(Civil 3D e Storm Sanitary Analysis) - Estudos de terraplenagem e drenagem superficial com elementos externos existentes

Prezados,

Fomos contratados para desenvolver estudos de terraplenagem e drenagem com atenção a elementos existentes levantados por planialtimétrico como particularidade, sendo estes considerados para conexões ou análises em geral para projeção de novos elementos e galerias pluviais para um projeto de aprox. 160.000 m² de área.

Através de softwares de análise infraestrutural e hidrológica/hidráulica para estudos de terraplenagem e drenagem superficial urbana como os softwares AutoCAD Civil 3D e Autodesk Storm and Sanitary Analysis para compatibilização entre as bases de dados inicial x final, com inputs e outputs, incluindo quantitativos e planilhas de dimensionamento dos tubos/bueiros foi possível fazer tal estudo.

Para iniciar o estudo foi necessário ter duas bases de desenho bi/tridimensional, que são: planta urbanística e levantamento planialtimétrico.

Para este projeto em questão (São Quirino Comercial - localizado em Campinas/SP nas margens da Rodovia Dom Pedro), na topografia foi necessário analisar a caderneta de campo reproduzida em GPS sendo refletido seu .txt graficamente e carregando/levando as informações de coordenadas, cotas e descrições para o ambiente CAD-Civil 3D. 

Recebemos com este arquivo a polyface produzido em outro software do mercado (possivelmente Topograph) para geração de malha triangular topográfica em Civil 3D e após utilizar a opção "Maitain Edge From Objects" foi necessário também o ajuste das linhas obrigatórias (breaklines) trabalhando a modelagem topográfica através da ligação entre pontos de igual descrição (GUIA - GUIA ; PÉ - PÉ; CR - CR; ASFALTO - ASFALTO; CN - CN - este representando canaleta existente, e assim por diante).

Com isso, foi possível ter uma melhor definição da base topográfica à ser usada nos demais projetos, bem como precisão nos resultados como um todo. 

O escopo do estudo de acesso viário era ter como objetivo não modificar o terreno existente que seriam alocados os futuros lotes, apenas até os offsets (corte/aterro) da intervenção sobre superfície de terreno natural bem como interligação com acessos internos pré-existentes em cruzamentos, e assim foi feito.

Os arrimos foram projetados para limitar a intervenção em relação à rodovia ao lado e o grande desafio aqui foi intervir em um terreno pré-existente complexo com elevadas altitudes e desníveis, incluindo banquetas.

Já o estudo de drenagem previu uma necessidada de análise de caimento superficial da água pluvial (slope arrows style da surface final colagem do TN + Terrapleno) para subdivisão das bacias hidrográficas à serem conectadas às Structures da Pipe Network denominadas Junction tanto em C3D como no SSA, enquanto que as basins no SSA são tratadas dentro do C3D como catchments, também necessário o uso dessa ferramenta para delimitação das mesmas em C3D.

O input/output desses object types fazem com o que os softwares interpretem os elementos de forma correta e que se conectem para poder realizar o estudo de dimensionamento da galeria dentro do software específico  (SSA - Storm and Sanitary Analysis).

O desafio aqui foi dimensionar alguns dispositivos existentes para entender a conexão com novos projetados em função da vazão que estes mesmos alimentariam nas novas redes, como foi o caso da canaleta existente do lado externo que não seria demolida (levantada e detectada no planialtimétrico), e assim foi simulado.

Aqui por exemplo uma boca de lobo (BL) foi introduzida para receber o canal existente pré-levantado e replicado calculo de sua capacidade para conexão para nova rede e inclusão de vazão adicional, considerando a inclinação do terreno que escoa a água para este ponto convergente.

