Informe Línea Preliminar Y Topografía corregido 1 Tarazado PDF

Preview

Summary

Download Informe Línea Preliminar Y Topografía corregido 1 Tarazado PDF

Description

ESTUDIO DE ALTERNATIVAS Y DISEÑO HORIZONTAL

ARENAS ARIAS YESENIA GÓMEZ ALDANA SERGIO ESTEBAN PRIETO RIAÑO LUIS DAVID TORRES BARRIOS ANGIE CAROLINA ZAMORA ROJAS ANGIE NATALIA

UNIVERSIDAD PEDAGÓGICA Y TECNOLÓGICA DE COLOMBIA FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA DE TRANSPORTE Y VÍAS TRAZADO DE CARRETERAS TUNJA 2015 1

ESTUDIO DE ALTERNATIVAS Y DISEÑO HORIZONTAL

GRUPO 1

ARENAS ARIAS YESENIA CÓD: 201220149 GÓMEZ ALDANA SERGIO ESTEBAN CÓD: 200922222 PRIETO RIAÑO LUIS DAVID CÓD: 201212477 TORRES BARRIOS ANGIE CAROLINA CÓD: 201210143 ZAMORA ROJAS ANGIE NATALIA CÓD: 201220434

PRESENTADO A: ING.MSC. JOSÉ RODRIGO ALARCÓN DALLOS

MONITORES FABIAN CAMILO CERVANTES JULIAN MARTINEZ ROJAS

UNIVERSIDAD PEDAGÓGICA Y TECNOLÓGICA DE COLOMBIA FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA DE INGENIERÍA DE TRANSPORTE Y VÍAS TRAZADO DE CARRETERAS TUNJA 2015 2

TABLA DE CONTENIDO

Pág. 1. OBJETIVOS........................................................................................................8 1.1 OBJETIVO GENERAL.........................................................................................8 1.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS...............................................................................8

2. PROCEDIMIENTO DE CAMPO Y MATERIALES..............................................9 2.1

MATERIALES...............................................................................................9

2.2 PROCEDIMIENTO DE CAMPO..........................................................................9

3. ESPECIFICACIONES DE DISEÑO DE LA LÍNEA PRELIMINAR....................11

4. ESTUDIO DE ALTERNATIVAS.........................................................................16

5. TRAZADO DE LÍNEA DE CEROS....................................................................17

6. CARTERA DE CAMPO DEFINITIVA................................................................19

7. ABSCISAS, PENDIENTES Y DESNIVELES....................................................22

8. MÉTODO DE BRUCE.......................................................................................25

3

9. MOVIMIENTO DE TIERRAS............................................................................29

10.

DISEÑO HORIZONTAL.................................................................................33

10.1 LONGITUD MÍNIMA DE LA ESPIRAL.............................................................33 10.2 ELEMENTOS GEOMÉTRICOS DE LAS CURVAS HORIZONTALES............35 10.3 CARTERA DE DEFLEXIONES DE LAS CURVAS..........................................40 10.4 CARTERA DE COORDENADAS DE LA VÍA..................................................42 10.5 PERALTADO DE LAS CURVAS......................................................................44 10.6 CHEQUEO DE LA ENTRETANGENCIA.........................................................46

11.

CÁLCULO DE ESCALA.................................................................................47

11.1 ESCALA DE LA TOPOGRAFÍA DEL TERRENO............................................47

12.

SECCIÓN TRANSVERSAL TÍPICA MIXTA...................................................48

13.

ANÁLISIS DE RESULTADOS Y CONCLUSIONES......................................49

14.

POSIBLES ERRORES..................................................................................51

14.1. MANEJO ERRÓNEO DE EQUIPOS DE TOPOGRAFÍA..............................51 14.2. FORMA ERRADA DE DILIGENCIAR LA CARTERA....................................51 14.3. FACTORES EXTERNOS AL EQUIPO DE TRABAJO....................................51

