TRAZADO DE LNEA ANTE-PRELIMINAR O LNEA DE CEROS EN CAMPO

YULIANA ANDREA BARBOSA DURNCARLOS ANDRS FIGUEROA AYALALAURA CATALINA GIL RODRGUEZHCTOR LUIS GONZLEZ LPEZJELMER JIMNEZ CAMACHOEDUARD YECID ROBERTO RUBIO

UNIVERSIDAD PEDAGGICA Y TECNOLGICA DE COLOMBIAFACULTAD DE INGENIERAESCUELA DE INGENIERA CIVILDISEO GEOMTRICO Y TRAZADO DE VASTUNJA20133

TRAZADO DE LNEA ANTE-PRELIMINAR O LNEA DE CEROS EN CAMPO

YULIANA ANDREA BARBOSA DURN201012262CARLOS ANDRS FIGUEROA AYALA201010828LAURA CATALINA GIL RODRGUEZ201010200HCTOR LUIS GONZLEZ LPEZ200922838JELMER JIMNEZ CAMACHO201010510EDUARD YECID ROBERTO RUBIO200923500

2do Informe presentado en la asignatura deDiseo Geomtrico y Trazado de Vas (Prctica de Campo)

Ingeniero de Transporte y VasJos Rodrigo Alarcn DallosMonitor: Andrs Leonardo Silva Balaguer

UNIVERSIDAD PEDAGGICA Y TECNOLGICA DE COLOMBIAFACULTAD DE INGENIERAESCUELA DE INGENIERA CIVILDISEO GEOMTRICO Y TRAZADO DE VASTUNJA2013CONTENIDOPg.LISTA DE TABLAS41OBJETIVOS51.1OBJETIVO GENERAl51.2OBJETIVOS ESPECFICOS52ESPECIFICACIONES DE DISEO62.1TIPO DE TERRENO62.1.1Tramo 1 (BOP PI1)62.1.2Tramo 2 (PI1 PI2)62.1.3Tramo 3 (PI2 - EOP)62.2TIPO DE CARRETERA72.3VELOCIDAD DEL TRAMO72.3.1Velocidad del Tramo 182.3.2Velocidad del Tramo 282.3.3Velocidad del Tramo 382.4VELOCIDAD ESPECFICA82.5PENDIENTE MXIMA93PROCEDIMIENTO DE CAMPO104CLCULOS Y EJEMPLOS124.1EJEMPLOS DE CLCULO PARA LAS COORDENADAS124.2EJEMPLOS DE CLCULO PARA LAS COTAS124.3EJEMPLO DE CLCULO PARA LA PENDIENTE MXIMA124.4CARTERA DE COORDENADAS134.5CARTERA DE PENDIENTE MXIMA145CLCULO DE LA ESCALA156ANLISIS DE RESULTADOS Y CONCLUSIONES167BIBLIOGRAFA178ANEXOS18

LISTA DE TABLAS

Pg.Tabla 2.3.1. Valores de la Velocidad de Diseo de los Tramos Homogneos (VTR) en funcin de la categora de la carretera y el tipo de terreno.7Tabla 4.4.1. Cartera de Coordenadas/Lnea Ante-preliminar13Tabla 4.5.1. Cartera de Pendientes Mximas para la Lnea Ante-preliminar14

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OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAlTrazar una lnea de pendiente o lnea de ceros, teniendo en cuenta las normas del Manual de Diseo Geomtrico de Carretas del INVIAS.OBJETIVOS ESPECFICOS Empalmar tres (3) alineamientos con un mnimo de longitud; de ciento cincuenta metros (150 m), doscientos metros (200 m) y cincuenta metros (150 m) correspondientemente, intentando obtener una deflexin mxima de sesenta grados (60). Disear por lo menos dos (2) curvas horizontales en el trayecto de la va, preferiblemente de distinto sentido. Procurar que la suma de las longitudes de los alineamientos sea de por lo menos seiscientos metros (600 m). Presentar una propuesta de lnea preliminar teniendo en cuenta la lnea ante-preliminar trazada en campo.