Para conectar os diferentes trechos de pipes que não precisariam da captação, apenas de ajuste na sua declividade para manipular sua velocidade e reduzir a profundidade da galeira foi necessário criar uma pequena customização dentro da extensão Part Builder para caixa de ligação (CL) que faria essa função, com material comercial disponível no mercado (750 x 750 mm) de dimensão para o item Retangular Junction Structure NF SI ("without frame") da Part List adotada, criando novos valores para SIL e SIW (Structure Inner Length and Width), ou seja, sem o tampão chegando até o nível do solo, apenas a caixa "afundada", após escavação e reaterro in-loco basicamente.

Para se ter uma apresentação adequada às entregas para os órgãos competentes é necessário ter uma template pré-configurada que atenda os requisitos de labels, estilos, layers entre outros. 

Para este projeto ter este tipo de arquivo .dwt foi fundamental para acelerar o processo de desenvolvimento de layouts e acabamentos, recebendo os detalhes de estudo de um arquivo próprio de projeto para outro de acabamento via Datashortcut, e assim mostrando as informações necessárias da galeria como "cobrimento do solo", "profundidade", "comprimento", "numeração para códigos", "declividade" entre outros, bem como representações gráficas dos desenhos (para PVs, BL simples dupla e tripla, Alas, etc) o que agilizou muito o trabalho de CAD. Vejam.

Este perfil mostra a galeria pluvial considerando as pipes já dimensionadas dentro do SSA e importadas para o Civil 3D, bem como as estruturas escolhidas no início do traçado.

Para chegar nesta etapa, além de planejar e traçar seu sistema, é necessário exportar os elementos necessários para se produzir os cálculos hidrológicos e hidráulicos dentro do software, dentre alguns object types são eles: catchment ((que se transformará em basins; pipes como convenaynce links; structures que se transformam em junctions, e structures  (dissipadores e muro de alas) como outlfall)). 

Foram dimensionadas duas redes que se dividiam/distribuíam em relação ao ponto alto em função do escoamento para ambos os sentidos, com duas saída de águas distintas.

Para entender e calcular o sistema existente foi feito no SSA  a simulação da vazão além da inclusão manual do Q (m³/s) naquela nova rede iria receber, e assim somar com a vazão recebida da bacia hidrográfica do TN existente/projetado da via.

Com isso, foi possível processar análise envolvendo todo o trecho, do início da sarjeta recebendo a contribuição externa até o final (outfall - ALA) passando pela rede interna, isso é, dentro das plataformas viárias, e assim simular diâmetros dos canais para verificar se a lâmina (seção molhada) poderia ser aceitável, pensando também na questão da viabilidade econômica do projeto, ou seja, quanto maior o diâmetro, maior o custo. (parte dessa análise pode ser feita no ambiente Profile Plot dentro do SSA). 

Dentro das caixas de diálogos imputamos também os dados de Tc = 10 min e TR = 10 anos para projeto deste porte (planejamento urbano) e manning para concreto (n=0,013).

A lâmina da água dentro do bueiro é dada pelo total de capacidade (Peak flow during analysis / Design flow capacity), que neste caso para o trecho 04 como arbitrário foi = 0.32, ou seja, 32%. 

O software entrega outros dados como Velocidade (m/s), a própria vazão de projeto e vazão calculada que serão incorporados em planilha de dimensionamento final.

A capacidade da vazão das sarjetas para definir a localização das bocas-de-lobo e seus tamanhos foi definido por intervalos em relação á área de cada bacia a partir de cálculos de planilha .xls automatizada para toda a plataforma em relação às inclinações das vias, como consta no memorial descritivo do projeto.

O software permite gerar um vídeo de animação mostrando o comportamento da chuva dentro da galeria.

Pelo software é possível também gerar report com informações que podem ser aproveitadas para a planilha de dimensionamento.

E também através da rotina customizada pelo Autodesk Dynamo (postado aqui) é possível desenvolver uma linha de programação que será gerado automaticamente tabela de quantitativos com filtro de todas as pipes e structures a partir da pipenetwork utilizadas em seu projeto diretamente de dentro do desenho em Civil 3D em excel ou .csv. Por enquanto irei só mostrar o resultado abaixo.

Até aqui é isso.

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Obrigado novamente pela visita e bom trabalho!