Trabajo de Generalidadesss

62
1 UNIVERSIDAD NACIONAL MICAELA BASTIDAS DE APURIMAC INGENIERIA CIVIL UNIVERSIDAD MICAELA BASTIDAS DE APURIMAC FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL TEMA: GENERALIDADES SOBRE DISEÑO DE CARRETERAS CURSO: DISEÑOS VIALES DOCENTE: ING. HOLGER CAYO BACA ALUMNOS: CODIGO ALBERTO MUÑOZ FERNANDEZ 131274 ……………………………………. …………………………………………… ALBERTO MUÑOZ FERNANDEZ JOHON RUDY ÑAHUIRIMA CABEZAS CODIGO: 131274 CODIGO: 131276

description

ddggh

Transcript of Trabajo de Generalidadesss

Page 1: Trabajo de Generalidadesss

1

UNIVERSIDAD NACIONAL MICAELA BASTIDAS DE APURIMACINGENIERIA CIVIL

UNIVERSIDAD MICAELA BASTIDAS DE APURIMAC FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL

TEMA: GENERALIDADES SOBRE DISEÑO DE CARRETERAS

CURSO: DISEÑOS VIALES

DOCENTE: ING. HOLGER CAYO BACA

ALUMNOS: CODIGO

ALBERTO MUÑOZ FERNANDEZ 131274

JOHON RUDY ÑAHUIRIMA CABEZAS 131276

ABANCAY- FEBRERO- 2016

……………………………………. …………………………………………… ALBERTO MUÑOZ FERNANDEZ JOHON RUDY ÑAHUIRIMA CABEZAS CODIGO: 131274 CODIGO: 131276

Page 2: Trabajo de Generalidadesss

2

UNIVERSIDAD NACIONAL MICAELA BASTIDAS DE APURIMACINGENIERIA CIVIL

INDICEINTRODUCCION.....................................................................................................................................4

OBJETIVOS.............................................................................................................................................5

OBJETIVO GENERAL...........................................................................................................................5

OBJETIVOS ESPECIFICOS....................................................................................................................5

MARCO TEORICO...................................................................................................................................5

VISION GENERAL DEL ARTE DE TRAZADO DE CARRETERAS...................................................................5

Estudio de Tránsito (IMD)..............................................................................................................5

Geodesia y topografía....................................................................................................................6

Hidrología, hidráulica y drenaje.....................................................................................................6

Geología y Geotecnia.....................................................................................................................6

Mecánica de suelos.......................................................................................................................7

Aspectos ambientales....................................................................................................................7

Estudio de seguridad vial...............................................................................................................7

Reconocimiento del terreno..........................................................................................................7

Controles primarios, secundarios y estudio Predial y tenencia de terreno...................................8

Vehículos de diseño.......................................................................................................................8

Vehículos ligeros............................................................................................................................9

Vehículos pesados.......................................................................................................................10

Giro mínimo de vehículos tipo.....................................................................................................11

OBRAS DE ARTE ANEXAS A LA CARRETERA..........................................................................................17

Tipos de obras de arte en carreteras...............................................................................................17

Sistemas de drenaje.........................................................................................................................17

Alcantarilla...................................................................................................................................18

Tipo y sección..............................................................................................................................19

Disipador de energía....................................................................................................................19

EL ARTE DEL TRAZO DE LA LÍNEA DE GRADIENTE................................................................................25

Velocidad.............................................................................................................................................26

Velocidad directriz o de diseño...........................................................................................................26

Elección de la velocidad directriz.................................................................................................26

TRAZO DEL EJE PRELIMINAR DE LA CARRETERA..................................................................................37

PERFIL LONGITUDINAL DEL EJE PLANTEADO.......................................................................................38

LEVANTAMIENTO DE PERFILES............................................................................................................45 ……………………………………. …………………………………………… ALBERTO MUÑOZ FERNANDEZ JOHON RUDY ÑAHUIRIMA CABEZAS CODIGO: 131274 CODIGO: 131276

Page 3: Trabajo de Generalidadesss

3

UNIVERSIDAD NACIONAL MICAELA BASTIDAS DE APURIMACINGENIERIA CIVIL

Pendiente............................................................................................................................................46

Pendiente mínima...........................................................................................................................46

Pendiente máxima...........................................................................................................................46

Pendientes máximas excepcionales.................................................................................................46

CONCLUSIONES RECOMENDACIONES……………………………………………………………………………………………...47

BIBLIOGRAFIA……………………………………………………………………………………………………………………………..….48

……………………………………. …………………………………………… ALBERTO MUÑOZ FERNANDEZ JOHON RUDY ÑAHUIRIMA CABEZAS CODIGO: 131274 CODIGO: 131276

Page 4: Trabajo de Generalidadesss

4

UNIVERSIDAD NACIONAL MICAELA BASTIDAS DE APURIMACINGENIERIA CIVIL

INTRODUCCION

Una carretera es un sistema de transporte que permite la circulación de vehículos en condiciones de continuidad en el espacio y el tiempo y que requiere de cierto nivel de seguridad, rapidez y comodidad. Puede ser de una o varias calzadas, cada calzada puede estar conformada por uno o varios carriles y tener uno o ambos sentidos de circulación, de acuerdo a los volúmenes en la demanda del tránsito, la composición vehicular, su clasificación funcional y distribución direccional.Al aumentar día a día la población mundial se incrementa igualmente la cantidad y uso del vehículo, creando la necesidad de construir, ampliar o mejorar las carreteras. Igualmente la evolución que en los últimos años han tenido los vehículos de transporte automotor, con capacidad cada día mayor y con velocidades más elevadas, junto con la importancia que hoy se brinda a la seguridad y economía de los usuarios y a la protección del entorno ambiental, imponen a las carreteras el cumplimiento de condiciones técnicas muy rigurosas.

……………………………………. …………………………………………… ALBERTO MUÑOZ FERNANDEZ JOHON RUDY ÑAHUIRIMA CABEZAS CODIGO: 131274 CODIGO: 131276

Page 5: Trabajo de Generalidadesss

5

UNIVERSIDAD NACIONAL MICAELA BASTIDAS DE APURIMACINGENIERIA CIVIL

OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL.El objetivo principal es que se comprenda cómo se concibe una carretera a través de su diseño geométrico, y el planteamiento que conlleva, teniendo en cuenta todos los factores propios del territorio por donde trazar la carretera y los criterios del diseño, intentando satisfacer al máximo los diferentes objetivos del diseño. Además, se aprenderá con más detalle: cada uno de los objetivos del diseño geométrico de una carretera, los factores o condicionantes externos y los factores o criterios propios del diseño.

OBJETIVOS ESPECIFICOS. Conocer a detalle las diferentes obras de arte que actúa como elementos en la carretera.

Llevar a la práctica los conocimientos obtenidos en el trazado de las líneas gradientes de la carretera.

Diseñar y calcular una curva vertical en un tramo de carretera debidamente nivelado.

Seleccionar la pendiente de entrada y de salida de acuerdo con la categoría de la carretera.

MARCO TEORICO.

VISION GENERAL DEL ARTE DE TRAZADO DE CARRETERAS

Presentan los criterios, factores y elementos para diseñar una carretera que reúna las características apropiadas, dimensiones y alineamientos que satisfaga la demanda del proyecto, dentro del marco de la viabilidad económica.

Estudio de Tránsito (IMD)

Debe ser una de los primeros estudios que se debe realizarse, principalmente cuando se trata de vías que serán construidas o mejoradas. El estudio de tránsito se encarga de estimar los volúmenes de tránsito esperados en el momento de dar en servicio la vía y su comportamiento a lo largo de la vida útil de esta. Tiene dos finalidades: la rentabilidad de la vía y el diseño de pavimentos. De acuerdo a los volúmenes esperados se puede determinar el tiempo de la concesión, el costo del peaje y la tasa de retorno de la inversión.

……………………………………. …………………………………………… ALBERTO MUÑOZ FERNANDEZ JOHON RUDY ÑAHUIRIMA CABEZAS CODIGO: 131274 CODIGO: 131276

Page 6: Trabajo de Generalidadesss

6

UNIVERSIDAD NACIONAL MICAELA BASTIDAS DE APURIMACINGENIERIA CIVIL

Geodesia y topografía

Sistemas geodésicos Se denomina Sistema Geodésico Oficial, al conjunto conformado por la Red Geodésica Horizontal Oficial y la Red Geodésica Vertical Oficial, que están a cargo del Instituto Geográfico Nacional. Está materializado por puntos localizados dentro del ámbito del territorio nacional, mediante monumentos o marcas, que interconectados permiten la obtención conjunta o por separado de su posición geodésica (coordenadas), altura o del campo de gravedad, enlazados a los sistemas de referencia establecidos.

