Universidad Autnoma de Baja California

Facultad de Ingeniera Arquitectura y Diseo

Materia: Vas TerrestresSoftwares para el diseo de carreteras

Grupo: 253 Ingeniera Civil

Alumno: Jos Armando Horta Zrega

Presentado a: M. en I. Willington Arajo Quimbaya

Ensenada Baja California, a 27 de mayo de 2015

CivilCAD

Qu es? CivilCAD, creado por ARQCOM, es el software diseado para crear funciones adicionales que automatizan y simplifican las tareas dentro de AutoCAD, cubriendo diversas necesidades del profesional de la Ingeniera Civil y Topografa.

GeneralidadesCon CivilCAD, se pueden obtener de una manera rpida perfiles, secciones, curvas de nivel, clculo de volmenes en plataformas y vialidades, cuadros de construccin, subdivisin de polgonos, entre otras ms de 100 rutinas.Cabe destacar que el men de AutoCAD, se mantiene sin alteracin alguna y solo se han agregado las opciones que CivilCAD ofrece.

Ventajas Enfocado a la Ingeniera Civil y Topografa Compatible con AutoCAD Full 2007 a 2016 En espaol. Fcil de usar, extensa documentacin y soporte tcnico gratuito Mdulos adicionales disponibles

Mdulos AdicionalesLa licencia base de CivilCAD, solo incluye rutinas de topografa bsica. Existen 6 mdulos adicionales que agregan rutinas especializadas a la licencia base. stos son: Clculo de redes de agua potable Cclulo de redes de alcantarillado Diseo de carreteras SCT Exportacin de datos al programa curva masa SCT Clculo de redes de alcantarillado pluvial ADS Interfase con Google Earth

Funciones Principales de CivilCADEl mdulo Topogrfico Bsico, est incluido en la licencia base de CivilCAD. Contiene rutinas bsicas para el clculo y dibujo de altimetra, polgonos, puntos, reportes, entre otras.Cuadro de Construccin RANEs el cuadro de construccin de polgono con formato requerido por el RAN (Figura 1). Los datos de grados, minutos y segundos de azimut y convergencia se separan con diagonales y las distancias y coordenadas se presentan sin separador de miles.Figura 1

Importacin y exportacin de puntoLee archivos en varios formatos: por coordenadas, radiaciones, estacin-offset-elevacin, coordenadas GPS y libretas electrnicas directamente (Figura 2). Los puntos se pueden exportar en cualquier combinacin de coordenadas, incluyendo nmero o clave. Se puede adems dibujar puntos por varios mtodos: azimut, ngulos, deflexiones, perpendicular a lnea o eje, interseccin de rumbos y azimuts. Existen rutinas para anotar, renumerar, modificar, unir, rotar, escalar, localizar y convertir puntos. Figura 2

Anotador de datosAnota datos automticamente en forma individual o global en lneas, arcos y superficies (Figura 3). En la caja de dilogo se seleccionan los datos a anotar (rumbo y distancia para lneas, longitud de curva, radio, delta, cuerda y subtangente para curvas). Adems puede especificar prefijo y sufijo para cada dato, altura de texto y nmero de decimales. Detecta intersecciones lnea-lnea, lnea-curva y curva-curva. Los datos pueden anotarse por arriba o por debajo de la curva.Figura 3

Cuadros de construccin y de curvasCon slo tocar un polgono, calcula todos los datos necesarios para crear instantneamente cuadros de construccin (rumbo, distancia, azimut, ngulos interiores, coordenadas y superficie). Se ofrecen dos tipos de cuadros y opciones para indicar nmero de decimales para cada dato, numeracin de vrtices en forma manual o automtica con nmeros o letras en forma horaria y contra-horaria y la opcin de indicar vrtice inicial. (Figura 4)Figura 4

Curvas de nivelDibuja automticamente curvas de nivel utilizando el algoritmo de triangulacin de Delauney, pudindose indicar el intervalo y color para curvas gruesas y delgadas (Figura 5). Se pueden importar y exportar puntos a archivos ASCII, con la opcin de anotar datos como elevacin, nmero de punto y clave. Una vez procesadas las estaciones, CivilCAD puede producir puntos, triangulacin y curvas de nivel de proyecto.Figura 5

