UNIVERSIDAD “CESAR VALLEJO” - TRUJILLO Fac u lt ad d e In g en ier í a Es c u ela Prof esio n al de Ing eni erí a Civi l
TEMA
:
NOMBRE DEL CURSO PROFESOR FECHA
TRAZO DE RUTAS Y SELECCIÓN DE LA MEJOR RUTA : CAMINOS : BENJAMIN TORRES TAFUR : 8 DE ENERO DEL 2014
ALUMNO
:
GARCIA ACOSTA, FRANKLIN EFRAIN
OBSERVACIONES: 1.- ……………………………………… ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… …………………………………………………… …………… 2.-
……………………………………………………………………………… ……………………………………… ……………………………………………………………………………… …………………………………………………… ……………
3.-
……………………………………………………………………………… ……………………………………… ……………………………………………………………………………… …………………………………………………… ……………
NOTA:
…….............................
EN NUMERO
EN LETRA
................................................ FIRMA DEL PROFESOR
CAMINOS TRAZO DE RUTAS Y SELECCIÓN DE LA MEJOR RUTA
INTRODUCCION
En el presente informe daré a conocer sobre el trabajo dado por el Ing. José Benjamín Torres Tafur, el cual es el trazo de 3 rutas y calcular cual es nuestra mejor ruta por medio de cálculos enseñados en clase. La carretera es una infraestructura vial por la cual nosotros podemos movilizarnos a distintas partes en vehículos ahorrando tiempo y con un nivel de seguridad adecuado, también sirve para transporte de animales, productos de comercio. Y así poder desarrollarse mejor y más rápido. Ruta es aquella carretera cuya función primordial es la integración de índole nacional o regional Por lo cual en el trabajo se realizó con los pasos que el Ing. nos enseñó en clase y lo presentaremos en este informe que espero alcanzar sus expectativas.
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OBJETIVOS
Realizar el cálculo de la orografía que presentara nuestro terreno y determinar que tipo de terreno es.
Calcular la pendiente que tendrán nuestras 3 rutas a realizar para que el diseño nos salga correctamente.
Diseñar las respectivas rutas teniendo en cuenta todos los cálculos necesarios para que este bien hecha. Determinar cuál es las 3 rutas es la más conveniente para nuestra carretera.
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MARCO TEORICO ESTUDIO DE UNA CARRETERA:
1. ESTUDIO SOCIOECONOMICO: Toda Carretera para poder ser diseñada y construida, debe tener una justificación, donde está comprendida la justificación económica. Siendo Esta justificación subdividida en justificación para el desarrollo económico de la zona como la justificación de inversión económica; la primera es la que se realiza mediante encuestas a fin de poder determ inar la producción que se pretende intercambiar con otras zonas donde ya existe una carretera y la segunda es la que realiza el Ministerio de Transportes y Comunicaciones, mediante la oficina de dirección general de Transporte Terrestre ,división de ingeniería ,entidad que otorga la normalización y categorización .Es necesario hacer mención que dicha entidad es la llamada a determinar la necesidad de construir una carretera en una determinada zona del país; sin embargo las Municipalidades también realizan esta función pero solo dentro de su jurisdicción. Del estudio socioeconómico se determina que clases de vehículo se necesita para poder realizar el intercambio cultural, social, económico, entre las zonas beneficiadas por la carretera; asi mismo con el vehículo se determina el volumen de trafico y se establecerá el tipo de vehículo predominante en la zona, para luego con las características físicas (dimensiones) de este vehículo se diseñara la carretera.
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2. EL PLANEAMIENTO DE UNA VIA: Toda carretera soluciona necesidades económicas de una región, sirve de enlace de toda una zona, sirve para intercambiar productos y materias primas, es decir permite trasformar a la zona económicamente y socialmente. Por eso que la carretera forma una zona de influencia ;esta zona de influencia esta afectada por la topografía de la región y sus características .Por lo que cuando se estudia la posibilidad de construcción de una Vía , se debe pensar que esta vía es una inversión a largo plazo en consecuencia , la concepción de esta vía debe estar relacionada con la solución de problemas futuros .Por lo general se diseña una vía para solucionar el problema del trasporte de unas 20,25 ó 30 años, de acuerdo al estudio socioeconómico.
