Informe de Campo - Replanteo Replanteo de curvas horizontales por el metodo de angulo de flexion y coordenadas
DEDICATORIA Dedicado a mis padres que me dan el apoyo y el aliento necesario para culminar satisfactoriamente mi carrera profesional
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CONTENIDO
PRESENTACIÓN INTRODUCCIÓN OBJETIVOS JUSTIFICACIÓN MARCO TEORICO PROCEDIMIENTO DE OFICINA DESARROLLO DE GABINETE METODO DE DEFLEXIÓN ANALISIS DE RESULTADOS CONCLUSION BIBLIOGRAFIA
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3 4 5 6 7 12 13 18 29 30 30
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CONTENIDO
PRESENTACIÓN INTRODUCCIÓN OBJETIVOS JUSTIFICACIÓN MARCO TEORICO PROCEDIMIENTO DE OFICINA DESARROLLO DE GABINETE METODO DE DEFLEXIÓN ANALISIS DE RESULTADOS CONCLUSION BIBLIOGRAFIA
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PRESENTACIÓN
El estudio de las curvas circulares simples, es de gran importancia en el trazado de carreteras, pues al diseñarse sólo tramos rectos, es necesario utilizar arcos de circunferencia que permitan unirlos con el objetivo de brindar comodidad y seguridad a los usuarios. Es por esto, que la práctica realizada se fundamenta en la aplicación de los conocimientos adquiridos en el aula de clases, pues con ella se obtienen destrezas en el trazado de la curva, que constituye un concepto básico de mucha utilidad en el campo laboral.
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INTRODUCCION
Una carretera es una infraestructura que permite la integración entre ciudades, con el propósito de contribuir en el desarrollo de las mismas, pues ésta se convierte en un medio a través del cual se da paso a un amplio intercambio socioeconómico y cultural; por tanto, para su diseño es importante considerar la economía, seguridad, comodidad y estética, además de algunos factores externos e internos como la topografía del terreno, la velocidad de diseño sin dejar de lado los valores ambientales. El diseño de la vía inicia con la selección de la ruta más favorable para el proyecto, a partir de la cual se establece el diseño geométrico de la carretera, sujeto a una serie de parámetros que satisfacen los objetivos propuestos para la localización, construcción y conservación de la obra. Este diseño consta de un alineamiento en planta a lo largo del eje, que es la fase constituida por el trazado de la carretera, mediante tangentes consecutivas unidas por arcos de circunferencia de un solo radio o curvas circulares simples, curvas circulares compuestas o curvas espiralizadas. Teniendo en cuenta, que las curvas circulares simples comprenden un control básico en el diseño de una carretera, se realizó una práctica de campo utilizando el método de deflexiones y cuerdas para el replanteo de la curva, pues su aplicación permite adquirir destrezas en el manejo del método para un estudiante de Ingeniería Civil.
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OBJETIVOS OBJETIVO GENERAL
Relacionar al estudiante con el trabajo de campo de la asignatura, mediante la manipulación de instrumentos básicos de topografía para ello debemos de realizar alineamientos.
Familiarizarnos con algunos instrumentos básicos de topografía.
Realizar correctos alineamientos y mediciones de distancias en el terreno, con la la ayuda de estacas, pábilos.
Tener conocimiento sobre los diferentes tipos de alineamientos.
Conocer la zona realizada con el teodolito
Aprender a utilizar los métodos ya sea por deflexión o por coordenadas.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Calcular los valores de todos los elementos de la curva circular simple.
Aplicar en campo los conceptos adquiridos en la asignatura Caminos I con el propósito de adquirir destrezas en el trazado de curvas.
Calcular y localizar las deflexiones del PC, PM, y PT y de cada abscisa múltiplo de la cuerda unidad.
Adquirir destrezas en el uso y manejo de los implementos utilizados en el alineamiento y medición con cinta.
Comprender la necesidad del uso del teodolito para el levantamiento topográfico.
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JUSTIFICACIÓN El estudio de las curvas circulares simples, es de gran importancia en el trazado de carreteras, pues al diseñarse sólo tramos rectos, es necesario utilizar arcos de circunferencia que permitan unirlos con el objetivo de brindar comodidad y seguridad a los usuarios. Es por esto, que la práctica realizada se fundamenta en la aplicación de los conocimientos adquiridos en el aula de clases, pues con ella se obtienen destrezas en el trazado de la curva, que constituye un concepto básico de mucha utilidad en el campo laboral .
