diseÑo en planta.ppt

EDGAR A. CALDERÓN M.INGENIERO EN TRANSPORTES Y VIAS

ESP. EN INFRAESTRUCTURA VIAL

UNIVERSIDAD PEDAGÓGICA Y TECNOLÓGICA DE COLOMBIA

FACULTAD DE INGENIERÍADISEÑO GEOMÉTRICO DE CARRETERAS

DISEÑO GEOMÉTRICO HORIZONTAL DISEÑO GEOMÉTRICO HORIZONTAL (EN PLANTA)(EN PLANTA)

El diseño geométrico en planta de una carretera, o alineamientohorizontal, es la proyección sobre un plano horizontal de su ejereal o espacial.

Dicho eje horizontal está constituido por una serie de tramosrectos denominados tangentes, enlazados entre sí por curvas.

El alineamiento horizontal de una carretera debe concebirse demanera que incorpore todos los aspectos que contribuyan a unmanejo más seguro.

El alineamiento consiste en una serie de tramos rectos (tangentes)conectados por curvas circulares.

DISEÑO GEOMÉTRICO DISEÑO GEOMÉTRICO HORIZONTAL HORIZONTAL

El empleo de curvas espirales de transición permite que elalineamiento sea compatible con las necesidades de operación de losvehículos.

Estas transiciones entre los tramos en tangente y las curvascirculares proporcionan medios para desviar suavemente el vehículoa la curva, y suministran una base racional para dar, la sobreelevaciónal entrar y al salir de la curva circular

Curvas utilizadasCurvas utilizadas

1. Circulares simples2. Circulares compuestas de 2,3 o más radios3. Curvas de transición: Espiral – E-E - Circular Espiral (Clotoide)4. Curvas reversas (De uso restringido)

DISEÑO GEOMÉTRICO DISEÑO GEOMÉTRICO HORIZONTAL HORIZONTAL

1. Evitar tramos en planta con alineamientos rectos demasiado largos. Producen monotonía durante el día y en la noche aumentan el peligro de deslumbramiento, por las luces de los vehículos que avanzan en sentido opuesto.

2. Preferible reemplazar grandes alineamientos, superiores a 1,5 Km por curvas amplias de grandes radios, 200 a 10000 m, que obliguen al conductor a modificar suavemente su dirección y mantener despierta la atención.3. Para vías de sentido único no tiene objeto utilizar radios superiores a 10000 m; pero en el caso de doble vía (en ambos sentidos), las condiciones de Visibilidad pueden ampliarse a radios superiores.

RECOMENDACIONES PARA EL DISEÑO EN RECOMENDACIONES PARA EL DISEÑO EN PLANTAPLANTA

4. El uso de los valores límites, ejemplo del radio, las entretangencias, etc., debe reservarse para las situaciones críticas. Por esto es muy importante conocer normas vigentes tanto para valores límites como para valores convenientes.5. Evitar las curvas fuertes en los extremos de las tangentes largas.6. Evitar las curvas de sentido contrario a cortas distancias. Estas dificultan el manejo, y también presentan problemas para darles la sobre elevación necesaria7. Procurar obtener un equilibrio entre la curva horizontal y la rasante del perfil.8. Como elemento de curvatura variable en el desarrollo se utilizará la clotoide, por razones de seguridad, comodidad y estética.9. Por ningún motivo diseñar curvas reversas (revertidas). Estas curvas son las que se cruzan en sentidos opuestos y tienen un punto de tangencia común, siendo sus radios iguales o diferentes.10. El radio para diseño debe ser mayor del radio mínimo obtenido en función de la velocidad de diseño, el coeficiente de fricción lateral y el peralte máximo11. El uso de las curvas compuestas se debe reservar para casos particulares en los que las curvas convencionales de un solo centro no se puedan aplicar en forma satisfactoria.

RECOMENDACIONES PARA EL DISEÑO EN RECOMENDACIONES PARA EL DISEÑO EN PLANTAPLANTA

ELEMENTOS PRINCIPALES DEL DISEÑO EN ELEMENTOS PRINCIPALES DEL DISEÑO EN PLANTAPLANTA

Elementos importantes en curvas circulares:

· Radio de la curva· Grado· Cuerda· Longitud de curva circular· Tangente

En curvas espirales además es necesario conocer:

· Longitud de la espiral· Angulo de la espiral· Angulo de la curva central· Punto de intersección entre la curva espiral y la curva circular central entre otros.


DISEÑO GEOMÉTRICO DE LOS DISEÑO GEOMÉTRICO DE LOS ELEMENTOSELEMENTOS

Los elementos que componen el alineamiento son:

• Una serie de tramos rectos (tangentes)

Conectados por

• Curvas

Curvas utilizadas

1. Circulares simples2. Circulares compuestas de 2,3 o más radios3. Curvas de transición: Espiral – E-E - Circular Espiral (Clotoide)4. Curvas reversas (De uso restringido)

CURVAS CIRCULARES SIMPLESCURVAS CIRCULARES SIMPLES

CURVAS CIRCULARES SIMPLES

Las curvas horizontales circulares simples son arcos de circunferencia de un solo radio que unen dos tangentes o alineamientos rectos consecutivos. Cuando el ángulo de deflexión entre los dos alineamientos es positivo, o sea que el ángulo se genera en el sentido horario, se dice que la curva es derecha. Cuando el ángulo se genera en el sentido anti-horario, se dice que la curva es izquierda.