Sistemas globales de referenciaEl posicionamiento con GPS.

Sistemas de proyección.Los sistemas de proyección cartográfica tienen por objeto representar la superficie terrestre, o parte de ella, en una superficie plana cuadriculada. En términos generales se distinguen, por la superficie de proyección, entre azimutales, cilíndricas, cónicas y otras; y de acuerdo a la orientación de la superficie ésta puede ser normal, transversal u oblicua.

Hidrología, hidráulica y drenaje

La importancia de un estudio hidrológico radica en que el camino a construir, pudiera necesitar de algunas estructuras complementarias, tales como estructuras de drenaje que deberán estar basadas en un cierto caudal de diseño y en las características geométricas del sitio. Cruzar cauces naturales, lo cual determina obras importantes tales como puentes y alcantarillas de gran longitud o altura de terraplén. Restituir el drenaje superficial natural, el cual se ve afectado por la construcción de la vía. Ello debe lograrse sin obstruir o represar las aguas y sin causar daño a las propiedades adyacentes. Recoger y disponer de las aguas lluvias que se junten sobre la plataforma del camino o que escurren hacia ella, sin causar un peligro al tráfico. Eliminar o minimizar la infiltración de agua en los terraplenes o cortes, la que puede afectar las condiciones de estabilidad de la obra básica. Asegurar el drenaje subterráneo de la plataforma y base, de modo que no afecten las obras de la superestructura.

Geología y Geotecnia

En los diversos niveles de estudio, el ingeniero especialista irá detectando con grados de precisión creciente, aspectos tales como: Identificación de sectores específicos con características geotécnicas desfavorables. Sectorización de la zona de emplazamiento del trazado, definiendo el perfil estratigráfico pertinente y sus propiedades.

……………………………………. …………………………………………… ALBERTO MUÑOZ FERNANDEZ JOHON RUDY ÑAHUIRIMA CABEZAS CODIGO: 131274 CODIGO: 131276

Page 7: Trabajo de Generalidadesss

7

UNIVERSIDAD NACIONAL MICAELA BASTIDAS DE APURIMACINGENIERIA CIVIL

Todo ello, orientado a establecer la capacidad de soporte del terreno natural, así como los taludes seguros para terraplenes y cortes, asociados a los distintos materiales. Condiciones de fundación de estructuras, obras de drenaje y obras complementarias.

Mecánica de suelos

El objetivo principal de la mecánica de suelos es estudiar el comportamiento del suelo para ser usado como material de construcción o como base de sustentación de las obras de ingeniería.1. La calidad del suelo para su uso como material de construcción (terraplenes de caminos).2. El comportamiento del suelo cuando es sometido a una carga externa (resistencia del suelo, deformaciones que experimenta, distribución interna de las tensiones, etc.).3. La estabilidad de taludes naturales o artificiales.

Aspectos ambientales

Se encarga de determinar el impacto que pueda tener la construcción de una vía sobre el área de influencia de esta. Pero además de esto se debe de indicar cuales son las medidas a tener en cuenta para mitigar minimizar estos efectos. En la construcción de una carretera el movimiento de tierra, excavación y disposición, es uno de los principales problemas de orden ambiental. De igual forma la explotación de los diferentes materiales para su construcción debe llevar un plan o programa que minimice el daño ecológico.

Estudio de seguridad vial

En el apartado de Seguridad vial se tratarán, según corresponda al tipo de proyecto y con el orden de relevancia que se estime conveniente, los aspectos relativos a los siguientes puntos: Distancias de visibilidad de parada y adelantamiento. Condiciones climáticas de la zona por donde discurre la carretera: a) Lluvias, para comprobar la adecuación del sistema de drenaje y la conveniencia de disponer material granular drenante. b) Nieve o hielo, para evitar la coincidencia de puntos de posible acumulación de agua con zonas en sombra c) Nieblas, para reforzar la señalización horizontal y el balizamiento de la carretera

Reconocimiento del terreno

Se incluyen las siguientes: Identificar las zonas de vulnerabilidad histórica, geológicamente inestables, zonas propensas a inundación, o zonas de alto riesgo volcánico. Evitar la ubicación de caminos en zonas de alto riesgo de peligros naturales, tales como deslizamientos de tierra, zonas de caídas de roca, taludes de fuerte pendiente (de más de 60-70%), áreas húmedas, y suelos saturados. ……………………………………. …………………………………………… ALBERTO MUÑOZ FERNANDEZ JOHON RUDY ÑAHUIRIMA CABEZAS CODIGO: 131274 CODIGO: 131276

Page 8: Trabajo de Generalidadesss

8

UNIVERSIDAD NACIONAL MICAELA BASTIDAS DE APURIMACINGENIERIA CIVIL

Evitar o minimizar la construcción en el fondo de cañones estrechos o en las llanuras de ríos que resultarán inevitablemente inundadas durante la ocurrencia de tormentas importantes. Localizar los caminos lejos de taludes, siempre que esto resulte práctico. elaboran croquis, se efectúan los reconocimientos preliminares y se evalúan las rutas.

Controles primarios, secundarios y estudio Predial y tenencia de terreno

La identificación de una ruta pasara necesariamente por puntos de control primario (poblaciones, área productivas, puertos, valles) y puntos de control secundario (caserío, cruce de ríos, cañados).

Para cada uno de los predios que son afectados por la construcción de una carretera se debe de elaborar una ficha predial. Esta ficha debe contener el nombre del propietario, el tipo de predio, el área construida, total y afectada, etc. Esta información debe ser recopilada con la debida anticipación para adelantar la correspondiente negociación con cada uno de los dueños.

Vehículos de diseño

Las características físicas y la proporción de vehículos de distintos tamaños que circulan por las carreteras, son elementos clave en su definición geométrica. Por ello, se hace necesario examinar todos los tipos de vehículos, establecer grupos y seleccionar el tamaño representativo dentro de cada grupo para su uso en el proyecto. Al seleccionar el vehículo de diseño hay que tomar en cuenta la composición del tráfico que utiliza o utilizará la vía. Normalmente, hay una participación suficiente de vehículos pesados para condicionar las características del proyecto de carretera. Por consiguiente, el vehículo de diseño normal será el vehículo comercial rígido (camiones y/o buses). Las características de los vehículos tipo indicados, definen los distintos aspectos del dimensionamiento geométrico y estructural de una carretera. Así, por ejemplo.

El ancho del vehículo adoptado incide en los anchos del carril, calzada, bermas y sobre ancho de la sección transversal, el radio mínimo de giro, intersecciones y gálibo.

La distancia entre los ejes influye en el ancho y los radios mínimos internos y externos de los carriles.

La relación de: Peso bruto total/Potencia, guarda relación con el valor de las pendientes admisibles.

……………………………………. …………………………………………… ALBERTO MUÑOZ FERNANDEZ JOHON RUDY ÑAHUIRIMA CABEZAS CODIGO: 131274 CODIGO: 131276

Page 9: Trabajo de Generalidadesss

9

UNIVERSIDAD NACIONAL MICAELA BASTIDAS DE APURIMACINGENIERIA CIVIL

Vehículos ligeros

La longitud y el ancho de los vehículos ligeros no condicionan el proyecto, salvo que se trate de una vía por la que no circulan camiones, situación poco probable en el proyecto de carreteras. El vehículo ligero es el que más velocidad desarrolla y la altura del ojo de piloto es más baja, por tanto, estas características definirán las distancias de visibilidad de sobrepaso, parada, zona de seguridad en relación con la visibilidad en los cruces, altura mínima de barreras de seguridad y antideslumbrantes, dimensiones mínimas de plazas de aparcamiento en zonas de estacionamiento, miradores o áreas de descanso.Ancho: 2,10 m. Largo: 5,80 m.

Para el cálculo de distancias de visibilidad de parada y de adelantamiento, se requiere definir diversas alturas, asociadas a los vehículos ligeros, que cubran las situaciones más favorables en cuanto a visibilidad.

h: altura de los faros delanteros: 0,60 m. h1: altura de los ojos del conductor: 1,07 m. h2: altura de un obstáculo fijo en la carretera: 0,15 m. h4: altura de las luces traseras de un automóvil o menor altura perceptible de carrocería: 0,45 m. h5: altura del techo de un automóvil: 1,30 m.