3. RECONOCIMIENTO DE LAS RUTAS: El reconocimiento
es el
estudio más importante de una carretera, debido a que de acuerdo al reconocimiento de las rutas (mínimo 03), y luego de elegir la más favorable, se toma la decisión sobre la ubicación del eje de la vía y por consiguiente la facilidad o dificultad de la utilización de los parámetros de diseño, como velocidad directriz, radios de las curvas, peraltes, etc. En esta etapa se determina los puntos obligados de paso. Antes de realizar el reconocimiento, se debe de obtener información sobre la zona en estudio; esta información se la puede obtener del Ministerio de Transportes; Instituto Geográfico Nacional (IGN), etc.
4. ESTUDIO DE DISEÑO: En el estudio de diseño, comprende la ubicación del eje de vía, teniendo en cuenta los parámetros deacuerdo a las normas técnica.
El Estudio Preliminar o Anteproyecto, se realiza luego de elegir la mejor ruta en esta etapa se ubica la poligonal de estudio que contiene el eje de carretera.
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CAMINOS TRAZO DE RUTAS Y SELECCIÓN DE LA MEJOR RUTA El Estudio Definitivo, en esta etapa del estudio, se define
“definitivamente”, el eje de la vía, la que es la línea central de la vía formada por alineamientos y curvas o tramo recto o tangente y tramo curvo. El eje se traza teniendo como base la línea poligonal determinadas en el Estudio Preliminar.
5. CONTRUCCION DE UNA VIA: La construcción es la materialización de una concepción vial, es la etapa que en definitiva vendrá a poner a prueba el arte el ingenio y la técnica que el Ingeniero haya desarrollado durante el estudio y diseño.
PUNTOS DE CONTROL Se llama punto de control a todo punto o elemento que origina una encauzamiento u orientación del trazo de una carretera. Un punto de control restringe el trazo de la vía, por lo que es necesario, que antes de iniciar el estudio se debe identificar o descubrir los puntos de control. Es necesario recalcar que la carretera se desarrolla dentro de una franja de terreno y dentro de esta franja se identificara o descubrirá los puntos de control.
CLASES DE PUNTOS DE CONTROL:
PUNTOS DE CONTROL NATURALES:
Son puntos producto de la naturaleza, tales como: abras o punto de paso entre dos cuencas, laderas apropiadas para el trazo, zonas rocosas, pantanos (no adecuado para el trazo)
P1, P2 = Puntos Cima de Cerros A
= Abra
1,2
= posibles rutas de trazo
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CAMINOS TRAZO DE RUTAS Y SELECCIÓN DE LA MEJOR RUTA ABRA: Son puntos importantes de la topografía del terreno, que se busca para
pasar de cuenca a otra. Toda Abra para ser utilizada debe cumplir con los siguientes requisitos:
Que tenga menos elevación, respecto a las abras próximas.
Que tenga accesos favorables
Que se aproxime más a la dirección del trazo.
PUNTOS DE CONTROL ARTIFICIAL:
Son los puntos hechos por el hombre tales como: pueblos, ciudades, zonas arqueológicas, puentes, alcantarillas.
PUNTO DE CONTROL POSITIVO:
Son puntos que atraen el trazo de la carretera debido a que otorgan facilidad para la ubicación de curvas, puentes, alcantarillas, etc. Dentro de estos se encuentran las abras, cuellos en ríos, laderas apr opiadas para el trazo, etc. Los puntos de control positivos pueden ser Puntos de Control Naturales Positivos y Puntos de Control Artificiales Positivos, dependiendo si han sido hechos por la naturaleza o por la mano del hombre respectivamente.