Dibujo de perfiles y seccionesSeleccionando un eje de va en planta, CivilCAD puede generar la grfica de perfil de terreno (Figura 6), anotando datos como estacin, espesores y elevaciones de corte y terrapln, volmenes y ordenadas de curva-masa. Adems anota en el perfil de proyecto puntos de inicio, trmino e inflexin de curvas verticales. Las grficas de secciones transversales se dibujan simultneamente, generndose un archivo con los datos de reas y volmenes de corte y terrapln en cada estacin. Existen rutinas para compensar reas, dibujar, anotar, convertir e importar secciones.Figura 6

Clculo de volmenes en plataformasCivilCAD tiene la capacidad de calcular volmenes de corte y terrapln en plataformas por medio de seccionamientos a intervalos regulares o por el mtodo matemtico exacto. Despus de dibujar la plataforma con la rutina correspondiente, se pueden indicar los taludes por cada lado. CivilCAD calcula luego la interseccin o pateo de taludes con el terreno (lnea cero) y genera la triangulacin de proyecto (Figura 7), pudindose calcular los volmenes de corte y terrapln por medio de seccionamientos a intervalos regulares o por el mtodo prismoidal.Figura 7

Diseo de bermas en taludesAhora es posible seleccionar una polilnea (Figura 8) existente para definir la geometra de taludes, lo que permite disear bermas o geometras especiales. Adems se pueden especificar distintos datos para taludes en corte y terrapln en extremo derecho e izquierdo.Figura 8

Clculo de redes de alcantarilladoste mdulo ofrece funciones de reconocimiento de redes de alcantarillado (Figura 9), establece direccin de flujo, cotas de terreno, smbolos y adosada, calcula la distribucin de poblacin, velocidad y tirantes mnimos y mximos, volmenes de excavacin, entre otros.

Figura 9

Reconoce redes de alcantarillado: Reconoce redes de alcantarillado dibujadas con lneas, insertando smbolo de pozo de visita en vrtices, con la opcin de indicar el tipo de lnea, capa y color.Direccin de flujo automtica o manual: La direccin del flujo en tuberas se establece de acuerdo a la rasante indicada en pozos de visita o manualmente.Cotas de terreno, smbolos y adosada: Anota cotas de terreno, clave, plantilla y profundidad en pozos de visita, longitud-pendiente-dimetro en tuberas y smbolos de cada libre y adosada con las respectivas cotas clave.Calcula distribucin de poblacin:Puede calcular la distribucin de poblacin de proyecto. Calcula dimetro y pendiente en tuberas, adems de gasto mnimo, medio y mximo previsto en caso de prdidas por conexiones erradas e infiltracin.Velocidad y tirantes, mnimos y mximos: Obtiene velocidades y tirantes mnimos y mximos a partir de la relacin de gasto, velocidades y tirantes.Calcula volmenes: Calcula volmenes de excavacin, plantilla y relleno de acuerdo al dimetro y profundidad media de las tuberas.Editor Grfico: Cuenta con un editor grfico de perfiles donde se pueden modificar cotas de terreno, clave y batea adems de longitud, pendiente y dimetro de tuberas.Tabla de Resultados: Genera una tabla de clculo con los resultados obtenidos.Procesamiento ilimitado: Puede procesar un nmero ilimitado de nodos y tramos de tuberas.Funcionalidad: Cuenta con librera de detalles sanitarios y simbologa.

Redes de alcantarillado pluvial ADSEste mdulo contiene rutinas tiles para el clculo geomtrico y cuantificacin de elementos de redes de alcantarillado pluvial con tuberas y materiales fabricados por ADS Mexicana. Para los datos como coeficiente de rugosidad de Manning, dimetros efectivos, detalles constructivos, anchos de zanja, rellenos, plantillas y cuantificaciones de material se toman en cuenta las caractersticas especficas de las conexiones y materiales por ADS mexicana. Reconoce redes de alcantarillado pluvial dibujadas con lneas, insertando smbolo de pozo de visita en vrtices, con la opcin de indicar el tipo de lnea, capa y color.

La direccin del flujo en tuberas se establece de acuerdo a la rasante indicada en pozos de visita o se puede indicar manualmente.

Las curvas sanitarias en la plantilla de los pozos se dibuja automticamente de acuerdo a la direccin del flujo de las tuberas.

Anota cotas de terreno, clave, plantilla y profundidad en pozos de visita y estructuras de captacin, longitud-pendiente-dimetro en tuberas y smbolos de cada libre y adosada con las respectivas cotas de arrastre.

Calcula dimetro y pendiente en tuberas.

Obtiene velocidades y tirantes (espejo de agua) mnimos y mximos a partir de la de la relacin de gasto, velocidades y tirantes.

