ESTUDIO Y DISEÑO DEL PASO A DESNIVEL ENTRE LA …
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1 ESTUDIO Y DISEÑO DEL PASO A DESNIVEL ENTRE LA INTERSECCIÓN DE LA AV. CIRCUNVALAR Y LA CALLE 22 ANDRES FELIPE ALMANZA RODRIGUEZ JHON FREDDY MORA CONTRERAS UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS FACULTAD DE MEDIO AMBIENTE Y RECURSOS NATURALES PROYECTO CURRICULAR TECNOLOGÍA EN TOPOGRAFÍA BOGOTÁ D.C 2015
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ESTUDIO Y DISEÑO DEL PASO A DESNIVEL ENTRE LA INTERSECCIÓN DE LA
AV. CIRCUNVALAR Y LA CALLE 22
ANDRES FELIPE ALMANZA RODRIGUEZ
JHON FREDDY MORA CONTRERAS
UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS
FACULTAD DE MEDIO AMBIENTE Y RECURSOS NATURALES
PROYECTO CURRICULAR TECNOLOGÍA EN TOPOGRAFÍA
BOGOTÁ D.C
2015
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ESTUDIO Y DISEÑO DEL PASO A DESNIVEL ENTRE LA INTERSECCIÓN DE LA
AV. CIRCUNVALAR Y LA CALLE 22
PROYECTO DE GRADO PARA OPTAR POR EL TITULO DE TECNOLOGO EN
TOPOGRAFIA
ANDRES FELIPE ALMANZA RODRIGUEZ
CODIGO: 20112031044 JHON FREDDY MORA CONTRERAS
CODIGO: 20112031231
Director:
ISMAEL OSORIO BAQUERO
Ing. Topográfico
UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS
FACULTAD DE MEDIO AMBIENTE Y RECURSOS NATURALES PROYECTO CURRICULAR TECNOLOGÍA EN TOPOGRAFÍA
BOGOTÁ D.C.
2015
3
NOTA DE ACEPTACIÓN
____________________________________________
____________________________________________
____________________________________________
____________________________________________
____________________________________________
__________________________________
Firma del Director
__________________________________
Firma del Revisor
BOGOTÁ D.C. Día ____ Mes ______ Año_____
4
ARTICULO 117
La universidad Distrital Francisco José de Caldas no será responsable de las ideas
expuestas por los graduandos en el trabajo de grado según el acuerdo 029 de 1998
5
AGRADECIMIENTOS
En primer lugar queremos agradecer a Dios por guiarnos a lo largo de este camino y
permitirnos culminar esta etapa de nuestras vidas siempre guiados de su mano. Al
Ing. Ismael Osorio Baquero quien con su tiempo, dedicación y guía nos brindó los
mejores consejos para la correcta realización del proyecto. A nuestros padres
quienes con su esfuerzo y dedicación siempre fueron esa voz necesaria para seguir
adelante y finalmente pero no menos importante a nuestros familiares y amigos que
con su apoyo nos motivaron a alcanzar nuestra meta y nos acompañaron durante el
proceso.
6
Tabla de contenido
Pág.
1. INTRODUCCIÓN ............................................................................................................................. 14
2. JUSTIFICACIÓN ............................................................................................................................... 15
3. OBJETIVOS ..................................................................................................................................... 16
3.1 OBJETIVO GENERAL ............................................................................................................... 16
3.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS ......................................................................................................... 16
4. MARCO DE REFERENCIA................................................................................................................. 17
4.1 MARCO DE ANTECEDENTES ................................................................................................... 17
4.1.1 Historia de Avenida Circunvalar ..................................................................................... 17
4.2 MARCO GEOGRÁFICO ............................................................................................................ 20
4.2.1 Contexto local. ............................................................................................................... 21
4.3 MARCO LEGAL........................................................................................................................ 23
5 MARCO TEÓRICO ........................................................................................................................... 23
5.1 PASO A DESNIVEL................................................................................................................... 23
5.1.1 Pasos a desnivel superiores: ........................................................................................... 24
5.1.2 Pasos a desnivel inferiores: ............................................................................................ 24
5.1.3 Pasos a desnivel mixtos: ................................................................................................. 24
5.2 TOPOGRAFÍA.......................................................................................................................... 24
5.2.1 Planimetría ..................................................................................................................... 24
5.2.2 Altimetría ....................................................................................................................... 25
5.3 LEVANTAMIENTO TOPOGRÁFICO .......................................................................................... 25
5.3.1 Levantamientos de tipo general: .................................................................................... 25
5.3.2 Levantamiento longitudinal: .......................................................................................... 25
5.4 POLIGONAL ............................................................................................................................ 26
5.5 NIVELACIÓN ........................................................................................................................... 26
5.5.1 Nivelación Geométrica: .................................................................................................. 26
5.5.2 Nivelación Trigonométrica: ............................................................................................ 26
5.6 INFRAESTRUCTURA ................................................................................................................ 27
5.7 CARRETERAS .......................................................................................................................... 27
5.7.1 Según su funcionalidad................................................................................................... 27
7
5.7.2 Según el tipo de terreno ................................................................................................. 28
5.7.3 Velocidad de diseño ....................................................................................................... 30
5.7.4 Vehículo de diseño ......................................................................................................... 31
5.8 PUENTES ................................................................................................................................ 32
5.8.1 Gálibo: ............................................................................................................................ 32
6. METODOLOGÍA .............................................................................................................................. 33
6.1 FASE 1 .................................................................................................................................... 34
6.1.1. Reconocimiento de la zona de estudio: .......................................................................... 34
6.1.2. Materialización de placas GPS: ....................................................................................... 35
6.2 FASE 2 .................................................................................................................................... 36
6.2.1. Levantamiento topográfico: ........................................................................................... 36
6.3 FASE 3 .................................................................................................................................... 39
6.3.1. Digitalización .................................................................................................................. 39
6.3.1. Diseño Geométrico ......................................................................................................... 41
6.4 POS PROCESO ........................................................................................................................ 42
7. ANÁLISIS DE DATOS ....................................................................................................................... 54
7.1 POS PROCESO: ....................................................................................................................... 54
7.1.1. Coordenadas finales de los puntos GPS materializados.................................................. 54
7.2 LEVANTAMIENTO TOPOGRÁFICO: ......................................................................................... 57
8. DISEÑO GEOMÉTRICO ................................................................................................................... 59
8.1. SECCIÓN DEPRIMIDO ............................................................................................................. 59
8.2. SECCIÓN PUENTE ........................................................................................................................ 60
8.2. DISEÑO VERTICAL................................................................................................................... 60
10. CONCLUSIONES ............................................................................................................................... 61
9. RECOMENDACIONES...................................................................................................................... 62
10. ANEXOS ..................................................................................................................................... 63
10. BIBLIOGRAFÍA .................................................................................................................................. 64
8
LISTA DE IMAGENES
Pág.
Imagen 1 Intersección Avenida Circunvalar con Avenida Carrera 1 .............................................. 17
Imagen 2. Vista en planta de la intersección entre la Avenida Circunvalar con la Avenida Carrera
1 ............................................................................................................................................................ 18
Imagen 3. Intersección entre la Avenida Circunvalar con la Calle 53. ........................................... 18
Imagen 5. Intersección entre la Avenida Circunvalar y Calle 62. ................................................... 19
Imagen 6. Vista en planta de la intersección entre la Avenida Circunvalar con la Calle 62......... 20
Imagen 7. Avenida Circunvalar con Calle 22 vista en planta .......................................................... 20
Imagen 8. Localidad Santafé. ............................................................................................................ 21
Imagen 9. Propuesta proyecto ........................................................................................................... 22
Imagen 10. Metodología ..................................................................................................................... 33
Imagen 11. Creación de plano planta intersección Avenida Circunvalar con Calle 22 ................ 40
Figura 12. Poligonal ............................................................................................................................ 58
Figura 13. Perfil paso a desnivel........................................................................................................ 60
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LISTA DE ILUSTRACIONES
Pág.
Ilustración 1. Intersección entre la Avenida Circunvalar y la Calle 22............................................ 34
Ilustración 2. Materialización de las placas GPS denominadas GPS-1 y GPS-2 ......................... 35
Ilustración 3. Materialización deltas de la poligonal ......................................................................... 36
Ilustración 4. Armada del equipo en el GPS-1. ................................................................................ 37
Ilustración 5. Armada delta AM-3 Radiación. ................................................................................... 38
Ilustración 6. Radiación. ..................................................................................................................... 39
Ilustración 7. Tiempos de rastreo ...................................................................................................... 43
Ilustración 8. Vectores entre la base de la red ECO del IGAC y los puntos GPS. ........................ 52
Ilustración 9. Vectores formados entre las bases IGAC y los puntos GPS 1 y GPS 2 ................. 53
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LISTA DE TABLAS
Pág.
