ALINEAMIENTO HORIZONTAL: DISEÑO DE CURVAS CIRCULARES

DOCENTE: DIANA SUAREZ R INGENIERA CIVIL UNIV. SANTO TOMAS ESP. SISTEMAS INTEGRADOS DE GESTIÓN QHSE ESP.GERENCIA INTEGRAL DE PROYECTOS (en curso)

Escuela Colombiana De Ingeniería Julio Garavito

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DEFINICION DE ALINEAMIENTO HORIZONTAL

Es la proyección sobre un plano horizontal de su eje real o espacial. Dicho eje Horizontal esta constituido por una serie de tramos rectos denominados Tangentes, enlazados entre si por Curvas.

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PLANTA

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GENERALIDADES

El alineamiento horizontal está constituido por una serie de líneas rectas, definidas por la línea preliminar, enlazados por curvas circulares o curvas de grado de curvatura variable de modo que permitan una transición suave y segura al pasar de tramos rectos a tramos curvos o viceversa. Los tramos rectos que permanecen luego de emplear las curvas de enlace se denominan también tramos en tangente y pueden llegar a ser nulos, es decir, que una curva de enlace quede completamente unida a la siguiente.

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GENERALIDADES

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GENERALIDADES

Al cambiar la dirección de un alineamiento horizontal se hace necesario, colocar curvas, con lo cual se modifica el rumbo de la vía y se acerca o se aleja este del rumbo general que se requiere para unir el punto inicial con el final. Este cambio de dirección es necesario realizarse por seis factores: • Topográfico: Cortes y llenos excesivos. • Construcciones existentes y futuras: Salvar obstáculos • Hidráulico: Construir puentes en buenos sitios. • Vial: Cruces con otras vías. • Técnico: Evadir un área con problemas de tipo geológico.

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GENERALIDADES

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DEFINICIONES

El eje es la línea imaginaria que va por el centro de ella. Los bordes izquierdo y derecho son las líneas que demarcan exteriormente la zona utilizable por los vehículos.

Al hacer el trazado, generalmente se trabaja sobre el eje, ya que determinando un punto de este la ubicación de los bordes es obvia y sencilla, pues basta con medir sobre la normal al eje en ese punto el ancho de la vía a cada lado de este.

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DEFINICIONES

Abscisa: Se llama abscisa de un punto a la distancia medida a lo largo del eje desde el punto inicial del proyecto hasta un punto definido. Así un punto que esté ubicado a 8.341,25 metros del punto inicial de la vía tendrá entonces como abscisa K8+341.25, y se leerá “K” ocho más trescientos cuarenta y uno con veinticinco.

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DEFINICIONES Estación: Al materializar en el terreno el trazado se requiere colocar estacas en algunos puntos, llamados estaciones, las cuales pueden ser de dos tipos, redondas y no redondas. Las primeras se colocan con el siguiente criterio: • En terrenos montañosos y escarpados se colocan

cada 10 metros en tangente, mientras que para terrenos planos y ondulados van cada 20 metros.

• En Curvas estas distancias se reducen a la

mitad.

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DEFINICIONES Estación: las no redondas que se requieren en puntos especiales y que ocasionalmente pueden coincidir con las redondas, se mencionan a continuación:

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TIPOS DE CURVAS HORIZONTALES

- CURVAS CIRCULARES SIMPLES - CURVAS CIRCULARES COMPUESTAS - CURVAS ESPIRALES

CURVAS CIRCULARES SIMPLES

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CURVAS CIRCULARES SIMPLES

El valor del radio, escogido por el diseñador de la vía, depende de las condiciones topográficas del sitio y de las limitaciones que imponen las leyes de la mecánica del movimiento de los vehículos en una curva, para una determinada velocidad de diseño.

ELEMENTOS DE LAS CURVAS CIRCULARES SIMPLES

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ELEMENTOS DE LAS CURVAS CIRCULARES SIMPLES

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ELEMENTOS DE LAS CURVAS CIRCULARES SIMPLES

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Ángulo de deflexión [Δ]: El que se forma con la prolongación de uno de los alineamientos rectos y el siguiente. Puede ser a la izquierda o a la derecha según si está medido en sentido anti-horario o a favor de las manecillas del reloj, respectivamente. Es igual al ángulo central subtendido por el arco (Δ).

