CURVAS DE NIVEL

I. CONCEPTO:Lnea compleja, resultante de intersecar el relieve por un plano horizontal. Son lneas imaginarias que unen diferentes puntos de la superficie a la misma altura por lo que son tiles para saber a la altitud en que estamos. Son lneas cerradas y nunca pueden cortarse unas a otras ni bifurcarse. Representacin del terreno anterior en un mapa con curvas de nivelFoto del terreno real a representar en un mapa.

II. CARACTERISTICAS DE LAS CURVAS DE NIVEL:

Debido a que la superficie de la tierra es una superficie continua, las curvas de nivel son lneas continuas que se cierran en s mismas, bien sea dentro o fuera del plano, por lo que no se deben interrumpir en el dibujo.

Las curvas de nivel nunca se cruzan o se unen entre s, salvo en el caso de un risco o acantilado en volado o en una caverna, en donde aparentemente se cruzan pero estn a diferente nivel.

Las curvas de nivel nunca se bifurcan o se ramifican.

La separacin entre las curvas de nivel indica la inclinacin del terreno. Curvas muy pegadas indican pendientes fuertes (figura 7.9.a), curvas muy separadas indican pendientes suaves (figura 7.9.b).

Curvas concntricas cerradas, en donde las curvas de menor cota envuelven a las de mayor cota indican un cerro o colina (figura 7.10.a).

Curvas con dos vertientes o laderas en forma de U, donde las curvas de menor cota envuelven a las de mayor cota representan estribos o elevaciones. La lnea de unin de las dos vertientes por la parte central de la forma de U representa la divisoria de las vertientes (figura 7.11.a).

Curvas con dos vertientes o laderas en forma de V, donde las curvas de mayor cota envuelven a las de menor cota representan un valle o vaguada. La lnea de unin de las dos vertientes por la parte central de la forma V indica la lnea de menor cota del valle (figura 7.11.b).

III. LEVANTAMIENTO Y REPRESENTACION DE SUPERFICIES:

El mtodo de campo a utilizar para el levantamiento y representacin de superficies depende de mltiples factores entre los cuales podemos mencionar:

rea de estudio. Escala del mapa. Tipo de terreno. Equidistancia de las curvas de nivel. Caractersticas y tipo de proyecto a desarrollar. Equipo disponible.

Entre los mtodos ms comunes empleados tenemos:

Mtodo de la cuadrcula. Mtodo de radiacin. Mtodo de secciones transversales.

3.1. Mtodo de la Cuadricula:

Este mtodo se utiliza para levantamiento de reas pequeas, en terrenos planos, con pendientes uniformes de baja vegetacin.El mtodo consiste en trazar sobre el terreno un sistema reticular de 5, 10 o 20 m de lado con la ayuda de cintas mtricas, teodolito, nivel, escuadras; dependiendo de la precisin requerida.Cada interseccin de la cuadrcula es marcada con una estaca o ficha e identificada por una letra y un nmero, tal y como se muestra en la libreta de campo.Luego se estaciona el nivel en un punto conveniente, cercano al centro del rea a levantar, desde donde se puedan tomar lecturas a la mira en el mayor nmero de intersecciones. Conocida la cota o elevacin de la estacin y con las lecturas a la mira, se calculan las cotas de los puntos de interseccin.En caso de ser requerido un cambio de estacin, se debe tener cuidado de calcular la cota de la nueva estacin antes de mudar el nivel.Finalmente, se elabora el plano acotado, se interpola y se trazan las curvas de nivel

3.2. Mtodo de Radiacin:

El mtodo de radiacin es el mtodo comnmente empleando en levantamientos de superficies de mediana y gran extensin, en zonas de topografa accidentada, con vegetacin espesa.

Este mtodo se apoya en una poligonal base previamente levantada a partir de cuyos vrtices se hacen radiaciones a fin de determinar la ubicacin de los puntos de relleno y de detalles.

Los equipos utilizados para levantamiento por radiacin son el teodolito y mira vertical o estacin total y prisma.

En caso de utilizar teodolito y mira vertical, se deben anotar los ngulos verticales y horizontales y las lecturas a la mira con los hilos distanciomtricos.Cuando se usa estacin total con prisma, generalmente los puntos quedan grabados automticamente por sus coordenadas, en un archivo con formato ASCII en la libreta de campo electrnica.

En la figura 7.13 se representa un levantamiento por radiacin con apoyo en la poligonal E1-E2-E3.

