CAPACITACION INTERNA DISCIPLINA CIVIL - SANITARIA
______________ _____________________ ______________ ________ _ SOFTWARE Inroads V. 8.07.02.08
MANUAL TECNICO GENERAL CAPACITACION CAPACITACION SOFTWARE InRoads
A
12.09.07 12.09.07
REV.
FECHA
EMITIDO EMITIDO PARA PARA INFOR INFORMACI MACION ON DESCRIPCION DE LA REVISION
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AS de P
Por
Rev.
Aprob. 1
Aprob. 2
Nº PROYECTO: B0xxxx Nº Documento :
Rev.
XX-XXX-XXX Nº Cliente : HOJA
A 1
DE
INDICE Pág. 1.0 INTRODUCCION.......... ..................... ..................... .................... .................... ..................... ..................... .................... ..................... .................. ............ ....... 2 1.1 CONCEPTOS GENERALES.......... ..................... ..................... .................... ..................... ..................... .................. ............. ......... ......... ........ ... 2 1.2 OBJETIVOS.......... .................... ..................... ..................... .................... ..................... ..................... .................... ..................... .................. ............ ......... .... 3 2.0 INTRODUCCION A INROADS.......... .................... ..................... ..................... .................... .................... ..................... ..................... ................ ...... 3 1.3 AMBIENTE DE TRABAJO.......... ..................... ..................... .................... ..................... ..................... .................... ................... .............. ......... .... 3 1.3.1 SOBRE PLATAFORMA AUTODESK.......... ..................... ..................... .................... ................... ............. ......... ......... ......... ..... 3 1.3.2 SOBRE PLATAFORMA BENTLEY......... .................... ..................... .................... ................... ............. ......... ......... ......... ......... .... 4 1.4 CAJA DE DIALOGO DIALOGO UNICA DEL SOFTWARE SOFTWARE IR......... .................... ..................... .................... ................. ............ ......... ...... .. 5 1.4.1 DESCRIPCION GENERAL DEL MENU MENU DE IR IR........... ..................... ................... ............. ......... ......... ......... .......... ....... .. 6 3.0 DISEÑOS DE MODELOS MODELOS TRIDIMENSIONALES DE TERRENO........... ................... ............. .......... ......... ......... ......... .... 9 1.5 DEFINICION GENERAL.......... .................... ..................... ..................... .................... ..................... ..................... ............... .......... ......... ......... ....... 9 1.6 METODOS DE INCORPORACION INCORPORACION DE TRIANGULOS.......... ..................... ................. ........... ......... ......... ......... ......... ....... 9 1.6.1 IMPORTANDO SUPERFICIE DESDE CURVAS DE NIVEL O LINEAS 3D ............... 11 1.6.2 IMPORTANDO SUPERFICIE DESDE PUNTOS 3D ............................................. 11 1.6.3 IMPORTANDO LINEAS DE QUIEBROS ............................................................ 12 4.0 DISEÑO GEOMETRICO GEOMETRICO DE EXPLANADAS......... ................... ..................... ..................... .................... ..................... ................. ........ 12 1.7 GENERALIDADES.......... .................... .................... ..................... ..................... .................... .................. ............. ......... ......... ......... ......... .......... ..... 12 1.8 METODOLOGIA PROPUESTA PARA PARA EL DISEÑO.......... .................... ................ ........... ......... ......... ......... ......... .......... ..... 12 1.8.1 DISEÑO MEDIANTE AUTOCA AUTOCAD D .............. ............................. ............................. ......................................... ........................... 13 1.8.2 DISEÑO MEDIANTE MICROSTATION .............................................................. 13 1.8.3 ARMADO DE LA EXPLANADA MEDIANTE IR ................................................... 13 5.0 DISEÑO GEOMETRICO VIAL........... ..................... .................... ..................... ..................... .................... .................... ..................... ............... .... 15 1.9 GENERALIDADES.......... .................... ..................... ..................... .................... ..................... ................... ............. .......... ......... ......... .......... ........ ... 15 1.10 METODOLOGIA PROPUESTA PARA EL DISEÑO EN PLANTA...... ........... ......... ......... ......... ......... .......... ..... 15 1.10.1 CREACION DEL PROYECTO GEOMETRICO........... ..................... .................... .................... .............. ......... ....... .. 16 1.10.2 DISEÑO GEOMETRICO DESDE EL AMBIENTE DE DIBUJO .......... ..................... .................. .......... ... 17 1.10.3 DISEÑO GEOMETRICO DESDE EL AMBIENTE DE IR........ ............. .......... ......... ......... ......... ......... ....... .. 18 1.11 METODOLOGIA PROPUESTA PARA EL DISEÑO DEL ALZADO......... .................... ................ .......... ....... .. 20 1.11.1 CREACION DE LA RASANTE DEL EJE........... ..................... .................... ..................... ................ .......... .......... ........ ... 21 1.12 CREACION DE SECCIONES TIPICAS TIPICAS Y MODELADO DEL DISEÑO..... .......... .......... .......... ......... ....... ... 25 1.12.1 CREACION DE SECCIONES TIPICAS EN IR.......... .................... ................. ............ ......... ......... ......... ......... ....... .. 25
1.0
INTRODUCCION El manual de capacitación que se presenta a continuación se enmarca dentro del desarrollo interno de nuestra empresa para obtener profesionales que aborden la especialidad civil en forma más completa, productiva y competitiva. El desarrollo de la presente capacitación se hará en forma interna, utilizando el software de ingeniería denominado Inroads Versión 8.07.02.08, de la empresa Bentey.