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Tangente [T]: Distancia desde el punto de intersección de las tangentes (PI) al PC o al PT. Los alineamientos rectos también se conocen con el nombre de tangentes, si se trata del tramo recto que queda entre dos curvas se le llama entretangencia- hasta cualquiera de los puntos de tangencia de la curva (PC o PT).

Radio [R]: El de la circunferencia que describe el arco de la curva.

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Cuerda larga [CL]: Línea recta que une al punto de tangencia donde comienza la curva (PC) y al punto de tangencia donde termina (PT). Externa [E]: Distancia desde el PI al punto medio de la curva sobre el arco. Ordenada Media [M] (o flecha [F]): Distancia desde el punto medio de la curva hasta el punto medio de la cuerda larga. D.R.S

Grado de curvatura [G]: Corresponde al ángulo central subtendido por un arco o una cuerda unidad de determinada longitud, establecida como cuerda unidad (c) o arco unidad (s) Nota: La longitud de una cuerda unidad, o de un arco unidad, se toma comúnmente como 5 m , 10 m , ó 20 m .

Longitud de la curva [L]: Distancia desde el PC hasta el PT recorriendo el arco de la curva, o bien, una poligonal abierta formada por una sucesión de cuerdas rectas de una longitud relativamente corta.

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Longitud de la curva [L]: Usando Arcos de Unidad

En este caso la curva se asimila como una sucesión de arcos pequeños (de longitud predeterminada), llamados arcos unidad (s). Comparando el arco de una circunferencia completa (2πR), que subtiende un ángulo de 360º, con un arco unidad (s):

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Longitud de la curva [L]: Usando Arcos de Unidad

Este caso es el más común para calcular y materializar (plasmar en el terreno) una curva circular, pues se asume que la curva es una sucesión de tramos rectos de corta longitud (también predeterminada antes de empezar el diseño), llamados cuerda unidad (c). La continuidad de esos tramos rectos se asemeja a la forma del arco de la curva (sin producir un error considerable). Este sistema es mucho más usado porque es más fácil medir en el terreno distancias rectas que distancias curvas

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ENTRETANGENCIA SEGÚN VELOCIDAD DE DISEÑO

• Se entiende por entretangencia el tramo recto entre dos curvas horizontales contiguas, es decir, la distancia entre el PT de una curva y el PC de la siguiente.

• El valor mínimo que debe aplicarse a la entretangencia depende del sentido de las curvas y el tipo de terreno.

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ENTRETANGENCIA SEGÚN EL TIPO DE VIA

• VALORES DE ENTRETANGENCIA PARA CURVAS DE DISTINTO SENTIDO Y CURVAS DEL MISMO SENTIDO.

• CURVAS DE DISTINTO SENTIDO. Considerando el empleo de curvas de transición (espirales), puede prescindirse de tramos de entretangencia rectos.

• Si el alineamiento se hace con curvas circulares únicamente, la longitud de entretangencia debe satisfacer la mayor de las condiciones dadas por la longitud de transición, de acuerdo al espacio recorrido a la velocidad de diseño en un tiempo no menor de 5 segundos.

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ENTRETANGENCIA SEGÚN EL TIPO DE VIA

• CURVAS DEL MISMO SENTIDO: Por su misma naturaleza, deben considerarse indeseables en cualquier proyecto de carreteras, por la inseguridad y disminución de la estética que representan. Para garantizar la comodidad y seguridad del usuario, la entretangencia para el diseño en terreno ondulado, montañoso y escarpado con espirales, no puede ser menor a 5 segundos y para diseños en terreno plano con arcos circulares, no menor a 15 segundos de la velocidad de diseño, por dificultades del terreno, son a veces imposibles de evitar.

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ENTRETANGENCIA SEGÚN EL TIPO DE VIA

• CURVAS DEL MISMO SENTIDO. Por su misma naturaleza, deben considerarse indeseables en cualquier proyecto de carreteras, por la inseguridad y disminución de la estética que representan. Para garantizar la comodidad y seguridad del usuario, la entretangencia para el diseño en terreno ondulado, montañoso y escarpado con espirales, no puede ser menor a 5 segundos y para diseños en terreno plano con arcos circulares, no menor a 15 segundos de la velocidad de diseño, por dificultades del terreno, son a veces imposibles de evitar.

Entretangencia: velocidad de diseño (m/s) * t (s) Entretangencia: velocidad de diseño (m/s) * 5 o 15 segundos según aplique.

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