UNIDAD 04: LEVANTAMIENTO TOPOGRFICO DE RUTA Y TRAZO DE CANALES

UNIDAD 04: LEVANTAMIENTO TOPOGRFICO DE RUTA

Ing. JAVIER CHIONG AMPUDIAUNIVERSIDAD NACIONAL SANTIAGO ANTUNEZ DE MAYOLOFILIAL BARRANCA FACULTAD DE INGENIERIA CIVILCURSO: TOPOGRAFIA II

1TOPOGRAFIA DE RUTA - DEFINICINLa Topografa de Ruta estudia la configuracin del terreno y las proyecciones geomtricas para el trazo de vas de comunicacin. Estas vas pueden ser:Un canalUn caminoUna ferrovaUna tubera, acueductos o afinesUna lnea de transmisin elctrica, etc.El trazo de una va requiere del conocimiento de la configuracin topogrfica de la faja del terreno, sobre el cual va a descansar la va. CONSIDERACIONES DE CONTROL DE LA VALas vas sirven para transportar algo y stas se proyectan bajo dos consideraciones, con control de la pendiente o sin control de pendiente.Sin control de la pendiente: se da en caso de caminos, lneas de transmisin elctrica, etc. Pero bajo consideraciones tcnicas.Con control de la pendiente: se presenta en caso de canales, sin embargo tambin tiene sus limitaciones, puede ser mnima a horizontal y en todo caso la pendiente es descendente (negativa).FASES DEL TRAZO DE UNA VAFase de Reconocimiento: consiste en obtener la informacin necesaria para establecer la posible ruta de la va, la misma que debe de satisfacer ciertos requerimientos tcnicos y econmicos.El trazo preliminar: es tcnicamente considerado, se realiza de acuerdo a ciertas normas de trazo y de gran desarrollo longitudinal.El trazo definitivo: luego del trazo preliminar se eliminan en lo posible ciertas irregularidades en el trazo, as como el desarrollo longitudinal excesivo, con el trazo de tramos rectos y curvas, lo que constituye el llamado trazo definitivo.ASPECTOS GENERALES DE CANALESEl trazo es con control de la pendiente.El trazo de un canal es en funcin de la pendiente, es decir la pendiente orienta el trazo.El punto de partida es el punto de captacin y el punto de llegada es el punto de entrega.Los canales pueden ser de dos tipos: canales de conduccin o canales de distribucin y para ambos casos, pueden ser con revestimiento o sin revestimiento.ASPECTOS GENERALES DE CANALESLos canales de conduccin pueden ser:Canales principalesCanales secundariosCanales terciarios y Canales de distribucin o de riego.Velocidades crticas en un canal:A mayor velocidad se produce mayor erosinA menor velocidad se produce menor erosin pero mayor sedimentacin por las partculas en suspensin hasta que se produzca la colmatacin del canal.ASPECTOS GENERALES DE CAMINOSLos caminos son vas sin control de pendiente, incluye las vas de transmisin elctrica.El punto de partida es el punto de inicio u origen y el punto de llegada es el punto de destino.En un camino la pendiente es variable, puede variar de 1 a 15% y puede cambiarse de una pendiente positiva a negativa y viceversa.

+-ASPECTOS GENERALES DE CAMINOSOtras limitaciones tcnicas constituyen los puntos obligados del paso y pueden ser: un poblado, un accidente geogrfico como una abra hasta un detalle.Existen tambin tres categoras o tipos de caminos:De primer orden carretera principal o trocalDe segundo orden carretera secundaria o conexialDe tercer orden carretera terciaria o de penetracin.Adems de velocidades, pendientes, curvaturas, peraltes permisibles, etc.TIPOS DE TRAZOSEl trazo ideal: desde el punto de partida hasta la llegada o de origen a destino, que en la prctica no se da.Trazo Preliminar: es el ms irregular, presenta lneas y ngulos. Siguiendo las consideraciones tcnicas previstas.El trazo real o trazo definitivo: en el que se programa la ruta de la va generando tramos rectos y curvas, planteando la ejecucin de obras de arte. Eliminando en lo posible cierto nmero de ngulos y curvas.LINEA A PELO DE TIERRA Y PENDIENTE MEDIA EN CAMINOSSobre el plano topogrfico se traza la lnea denominada lnea a pelo de tierra que une los puntos extremos del camino y pasa por puntos obligados, conservando la pendiente media. La pendiente media est dentro del rango d el as pendientes permitidas por las especificaciones para determinada velocidad del proyecto. As, si la pendiente medida es de 5%, significa que por cada 100 metros horizontales, la distancia vertical es de 5 metros.

TRAZO PRELIMINAR DE RUTAEn la carta nacional a una escala conveniente o tambin en el plano del levantamiento de una franja de terreno, con un comps abierto a una distancia de 100 metros, a la escala del dibujo y la pendiente medida constante, se pasa de una curva de nivel a otra a partir del punto de origen hasta el destino del camino.

