Universidad de San Carlos de GuatemalaFacultad de IngenieraEscuela de Ingeniera Civil

PROCEDIMIENTOS DE DISEO ASISTIDO POR COMPUTADORA (CAD), APLICADO A LAS PRCTICAS DE LOS CURSOS: TOPOGRAFA 1, TOPOGRAFA 2 Y VAS TERRESTRES 1

Marco David Maldonado GonzlezAsesorado por el Ing. Lionel Andrs Corzo Moncrieff

Guatemala, enero de 2015UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS DE GUATEMALA

FACULTAD DE INGENIERA

PROCEDIMIENTOS DE DISEO ASISTIDO POR COMPUTADORA (CAD), APLICADO A LAS PRCTICAS DE LOS CURSOS: TOPOGRAFA 1, TOPOGRAFA 2 Y VAS TERRESTRES 1

TRABAJO DE GRADUACIN

PRESENTADO A LA JUNTA DIRECTIVA DE LAFACULTAD DE INGENIERAPOR

MARCO DAVID MALDONADO GONZLEZ ASESORADO POR EL ING. LIONEL ANDRS CORZO MONCRIEFF

AL CONFERRSELE EL TTULO DE

INGENIERO CIVIL

GUATEMALA, ENERO DE 2015

UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS DE GUATEMALAFACULTAD DE INGENIERA

NMINA DE JUNTA DIRECTIVA

DECANOIng. Murphy Olympo Paiz RecinosVOCAL I Ing. Angel Roberto Sic GarcaVOCAL II Ing. Pedro Antonio Aguilar PolancoVOCAL III Inga. Elvia Miriam Ruballos SamayoaVOCAL IV Br. Narda Luca Pacay BarrientosVOCAL V Br. Walter Rafael Vliz MuozSECRETARIO Ing. Hugo Humberto Rivera Prez

TRIBUNAL QUE PRACTIC EL EXAMEN GENERAL PRIVADO

DECANO Ing. Murphy Olympo Paiz RecinosEXAMINADORA Inga. Dilma Yanet Mejicanos JolEXAMINADOR Ing. Claudio Csar Castan ContrerasEXAMINADOR Ing. Mario Estuardo Arriola vilaSECRETARIO Ing. Hugo Humberto Rivera Prez

HONORABLE TRIBUNAL EXAMINADOR

En cumplimiento con los preceptos que establece la ley de la Universidad de San Carlos de Guatemala, presento a su consideracin mi trabajo de graduacin titulado:

PROCEDIMIENTOS DE DISEO ASISTIDO POR COMPUTADORA (CAD), APLICADO A LAS PRCTICAS DE LOS CURSOS: TOPOGRAFA 1, TOPOGRAFA 2 Y VAS TERRESTRES 1

Tema que me fuera asignado por la Direccin de la Escuela de Ingeniera Civil, con fecha agosto 2013.

Marco David Maldonado Gonzlez

Acto que dedico a:

Mis padres

Mi esposa

Mis hermanos

Mi hija

Mi asesor

Mis amigos

Edgar David Maldonado Rosales y Filomena Lisandrina Gonzlez de Maldonado, por darme la vida y cuidarme cuando fui pequeo, ser siempre mi inspiracin.

Flor de Mara Rodrguez Sandoval, por estar siempre junto a m apoyndome, cuidndome y amndome.

Edgar Maldonado Gonzlez, Marlin Maldonado Gonzlez, Edgar Daniel Maldonado Cifuentes, Pablo Emilio Herrera Gonzlez, que de una u otra forma fueron un apoyo en la carrera.

Florecita Maldonado Rodrguez, por cambiarme la vida.

Lionel Andrs Corzo Moncrieff, por ser una gua en la introduccin a la vida profesional.

Oscar Flohr, Flix Chvez, Yanuario Hun, Milton Lenin, Marlon Velsquez, Erwin Soberanis, Gerardo Maldonado, Marvin Lorente y Jorge Pays, por compartir momentos agradables a travs de su compaa.Mi sobrino

Mis primos

Edgar David Maldonado Barrios, por pensar primero en la familia.

Vanessa Sandoval, Emanuel Barrios, Luis Rosales y Luis Monroy, por apoyarme.

Agradecimientos a:

Dios

Universidad de San Carlos de Guatemala

Mi asesor

Mi esposa

Mis padres

Por iluminarme en cada etapa de mi vida, estar siempre a mi lado, permitindome alcanzar este triunfo.