ELEMENTOS DE UNA CURVA CIRCULAR SIMPLEELEMENTOS DE UNA CURVA CIRCULAR SIMPLE

FUENTE: MANUAL DE DISEÑO GEOMETRICO INVIAS 2008

PI Punto de intersección de las tangentes o vértice de la curvaPC Principio de Curva, punto donde termina la tangente de entrada y empieza la curva.PT Punto Terminal de la curva. Principio de la tangente: punto donde termina la curva y empieza la tangente de salida.O Centro de la curva circularΔ Ángulo de deflexión de las tangentes, en el PI: ángulo de deflexión principal, es igual al ángulo central subtendido por el arco PC. PTR Radio de la curva circular simpleT Tangente geométrica (Distancia del PI al PC o del el PI al PT)L Longitud de la curva (Exactamente es la suma de las cuerdas de la poligonal que se inicia en el PC y termina en el PT o el largo del arco circular del PC al PT )C o CL Cuerda larga (Distancia en línea recta del PC al PT)E Externa (Distancia del PI al punto medio de la curva F)M Ordenada media (Distancia desde el punto medio de la curva F al punto medio de la cuerda larga H)

ELEMENTOS DE UNA CURVA CIRCULAR SIMPLEELEMENTOS DE UNA CURVA CIRCULAR SIMPLE

DEDUCCIÓN DE LAS FÓRMULAS DE LOS DEDUCCIÓN DE LAS FÓRMULAS DE LOS ELEMENTOS DE UNA CURVA CIRCULAR ELEMENTOS DE UNA CURVA CIRCULAR

SIMPLESIMPLEEXPRESIONES QUE RELACIONAN LOS ELEMENTOS GEOMETRICOS

Los anteriores elementos geométricos se relacionan entre sí, dando origen a expresiones que permiten el cálculo de la curva. De acuerdo con las Figuras, algunas de estas expresiones son:

GRADO DE CURVATURAGRADO DE CURVATURA

Otro aspecto importante a definir en curvas horizontales, es la expresión de su curvatura.La curvatura de un arco circular se fija por su radio R o por su grado G. Se llama grado de curvatura G al valor del ángulo central correspondiente a un arco o una cuerda de determinada longitud, escogidos como arco unidad a o cuerda unidad c. 5,10,20 m

SISTEMA ARCO - GRADOSISTEMA ARCO - GRADO

(3-7)

SISTEMA CUERDA - GRADOSISTEMA CUERDA - GRADO

DEFLEXIÓN DE UNA CURVA CIRCULAR SIMPLEDEFLEXIÓN DE UNA CURVA CIRCULAR SIMPLE

Se denomina ángulo de deflexión d de una curva, al ángulo formado entre cualquier línea tangente a la curva y la cuerda dirigida desde el punto de tangencia a cualquier otro punto P sobre la curva, tal como se muestra en la figura, para el ángulo de deflexión d1 correspondiente a la tangente en el PC y el punto P1, y el ángulo de deflexión d2 correspondiente a la tangente en el punto Q y el punto P2.

DEFLEXIÓN DE UNA CURVA CIRCULAR CUANDO LA DEFLEXIÓN DE UNA CURVA CIRCULAR CUANDO LA ABSCISA DEL PC ES REDONDA Y LA LONGITUD DE LA ABSCISA DEL PC ES REDONDA Y LA LONGITUD DE LA

CURVA Lc ES IGUAL A UN NÚMERO EXACTO DE CURVA Lc ES IGUAL A UN NÚMERO EXACTO DE CUERDAS UNIDAD cCUERDAS UNIDAD c

DEFLEXIÓN DE UNA CURVA CIRCULAR CUANDO LA DEFLEXIÓN DE UNA CURVA CIRCULAR CUANDO LA ABSCISA DEL PC ES FRACCIONARIA Y LA LONGITUD ABSCISA DEL PC ES FRACCIONARIA Y LA LONGITUD

DE LA CURVA Lc DE LA CURVA Lc NONO ES IGUAL A UN NÚMERO EXACTO ES IGUAL A UN NÚMERO EXACTO DE CUERDAS UNIDAD cDE CUERDAS UNIDAD c

Ejemplo de Elementos Geométricos y Deflexiones Para una curva circular simple se conocen los siguientes elementos:

Rumbo de la tangente de entrada = N 31º EÁngulo de deflexión principal = Δ = 60º DAbscisa del PC = k2+423.740Radio de la Curva = R = 70 mCuerda Unidad = c = 10 m

Calcular:a. Los demás elementos geométricosb. Las deflexionesc. Las coordenadas de la curva cada cuerda unidad.

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