TRAZO PRELIMINAR DE RUTAPor medio de rectas se unen los puntos definidos con el comps, que da una poligonal que es la lnea preliminar del proyecto. La poligonal presenta muchos cambios de direccin y sera imprctico proyectar gran nmero de curvas horizontales y tan cerca unas de otras; por tanto se considera la lnea dentro de una franja de terreno que conserva una pendiente cercana a la pendiente media

TRAZO REAL O TRAZO DEFINITIVOAs se unen algunos tramos a los valores de pendiente, nmero de curvas por kilmetro, grado de curvatura, etc., correspondientes a la velocidad del proyecto, y as definir la lnea definitiva de planta. Sobre la lnea definitiva se trazan cadenamientos para ubicar los puntos de interseccin (PI) de las tangentes. As se calculan los elementos geomtricos de las curvas horizontales.

CURVAS HORIZONTALES - CIRCULARESLos ejes de las carreteras y vas frreas consisten en una serie de lneas rectas unidas mediante curvas. La curva simple est formada por un solo arco de crculo. La curva compuesta consiste en dos o mas arcos que se curvan en diferentes direcciones. La curva de transicin o espiral tiene un radio variable, de manera que la curva inicia con una curva muy suave, que se incrementa a medida que uno se mueve dentro de la curva.SIMPLECOMPUESTAINVERSACURVAS HORIZONTALES - ESPIRALTANGENTECURVA ESPIRALCURVA CIRCULAR REGULARCURVA HORIZONTAL SIMPLEEstas curvas se usan para enlazar los tramos rectos del trazo de una carretera, canal o va de ferrocarril, y se clasifican en curvas horizontales simples, compuestas, inversas y transicin o espirales. Las curvas horizontales simples son ms frecuentes y se usan para caminos y canales. Las curvas compuestas e inversas tambin se utilizan para caminos y canales, pero slo en casos muy especiales. Las curvas espirales y de transicin se emplean en ferrocarriles urbanos (metro) y en ocasiones en caminos.

CURVA HORIZONTAL SIMPLE POR SU RADIOSi se hacen varios crculos tangentes a las rectas, se ve cual es el adecuado, ya que a menor radio de curvatura es ms forzada y a mayor radio de curvatura es mas tendida. El radio R, se elige segn las especificaciones del tipo de camino, vehculos, velocidad y otros factores. Con ste y el ngulo de deflexin que forman las dos rectas tangentes, se calculan todos los elementos de la curva.

NOTACIN DE LAS CURVAS

NOTACIN DE LAS CURVAST : distancia tangencial (ambas iguales)PI : punto de inflexin o punto de interseccin de las tangentes.PC : punto de curvatura, punto de cambio de tangente a curva.PT : punto de tangencia, punto de cambio de curva a tangente.I : ngulo de interseccin entre las tangentes.

NOTACIN DE LAS CURVASR : radio de curvatura.E : distancia externa, distancia entre PI al punto central de la curvatura.CL : cuerda larga es la cuerda del arco que une PC con PT.M : ordenada media, distancia desde la mitad de la curvatura hasta la mitad de la cuerda larga.GRADO DE CURVATURA CON BASE A UNA CUERDAGrado de Curvatura con base a una cuerda: mtodo que define el grado de curvatura como el ngulo central que subtiende una longitud de cuerda conocida como por ejemplo 20 m. (Mxico) 100 pies (EEUU).

GRADO DE CURVATURA CON BASE A UN ARCOGrado de Curvatura con base a UN ARCO: mtodo que define el grado de curvatura como el ngulo central de un crculo que subtiende una longitud conocida de un arco como por ejemplo 20 m. (Mxico) 100 pies (EEUU).

CURVA HORIZONTAL SIMPLE POR SU RADIOSe hacen varios crculos tangentes a las rectas, se ve cual es el adecuado ya que a menor radio de curvatura es ms forzada, y a mayor radio de curvatura es ms tendida. El radio R se elige se elige segn las especificaciones del tipo de camino, vehculos, velocidad y otros factores. Con ste y el ngulo de deflexin que forman las dos rectas tangentes, se calcula todos los elementos de la curva.

CURVA HORIZONTAL SIMPLE POR EL GRADO DE CURVATURASe da ese nombre al ngulo que subtiende una cuerda m llamada cadenamiento o cuerda unitaria, que puede ser de un valor conocido como por ejemplo 20 m, segn el tipo de proyecto.

ELEMENTOS DE UNA CURVA HORIZONTAL

ELEMENTOS DE UNA CURVA HORIZONTAL

ELEMENTOS DE UNA CURVA HORIZONTAL

ELEMENTOS DE UNA CURVA HORIZONTAL

2) - ECURVAS HORIZONTALES COMPUESTASSon dos o ms curvas horizontales simples consecutivas en un mismo sentido (tres centros) y curvas en S o invertidasR3R1R2CURVAS HORIZONTALES COMPUESTASLas curvas en S o invertidas no estn permitidas en caminos por que resultan muy peligrosas, ya que al coincidir el PT de una con el PC de la subsecuente, el cambio de sobreelevacin de una respecto a la otra es contrario y se produce un cambio brusco. Es necesario que entre una curva y otra exista un tramo recto que vara segn el tipo de camino.

CURVAS HORIZONTALES COMPUESTASLas curvas en S o invertidas no estn permitidas en caminos por que resultan muy peligrosas, ya que al coincidir el PT de una con el PC de la subsecuente, el cambio de sobreelevacin de una respecto a la otra es contrario y se produce un cambio brusco. Es necesario que entre una curva y otra exista un tramo recto que vara segn el tipo de camino.