1.1
CONCEPTOS GE GENERALES Los profesionales que se enfrentan al mundo laboral deben estar capacitados del punt punto o de vist ista infor nform mátic ático o para para poder oder en menor enor tiemp iempo o aum aumenta entarr su produc productiv tivida idad. d. En todas todas las áreas áreas del quehac quehacer er naciona nacionall e intern internaci aciona onall se
observa este fenómeno y nuestra empresa de ingeniería no escapa a ello, por tal razón es necesario contar con profesionales y técnicos que puedan operar software específicos para desarrollar proyectos en forma más eficiente y con ello ser competitivos en el mercado.
1.2
OBJETIVOS El objetivo principal de la capacitación que se presenta, es preparar a los profesionales de la especialidad Civil – Sanitaria para que puedan ser capaces de utilizar las herramientas con las que cuenta ARA WorleyParsons y elevar la productividad del área, otorgando un mejor servicio a las disciplinas que soliciten los servicios civiles, y con ello mejorar los tiempos generales de producción.
2.0
INTRODUCCION A INROADS
1.3
AMBIENTE DE TRABAJO El software Inroads, en adelante IR , viene preparado para trabajar en dos plataformas de sistemas CAD conocidas y difundidas en el mundo moderno. Su plataforma principal de uso es MicroStation Versión 8.01 o posterior, diseñado por la misma empresa de IR . La otra plataforma de funcionamiento es AutoCAD Versión 2000 a 2004.
1.3.1
SOBRE PLATAFORMA AUTODESK Para ser utilizado sobre plataforma Autodesk (AutoCAD), debe ser cargada la aplicación desde el interior de AutoCAD utilizando los comandos de carga de aplicaciones externas (appload en la línea de comandos) o utilizando el Pull Down. El archivo a ubicar, se encuentra al interior de la carpeta de ruta:
IR en
la siguiente
Archivos de Programa/Bentley/Inroads Group/bin Ver figura siguiente:
Como se observa en la figura, se muestra claramente la ruta en la cual se encentra la aplicación para ser utilizada en AutoCAD.
El archivo que contiene la aplicación se llama CivAcadZF.ARX , ver figura que aparece a continuación:
1.3.2
SOBRE PLATAFORMA BENTLEY Para ser utilizado sobre plataforma Bentley (MicroStation V.8), debe ser cargada la aplicación desde el interior de MicroStation utilizando el Pull Down del menú principal, utilities, MDL Applications.
Al pinchar MDL Applications, aparece el presente cuadro de diálogo, el cual con el botón Browse, se puede buscar el archivo y lugar de la aplicación IR .
El archivo a ubicar se denomina “CivUstZF.Ma” y se encuentra al interior de la carpeta de IR en la siguiente ruta: Archivos de Programa/Bentley/Inroads Group/bin Ver figura siguiente:
Cabe señalar que bajo ambiente MicroStation el IR funciona de manera más eficiente que bajo AutoCAD, sin embargo, para aquellos usuarios de años bajo AutoCAD les será de mucha utilidad IR a pesar de su lentitud.
1.4
CAJA DE DIALOGO UNICA DEL SOFTWARE IR El software IR viene preparado con una caja de diálogo con nueve menús colgantes o pull down, los que se dividen por módulos de diseño en forma separada pero interactuando entre sí por intermedio de las preferencias de configuración de la aplicación.
1.4.1
DESCRIPCION GENERAL DEL MENU DE
IR
Como unos de los objetivos de este curso es interiorizar al capacitando a que conozca los diferentes módulos que posee el software para que tenga las herramientas básicas para que siga investigando otras funcionalidades de IR , se presenta a continuación una descripción breve de cada uno de sus componentes. Más adelante se entrará en detalle sobre los módulos que se utilizan en forma regular y que están acotados en la tabla de contenidos de la capacitación. o
Menú File: Este menú está dividido en dos secciones. -Sección manejo de archivos, ya sea archivos nuevos, abrir existentes, cerrar,
modificar configuraciones de proyectos. - Sección de importación de superficies a construir, alineamientos geométricos de caminos, calles o vías férreas y exportación de diseños de IR en formato Land XML, para intercomunicar con otros software de ingeniería que existen en el mercado. o
Menú Surface: Este menú corresponde al manejo y utilización de las superficies 3D que se pueden generar con IR , y está dividido en seis secciones. -Sección vistas en pantalla de las superficies como lo son los perímetros,
curvas de nivel, triángulos de interpolación, etc.