Vehículos pesados Las dimensiones máximas de los vehículos a emplear en la definición geométrica son las establecidas en el Reglamento Nacional de Vehículos vigente. Para el

……………………………………. …………………………………………… ALBERTO MUÑOZ FERNANDEZ JOHON RUDY ÑAHUIRIMA CABEZAS CODIGO: 131274 CODIGO: 131276

Page 10: Trabajo de Generalidadesss

10

UNIVERSIDAD NACIONAL MICAELA BASTIDAS DE APURIMACINGENIERIA CIVIL

cálculo de distancias de visibilidad de parada y de adelantamiento, se requiere definir diversas alturas, asociadas a los vehículos ligeros, que cubran las situaciones más favorables en cuanto a visibilidad.

h: altura de los faros delanteros: 0,60 m. h3: altura de ojos de un conductor de camión o bus, necesaria para la verificación de visibilidad en curvas verticales cóncavas bajo estructuras: 2,50 m. h4: altura de las luces traseras de un automóvil o menor altura perceptible de carrocería: 0,45 m. h6: altura del techo del vehículo pesado: 4,10 m

Datos básicos de los vehículos de tipo M utilizados para el dimensionamiento de carreteras .Según Reglamento Nacional de Vehículos (D.S. N° 058-2003-MTC o el que se encuentre vigente)

……………………………………. …………………………………………… ALBERTO MUÑOZ FERNANDEZ JOHON RUDY ÑAHUIRIMA CABEZAS CODIGO: 131274 CODIGO: 131276

Page 11: Trabajo de Generalidadesss

11

UNIVERSIDAD NACIONAL MICAELA BASTIDAS DE APURIMACINGENIERIA CIVIL

Giro mínimo de vehículos tipo

El espacio mínimo absoluto para ejecutar un giro de 180º en el sentido del movimiento de las agujas del reloj, queda definido por la trayectoria que sigue la rueda delantera izquierda del vehículo (trayectoria exterior) y por la rueda trasera derecha (trayectoria interior). Además de la trayectoria exterior, debe considerarse el espacio libre requerido por la sección en volado que existe entre el primer eje y el parachoques, o elemento más sobresaliente. La trayectoria exterior queda determinada por el radio de giro mínimo propio del vehículo y es una característica de fabricación. La trayectoria interior depende de la trayectoria exterior, del ancho del vehículo, de la distancia entre el primer y último eje y de la circunstancia que estos ejes pertenecen a un camión del tipo unidad rígida o semirremolque articulado. De esta forma camiones y ómnibus en general, requerirán dimensiones geométricas más generosas que en el caso de vehículos ligeros. Ello se debe a que, en su mayoría, los primeros son más anchos, tienen distancias entre ejes más largas y mayor radio mínimo de giro, que son las principales dimensiones de los vehículos que afectan el alineamiento horizontal y la sección transversal.

GIRO MÍNIMO PARA VEHÍCULOS LIGEROS (VL) TRAYECTORIA 180º

……………………………………. …………………………………………… ALBERTO MUÑOZ FERNANDEZ JOHON RUDY ÑAHUIRIMA CABEZAS CODIGO: 131274 CODIGO: 131276

Page 12: Trabajo de Generalidadesss

12

UNIVERSIDAD NACIONAL MICAELA BASTIDAS DE APURIMACINGENIERIA CIVIL

GIRO MÍNIMO PARA REMOLQUES SIMPLES (C2R1) TRAYECTORIA 120º

……………………………………. …………………………………………… ALBERTO MUÑOZ FERNANDEZ JOHON RUDY ÑAHUIRIMA CABEZAS CODIGO: 131274 CODIGO: 131276

Page 13: Trabajo de Generalidadesss

13

UNIVERSIDAD NACIONAL MICAELA BASTIDAS DE APURIMACINGENIERIA CIVIL

GIRO MÍNIMO PARA SEMIRREMOLQUES DOBLES (T3S2S2) TRAYECTORIA 120º

GIRO MÍNIMO PARA SEMIRREMOLQUES DOBLES (T3S2S2) TRAYECTORIA 180º

……………………………………. …………………………………………… ALBERTO MUÑOZ FERNANDEZ JOHON RUDY ÑAHUIRIMA CABEZAS CODIGO: 131274 CODIGO: 131276

Page 14: Trabajo de Generalidadesss

14

UNIVERSIDAD NACIONAL MICAELA BASTIDAS DE APURIMACINGENIERIA CIVIL

……………………………………. …………………………………………… ALBERTO MUÑOZ FERNANDEZ JOHON RUDY ÑAHUIRIMA CABEZAS CODIGO: 131274 CODIGO: 131276

Page 15: Trabajo de Generalidadesss

15

UNIVERSIDAD NACIONAL MICAELA BASTIDAS DE APURIMACINGENIERIA CIVIL

OBRAS DE ARTE ANEXAS A LA CARRETERA

Conjunto de estructuras destinadas a cruzar cursos de agua, sostener terraplenes y taludes, drenar las aguas que afectan el camino, evitar las erosiones de los terraplenes, etc. A las que se les denomina Obras de Arte, dentro de las que se encuentran los puentes, alcantarillas, aliviaderos, muros de contención; que permiten pasarlos con seguridad y comodidad; asimismo el hombre al recorrer siempre la misma ruta se da cuenta que es posible reducir la pendiente o inclinación de la vía, modificando la topografía del terreno natural, es entonces que procede a realizar los Movimiento de tierras, para poder lograrlo. Esta evolución se produce para formar a lo que en la actualidad de llama camino.

Tipos de obras de arte en carreteras El sistema de drenaje de una carretera permite el paso ordenado del agua de origen pluvial o subterráneo a través de las vías. Se considera que este sistema está compuesto por los siguientes tipos de elementos:

Sistemas de drenaje

Objetivo

Dar salida al agua que se llegue a acumular en el camino.

Reducir o eliminar la cantidad de agua que se dirija hacia el camino.

Evitar que el agua provoque daños estructurales.

Las alternativas de drenaje transversal son fundamentalmente tres:

a) Alcantarillas

b) Badenes

c) Puentes o Pontones

De la construcción de las obras de drenaje, dependerá en gran parte la vida útil, facilidad de acceso y la vida útil del camino.

……………………………………. …………………………………………… ALBERTO MUÑOZ FERNANDEZ JOHON RUDY ÑAHUIRIMA CABEZAS CODIGO: 131274 CODIGO: 131276

Page 16: Trabajo de Generalidadesss

16

UNIVERSIDAD NACIONAL MICAELA BASTIDAS DE APURIMACINGENIERIA CIVIL

Alcantarilla

Se define como alcantarilla a la estructura cuya luz sea menor a 6.0 m y s función es evacuar el flujo superficial proveniente de cursos naturales o artificiales que interceptan la carretera.

……………………………………. …………………………………………… ALBERTO MUÑOZ FERNANDEZ JOHON RUDY ÑAHUIRIMA CABEZAS CODIGO: 131274 CODIGO: 131276

Page 17: Trabajo de Generalidadesss

17

UNIVERSIDAD NACIONAL MICAELA BASTIDAS DE APURIMACINGENIERIA CIVIL

Tipo y sección

Los tipos de alcantarillas comúnmente utilizadas en proyectos de carreteras en nuestro país son; marco de concreto, tuberías metálicas corrugadas, tuberías de concreto y tuberías de polietileno de alta densidad. Las secciones más usuales son circulares, rectangulares y cuadradas. En ocasiones especiales que así lo ameriten puede usarse alcantarillas de secciones parabólicas y abovedadas.

Disipador de energía

Cuya función es reducir la velocidad en la entrada y salida de la alcantarilla, se hace esto para evitar el socavamiento del suelo, su forma es escalonada como se ve en la figura

Puentes

Son las estructuras mayores que forman parte del drenaje transversal de la carretera y permiten salvar o cruzar un obstáculo natural, el cual puede ser el curso de una quebrada o un río.

……………………………………. …………………………………………… ALBERTO MUÑOZ FERNANDEZ JOHON RUDY ÑAHUIRIMA CABEZAS CODIGO: 131274 CODIGO: 131276

Page 18: Trabajo de Generalidadesss

18

UNIVERSIDAD NACIONAL MICAELA BASTIDAS DE APURIMACINGENIERIA CIVIL

Partes de un puente.

Subestructura o Infraestructura. Es la parte del puente que se encarga de transmitir las cargas al suelo de cimentación.

Superestructura. Es la parte del puente en donde actúa la carga móvil.