ESPECIFICACIONES DE DISEO

Teniendo en cuenta las normas del Manual de Diseo Geomtrico de Carretas del INVIAS, se consideran las siguientes especificaciones de diseo para la lnea ante-preliminar:TIPO DE TERRENODebido a la diferencia de pendiente entre alineamientos, esta carretera presenta una clasificacin diferente para los tres (3) tramos de la siguiente manera:Tramo 1 (BOP PI1)Terreno Montaoso. Posee la mayora de veces pendientes transversales al eje de la va entre trece y cuarenta grados (13 - 40). Generalmente requiere grandes movimientos de tierra durante la construccin, razn por la cual presenta dificultades en el trazado y en la explanacin. Sus pendientes longitudinales predominantes son del orden de seis punto treinta y cinco por ciento (6.35%).Tramo 2 (PI1 PI2)Terreno Escarpado. Posee generalmente pendientes transversales al eje de la va superiores a cuarenta grados (40). Exigen el mximo movimiento de tierras durante la construccin, lo que acarrea grandes dificultades en el trazado y en la explanacin. Sus pendientes longitudinales se encuentran en el orden de nueve punto cuarenta y cuatro por ciento (9.44%).Tramo 3 (PI2 - EOP)Terreno Ondulado. Posee habitualmente pendientes transversales al eje de la va entre seis y trece grados (6 - 13). Requiere moderado movimiento de tierras durante la construccin, lo que permite alineamientos ms o menos rectos, sin mayores dificultades en el trazado y en la explanacin. Sus pendientes longitudinales son en promedio del cinco punto ochenta y nueve por ciento (5.89%).TIPO DE CARRETERADe acuerdo a la categorizacin mostrada en el Manual de Diseo Geomtrico de Carreteras del INVIAS, la va presentada se clasifica segn su funcionabilidad como Terciaria.Esta clasificacin se determin teniendo en cuenta que; la necesidad operacional requerida en el sector es baja, que une veredas entre s, y que cuenta con una longitud de ms o menos seiscientos metros (600 m) uniendo los puntos principales obligados, siendo una longitud inferior a los tres kilmetros (3 km) exigidos en la norma.VELOCIDAD DEL TRAMOLa Velocidad de Diseo de un tramo homogneo (VTR) est definida en funcin de la categora de la carretera y el tipo de terreno. A un tramo homogneo se le puede asignar una Velocidad de diseo (VTR) en el rango que se indica en la Tabla 2.3.1., en la que se resume el equilibrio entre el mejor nivel de servicio que se puede ofrecer a los usuarios de las carreteras colombianas y las posibilidades econmicas del pas[footnoteRef:1]. [1: Manual de Diseo Geomtrico de Carreteras. INVAS. 2008. P 38]

Tabla 2.3.1. Valores de la Velocidad de Diseo de los Tramos Homogneos (VTR) en funcin de la categora de la carretera y el tipo de terreno.

Fuente: Manual de Diseo Geomtrico de Carreteras del INVIAS. 2008.Velocidad del Tramo 1Este tramo conecta el BOP con el primer punto de interseccin (PI 1). Teniendo en cuenta que; la va a disear corresponde a una va terciaria y el terreno en el que se desarrolla es montaoso, se establece una velocidad promedio de treinta kilmetros por hora (30 km/h); velocidad que se encuentra dentro del rango especificado en la Tabla 2.3.1., teniendo en cuenta la pendiente longitudinal.Velocidad del Tramo 2Dicho segmento de la va enlaza el punto de interseccin PI 1 con el otro punto de interseccin PI 2. Como es un terreno escarpado, es obligatorio adjudicarle una velocidad menor o igual a la del tramo anterior, para que no exceda los parmetros determinados por el Manual de Diseo Geomtrico del INVAS, correspondiente a treinta kilmetros por hora (30 km/h).Velocidad del Tramo 3Este tramo conecta el punto de interseccin PI 2 con el EOP, adquiriendo una pendiente de casi seis por ciento (6%). La clasificacin del tipo de terreno para este tramo es ondulado, lo que admite un aumento paulatino de velocidad. Pero, con el fin de mantener una velocidad constante y de no afectar bruscamente el comportamiento del conductor, la Velocidad de Diseo del Tramo Homogneo (VTR) sera entonces, de treinta kilmetros por hora (30 km/h), VELOCIDAD ESPECFICA[footnoteRef:2] [2: Manual de Diseo Geomtrico de Carreteras. INVAS. 2008. Pg. 38]