-Sección de realización de nuevas triangulaciones de datos. -Sección de diseño de diversos tipos de superficies ya sea comunes o
especiales como plataformas, explanadas, pegados de superficies, etc. -Sección de propiedades de las superficies, para darle información adicional a los diseños tridimensionales generados.
-Sección manipulación de superficies en lo referente a activar superficies,
borrarlas, copiar y renombrarlas. -Sección de utilidades generales para compresiones, cambio de colores, etc. o
generar
vistas
especiales,
Menú Geometry: Este menú corresponde al manejo y utilización de los diversos diseños geométricos lineales y en alzado ya sea de vías, calles, fosos, canales, etc. que se pueden generar con IR , y está dividido en ocho secciones. -Sección vistas en pantalla de los diversos diseños horizontales y verticales y
sus acotaciones al interior del dibujo propiamente tal. -Sección de creación de los alineamientos horizontales y verticales con los cuales contará nuestro proyecto. -Sección de creación y acoplado de elementos a los alineamientos horizontales y verticales creados en nuestro proyecto. -Sección denominada “Súper Elevación” con el cual se configura y diseña las inclinaciones generales de las vías en zonas de curvas, para contra restar la fuerza centrífuga generada por un móvil al desplazarse a una cierta velocidad. - Sección de re visualización en pantalla de las modificaciones de los diseños realizados en el entorno civil-sanitario. - Sección de manipulación de las coordenadas geométricas de los diseños realizados en este módulo (COGO) y que son de relevancia importantísima para nuestro proyecto en IR , pues GOGO controla todos los cálculos internos del software. -Sección manipulación de alineamientos en lo referente a activar los diversos trazados asociados, borrarlos, copiar y renombrarlos. -Sección de utilidades generales para generar vistas especiales, generar retornos (Cull the Sacks), etc. o
Menú Drainage: Este menú corresponde al manejo y utilización de los diversos diseños de obras de drenaje con IR , y está dividido en dos secciones. -Sección vistas en pantalla de los diversos diseños y sus ediciones. -Sección de utilidades generales para generar vistas especiales.
o
Menú Evaluation: Este menú corresponde a las evaluaciones de volúmenes y superficies de plataformas, alineamientos, perfiles longitudinales y secciones transversales procesadas con IR , y está dividido en dos secciones. -Sección de creación de perfiles longitudinales y secciones transversales
completos con todas las características que el usuario desee agregar, además de las evaluaciones de cálculo de volúmenes.
- Sección de cálculo de áreas de superficie de las estructuras, estas áreas
incluyen las superficies inclinadas.
o
Menú Modeler: Este menú corresponde a los diseños de secciones típicas transversales y sus modelados para generar vías, canales, etc. con IR , y está dividido en una sola sección.
-La única sección contiene la creación de las secciones típicas (template),
diseño del recorrido de las vías, canales, etc. Y el modelado tridimensional de la estructura para poder ser cubicada como superficie tridimensional.
o
o
Menú Drafting: Este menú corresponde a los dibujos de los diseños para ser formateados como planos finales con prediseños configurados por IR , los que pueden ser cambiados por el usuario. Menú Tools: Este menú corresponde a la mayoría de las herramientas para hacer de IR más amigable y adecuado a nuestras formas de operar el programa. Está dividido en siete secciones que se describen brevemente. -Visualización y esquemas de reportes de los datos de proyecto ya sean
superficies, cubicaciones, alineamientos, etc. Esta sección también tiene la particularidad de poder ser intervenida para que utilicen los módulos como el usuario mejor le parezca por intermedio de XML y XSL. - Esta división del pull down consiste en la administración general de las preferencias de IR . -La tercera sección es una herramienta para generar escurrimientos de gotas de agua sobre una superficie, y así poder analizar en pantalla el escurrimiento natural de las aguas. -Sección de propiedades de los lápices que se utilizan para realizar los diseños, es altamente funcional sobre MicroStation, pero en AutoCAD no funciona. -Esta quinta división corresponde a los diversos bloqueos o cerraduras de ciertas características como lo son lápices, features, barras de herramientas, etc. -Sección con herramientas de configuración de los diversos tipos y estructuras que se pueden utilizar en lo referente a drenajes y escurrimientos a zanja abierta de aguas lluvia u otro. -Esta última sección del menú contiene diversas herramientas de configuraciones ya sea de barras de herramientas, características de introducción de datos y preferencias globales. o
Menú Help: Este menú no tiene más comentarios, pues son todas las ayudas que contiene IR y que aparece en algunos casos con ejemplos. Es muy útil a la falta de un manual.