BIBLIOGRAFÍA........................................................................................................53

4

LISTA DE CUADROS Pág. Cuadro 1. Especificaciones de diseño de la línea preliminar..................................11 Cuadro 2. Cartera de campo definitiva....................................................................19 Cuadro 3. . Pendiente, distancia y deflexiones, alternativa de ruta 1.....................22 Cuadro 4. Cotas de la alternativa de ruta 1............................................................22 Cuadro 5. . Abscisa, pendiente y desnivel de la alternativa de ruta 1....................22 Cuadro 6. Pendiente, distancia y deflexiones, alternativa de ruta 3.......................23 Cuadro 7. Cotas de la alternativa de ruta 3............................................................23 Cuadro 8. Abscisa, pendiente y desnivel de la alternativa de ruta 3......................23 Cuadro 9. Pendiente, distancia y deflexiones, alternativa de ruta 3.......................24 Cuadro 10. Cotas de la alternativa de ruta 3..........................................................24 Cuadro 11. Abscisa, pendiente y desnivel de la alternativa de ruta 3.....................24 Cuadro 12. Resumen método de Bruce..................................................................28 Cuadro 13. Datos base de la curva 1 del proyecto.................................................39 Cuadro 14. Datos base de la Curva 2 del proyecto................................................39 Cuadro 15. Deflexiones para abscisas redondas de la curva 1 y sus elementos.. 40 Cuadro 16. Deflexiones para abscisas redondas de la curva 2 y sus elementos.. 42 Cuadro 17. Coordenadas de la vía..........................................................................43 Cuadro 18. Peraltado de la curva 1.........................................................................44 Cuadro 19. Peraltado de la curva 2.........................................................................45 Cuadro 20. Determinación de la escala con la topografía del terreno....................47

5

LISTA DE FIGURAS

Pág. Figura 1. Alternativas de ruta planteadas................................................................18 Figura 2. Perfil longitudinal ruta 1............................................................................29 Figura 3. Perfil longitudinal ruta 2............................................................................30 Figura 4. Sección transversal típica mixta de la vía................................................48

6

LISTA DE TABLAS Pág. Tabla 1. Alternativas de ruta trazadas en plano......................................................17 Tabla 2. Resumen perfil longitudinal ruta 1.............................................................30 Tabla 3. Resumen perfil longitudinal ruta 2.............................................................31 Tabla 4. Perfil longitudinal ruta 3.............................................................................31 Tabla 5. Resumen perfil longitudinal ruta 3............................................................32

7

1. OBJETIVOS

1.1 OBJETIVO GENERAL

Seleccionar la mejor alternativa de ruta, para realizar su posterior diseño horizontal y determinar el eje definitivo de la vía.

1.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS



Seleccionar tres posibles rutas que cumplan requerimientos tales como: mínimo movimiento de tierras, compensaciones entre cortes y terraplenes, y no exceder las pendientes máximas permitidas.



Seleccionar la mejor alternativa por el método de aproximaciones sucesivas o Bruce.



Determinar volúmenes aproximados tanto de excavación como de terraplén.



Definir las especificaciones de diseño para la vía planteada.



Calcular los elementos geométricos correspondientes a cada una de las curvas.



Determinar la longitud mínima de la espiral aplicando los tres criterios de diseño.



Calcular la cartera de coordenadas del proyecto.

 

Establecer las deflexiones de las abscisas redondas de las curvas. Chequear las entretangencias de la vía.



Realizar el peraltado de las curvas.



Diseñar la sección transversal típica de la vía.



Calcular la escala del plano.

8

2. PROCEDIMIENTO DE CAMPO Y MATERIALES 2.1 MATERIALES

Estación PENTAX R-315, Precisión al segundo Prismas Trípode Plomadas Cinta métrica, Precisión al mm Jalones, Machete, Maceta, Puntillas Plano planta de la línea preliminar inicial y topografía 2.2 PROCEDIMIENTO DE CAMPO

Luego de localizar la línea preliminar tentativa en campo, se procede a tomar la topografía cercana a la misma, teniendo en cuenta un ancho de zona de 40m. Posteriormente se elabora un plano topográfico donde se incluye lo anterior, en base a éste y teniendo en cuenta las especificaciones de diseño de la vía se trazan dos alternativas más de ruta, a las cuales se les plantea su respectiva línea preliminar que al igual que la primera se evalúan como posibles rutas del eje definitivo. A continuación se evalúan las tres posibles alternativas de ruta planteadas sobre el plano de topografía empleando el Método de Bruce, eligiendo así la que brinda mejores características de diseño.

9

Se realiza un estudio de movimiento de tierras aproximado a la alternativa anteriormente escogida, para tener una idea de los costos de transporte

y

excavaciones. Sobre la línea preliminar escogida se realiza el diseño horizontal. Se definen los elementos geométricos de las curvas, así mismo las deflexiones y abscisas definitivas, las cuales serán materializadas en el eje definitivo. Se calculan los peraltes de las curvas, se realizan los gráficos, secciones transversales y cotas bordes, para finalmente escoger la sección transversal típica.