Por brindarme la oportunidad de formarme como profesional, por ser mi segundo hogar en donde se abri mi mente para conocer la verdad.

Ing. Lionel Andrs Corzo Moncrieff, por el gran apoyo y confianza brindada en mi trabajo de graduacin.

Por su amor, apoyo, paciencia y creer en m.

Por su paciencia y consejos.

ndice general

ndice de ilustracionesVIILista de smbolosXVGlosarioXVIIResumenXXIObjetivosXXIIIIntroduccinXXV

1.ASPECTOS BSICOS DEL CONTENIDO DEL PROGRAMA DE TOPOGRAFA 1, TOPOGRAFA 2 Y VAS TERRESTRES 1 APLICABLE A AUTOCAD Y AUTOCAD CIVIL 3d11.1.Topografa 111.1.1.Medidas angulares11.1.2.Azimut11.1.3.Rumbo21.1.4.Proyecciones31.1.5.Coordenadas parciales31.1.6.Coordenadas totales41.1.7.Clculo de coordenadas totales con datos de campo41.1.8.Mtodos de levantamiento de poligonales51.1.9.Levantamiento por ngulos internos61.1.10.Levantamiento por deflexiones61.1.11.Levantamiento por conservacin de azimut71.1.12.Mtodos para el clculo de reas81.1.13.Conservacin de azimut con radiaciones81.2.Topografa 291.2.1.Medida de polgono por radiaciones91.2.1.1.Radiando de un punto nico101.2.1.2.Usando como polgono auxiliar poligonales abiertas111.2.1.3.Usando como polgono auxiliar poligonales cerradas121.2.2.Agrodesia121.2.2.1.Separar una fraccin de rea determinada de un polgono partiendo el nuevo lindero desde un punto del permetro del mismo131.2.2.2.Separar una fraccin de rea determinada desde un punto interior al polgono181.2.2.3.Separar una fraccin de rea determinada por medio de un lindero de direccin dada211.2.2.4.Dividir un polgono en varias partes iguales por medio de linderos paralelos261.2.3.Transformacin de linderos261.2.3.1.Transformar un lindero sinuoso en un lindero recto271.2.3.2.Transformar un lindero sinuoso en un lindero constituido por dos rectas311.2.3.3.Transformar un lindero en otro que pase por un punto determinado341.2.3.4.Transformar un lindero dado en otro constituido por una recta de rumbo dado341.3.Vas Terrestres 1391.3.1.Elementos geomtricos de una carretera401.3.2.Geometra del alineamiento horizontal401.3.3.Curvatura de las curvas circulares411.3.4.Elementos geomtricos de las curvas circulares421.3.5.Trazado de curvas circulares441.3.6.Geometra del alineamiento vertical451.3.7.Elementos geomtricos de las curvas verticales461.3.8.Proyeccin vertical y horizontal (seccin transversal)481.3.9.Seccin tpica481.3.10.Clculo de reas491.3.11.Clculo de volmenes de corte y relleno, balance, diagrama de curva masa50

2.Descripcin del procedimiento para la prctica de Topografa 1572.1.Mtodo de deflexiones572.2.Mtodo de coordenadas582.3.Mtodo de radiaciones592.4.Mtodo del azimut612.5.Curvas de nivel622.6.Perfil del terreno662.7.Planta perfil672.8.Planos de registro682.8.1.Desmembracin702.8.2.Ubicacin y localizacin74

3.Descripcin del procedimiento para la prctica de Topografa 2773.1.Planta de una carretera773.2.Curvas de nivel en una carretera813.3.Perfil de una carretera843.4.Plataformas863.5.Desmembracin (particiones)883.6.Sistemas de Informacin Geogrfica92

