-
Diseo y Replanteo Geomtrico de Carretera con Clotoide.
TOPOGRAFIA APLICADA INFORME N3
1
INTRODUCCINCuando se inicia el diseo geomtrico de una va, se
tiene en cuenta una serie de parmetros que van
conformando el diseo total y que hacen que este pueda ser lo ms
eficiente posible para la ejecucin
real del proyecto. Una de las partes fundamentales en ese diseo
es el alineamiento horizontal, que
junto con el alineamiento vertical y la seccin transversal,
conforman una estructura tridimensional que
en este caso ser nuestra va.
Uno de los factores esenciales en el alineamiento horizontal son
las curvas horizontales, que es el punto
donde un trayecto recto de la va tiende a cambiar su sentido o
direccin, ese cambio debe hacerse lo
ms suave posible para que el usuario de la va sienta comodidad y
ante todo seguridad. Existen varios
tipos de curvas horizontales que son utilizadas a la hora de
hacer el diseo de la carretera (curvas
simples, compuestas y curvas de transicin), enfocaremos nuestro
trabajo a la curva de transicin.
Los criterios de diseo ms relevantes que se tienen en cuenta
para saber qu tipo de curva utilizar son
la velocidad de diseo de la va y el radio utilizado en dicha
curva, se dice que para velocidades mayores
a 60km/h, en lo posible, se debe utilizar curvas de transicin y
que para radios mayores a 1500m no son
necesarias.
-
Diseo y Replanteo Geomtrico de Carretera con Clotoide.
TOPOGRAFIA APLICADA INFORME N3
2
OBJETIVOSObjetivos Generales: Determinar y localizar una curva
de transicin por el mtodo de Radiacin, ms
conocido como Azimut y Distancia.
Objetivos especficos:
Calcular e Identificar cada uno de los parmetros de la curva de
transicin.
Determinar las deflexiones de la curva simple por medio de
frmulas estudiadas anteriormente
en clases.
Aplicar los clculos realizados en gabinete para el replanteo de
la curva de transicin terreno y
la localizacin de sus respectivos elementos geomtricos, tanto de
la curva de transicin como
la curva simple.
Analizar y comprobar los datos obtenidos realizados en gabinete
con los arrojados en terreno.
Disear los diferentes planos y esquemas de la curva de transicin
con sus correspondientes
elementos.
-
Diseo y Replanteo Geomtrico de Carretera con Clotoide.
TOPOGRAFIA APLICADA INFORME N3
3
ContenidoINTRODUCCIN 1
OBJETIVOS 2
MARCO TEORICO 4
Curvas Circulares: 4
ngulo de deflexin [] 5
Tangente [T] 5
Radio [R] 5
Cuerda larga [CL] 5
Externa [E] 5
Ordenada Media [M] (o flecha [F]) 5
Grado de curvatura [G] 5
Longitud de la curva [L] 6
Curva con Peralte. 6
Desarrollo de Peralte en Curvas Circulares sin Curvas de enlace
(clotoide) 7
Eje de Giro de Peralte. 7
Parmetros del Peralte 7
Curvas de transicin o enlace. 9
Clotoides 9
Definiciones generales: 12
METODOLOGA. 13
Lmina 6 18
DESARROLLO 19
CONCLUSION 25
BIBLIOGRAFIA 26
-
Diseo y Replanteo Geomtrico de Carretera con Clotoide.
TOPOGRAFIA APLICADA INFORME N3
4
MARCO TEORICO
El trazo de curvas se emplea en la construccin de vas para
conectar dos lneas de diferente direccin o
pendiente. Estas curvas se utilizan para empalmar tramos rectos,
las cuales deben cumplir con ciertas
caractersticas como: facilidad de trazo, economa en su
construccin y deben obedecer a un diseo
acorde a las especificaciones tcnicas.
Para este trabajo definiremos dos tipos de curvas; las cuales se
disearan y utilizaran para el trazado de
nuestro camino:
Curvas Circulares
Clotoides.
Curvas 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.
Una curva circular simple (CCS) est compuesta de los siguientes
elementos:
Figura 1. Curva Circular.
-
Diseo y Replanteo Geomtrico de Carretera con Clotoide.
TOPOGRAFIA APLICADA INFORME N3
5
ngulo de deflexin []: El que se forma con la prolongacin de uno
de los alineamientos rectos
y el siguiente. Puede ser a la izquierda o a la derecha segn si
est medido en sentido anti-horario o a
favor de las manecillas del reloj, respectivamente. Es igual al
ngulo central subtendido por el arco
().