La velocidad mxima ms probable con que sera abordado cada elemento geomtrico es justamente su Velocidad Especfica y es con la que se debe disear ese elemento.El valor de la Velocidad Especfica de un elemento geomtrico depende esencialmente de los siguientes parmetros: Del valor de la Velocidad de Diseo del Tramo Homogneo (VTR) en que se encuentra incluido el elemento. La condicin deseable es que a la mayora de los elementos geomtricos que integran el tramo homogneo se les pueda asignar como Velocidad Especfica el valor de la velocidad de diseo del tramo (VTR). De la geometra del trazado inmediatamente antes del elemento considerado, teniendo en cuenta el sentido en que el vehculo realiza el recorrido.Para asegurar la mayor homogeneidad posible en la Velocidad Especfica de curvas y entre-tangencias, lo que necesariamente se traduce en mayor seguridad para los usuarios, se obliga a que las Velocidades Especficas de los elementos que integran un tramo homogneo sean como mnimo iguales a la velocidad de diseo del tramo (VTR) y no superen esta velocidad en ms de diez kilmetros por hora (VTR + 10 km/h).PENDIENTE MXIMADadas las condiciones topogrficas del terreno no fue posible trazar una lnea ante-preliminar sin exceder la pendiente del siete por ciento (7%), exigida por el Manual de Diseo Geomtrico de Carreteras del INVIAS.Por lo general en Colombia, es altamente probable encontrar estas condiciones de pendiente fuerte, generando que el vehculo se canse, por esta razn al comienzo (6.35%) y al final (5.89%) de esta ante-preliminar las pendientes si cumplen con lo establecido por la norma, dndole la oportunidad al vehculo de recuperar su fuerza.La pendiente mxima alcanzada es del orden de nueve punto cuarenta y cuatro por ciento (9.44%) para el tramo central. Este tramo cuenta con una longitud de doscientos veinte metros (220 m), sumando junto con los otros dos tramos de doscientos metros (200 m) seiscientos veinte metros (620 m), un poco ms de lo exigido para este proyecto.

PROCEDIMIENTO DE CAMPO

El inicio del proyecto se debe materializar con estaca y puntilla debidamente referenciada. Reconocimiento o exploracin del terreno con el fin de observar su topografa para determinar las rutas posibles por las que se podra trazar la lnea ante-preliminar. Desde un origen indicado previamente en el terreno como BM de partida, con cota y coordenadas conocidas, se realiza el traslado del mismo (coordenadas) hasta el lugar definido para el inicio del proyecto (BOP) tomando pendientes con el nivel Abney, distancias horizontales y rumbos. Para este caso no hay necesidad de realizar el traslado del BM, ya que se cuenta con la cota para el BOP. Despus de seleccionar la mejor ruta, se procede a trazar la lnea de pendiente tomando los jalones marcados a una altura fija y sobre uno de ellos, situado en el punto de partida se coloca el nivel Abney. El segundo jaln se ubica en otro punto del terreno en donde se tenga visual con el Abney dirigido a la marca hecha en el mismo. Se realiza la lectura de la pendiente, positiva o negativa, en base a las divisiones del nonio. Se mide la distancia entre los jalones y se abscisa con estacas en los puntos tratando de marcarlas como medida de precaucin. Adems se determina el rumbo de cada alineamiento con la brjula magntica. Tratar de obtener alineamientos lo ms largo posible (150 m vas terciarias, 200 vas secundarias, 350 vas primarias) Los vrtices deben quedar indicados con una estaca y puntilla Se traslada al segundo punto el jaln con el Abney y se repite la operacin de toma de pendiente, distancias y rumbos en forma sucesiva siguiendo la tendencia de la ruta seleccionada. En el modelo de cartera adoptado para la lnea ante-preliminar se anotarn las abscisas, la longitud de los tramos, los rumbos determinados con ayuda de la brjula y las pendientes determinadas a lo largo de la lnea. Se registran las observaciones hechas en el terreno o toma de detalles, como crcavas, bosques, lneas elctricas, etc. La informacin tomada en campo se puede registrar empleando la cartera de trnsito y como mnimo la siguiente informacin por columna: estacin o punto; abscisa; distancia; rumbos o azimuts; pendiente y observaciones. Si se estn tomando detalles por izquierdas y derechas se puede usar esta misma cartera para registrarlos colocando las columnas adicionales necesarias, como mnimo sern: detalle de izquierda y detalle de derecha. En la pgina derecha de la cartera se registrara informacin grfica del levantamiento indicando: azimut o rumbo de los alineamientos.