Tabla 1. Valores de la Velocidad de Diseño de los Tramos Homogéneos (VTR) en función de la
categoría de la carretera y el tipo de terreno. ................................................................................... 30
Tabla 2. Nomenclatura empleada para la descripción de los vehículos de diseño. ..................... 31
Tabla 3. Características del vehículo ................................................................................................ 31
Tabla 4. Estaciones de la red ECO disponibles. ............................................................................. 44
Tabla 5. Planeación posicionamiento redes GPS. ........................................................................... 45
Tabla 6. Descripción de acceso GPS 1. ........................................................................................... 46
Tabla 7. Descripción de acceso GPS 2. ........................................................................................... 47
Tabla 8. Coordenadas para la semana de las estaciones ECO. .................................................... 48
Tabla 9. Coordenadas posicionamiento satelital época 2015.8 ..................................................... 49
Tabla 10. Cuadro de ocupación del punto GPS 1 ............................................................................ 50
Tabla 11 Cuadro de ocupación del punto GPS 2 ............................................................................. 51
Tabla 12. Coordenadas finales UD 1 ................................................................................................ 54
Tabla 13. Coordenadas finales UD 2 ................................................................................................ 55
Tabla 14. Cartera de la poligonal....................................................................................................... 57
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GLOSARIO
Altimetría: Representar sobre el plano horizontal las alturas.
Georreferenciación: La georreferenciación es el uso de coordenadas de mapa para
asignar una ubicación espacial a entidades cartográficas. Todos los elementos de una
capa de mapa tienen una ubicación geográfica y una extensión específicas que permiten
situarlos en la superficie de la Tierra o cerca de ella
GPS (Sistema De Posicionamiento Global): Sistema Global de Navegación por Satélite
(GNSS) que nos permite fijar a escala mundial la posición de un objeto, una persona, un
vehículo o una nave. La precisión del GPS puede llegar a determinar los puntos de
posición con errores mínimos de centímetros, aunque en la práctica hablemos de metros.
IGAC (Instituto Geográfico Agustín Codazzi): Es la entidad encargada de producir el
mapa oficial y la cartografía básica de Colombia; elaborar el catastro nacional de la
propiedad inmueble; realizar el inventario de las características de los suelos; adelantar
investigaciones geográficas como apoyo al desarrollo territorial; capacitar y formar
profesionales en tecnologías de información geográfica y coordinar la Infraestructura
Colombiana de Datos Espaciales (ICDE).
Intersección: Punto común en el cual dos líneas se cortan.
Levantamiento Geodésico: Son levantamientos en grandes extensiones que hacen
necesario considerar la curvatura de la tierra.
Levantamiento Topográfico: Un levantamiento topográfico es la descripción de un
terreno incluyendo características naturales y también las que haya hecho el ser humano,
el principal objetivo de un levantamiento topográfico es determinar la posición relativa
entre varios puntos sobre un plano horizontal. Esto se realiza mediante un método
llamado planimetría. El siguiente objetivo es determinar la altura entre varios puntos en
relación con el plano horizontal definido anteriormente. Esto se lleva a cabo mediante la
Altimetría. Tras ejecutar estos dos objetivos, es posible trazar planos y mapas a partir de
los resultados obtenidos consiguiendo un levantamiento topográfico.
Mojón: Construcción realizada en la superficie terrestre a fin de materializar e indicar la
posición de un punto en el terreno (Punto Fijo, Punto trigonométrico, Punto gravimétrico
y otros).
Nivelación: La nivelación es el procedimiento mediante el cual se determina el desnivel
existente entre dos o más puntos y la relación entre estos puntos y un plano de referencia.
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Paso a desnivel (Deprimido): Un paso a desnivel es el conjunto donde se presenta el
cruce de dos o más vías terrestres en diferentes niveles, en las que se puede transitar
simultáneamente sin que se mezclen las corrientes de tránsito.
Planimetría: Representación de los elementos sobre un plano horizontal.
Plano: Es un tipo de mapa, se utiliza cuando se quiere representar una extensión
pequeña, sin tener que recurrir a la curvatura terrestre. También se denomina plano a la
representación de elementos a escala.
Puente: Un puente vehicular es una construcción que permite sobrepasar un accidente
geográfico o cualquier obstáculo físico como un río, un caño, un humedal, un camino o
una vía férrea; también cumple con el objetivo de agilizar la movilidad vial y mejorar la
circulación vehicular en sectores muy concurridos.
Punto de amarre: Son puntos de coordenadas conocidas utilizados para dar
coordenadas al resto de los puntos.
Topografía: Es la ciencia que estudia el conjunto de procedimientos para determinar las
posiciones de puntos sobre la superficie de la tierra, por medio de medidas según los 3
elementos del espacio.
Tránsito (Tráfico): Acción de desplazarse de personas, vehículos y animales por vías
públicas.
Vehículo: Artefacto de libre operación que sirve para transportar personas o bienes.
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RESUMEN
El presente proyecto se basó en la elaboración de un paso a desnivel en la intersección
entre Avenida Circunvalar y la Calle 22 en el centro de la ciudad de Bogotá, Colombia.
La presencia de esta intersección a un mismo nivel obliga la ubicación de un semáforo,
que regula el tránsito de los vehículos provenientes del sur que se dirigen hacia el
occidente y a su vez de los vehículos provenientes del norte que se dirigen hacia el sur
de la ciudad, de esta manera frenando el flujo vehicular.
Es por ello que surge la necesidad de realizar el estudio de un paso a desnivel en esta
intersección, el cual comprende diferentes etapas progresivas que inicia desde la
obtención de información tomada en campo hasta el procesamiento de los datos
conseguidos, elaboración de planos y el análisis de los resultados, que permite la
integración de la información para la presentación del diseño final.
El proyecto se desarrolla basado en la información tomada en campo y pos procesada
en oficina, de igual manera se tiene en cuenta los parámetros y normas que nos señala
el manual del INVIAS y se aplican conceptos aprendidos a lo largo de la carrera.
Palabras clave: Flujo vehicular, Intersección, Paso a desnivel.
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1. INTRODUCCIÓN
La Avenida Circunvalar es una de las avenidas más importantes en la ciudad de Bogotá.
Esta avenida empieza su recorrido aproximadamente desde la calle 92 hasta la calle 6,
sirve como acceso para distintas universidades, entre ellas, la Universidad Distrital
Francisco José de caldas, la Universidad de los Andes, la Universidad Externado de
Colombia, la Universidad Manuela Beltrán, entre otras, cubriendo sectores turísticos
como el llamado Paseo de Bolívar y el Funicular de Monserrate ubicados en el centro de
la ciudad de Bogotá, a lo largo de su recorrido la Avenida Circunvalar cuenta con tres
pasos a desnivel, ubicados en la intersección con la Avenida Carrera 1, la Calle 53 y la
Calle 62.
Movilizarnos diligentemente a nuestros lugares bien sea el colegio, el trabajo, la
universidad o cualquier destino que escojamos es lo que cualquier persona aspira, sin
embargo la cantidad de trancones, el estado de las vías y las intersecciones
semaforizadas lo dificulta, es por esta razón que se plantea la propuesta del estudio y
diseño de un paso a desnivel que permita disminuir los tiempos de trayecto en la
intersección entre la Avenida Circunvalar y la Calle 22.
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2. JUSTIFICACIÓN
El desarrollo de este proyecto, proporciona posibles soluciones a los problemas de
movilidad de la ciudad de Bogotá, representa una perspectiva para las interrupciones
vehiculares existentes mediante el planteamiento y construcción de los pasos a desnivel,
que traen consigo beneficios para los usuarios, permite replicar y mejorar a su vez el
método descrito en las áreas de movilidad similares a las de la zona de estudio.
Genera la oportunidad de abrir espacios de participación e interés, proyectando al
estudiante a buscar soluciones a las problemáticas actuales y hacia una mejor
planificación que permita el desarrollo de las zonas bien sea desde la vinculación de las
instituciones encargadas de ejecutar estos proyectos.
Este proyecto permite de manera concreta aplicar y evaluar el conocimiento práctico-
teórico adquirido durante la carrera, pues fue indispensable fundamentar las bases sobre
información secundaria, apoyada en textos, además de las asesorías y distintas
asignaturas en las que se profundizaron temas específicos del proyecto. Este paso a
desnivel es un aporte importante al conocimiento propio, y una oportunidad para en el
futuro adoptarlo en las diferentes empresas o inclusive en iniciativas de emprendimiento
personal.