3.0
DISEÑOS DE MODELOS TRIDIMENSIONALES DE TERRENO
1.5
DEFINICION GENERAL El modelo tridimensional de terreno consiste en una malla irregular de triángulos (TIN) obtenida de los puntos medidos en terreno ya sea por topografía tradicional como por métodos aero fotogramétricos o satelitales. Esta malla simula la interpolación del relieve del terreno formando los triángulos por medio de cuadriláteros y una de sus diagonales, para así poder representar la forma del terreno natural. Cabe señalar que este método es el mismo que se ha utilizado por muchos años para la interpolación del relieve y que ahora se realiza por medios informáticos.
La diagonal del cuadrilátero se puede intercambiar para conseguir el real sentido del relieve del terreno.
1.6
METODOS DE INCORPORACION DE TRIANGULOS En IR existen varios métodos para incorporar modelos tridimensionales, los más utilizados son las líneas 3D, las curvas de nivel y los puntos obtenidos de terreno propiamente tal. Para tal efecto se utiliza una única ventana con la cual se procede a importar la superficie, seleccionando el método, los niveles o capas involucrados y el tipo de información que se desea incorporar.
Como muestra la imagen, la secuencia para el importado de superficies 3D es la siguiente: “file – Import – Surface ” y luego aparecerá el cuadro de diálogo donde se ingresan los parámetros requeridos. Como se muestra en la imagen, en la casilla Surface se coloca el nombre de la superficie o modelo tridimensional a importar. En la casilla Load From, se selecciona el método de importación, para lo cual existen varios que se explicarán mas adelante. La Casilla Layer, funciona directamente con el método de importación, al igual que la casilla Elevations. Posteriormente en el sector Features, existen algunas casillas que rellenar como lo son SeedName, Feature Style y Point Type, las que se tratarán con alguna detención más adelante, sin embargo el último punto de esta sección es uno de los preponderantes para asegurar una correcta triangulación.
1.6.1
IMPORTANDO SUPERFICIE DESDE CURVAS DE NIVEL O LINEAS 3D Para la importación de superficies mediante líneas 3D (malla tin) o mediante curvas de nivel se opera de la siguiente manera: o
Surface: Se escribe el nombre de la superficie, se recomiendan nombres
nemotécnicos para un posterior recordatorio. o
o
Load From: Se debe seleccionar por level (nivel o capa). Level: Se busca la capa o nivel donde se encuentran las líneas 3D o las
curvas de nivel. o
Seed Name: Se escribe un nombre al tipo de elemento que se está
importando. o
Feature Style: Se selecciona un “ feature ” para el elemento que se importará
para las cubicaciones posteriores en lo referente a materiales y otros. (no es muy usado pues en movimientos de tierras el relieve del terreno normalmente viene de una empresa externa o del cliente) o
Point Style: Este es el más importante, pues de este dato dependerá la
fidelidad de la triangulación, para el caso propuesto este debe ser del tipo línea de quiebro (breakline). 1.6.2
IMPORTANDO SUPERFICIE DESDE PUNTOS 3D Para la importación de superficies mediante puntos 3D se opera de la siguiente manera: o
Surface: Se escribe el nombre de la superficie, se recomiendan nombres
nemotécnicos para un posterior recordatorio. o
o
o
Load From: Se debe seleccionar por level (nivel o capa). Level: Se busca la capa o nivel donde se encuentran los puntos 3D. Seed Name: Se escribe un nombre al tipo de elemento que se está
importando. o
Feature Style: Se selecciona un “ feature ” para el elemento que se importará
para las cubicaciones posteriores en lo referente a materiales y otros. (no es muy usado pues en movimientos de tierras el relieve del terreno normalmente viene de una empresa externa o del cliente) o
Point Style: Este es el más importante, pues de este dato dependerá la
fidelidad de la triangulación, para el caso propuesto este debe ser del tipo aleatorio (Random).
1.6.3
IMPORTANDO LINEAS DE QUIEBROS Las líneas de quiebro corresponden a elementos que dividen las estructuras del terreno natural como por ejemplo un canal, un río, una vía férrea o camino, un muro, etc. En aquellos lugares específicos no se deberían cruzar los cuadriláteros de interpolación pues esto produciría una mal reflejo del terreno induciendo a errores en cubicaciones y diseños posteriores. Para la importación de líneas de quiebros, se procede de la siguiente forma: o
Surface: Se selecciona la superficie involucrada pinchando las flechas
laterales. o
o
o
Load From: Se debe seleccionar single element (elemento solo). Level: Queda desteñido, por lo cual no es necesario seleccionar nada. Seed Name: Se escribe un nombre al tipo de elemento que se está
importando. o
Feature Style: Se selecciona un “ feature ” para el elemento que se importará
para las cubicaciones posteriores en lo referente a materiales y otros. (no es muy usado pues en movimientos de tierras el relieve del terreno normalmente viene de una empresa externa o del cliente) o
Point Style: Este es el mas importante, pues de este dato dependerá la
fidelidad de la triangulación, para el caso propuesto este debe ser del tipo línea de quiebro (breakline). Finalmente en todos los casos presentados, que son los más utilizados, se termina con el botón Apply y las instrucciones a seguir aparecerán en la parte inferior de la pantalla ya sea bajo MicroStartion o AutoCAD.
