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PROYECTO: DISEÑO GEOMETRICO DE UNA VIA EN TERRENO PLANOONDLUADO PRIMERA PARTE

KAREN MELISA ALFONSO SHALLY KATERIN VARON BUENO ANGIE MARIANA BETANCOURT CRISTIAN GRUPO 1

INGENIERA SANDRA LILIANA URIBE CELIS

FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL UNIVERSIDAD DE LA SALLE BOGOTA (DC), 2019

INTRODUCCIÓN El diseño geométrico de carreteras consiste en los cálculos y análisis realizados por los ingenieros enfocados en la parte de transporte y diseño vial para ajustar la carretera a la topografía del lugar, cumpliendo con estándares de seguridad, servicio y funcionamiento establecidos por una norma específica. Su clasificación se da por diversos criterios: de acuerdo con su necesidad o funcionalidad, pueden ser nacionales o primarias, departamentales o secundarias y municipales o terciarias; conforme con la topografía que predomina en el tramo de estudio, pueden ser de terrenos plano, ondulado, montañoso y escarpado; según sus características, pueden ser autopistas, multicarriles o de dos direcciones y según el ancho de la vía pueden ser estrechas, medias o anchas. El objetivo de este informe es dar a conocer un corredor de ruta o vía, debidamente seleccionado con las siguientes características:    

Ubicación: Ciudad de Pasto (Plancha 23-33-4-035. Escala 1:2000. IGAC- 1997.) Terreno: Plano-Ondulado. Tipo de vía: Secundaria Jurisdicción: Departamental-2 carriles.

Este diseño se rige bajo el cumplimiento de la normatividad vial vigente en Colombia, del Manual de Diseño Geométrico de Carreteras (INVIAS 1998.) OBJETIVOS  

Determinar la traza de la carretera propuesta. Describir en forma específica los pasos a seguir para las diferentes actividades de diseño geométrico que se realizaran contemplando el trazado horizontal, dando cumplimiento a las especificaciones técnicas exigidas en cuanto a radios de curvatura, pendiente y otros elementos con el fin de garantizar el transito de manera continua y segura.

MARCO TEORICO Proceso de Diseño Tipo de Terreno y Pendiente El tipo de terreno determinado por la topografía del terreno nuestro tramo es planoondulado, con esta característica el siguiente paso fue determinar la pendiente que según la norma va desde el 0 hasta el 25%. En este caso la vía que trazamos al estar en un terreno más plano que ondulado decidimos usar una pendiente del 5% y acorde con la norma una velocidad de diseño (VD) de 60KPH.

Con esta información y con la escala de nuestra cartografía se realizan los cálculos necesarios para trazar las líneas de pendientes, en nuestro caso particular trazamos 3 líneas. El trazado de la preliminar se realizo teniendo en cuenta que la vía fuera segura, compatible con el medio ambiente, funcional, cómoda y económica para cumplir con un buen diseño de vía. Luego de esto se procede a calcular los deltas de diseño de la vía y las distancias de diseño, esto se reajusta teniendo en cuenta que los deltas de diseño queden en grados y minutos para una mayor precisión del topógrafo a la hora de ir al campo donde será hecha la vía. Cuando finalmente se realizan todos los pasos anteriores se procede a hallar todos los parámetros basados en las siguientes tablas. Los parámetros son: Radio mínimo, ancho de la vía, rampa de peralte, peralte y A min.

De donde al ser nuestra velocidad de diseño de 60km/h corresponde a un peralte máximo de 8.0% y un radio mínimo de 120 m. Para escoger el radio asumido para el calculo de los elementos de las curvas, lo más conveniente es alejarse de la norma para lograr que el tramo de la vía sea más cómodo para el conductor.

Al ser nuestra velocidad especifica de 60 km/h la pendiente relativa de rampa de peralte máxima será de 0.64%, y nuestro A min de 73.99.

Por último, muestra carretera será secundaria de terreno plano ondulado entonces el ancho de la vía será de 7.30 m.

Al tener todos estos datos, se procede al cálculo de los parámetros de las espirales y circulares de cada curva de nuestra vía, esto con ayuda de Excel donde se utilizaron las siguientes ecuaciones. Para circular: ∆𝐷

∆𝐷

𝑇 = 𝑅 𝑥 tan ( 2 ) 𝐶 = 2 𝑥 𝑅 𝑠𝑒𝑛 ( 2 ) 𝐹 = (1 − 𝑐𝑜𝑠 ∆𝐷𝑥𝜋𝑥𝑅 180°

𝐺° =

𝑎𝑢 𝑥 180° 𝜋𝑥𝑅

∆𝐷 2

)=𝑅𝑥(

1 𝐶𝑂𝑆

∆𝐷 2

− 1)

𝐿=

𝐺°

𝐶𝑢 = 2 𝑥 𝑅 (𝑠𝑒𝑛 2 ) 𝑎𝑢 = 10𝑚

Donde T= Tangente C= Cuerda F= Flecha E= Externa L= Longitud donde por norma L ≥ au y ≥ 1 seg VD R= Radio asumido G°= Grado Cu= Cuerda unitaria Para el calculo de la cartera de campo de la circular los parámetros a utilizar fueron los siguientes: Abscisa del Pc, Abcisa del PT Ax y Ay Cuando se tienen los anteriores datos, se calcula X° Y° Cx y Cy 𝑋° =

𝐴𝑥 𝑥 180° 𝜋𝑥𝑅

𝑌° =

𝐴𝑦 𝑥 180° 𝜋𝑥𝑅

𝑋°

𝑌°

𝐶𝑥 = 2 𝑥 𝑅 𝑠𝑒𝑛 ( 2 ) 𝐶𝑦 = 2 𝑥 𝑅 𝑠𝑒𝑛( 2 )

Para espiral: TE= 𝑋 − 𝑅𝑠𝑒𝑛𝜃𝑒 + (𝑅 + 𝐷)𝑡𝑎𝑛

𝜃𝑒

Y= 𝐿𝑒( 3 −

𝜃𝑒 3 42

𝜃𝑒 5

+ 1320 )

Xo= 𝑋 − 𝑅 𝑠𝑒𝑛 𝜃𝑒

TL= 𝑋 − 𝑇𝑐 (𝑐𝑜𝑠𝜃𝑒)

∆𝐷 2

X= 𝐿𝑒(1 −

𝑌

I= tan−1 𝑋

𝜃𝑒 2 10

+

𝜃𝑒 4 216

)

D= Y − R (1 − cos 𝜃𝑒)

𝑌

Tc= 𝑠𝑒𝑛𝜃𝑒

E=

𝑅+𝐷 ∆𝐷 𝐶𝑂𝑆 2

−𝑅

𝐿

𝜃𝑒 = 2𝑅

Donde: Te: Tangente externa D: Disloque Le: Longitud de la espiral I: Angulo inscrito TL: Tangente larga E: Externa X: Distancia del inicio de la espiral al inicio de la circular 𝜽𝒆: Angulo de la espiral

R: Radio asumido TC: Tangente corta