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3. OBJETIVOS
3.1 OBJETIVO GENERAL
Realizar el estudio y diseño geométrico del paso a desnivel de la intersección entre
la Avenida Circunvalar y la Calle 22 en la ciudad de Bogotá, Colombia, que permita
prescindir del semáforo existente y de esta manera evitar frenar el flujo vehicular.
3.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Identificar el área de estudio y describir el terreno actual por medio de un
levantamiento topográfico, el cual nos permite obtener los elementos necesarios
para elaborar la representación gráfica del terreno.
Organizar y analizar los datos tomados en campo para de esta manera, con la
utilización del software AutoCAD Civil 3D crear la superficie de diseño.
Realizar el diseño del paso a desnivel entre la Avenida Circunvalar y la Calle 22,
por medio del software AutoCAD civil 3D, el cual evite frenar el flujo vehicular.
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4. MARCO DE REFERENCIA
4.1 MARCO DE ANTECEDENTES
4.1.1 Historia de la Avenida Circunvalar
La Avenida Circunvalar empieza su fase de construcción, según el arquitecto Germán
Isaacs, bajo la alcaldía de Hernando Durán Dussán en 1981, su trayecto comunica tres
localidades las cuales son: Chapinero, Santafé y la Candelaria, en sus inicios fue
planeada con 100 metros de ancho. Esta avenida cuenta con 9 kilómetros a lo largo de
su trayecto y cuenta con tres pasos a desnivel a lo largo de su recorrido, ubicados en las
intersecciones de la Avenida Circunvalar con la Avenida Carrera 1, la Calle 53 y la Calle
62. (eltiempo.com, 2016).
Fuente: Orto foto IDECA – 2016
En este mapa de la ciudad de Bogotá se encuentra la intersección entre la Avenida
Circunvalar y la avenida carrera 1, al oriente del Colegio San Bartolomé De La Merced,
señalado por una figura de color naranja.
Imagen 1
Intersección Avenida Circunvalar con Avenida Carrera 1
18
Imagen 2
Vista en planta de la intersección entre la Avenida Circunvalar con la Avenida Carrera 1.
Fuente: Orto foto IDECA - 2016
Fuente: Orto foto IDECA – 2016
Imagen 3
Intersección entre la Avenida Circunvalar con la Calle 53
19
Fuente: Orto foto IDECA – 2016
En la imagen 4 vemos un ejemplo de un paso a desnivel tipo “Trompeta” frecuentemente utilizado en las vías.
Imagen 4
Intersección entre la Avenida Circunvalar y Calle 62
Fuente: Orto foto IDECA – 2016
Imagen 4
Vista en planta de la intersección entre la Avenida Circunvalar con la Calle 53
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Imagen 5
Vista en planta de la intersección entre la Avenida Circunvalar con la Calle 62
Fuente: Orto foto IDECA – 2016
4.2 MARCO GEOGRÁFICO
El proyecto se encuentra ubicado en la Avenida Circunvalar con Calle 22 como se
muestra en la figura 7, en la localidad 3 (Santafé) de la ciudad de Bogotá.
Fuente: Orto foto IDECA – 2016
Imagen 6.
Vista en planta de la intersección entre la Avenida Circunvalar con Calle 22.
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4.2.1 Contexto local.
4.2.1.1 Localidad de Santafé.
La localidad de Santa Fe está ubicada en el centro de la ciudad. Limita, al norte con la
localidad de Chapinero; al sur con las localidades de San Cristóbal y Antonio Nariño; al
oriente con el municipio de Choachí y al occidente con las localidades de Los Mártires y
Teusaquillo.
La localidad de Santa Fe tiene una extensión total de 4.517 hectáreas (ha), de las cuales
3.820 ha. Están catalogadas como suelo rural y 697 ha. Pertenecen a suelo urbano. En
estos dos suelos se localizan en total 3.892 ha de suelo protegido. (Conociendo la localidad
de santa fe: Diagnósticos de los aspectos físicos, demográficos y socioeconómicos, 2009).
Imagen 7
Ubicación de la localidad de Santafé.
Fuente: Secretaría de planeación – 2009
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Santa Fe tiene cinco UPZ, dos de tipo comercial, dos de tipo residencial de urbanización
incompleta y la otra de tipo residencial consolidado; para este proyecto nos ubicaremos
en la UPZ la macarena, se localiza al sur de la localidad. Tiene una extensión de 86 ha.
Esta UPZ limita, por el norte con la calle 33 (costado sur colegio San Bartolomé La
Merced); por el oriente con el perímetro urbano; por el sur con la avenida Jiménez de
Quesada (Quinta de Bolívar) y, por el occidente con la avenida Ciudad de Lima. (Conociendo la localidad de santa fe: Diagnósticos de los aspectos físicos, demográficos y
socioeconómicos, 2009).
La zona de estudio para la elaboración del paso a desnivel se encuentra ubicado en la
Avenida Circunvalar con Calle 22 y colinda con la estación del Funicular de Bogotá y la
Quinta de Bolívar.
La imagen 9, muestra la intersección entre la Avenida Circunvalar y la Calle 22 ubicada
en la localidad de Santa Fe de la ciudad de Bogotá D.C. esta intersección en sentido Sur-
Oriente presentará el diseño del paso a desnivel generando un puente vehicular en la
Avenida Circunvalar en sentido Norte-sur.
Fuente: Orto foto IDECA – 2016
Puente vehicular
Paso a desnivel
Imagen 8
Propuesta proyecto
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4.3 MARCO LEGAL
La elaboración del siguiente proyecto está sujeto a diferente normatividad que permiten
tener un pleno desarrollo del mismo:
El instituto Nacional de Vías (INVIAS), 2008. El Manuel Geométrico de Vías en
Colombia.
El Instituto de Desarrollo Urbano (IDU), Guía para el Diseño de Vías Urbanas para
Bogotá.
5 MARCO TEÓRICO
5.1 PASO A DESNIVEL.
Un paso a desnivel es el conjunto donde se presenta el cruce de dos o más vías terrestres
en diferentes niveles, en las que se puede transitar simultáneamente sin que se mezclen
las corrientes de tránsito. Están en función a los volúmenes de tránsito, para el desarrollo
de todos los movimientos posibles, con el mínimo de puntos de conflicto posible.
Los pasos a desnivel se construyen para aumentar la capacidad de intersecciones
importantes avenidas, mejorando condiciones de seguridad en muchas de ellas y para
mantener o mejorar sus características funcionales. Un paso a desnivel requiere de
grandes inversiones, por lo tanto, su diseño y construcción deben justificarse por razones
como: funcionalidad, capacidad, seguridad y factibilidad. En los países en desarrollo hay
un elemento adicional importante para considerar; es la necesidad de desarrollar cultura
sobre el uso apropiado y el seguimiento de las normas de operación de los deprimidos. (PREDISEÑO GEOMÉTRICO A NIVEL Y A DESNIVEL DE LA INTERSECCIÓN EL JAZMÍN, 2016)
Los pasos a desnivel se clasifican en tres tipos:
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5.1.1 Pasos a desnivel superiores:
Es el paso a desnivel en el que la vialidad pasa por arriba de otra vía de
comunicación terrestre. (Hinojosa Campos, 2016)
5.1.2 Pasos a desnivel inferiores:
Es el paso a desnivel en el que la vialidad pasa por debajo de otra vía de
comunicación terrestre. (Hinojosa Campos, 2016)
5.1.3 Pasos a desnivel mixtos:
Este tipo de paso a desnivel es aquel en que se combinan ambos tipos, superior
en inferior, dando la oportunidad de que se transite en tres o más vías, de acuerdo
al número de niveles. (Hinojosa Campos, 2016)
5.2 TOPOGRAFÍA
La topografía determina posiciones relativas de puntos sobre la superficie de la tierra,
mediante la toma de medidas según los tres tipos de espacio: distancia, elevación y
dirección. El conjunto de operaciones para determinar la posición de dichos puntos, es
comúnmente llamado levantamiento topográfico, se divide en dos ramas: planimetría y
altimetría. (Ricardoisa, 2016)
5.2.1 Planimetría
La planimetría considera la proyección del terreno sobre un plano horizontal. Esta
proyección se denomina “base productiva” y es la que se considera cuando se habla del
área de un terreno. Las distancias se toman respecto a esa proyección (Torres y Villate,
2001).
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5.2.2 Altimetría
Es la rama de la topografía que tiene en cuenta las diferencias de nivel existentes entre
los diferentes puntos del terreno (Torres y Villate, 2001).
5.3 LEVANTAMIENTO TOPOGRÁFICO
Se conoce como levantamiento topográfico a la toma de datos en campo, realizados por
diferentes instrumentos, los cuales permiten representar el terreno o darnos una idea de
él. Los levantamientos topográficos son necesarios para el estudio, elaboración y
ejecución de cualquier proyecto de ingeniería, las características del terreno son la guía
del ingeniero para la mejor distribución y ubicación de la obra.