PUNTOS DE CONTROL NEGATIVO:
Generalmente son hechos por la naturaleza y que dificultan o impiden el trazo de la carretera, dentro de estos puntos, se tiene los pantanos, zonas rocosas, zonas agrícolas, cementerios, casas de campesinos, etc. Los puntos de control negativos pueden ser Puntos de Control Naturales Negativos y Puntos de Control Artificiales Negativos, dependiendo si han sido hechos por la naturaleza o por la mano del hombre respectivamente.
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Rió
=
Natural (+)
Puente
= Artificial (+)
Pantano
=
Natural (-)
Abra
=
Natural (+)
Cementerio
= Artificial (-)
Zona Agrícola = Artificial (-)
METODOS PARA EL TRAZO DE UNA CARRETERA METODO DIRECTO: El método directo consiste en realizar los diferentes trabajos para el trazo de una carretera directamente en el terreno por donde pasara esta. Se trazaran los alineamientos rectos y curvos, buscando la configuración apropiada del terreno.
METODO TOPOGRAFICO: Este método consiste en documentarse de graficas, planos, fotografías aéreas, referencia de los lugareños, etc., para después hacer el estudio de esta zona en un plano topográfico, con curvas de nivel de una equidistancia de 2.00m (máxima) y una escala de 1/2000.
METODO COMBINADO: Este método consiste en iniciar el trazo, como trazo directo, luego hacer un levantamiento topográfico, en una franja de terreno mínimo de 100.00 metros de ancho, tomando como base la poligonal que se traza en el campo, donde se debe tener en cuenta que las señales de la línea de gradiente.
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CAMINOS TRAZO DE RUTAS Y SELECCIÓN DE LA MEJOR RUTA
COMPARACION DE LOS METODOS TOPOGRAFICO
DIRECTO
Es rápido
Demanda mas tiempo
Requiere poco personal de apoyo
Demanda mayor personal
Permite analizar todas las posibles rutas de trazo
No siempre se analiza todas las rutas posibles de trazo
Es importante contar con los planos geológicos y catastrales
La información geográfica y de catastro se obtiene directamente del campo
No requiere de equipo topográfico
Requiere del equipo topográfico(eclímetro, wincha, teodolito, nivel y mira)
El trabajo se realiza en gabinete
El personal que se requiere es: Ingº, diseñador y dibujantes.
El trabajo se realiza en campo.
No queda el estacado en el campo.
El personal requerido es :
o
Trazo línea de gradiente( 5 personas )
o
Eje o poligonal( 4 personas mínimo )
o
Secciones transversales(2 personas)
Queda el estacado en el campo
METODO TOPOGRAFICO
Estudio Preliminar: Consiste en plantear la poligonal preliminar, estimándose con mucha mas aproximación la longitud de la carretera y si fuera posible estimar los volúmenes del movimientos de tierras.
Estudio Definitivo: Llamado también proyecto de gabinete y su propósito es acomodar el trazo en detalle, tanto como fuera posible, a la topografía del terreno y dentro de las normas establecidas. Correctamente debe definirse: El eje del plano altimétrico, secciones transversales, determinación de los volúmenes de corte y relleno, diseño de abras de este, determinaciones de especificaciones técnicas, cartas de construcción y programación.
Trazo Definitivo: Por lo cual se transfiere el proyecto planteado en gabinete al campo.
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RECOMENDACIONES: Es el examen general, rápido y critico del terreno por el que a de atravesar la carretera. Comprende, a su propósito: a) Descubrir si tiene una ubicación practica entre las puntas extremas. b) Precisar los parámetros de diseño en función de :
Topografía de la zona
Tipo de carretera
c) Establecer los puntos obligados de paso definiendo las pautas positivas de control(zona para puentes, como abras, comunidades, zonas posibles de aprovechamiento agrícola pecuario, forestal industrial o mineralógico) (eventualmente de estrategia geopolítica) d) Trazo de líneas de gradiente de rutas o alternativas de trazo e) Evaluación y elección de las rutas y luego dibujo de ellas(planta y perfil)
TRAZO DE LA LINEA DE GRADIENTE Material a usar:
Plano topográfico: A escala 1/2000 con equidistancia de curvas de nivel de 2.00m
Compás
Escalímetro o regla centimetrada Calculadora, lápiz, borrador y papel para calcular. Es muy aconsejable que cuenten con un plano geológico.