TIPOLOGÍA DE PUENTES. Los puentes los podemos clasificar según:

La naturaleza de la vía soportada: -Puentes de carretera -Puentes de ferrocarril -Puentes-canal -Puentes-acueductos

El tablero sea fijo o móvil:-Basculantes -Levadizos -Giratorios-De desplazamiento vertical

El material constitutivo: -Madera. -Metálicos: -De fundición-De hierro forjado-De acero -Concreto: -Armado-pretensado-Mixto

Funcionamiento mecánico: -Puentes Rectos o deVigas

……………………………………. …………………………………………… ALBERTO MUÑOZ FERNANDEZ JOHON RUDY ÑAHUIRIMA CABEZAS CODIGO: 131274 CODIGO: 131276

Page 19: Trabajo de Generalidadesss

19

UNIVERSIDAD NACIONAL MICAELA BASTIDAS DE APURIMACINGENIERIA CIVIL

-Puentes Colgantes -Puentes atirantados

BADENES

Son estructuras de empedrado o losa de concreto reforzado o no, fundidas en el lecho del río con la finalidad de que permitan el paso de vehículos prácticamente entre el agua, por lo que solo son factibles en los casos en que el río es de poco caudal y poca profundidad, o bien se utilizan solo en época de verano

CUNETAS

Las cunetas son zanjas longitudinales revestidas o sin revestir abiertas en el terreno, ubicadas a ambo lados o a un solo lado de la carretera, con el objeto de captar, conducir y evacuar adecuadamente los flujos del agua superficial.

……………………………………. …………………………………………… ALBERTO MUÑOZ FERNANDEZ JOHON RUDY ÑAHUIRIMA CABEZAS CODIGO: 131274 CODIGO: 131276

Page 20: Trabajo de Generalidadesss

20

UNIVERSIDAD NACIONAL MICAELA BASTIDAS DE APURIMACINGENIERIA CIVIL

a. Cunetas o zanjas de coronación

Las cunetas o zanjas de coronación son canales que se construyen en la parte superior de los taludes de corte, para recoger las aguas que bajan por las pendientes naturales y conducirlas hacia la quebrada o descarga más próxima del sistema general de drenaje, evitando de este modo la erosión del terreno, especialmente en zonas de pendiente pronunciada

……………………………………. …………………………………………… ALBERTO MUÑOZ FERNANDEZ JOHON RUDY ÑAHUIRIMA CABEZAS CODIGO: 131274 CODIGO: 131276

Page 21: Trabajo de Generalidadesss

21

UNIVERSIDAD NACIONAL MICAELA BASTIDAS DE APURIMACINGENIERIA CIVIL

b. Contra cunetasLa función de las contra cunetas es prevenir que llegue al camino un exceso de agua o humedad, aunque la práctica ha demostrado que en muchos casos no es conveniente usarlas, debido a que como se construyen en la parte aguas arriba de los taludes, provocan reblandecimientos y derrumbes.

MUROS DE CONTENCIÓN Los muros de contención se utilizan para detener masas de tierra u otros materiales sueltos cuando las condiciones no permiten que estas masas asuman sus pendientes naturales.

……………………………………. …………………………………………… ALBERTO MUÑOZ FERNANDEZ JOHON RUDY ÑAHUIRIMA CABEZAS CODIGO: 131274 CODIGO: 131276

Page 22: Trabajo de Generalidadesss

22

UNIVERSIDAD NACIONAL MICAELA BASTIDAS DE APURIMACINGENIERIA CIVIL

BOVEDAS

Las bóvedas de medio punto construidas con mampostería son adecuadas cuando requerimos salvar un claro con una altura grande de la rasante al piso del rió.

EL

ARTE DEL TRAZO DE LA LÍNEA DE GRADIENTE

Línea de gradiente

Es la línea de trazo curvilíneo que se obtiene, al unir puntos con igual pendiente, los puntos a enlazar.

……………………………………. …………………………………………… ALBERTO MUÑOZ FERNANDEZ JOHON RUDY ÑAHUIRIMA CABEZAS CODIGO: 131274 CODIGO: 131276

Page 23: Trabajo de Generalidadesss

23

UNIVERSIDAD NACIONAL MICAELA BASTIDAS DE APURIMACINGENIERIA CIVIL

El objetivo principal de realizar un trazo de línea de gradiente es de saber la pendiente máxima promedio aceptable para el tipo de vía de comunicación dado.

La importancia del eclímetro

Sin lugar a duda es de gran importancia el eclímetro en obras civiles como el trazo de vías aéreas, vía marítima, vía ferroviaria, vías de transporte de agua (acueducto), de gas (gasoductos), de petróleo (oleoductos) y vías de vehículo; todas están tiene una particularidad de obras civiles, que tienen una gran longitud y un poco ancho, éstas obras se pueden trabajar con una gran variedad de equipos.

Velocidad

La velocidad es el factor primordial de todos los sistemas de transporte y aquella con que circulan los vehículos por una vía es un índice importante que debe tenerse

……………………………………. …………………………………………… ALBERTO MUÑOZ FERNANDEZ JOHON RUDY ÑAHUIRIMA CABEZAS CODIGO: 131274 CODIGO: 131276

Page 24: Trabajo de Generalidadesss

24

UNIVERSIDAD NACIONAL MICAELA BASTIDAS DE APURIMACINGENIERIA CIVIL

en cuenta al establecer las características de proyecto de la misma. Se distinguen tres. tipos de velocidad:

1. Velocidad do operación: Que es la maxima velocidad de circulacion en condiciones imperantes en la via, como el transito, el estado de la superficie de rodadura y las condiciones ambientales existentes.

2. Velocidad de marchar: Que es la determinada en un trayecto de carretera al dividir la distancia total recorrida por el tiempo efectivo de marcha.

Velocidad directriz o de diseño

Que es la escogida para proyectar una carretera y relacionar las características físicas de la vía, tales como los radios de curvatura, el peralte, las distancias de visibilidad, etc., de los cuales depende la operación segura de los vehículos. Las NPDC, estipula que las características geométricas, (radio mínimo de las curvas horizontales y verticales, distancias de visibilidad de parada y de sobrepaso, etc.) están relacionadas a cada velocidad directriz.

Elección de la velocidad directriz

La elección de la velocidad de diseño es una cuestión esencial primordialmente de índole economica. Esta velocidad para lograr el minimo consumo de combustible y el menor desgaste de vehiculo, debe conservarse lo mas uniforme posible y a la vez debe ser lo mas alta posible para atender a los requerimientos del volumen de trafico. Estas condiciones solo se obtienen en terrenos planos; en terrenos ondulados y mas aun en terrenos accidentados la curvatura y pendiente imponen variaciones en la velocidad con el sobrecosto consiguiente en el transporte.De acuerdo con la NPDC. la velocidad directriz esta influenciada por los siguientes factores: Relieve del terreno Tipo de carretera a construirse Volumen y tipo de tráfico que se espera, y consideraciones económicas.Con base en la geografía física peruana, en nuestro medio se emplean los siguientes tipos de velocidades de diseño, según el tipo de topografía y la clase de carretera a diseñar.

……………………………………. …………………………………………… ALBERTO MUÑOZ FERNANDEZ JOHON RUDY ÑAHUIRIMA CABEZAS CODIGO: 131274 CODIGO: 131276

Page 25: Trabajo de Generalidadesss

25

UNIVERSIDAD NACIONAL MICAELA BASTIDAS DE APURIMACINGENIERIA CIVIL

Elección de la pendiente para el trazo de la línea de gradienteEl rango de valores que puede tener nuestra pendiente de trabajo, para el trazo de la línea de gradiente, estará comprendido entre la pendiente mínima aumentada en 1% y la máxima disminuida en 1%. En esta fase del trabajo se recomienda no

……………………………………. …………………………………………… ALBERTO MUÑOZ FERNANDEZ JOHON RUDY ÑAHUIRIMA CABEZAS CODIGO: 131274 CODIGO: 131276

Page 26: Trabajo de Generalidadesss

26

UNIVERSIDAD NACIONAL MICAELA BASTIDAS DE APURIMACINGENIERIA CIVIL

utilizar los valores mínimo y máximo de la pendiente, reservar estas ya en el diseño definitivo de la rasante y caso fuese necesario utilizarla.Pendiente de trabajo para LG = (pendiente mínima +1% pendiente máxima -1%)

Pendiente máxima.Sección 403.c4.02 DG-2001: con la tabla 1, se establece la pendiente máxima de nuestra carretera. Si esta se ubica en zonas cuyas cotas sean superiores a los 3000msnm, y el terreno es montañas y escarpados los valores máximo de esta tabla se reducen en 1%. También indican que en carreteras con calzadas independientes y de pendientes de bajada podrán superar hasta en 2% de las máximas establecidas por la tabla:

PENDIENTES MAXIMAS NORMALES

Pendientes EconómicasLa pendiente económica será aquella que permitan al vehículo subir a la velocidad más eficiente de su máquina, esto es, con el menor consumo de combustible y lubricantes y descender sin necesidad de usar los frenos y sin alcanzar una

……………………………………. …………………………………………… ALBERTO MUÑOZ FERNANDEZ JOHON RUDY ÑAHUIRIMA CABEZAS CODIGO: 131274 CODIGO: 131276

COTA DEL TERRENO PENDIENTE MAXIMA

PENDIENTE EXCEPCIONAL

Cota de terreno por debajo de 3000msnm

7% 8%

Cota de terreno por encima de 3000msnm

6% 7%

Page 27: Trabajo de Generalidadesss

27

UNIVERSIDAD NACIONAL MICAELA BASTIDAS DE APURIMACINGENIERIA CIVIL

velocidad excesiva, lo cual reduce al desgaste mecánico y de las llantas. Desde esto punto de vista la pendiente más económica será de 3%, porque en uno u otro sentido la velocidad operacional es prácticamente la misma que a nivel.