10

3. ESPECIFICACIONES DE DISEÑO DE LA LÍNEA PRELIMINAR Las especificaciones señaladas en el manual de diseño geométrico de carreteras buscan sintetizar todos los criterios para el diseño de una vía, teniendo en cuenta el objetivo de contar con carreteras que satisfagan la demanda del transporte de forma cómoda, segura y eficiente. En el cuadro 1 se muestra un resumen de dichas especificaciones. Cuadro 1. Especificaciones de diseño de la línea preliminar. VARIABLE

Tipo de terreno.

MEDIDA

Montañoso

REFERENCIA

Capítulo 1. 1.2.2.2 MDGCINVÍAS/2008

JUSTIFICACIÓN Teniendo en cuenta, el promedio

de

las

pendientes transversales 9°

y

9°15’

longitudinales

y 6,3%

tomadas en el terreno. Teniendo en cuenta, los Tipo de vía.

Terciaria

Capítulo 1.

puntos de unión Cancha

1.2.1.2 MDGC- II y el edificio del INIAG

Velocidad del tramo homogéneo

40KPH

INVÍAS/2008

en la UPTC y el tipo de

Capítulo 2.

terreno (Montañoso). Seleccionada teniendo en

Tabla 2.1

cuenta, la categoría de la

MDGC-

vía y el tipo de terreno.

INVÍAS/2008 Velocidades

Longitud del segmento 11

específicas VCH1

40KPH

VCH2

40KPH

40KPH VETH

________

Capítulo 2. Numeral 2.1.3 MDGCINVÍAS/2008

VCV

40KPH

recto anterior L ≤ 70 con VTR=40KPH. Longitud del segmento recto anterior con 70 < L ≤ 250 VTR=40KPH y VCH anterior de 40KPH. Igual a la mayor de las velocidades de las curvas extremas. Aún no se realiza el diseño vertical, se define según coincida con la entretangencia o con alguna curva horizontal. Es igual a la velocidad específica asignada a la entretangencia horizontal.

VTV1 Capítulo 3. Radio mínimo

43m

de curvatura.

Tabla 3.2 MDGCINVÍAS/2008

Con fTmáx=0,23 y emáx=6% R=

(40 KPH )2 127 × ( 0,23 + 0,06) R mín =43,4 ≈ 43 m

Nota: Se utilizó un radio de 70m para ambas curvas.

Fricción transversal

0,23

Capítulo 3.

Se asignó teniendo en

Tabla 3.1

cuenta la VCH=40KPH.

máxima(fTmáx)

MDGC-

Peralte máximo

INVÍAS/2008 Capítulo 3.

de curvatura. (emáx)

6%

Debido a que en vías

3.1.3.2.1

terciarias

MDGC-

velocidades bajas y las

12

se

presentan

Ancho de carril.

Berma.

3,00 m

INVÍAS/2008

exigencias de peralte son

Tabla 3,3.

menores. Al determinar el ancho de

Capítulo 5.

la

calzada

6,00m

y

MDGC-

teniendo en cuenta que

INVÍAS/2008

se divide en dos carriles,

Tabla 5,2.

a cada uno le pertenece

Capítulo 5.

un ancho de 3,00m. Elegida para terreno

Contenida en la

Tabla 5.4

montañoso, categoría de

cuneta.

MDGC-

0,5m

INVÍAS/2008

12m

vía

terciaria

y

VTR=40KPH.

Capítulo 5.

Teniendo en cuenta, la

Tabla 5.1

categoría de la vía, se

MDGC-

elige el ancho de zona.

INVÍAS/2008 Derecho de vía

Se estableció el ancho de

DDV.

zona de 40m a criterio propio.

Capítulo 5. Ancho de

6,00m

calzada

Tabla 5.2 MDGCINVÍAS/2008

Berma

4%

Elegida

para

terreno

montañoso, categoría de vía

terciaria

y

VTR=40KPH. Debido a que una bermacuneta debe tener una

Cuneta

pendiente mayor que la del bombeo de la vía, siendo éste del 2%. Se 13

define por criterio propio y teniendo en cuenta lo anterior. Longitud de entre tangencia mínima: 

Se puede prescindir de

Curvas

Capítulo

Espirales de

3. 4.1 MDGC- tramos de entretangencia rectos. INVÍAS/2008

distinto

__________

3.

sentido.

Nota: Se estableció una entretangencia de136,376m.

Longitud de entre tangencia

E= 600m

Aplica para curvas de

máxima: Pendiente

7%

máxima.

Vch × 15=40×1 3.6

Capítulo 4.

mismo y diferente sentido. Teniendo en cuenta la

Tabla 4.1

categoría de la vía y la

MDGC-

velocidad de diseño del

INVÍAS/2008

tramo homogéneo.

