CÁLCULO Y REPLANTEO DE UNA CURVA ESPIRALIZADA TRANSICION DEL PERALTE VAGO PRINCIPAL “El copia y Pega” VAGO SECUAZ “Sabe que el informe es copia y pega” VAGO FLOJO Y DE BUENA “Cree que el informe fue hecho por los otros dos” VAGO PERDIDO “El que siempre paga la impresión” INGENIERO: DAVID DÍAZ VILLALOBOS UNIVERSIDAD DE SUCRE FACULTAD DE INGENIERÍA DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA CIVIL VÍAS I SINCELEJO – SUCRE 2012
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CÁLCULO Y REPLANTEO DE UNA CURVA ESPIRALIZADA
TRANSICION DEL PERALTE
VAGO PRINCIPAL “El copia y Pega”
VAGO SECUAZ “Sabe que el informe es copia y pega” VAGO FLOJO Y DE BUENA “Cree que el informe fue hecho por los
otros dos” VAGO PERDIDO “El que siempre paga la impresión”
INGENIERO:
DAVID DÍAZ VILLALOBOS
UNIVERSIDAD DE SUCRE
FACULTAD DE INGENIERÍA
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA CIVIL
VÍAS I
SINCELEJO – SUCRE
2012
INTRODUCCION
Con el fin de proporcionar experiencia y bases para los estudiantes de
ingeniería civil, que nos permitan un buen desempeño futuro y en beneficio de
la sociedad y sus necesidades de movilización, se realizan una serie de
prácticas entre ellas el replanteo de una curva espiralizada; esta se llevó a
cabo en la cancha de futbol de la Universidad de Sucre, donde se
materializaron cada uno de los elementos de la espiral a partir de la cartera de
replanteo debidamente elaborada con la información de campo suministrada
por el docente.
El siguiente informe nos proporciona detalladamente el procedimiento llevado a
cabo en el campo para el replanteo de la curva espiralizada, los materiales
utilizados para dicha práctica y los resultados obtenidos en oficina y su
comparación con las medidas en campo.
OBJETIVOS
Objetivo general
Aplicar los conocimientos adquiridos durante la clase de vías, en el procedimiento
para realizar el replanteo de una curva simétrica espiral-circular-espiral en campo,
a partir de la aplicación de la totalidad de elementos que la componen.
Objetivos específicos
Realizar los cálculos de las deflexiones y los elementos de la curva
espiralizada para luego materializarlos y comprobarlos en campo.
Adquirir habilidad para la evaluación de todos y cada una de las variables a
tener en cuenta para el replanteo de la espiral, y poder así comprobar al
final los errores de cierre de la curva.
Determinar las deflexiones de la curva simple por medio de formulas
estudiadas anteriormente en clases.
Diseñar los diferentes planos y esquemas de la curva espiralizada con sus
correspondientes elementos.
JUSTIFICACION
El presente trabajo es el resultado de una actividad de campo, de necesaria
importancia en el diseño geométrico y el replanteo de un proyecto vial que en este
caso es una curva transición y el respectivo diseño del peralte.
Dicho trabajo se realiza porque es un prerrequisito evaluativo de los conocimientos
teóricos y la aplicación que estos tienen en el desarrollo del oficio profesional de
un ingeniero civil y mas cuando optamos por trabajar en el área de infraestructura
viales y vías de comunicación, lo que nos sirve para lograr experiencia y habilidad
de enfrentar proyectos de esta índole, al mismo tiempo que aprendemos el manejo
de equipos y herramientas que nos permiten desarrollar de la manera mas
adecuada las actividades necesarias para realizar el proyecto.
Por otra parte este trabajo enriquece el conocimiento respecto al manual técnico
para el trazado geométrico de carreteras, haciendo cada caso omiso a las
condiciones de diseño según lo amerite el tipo de diseño geométrico de un
corredor vial y sus diferentes elementos.
EQUIPOS Y ACCESORIOS
Teodolito: nos permite la medición de ángulos horizontales u verticales,
para medir distancias con estadía y para prolongar alineaciones. El
teodolito lleva un anteojo capaz de girar alrededor de un eje vertical y de
otro horizontal, va montado en un trípode. Tiene un error en la medición de
ángulos de 0º0´1´´.
Cinta: Se usa para medir distancia y tiene una longitud de 30m.
Piquetes: Tiene de 25 a 30 cm de longitud, están hechos de varilla de
acero y provistos en un extremo de punta y el otro de argolla.
Jalón: Son de metal y tienen punta de acero para clavar en el terreno,
sirven para indicar la localización de puntos o la dirección de líneas.
Plomada: Es una pesa metálica utilizada para marcar la proyección
horizontal de un punto situado a cierta altura sobre el suelo.
Otros accesorios
Mazo
Estacas
Machete
Puntillas
PROCEDIMIENTO DE CAMPO
1. Se nivelo el teodolito en el PI, en dirección contraria al abscisados se midió
el valor de la tangente de la espiral (Te) y se materializó con estaca y
puntilla el TE, a partir del TE se midió hacia el PI la tangente larga (TI) y se
materializó el PIe.