Trazo de la línea de gradienteImaginemos que queremos escalar un cerro desde un punto A hacia B en este caso nosotros “el móvil” y al dirigirnos hacia B lo haremos con “pendiente promedio” el que nos permite muestro cuerpo llegar en el mínimo tiempo y esfuerzo posible, con aberturas de pasos constantes que irán dejando huellas en el camino. Vistas estas desde arriba resulta en ella una línea curvilínea que se pega a la sinuosidad del terreno, esta será nuestra LINEA DE GRADIENTE. En el campo se utiliza eclímetro, para llevar una determinada pendiente y en gabinete utilizaremos el compás, que en la actualidad ya contamos con software que nos pueden ayudar facilitar esta labor.

TRAZO DE LA LINEA GRADIENTE SOBRE UN PLANO DE CURVAS DE NIVEL

Material a usar:

▪ Plano topográfico: Perfectamente a escala 1/2000 con equidistancia de curvas de nivel dos metros; puede usarse también si faltare el plano anterior, planos a 1/5000 con E = 5 m., o a 1/2500 con E = 25 m., o incluso 1/50 con E = 50 m.▪ Compas.▪ Escalimetro o regla centimetrada▪ Calculadora lápiz, borrador y papel para calcular. Es muy aconsejable que se encuentren cuente con un plano geológico.

PROCESO Se requiere llegar desde un punto A a un punto B

Determinación de puntos positivos de control (por donde debe pasar la carretera)

……………………………………. …………………………………………… ALBERTO MUÑOZ FERNANDEZ JOHON RUDY ÑAHUIRIMA CABEZAS CODIGO: 131274 CODIGO: 131276

Page 28: Trabajo de Generalidadesss

28

UNIVERSIDAD NACIONAL MICAELA BASTIDAS DE APURIMACINGENIERIA CIVIL

Para cada dos puntos de control más inmediatos determine sus cotas y la longitud de la línea de vuelo entre ellas (distancia recta) a la que se le aumentará un porcentaje(de acuerdo a la topografía) obteniéndose la longitud probable de trazo, a fin de que con estos valores calculamos la pendiente para la siguente fórmula:

Si la calculada es un dato compatible de diseño o trazo se procede a calcularla abertura del compás.

Si la diferencia de alturas es considerable, se hace la necesidad de generar una mayor longitud, esto se hace planteando desarrollos y consecuentemente se tendría que buscar en el plano , los lugares mas convenientes para las curvas de vuelta.

CALCULO DE LA ABERTURA DEL COMPA

Dónde: : Abertura del compás.

E: Equidistancia de curvas de nivel.K: denominador de la escala del plano.i: pendiente en porcentaje.Ejemplo: abertura de compas para escala 1/2000 y distancia entre curvas de nivel de 2 metros.

Pendiente Abertura del compas

……………………………………. …………………………………………… ALBERTO MUÑOZ FERNANDEZ JOHON RUDY ÑAHUIRIMA CABEZAS CODIGO: 131274 CODIGO: 131276

Page 29: Trabajo de Generalidadesss

29

UNIVERSIDAD NACIONAL MICAELA BASTIDAS DE APURIMACINGENIERIA CIVIL

2% 5 cm3% 3.33 cm3.5% 2.86 cm4% 2.5 cm5% 2.0 cm

Se recomienda no utilizar los valores mínimos y máximos de pendientes, reservar estos valores para el diseño definitivo de rasante.Con la pendiente elegida, se toma el compás con aberturas correspondientes a esta y procedemos a interceptar de curva en curva de nivel. Luego procedemos a unir estos puntos, mediante una línea curvilínea siguiendo la sinuosidad del terreno, la que denominaría LINEA DE GRADIENTE, se sugiere que al unir estos puntos, la trayectoria de esta línea mantenga un paralelismo con las curvas de nivel, es decir no las corte. Este procedimiento nos facilitara la lectura de cuanto aproximadamente se estaría cortando o rellenando en una determinada zona, lo que nos permitirá hacer ciertas correcciones y optimización del siguiente paso a seguir, que es el trazo del alineamiento.ELECCIÓN DE LOS VALORES DE PENDIENTE DE LA LÍNEA DE GRADIENTEAl tratar de unir dos puntos de A hacia B, pueden presentarse las siguientes posibilidades mostrados en los esquemas, obsérvense estos como planos verticales y no en planta. Que ambos puntos se encuentren a igual cota. La elección de la gradiente, la posición y el número de cambios, estarán supeditados a puntos adicionales que se deseen enlazar (otro poblado, una carretera, etc.) o zonas que se deseen evadir, pues presentan condiciones geológicas desfavorables, suelos pantanosos, áreas de alto costo de construcción, expropiación, etc. Las condiciones pluviométricas de la zona condicionarán la pendiente mínima. Que ambos puntos presenten un diferencial de nivel suave que permita tal vez, enlazarlos con una sola pendiente o las variantes en la elección del valor de pendiente a causa de o indicado en el párrafo anterior.

La tercera situación que puede presentarse es que la diferencia de altura entre ambos puntos a ser enlazados sea extremadamente fuerte lo que obligaría a diseñarse “desarrollos” o curvas de volteo para ir ganando altura paulatinamente. Generalmente esto sucede sobre la misma falda del cerro, por lo que para ubicar los

……………………………………. …………………………………………… ALBERTO MUÑOZ FERNANDEZ JOHON RUDY ÑAHUIRIMA CABEZAS CODIGO: 131274 CODIGO: 131276

Page 30: Trabajo de Generalidadesss

30

UNIVERSIDAD NACIONAL MICAELA BASTIDAS DE APURIMACINGENIERIA CIVIL

puntos de quiebres o cambios de la dirección del alineamiento tenemos que tener presente, la proporción de mínimo valor de radio y preveer que no existan interferencias entre los ejes de la vía.

Se recomienda en todos los casos no realizar cambios innecesarios de las pendientes, es decir que el número de contrapendientes o curvas verticales sea lo mínimo necesario. Se sugiere no más de 5 curvas verticales en un tramo de 1 km aproximadamente y no pronunciadas.

EJECUCIÓN DE PRÁCTICAINSTRUMENTOS Y MATERIALES:

……………………………………. …………………………………………… ALBERTO MUÑOZ FERNANDEZ JOHON RUDY ÑAHUIRIMA CABEZAS CODIGO: 131274 CODIGO: 131276

Eclímetro Brújula

Page 31: Trabajo de Generalidadesss

31

UNIVERSIDAD NACIONAL MICAELA BASTIDAS DE APURIMACINGENIERIA CIVIL

PERSONAL-Operador de eclímetro(1).-Medición de distancias con Wincha(2).-Jaloneros (1).-Libretista (1).

PROCEDIMIENTO DE EJECUCIÓN: Para medir la pendiente que existe entre dos puntos, lo primero que tenemos que hacer es señalar en el jalón, el lugar donde cae la línea visual de la persona que medirá.

……………………………………. …………………………………………… ALBERTO MUÑOZ FERNANDEZ JOHON RUDY ÑAHUIRIMA CABEZAS CODIGO: 131274 CODIGO: 131276

Wincha

Page 32: Trabajo de Generalidadesss

32

UNIVERSIDAD NACIONAL MICAELA BASTIDAS DE APURIMACINGENIERIA CIVIL

Luego la persona que medirá con el eclímetro se posiciona en un punto de inicio, mientras tanto el que tiene el jalón, se posiciona en un segundo punto, donde a través del eclímetro se mide la pendiente en porcentaje. Buscándose de esta manera obtener una sola pendiente de 10 %. Este proceso se repite para medir la pendiente de todos los puntos del recorrido.