Los levantamientos topográficos están sujetos a tener errores, ya sea por los
instrumentos utilizados o por el manejo de ellos; por lo tanto, ninguna medida en
topografía es exacta, es por esto que siempre en todo trabajo de topografía se debe
buscar la manera de comprobar las medidas y los cálculos ejecutados. De acuerdo a la
necesidad y la finalidad, existen varios tipos de levantamientos, aunque aplican los
mismos principios, tienen diferentes procedimientos. Entre los levantamientos más
utilizados se encuentran los levantamientos de tipo general (lotes y parcelas) y el
levantamiento longitudinal o de vías de comunicación. (Canalconstruccion.com, 2016)
5.3.1 Levantamientos de tipo general:
Estos levantamientos tienen por objeto marcar, medir o dividir superficies, ubicar terrenos
en planos generales o proyectar obras y construcciones. (Barrera, 2016)
5.3.2 Levantamiento longitudinal:
Este levantamiento es el que sirve para estudiar y diseñar caminos, ferrocarriles, canales,
líneas de transmisión, acueductos, etc. (Barrera, 2016)
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5.4 POLIGONAL
La poligonal es un procedimiento topográfico comúnmente utilizado para establecer
puntos de control y puntos de apoyo para diferentes finalidades. Se puede decir que es
una sucesión de líneas quebradas, conectadas entre sí con (n) número de vértices, a los
cuales se les asignan un sistema de coordenadas, para esto es necesario medir ángulos
y distancias horizontales entre los vértices consecutivos.
Existen dos tipos de poligonales: Las que son abiertas, porque comienzan y terminan en
diferentes puntos y las que son cerradas, porque comienzan y terminan en los mismos
puntos. Los instrumentos utilizados en el levantamiento de esta poligonal deben
garantizar la precisión exigida. (Topografiabasicasena.blogspot.com.co, 2016)
5.5 NIVELACIÓN
La nivelación es el nombre que se le da al procedimiento en el cual se determinan las
elevaciones o diferencias de nivel del lugar de estudio, ya sea, de un área, una poligonal
o un número determinado de puntos. Esto tiene como fin, representar de una manera
más completa el terreno para que pueda ayudar al proyecto, de igual manera es
necesario obtener datos suficientes y de buena calidad. Existen dos tipos de nivelaciones;
la nivelación geométrica y la nivelación trigonométrica. (Navarro Hudiel, 2016)
5.5.1 Nivelación Geométrica:
Este tipo de nivelación es el más preciso para determinar elevaciones y es el que
se emplea con mayor frecuencia, con esta se mide directamente distancias
verticales entre diferentes puntos de interés del terreno. Generalmente en un
trabajo de campo, cuando se realiza la “altimetría” se realiza en dos etapas;
primero se tiene en cuenta la nivelación de la poligonal principal y luego la
nivelación del terreno teniendo en cuenta los puntos en donde físicamente el
terreno presenta cambios. (CAPITULO 6, 2016)
5.5.2 Nivelación Trigonométrica:
Es el método altimétrico dentro del campo topográfico a fin de despreciar los
efectos de curvatura y refracción al considerar la tierra como plana, a aquella
nivelación que permite obtener desniveles entre puntos, con observaciones de
distancias cenitales de cualquier inclinación. (CAPITULO 6, 2016)
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5.6 INFRAESTRUCTURA
El concepto de vía procede del latín y puede significar “camino”. Este concepto
tiene diversos usos de acuerdo al lugar por el que se transita, se circula o se
desplaza. Puede tratarse entonces, del espacio que posibilita que la gente y los
vehículos circulen y accedan a los predios adyacentes. Además las vías generan
soporte para las redes de servicios e información con las que usualmente
comparten espacio en zonas definidas para tal fin. (IDU, Guía para el diseño de
vías urbanas para Bogotá D.C., 2014) Las redes viales surgen de la conjugación
de múltiples líneas de deseo de viaje que conectan orígenes con destinos. Así
estas redes están configuradas básicamente en función del modelo de movilidad
y la oferta requerida para suplir los viajes de corta, media y larga distancia, y el
modelo de ciudad y el ordenamiento de la estructura territorial, coligada a la
distribución de los usos del suelo y las actividades económicas. (IDU, Guía para
el diseño de vías urbanas para Bogotá D.C., 2014).
5.7 CARRETERAS
Las carreteras son rutas utilizadas para la circulación vehicular, de uso público y se
clasifican según su funcionalidad y según el tipo de terreno (INVIAS, Manual de Diseño
Geométrico de Carreteras, 2008):
5.7.1 Según su funcionalidad
Es determinada por la necesidad operacional de la carretera o los intereses en sus
diferentes niveles (INVIAS, Capitulo 1 – pág. 5, Aspectos Generales, 2008).
5.7.1.1 Primarias:
Estas carreteras consideradas primarias son aquellas troncales o accesos a capitales de
departamento que cumplen con la función de realizar la integración de las principales
zonas de producción y consumo del país y a su vez con los demás países. Este tipo de
carretera debe funcionar pavimentada. (INVIAS, Capitulo 1 – pág. 5, Aspectos Generales,
2008).
28
5.7.1.2 Secundarias:
Son aquellas vías que unen las cabeceras municipales entre sí y/o que provienen de una
cabecera municipal y conectan con una carretera Primaria. Las carreteras consideradas
como Secundarias pueden funcionar pavimentadas o en afirmado. (INVIAS, Capitulo 1 –
pág. 5, Aspectos Generales, 2008).
5.7.2.4 Terciarias:
Son aquellas vías de acceso que unen las cabeceras municipales con sus veredas o
unen veredas entre sí. Las carreteras consideradas como Terciarias deben funcionar en
afirmado. En caso de pavimentarse deberán cumplir con las condiciones geométricas
estipuladas para las vías Secundarias. (INVIAS, Capitulo 1 – pág. 5, Aspectos Generales,
2008).
5.7.2 Según el tipo de terreno
Determinada por la topografía predominante en el tramo en estudio, es decir que a lo
largo del proyecto pueden presentarse tramos homogéneos en diferentes tipos de
terreno. (INVIAS, Capitulo 1 – pág. 5, Aspectos Generales, 2008).
5.7.2.1 Terreno plano:
Tiene pendientes transversales al eje de la vía menores de cinco grados (5°). Exige el
mínimo movimiento de tierras durante la construcción por lo que no presenta dificultad ni
en su trazado ni en su explanación. Sus pendientes longitudinales son normalmente
menores de tres por ciento (3%).
Conceptualmente, este tipo de carreteras se definen como la combinación de
alineamientos horizontal y vertical que permite a los vehículos pesados mantener
aproximadamente la misma velocidad que la de los vehículos livianos. (INVIAS, Capitulo
1 – pág. 5, Aspectos Generales, 2008).
29
5.7.2.4 Terreno ondulado:
Tiene pendientes transversales al eje de la vía entre seis y trece grados (6° - 13°).
Requiere moderado movimiento de tierras durante la construcción, lo que permite
alineamientos más o menos rectos, sin mayores dificultades en el trazado y en la
explanación. Sus pendientes longitudinales se encuentran entre tres y seis por ciento (3%
- 6%).
Conceptualmente, este tipo de carreteras se definen como la combinación de
alineamientos horizontal y vertical que obliga a los vehículos pesados a reducir sus
velocidades significativamente por debajo de las de los vehículos livianos, sin que esto
los lleve a operar a velocidades sostenidas en rampa por tiempo prolongado. (INVIAS,
Capitulo 1 – pág. 6, Aspectos Generales, 2008).
5.7.2.3 Terreno montañoso:
Tiene pendientes transversales al eje de la vía entre trece y cuarenta grados (13° - 40°).
Generalmente requiere grandes movimientos de tierra durante la construcción, razón por
la cual presenta dificultades en el trazado y en la explanación. Sus pendientes
longitudinales predominantes se encuentran entre seis y ocho por ciento (6% - 8%).
Conceptualmente, este tipo de carreteras se definen como la combinación de
alineamientos horizontal y vertical que obliga a los vehículos pesados a operar a
velocidades sostenidas en rampa durante distancias considerables y en oportunidades
frecuentes. (INVIAS, Capitulo 1 – pág. 6, Aspectos Generales, 2008).
5.7.2.4 Terreno escarpado:
Tiene pendientes transversales al eje de la vía generalmente superiores a cuarenta
grados (40°). Exigen el máximo movimiento de tierras durante la construcción, lo que
acarrea grandes dificultades en el trazado y en la explanación, puesto que generalmente
los alineamientos se encuentran definidos por divisorias de aguas. Generalmente sus
pendientes longitudinales son superiores a ocho por ciento (8%).