CLCULOS Y EJEMPLOS

EJEMPLOS DE CLCULO PARA LAS COORDENADAS K0+020

K0+320

EJEMPLOS DE CLCULO PARA LAS COTAS K0+020

K0+320

EJEMPLO DE CLCULO PARA LA PENDIENTE MXIMA BOPPI 1

CARTERA DE COORDENADASTabla 4.4.1. Cartera de Coordenadas/Lnea Ante-preliminarABSCISANORTEESTECOTA (m)

BOPK0+00010000.00010000.0002740.0000

K0+0209987.68689984.23982741.8000

K0+0409975.93119968.05942742.8000

K0+0609963.61789952.29922744.0220

K0+0809952.43409935.71852745.2800

K0+1009941.25019919.13772746.5380

K0+1209929.49449902.95742747.9380

K0+1409918.89609885.99642748.9860

K0+1609907.14039869.81612750.0340

K0+1809894.01919854.72192751.2920

PI 1K0+2009880.76679839.74282752.6920

K0+2209900.29279835.41402754.9720

K0+2409919.85569831.25582757.4120

K0+2609939.74619829.16522759.1520

K0+2809959.37869825.34902760.5520

K0+3009978.39979819.16872761.9520

K0+3209997.31019812.65732763.1720

K0+34010015.13029803.57752765.6120

K0+36010033.80189796.41012768.2120

K0+38010052.71229789.89882770.3120

K0+40010070.83849781.44642771.7120

PI 2K0+42010088.15899771.44642773.4520

K0+44010085.72159751.59552775.5520

K0+46010086.07059731.59852776.5760

K0+48010084.67549711.64722777.7960

K0+50010081.20249691.95112777.8960

K0+52010077.04429672.38812777.5560

K0+54010071.19689653.26202778.7760

K0+56010068.06819633.50832780.8760

K0+58010066.32509613.58442782.4360

K0+60010062.85209593.88822783.4840

EOPK0+62010057.67569574.56972785.2240

Fuente: Elaboracin propiaCARTERA DE PENDIENTE MXIMATabla 4.5.1. Cartera de Pendientes Mximas para la Lnea Ante-preliminarTRAMODISTANCIA (m)DIFERENCIA DE ALTURAS (m)PENDIENTE MX (%)

BOPPI 120012.692+6.35

PI 1PI 222020.760+9.44

PI 2EOP20011.772+5.89

Fuente: Elaboracin propia

CLCULO DE LA ESCALA

Para el clculo de la escala se tuvieron en cuenta los siguientes datos:

Tomando el mayor de los dos resultados obtenidos, se tiene que la escala elegida es 1:700

ANLISIS DE RESULTADOS Y CONCLUSIONES

Se opta por disear una carretera terciaria en afirmado ya que la longitud de la ruta no supera los tres kilmetros (3 km), por lo cual se supone que enlaza cabeceras municipales con sus veredas o une veredas entre s.La topografa predominante a lo largo de la va, presenta pendientes longitudinales que exceden el ocho por ciento (8%), clasificndose segn el Manual de Diseo Geomtrico de Carreteras (INVIAS) como un terreno escarpado obligando a los vehculos pesados a operar a menores velocidades sostenidas en rampa que en aquellas a las que operan en terreno montaoso, para distancias significativas y en oportunidades frecuentes, exigiendo el mximo movimiento de tierras durante la construccin, lo que acarrea grandes dificultades en el trazado y en la explanacinLas velocidades de diseo optadas para cada tramo se calculan de acuerdo a la pendiente promedio mxima y no se tiene en cuenta estudios de demanda de trnsito y composicin vehicular; se debern realizar estudios que proyecten el transito esperado para cuando la va entre en funcionamiento calcular las velocidades de diseo finales para cada tramo.En el contexto colombiano el diseo geomtrico y el trazado de va est regido por las normas del Manual de Diseo Geomtrico del INVAS, pero dadas las exigentes condiciones topogrficas de algunas regiones, los ingenieros se ven obligados a desarrollar proyectos que falten algunas normas para poder enlazar puntos obligatorios, conservando en lo posible condiciones de comodidad y seguridad de operacin.El trazado del eje vial se vio influenciado enormemente por la topografa del terreno, en especial por las pendientes presentadas en el terreno y las crcavas que all resaltaban el paisaje.La primera curva del trazado es la principal afectada, pues debido a la crcava all presente, y a la vegetacin se opta por desarrollar una deflexin fuerte y unas pendientes un poco mas elevadas de lo usual para poder apegarse al terreno ms fiable y favorable para el desarrollo de la va. Para el caso especfico de la segunda curva horizontal no se presenta el inconveniente anteriormente descrito pues en este punto del trazado se cuenta con una topografa favorable a una deflexin pequea que se ajusta a la forma de la elevacin all existente, lo cual tiene como resultado un mnimo movimiento de tierras.

BIBLIOGRAFA

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ANEXOS

Anexos 8.1. PLANO: LNEA ANTEPRELIMINAR Y LNEA PRELIMINAR, Tamao: Pliego, Escala 1:700.