Pendiente

(0.5%) como

Capítulo 4.

Garantiza especialmente

mínima

pendiente

4.1.1 MDGC-

el escurrimiento fácil de

mínima

INVÍAS/2008

las aguas lluvias en la

deseable.

superficie de rodadura y en las cunetas.

(0.3%) para diseño en terreno plano o 14

sitios donde no es posible el diseño con la pendiente mínima deseable. Capítulo

Taludes:  

5. Establecidos

como

un

5.2

talud estándar tanto para

corte.

CÁRDENAS

corte

Talud en

GRISALES,

terraplén.

Talud en

terraplén. Distancias de

0,5:1

como

para

James.

1,5:1

visibilidad 

Parada Capítulo 2.

Alineamiento 1

50m (nivel)

MDGCINVÍAS/2008

Alineamiento 2

22,9m (desnivel)

Alineamiento 3

23,8m (desnivel)

Adelantamiento

270m

Dp=0,695 × 40+ Dp=

Dp=

Capítulo 2. Tabla 2.8 MDGCINVÍAS/2008 FUENTE: Propia.

40 2 87,18

402 3,4 7,18 254 × − 9,81 100

)

40 2 3,4 8,27 254 × − 9,81 100

)

( (

Teniendo en cuenta, la velocidad

de

la

entretangencia horizontal de 40KPH.

4. ESTUDIO DE ALTERNATIVAS Inicialmente para elegir una alternativa de ruta debe tomarse topografía teniendo en cuenta un ancho de zona especificado a lado y lado de una línea preliminar 15

trazada inicialmente en el terreno. A partir de estos datos en planos se trazan las alternativas necesarias hasta lograr un trazado optimo que cumpla con ciertas especificaciones planteadas por el INVIAS. Luego de trazar las posibles alternativas se elige la que presenta mejores condiciones, en cuanto a movimiento de tierras y pendientes longitudinales, de igual manera aquella que presente una menor longitud virtual. Analizando los anteriores parámetros, la ruta elegida como mejor alternativa fue la ruta número tres (color rojo), en cuanto presentaba una menor longitud virtual, además de esto, puede observarse que el movimiento de tierras presenta buena compensación, y las deflexiones de los alineamientos no son mayores a 90° evitando PI’s inaccesibles y radios pequeños en las curvas planteadas.

5. TRAZADO DE LÍNEA DE CEROS En el plano diseñado en planta a partir de la topografía tomada en campo respecto a la línea preliminar localizada inicialmente y teniendo en cuenta un ancho de zona 16

de 40m; se plantearon tres alternativas más de ruta, procurando mejorar la inicial en los diferentes aspectos. De tal manera que, se trazaron las líneas antepreliminares y posteriormente su respectiva línea preliminar. A continuación se muestra un resumen de las pendientes empleadas para el trazado de las tres líneas de cero, y sus respectivas longitudes, además las líneas preliminares resultantes de cada una de éstas. Tabla 1. Alternativas de ruta trazadas en plano.

Fuente: PROPIA.

Figura 1. Alternativas de ruta planteadas.

17

Fuente: PROPIA. Alternativa verde= Alternativa número uno. Alternativa azul= Alternativa número dos. Alternativa roja = Alternativa número tres.

18

6. CARTERA DE CAMPO DEFINITIVA

En el cuadro 2 se presenta la cartera definitiva de campo, en donde se enuncian el abscisado de la vía; las deflexiones halladas para localizar cada una de las curvas; las cuerdas unitarias; la longitud entre el BOP y el primer PI, y entre el este último y el segundo PI, además de esto se emplea una casilla para realizar una breve descripción de los puntos localizados en campo.

Cuadro 2. Cartera de campo definitiva. 739,74 730 720 710 700 690 680 670 660 650 640 630 620 610 600 590 580 570 550 540 530 520 510 500 490 480 ET K0+472,022

0°0'0"

2,022 19

punto sobre estaca punto sobre estaca punto sobre estaca punto sobre estaca punto sobre estaca punto sobre estaca punto sobre estaca punto sobre estaca punto sobre estaca punto sobre estaca punto sobre estaca punto sobre estaca punto sobre estaca punto sobre estaca punto sobre estaca punto sobre estaca punto sobre estaca punto sobre estaca punto sobre estaca punto sobre estaca punto sobre estaca punto sobre estaca punto sobre estaca punto sobre estaca punto sobre estaca punto sobre estaca Espiral - Tangente 2

470 ...