PROCESO:
Definir los puntos inicial, puntos positivos de control (por donde debe pasar la carretera), los puntos negativos de carreteras (por donde no debe pasar la carretera, punto final). Para cada dos puntos de control más inmediatos determine sus cartas y la longitud de la línea de vuelo entre ellas(distancia recta) a la que se le aumentara un porcentaje(de acuerdo a la topografía), obteniéndose la longitud probable de trazo, a fin de que con estos valores calculamos la pendiente para la siguiente formula:
) ( Página 10
CAMINOS TRAZO DE RUTAS Y SELECCIÓN DE LA MEJOR RUTA
Dónde: L: Abertura de compás, en la unidades que se toma e E: Equidistancia de curvas de nivel, tiene sus unidades K: Denominador de la escala del plano I: Pendiente en porcentaje
CALIFICACION Y SELECION DE LA MEJOR RUTA Método de los Pesos Absolutos:
Este método es bastante sencillo pues consiste en calificar con el guarismo 1 a la característica o factor: lo mas económico, lo mas cómodo, lo mas seguro, y lo de mayor beneficio social; con 2 a lo regular y en el guarismo 3 a lo mas antieconómico, lo menos cómodo, lo menos seguro, y el de menos beneficio social. 1. Los mas económico, lo mas cómodo, lo mas seguro 2. Lo regular o intermedio 3. Lo antieconómico, lo incomodo, lo menos seguro
Método de los Pesos Relativos:
Este método es semejante al de los pesos absolutos, pero con la condición que se toma como base el más favorable, luego por la regla de tres se obtiene el peso de las otras características. Para los factores: longitud total, pendiente máxima, longitud de puentes, numero de alcantarillas, numero de curvas de vuelta, la proporcionalidades es mediante regla de 3 simple. Para la pendiente media es regla 3 inversa este método es el mas ventajoso que el de pasos absolutos.
RECOMENDACIONES PARA EL TRAZO DE LAS LINEAS DE GRADIENTE
No es muy adecuado tomar las pendientes límites sino un valor ligeramente menor ya que en los estudios posteriores probablemente haya reducción de longitud lo que conllevaría a que suba la pendiente y si habríamos usado, los valores extremos lógicamente. Para las pendientes máximas pueden tomarse una holgura de 0.5,1, 2, 3%; para la pendiente media la holgura puede ser de 0.3, 0.2%.
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CAMINOS TRAZO DE RUTAS Y SELECCIÓN DE LA MEJOR RUTA
Al trazar los compasados no se debe saltear ni repetir curvas de nivel
Es adecuado saber relacionar la ubicación para las curvas de volteo
No es muy apropiado exagerar el número de los cambios de las pendientes Tener cuidado en los cálculos y en el manejo de las escalas En el dibujo del plano en planta en los puntos de cambio de pendiente se ubicara la pendiente que se modifica por medio de una flechita y el correspondiente guarismo.
TRABAJO DE GABINETE I. DISEÑO DE LAS RUTAS:
RUTA ROJA
La ruta roja empieza desde el punto P10 con una cota de 2220 y recorre una longitud de 608m con una pendiente de 2.63%, la abertura del compás de 3.8cm, realizando 8 compasadas hasta llegar al punto Ab1. Luego del punto Ab1” empezamos con una cota de 2236 y una pendiente de 5%,con la abertura de compás de 2cm para la cual hicimos 96 compasadas pasando por 4 alcantarillas y dando 2 curvas de volteo hasta llegar al punto Pu1.Del punto Ab1”– Pu1 se recorrió una distancia de 3800m llegando así a la entrada del río con una cota de 2046,luego cruzamos el río con un puente de 36m de luz libre ubicado en el punto Pu2”(al final del puente). Posteriormente en el punto Pu2”, con cota de 2046 se recorre una longitud de 480m con la pendiente de 2.5% y la abertura de compás de 4cm por lo cual se hizo 7 compasadas; hasta llegar a la curva1 . Luego de la cueva 1 con cota 2058 se recorre una longitud 280 haciendo 4 compasadas hasta el punto P16 ubicado en la cota 2066.