Tangente [T]: Distancia desde el punto de interseccin de las
tangentes (PI) -los alineamientos rectostambin se conocen con el
nombre de tangentes, si se trata del tramo recto que queda entre
dos curvas
se le llama entretangencia- hasta cualquiera de los puntos de
tangencia de la curva (PC o PT).
Radio [R]: El de la circunferencia que describe el arco de la
curva.
Cuerda larga [CL]: Lnea recta que une al punto de tangencia
donde comienza la curva (PC) y alpunto de tangencia donde termina
(PT).
Externa [E]: Distancia desde el PI al punto medio de la curva
sobre el arco.
Ordenada Media [M] (o flecha [F]): Distancia desde el punto
medio de la curva hasta el puntomedio de la cuerda larga.
Grado de curvatura [G]: Corresponde al ngulo central subtendido
por un arco o una cuerda unidadde determinada longitud, establecida
como cuerda unidad (c) o arco unidad (s). Ver ms adelante para
mayor informacin.
-
Diseo y Replanteo Geomtrico de Carretera con Clotoide.
TOPOGRAFIA APLICADA INFORME N3
6
Longitud de la curva [L]: Distancia desde el PC hasta el PT
recorriendo el arco de la curva, o bien,una poligonal abierta
formada por una sucesin de cuerdas rectas de una longitud
relativamente
corta. Ver ms adelante para mayor informacin.
Curva con Peralte.Cuando los vehculos atraviesan las curvas
horizontales, estos experimentan una fuerza centrfuga que
tiende a sacarlo de la carretera; este problema se ha
solucionado dndole una inclinacin adecuada a la
calzada llamada peralte de tal forma que la componente de su
peso que es paralela a la calzada contrarreste
el efecto de la fuerza centrfuga.
En trminos analticos podemos decir que:
Donde:f = Coeficiente de FriccinFc = Fuerza CentrfugaW = Peso de
Vehiculoh = Altura de Centro de Gravedada = Mitad del Eje
-
Diseo y Replanteo Geomtrico de Carretera con Clotoide.
TOPOGRAFIA APLICADA INFORME N3
7
Desarrollo de Peralte en Curvas Circulares sin Curvas de enlace
(clotoide)Las Normas establecidas en el Manual De Carreteras son
vlidas para el desarrollo de peralte en aquelloscasos particulares
en que no existe arco de enlace de curvatura variable, clotoides,
entre la alineacin recta
y la curva circular. Los casos particulares en que no se
consulta el empleo de clotoides, son:
- Caminos de Desarrollo con Vp 30 km/h
- Curvas cuya deflexin () est comprendida entre 2g y 6g en las
que no se emplearn clotoides de enlace
segn se estableci en la siguiente tabla:
Eje de Giro de Peralte.En caminos bidireccionales, el giro
normalmente se dar en torno al eje en planta que coincide con el
eje
de simetra de la calzada. En casos justificados, tales como
intersecciones a nivel o zonas de enlace, el eje
de giro podr desplazarse hacia alguno de los bordes de la
calzada, tal como se ilustra en la Lmina
3.203.305.A del manual de Carreteras vol.3 (ver en siguiente
pgina)
En carreteras unidireccionales con mediana, el eje de giro del
peralte se localiza normalmente en el borde
interior del pavimento de cada calzada y las cotas de los bordes
interiores coinciden y se representan por
una recta horizontal o de referencia, ilustrndose en el diagrama
las variaciones que experimenta los
bordes exteriores de cada calzada. En este caso los bordes
interiores de los pavimentos mantienen las
cotas definidas por el Perfil Longitudinal del Eje de Proyecto,
emplazado en el centro de la mediana.
Si las calzadas unidireccionales poseen 3 o ms pistas, en curvas
con peralte mayor o igual que 4%, resulta
recomendable desplazar los ejes de giro del peralte al centro de
las calzadas.
Parmetros del PeraltePara conocer los parmetros del peralte se
recomienda dirigirse a la seccin de Desarrollo del
presenteinforme.
-
Diseo y Replanteo Geomtrico de Carretera con Clotoide.
TOPOGRAFIA APLICADA INFORME N3
19
DESARROLLOR : 100
A : 50
: 44
Se consider una velocidad de Diseo de 70 Km/h, lo que arroja una
pendiente relativa de borde
(%) de 0.6% segn tabla (lamina 6)
Conocidos estos datos se procedi a los clculos de parmetros
utilizando las frmulas que se muestran
a continuacin.
CURVA ORIGINAL.
200
= 69,1150
1
2
1 = 6,2834
2
= 33,0022
CURVA RETRANQUEADA.
= 25
= 7,9577
= 0.125
