ponceaux.pdf
Les tuyaux ronds sont les tuyaux les plus couramment utilisés pour tous les matériaux de tuyaux pour de nombreuses raisons. Il permet la forme la plus facilement reproductible car de nombreuses machines utilisées pour la fabrication d’un tuyau en béton armé sont configurées pour les tuyaux ronds. Ces machines peuvent fabriquer une gamme de tailles, de 12 « de diamètre à 96 » de diamètre. De nombreuses régions peuvent faire des tailles encore plus grandes que cela !
Un tuyau rond présente également des avantages dans la conception et l’installation. Les normes et spécifications nationales pour la conception des tuyaux en béton armé (ASTM C76) sont acceptées, au minimum, dans toutes les municipalités et tous les départements des Transports (DOT) des États-Unis. Il y a des régions qui ont des exigences de résistance supplémentaires pour tout RCP qui sera installé, comme les exigences supplémentaires de 15% de résistance à la compression de TxDOT. De chaque lot de tuyaux en béton fabriqués, un tuyau sera enlevé et testé pour s’assurer que ces minimums sont respectés. Ces tests auront lieu plusieurs fois par jour, documentés et signalés à chaque agence pour s’assurer que la qualité est cohérente.
Lors de l’installation d’un tuyau rond, l’avantage de la ronde est qu’il n’est pas important de garder la couronne (à l’intérieur du haut) ou la ligne de collecte (à l’intérieur du bas) à un endroit spécifique. Si le tuyau tourne, cela n’a pas d’importance en raison de la cohérence du tuyau tout autour. Mais un cercle a besoin de soutien à l’extérieur ! Par conséquent, lors de l’installation d’un tuyau rond, il est important que l’installation réponde aux exigences nationales et locales pour soutenir le tuyau dans le sol.
Lire la taille du tuyau requise à partir du tableau approprié correspondant à des valeurs de 1,486/n x A x R2/3 égale ou supérieure à 1400.
Le type et la taille de tuyau suivants porteront le flux de conception : Tuyau circulaire en béton Tableau 2.
Les tuyaux elliptiques sont uniques ; la forme est similaire à un cercle, mais elle n’est pas uniforme tout autour. Les tuyaux elliptiques peuvent faire quelque chose de spécial qu’un tuyau circulaire ne peut pas, ils peuvent s’adapter dans des endroits où il n’y a pas assez de place pour un cercle ! Y a-t-il un problème au-dessus du tuyau où il n’y a pas le dégagement dont le tuyau a besoin ? Ensuite, utilisez un tuyau elliptique de taille équivalente pour transporter l’eau. Qu’en est-il du dégagement horizontal ? Avez-vous besoin de presser un tuyau dans une ouverture étroite ? Le tuyau elliptique 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 avec une couverture basse ET vous devez maintenir une certaine quantité de débit. C’est parce que ces tuyaux ont des tailles équivoques avec des tuyaux ronds. 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.
Lire la taille du tuyau requise à partir du tableau approprié correspondant à des valeurs de 1,486/n x A x R2/3 égale ou supérieure à 1400.
Le type et la taille de tuyau suivants porteront le flux de conception : Tuyaux horizontaux en béton elliptique Tableau 3.
Les tuyaux en arc ont un avantage très similaire à un système que les tuyaux elliptiques, mais il y a une différence principale : les tuyaux en arc ont un côté plat au fond du tuyau. Cela signifie que les tuyaux d’arche ne sont plus bénéfiques que s’il y a des problèmes de dégagement vertical pour un tuyau rond. Cependant, étant donné qu’un tuyau en arc a un fond plat et non arrondi, il y a moins de complications possibles à des fins d’installation. Un tuyau en arc n’a pas besoin d’un soutien du sol structurel pour empêcher tout laminage qui pourrait se produire. Le fond plat n’a besoin que d’une fondation plate sur laquelle s’asseoir.
Les tuyaux en arc et les tuyaux elliptiques peuvent être très similaires les uns aux autres, mais le processus de fabrication peut limiter une région ou un fabricant à créer les deux types de tuyaux. Il est important de vérifier auprès de votre fabricant local si vous pouvez faire le type que vous préférez. Mais rappelez-vous, un tuyau d’arc est un tuyau elliptique avec une semelle plate.
Lire la taille du tuyau requise à partir du tableau approprié correspondant à des valeurs de 1,486/n x A x R2/3 égale ou supérieure à 1400.
Le type et la taille de tuyau suivants porteront le flux de conception : Tuyau en arc en béton Tableau 4.
Maintenant, pensons à l’intérieur de la boîte. Round, et ses variations, 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 tuyaux ronds ont une exigence de couverture minimale. Ils se fient toujours, peu importe le minimum, au remblai structurel jusqu’à la ligne de ressort du tuyau. Les tuyaux ronds ne se prêtent pas à une connexion « T » ni à un virage ou à un coin sans l’utilisation d’une structure supplémentaire. Les tuyaux ronds n’ont pas non plus tendance à permettre un changement de taille sans l’utilisation d’une structure.