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CAMINOS TRAZO DE RUTAS Y SELECCIÓN DE LA MEJOR RUTA RUTA VERDE
La ruta roja empieza desde el punto P10 con una cota de 2220 y recorre una longitud de 680m con una pendiente de 5.88%, la abertura del compás de 1.7cm, realizando 20 compasadas hasta llegar al punto Ab2. Luego del punto Ab2” empezamos con una cota de 2260 y una pendiente de 5%,con la abertura de compás de 2cm para la cual hicimos 106 compasadas pasando por 7 alcantarillas y dando 2 curvas de volteo hasta llegar al punto Pu2.Del punto Ab2”– Pu2 se recorrió una distancia de 4280m llegando así a la entrada del río con una cota de 2046,luego cruzamos el río con un puente de 30m de luz libre ubicado en el punto Pu2”(al final del puente). Posteriormente en el punto Pu2”, con cota de 2046 se recorre una longitud de 480m con la pendiente de 2.86% y la abertura de compás de 3.5cm por lo cual se hizo 6 compasadas; hasta llegar a la curva2. Luego de la cueva 2 con cota 2058 se recorre una longitud 280 haciendo 4 compasadas hasta el punto P16 ubicado en la cota 2066.
RUTA AZUL
La ruta roja empieza desde el punto P10 con una cota de 2220 y recorre una longitud de 680m con una pendiente de 5.88%, la abertura del compás de 1.7cm, realizando 20 compasadas hasta llegar al punto Ab2. Luego del punto Ab2” empezamos con una cota de 2260 y una pendiente de 4%,con la abertura de compás de 2.5cm para la cual hicimos 110 compasadas pasando por 8 alcantarillas y dando 4 curvas de volteo hasta llegar al punto Pu3.Del punto Ab2”– Pu3 se recorrió una distancia de 5350m llegando así a la entrada del río con una cota de 2046,luego cruzamos el río con un puente de 30m de luz libre ubicado en el punto Pu3”(al final del puente). Posteriormente en el punto Pu3”, con cota de 2046 se recorre una longitud de 540m con la pendiente de 2.86% y la abertura de compás de 3.5cm por lo cual se hizo 6 compasadas; hasta llegar a la curva2. Luego de la cueva 2 con cota 2058 se recorre una longitud 280 haciendo 4 compasadas hasta el punto P16 ubicado en la cota 2066.
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CAMINOS TRAZO DE RUTAS Y SELECCIÓN DE LA MEJOR RUTA
II. CALCULOS Y RESULTADOS 1. CALCULO DE LA OROGRAFIA
ZONA 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
COTA
SUPERIOR 2220 2230 2210 2220 2260 2260 2230 2210 2220 2260 2210 2150 2180 2160 2090 2070 2120 2150 2110 2110
INFERIOR 2210 2210 2190 2200 2240 2240 2210 2190 2200 2230 2180 2130 2160 2140 2070 2050 2100 2130 2090 2090
H
DH
I%
OROGRAFIA
10 20 20 20 20 20 20 20 20 30 30 20 20 20 20 20 20 20 20 20
72 78 56 46 62 84 40 46 44 62 48 34 64 54 52 44 62 68 48 60