4.Descripcin del procedimiento para la prctica de Vas Terrestres 1954.1.Superficies954.1.1.Importacin de puntos de un levantamiento topogrfico964.1.2.Creacin de una superficie desde puntos de levantamiento topogrfico984.1.3.Creacin de una superficie desde puntos de levantamiento topogrfico994.2.Etiquetas de superficie1014.3.Anlisis de una superficie1034.3.1.Anlisis de elevaciones en una superficie1034.3.2.Anlisis de drenaje en una superficie1074.3.3.Clculo de volmenes de corte y relleno entre superficies1084.4.Alineaciones y perfiles1114.4.1.Creacin de alineaciones empleando las herramientas de composicin de alineaciones1114.4.2.Edicin y modificacin del estilo de etiquetas para progresivas1144.5.Edicin de alineaciones1154.5.1.Edicin de etiquetas de alineacin1174.5.2.Modificacin de un conjunto de etiquetas de alineacin para incluir estilos con informacin de puntos geomtricos1184.6.Perfiles y visualizaciones de perfiles1194.6.1.Creacin y visualizacin de un perfil de superficie1194.7.Perfil de diseo1224.7.1.Creacin de perfil longitudinal para una vialidad1224.8.Edicin de perfiles1274.8.1.Utilizacin de estilos de bandas para presentar informacin del perfil1294.9.Modificacin de las bandas a travs de los estilos de bandas1314.10.Secciones transversales1324.10.1.Creacin de secciones transversales en una alineacin1334.11.Ensamblajes1384.11.1.Importacin y edicin de ensamblaje1384.12.Corredor1464.12.1.Creacin de un corredor y visualizacin de las secciones resultantes1464.13.Superficies a partir de un corredor1494.13.1.Generacin de una superficie a partir de corredor.1494.13.2.Generacin de tablas de volmenes de corte y relleno a partir de las secciones transversales1514.13.3.Diagrama de masas1574.14.Plataformas1584.14.1.Creacin de plataforma1584.14.2.Criterios de la plataforma1614.14.3.Creacin de superficie de plataforma1624.14.4.Generar tabla de corte y relleno164