4.0
DISEÑO GEOMETRICO DE EXPLANADAS
1.7
GENERALIDADES Una explanada se define propiamente tal como un espacio de trabajo acotado y definido en forma geométrica con trazos rectos, curvos, angulados, etc. ya sea en corte o en relleno y que se conoce como “Plataforma”. Dicha plataforma contiene elementos adicionales como son los taludes, revestimientos como carpetas granulares, hormigones, etc.
1.8
METODOLOGIA PROPUESTA PARA EL DISEÑO En IR existen varios métodos para diseñar plataformas o explanadas, pero en esta capacitación nos avocaremos a una solución particular de este tipo de diseños, pues la finalidad es entregar una herramienta de utilización básica pudiendo el capacitando investigar e incorporar otras metodologías ya sea individuales como combinadas. Para comenzar, se deberá definir la elevación en la cual se pretende consolidar la plataforma siguiendo instrucciones del Layout General y/o analizando el relieve y las dificultades técnicas de su posible posicionamiento. En esta etapa se deberá dibujar con la elevación requerida la plataforma y deberá estar ubicada en el lugar elegido, para tal efecto se deberá tener cuidado en la construcción en planta de la plataforma pues depende del ambiente gráfico que se esté utilizando.
1.8.1
DISEÑO MEDIANTE AUTOCAD Para diseñar la plataforma de movimiento de tierras se deberá construir con el método de poli línea en 3D (3Dpoly) con la elevación o cota requerida o estimada de acuerdo al criterio del profesional o proyectista que esté a cargo de su definición y evaluación de dicha estructura. Una vez dibujada y ajustada su elevación, se deberá posicionar en el lugar requerido y utilizar la secuencia de comandos que se presentan en el punto 4.2.3, del presente documento.
1.8.2
DISEÑO MEDIANTE MICROSTATION Para diseñar la plataforma de movimiento de tierras se deberá construir utilizando el icono , posteriormente, mediante el key-in se escribe move y luego dx=,,elevación . Dicha elevación o cota requerida o estimada de acuerdo al criterio del profesional o proyectista que esté a cargo de su definición y evaluación de dicha estructura. Una vez dibujada y ajustada su elevación, se deberá posicionar en el lugar requerido y utilizar la secuencia de comandos que se presentan en el punto 4.2.3, del presente documento.
1.8.3
ARMADO DE LA EXPLANADA MEDIANTE
IR
Se propone la utilización del método de generación de superficie inclinada.
La secuencia de comandos para acceder a la caja de diálogo de esta herramienta es “Surface, Design Surface, Generate Sloped Surface... ” Como se muestra en la imagen, en la casilla se Intercep Surface selecciona la superficie sobre la cual se realizará la explanada. En la casilla Destination Surface se escribe el nombre que tendrá la explanada. Interval , se anota cada
cuantos metros intersecten los taludes con la superficie base, se recomienda no superior a 10m por la precisión de la cubicación final. Además se puede generar la distancia requerida directamente en la pantalla pues tiene un botón para ello al lado derecho de la misma casilla. La casilla Cut Slope lleva el porcentaje de pendiente del talud de corte. La casilla Fill Slope lleva el porcentaje de pendiente del talud en relleno, éste como se ve el ejemplo debe ser negativo. Posteriormente entran en juego los “ features ” o cualidades de los elementos. Para nuestro caso, se creó este elemento llamado Trans y todos con estilo de línea tipo banqueta. ( Bench) La casilla Point Type se deberá dejar en Random y la casilla Point Density Interval que es la cantidad de puntos que generará la plataforma deberá tener la misma cantidad de metros del intervalo, para lograr que la superficie sea homogénea. Finalmente deberán estar encendidas o seleccionadas sólo las siguientes casillas: o
o
Triangulate Surface Replace, en Duplicate Names.
Consideraciones especiales que se deben tener al usar esta opción de construcción de plataformas se enumeran a continuación. o
o
o
Siempre se debe colocar un nombre nemotécnico a todo lo que se crea como diseño para posteriores revisiones o análisis. Los taludes para el relleno.
IR son
del tipo (V:H)*100, siendo positivo el corte y negativo
Al tener todo seleccionado y con los parámetros adecuados se presiona el botón apply y se siguen las instrucciones que aparecerán en pantalla para lograr la construcción de la plataforma.
Se señala que lo anteriormente expuesto no es la única alternativa para realizar diseños de plataformas o explanadas, sin embargo, esta metodología ayuda a evaluar diseños en forma muy rápida, precisa y eficiente.