2. Desde la misma posición del equipo (PI) se enfocó en el sentido del
abscisado y se midió el valor de la tangente de la espiral (Te), se
materializó el ET y el PIe de la espiral de salida, ambas con estaca y
puntilla.
3. Se niveló el teodolito en el TE, se enfocó el PI y se ajustó el equipo en
ceros y se comenzaron a marcar las deflexiones y sus distancias
correspondientes a partir del TE, para el primer punto sobre la espiral, se
marco la primera deflexión, se midió la subcuerda correspondiente y se
materializo el punto con un piquete; para el segundo punto, se marco la
segunda deflexión y a partir del primer piquete se midió una distancia igual
a la cuerda unidad, de esta manera se localizan los demás puntos hasta
llegar al EC.
4. Se instalo el equipo en el EC se miro al PIe, se transito el equipo y se
localizo la curva circular hasta llegar al punto CE.
5. Para terminar la localización de la curva espiralizada se instalo el teodolito
en el ET y con los pasos seguidos desde el TE se trazo la segunda espiral
utilizando las correspondientes deflexiones hasta llegar al punto CE.
PROCEDIMIENTO DE OFICINA
Velocidad de diseño= 50 KMH
E=8%
Δ principal= 54°21’00’’
Ancho de la calzada= 7,30 m
Radio de la curva = 80 m
Absc PI = K1 + 086
1) ELEMENTOS DE LA ESPIRAL Y LA CURVA ESPIRALIZADA
Criterio 1: Variación de la aceleración centrifuga
Le=
*
– 127 * e
Le=
*
– 127 * (0,08)
Le= 32.288 m
Criterio 2: Transición del peralte
Le=
Le=
Le= 37,922 m
Criterio 3: Por percepción
Le=
Le=
Le= 21,909 m
Criterio 4: por estética
Le=
Le=
Le=8.889 m
De acuerdo a los criterios anteriores la Le es de 37.922 = 40m
PARAMETRO DE LA ESPIRAL (K)
K =
K =
K = 56.569 m
ANGULO DE LA ESPIRAL (θ e)
Θe =
(se obtiene en grados)
Θe =
Θe = 14°19’26.2’’
Θe =
(se obtiene en radianes)
Θe =
Θe = 0,25 rad
COORDENASDAS CARTESIANAS PARA EL PUNTO EC (Xc, Yc)
Xc = Le * 1 -
Xc = 40 m * 1 -
…
Xc = 39.750 m
Yc = Le *
...
Yc = 40 m *
…
Yc = 3,32 m
COORDENASDAS CARTESIANAS PARA EL PUNTO PC (p, k)
p = Yc – R *(1 - Cos Θe); p es el disloque
p = 3,32 m – 80 m *(1 – Cos ° )
p = 0,830 m > 0,25 m
k = Xc - R * (Sen Θe)
k = 39.750 m – 80 m * (Sen 14° )
k = 19.96 m
TANGENTE DE LA CURVA ESPIRALIZADA (Te)
Te = k + (Rc + p) * tan
Te = 19.96 m + (80 m + 0,83 m) * tan ° ’ ’’
Te = 61.46 m
EXTERNA DE LA CURVA ESPIRALIZADA (Ee)
Ee = (Rc + p) *
– Rc
Ee = (80 m + 0,83 m) *
° ’ ’’
– 80 m
Ee = 10.86 m
TANGENTE LARGA (TL) Y TANGENTE CORTA (Tc)
TL = Xc –
TL = 39.75 m –
°
TL = 26.75m
Tc =
Tc =
°
Tc = 13.41 m
CUERDA LARGA DE LA ESPIRAL (Cle)
Cle =
Cle =
Cle = 39.89 m
DEFLEXION PARA CUALQUIER PUNTO DE LA ESPIRAL (δ)
δ = tan -1
δ = tan -1
δ = 4°46’29’’
2) ELEMENTOS DE LA CURVA CIRCULAR
C=10 m
R=80 m
DELTA DE LA CURVA CIRCULAR
Δc = - 2 Θe
Δc = 54°21’00‘’ – 2(14°19’26.2’’)
Δc =25°42’8’’
ANGULO DEL ARCO (Gc)
Gc = 2 * arc Sen
Gc = 2 * arc Sen
Gc = 7°10’0”
LONGITUD DE LA CUERDA (Lc)
Lc =
Lc = °
° ’ ’’
Lc = 35.86 m
CUERDA LARGA (CL)
CL = 2 * R * Sen
CL = 2 * 80 * Sen °
CL = 35.59 m
DEFLEXION PARA CUALQUIER PUNTO DE LA CURVA CIRCULAR (δm)
δm =
δm =
δm = 0°21’30”
3) ABSCISAS DE LA CURVA ESPIRALIZADA
Absc TE = Absc PI – Te
= K1+ 086 – 61.454
Absc TE = K1+024.54
Absc EC = Absc TE + Le
= K1+024.54 + 40
Absc EC = K1+064.54
Absc CE = Absc EC + Lc
= K1+064.54 + 35.86
Absc CE = K1+100,4
Absc ET = Absc CE + Le
= K1+100.4 + 40
Absc ET = K1+140.4
CALCULO DE LAS DEFLEXIONES DE LA CURVA ESPIRALIZADA