CONCLUSIONES165RECOMENDACIONES167BIBLIOGRAFA169

XXVI

ndice de ilustraciones

FIGURAS

Representacin de ngulos en rumbos y azimutes2Coordenadas parciales3Condicin de coordenadas parciales4Clculo de coordenadas totales5Imagen que describe el 1, 2 y 3 del procedimiento de separar polgonos a base de un punto del permetro14Imagen que describe el paso 4, del procedimiento de separar polgonos a base de un punto del permetro16Imagen que describe el paso 5, del procedimiento de separar polgonos a base de un punto del permetro17Imagen que describe el paso 1 y 2, del procedimiento de separar polgonos a base de un punto en el interior19Imagen que describe el paso 3, del procedimiento de separar polgonos a base de un punto en el interior20Imagen que describe el paso 4, del procedimiento de separar polgonos a base de un punto en el interior21Imagen que describe el paso 1 y 2 del procedimiento para separar polgonos con un lindero de direccin fija22Imagen que describe el paso 4.1 y 4.3 del procedimiento para separar polgonos con un lindero de direccin fija24Imagen que describe el rea de un trapecio25Paso 1 del procedimiento de transformacin de lindero sinuoso en un lindero recto28Paso 2 del procedimiento de transformacin de lindero sinuoso en un lindero recto29Paso 3 del procedimiento de transformacin de lindero sinuoso en un lindero recto30Paso 1 del procedimiento para transformar un lindero sinuoso en un lindero constituido por dos rectas31Paso 2 del procedimiento para transformar un lindero sinuoso en un lindero constituido por dos rectas32Paso 3 del procedimiento para transformar un lindero sinuoso en un lindero constituido por dos rectas33Paso 1 del procedimiento para transformar un lindero dado en otro constituido por una recta de rumbo dado35Paso 2 del procedimiento para transformar un lindero dado en otro constituido por una recta de rumbo dado36Paso 4 del procedimiento para transformar un lindero dado en otro constituido por una recta de rumbo dado37Paso 5 del procedimiento para transformar un lindero dado en otro constituido por una recta de rumbo dado38Elementos de la curva circular41Curvatura por el sistema arcogrado42Frmulas generales para el clculo de curvas circulares simples44Tipos de curvas verticales46Valores de k para visibilidad de parada47Seccin tpica49Procedimiento mtodo de reas por medio de vrtices50Curva masa con material de prstamo y desperdicio54Acarreo libre y acarreo56Procedimiento para deflexiones58Creacin de divisiones para curvas de nivel64Cotas de puntos en secciones65Curvas de nivel trazadas66Perfil de lnea central67Plantaperfil de tramo carretero68Modelo de plano de registro69Plano de finca matriz71Plano de desmembracin72Plano de la finca matriz73Ejemplo plano de localizacin74Ejemplo plano de ubicacin75Ejemplo plano de ubicacin y localizacin76Procedimiento para trazar radio con herramienta extensin78Identificacin de elementos geomtricos en planta78Deflexin de curva79Segmento de curva80Mapa curvas de nivel, salida ciudad de Guatemala82Asignacin de elevacin a las curvas de nivel83Tangentes y curvas como un elemento84Caminamientos a cada 20 metros85Ejemplo de perfil86Ubicacin de lnea cero y volmenes de excavacin y relleno87Ejemplo de plataforma finalizada88rea total del polgono89Prueba para determinar ubicacin de tringulo89Elementos de particin desde un punto fijo90Prueba para determinar direccin de h a 90 grados91Elementos de particin con un lindero de direccin dada92Puntos en bloc de notas con formato ENZ97Barra de herramientas create points97Barra de herramientas import98Rama surfaces99Rama surfaces, aadir puntos o informacin a la superficie100Curvas de nivel 2m and 10m101Herramienta add labels para etiquetar la superficie102Curvas de nivel etiquetadas a travs de cada una en intervalos de 100 metros103Anlisis y vista previa de tabla de elevaciones en una superficie104Activacin de elevaciones para ser visualizadas en la superficie105Visualizacin de las regiones asignadas con intervalos106Elevaciones asignadas106Ubicacin de herramienta water drop107Regiones en donde la escorrenta fluye108Plano de dos superficies diferentes109Ubicacin de herramienta volumes109Cuadro de dilogo panorama, herramienta create new volumen entry110Cuadro de dilogo de composite volumes110Puntos de control en planta112Puntos de control visualizados en 3 dimensiones112Cuadro de dilogo create alignment from objects113Caminamientos y elementos geomtricos agregados automticamente114Cuadro de dilogo label style - parallel with tick115Barra de herramientas para edicin de alineaciones116Cuadros de dilogo para editar elementos de la alineacin117Cuadro de dilogo para editar etiquetas de alineamiento118Cuadro de dilogo create profile from surface120Cuadro de dilogo para visualizar perfiles121Tramo de perfil creado121Visualizacin del perfil modificando la malla superior122Cuadro de dilogo para configurar la barra de herramientas de alineacin vertical123Barra de herramientas de alineacin vertical124Cuadro de dilogo para asignar valores de curvatura k125Herramienta para crear curvas con tangentes verticales126Perfil de diseo contra perfil de terreno127Herramientas de alineacin vertical profile grid view y profile layout parameters128Herramientas para editar alineacin vertical128Estilos de banda predefinidos por Civil 3D130Ubicacin para importar estilos de banda en cuadro de dilogo profile view properties131Barras horizontales para agregar datos a las bandas132Datos agregados a las bandas132Cuadro de dilogo para las lneas de muestreo133Cuadro de dilogo sample line tools para avanzar a definir los incrementos134Incrementos de las lneas de muestreo135Lneas de muestreo135Cuadro de dilogo para crear vistas de secciones transversales136Secciones transversales137Cuadro de dilogo create assembly para crear la base del ensamblaje139Base de ensamblaje139Ubicacin de herramienta tool palettes para agregar elementos al ensamblaje140Herramienta tool palettes141Basiclane (carril bsico) lado derecho142Hombro simple143Herramienta basicsideslopecutditch144Identificacin de elementos en cuneta144Interpretacin de taludes de corte y relleno145Seccin tpica completa146Corredor147Ubicacin de herramienta section editor147Visualizacin de corredor con comando orbit y tipo de vista conceptual148Visualizacin de seccin transversal149Ubicacin de botn create a corridor surface150Pestaa boundaries con daylight agregado150Superficie de corredor151Cuadro de dilogo para crear secciones transversales152Secciones transversales generadas153Cuadro de dilogo para clculo de corte y relleno154Secciones transversales luego de clculo de corte y relleno155ltimas dos tablas de volumen de corte y relleno157Diagrama de masas157Cotas de curvas para determinar elevaciones de los vrtices158Herramienta para crear la feature line159Ubicacin de herramienta elevation editor160Grading elevation editor160Identificacin de plataforma161Visualizacin de la elevacin de plataforma162Superficie de la plataforma163Vista conceptual de la plataforma163Generacin de volumen de corte y relleno164

TABLAS

Tabla ejemplo datos de deflexiones58Tabla ejemplo datos de coordenadas59Tabla ejemplo de formato para radiaciones60Tabla ejemplo de formato mtodo de azimut61Tabla ejemplo de secciones transversales para trazo de curvas de nivel....63Tabla ejemplo de datos para dibujar planta de carretera81Tabla de valores k125

Lista de smbolos

SmboloSignificado