3.3. Mtodo de Secciones Transversales:

Este mtodo es el mtodo comnmente utilizado en levantamientos para estudio y proyectos de carreteras y ferrocarriles.

Al igual que en el mtodo de radiacin, se debe establecer previamente una o varias poligonales de apoyo, niveladas y compensadas.

Sobre sus lados se trazan, con la ayuda de la escuadra de prisma o de un teodolito, lneas perpendiculares sobre las cuales se tomarn los datos necesarios para la construccin de las secciones transversales.

La separacin entre secciones depende del tipo de terreno, recomendndose secciones a cada 20 m en terreno de montaa y a cada 40 m en terreno llano.

El ancho de la seccin transversal a cada lado del eje de la poligonal de apoyo depender de las caractersticas del proyecto a realizar, generalmente en funcin del derecho de va.

Los puntos de detalle sobre las secciones transversales se ubican midiendo la distancia a partir del eje de la poligonal y determinando la cota correspondiente. La ubicacin del punto con respecto al eje de la poligonal usualmente se indica con signo negativo si es a la izquierda o con signo positivo si es a la derecha.

Este sistema de referenciaran de puntos se conoce como coordenadas curvilneas y se representa en la figura (7.14).

En la figura 7.14, los puntos 1, 2, 3 y 4, quedan definidos en funcin de la poligonal de referencia A, B, C, D, mediante la progresiva o distancia acumulada desde el origen y la distancia, sobre la perpendicular, desde el eje hasta el punto considerado.Es costumbre anotar los datos en forma fraccionaria colocando en el numerador la distancia al eje y en el denominador la cota correspondiente como se indica a continuacin.

IV. TIPOS DE CURVAS DE NIVEL:

a) Las lneas ms gruesas se denominan CURVAS INDICE, indican la altura en nmero como gua vlida para todos los puntos de esa curva. Cada 5 curvas se traza una curva maestra para facilitar la interpretacin de la lectura del plano. b) Las dems lneas finas se denominan LINEAS INTERMEDIAS, en las que no se lee la altura, pero que podemos averiguar fcilmente tomando como referencia las gruesas teniendo en cuenta la equidistancia segn la escala del plano. c) La superficie entre dos curvas de nivel se llama ZONA.d) Cuando el terreno es pequeo lo normal es ver solo Curvas ndice, y la equidistancia es menor.La EQUIDISTANCIA o separacin entre cada dos curvas de nivel consecutivas consiste en la diferencia de altitud entre dos curvas contiguas y depende de la escala, por ejemplo en un mapa a escala 1:50.000 es de 20 metros y en uno de 1:25.000 es de 10 m. Esta equidistancia aparece como informacin en el plano en la parte inferior junto con la escala o junto a la leyenda. As, sumando o restando esta equidistancia a las curvas de nivel maestras, calculamos fcilmente la altitud de las lneas ms finas de las curvas de nivel.

CURVAS VERITICALES

I. CONCEPTO:

Las curvas verticales son las que se utilizan para servir de acuerdo entre la rasante de distintas pendientes en carreteras y caminos. stas suavizan el cambio en el movimiento vertical, es decir que a lo largo de ella se efecta el paso gradual de la pendiente de la tangente de entrada a la de salida. Para ello se utilizan arcos parablicos.En general cuando la diferencia algebraica entre las pendientes a unir sea menor que 0.5% las curvas verticales no son necesarias (P2-P1 < 0.5%).Las curvas verticales que unen las rasantes que se cortan en los ferrocarriles, carreteras, caminos y otros, tienen por objeto suavizar los cambios en el movimiento vertical, En los ferrocarriles y carreteras, contribuyen a la seguridad, comodidad, confort y aspecto, de un modo tan importante como las curvas horizontales. Todas las distancias en las curvas verticales se miden horizontalmente, y todas las ordenadas desde las tangentes a la curva se miden verticalmente. En consecuencia la longitud de una curva vertical, es su proyeccin horizontal.Si no se define de otro modo, las curvas verticales son simtricas en el sentido que las tangentes son de la misma longitud.