Reconoce automticamente subcuencas asociadas a tramo y estructuras de captacin asociadas a subcuencas.

Puede especificarse la longitud de cauce principal asociado a subcuencas introduciendo el dato directamente, seleccionando una polilnea existente o indicando dos puntos en pantalla.

Cuenta con un Editor de Curvas de Intensidad-Duracin en donde pueden disearse las grficas de intensidad-duracin que se utilizarn para los clculos geomtricos de elementos pluviales.

Calcula volmenes de obra como son excavacin, rellenos, acarreos, cuantificacin de tuberas ADS N-12, cuantificacin de descargas domiciliarias y conexiones sanitarias.

Puede procesar un nmero ilimitado de nodos y tramos de tuberas.

Mdulo carreteras SCTEl mdulo de Carreteras SCT ha sido creado para facilitar el diseo de alineamientos horizontales y verticales atendiendo a los lineamientos especificados en el reglamento SCT. (Figura 10)Figura 10

Reporte de Seccionamiento SCTAhora es posible generar reportes de seccionamiento con formato requerido por la SCT (Figura 11), con el cadenamiento y elevacin anotada al centro y datos de distancia y desnivel a la izquierda y derecha.

Figura 11

Nivelacin DiferencialLa hoja de captura de datos de nivelacin diferencial permite la entrada de datos ms rpida y eficientemente adems de otras funciones.Seccionamiento por Elevacin y DesnivelLa hoja de datos de seccionamiento por elevacin/desnivel permite capturar datos en forma rpida y eficiente, adems de otras funciones.Eje de TrazoDespus de trazar el eje de proyecto, disear curvas horizontales e insertar lneas de estacin podemos generar el cuadro de construccin y reporte de eje de trazo.Curvas VerticalesDespus de dibujar el perfil de terreno y proyecto con las rutinas correspondientes de CivilCAD podemos disear curvas verticales.Curva MasaSe pueden calcular sobreacarreos, prstamos y desperdicios a partir de la grfica de curva masa.Curvas horizontales simples y espiralesDiseo de curvas horizontales simples y espirales, con la posibilidad de anotar y editar los datos resultantes. La rutina para procesar eje de CivilCAD reconoce las curvas insertadas y sus datos y dibuja automticamente las secciones con sobreelevacin y sobreancho, adems del diagrama de curvas en la parte superior del perfil de terreno-proyecto.Lista predefinida de materialesCuenta con una lista predefinida de materiales y dimetros comerciales de tuberas para seleccionar, los cuales pueden ser editados o actualizados.Genera cuadro de simbologaGenera automticamente el cuadro de simbologa de acuerdo a los smbolos y tipos de lnea utilizados en el dibujo.

Interfase con Google EarthEste mdulo permite importar y exportar fcilmente mallas de triangulacin, polgonos, puntos e imgenes georeferenciadas entre Google Earth y AutoCAD para usarlas como plantilla de trazo en sus proyectos y generar adems curvas de nivel, perfiles, secciones y clculos volumtricos con informacin obtenida de Google Earth.

Istram/Ispol

Adiferencia de otros programas, el entorno de trabajo est especficamente diseado para permitir al ingeniero mecanizar los datos geomtricos de los diferentes elementos del proyecto, obteniendo resultados grficos e informacin de manera inmediata, sin necesidad de acudir a cuadros de dilogo complejos.Su estructura modular permite escoger desde una configuracin sencilla, que permite proyectar carreteras y autopistas, hasta otras ms complejas que contemplan proyectos de ferrocarriles, de distribucin y abastecimiento mediante redes de tubos, de refuerzo y mejora de las vas existentes, de proyectos de urbanizacin o extraccin de minerales, entre otros.

Proyectos de obra linealISPOL permite disear desde la carretera ms sencilla hasta la autopista ms compleja, solucionando de manera automtica las relaciones entre los ejes, como es habitual cuando se disea un nudo.La potencia de clculo, el control sobre el proyecto y la filosofa de diseo basada en superficies y cdigos permiten enfrentarse a cualquier tipo de singularidad constructiva. Destaca la facilidad y versatilidad con que es posible definir secciones en tnel.La aplicacin proporciona asistencia para cumplir y comprobar las normativas de diseo habituales en un trazado viario, realizando anlisis de visibilidad, diagramas de velocidades y trayectorias de vehculos.La posibilidad de personalizar las salidas grficas y las utilidades y complementos que se desarrollan permiten al ingeniero disponer de completos planos e informes.Una de las utilidades ms eficaces es definida por el motor de clculo que permite la obtencin de todo el tipo de mediciones volumtricas, posibilitando la valoracin econmica de todas las unidades constructivas de su proyecto.