Conceptualmente, este tipo de carreteras se definen como la combinación de
alineamientos horizontal y vertical que obliga a los vehículos pesados a operar a menores
velocidades sostenidas en rampa que en aquellas a las que operan en terreno
montañoso, para distancias significativas y en oportunidades frecuentes. (INVIAS,
Capitulo 1 – pág. 6, Aspectos Generales, 2008).
30
5.7.3 Velocidad de diseño
Es necesario tener en cuenta la velocidad de diseño para cualquier intervención o
construcción vial, la tabla 1. Muestra claramente cuál es la velocidad de diseño para cada
tipo de terreno. (INVIAS, Capitulo 2 – pág. 37, 38, 39, Controles para el diseño
geométrico, 2008).
Fuente: Manual de Diseño Geométrico de Carreteras, INVIAS, 2008
Tabla 1
Valores de la Velocidad de Diseño de los Tramos Homogéneos (VTR) en función de la categoría
de la carretera y el tipo de terreno
31
5.7.4 Vehículo de diseño
El diseño geométrico de una vía está orientado a definir un trazado que facilite la
circulación de los vehículos tanto en el sentido longitudinal como en su ubicación en el
sentido transversal de la calzada. El vehículo representativo de todos los vehículos que
puedan circular por dicha vía se denomina vehículo de diseño.
La selección del vehículo de diseño debe ser tal que corresponda con la composición del
tránsito definida en el estudio de ingeniería de tránsito para el proyecto en estudio. Es
necesario tener en cuenta que esta selección incide directamente en la definición de las
dimensiones de los anchos de carril, calzada, bermas y sobre anchos de la sección
transversal, el radio mínimo de giro en el diseño de las intersecciones y el gálibo bajo las
estructuras (pasos elevados). (INVIAS, Capitulo 2 – pág. 37, 38, 39, Controles para el
diseño geométrico, 2008).
Fuente: Manual de Diseño Geométrico de Carreteras, INVIAS, 2008
Las características de cada tipo de vehículo es especificado en la tabla 3.
Fuente: Guía para el diseño de vías urbanas para Bogotá D.C. IDU – 2014
Tabla 2
Nomenclatura empleada para la descripción de los vehículos de diseño
Tabla 3. Características del vehículo
32
5.8 PUENTES
Este tipo de estructuras pueden requerirse entre otras, para los siguientes casos:
- Cruce por cursos hídricos en los cuales sus caudales de diseño hagan inviable el uso
de obras de drenaje típicas.
- Empleo de intersecciones a desnivel.
- Disminución de condiciones geométricas forzadas impuestas por la topografía en
algunos sectores.
- Inestabilidad geológica o geotécnica en sectores de la carretera donde su paso sea
obligado.
Cualquiera que sea el caso que motive el diseño y construcción de un puente, la
estructura deberá satisfacer lo estipulado en el “Código Colombiano de Diseño Sísmico
de Puentes”, además de las normas adicionales a que haya lugar según el caso
particular. (INVIAS, Capitulo 7 – Diseño geométrico de casos especiales, 2008).
5.8.1 Gálibo:
A continuación se presentan los valores mínimos requeridos según el tipo de condición
generada:
- Sobre corrientes de agua, relativamente limpias en toda época: mínimo dos metros (2.00
m) por encima del Nivel de Aguas Máximas Extraordinarias (N.A.M.E.).
- Sobre corrientes de agua que en algunos períodos transportan desechos, troncos y
otros objetos voluminosos: mínimo dos metros con cincuenta centímetros (2.50 m) por
encima del N.A.M.E.
- Sobre carreteras. Mínimo cinco metros (5.00 m), salvo que se estipule un valor mayor
para el caso particular.
- Sobre vías férreas. Mínimo cinco metros con cincuenta centímetros (5.50 m), salvo que
se estipule un valor mayor para el caso particular.
- Sobre cursos hídricos navegables. Dependerá del calado máximo de navegación, por
lo que el valor debe ser definido por el Ministerio de Transporte. (INVIAS, Capitulo 7 –
pág. 200, Diseño geométrico de casos especiales, 2008).
33
6. METODOLOGÍA
A continuación se describe la metodología utilizada para el desarrollo del proyecto de
grado paso a desnivel en la intersección entre la Av. Circunvalar y la Calle 22 en el centro
de la ciudad de Bogotá D.C.
Imagen 9
Metodología
Autores-2016
34
6.1 FASE 1
6.1.1. Reconocimiento de la zona de estudio:
Antes de iniciar los estudios topográficos de cualquier proyecto se requiere un estudio
preliminar para determinar las condiciones del terreno, la accesibilidad e identificar las
placas de amarre cercanas al sitio.
A través del reconocimiento se determina la ubicación de los deltas de la poligonal que
son puntos obligados, ya sea por condiciones de la visual o tránsito de peatones por la
zona, de igual manera para el desarrollo más eficiente del mismo se decide colocar placas
por medio de GPS las cuales nos presenten una mejor ubicación, ya que, como
mencionábamos anteriormente está zona es bastante transitada.
Fuente: Autores – 2016
Ilustración 1
Flujo peatonal presente en la intersección entre la Av. Circunvalar y la Calle 22 en la ciudad de
Bogotá D.C.
.
35
6.1.2. Materialización de placas GPS:
La materialización de las placas GPS se llevó a cabo, de acuerdo al estudio preliminar
de la zona, la cual nos definió los lugares con mayor visual y menor bloqueo de la misma
por el paso de peatones, definiendo entonces las coordenadas para iniciar el estudio
topográfico.
Fuente: Autores – 2016
Ilustración 2
Materialización de las placas GPS denominadas GPS-1 y GPS-2
36
6.2 FASE 2
6.2.1. Levantamiento topográfico:
El levantamiento topográfico es la base de cualquier proyecto u obra civil, ya que, por
medio de ella se realiza la recolección de datos tanto planimétricos como altimétricos.
De los procedimientos topográficos más comunes para este tipo de levantamientos están
las poligonales, que se usan para establecer puntos de control (Deltas) y sirve de apoyo
para el levantamiento de los detalles y la elaboración de planos.
Fuente: Autores – 2016
El levantamiento topográfico se inicia realizando una poligonal cerrada, de esta manera
proporcionando coordenadas a cada delta, las cuales se ajustan repartiendo el error en
cada uno de los deltas.
Ilustración 3
Materialización deltas de la poligonal
37
Armada del equipo en el GPS-2 para iniciar el levantamiento topográfico, se realiza
inspección de los equipos (bastón y prisma), y se mide la altura del prisma.
Fuente: Autores – 2016
Al empezar la radiación de los detalles es necesario tener mayor visibilidad, la cual
proporciona el GPS-2, por esta razón se decide armar el equipo allí y comenzar el
levantamiento de detalles como, postes, pozos, cajas eléctricas, cajas de teléfono,
paramentos, sardineles, y borde de las vías.
Ilustración 4
Armada del equipo en el GPS-1.
38
Fuente: Autores – 2016
Es de vital importancia obtener la información lo más detallada posible, definir las curvas
de las vías tomando varios puntos en ella, ubicar los pozos existentes, definir claramente
los paramentos y demás detalles que aseguren el mejor desarrollo del proyecto.
Una vez realizada la radiación de detalles desde cada uno de los deltas y guardada la
información en la estación total, se finaliza entonces el levantamiento topográfico de la
intersección entre la AV. Circunvalar y la Calle 22.
Ilustración 5
Armada delta AM-3 Radiación
39
Fuente: Autores – 2016
Se observa en la ilustración la manera en la que se definen las curvas de los separadores
y los paramentos presentes en la intersección entre la Av. Circunvalar y la Calle 22.
6.3 FASE 3
6.3.1. Digitalización
Los datos obtenidos durante el levantamiento topográfico se descargan por medio del
software Transit y organizados en una cartera de Excel, posteriormente los datos son
ingresados al software AutoCAD Civil 3D el cual genera una nube de puntos que pondrá
en marcha el diseño final del proyecto.
Ilustración 6
Radiación
40
Fuente: Autores – 2016
Fuente: Autores – 2016
En la imagen 12 se definen los alineamientos de cada una de las vías presentes en la
intersección entre la Av. Circunvalar con la Calle 22.
Finalmente se genera el corredor de la vía en la intersección entre la Av. Circunvalar y la
Calle 22 en sentido norte-sur y sur-norte.
Imagen 10
Creación de plano planta intersección Av. circunvalar con Calle 22
Imagen 12
Alineamientos de la Av. Circunvalar y la Calle 22
41
Fuente: Autores – 2016
6.3.1. Diseño Geométrico
En la figura 14 se muestra el diseño final en planta de nuestra intersección entre la
Avenida Circunvalar y la Calle 22.
