CURVAS HORIZONTALES1

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    03-Jan-2016
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Universidad Alas Peruanas Filial - Tacna

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CURVAS HORIZONTALES

INTRODUCCIN: De una manera general una carretera puede concebir como un sistema que logra integrar beneficios, conveniencia, satisfaccin y seguridad a sus usuarios; que conserva, aumenta y mejora los recursos naturales de la tierra, el agua y el aire; y que colabora en el logro de los objetivos del desarrollo regional, agrcola, industrial, comercial, residencial, recreacional y salud pblica.En forma particular, el diseo geomtrico de carreteras es el proceso de correlacin entre sus elementos fsicos y las caractersticas de operacin de los vehculos, entre sus elementos fsicos y las caractersticas de operacin de los vehculos, mediante el uso de las matemticas, la fsica y la geometra. En este sentido, la carretera queda geomtricamente definida por el trazado de su eje en planta y en perfil y por el trazado de su seccin transversal.El diseo geomtrico en planta de una carretera, o alineamiento horizontal, es la proyeccin sobre un plano horizontal de su eje real o espacial, Dicho eje horizontal est constituido por una seria de tramos rectos denominados tangentes, enlazados entre s por curvas.CONCEPTO:Se define como arcos de circunferencia de un solo radio que son utilizados para unir dos tangentes de un alineamiento. Segn Harry Cayupi para el diseo geomtrico de una curva horizontal se debe tomar en cuenta la topografa del terreno y la velocidad de diseo, que puede variar de una curva a otra, teniendo cuidado de no incrementar en ms de 10kph la velocidad entre una curva y la siguiente. CURVA CIRCULAR SIMPLE:Las curvas Horizontales 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. Por lo tanto, las curvas del espacio no necesariamente son circulares. Las curvas circulares simples se definen como arcos de circunferencia de un solo radio que son utilizados para unir dos alineamientos rectos de una va.

ELEMENTOS:

PI= Punto de interseccin de las tangentes o vrtice de la curvaPC= Principio de Curva, punto donde termina la tangente de entrada y empieza la curvaPT= Principio de tangente donde termina la curva y empieza la tangente de salida0= Centro de la curva Circular= ngulo de deflexin de las tangentesR= Radio de la curva circular simpleT=Tangente o subtangente: distancia desde el PI al PC o desde el PI al PTL= Longitud de curva circular: distancia desde el PC al PT a lo largo del arco circularCL= Cuerda larga: distancia en lnea recta desde el PC al PTE= Externa: distancia desde el PI al punto media de la curva A.M=Ordenada media: distancia desde el punto medio de la curva A al punto medio de la cuerda larga B.EXPRESIONES DE CLCULO:Radio:

Tangente:

Cuerda Larga:

Externa:

Ordenada Media (Flecha):

CURVA CIRCULAR COMPUESTA:Llamamos curva horizontal compuesta a la combinacin de dos o ms curvas simples. La medida de colocar una curva compuesta se toma cuando la distancia de separacin entre dos curvas consecutivas es menor que la establecida por las normas segn la velocidad de diseo entonces se anula la distancia recta entre las curvas y el punto final (PT) de la primera curva se hace coincidir con el punto de comienzo de la segunda curva (PC) formando as una sola curva, la cual se conoce como curva compuesta. Las curvas Horizontales circulares compuestas son aquellas que estn formadas por dos o ms curvas circulares simples. A pesar de que no son muy comunes, se pueden emplear en terrenos montaosos, cuando se quiere que la carretera quede lo ms ajustada posible a la forma del terreno o topografa natural, lo cual reduce el movimiento de tierras. Tambin se puede utilizar cuando existen limitaciones de libertad en el diseo, como en los accesos a puentes, en los pasos a desnivel y las interseccionesELEMENTOS:

De Dos Radios:

PI= Punto de interseccin de las tangentesPC= Principio de Curva compuestaPT= Fin de la curva compuesta o principio de tangentePCC= Punto comn de curvas, punto donde termina la primera curva circular simple y empieza la segundaR1= Radio de la curva de menor curvaturaR2=Radio de la curva de mayor curvatura01= Centro de la curva de mayor radioO2=Centro de la curva de menor radio= ngulo de deflexin principal1= ngulo de deflexin principal de la curva de mayor radio2= ngulo de deflexin principal de la curva de menor radioT1=Tangente de la curva de mayor radioT2=Tangente de la curva de menor radioTL=Tangente LargaTC=Tangente Corta

De Tres Radios:

La Figura muestra una curva compuesta de tres radios de longitudes diferentes tal que R1>R2>R3 y de ngulos de deflexin principal 1,2 y 3 respectivamente.

Casos de Curvas Circulares compuestas de tres radios:

EXPRESIONES DE CLCULO: DE DOS RADIOS:

Tangente Larga:

Tangente Corta:

DE TRES RADIOS:

Tangente Larga:

Tangente Corta:

DESPLAZAMIENTO DE UN VEHICULO SOBRE UNA CURVA CIRCULAR:Con el propsito de proporcionar seguridad, eficiencia y un diseo balanceado ntrelos elementos de la va desde el punto de vista geomtrico y fsico, es fundamental estudiar la relacin existente entre la velocidad y la curvatura.Cuando un vehculo circula sobre una curva horizontal, acta sobre el una fuerza centrfuga F que tiende a desviarlo radialmente hacia fuera de su trayectoria normal. La magnitud de esta fuerza es: F=m.aDnde: m= Masa del vehculo A= Aceleracin radial, dirigida hacia el centro de curvaturaPero, la masa m y la aceleracin radial a son iguales a:

Dnde: W= Peso del vehculo g= Aceleracin de la gravedad V= Velocidad del vehculo R= Radio de la curva circular horizontalPor lo tanto:

En esta ltima expresin se puede ver que para un mismo radio R, la fuerza centrfuga F es mayor si la velocidad V es mayor, por lo que el efecto centrfugo es ms notable.La nica fuerza que se opone al deslizamiento lateral del vehculo es la fuerza de friccin desarrollada entre las llantas y el pavimento. Esta fuerza por s sola, generalmente, no es suficiente para impedir el deslizamiento transversal; por lo tanto, ser necesario buscarle un complemente inclinado transversalmente la calzada. Dicha inclinacin se denomina peralte.

Efecto de inclinacin transversal de la calzada sobre un vehculo circulando en curva

Los componentes normales y paralelas de las fuerzas W y F se definen como:Wo, Fn = Componentes normales al pavimentoWp, Fp = Componentes paralelas al pavimentoDe esta manera, dependiendo de la relacin entre Wp y Fp, se presentan los siguientes casos:Caso 1: Wp=O => Cuando circula en un tramo recto, no se produce una fuerza centrfuga.Caso 2: Wp= Fp => Cuando el peso es igual a la fuerza centrfuga se produce una condicin de equilibrio.Caso 3: Wp Cuando el peso es menor que la fuerza se produce el volteo.Caso 4: Wp>Fp => Cuando el peso es mayor que la fuerza centrfuga, el vehculo no se voltea, lo contrario al anterior.

Caso 2 Caso 3

Caso 4

BIBLIOGRAFIA:

Libro Diseo Geomtrico de Carreteras James Crdenas Grisales http://www.slideshare.net/rjaviermm/curvas-horizontaales http://www.buenastareas.com/ensayos/Curvas-Horizontales/884647.html http://www.construaprende.com/docs/tesis/297-trazo-construccion-carretera?start=14

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