Proyectos de FerrocarrilesSencillez en la definicin de trazado, aparatos de va, definicin del balasto, capa de forma, traviesa y carril.

Saneamiento y distribucin. TuberasSoporta todo tipo de zanjas, tubos y accesorios, contando con funciones especficas para este tipo de diseos.

Mejora, ensanche y renovacinResuelve todas las complejas relaciones y parmetros en proyectos viarios y de ferrocarril.

Seguimiento y control de proyectosGestiona el proceso constructivo, los datos de medicin son integrados en el diseo para obtener los informes necesarios.

Control de tnelesControl y anlisis de datos medidos y proyectados. Las desviaciones detectadas pueden ser as corregidas.

Modelado de superficiesLa aplicacin ofrece una variada lista de herramientas 3D que son aplicables al diseo de obra superficial y extraccin de minerales

Permite trabajar con cartografa basada en curvas de nivel, rejillas 3D o con modelos digitales del terreno, los cuales pueden ser generados de manera automtica.

Algunas de stas permiten adems realizar tareas de anlisis espacial, detectando y calculando intersecciones entre superficies, generando llanuras de inundacin o calculando cuencas visuales.

Virtual 3d

El mdulo ISTRAM ISPOL VIRTUAL 3D es el responsable de permitir la representacin virtual de cualquier geometra generada en cualquiera de sus mdulos (Figura 12). De manera particular, las funcionalidades ms potentes estn hechas para trabajar con proyectos de obra lineal (carreteras, autovas, ferrocarriles, y tuberas). En este aspecto, se han desarrollado funciones que automatizan la generacin de geometra 3D, ofreciendo al usuario, casi al instante, un escenario con su proyecto ya preparado para obtener resultados.

En este punto, la novedad ms importante que aporta el programa, es la posibilidad de actualizar continuamente el escenario con nuevos clculos, ofreciendo as al usuario la posibilidad de valorar en 3D el diseo efectuado.

FIgura 12

Sistema de informacin geogrfica

Est especialmente desarrollado y adaptado para trabajar con cartografa vectorial, contando con un potente y sencillo sistema que controla la topologa.

Los proyectos de obra lineal calculados son cargados automticamente. La gestin de los procesos de expropiacin, como primera aplicacin, son muy fciles y sencillos.

Un completo conjunto de herramientas permite realizar anlisis espaciales de todo tipo, incluyendo redes. La generacin de informes y grficos habituales es cubierta de manera sencilla.

Por ltimo, un mdulo especfico para conservacin y mantenimiento de infraestructuras lineales permite una gestin ptima de los datos inventariados y de las correspondientes tareas de mantenimiento

ISTRAM ISPOL + Tablet + GPS

Istram-Ispol est preparado paraconectarse a un GPS (Figura 13) y medir o replantear cualquier elemento de una obra. Las caractersticas ms interesantes son:

Posibilidad de acceso a cualquier GPS que se pueda conectar a travs de un puerto serie al ordenador, ya sea a travs de cable serie o por Bluetooth.

Utilizable en Tablet-PC con GPS incorporado

Lectura de comandos NMEA: posicin (GGA) y precisin (GST), si estn disponibles.

Generacin de archivos '.toc' directamente utilizables en los mens de Topografa de Istram-Ispol.

Registro de anotaciones en archivo '.csv', con todos los datos de los clculos realizados en las mediciones. Directamente utilizable desde hojas de clculo.

Clasificacin de lecturas de GPS en funcin de su precisin.

Ubicacin del GPS en la cartografa con su posicin en tiempo real o con la posicin resultante de las ltimas n lecturas (pocas) admisibles.

Informacin textual (eco) en tiempo real de las caractersticas del entorno de la posicin del GPS, configurable por el usuario.

Informacin relativa a los ejes en los mens de Planta y Alzado: PK, distancia al eje, azimut, peralte, cota de la rasante, pendiente

Replanteo de ejes: distancia, diferencia de cota y pendientes a una superficie de perfiles, a punto de un perfil (codificado o no) o a un smbolo de un perfil.

Replanteo de ejes: utilizacin del PK del GPS o de los PKs de los perfiles.

Replanteo de puntos: respecto a Norte, base o punto anterior, replanteo de smbolo ms cercano.

Replanteo de lneas: distancias y orientaciones hasta segmentos o vrtices.