C’est là qu’un ponceau à boîte arrive au centre de la scène. Un tuyau rond a besoin d’au moins 12 « de couvercle de remblai sur le dessus du tuyau. Un ponceau à boîte n’a pas besoin de couverture. Absolument rien. L’entrepreneur peut placer la route directement sur le dessus de la boîte. Un ponceau à caeaux est conçu pour être évalué pour la circulation ; c’est ainsi que l’absence de couverture est possible. De plus, en raison d’un fond plat sans haunches, un ponceau à boîte n’a pas besoin de remblai structurel sur les côtés. Il a simplement besoin d’un remblai compacté de manière appropriée sur les côtés et le dessus.
Un avantage unique d’un ponceau à boîte est que le ponceau peut être utilisé comme structure elle-même. Cela signifie que tous les tuyaux latéraux entrant ou même une fixation verticale, telle qu’une ouverture de trou d’homme, peuvent être installés directement dans la boîte. Cette facilité signifie que tant que l’entrepreneur installe les ponceaux de boîte selon les spécifications du fabricant et nationales, toutes les lignes ou structures d’embranchement peuvent être localisées et attachées dans le tracé principal sans avoir à se soucier de localiser 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 rond dans un ponceau de boîte ! Un ponceau à boîtes a également une capacité hydraulique plus élevée que les tuyaux.
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 RCP rond à rcb de différentes tailles (au besoin selon la conception hydraulique), des latérales et des structures verticales se connectant à la ligne principale sans boîte de jonction, puis allant directement à l’exutoire. Cette conception simple et propre est idéale pour servir les communautés planifiées à travers les États-Unis !
Dans certaines conditions, les caractéristiques hydrauliques ou structurales des sections de boîtes en béton armé offrent des avantages par rapport aux formes de tuyaux circulaires et non circulaires couramment utilisées pour les égouts et les ponceaux. Les avantages rentables de la production de tuyaux en béton préfabriqué et des méthodes de construction sont disponibles dans un produit fabriqué conformément à la norme ASTM C1433, Sections de boîtes monolithiques en béton armé préfabriqué pour ponceaux, collecteurs d’eaux pluviales et égouts et norme C1577, Sections de boîtes monolithiques en béton armé préfabriqué pour ponceaux, collecteurs d’eaux pluviales et égouts conçus selon AASHTO LRFD. Les sections CP Info, Precast Concrete Box, de l’American Concrete Pipe Association, présentent le développement et la vérification de la méthode de conception et des tailles standard.
La section standard de la boîte en béton préfabriqué produite en vertu des normes C1433 et C1577 est illustrée à la figure 1.
Les tailles et les épaisseurs de paroi standard sont indiquées dans les tableaux 1 et 2. Les tailles standard ont des haunches de 45 degrés avec une dimension de jambe égale à l’épaisseur de la paroi. La disponibilité et les détails de construction des sections de boîtes devraient être discutés avec les producteurs locaux de tuyaux en béton. Des conceptions de boîtes préfabriquées autres que standard sont disponibles auprès des entreprises membres de l’American Concrete Pipe Association.
Rinker a la capacité de fabriquer des ponceaux Mega box jusqu’à 24' d’envergure par 8' de montée dans certains endroits. Veuillez noter que tous les produits ne sont pas fabriqués dans toutes nos installations. Pour plus d’informations, de spécifications et de disponibilité des produits, veuillez nous contacter ou contacter votre représentant commercial local.
Les caractéristiques hydrauliques des sections de boîtes en béton préfabriqué sont similaires à celles des tuyaux circulaires, en arc et elliptiques. La formule la plus largement acceptée pour évaluer la capacité hydraulique des conduits non sous pression est la formule de Manning.
Cette formule est la suivante :
Où :
Q = décharge en pieds cubes par seconde
n = Coefficient de rugosité de Manning
A = section transversale de l’écoulement, pieds carrés
R = rayon hydraulique en pieds (est égal à la surface de l’écoulement divisée par le périmètre mouillé)
S = pente du conduit, pieds de chute verticale par pied de distance horizontale
Étant donné que le concepteur est généralement concerné par la sélection d’une taille de boîte pour un flux de conception et une pente donnés, la formule de Manning est plus facilement exprimée comme suit :
En évaluant les valeurs de 1,486/n x A x R2/3 pour les différentes tailles de boîte disponibles, une taille peut être sélectionnée pour n’importe quelle valeur Q/S1/2. Le tableau 3 indique l’aire A, le rayon hydraulique R et C (1,486/n x A x R2/3) une constante pour l’état de débit total. Sur la base de la formule de Manning, ces valeurs tabulaires sont égales à Q / S1 / 2 pour le flux complet. Pour toute valeur Q/S1/2, la taille de la boîte requise peut être lue directement.
* Les valeurs ont été arrondies en raison de la nature empirique des termes utilisés pour calculer la constante.
Il est important de noter que dans la conception des égouts, une comparaison hydraulique entre diverses formes ne peut pas être faite uniquement sur la base de sections transversales ou de périphéries.
Les sections de boîtes utilisées pour les ponceaux sont évaluées en fonction des principaux facteurs influant sur la capacité hydraulique, comme l’illustre la figure 2. Pour toute profondeur d’amont donnée, ces facteurs interagissent pour contrôler la capacité hydraulique par l’un des moyens suivants :
un. Géométrie de l’entrée ;
b. Influence combinée de la taille, de la forme, de la pente et de la rugosité de surface du ponceau.
c. Conditions de l’eau de queue à la sortie.