Imagen 13
Planta intersección puente.
42
Imagen 14
Planta intersección puente.
Fuente: Autores – 2016
6.4 POS PROCESO
Para efectuar el posicionamiento GPS de los puntos de amarre del levantamiento, lo
primero que se hizo fue realizar una consulta de la información existente sobre puntos de
la red pasiva del Instituto Geográfico Agustín Codazzi que pudieran servir de base para
el posicionamiento GPS. Al realizar la visita de campo se descartaron los puntos que
habían sido destruidos o tapados y los que no ofrecían las condiciones ideales en cuanto
a seguridad y acceso que permitieran la fácil instalación del equipo de rastreo satelital.
Se decide entonces tomar como bases para el posicionamiento las estaciones
pertenecientes a la red continua de rastreo del Instituto Geográfico Agustín Codazzi
teniendo en cuenta las difíciles condiciones de seguridad en la zona.
Una vez definido el procedimiento a seguir para realizar el posicionamiento se procede
al traslado de personal al sector en donde se encontraban los puntos a georreferenciar
para hacer la instalación de una incrustación en el piso para cada uno de dichos puntos.
Posteriormente se arma el equipo de rastreo satelital en cada una de las incrustaciones
instaladas, el tiempo de rastreo lo define dicha longitud de los vectores. Los rastreos
satelitales se realizaron en las horas de la mañana.
El procedimiento utilizado en esta labor es el posicionamiento GPS estático diferencial
con doble determinación y la descarga de la información, el pos proceso de los datos, el
cálculo y la preparación de las coordenadas para cada uno de los puntos que fueron
instalados, se realiza en el escritorio teniendo en cuenta los lineamientos técnicos
estipulados para dicha labor por instituciones de control como el Instituto Geográfico
Agustín Codazzi y con la utilización de personal, equipo y software adecuados para esta
labor.
43
El software con el que realizo el pos-proceso fue el Topcon Tools 8.2, la determinación
de las alturas de los puntos con respecto al nivel medio del mar y el traslado de época de
las coordenadas de los puntos se realizó utilizando los procedimientos avalados para tal
fin.
Ilustración 7
Tiempos de rastreo
Fuente: Autores – 2016
44
Tabla 4
Estaciones de la red ECO disponibles.
Fuente: Autores – 2016
45
Tabla 5
Planeación posicionamiento redes GPS.
PLANEACIÓN POSICIONAMIENTO REDES GPS
REV-0 PROYECTO: PROYECTO DE GRADO TEGNOLOGIA EN TOPOGRAFIA FECHA DE POSIBLE OCUPACION HOJA N°: de
A CARGO: 18 DE OCTUBRE DE 2015 TRAMO: INFORMACIÓN DEL LUGAR Y VÉRTICES A UTILIZAR
PUNTO BASE
PUNTO A RASTREAR
DISTANCIA APROXIMADA EN KM
TIEMPO MINIMO DE RASTREO EN
MINUTOS IGAC
TIEMPO DE
RASTREO EN
HORAS
ESQUEMA DE LA RED
BOGA
GPS 1 4.38 27 min 2 h
GPS 2 4.33 27 min 2 h
ABCC
GPS 1 9.55 45 min 2 h
GPS 2 9.63 45 min 2 h
REGISTRO Y APROBACIÓN
REVISÓ FECHA
APROBÓ FECHA
Fuente: Autores – 2016
46
El tiempo mínimo de rastreo utilizando las bases de la red pasiva se determina con 25 minutos + 5 minutos por kilómetro de
separación entre las bases y el rover.
Tabla 6
Descripción de acceso GPS 1.
DESCRIPCIÓN DE MONUMENTO O INCRUSTACIÓN Y
ACCESO A PUNTO MATERIALIZADO
PUNTO
GPS 1
NOMBRE DEL PUNTO:
GPS 1
FECHA DE OCUPACIÓN:
OCTUBRE 18 DE 2015
A CARGO:
HOJA
PROYECTO:
PROYECTO DE GRADO TEGNOLOGIA EN TOPOGRAFIA
OPERARIO EQUIPO:
CARGO:
1 DE 2
DEPARTAMENTO:
CUNDINAMARCA
MUNICIPIO (LUGAR MAS CERCANO):
BOGOTA
ESQUEMA LOCALIZACIÓN DEL PUNTO:
TIPO DE PUNTO DESCRITO POR:
INCRUSTACIÓN
DESCRIPCIÓN DE LA ESTRUCTURA:
Incrustación puesta en el piso de andén al lado de la vía con alto tráfico
vehicular y peatonal.
ITINERARIO Y DESCRIPCIÓN PARA ACCESO:
Transitando por la carrera 1 al oriente en dirección al santuario de Monserrate aproximadamente a 200 metros antes de llegar a la intersección con la
Carrera 3 este se encuentra la incrustación que identifica el punto GPS 1.
47
COORDENADAS GEOGRÁFICAS APROXIMADAS DEL PUNTO LATITUD: LONGITUD
(TOMADAS CON NAVEGADOR GPS) 4°36'13"N 74° 3'47” W
REGISTRO Y APROBACIÓN OBSERVACIONES
REVISÓ:
FECHA:
APROBÓ:
FECHA:
Fuente: Autores – 2016
Tabla 7
Descripción de acceso GPS 2.
DESCRIPCIÓN DE MONUMENTO O INCRUSTACIÓN Y
ACCESO A PUNTO MATERIALIZADO
PUNTO
GPS 2
NOMBRE DEL PUNTO:
GPS 2
FECHA DE OCUPACIÓN:
OCTUBRE 18 DE 2015
A CARGO:
HOJA
PROYECTO:
PROYECTO DE GRADO TEGNOLOGIA EN TOPOGRAFIA
OPERARIO EQUIPO:
CARGO:
2 DE 2
DEPARTAMENTO:
CUNDINAMARCA
MUNICIPIO (LUGAR MAS CERCANO):
BOGOTA
ESQUEMA LOCALIZACIÓN DEL PUNTO:
TIPO DE PUNTO DESCRITO POR:
INCRUSTACIÓN
DESCRIPCIÓN DE LA ESTRUCTURA:
Incrustación puesta en el piso de andén al lado de la vía con alto tráfico
vehicular y peatonal.
48
ITINERARIO Y DESCRIPCIÓN PARA ACCESO:
Transitando por la carrera 1 al oriente en dirección al santuario de Monserrate aproximadamente a 100 metros antes de llegar a la intercesión con la
Carrera 3 este se encuentra la incrustación que identifica el punto GPS 2.
COORDENADAS GEOGRÁFICAS APROXIMADAS DEL PUNTO LATITUD: LONGITUD
(TOMADAS CON NAVEGADOR GPS) 4°36'12" N 74° 3'44" W
REGISTRO Y APROBACIÓN OBSERVACIONES
REVISÓ:
FECHA:
APROBÓ:
FECHA:
Fuente: Autores – 2016
Tabla 8
Coordenadas para la semana de las estaciones ECO.
Fuente: Autores – 2016
VÉRTICE X Y Z
ABCC 1739438.01670 -6117252.50546 515065.04480
BOGA 1744517.18942 -6116051.10664 512581.06469
49
Tabla 9
Coordenadas posicionamiento satelital época 2015.8
Fuente: Autores – 2016
VÉRTICE LATITUD
NORTE
LONGITUD
OESTE
ALTURA
ELIPSOIDAL
NORTE
GAUSS
ESTE
GAUSS
COTA
s.n.m.m
ALTURA
ANTENA FECHA
OBSERVACIÓ
N
ABCC 4º 39' 40.44506" 74º 07' 36.91976" 2576.286 1007191.785 994517.304 N/A -
18 Octubre
2015
RED ECO
BOGA 4º 38' 19.25594" 74º 04' 47.81807" 2609.877 1004697.699 999729.093 N/A - RED ECO
UD 1 4° 36' 12.46657" 74° 03' 46.96316" 2689.987 1000803.116 1001604.810 2666.740 2.150 Ashtech
UD 2 4° 36' 11.92214" 74° 03' 43.70584" 2694.632 1000786.395 1001705.210 2671.666 1.916 Ashtech
50
Tabla 10.
