Tecnologia 3d Para El Diseño Geometrico de Carreteras

7/26/2019 Tecnologia 3d Para El Diseo Geometrico de Carreteras

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TECNOLOGA3DPARAELDISEOGEOMTRICODECARRETERAS:

Beneficios,VentajasyDesarrollodeAplicativos

TECNOLOGA3DPARAELDISEOGEOMTRICODECARRETERAS:

Beneficios,VentajasyDesarrollodeAplicativosIng. Jackeline Maribel Chuquillanqui Pom

TECNOLOGA DE CARRETERAS

Revista Tcnica del Captulo de Ingeniera Civil 7

Las carreteras en el Person medios importantes

para la comunicacin, ycomercio entre lasciudades y pueblos denuestro pas. Actualmente,se hace indispensable laconstante creacin de

nuevas vaso mejoramiento de lasmuchas, ya existentes.Este proceso demandaque se desarrolle demanera gil, lo cual reduceel tiempo en su desarrollo,implicando que no se hagaun diseo ptimo.

Es poresto, queel diseo decarreteras se debedesarrollaren menor tiempopero siempre se debe tratarde obtener undiseo ptimo. Dentro del diseo de carreteras, el diseogeomtrico est compuesto por dos componentes

esenciales, el trazado del eje de una va y el perfillongitudinal. Pero para un buen diseo se requiere hacermodificaciones en estas componentes y ver que secorrelacionen adecuadamente. Sin embargo, no es tansimple hacer la correlacin entre el trazado deleje y elperfillongitudinal, ni tampoco se usan programas que permitanversatilidad para las modificaciones que demanden sinhacerunagran inversin de tiempo.

Por otro lado, a travs de un modelamiento tridimensionalpermite la visualizacin realstica del diseo geomtrico dela carretera, y facilita el proceso de correlacionar el trazadodel eje de la va y su perfil longitudinal, debido a que unavisualizacin en 3D tiene mayores beneficios que el diseotradicional en 2D.

De esta manera, la implementacin de un software para eldiseo geomtrico y mediante la creacin de plantillas enCIVIL 3D, con los estilos pertinentes, se podr identificarlos errores confacilidad, y respaldados en unmodelo

tridimensional de la va y de esta forma, mejorar lascaractersticas del diseo geomtrico; como adecuadasdistancias de visibilidad de parada y distancias devisibilidad de paso; longitudes de espirales, longitudespropicias de tramos tangentes y tramos curvos, etc. Asmismo, se podr evaluar la optimizacin del movimiento detierras. Finalmente, se puede obtener un ptimo diseo deuna carretera en un menor tiempo, usando un softwaredinmico y que adems permita ser adecuado a lasdemandasde diferentes contextos.

AutoCAD CIVIL 3D es una software potente para laelaboracin del diseo de diversas obras de ingeniera civil,ya que aumenta la productividad, ahorra tiempo y reducecostos significativamente. Lo ms importante de estesoftware es el dinamismo que posee, ya que mantienerelaciones inteligentes entre los objetos. Por ejemplo, si serealiza un cambio en algn elemento se actualizarinstantneamente en todo el proyecto, para que de estaforma se pueda terminar el proyecto en un menor tiempocon unamejor precisin en cuanto al movimiento de tierras,saneamiento unitario y parcelacin.

1.- Qu esel AutoCAD CIVIL 3D

Objetos en el entorno de AutoCAD CIVIL 3D son aquellos que no son simples dibujos sino que guardan informacin como inclinaciones, cotas, latitudes, longitudes, etc., as comocaractersticasespeciales de comportamientos establecidospor condicionamientos.

Foto: Cortesa COVISOL

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Por otro lado, CIVIL 3D permite en las fases de

levantamiento topogrfico, diseo, dibujo, anlisis y

visualizacin un trabajo sincronizado a travs de las

opciones que tiene para trabajar en sincronizacina travsde referencias externas, administracin de archivos y otras

opciones, paraquede esta manera se puedacontar con un

modeloactualizadoy coherentedelproyecto.