5.0
DISEÑO GEOMETRICO VIAL
1.9
GENERALIDADES El diseño geométrico vial (caminos, calles, autopistas, vías férreas), conceptualmente tratan de los mismos componentes gráficos en planta y alzado, pero condicionados con las diversas normativas y recomendaciones de diseño que cada país, estado o institución regula, lo cual implica que las instituciones encargadas de realizar las aprobaciones a los diseños de ingeniería vial también se guiarán por dichas recomendaciones. Para el caso particular de nuestro país, los caminos y autopistas son regulados por las recomendaciones del “Manual de Carretas”, las calles de las ciudades reguladas por las recomendaciones viales urbanas “Redevu” y las vías férreas por las recomendaciones al diseño ferroviario “RedEfe”. Sin embargo, del punto de vista de la Ingeniería Industrial y Minera, los diseños se desarrollan de acuerdo a las necesidades para poder realizar sus procesos productivos en forma más eficiente.
1.10
METODOLOGIA PROPUESTA PARA EL DISEÑO EN PLANTA En IR existen varios métodos para diseñar los trazados geométricos en planta de los ejes de las vías a proyectar, pero en esta capacitación nos avocaremos a un par de soluciones particulares de este tipo de diseños, pues la finalidad es entregar una herramienta de utilización básica pudiendo el capacitando investigar e incorporar otras metodologías ya sea individuales como combinadas. Cuando se genera un nuevo proyecto, es necesario crear el proyecto geométrico de las vías a diseñar las cuales se asociarán al proyecto global; para tal efecto se debe tener claro que tipos de ejes quedarán en el proyecto geométrico y si será necesario crear mas de un proyecto geométrico por proyecto global. Para aclarar un poco mas éste concepto se denomina como proyecto global a todos los mini diseños como lo son ejes, plataformas, perfiles tipo, topografía, etc. los que en conjunto conforman el proyecto o estudio global ( New Project ). Ejemplificando esta explicación: “... tener un contenedor de cajas grandes y pequeñas, las cajas pequeñas con un contenido único y las cajas grandes con una cantidad determinada de frascos y en cada frasco un contenido diferente...”.
o
o
o
o
o
El contenedor es el proyecto global. Las cajas pequeñas son los diseños como plataformas, topografía, configuraciones, etc. Las cajas grandes son los diseños como ejes, perfiles típicos, etc. Los frascos de cada caja son cada uno de los ejes y perfiles típicos de las diversas estructuras diseñadas. El contenido de cada frasco es la característica que complementa cada eje o perfil típico.
Para que cada elemento quede asociado, se debe generar el proyecto asociando los diversos diseños en forma manual, es decir, no son automáticamente asociados, sin embargo, una vez asociados quedan siempre ligados. 1.10.1 CREACION DEL PROYECTO GEOMETRICO Para crear un nuevo proyecto geométrico se debe realizar la siguiente secuencia en el pull down del menú principal de IR “ File - New – Geometry (pinchar la pestaña).
En la casilla type se debe seleccionar “ Geometry Project ”, en la casilla Name se deberá colocar el nombre del proyecto geométrico, y en Description la descripción de dicho proyecto. Finalmente se hace clic en Apply . De esta forma queda activo el nuevo proyecto geométrico a la espera de sus componentes, las cuales de mencionan a continuación.
1.10.2 DISEÑO GEOMETRICO DESDE EL AMBIENTE DE DIBUJO Para conformar los ejes de las vías a diseñar se puede utilizar un eje trazado gráficamente bajo la plataforma de dibujo seleccionada por el usuario, ya sea en AutoCAD (mediante polilíneas 2D o 3D) o en MicroStation (mediante el ícono ), para posteriormente incorporarla a la base de datos del proyecto utilizando el comando de importación de geometría en un proyecto geométrico determinado. La secuencia de comandos para entrar al importado de ejes es File – Import – Geometry .
Al pinchar Geometry , aparecerá la caja de diálogo que permite la importación del eje en cuestión. En la casilla Type se selecciona Horizontal Aligment para importar un eje horizontal, si tenemos dibujado
el eje en planta con las cotas de su rasante se puede seleccionar Horizontal and Vertical Aligment.
En el casillero Description , es necesario colocar una descripción del alineamiento, pues es útil para recordar de qué se trata el eje y además, esos datos aparecen en los reportes que entrega IR y que sirven como respaldos para las memorias de diseño. La casilla Style dejarla por defecto (default ). El casillero Horizontal Curve Definition quedará arco (arc ). En el sector target , se debe seleccionar el proyecto geométrico al cual se asociará el alineamiento o eje que se está importando. 1.10.3 DISEÑO GEOMETRICO DESDE EL AMBIENTE DE
IR
Para conformar los ejes de las vías a diseñar también se puede utilizar el asistente de IR , para tal efecto dentro del menú File se debe crear el alineamiento horizontal con su respectivo nombre y su descripción, para llegar a esta caja de diálogo es muy similar que para crear el proyecto geométrico, la única diferencia es que en lugar de seleccionar Geometry Project , seleccionas Horizontal Alignment . Para llegar la ruta es File – New – Geometry.