Cuadro de ocupación del punto GPS 1
PROYECTO: PROYECTO DE GRADO TEGNOLOGIA EN TOPOGRAFIA FECHA DE OCUPACIÓN HOJA N°: 1 de 2
A CARGO: OCTUBRE 18 DE 2015 BLOQUE:
INFORMACIÓN DEL LUGAR Y VÉRTICES UTILIZADOS
DEPARTAMENTO MUNICIPIO TOPONIMIA (LUGAR DE REFERENCIA) CUNDINAMARCA BOGOTA MONSERRATE
NOMBRE Y CÓDIGO DE LA PLACA(S) VÉRTICE(S)
BASE (PUNTOS EXISTENTES)
MARCA Y REFERENCIA DE ANTENA UTILIZADA
ALTURA ANTENA BASE
HORA INICIO
RASTREO
HORA FINAL
RASTREO:
1 ABCC RED ECO N/A N/A N/A
2 BOGA RED ECO N/A N/A N/A
NOMBRE Y CÓDIGO DE LA PLACA VÉRTICE
ROVER (PUNTO NUEVO)
MARCA Y REFERENCIA DE
ANTENA UTILIZADA
ALTURA
ANTENA
ROVER
HORA INICIO
RASTREO
HORA FINAL
RASTREO:
COORDENADAS GEOGRÁFICAS APROXIMADAS DEL PUNTO
(TOMADAS CON NAVEGADOR GPS)
GPS UD 1 ASHTECH 2.150 m 9:32 11:32 LATITUD: 4°36'13" LONGITUD: 74° 3' 47”
REGISTRO FOTOGRÁFICO PUNTO NUEVO
Diagrama de obstáculos
Impronta o imagen de la placa o incrustación
Panorámica vértice materializado
OBSERVACIONES
1. Las coordenadas planas Gauus Kruger están referidas al Datum Magna con origen central a la época actual
2. La alturas sobre el nivel medio del mar (cotas) fueron determinadas con el procedimiento matricial para la obtención de alturas con el sistema GPS apoyándose en los puntos de la red pasiva del
IGAC y el aplicativo Magna Sirgas Pro y el modelo geoidal Geocol 2004.
COORDENADAS VÉRTICE OBTENIDAS DEL POST PROCESO
Geográficas Magna – Sirgas 1 8 /10/15 Planas de Gauss Magna Bogotá Central
LATITUD LONGITUD ALTURA ELIPSOIDAL NORTE ESTE ALTURA M.S.N.M
GEOCOL 2004
PUNTO
4° 36' 12.46657" 74° 03' 46.96316" 2689.987 1000803.116 1001604.810 2666.740 GPS 1
REGISTRO Y APROBACIÓN
REVISÓ FECHA
APROBÓ FECHA
Fuente: Autores – 2016
51
Tabla 11
Cuadro de ocupación del punto GPS 2
PROYECTO: PROYECTO DE GRADO TEGNOLOGIA EN TOPOGRAFIA FECHA DE OCUPACIÓN HOJA N°: 2 de 2
A CARGO: OCTUBRE 18 DE 2015 BLOQUE:
INFORMACIÓN DEL LUGAR Y VÉRTICES UTILIZADOS
DEPARTAMENTO MUNICIPIO TOPONIMIA (LUGAR DE REFERENCIA)
CUNDINAMARCA BOGOTA MONSERRATE
NOMBRE Y CÓDIGO DE LA PLACA(S) VÉRTICE(S)
BASE (PUNTOS EXISTENTES)
MARCA Y REFERENCIA DE ANTENA UTILIZADA
ALTURA ANTENA BASE
HORA
INICIO
RASTREO
HORA
FINAL
RASTREO:
1 ABCC RED
ECO
N/A N/A N/A
2 BOGA RED ECO N/A N/A N/A
NOMBRE Y CÓDIGO DE LA PLACA VÉRTICE
ROVER (PUNTO NUEVO)
MARCA Y REFERENCIA
DE ANTENA UTILIZADA
ALTURA
ANTENA
ROVER
HORA INICIO
RASTREO
HORA FINAL
RASTREO:
COORDENADAS GEOGRÁFICAS APROXIMADAS DEL
PUNTO (TOMADAS CON NAVEGADOR GPS)
GPS UD 2 ASHTECH 1.916 m 11:54 13:54 LATITUD: 4° 36' 12" LONGITUD: 74° 3' 44”
REGISTRO FOTOGRÁFICO PUNTO NUEVO
Diagrama de obstáculos
Impronta o imagen de la placa o incrustación
Panorámica vértice materializado
OBSERVACIONES
1. Las coordenadas planas Gauus Kruger están referidas al Datum Magna con origen central a la época actual
2. La alturas sobre el nivel medio del mar (cotas) fueron determinadas con el procedimiento matricial para la obtención de alturas con el sistema GPS apoyándose en los puntos de la red pasiva
del IGAC y el aplicativo Magna Sirgas Pro y el modelo geoidal Geocol 2004.
COORDENADAS VÉRTICE OBTENIDAS DEL POST PROCESO
Geográficas Magna – Sirgas 1 8 /10/15 Planas de Gauss Magna Bogotá Central
LATITUD LONGITUD ALTURA ELIPSOIDAL NORTE ESTE ALTURA M.S.N.M
GEOCOL 2004
PUNTO
4° 36' 11.92214" 74° 03' 43.70584" 2694.632 1000786.395 1001705.210 2671.666 GPS 2
52
REGISTRO Y APROBACIÓN
REVISÓ FECHA APROBÓ FECHA
Fuente: Autores – 2016
Ilustración 8
Vectores entre la base de la red ECO del IGAC y los puntos GPS.
53
Fuente: Autores – 2016
Ilustración 9
Vectores formados entre las bases IGAC y los puntos GPS 1 y GPS 2
54
7. ANÁLISIS DE DATOS
7.1 POS PROCESO:
El pos proceso de la información se realizó teniendo en cuenta el uso de
efemérides precisas.
Las coordenadas planas Gauss Kruger están referidas al Datúm Magna con
origen central.
La alturas sobre el nivel medio del mar (cotas) fueron determinadas con el
procedimiento matricial para la obtención de alturas con el sistema GPS
apoyándose en los puntos de la red pasiva del IGAC y el aplicativo Magna
Sirgas Pro y el modelo geoidal Geocol 2004.
Como resultado final obtenemos las siguientes coordenadas correspondientes
al GPS 1 y GPS 2:
7.1.1. Coordenadas finales de los puntos GPS materializados
Tabla 12.
Coordenadas finales GPS 1
COORDENADAS PUNTO DE CONTROL PC MATERIALIZADO (UD 1)
PUNTO GPS 1 FECHA POSCIONAMIENTO OCTUBRE 18 DE 2015
DEPARTAMENTO CUNDINAMARCA MUNICIPIO BOGOTA
COORDENADAS PARA LA ÉPOCA ACTUAL DEL POSICIONAMIENTO 2015.8
GEOGRÁFICAS GEOCÉNTRICAS Y SUS VELOCIDADES
Latitud (N) 4° 36' 12.46657" X[m] 1746429.6657 Vx [m/año] 0.0007
Longitud (W) 74° 03' 46.96316" Y[m] -6115914.7673 Vy [m/año] 0.0013
Altura Elipsoidal [m] 2689.987 Z[m] 508703.9563 Vz [m/año] 0.0131
Altura SNMM[m] 2666.740 ONDULACIÓN GEOIDAL [m]: 26.75
55
Tipo de altura Inclinada MODELO GEODIAL Geocol 2004
PLANAS NORTE ESTE ORIGEN
Gauss-Krüger [m] 1000803.116 1001604.810 CENTRAL
Cartesianas [m] 100800.738 101609.119 BOGOTA D.C
COORDENADAS PARA LA ÉPOCA 1995.4
GEOGRÁFICAS GEOCÉNTRICAS Y SUS VELOCIDADES
Latitud (N) 4° 36' 12.45785" X[m] 1746429.6514 Vx [m/año] 0.0007
Longitud (W) 74° 03' 46.96384" Y[m] -6115914.7938 Vy [m/año] 0.0013
Altura Elipsoidal [m] 2689.987 Z[m] 508703.6891 Vz [m/año] 0.0131
Altura SNMM [m] 2666.740 DIA JULIANO: 291 ALTURA INST: 2.150
PLANAS NORTE ESTE ORIGEN
Gauss-Krüger [m] 1000802.848 1001604.789 CENTRAL
Cartesianas [m] 100800.470 101609.098 BOGOTA D.C
Tabla 13
Coordenadas finales GPS 2
COORDENADAS PUNTO DE CONTROL PC MATERIALIZADO (UD 2)
PUNTO GPS 2 FECHA POSICIONAMIENTO OCTUBRE 18 DE 2015
DEPARTAMENTO CUNDINAMARCA MUNICIPIO BOGOTA
COORDENADAS PARA LA ÉPOCA ACTUAL DEL POSICIONAMIENTO 2015.8
GEOGRÁFICAS GEOCÉNTRICAS Y SUS VELOCIDADES
Latitud (N) 4° 36' 11.92214" X[m] 1746527.8877 Vx [m/año] 0.0007
Longitud (W) 74° 03' 43.70584" Y[m] -6115892.9302 Vy [m/año] 0.0013
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Altura Elipsoidal [m] 2694.632 Z[m] 508687.6526 Vz [m/año] 0.0131
Altura SNMM[m] 2671.666 ONDULACIÓN GEOIDAL [m]: 26.77
Tipo de altura Inclinada MODELO GEODIAL Geocol 2004
PLANAS NORTE ESTE ORIGEN
Gauss-Krüger [m] 1000786.395 1001705.210 CENTRAL
Cartesianas [m] 100784.020 101709.562 . BOGOTA D.C
COORDENADAS PARA LA ÉPOCA 1995.4
GEOGRÁFICAS GEOCÉNTRICAS Y SUS VELOCIDADES
Latitud (N) 4° 36' 11.91342" X[m] 1746527.8734 Vx [m/año] 0.0007
Longitud (W) 74° 03' 43.70652" Y[m] -6115892.9567 Vx [m/año] 0.0013
Altura Elipsoidal [m] 2694.632 Z[m] 508687.3854 Vx [m/año] 0.0131
Altura SNMM [m] 2671.666 DIA JULIANO : 291 ALTURA INST: 1.916
PLANAS NORTE ESTE ORIGEN
Gauss-Krüger [m] 1000786.127 1001705.189 CENTRAL
Cartesianas [m] 100783.751 101709.541 BOGOTA D.C
Autores - 2016
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7.2 LEVANTAMIENTO TOPOGRÁFICO:
El levantamiento topográfico realizado en campo constó de una poligonal cerrada
con 6 deltas materializados, terminando con un error de cierre de la poligonal de
1:25000, la cual nos genera un error de cierre en distancia de 0.026 m en el eje X y
de 0.003 m en el eje Y, este error es repartido en los 6 deltas.