As mismo, otra parte engorrosa en los proyectos es la se

deben presentar los entregables de acuerdo a formatos

establecidos por normas o convenciones adoptadas. Los

formatos que se requieran para la presentacin de los

entregables se pueden definir desde el inicio de un

proyecto a travs de plantillas y estilos. El CIVIL 3D trae

consigo estilos y plantillas estndares y otras ms de

acuerdo a lo a las normas AASHTO, pero brinda bastanteflexibilidadque permitecrearnuevos estilos, incluso a partir

de los preexistentes. Es as que dentro de los estilos se

puede definir quecapa contendr cada objetos de CIVIL3D

o incluso un elemento de la companga. De esta forma se

puede tratar de forma bastante independiente cada

elemento en cuanto color, espesor de lnea, o diversos

condicionamientos que se establezcan como estacado

cada 10 metros o si los alineamientos son principales o

secundarios. De esta manera, una vez definidos todos los

formatos y estas colecciones de estilos se logran crear

plantillas, las cuales podrn ser usadas en futuros

proyectossinnecesidaddesercreados nuevamente.

Dentro de las caractersticas del CIVIL 3D se tienen tres

grupos principales, los cuales forman parte de las ventajas

y beneficios que ofrece el programa para el diseo

geomtrico de carreteras.

Dentro de la topografa este software nos brinda opciones

fciles y dinmicas para el modelado de superficies,ya quecuenta con un gran soporte de data sin provocar que el

proyecto pese demasiado. Por otro lado, ahora existe la

comunicacin de equipos topogrficos con el CIVIL 3D de

manera directa, pero estas herramientas solo se puede

aprovechar con equipos norteamericanos en su mayora,

incluso se pueden importar archivos FBK o ASCII. De esta

manera, tambin se pueden obtener y crear superficies

desde el Google Earth, pero esto se recomienda para

proyectos que se desarrollen a nivel pre factibilidad, debido

que lo vertido en las imgenes que obtienen del Google

Earth tienenunadata referencial.

a.- Topografa

2.- Caractersticas deAutoCAD CIVIL 3D

b.- Diseo y Anlisis

En cuanto al diseo y anlisis se basa en modelos 3D,

donde las iteraciones del diseo son ms rpidas, ya queactualiza los elementos de acuerdo a las modificaciones

realizadas. El CIVIL 3D tiene herramientas para el diseo y

trazo de intersecciones, glorietas, y pasillos, parcelas,

tuberas, y graduaciones con herramientas especficas y

estndares personalizables del diseo. Tambin se puede

acceder y utilizar datos geoespaciales para poder evaluar

condiciones existentes. As mismo, cuenta con una

herramienta incorporada para realizar anlisis de aguas

pluviales y residuales en el mbito hidrogrfico e hidrulico.

Por otro lado, para el diseo geomtrico de carreteras, se

puede considerar varios corredores con diferentesestructuras, adicionalmente se pueden editar seccin por

seccin o por tramos de querer indicar caractersticas

similares, como cortes de talud y/o rellenos o establecer

algn muro de contencin.Otro punto importante dentrodel

diseo geomtrico de carreteras es la coordinacin entre el

trazado en planta y el perfil longitudinal y que mejor si se

cuenta con herramientas que nos permitan de forma fcil

las simulaciones y visualizaciones interactivas en 3D. Para

esto se pueden crear animaciones (videos) para poder

hacer un anlisis ms realstico de cmo se cre nuestra

carretera. El CIVIL 3D tambin cuenta con otrasherramientas como el diseo basado en criterios, que sirve

para establecer como cuales son las longitudes mnimas

entre curvas para los casos necesarios o sealar si los

radios mnimos son los correctos para cumplir con un

adecuado diseo.



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c.-

Civil 3D est diseado para los ingenieros civiles,

dibujantes, diseadores, y tcnicos que trabajan enproyectos de diseo de transporte, desarrollo de suelos, ehidrulicos. Y con la documentacin se puede permanecercoordinadoy explorarms opciones deldiseo, analizando

el desempeo del proyecto con mayor calidad. Se puedetrabajar los proyectos de forma coordinada a travs dereferencias externas o con la herramienta Vault para laadministracin de documentos y data. Por otro lado se

puede establecer y uniformizar las etiquetas y tamao de

textos independientemente del tamao de hoja a plotear.