Entonces aclarando la explicación en la casilla Type se selecciona Horizontal Alignment . En el casillero Name el nombre del eje a diseñar En Description descripción como costumbre
una de
El Style dejarlo por defecto y Curve Definition como Arc (arco) Finalmente clic en Apply .
Posteriormente, en el menú de IR con la secuencia Geometry – Horizontal Curve Set - Add PI , se puede trazar el alineamiento en forma gráfica y siguiendo las instrucciones que aparecen en la parte inferior de la pantalla. Como se aprecia en la imagen que aparece más abajo, con Insert PI , se pueden insertar vértices a nuestro alineamiento, con Move PI se puede mover los vértices
de nuestro alineamiento y con Delete PI se puede eliminar vértices de nuestro alineamiento. Con Define Curve... se definen las curvas horizontales del alineamiento y las de enlace entre los alineamientos rectos y curvos. Cabe señalar, que estos comandos también se pueden incorporar al primer método de trazado de eje explicado en el punto 5.2.2
Para generar las curvas horizontales del alineamiento, se debe escribir el radio de la curva circular en la casilla Radius 1. Las
Casillas Leading y Transition Trailing Transition son donde se colocan los parámetros de
los enlaces de curva horizontal, que normalmente en los proyectos industriales se obvian, pero que en la práctica no debería ser así, pues estos enlaces permiten un mejor desplazamiento del móvil sin movimientos bruscos. Fijarse en las casillas seleccionadas con color donde se define el tipo de espiral a colocar y la definición de la clotoide en éste caso Curve Set Type SCS, significa espiral – curva – espiral, que es la mayoría de los casos, y en Define Transitions By , aparece seleccionado Length , que es el largo de la clotoide y el mas usado en los diseños viales y ferroviarios. Aclarando lo explicado anteriormente la clotoide es una curva matemática que al ser desarrollada describe una forma especial de espiral, en otras palabras, es un tipo de curva espiral que se aplica en parte a los enlaces de curvas circulares, antiguamente se utilizaban las parábolas para enlazar las rectas con las curvas verticales, pero han quedado obsoletas. Finalmente con lo explicado anteriormente, se pueden generar trazados de caminos sencillos y básicos, para lo cual se ha enfocado esta capacitación y será labor del capacitando seguir estudiando y probando otras alternativas mas complejas. Bajo el prisma anteriormente explicado es que se dejarán muchos cabos sin atar con respecto a otras aplicaciones adicionales a los diseños camineros como los diseños especiales como curvas de retorno, cull de sacs, cálculo de retranqueos y cuñas de desvíos y muchas mas, las cuales también pueden ser diseñados con IR . Para la definición de curvas entre alineamientos es necesario considerar varios factores que son importantes al momento del diseño: o
o
o
La velocidad de la vía a proyectar. Las pendientes máximas y mínimas que se requieran. Los tipos de vehículos que transitarán por las vías, y en esto es muy importante los radios de giro que describan y los anchos necesarios para su operación eficiente.
Para poder analizar los factores indicados es necesario apoyarse en las consideraciones de diseños viales y ferroviarios existentes, además de las necesidades que se requieran para obtener los parámetros mínimos que nos permitan generar el diseño de la forma más óptima.
1.11
METODOLOGIA PROPUESTA PARA EL DISEÑO DEL ALZADO Para entender lo que es el alzado comenzaremos primeramente definiendo en qué consiste el término muy usado en los diseños viales. Este consiste en el conjunto formado por el perfil longitudinal del eje de la vía proyectada en planta con su rasante. La rasante es la línea longitudinal que define la cota terminada de la vía proyectada, la que puede ser la carpeta de rodado en un eje de camino, como la cabeza del riel en un proyecto ferroviario, etc. Los componentes mínimos que debe tener un alzado además de lo mencionado son las elevaciones o cotas de terreno, rasante, kilometraje, información de las curvas verticales las que son parábolas cúbicas para los caminos y calles y
curvas circulares con radios sobre los 20.000m para diseños ferroviarios, además debe llevar el diagrama de curvatura del eje en planta. Cabe señalar que puede llevar mas información pero ellas son opcionales dependiendo del organismo revisor o del mandante del estudio. Estos elementos opcionales son las distancias parciales, los diagramas de peraltes y los diagramas de enrieladura para los diseños ferroviarios.