A continuación se muestra el desarrollo de nuestra poligonal y el grafico
correspondiente.
EST PTO AZIMUT Dist. Horiz. ESTE NORTE COTA
2 1 279°27' 01"
2 3 121°10'59" 96,758 101.792,317 100.733,645 2675,11
3 4 289°50'41" 127,432 101.672,448 100.776,915 2670,58
4 5 268°13'12" 93,797 101.578,692 100.774,001 2658,36
5 6 253°07'28" 89,857 101.492,700 100.747,915 2647,65
6 7 25°16'22" 36,507 101.508,286 100.780,927 2662,87
7 8 84°44'55" 101,794 101.609,648 100.790,243 2666,9
8 2 93°43'07" 100,108 101.709,541 100.783,751 2671,67 Fuente: Autores – 2016
Entendiendo de esta manera que la estación 2 corresponde al GPS 2 y la estación
1 corresponde al GPS 1, continuando la enumeración correspondiente hasta cerrar
nuevamente en el GPS 2 como se muestra a continuación en la figura.
Tabla 14
Cartera de la poligonal.
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Figura 11
Poligonal
En la siguiente figura se muestra el desarrollo de nuestra poligonal, definiendo
entonces que el punto 2 corresponde al GPS-1, el punto 3 corresponde al delta AM-
1, el punto 4 corresponde al delta AM-2, el punto 5 corresponde al delta AM-3, el
punto 6 corresponde al delta AM-4, el punto 7 corresponde al delta AM-5, y el punto
8 corresponde al delta AM-6.
Fuente: Autores – 2016
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8. DISEÑO GEOMÉTRICO
El diseño geométrico de este proyecto se fundamentó en dar solución a la
interrupción del tráfico en la intersección entre la Av. Circunvalar y la Calle 22, por
ende se concluye realizar un paso a desnivel, ya que la topografía del sector es una
ventaja para este tipo de proyectos.
Este paso a desnivel comprende dos carriles empezando desde la entrada del
funicular hasta llegar a la universidad de los andes por la Calle 22, en este caso el
carril de la derecha seguirá de manera continua hacia el norte por la Avenida
Circunvalar mientras que el carril de la izquierda conecta con la intersección a
desnivel hacia la Calle 22. En el caso del puente generado por el paso a desnivel
que se ubica en sentido norte-sur sobre la Avenida Circunvalar, continua siendo de
dos carriles y mantiene las cotas de elevación actuales, de igual manera en la
calzada proveniente de la Calle 22 y que ingresa a la Avenida Circunvalar seguirá
con las cotas actuales hasta conectar con la Avenida Circunvalar en sentido norte-
sur.
8.1. SECCIÓN DEPRIMIDO
Actualmente la Av. Circunvalar en sentido sur-norte cuenta con dos carriles y
presenta un cruce semaforizado hacia la Calle 22, el cual se elimina con la
realización de este proyecto, partiendo de la cota actual de la intersección, la
rasante del paso a desnivel queda 5 metros por debajo del nivel existente según
manual del INVIAS para la construcción del gálibo y se define una pendiente
máxima de -7.75% en el paso a desnivel.
El paso desnivel en la intersección entre la Av. Circunvalar y la Calle 22 inicia desde
el k0+000 con una cota de 2675.507 y se lleva a una pendiente de -7.75% hasta la
abscisa k0+200 con una cota de 2660.128, en esta abscisa la pendiente pasa a -
6.04% y finalmente conecta con las cotas existentes según levantamiento inicial en
la abscisa k0+260 con una cota de 2656.377.
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8.2. SECCIÓN PUENTE
Debido al cambio de nivel en la intersección entre la Av. Circunvalar y la Calle 22
se genera un puente con un gálibo de 5 mts entre la calzada de la Av. Circunvalar
en sentido norte-sur y la calzada proveniente del sur hacia la Calle 22 exactamente
en la abscisa k0+060 del alineamiento 1.
Se conservan las cotas existentes, los carriles y el ancho de la calzada según el
levantamiento inicial, en la calzada de la Av. Circunvalar en sentido norte-sur,
mientras que en la calzada proveniente del sur hacia la Calle 22 el diseño cambia
totalmente.
8.2. DISEÑO VERTICAL
El trazado del paso a desnivel se generó a partir del pavimento actual de la vía, se
muestra en la figura el perfil de la intersección a desnivel.
Fuente: Autores – 2016
Figura 12
Perfil paso a desnivel
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10. CONCLUSIONES
Se georreferenciaron dos puntos, utilizando antenas GPS de doble
frecuencia empleando el método estático diferencial con doble
determinación. El pos proceso se realizó utilizando efemérides precisas
por medio del software Topcon tools 8.2 apoyándose en los puntos de
la red pasiva del IGAC y el aplicativo Magna Sirgas Pro y el modelo
geoidal Geocol 2004, se obtuvieron las coordenadas y las cotas de los
puntos GPS-1: N 100800.738, E 101609.119, Z 2666.740 y GPS-2: N
100784.020, E 101709.562, Z 2671.666.
Se realizó el levantamiento topográfico de la zona de estudio por medio de
estación total Nikon 720, usando como amarre los puntos GPS-1 y GPS-2,
en donde se realizó una poligonal de 7 vértices con un total de 6 deltas
nombrados desde AM 1 hasta AM 6, obteniendo una precisión de 1:23000.
Se realizó el diseño geométrico de la intersección a desnivel por medio del
programa AutoCAD civil 3D 2015 utilizando los datos obtenidos en el
levantamiento topográfico, basados en normas del INVIAS se precisan los
siguientes parámetros: altura del gálibo = 5m, pendiente máxima = 8% y radio
de 120m.
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9. RECOMENDACIONES
Los pasos a desnivel nos permite evitar las interrupciones de flujo de tráfico
en una, dos o más intersecciones, la buena utilización de estas
infraestructuras permiten mejorar o evadir congestiones presentes en ciertos
cruces de la ciudad de Bogotá D.C, es por esta razón que fomentar y realizar
este tipo de proyectos ayuda avanzar en los problemas de movilidad de la
ciudad.
Al momento de realizar pasos a desnivel es necesario tener en cuenta
aspectos como lo son: las personas a las cuales beneficiara, los parámetros
y normas establecidas en el manual del INVIAS, al igual que la información
de colegas sobre el tema sin olvidar la correcta descripción del terreno
mediante la topografía, al igual que el manejo de equipos en perfecto estado
que faciliten la practica en campo y oficina.
A la hora de realizar el trabajo en campo se recomienda realizar una poligonal
cerrada, ajustarla y posteriormente realizar el levantamiento por el método
de radiación desde cada uno de los deltas presentes en la poligonal, de esta
manera se corrigen errores de cierre muy comunes, evitando la pérdida de la
información.
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10. ANEXOS
1. Reporte vertical.
2. Reporte horizontal.
3. Reporte alineamientos
4. Reporte movimientos de tierra
5. Plano planta – perfil
6. Plano secciones transversales
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10. BIBLIOGRAFÍA
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