Figura 13

Diagramas de masas y compensacin de tierras

Ofrece las herramientas necesarias para el diseo y gestin de los movimientos de tierra asociados al proceso constructivo de una obra lineal. Los grficos esquemticos muestran el origen y destino de cada operacin y junto con los informes permiten al ingeniero realizar una evaluacin tcnica y econmica correcta.

Clculo y ajuste de vigas mono cajn

Permite definir la geometra de pilas y vigas, obteniendo todo tipo de datos que sern utilizados en los procesos constructivos.

Otros programas para vialidadesRoad Calc Road calc es un software del paquete de programas Eagle Point, usado por los ms experimentados ingenieros de carreteras para diseo y control de obras, as como en cubicaciones de movimientos de tierra.Road calc ofrece las siguientes opciones bsicas:

- Introduccin de datos de campo- Calculo curvas horizontales y verticales- Uso de plantillas de diseo ( seccin tpica)- Tabulacin de volmenes ( diseo, cubicacin, pavimentos, aceras, contenes, y otras superficies)- Ploteo secciones transversales, planta y perfil- Diagrama de masa

Road calc ofrece las siguientes opciones avanzadas:

a) Alineacin- Control de talud- Ilimitadas ecuaciones de ajuste- Mltiple alineaciones de diseo- Peralte por normas- Curvas de transicin y uso de combinaciones

b) Secciones transversales- Importacin de cross section desde eagle point surface modeling- Edicin de secciones transversales de las diferentes superficies ( natural, diseo, actual)- Generacin de sub-surface- Cross section traslate, desde y hacia otro sistema ( excell, word, autocad, otros)- Especificacin del factor de compactacin para aplicar en corte o relleno segn sea el caso.- Factor de compactacin por zonas- Generacin de reportes de taludes

c) Plantillas ( tmplate, seccin tpica)- Plantillas dinmicas para diferentes alineaciones y perfiles- Uso de librera de plantillas ( exportacin e importacin)- Edicin de plantillas tabular y/o grafica

d) Perfiles- Edicin de datos de perfiles ( tabular o grafico)- Edicin segn normas

e) Volmenes- Diagrama de masa- Volumen de pavimento ( aceras, contenes, encaches, otros)- Ajuste de volmenes- Volmenes por rango de estaciones

f) Plots- Formatos de ploteado- Anotacin de elevacin, distancia, pendiente en los taludes y en los perfiles y secciones transversales- Opciones de planta sobre perfil o perfil sobre planta- Anotacin de datos en un mximo de cuatro perfiles

ProtopoSoftware para Topografa, Construccin e Ingeniera Civil integrado a AutoCAD

Caractersticas del Programa:

Poligonales y radiacin

Triangulacin, curvado y M.D.T

Perfiles longitudinales

Clculo de volmenes

Clculo en planta

Introduccin

Eldiseo de carreterases la tcnica deingeniera civilque consiste en situar el trazado de una carretera o calle en el terreno. Los condicionantes para situar una carretera sobre la superficie son muchos, entre ellos la topografa del terreno, lageologa, elmedio ambiente, lahidrologao factores sociales y urbansticos.El primer paso para el trazado de una carretera es un estudio de viabilidadque determine el corredor donde podra situarse el trazado de la va. Generalmente se estudian varios corredores y se estima cul puede ser el coste ambiental, econmico o social de la construccin de la carretera. Una vez elegido un corredor se determina el trazado exacto, minimizando el coste y estimando en el proyecto de construccin el coste total, especialmente el que supondr el volumen de tierra desplazado y el firme necesario.

Conclusin

En el informe realizado se habla acerca de algunos softwares para el diseo de carreteras o vialidades. Se pudo observar cada una de las caractersticas y funciones que tiene cada uno de stos y la utilidad que tienen dentro del trazo de una va, adems se puede concluir que estos softwares no solo son para el diseo de vas, sino que tambin pueden utilizarse para cualquier tipo de obra de un Ingeniero Civil, esto sin duda es de gran importancia ya que es vital que un ingeniero sepa utilizar estas herramientas para as poder disear sus obras en menos tiempo, lo que a su vez es menos dinero y mayor calidad de diseo.

Referenciashttp://arqcom.mx/civilcad/ (Consultado el 22 de mayo de 2015)http://www.istram.net/index.php?opcion=111 (Consultado el 24 de mayo de 2015)http://www.construaprende.com/ingsoftware/s-caminos (Consultado el 26 de mayo de 2015)