AutoCAD CIVIL 3D brinda a nivel de personalizacin

buenas opciones con la vinculacin de archivos para un

mejor anlisis, automatizar clculos de diseo, etc. Estas

personalizacionesson necesarias debido a queeste

Documentacin

3.-Aplicativos

As mismo se puede generar reporte de volmenes para poder hacer el

clculo de movimientos de tierras y si es necesario donde ubicar las

nuevas canteras dependiendo del proyecto. Y por ltimo, se puede

producir las vistas de seccionesapoyados en losestilos necesarios paraobtenerlas de acuerdo a laconvencin adoptadapor elMTC.

software emplea para el diseo geomtrico las normas

AASHTO.Es as que el CIVIL 3D al ser un programaflexible

permite la importacin y vinculacin de archivos .XML y la

elaboracin de pequeos programas en lenguaje deprogramacin deVisualBasico deVisualBasic .NET.

De esta manera, el usuario puede crear complementos

especficos para cada proyecto y regin, logrando reducir

tiempos para el clculo, dibujo y/o estilos de diferentes

elementos. Es as que se puede reducir un tercio el tiempo

que antes se empleaba para el diseo geomtrico de una

carretera, dando tiempo para evaluar otras alternativas de

diseo. A continuacin se presenta el empleo de tres de

estos aplicativos.

El Design Criteria a travs de signos de alerta nos brindar

una ayuda extra para la verificacin del diseo geomtrico.

Estas advertencias se pueden ver en dos ambientes, en el

cuadro Panorama como se muestra a continuacin y donde

directamente ya se pueden hacer las correcciones, en este

caso se ve comono se cumple con el radio mnimopara esta

carretera.

a. Design criteriaeditor (editor denormas dediseo).XML.

Y luego, tambin se puede ver estas advertencias directamente en el dibujo del ambienteAutoCAD y si se pone cerca el

cursor cerca de este smbolo indica a travs de un cuadrode texto instantneodequetipo se trata, si es un radio inferior al

mnimo necesariou otras restriccin aplicada.



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El archivo original, que contena estos radiosmnimos dependiendo de la velocidad de diseo y

del tipo de va, estaba de acuerdo a las normasAASHTOpero se modific para que est de acuerdoa las Normas Peruanas, para lo cual es necesariomodificarelarchivo con los valores correspondiente

B . C l c ul o a u to m t ic o d ePeraltes a partir de la creacinde criterios.Para estecasotambinse recurri

a personalizarunarchivo en.XML.



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Desde aqu se debe sealar la ubicacin delarchivo .XML para crearse automticamentela transicin de peraltes para cada curva.

Luego se selecciona que tipo de de orografatiene para este desarrollo adems de indicassitieneonoespirales.

De no tener el aplicativo se haramanualmente la transicin dep e r a l t e s e n l a p e s t a asuperelevation para cada curva,(ntesela imagen anterior). Pero alcargar este arch ivo .Xml yseleccionar las caractersticas de

e s t a c a r r e t e r a , s ehaceAutomticamenteA continuacin una muestra lo quecontieneel archivo .XML

Esta es la transicin dep e ra l te s p a ra l aprimera curva

Y luego se genera la transicin de peralte para cadacurva.



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c.Clculo automatizado de Sobreanchos, a travsde un aplicativo de Visual Basic.En este caso se elabor un archivo en Visual Basic

que vincule los datos del trazado en planta del CIVIL3D para que ejecute los clculos, ya que si se realizancambio en el diseo se pondrn recalcular lossobreanchos fcil y rpidamente. En la siguienteimagen se ve el aplicativo desarrolladoen VisualBasicpara donde lo que se requiere el indicar elalineamiento de donde obtendr los valoresnecesariospara elclculo de lossobreanchos.

Esta es la data que maneja el CIVIL 3D en cuanto alalineamiento.

Finalmenteejecutarel aplicativopara el clculo de sobreanchoses bastante sencillo.



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De esta manera, se puede ver cmo creandoaplicativos se puede reducir el tiempo para eldiseo decarreteras con locualse llegaa serms eficiente y eficaz, y brindar msopciones a escogerhasta obtener lasolucinptima.

En resumen el AutoCAD CIVIL 3D es unsoftware d inmico, que permite laactualizacin automtica de datos y al serdinmico, la evaluacin entre diferentesalternativas es menos tediosa y permite alusuario explorar todas las opciones paraobtener la ptima.Asimismo, por ser verstilpermite al usuario adecuarlo a las propias

necesidades de cada proyecto y regin.Finalmente, el Costo Beneficio delprograma, se refleja en laoptimizacin de losrecursos para el diseo (hh) versus laprecisin de datos y toma de decisiones enbasea ms deunaalternativa.

Y se puede generar tambinel registrodeSobreanchos.


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