En el caso de que se nos complique hallar la pendiente establecida por una ruta, trataremos de cambiar de ruta, de tal forma que encontremos la pendiente que habíamos establecido, en este caso del 10 %

P a r a l a m e d i c i ó n d e l o s a z i m u t d e c a d a a l i n e a m i e n t o c o n r e s p e c t o a l n o r t e

magnético, lo que se hace primero es colocar la pínula verticalmente para poder verla en el espejo, de tal forma que coincida el hilo que se encuentra en el espejo con el reflejo de la pínula, bifurcándola longitudinalmente, además el hilo también

……………………………………. …………………………………………… ALBERTO MUÑOZ FERNANDEZ JOHON RUDY ÑAHUIRIMA CABEZAS CODIGO: 131274 CODIGO: 131276

MEDICIÓN DE LA PENDIENTE

MARCA LA VISUAL

Page 33: Trabajo de Generalidadesss

33

UNIVERSIDAD NACIONAL MICAELA BASTIDAS DE APURIMACINGENIERIA CIVIL

tiene que coincidir con el reflejo del jalón. Finalmente se tiene que nivelar el nivel de aire circular, y se procede a leer el azimut con respecto al norte.

TOMA Y CÁLCULO DE DATOSCUADRO DE PENDIENTES CON ECLÍMETRODatos tomados en campo:

Datos calculados en gabinete:

Nota: Usaremos como cota referencial un BM de 2000 msnm. Esta cota que usaremos es relativa debido a que no se contaba con el GPS para poder hacer la lectura de la cota de BM. Así también como para el ESTE y el NORTE de nuestro BM se asumirán valores relativos por la misma razón mencionada.

PROCEDIMIENTO PARA CALCULAR EL ESTE: Para calcular el este de un punto emplearemos la siguiente fórmula:

Ejemplo: Para calcular el este del primer punto 1, lo que haremos es tomar la medida de la distancia de BM al punto 1. En este caso es de 23.00 m. Luego tomar el azimut de la linea BM-1 con respecto al norte magnético, obteniéndose de esta manera su respectivo azimut. Y como el este del punto BM es de 1000.000 en este caso, lo que se hará es calcular mediante la formula anterior el este del punto 1 , y luego sumarle el este del punto anterior (punto BM):

……………………………………. …………………………………………… ALBERTO MUÑOZ FERNANDEZ JOHON RUDY ÑAHUIRIMA CABEZAS CODIGO: 131274 CODIGO: 131276

Page 34: Trabajo de Generalidadesss

34

UNIVERSIDAD NACIONAL MICAELA BASTIDAS DE APURIMACINGENIERIA CIVIL

PROCEDIMIENTO PARA CALCULAR EL NORTE

Para calcular el norte de un punto emplearemos la siguiente fórmula:

Ejemplo: Para calcular el norte del primer punto 1, lo que haremos es tomar la medida de la distancia de BM al punto 1. En este caso es de 23.00 m. Luego tomar el azimut de la linea BM-1 con respecto al norte magnético, obteniéndose de esta manera su respectivo azimut. Y como el norte del punto BM es de 1000.000 en este caso, lo que se hará es calcular mediante la fórmula anterior el norte del punto 1 , y luego sumarle el norte del punto anterior (punto BM):

PROCEDIMIENTO PARA CALCULAR LAS COTAS

Para calcular la cota de un punto emplearemos la siguiente fórmula:

Cota cotaEjemplo:Para calcular la cota del primer punto 1, lo que haremos es tomar la medida de la distancia de BM al punto 1. En este caso es de 23.00 m. Luego tomar la medida de la pendiente de la ruta, que en este caso es del 10 %. Tengamos en cuenta que en párrafos anteriores se mencionó que se tomó como valor relativo una cota de 2000.000 para BM. Teniendo estos datos reemplazamos y tendríamos:

Cota cota

Cota cota

Cota 2000.000

Cota 2002.300 m

RECOMENDACIONES

……………………………………. …………………………………………… ALBERTO MUÑOZ FERNANDEZ JOHON RUDY ÑAHUIRIMA CABEZAS CODIGO: 131274 CODIGO: 131276

Page 35: Trabajo de Generalidadesss

35

UNIVERSIDAD NACIONAL MICAELA BASTIDAS DE APURIMACINGENIERIA CIVIL

No es recomendable tomar las pendientes límites sino un valor ligeramente menor ya que en los estudios posteriores probablemente haya reducción de longitud lo que conllevaría a que suba la pendiente. Se recomienda no realizar cambios innecesarios de las pendientes, es decir que el número de curvas verticales sea lo mínimo necesario. Se sugiere no más de 5 curvas verticales en un tramo de 1km aproximadamente. En el caso de que se nos complique hallar la pendiente requerida, trataremos de cambiar de ruta, de tal forma que encontremos la pendiente que habíamos establecido, en este caso del 10 %. se recomienda una pendiente única. Cuando la diferencia de alturas entre dos puntos a unir es extremadamente fuerte, lo que se hace es diseñarse “desarrollos” o curvas de volteo para ir ganando altura paulatinamente.

TRAZO DEL EJE PRELIMINAR DE LA CARRETERA

Diseño horizontal. Especifica información acerca de la planimetría, como del eje de la carretera, curvas horizontales, sobre ancho, etc.

Eje de la carreteraEl eje de la carretera se detalla en la vista en planta del proyecto horizontal que se encuentra en los planos. Este eje está compuesto por alineamientos horizontales rectos, enlazados por alineamientos horizontales curvos. Este eje, se encuentra seccionado partiendo del punto inicial de carretera (Po) cada 20 metros o menos hasta llegar al punto final de carretera (PF).también sobre este se ubica las obras de arte, tales como sumideros y alcantarillas.

En general, salvo en casos suficientemente justificados, se adoptará para definición del eje:

En autopistas El centro del separador central, si este fuera de ancho constante o con variación de ancho aproximadamente simétrico.

El borde interior de la vía a proyectar en el caso de duplicaciones.

El borde interior de cada vía en cualquier otro caso.

En carreteras de vía única El centro de la superficie de rodadura.

Consideraciones de diseño Algunos aspectos a considerar en el diseño en planta: Deben evitarse tramos con alineamientos rectos demasiado largos. Tales tramos son monótonos durante el día, y en la noche aumenta el peligro de deslumbramiento de las luces del vehículo que avanza en sentido opuesto. Es preferible reemplazar grandes alineamientos, por curvas de grandes radios.

……………………………………. …………………………………………… ALBERTO MUÑOZ FERNANDEZ JOHON RUDY ÑAHUIRIMA CABEZAS CODIGO: 131274 CODIGO: 131276

Page 36: Trabajo de Generalidadesss

36

UNIVERSIDAD NACIONAL MICAELA BASTIDAS DE APURIMACINGENIERIA CIVIL

Para las autopistas de primer y segundo nivel, el trazado deberá ser más bien una combinación de curvas de radios amplios y tangentes no extensas.

En el caso de ángulos de deflexión Δ pequeños, iguales o inferiores a 5º, los radios deberán ser suficientemente grandes para proporcionar longitud de curva mínima L obtenida con la fórmula siguiente: L > 30 (10 - Δ), Δ < 5º (L en metros; Δ en grados) No se usará nunca ángulos de deflexión menores de 59' (minutos).

PERFIL LONGITUDINAL DEL EJE PLANTEADO.Geométricamente, la carretera es un cuerpo tridimensional totalmente irregular, lo que en un principio hace complicada su representación. Sin embargo, posee una serie de particularidades que simplifican y facilitan su estudio:El predominio de una de sus dimensiones respecto a las otras dos, la carretera es una obra lineal.La posibilidad de reproducirla fielmente mediante el desplazamiento de una sección transversal que permanece constante a lo largo de un eje que define su trayectoria.Estas dos características permiten la adopción de un sistema de representación relativamente sencillo, de fácil interpretación y muy útil desde el punto de vista constructivo. En base a este sistema, la carretera queda totalmente definida mediante tres tipos de vistas: planta, perfil longitudinal y perfil transversal, No obstante, pueden emplearse otros tipos de representación como la perspectiva cónica de cara a realizar estudios más específicos sobre un determinado aspecto, como la visibilidad o el impacto ambiental.A continuación se comentan las tres vistas más importantes:PLANTA:Es la vista más importante de todas, ya que sobre ella se representa la forma explícita la proyección horizontal de la carretera. Se emplea para la confección de planos que recojan información de diversa índole, útil para la correcta definición de la vía: trazado, replanteo, geología, topografía, pluviometría, señalización, uso del suelo, etc.PERFIL LONGITUDINAL:Es el desarrollo sobre un plano de la sección obtenida empleando como de corte una superficie reglada cuya directriz es el eje longitudinal carretera, empleando una recta vertical como generatriz. En esta se sintetiza gran parte de la información necesaria para la plano de la vista construcción de la carretera, expresada tanto de forma gráfica como numérica.