1.11.1 CREACION DE LA RASANTE DEL EJE Para crear la rasante por medio de IR se deberá primeramente crear el alineamiento vertical de la misma manera como se expresa en el punto 5.2.3 con la salvedad que en la casilla Type se selecciona Vertical Alignment . Antes de trazar la rasante gráficamente, se deberá dibujar en pantalla el perfil longitudinal de nuestro eje diseñado en planta el cual se procesa con la secuencia Evaluation – Profile – Create Profile.
La caja de diálogo siguiente muestra cómo aparecerán las diversas características que se pueden configurar para trazar el perfil longitudinal en pantalla. Para efectos de la presente capacitación, hay detalles que ya están configurados por defecto, pues ajustar propiedades en IR suele ser un poco
engorroso y ya se han armado las diversas preferencias que se utilizarán al interior de la especialidad.
Para generar el perfil en la casilla Set Name, se selecciona el eje que se quiere representar, luego en la dirección se puede seleccionar de izquierda a derecha o viceversa, la exageración vertical sobre la horizontal y en Surfaces , se pueden seleccionar todas las superficies que queramos representar en la sección o perfil longitudinal. Al realizar Apply , en la parte inferior de AutoCAD o MicroStation
aparecerá la indicación de pinchar un punto en la pantalla que será el lugar donde se dibujará y quedará direccionado el perfil y a su vez asociado a la base de datos para todas las ediciones que se realicen posteriormente en él. Una vez representado el perfil longitudinal, en el menú de IR con la secuencia Geometry – Vertical Curve Set - Add PI , se traza la rasante del alineamiento activo en forma gráfica y siguiendo las instrucciones que aparecen en la parte inferior de la pantalla. Como se aprecia en la imagen que aparece más abajo, con Insert PI , se pueden insertar vértices a nuestra rasante, con Move PI se puede mover los vértices de nuestra rasante y con Delete PI se puede eliminar vértices de nuestra rasante. Con Define Curve... se definen las curvas verticales de la rasante, la cual de ingresa con el largo de la curva vertical, en el manual de carreteras este parámetro se conoce como 2T.
Una vez generada la rasante, se pueden representar en el mismo perfil las pendientes, vértices, inicios y fines de curvas verticales, etc, para tal efecto se en el menú de IR se sigue la siguiente secuencia Geometry – View Geometry – Vertical Annotation . Ver figura que aparece en la siguiente página:
Como se puede observar en la figura lateral, se debe seleccionar el alineamiento que se necesita que aparezca representado en el perfil longitudinal como se indica: Casilla
Horizontal
Alignment se selecciona el
nombre del alineamiento horizontal y en el espacio Vertical Alignment el nombre del alineamiento vertical. Como ya se encuentra configurado por defecto, sólo será necesario apretar el botón Apply posteriormente y listo.
1.12
CREACION DE SECCIONES TIPICAS Y MODELADO DEL DISEÑO En éste capítulo nos detendremos un poco para poder explicar a que se refieren las dos etapas que se plantearán en éste punto. Las secciones típicas, como su nombre las mencionan son las estructuras que se pretenden incorporar a nuestro diseño vial o ferroviario. Estas estructuras son la carpeta de rodado y sus composiciones inferiores como la base, subbase, etc. para calles y caminos y enrieladura, balasto, base, subbase,etc. Además se incorporan otras estructuras que pueden ser necesarias como banquetas, fosos, contrafosos y los correspondientes taludes, ya sean de corte o de relleno dependiendo de la situación del diseño en la cual nos encontremos. Antes de comenzar a saber como se conformarán estas estructuras al interior de IR , se debe tener claramente definido los materiales y los espesores de la carpeta de rodado que queremos diseñar, ésta puede ser calculada por medio del método Aashto-93-2000 o por otros medios que aparecen en las recomendaciones de diseño para calles, caminos y carreteras; para diseños ferroviarios la rodadura se definirá conforme al equipo rodante que deberá soportar la enrieladura y otros factores en los que no se entrará en detalle pues está normalizado en las recomendaciones de diseño para vías férreas. El modelado del diseño consiste en la generación de una malla tridimensional del diseño en alzado y en sección transversal típica generando de ésta manera una estructura compacta para la realización de vistas tridimensionales, secciones transversales, maquetas 3D y cubicaciones.
1.12.1 CREACION DE SECCIONES TIPICAS EN IR En IR existen varios métodos para incorporar secciones típicas, una de ellas es la forma gráfica para diseñar las secciones típicas que se necesitarán para completar el diseño, estas secciones pueden ser simétricas como asimétricas, dependiendo del diseño. Otro método es importar secciones realizadas con otros formatos como lo son los .tml, etc. Sin embargo, en la presente capacitación nos abocaremos a analizar y estudiar el método gráfico de creación de secciones típicas o templates.
Para comenzar con el diseño de las secciones típicas, será necesario realizar el siguiente proceso en IR : Modeler – Create Template, como se muestra en la imagen siguiente.
Posteriormente se abre una caja de diálogo donde se podrá crear el “templete” necesario, o utilizar alguno que venga ya predefinido.