El alineamiento vertical de una carretera est ligada estrechamente y depende de la configuracin topogrfica del terreno donde se localice la obra. Se compone de lneas rectas y curvas en el plano vertical, identificndose las subidas o pendientes ascendentes con un signo positivo (+), y las bajadas con signo negativo (-), expresadas usualmente en porcentajes. Aparte de consideraciones estticas, costos de construccin, comodidad y economa en los costos de operacin de los vehculos, siempre deben tomarse en cuenta los siguientes factores:

Visibilidad y accidentalidad. Composicin del trnsito. Relacin entre la velocidad y sus engranajes de cambio en la operacin del vehculo.La pendiente de cada segmento se calcula de la siguiente manera: (m)

Para facilidad de clculo, se utiliza la pendiente en valores m/m, a manera de un factor de lo que sube (-) o baja (-) por metro, para posteriormente calcular a la distancia horizontal que se requiera, este valor se le suma o resta segn sea el caso, a elevacin anterior lo cual se puede expresar como:

dl12=fm/m*L12; Elev2=Elev.1+dl12

dl12= valor que se aumenta o disminuye del punto 1 al pto 2.Fm/m= factor de la pendiente en m/m.l12= distancia horizontal del punto 1 al pto. 2.Elev.1= Elevacin del punto 1, como valor conocidoElev2= Elevacin del punto 2, como elemento a calcular.

Tal y como se describe anteriormente (OSPINA, 2002), pg. 396,397 confirma que el alineamiento vertical de una va compuesto por dos elementos principales: rasante y perfil. La rasante a su vez est compuesta por una serie de tramos rectos, llamados tangentes, enlazados entre s por curvas. La longitud de todos los elementos del alineamiento vertical se consideran sobre la proyeccin horizontal, es decir, en ningn momento se consideran distancias inclinadas.

Para nosotros el eje de Y es rotulado como elevaciones y X estaciones.Una diferencia importante entre las curvas verticales y horizontales es que las verticales no necesitan entre tangencia, es decir, que puede haber una sucesin de curvas sin ningn problema para el conductor.II. TIPOS DE CURVAS VERTICALES:

Las curvas verticales son las que enlazan dos tangentes consecutivas del alineamiento vertical, para que en su longitud se efecte el paso gradual de la pendiente de la tangente de entrada a la de la tangente de salida. Se deber de tratar el empleo de una pendiente uniforme durante el cambio de una pendiente a otra. Si al diferencia algebraica de las pendientes es menor de0.5 % no es necesario su empleo.Cuando la va es principal la aceleracin vertical producto del peso propio y la gravedad permisible es de 0.15 m/s2 y para las secundarias es de 0.5 m/s2.Existen bsicamente dos tipos de curvas verticales: en cresta o convexas y en columpio o cncavas (Las primeras son cncavas hacia abajo y las segundas hacia arriba). Las primeras se disean de acuerdo a la ms amplia distancia de visibilidad para la velocidad de diseo y las otras conforme a la distancia que alcanzan a iluminar los faros del vehculo de diseo.

CURVAS HORIZONTALES

I. CONCEPTO:

Las curvas usadas en planos horizontales para conectar dos secciones tangentes rectas se llaman curvas horizontales. Se usan dos tipos: arcos circulares y espirales.El alineamiento horizontal es la proyeccin sobre un plano horizontal se su eje real o espacial. Dicho eje horizontal est constituido por una serie de tramos rectos denominados tangentes, enlazados entre s por curvas.Las curvas compuestas, mixtas e inversas no son apropiadas para las carreteras modernas de alta velocidad, los sistemas de transporte rpido; deberan evitarse si es posible. Sin embargo, en ocasiones son necesarias, como en terreno montaoso para evitar pendientes excesivas o cortes y rellenos muy grandes.

II. TIPOS DE CURVAS HORIZONTALES:

2.1. Curvas espirales:

Las espirales se usan en sistemas de vas frreas y de trnsito rpido, ya que funcionan como curvas de alivio. En las carreteras, rara vez se usan las espirales porque los conductores pueden dominar los cambios direccionales bruscos. Las espirales se utilizan para unir una tangente con una curva circular, una tangente con otra tangente y una curva circular con otra circular.

2.2. Curvas circulares:2.2.1. Curvas circulares simples:Son arcos de circunferencia de un solo radio que unen dos tangentes consecutivas, conformando la proyeccin horizontal de las curvas reales o espaciales. Son las curvas ms usadas.

2.2.2. Curvas circulares compuestas:Es una curva circular constituida con una o ms curvas simples dispuestas una despus de la otra las cuales tienen arcos de circunferencia distintos.

2.2.3. Curva circular inversa:Consta de dos arcos circulares tangentes entre s, con sus centros en lados opuestos del alineamiento.

2.2.4. Curva circular mixta:Se llama curva mixta a la combinacin de una tangente de corta longitud (menos de 100 pies) que conecta dos arcos circulares con centros en el mismo lado.