TRAZADO EN PLANTA

El trazado en planta suele ser el punto por el cual comienza a diseñarse geométricamente una carretera, ya que al ser esta una obra lineal, define perfectamente la forma y recorrido de la misma.El eje de un camino se halla compuesto de una serie de formas geométricas entrelazadas, denominadas genéricamente ALINEACIONES. Estas pueden ser de tres tipos:

……………………………………. …………………………………………… ALBERTO MUÑOZ FERNANDEZ JOHON RUDY ÑAHUIRIMA CABEZAS CODIGO: 131274 CODIGO: 131276

Page 37: Trabajo de Generalidadesss

37

UNIVERSIDAD NACIONAL MICAELA BASTIDAS DE APURIMACINGENIERIA CIVIL

Alineaciones rectas: Este tipo de alineaciones son las que definen a grosso modo el trazado de la carretera. Se caracterizan por su ausencia de curvaturas, lo que posibilita que en estos tramos sea donde a priori un vehículo pueda desarrollar su máxima velocidad.Alineaciones curvas: Estas constituidas por curvas circulares, cuya principal misión es enlazar los tramos rectos, evitando quiebres bruscos en el trazado del camino. Se caracterizan por una curvatura constante, lo que obliga al conductor a efectuar maniobras de giro. Para neutralizar la fuerza centrífuga que aparece en este tipo de tramos, se dota transversalmente a la vía de una inclinación hacia el interior, denominada.

PERALTE.Curvas de transición: La finalidad de este tipo de alineaciones es servir de enlace entre las dos anteriores. Su característica fundamental es la variación gradual de su curvatura a lo largo de su longitud, posibilitando de esta forma una transición suave entre alineaciones de distinta dirección y/o curvatura.

De las distintas curves de transición existentes, en carreteras se emplea la CLOTOIDE o espiral de Cornu.

Figura 2. Tipos de alineaciones en planta

LAS ETAPAS DE TRAZADOEn base a los tres elementos definidos anteriormente, podría esquematizarse el proceso de desarrollo del trazado en planta en tres etapas:

* Una primera etapa donde se realiza un primer trazado definido exclusivamente por alineaciones rectas, indicando así la zona afectada por el paso de la vía.

……………………………………. …………………………………………… ALBERTO MUÑOZ FERNANDEZ JOHON RUDY ÑAHUIRIMA CABEZAS CODIGO: 131274 CODIGO: 131276

Page 38: Trabajo de Generalidadesss

38

UNIVERSIDAD NACIONAL MICAELA BASTIDAS DE APURIMACINGENIERIA CIVIL

* En la segunda etapa se efectúa un refinamiento empleando alineaciones curvas que sirvan come enlace de las anteriores, y cuyo radio o radios se escogen en función de criterios que optimicen el trazado de la carretera, como pueda ser el evitar zonas con características topográficas o geológicas poco recomendables. Puede darse el caso de que en determinadas tramos, este tipo de alineaciones anule completamente a las anteriores.

• El trazado definitivo vendrá matizado por la introducción de curvas de transición entre las diferentes tipos de alineaciones existentes, ya sean recta-recta, recta curva o curva-curva. Al igual que en el caso anterior, esta clase de alineaciones puede anular en ciertas ocasiones a las que ya constituían el trazado. Actualmente existen avanzadas herramientas de análisis informático que, partiendo de una serie de datos de campo y parámetros iniciales, son capaces de efectuar el trazado más ajustado y ventajoso posible. Debe recalcarse que estas aplicaciones no deben considerarse más que como unas ayudas adicionales a técnico proyectista que debe ser quien tome en última instancia la correspondiente decisión.

Figura 2. Tipos de alineaciones en planta

FACTORES CONDICIONANTESEn el caso de las obras de carreteras, existen una serie de factores que condicionan las posibles soluciones al trazado en planta de una vía, como son:PUNTOS DE PASO FORZOSO: Serie de puntos que, por diversos motivos condicionan y limitan la elección del trazado. Algunos de estos factores son: ……………………………………. …………………………………………… ALBERTO MUÑOZ FERNANDEZ JOHON RUDY ÑAHUIRIMA CABEZAS CODIGO: 131274 CODIGO: 131276

Page 39: Trabajo de Generalidadesss

39

UNIVERSIDAD NACIONAL MICAELA BASTIDAS DE APURIMACINGENIERIA CIVIL

Factores topográficos: existen zonas que por presentar una determinada topografía zonas montañosas, barranco y depresión, etc.- dificultan y encarecen la construcción de obras de carreteras.Factores Geológicos: La presencia de terrenos no aptos por su baja capacidad portante y la proximidad de zonas de extracción de áridos -una de las materias primas para la construcción de carreteras- son los más reseñables.Factores Hidrológicos: La existencia de cauces hidráulicos y zonas inundables puede desaconsejar que el trazado discurra por dichas zonaFactores Urbanísticos: Los Planes de Ordenación aprobados o previstos, así come el uso del suelo, facilitaren o dificultaren la realización de un trazado u otro.Factores Sociales: La comunicación de determinados núcleos de población puede condicionar en mayor o menor medida el trazado de la vía. UNIFORMIDAD Y VISIBILIDAD: Se procurara dar la máxima visibilidad posible evitando grandes pendientes -sobre todo el trazado en tobogán- y variaciones bruscas de curvatura. Además, el trazado debe ser uniforme, para facilitar la adaptación del conductor al trazado de la vía.

MONOTONÍA: Un trazado donde predominan las grandes alineaciones rectas provoca en el conductor una sensación de monotonía y dispersión mental. Por ello, es recomendable proyectar trazados donde no proliferen este tipo de alineaciones, siendo la tendencia actual a realizar lo señalizando curvas de acuerdo exclusivamente.

ZONAS PROTEGIDAS: A lo largo del trazado previsto pueden existir determinados enclaves que por su valor histórico-artístico, ecológico o de otro tipo estén protegidos por el Estado no pudiendo expropiarse; este hecho obligaría a un replanteo del trazado, al menos en el entorno de la zona afectada. Por último son de vital importancia los factores de carácter económico, que atañen tanto al costo de construcción de la vía o inversión como el costo de explotación de la misma. La minimización de ambos costos en consonancia con los factores anteriormente tratados proporcionaran la solución al trazado óptimo.

TRAZADO EN PLANTA O ALZADOEl trazado en alzado de una carretera se lleva a cabo a través del estudio de su sección longitudinal que, como ya se ha dicho, se obtiene desarrollando en un plano el eje de dicha vía. Al igual que el trazado en una planta se componía de diversas alineaciones, el trazado en alzado de una vía lo conforman las rasantes, que definen la inclinación de la vía y dotan de cota a cada uno de sus puntos. Pueden distinguirse los distintos tipos de elementos en alzado:

RAMPAS: Tramos que poseen una inclinación positiva en el sentido de la marcha de los vehículos. Dicho de otro modo, son aquellos tramos de vía que el vehículo recorre cuesta arriba. En estas zonas se produce una reducción ……………………………………. …………………………………………… ALBERTO MUÑOZ FERNANDEZ JOHON RUDY ÑAHUIRIMA CABEZAS CODIGO: 131274 CODIGO: 131276

Page 40: Trabajo de Generalidadesss

40

UNIVERSIDAD NACIONAL MICAELA BASTIDAS DE APURIMACINGENIERIA CIVIL

de la velocidad de los vehículos, especialmente grave en la categoría de los pesados.

PENDIENTES: Al contrario que los anteriores, son tramos de calzada de inclinación negativa en el sentido de la marcha. Este aspecto favorece un aumento de la velocidad de circulación de los vehículos.

ACUERDOS: Tramos de inclinación variable, empleados para efectuar una transición suave entre dos rasantes consecutivas. Generalmente suele emplearse la parábola como forma geométrica de acuerdo, por lo que se le da el nombre de acuerdos parabólicos. El trazado en alzado suele adaptarse generalmente a las exigencias topográficas del terreno por el que discurre la carretera, para de esta forma minimizar el movimiento de tierras y además procurando mantener el equilibrio entre los volúmenes de desmonte y terraplén.