13.89 25.64 35.71 43.48 32.26 23.81 50.00 43.48 45.45 48.39 62.50 58.82 31.25 37.04 38.46 45.45 32.26 29.41 41.67 33.33
TIPO II TIPO II TIPO II TIPO II TIPO II TIPO II TIPO II TIPO II TIPO II TIPO II TIPO III TIPO III TIPO II TIPO II TIPO II TIPO II TIPO II TIPO II TIPO II TIPO II
OROGRAFIA = TIPO II
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CAMINOS TRAZO DE RUTAS Y SELECCIÓN DE LA MEJOR RUTA
2. EVALUACION DE RUTAS RUTA ROJA TRAMO
P10-ABRA1 ABRA1-ABRA1´ ABRA1´PUENTE1 PUENTE1PUENTE1´ PUENTE1´CURVA1 CURVA-P16
COTA
2220 2236 2236 2236 2236 2046 2046 2046 2046 2058 2058 2066
DESNIVEL
ABERTURA DEL
I%
LONGITUD TOTAL
16
COMPÁS 3.8
2.63
608
0
0
0.00
0
190
2
5.00
3800
0
0
0.00
0
12
4
2.50
480
8
3.5
2.86
280
OBRAS DE ARTE
PUENTES ALCANTARILLAS CURVAS
226
5168 I% MEDIA
4
2
1
1
5
3
1
1
4.37
RUTA VERDE TRAMO
P10-ABRA1 ABRA2-ABRA2´ ABR2´-PUENTE2 PUENTE2PUENTE2´ PUENTE2´CURVA2 CURVA2-P16
COTA
2220 2260 2260 2260 2260 2046 2046 2046 2046 2058 2058 2066
DESNIVEL
ABERTURA DEL
I%
LONGITUD TOTAL
40
COMPÁS 1.7
5.88
680
0
0
0.00
0
214
2
5.00
4280
0
0
0.00
0
12
4
2.50
480
8
3.5
2.86
280
274
5720 I% MEDIA
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4.79
OBRAS DE ARTE
PUENTES ALCANTARILLAS CURVAS 1
7
2
1
1
8
4
1
1
CAMINOS TRAZO DE RUTAS Y SELECCIÓN DE LA MEJOR RUTA
RUTA AZUL
TRAMO
COTA
P10-ABRA2 ABRA2-ABRA2´ ABRA2´-PUENTE3 PUENTE3PUENTE3´ PUENTE3´CURVA3 CURVA3-P16
DESNIVEL
2220 2260 2260 2260 2260 2046 2046 2046 2046 2058 2058 2066
ABERTURA DEL
I%
LONGITUD TOTAL
40
COMPÁS 1.7
5.88
680
0
0
0.00
0
214
2.5
4.00
5350
0
0
0.00
0
12
4.5
2.22
540
8
3.5
2.86
280
274
OBRAS DE ARTE
PUENTES ALCANTARILLAS CURVAS 1
1
4.00
3. SELECCIÓN DE LA MEJOR RUTA DE TRAZO PESOS ABSOLUTOS RUTA ROJA CARACTERISTICAS LONGITUD TOTAL (m) PENDIENTE MEDIA % PENDIENTE MAXIMA % LONGITUD DEL PUENTE NUMERO ALCANTARILLAS NUMERO DE CURVAS DE VUELTA TOTAL
VALOR 5168 4.37 5.00 36 5 3
RUTA AZUL
RUTA VERDE
PESO VALOR PESO VALOR PESO 1 6850 3 5720 2 2 4.00 3 4.79 1 1 5.88 2 5.88 2 2 40 3 30 1 1 9 3 8 2 1 6 3 4 2 8
Página 16
4
1
1
9
6
1
6850
I% MEDIA
8
17
10
CAMINOS TRAZO DE RUTAS Y SELECCIÓN DE LA MEJOR RUTA
PESOS RELATIVO
RUTA ROJA CARACTERISTICAS LONGITUD TOTAL (m) PENDIENTE MEDIA % PENDIENTE MAXIMA % LONGITUD DEL PUENTE NUMERO ALCANTARILLAS NUMERO DE CURVAS DE VUELTA
VALOR 5168 4.37 5 36 5 3
TOTAL
RUTA AZUL
RUTA VERDE
PESO VALOR PESO VALOR PESO 1 6850 1.33 5720 1.11 1.09 4 1 4.79 1.20 1 5.88 1.18 5.88 1.18 1.2 40 1.33 30 1 1 9 1.8 8 1.6 1 6 2 4 1.33 6.29
8.64
7.41
Ya con los cálculos hechos podemos ver que nuestra ruta elegida es la ruta roja, ya que esta tiene menor peso k las demás.
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