REPRESENTACIÓN DEL PERFIL LONGITUDINAL ……………………………………. …………………………………………… ALBERTO MUÑOZ FERNANDEZ JOHON RUDY ÑAHUIRIMA CABEZAS CODIGO: 131274 CODIGO: 131276

Page 41: Trabajo de Generalidadesss

41

UNIVERSIDAD NACIONAL MICAELA BASTIDAS DE APURIMACINGENIERIA CIVIL

Como ya se ha dicho, el perfil longitudinal de una carretera es uno de los elementos que mejor la definen, ya que a los datos geométricos añade una serie de datos numéricos mucho mas precisos que concretan los anteriores. El perfil longitudinal es uno de los elementos imprescindibles para la construcción de la carretera, ya que los datos -que encierra se interpretan de forma clara, sencilla y precisa. El contenido gráfico de este perfil consta no sale de las diferentes rasantes y acuerdos que componen la vía, sino que viene acompañada del perfil topográfico del terreno prexistente. Además, sobre el se sitúan las distintas obras de arte que componen la obra: puentes, canoas de drenaje o túneles, así como las infraestructuras que interceptan su trayectoria, ferrocarriles, tendidos eléctricos, canales u otras carreteras- a accidentes naturales, come lagos o ríos. Sobre el perfil longitudinal se representan mediante líneas verticales cada uno de los perfiles transversales _-normalmente equidistantes unos de otros- que suelen referirse al punto kilométrico de la vía (PK) donde han sido tomadas. Cada uno de los perfiles transversales lleva asociada una información numérica, que conforma la popularmente conocida como guitarra, y como se ve a continuación:

……………………………………. …………………………………………… ALBERTO MUÑOZ FERNANDEZ JOHON RUDY ÑAHUIRIMA CABEZAS CODIGO: 131274 CODIGO: 131276

Page 42: Trabajo de Generalidadesss

42

UNIVERSIDAD NACIONAL MICAELA BASTIDAS DE APURIMACINGENIERIA CIVIL

COTAS DE TERRENO: Esta cifra indica la cota o altura del terreno respecto al plano de comparación escogido, generalmente el nivel del mar o uno arbitrario. Su precisión viene en función de los dates topográficos disponibles.

COTAS DE LA RASANTE: Se refiere a la cota de la rasante proyectada respecto al mismo plano de comparación. La precisión de esta medida obtenida mediante cálculos analíticos- debe ajustarse al milímetro,COTAS ROJAS: Representa la diferencia de cota entre el terreno y la rasante, pudiendo ser de dos tipos, excluyentes entre si:

De desmonte: en este caso eje terreno se halla por cinta de la rasante. Indican, por tanto, la profundidad a la que se debe excavar para esta ultima.

De terraplén: define la altura a terraplenar sobre el terreno natural, para alcanzar la cota de la rasante en un determinado punto.

Distancias Parciales: cifras que indica la distancia existente recorrida sobre el eje longitudinal desde al anterior perfil hasta el actualidad.

DISTANCIAS AL ORIGEN: A diferencia de la anterior, representa la distancia medida a la largo del eje longitudinal de la vía- entre el origen de distancias y el perfil considerado.

IDENTIFICACIÓN DEL PERFIL: Con este apartado se pretende una enumeración ordenada de cada uno de los perfiles tomados, de forma que puedan ser fácilmente identificables entre otro tipo de planos. Los datos numéricos anteriormente expuestos suelen ir acompañados por dos esquemas que resumen otros parámetros geométricos definitorios de la carretera:

Estados de Alineaciones: Diagrama adimensional (serían magnitude adimensionales todas aquellas que no tienen unidades, o cuyas unidades pueden expresarse como relaciones matemáticas puras), en el que se representan curvaturas de las diferentes alineaciones. Así las alineaciones rectas coinciden con el eje del diagrama; las curvas son rectas paralelas a las clotóides, rectas inclinadas de pendiente constante.

Ley de peraltes: Representación gráfica de la pendiente transversal de Explanación. Para ello, se representan los bordes izquierdos y derecho de la explanación, asignando a cada uno de ellos una línea diferente. Las escalas empleadas para la representación del perfil longitudinal varían en función de la magnitud de la obra; lo que suele hacerse es diferenciar la escala vertical de la horizontal, siendo del orden de diez veces superior a esta última.

LEVANTAMIENTO DE PERFILESComo señaláramos en los párrafos anteriores, los perfiles se pueden clasificar en perfiles Longitudinales y Transversales, que como ya dijimos son las aplicaciones de la nivelación destinadas a obtener una representación grafica de la forma de la superficie del terreno, por cortes perpendiculares a su superficie.

……………………………………. …………………………………………… ALBERTO MUÑOZ FERNANDEZ JOHON RUDY ÑAHUIRIMA CABEZAS CODIGO: 131274 CODIGO: 131276

Page 43: Trabajo de Generalidadesss

43

UNIVERSIDAD NACIONAL MICAELA BASTIDAS DE APURIMACINGENIERIA CIVIL

Para medir las magnitudes en el levantamiento de perfiles es necesario realizar las siguientes operaciones

Trazado del Eje Longitudinal: este se realiza utilizando un nivel de ingeniero dirigiendo el operador con la visualización del gonio angular, la línea imaginaria por la cual se desarrollara el levantamiento del Perfil Longitudinal.

Pendiente

Pendiente mínimaEs conveniente proveer una pendiente mínima del orden de 0,5%, a fin de asegurar en todo punto de la calzada un drenaje de las aguas superficiales. Se pueden presentar los siguientes casos particulares:

Si la calzada posee un bombeo de 2% y no existen bermas y/o cunetas, se podrá adoptar excepcionalmente sectores con pendientes de hasta 0,2%. Si el bombeo es de 2,5% excepcionalmente podrá adoptarse pendientes iguales a cero. Si existen bermas, la pendiente mínima deseable será de 0,5% y la mínima excepcional de 0,35%. En zonas de transición de peralte, en que la pendiente transversal se anula, la pendiente mínima deberá ser de 0,5%.

Pendiente máxima Es conveniente considerar las pendientes máximas que están presentes en los siguientes casos particulares. En zonas de altitud superior a los 3.000 msnm, los valores máximos se reducirán en 1% para terrenos accidentados o escarpados. En autopistas, las pendientes de bajada podrán superar hasta en un 2%.

Pendientes máximas excepcionalesExcepcionalmente, el valor de la pendiente máxima podrá incrementarse hasta en 1%, para todos los casos. Deberá justificarse técnica y económicamente la necesidad de dicho incremento. Para carreteras de

……………………………………. …………………………………………… ALBERTO MUÑOZ FERNANDEZ JOHON RUDY ÑAHUIRIMA CABEZAS CODIGO: 131274 CODIGO: 131276

Page 44: Trabajo de Generalidadesss

44

UNIVERSIDAD NACIONAL MICAELA BASTIDAS DE APURIMACINGENIERIA CIVIL

Tercera Clase deberán tenerse en cuenta además las siguientes consideraciones:

En el caso de ascenso continuo y cuando la pendiente sea mayor del 5%, se proyectará, más o menos cada tres kilómetros, un tramo de descanso de una longitud no menor de 500 m con pendiente no mayor de 2%. La frecuencia y la ubicación de dichos tramos de descanso, contara con la correspondiente evaluación técnica y económica. En general, cuando se empleen pendientes mayores a 10%, los tramos con tales pendientes no excederán de 180 m. La máxima pendiente promedio en tramos de longitud mayor a 2.000 m, no debe superar el 6%. En curvas con radios menores a 50 m de longitud debe evitarse pendientes mayores a 8%, para evitar que las pendientes del lado interior de la curva se incrementen significativamente.

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

Un buen estudio previo ingenieril multidisciplinario, nos garantizará la buena elección de las características de la obra de arte a realizar.

Es importante realizar mantenimiento constante en las cunetas y los cauces, para evitar la presencia de vegetación en la entrada de las alcantarillas y otras obras de arte, para que así estas cumplan con la proyección de su año horizonte.

Las entradas de las alcantarillas deberán ser protegidas y encauzadas, para evitar proceso erosivo. Se recomienda la atención prioritaria al drenaje, por su importancia, no debiendo prescindir de su construcción, garantizando así una buena conservación y sostenibilidad de la carretera y por cuanto la inversión a realizarse.

……………………………………. …………………………………………… ALBERTO MUÑOZ FERNANDEZ JOHON RUDY ÑAHUIRIMA CABEZAS CODIGO: 131274 CODIGO: 131276

Page 45: Trabajo de Generalidadesss

45

UNIVERSIDAD NACIONAL MICAELA BASTIDAS DE APURIMACINGENIERIA CIVIL

. BIBLIOGRAFIA

JAMES CÁRDENAS GRISALES, Diseño Geométrico de Carreteras, Eco Ediciones Ltda., Bogotá 2005. MINISTERIO DEL TRANSPORTE, Manual de Diseño Geométrico.. IGNACIO DEL CORRAL MANUEL DE VILLENA, Topografía de Obras, Alfa omega Grupo Editorial S.A., 2000. www.invias.gov.co www.mintransportes.gov.co

……………………………………. …………………………………………… ALBERTO MUÑOZ FERNANDEZ JOHON RUDY ÑAHUIRIMA CABEZAS CODIGO: 131274 CODIGO: 131276

Page 46: Trabajo de Generalidadesss

UNIVERSIDAD NACIONAL MICAELA BASTIDAS DE APURIMAC INGENIERIA CIVL

“El espacio arquitectónico solo cobra vida con la presencia humana que lo percibe”