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MARCO TEORICO MARCO CONCEPTUAL: Curva circular. Las curvas horizontales circulares simples son arcos de circunferencia de una solo radio que une dos tangentes consecutivas, conformando la proyección horizontal de las curvas reales o espaciales. Son arcos de circunferencia de un solo radio que unen dos tangentes consecutivas, la curva se define por su radio el cual es designado por el diseñador, como mejor convenga por comodidad y por economía en la construcción ,mantenimiento y funcionamiento, pero no debe ser menor al indicado por la norma conforme a la velocidad de diseño.
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Elementos Geométricos que caracterizan una curva circular simple.
PI: punto de intersección de las tangentes o vértices de la curva.
PC: principio de curva; punto donde termina la tangente de entrada y empieza la curva.
PT: principio de tangente; punto donde termina la curva y empieza la tangente de salida.
O: centro de la curva circula
DELTA: Angulo de deflexión de las tangentes; Angulo de deflexión principal.es igual al Angulo central subtendido por el arco PC.PT. Se forma con la prolongación de uno de los alineamientos rectos y el siguiente. Puede ser a la izquierda o a la derecha según si está medido en sentido anti-horario o a favor de las manecillas del reloj, respectivamente.
R: radio de la curva circular simple.
T: tangente o subtangente; distancia del PI al PC o desde el PI al PT.
L: Distancia desde el PC hasta el PT recorriendo el arco de la curva, o bien, una poligonal abierta formada por una sucesión de cuerdas rectas de una longitud relativamente corta. Ver más adelante para mayor información
CL: cuerda larga; distancia en línea recta desde el PC al PT
E: externa; distancia desde el PI al punto medio de la curva.
M: ordenada media; distancia desde el punto medio de la curva al punto medio de la cuerda larga.
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Deflexión de una curva circular. El cálculo y la localización de las curvas circulares simples en el terreno, se realizan por el método de los ángulos de deflexión. Se denomina Angulo de deflexión de una curva al Angulo formado entre cualquiera línea tangente a la curva y la cuerda dirigida desde el punto de tangencia a cualquier otro punto P sobre la curva. Existen varios métodos, el más usual en nuestro medio es el de calcular y deflectar las curvas desde el PC.
Método de Deflexión y cuerdas. El método permite replantear las curvas desde el PC hasta el PT o viceversa, es necesario calcular la subcuerda adyacente al PC que proporciona una deflexión por metro y calcular las deflexiones que corresponden a las abscisas múltiplos de diez.
Método de las abscisas y ordenada sobre la tangente. Para utilizar este método se debe definir el PC y el PT como el origen de un sistema de coordenadas a partir del cual se miden las abscisas y las ordenadas (x, y).es necesario entonces determinar para cada punto sobre la curva los correspondientes valores de x e y.
Método de intersección lineal. Es necesario calcular los valores de x e y para todo los puntos sobre la curva. Como estas medidas son rectangulares y son los catetos de un triángulo rectángulo entonces es posible calcular la hipotenusa que es la cuerda.
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MATERIALES
Equipos y accesorios Los equipos y accesorios utilizados en la práctica de cálculo y replanteo de una curva circular simple fueron los siguientes:
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Un teodolito electrónico
Trípode de aluminio
Mira
Una cinta métrica
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Jalones
Estacas
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Yeso o cal
Cordel
Calculadora
Cinta métrica pequeña
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PROCEDIMIENTO DE OFICINA Para efectuar de manera eficiente la práctica se calcularon con anterioridad los elementos de la curva, así como la deflexión al PC, PM, PT y a cada abscisa múltiplo de la cuerda unidad y se registraron los datos en una cartera de replanteo. Una vez obtenidos los datos en gabinete de los 6 integrantes del grupo, escogimos uno de ellos para poder replantearlo en campo e hicimos un plan de trabajo, en la cual cada integrante sabía a qué se iba a dedicar: •
Encargado de metrar con la cinta métrica.
•
Encargado de portar la mira.
•
Encargado de poner estacas.
•
Encargado de manipular el teodolito, para definir los ángulos.
•
Encargado de poner el cordel.
•
Encargado de tizar o remarcar con cal o yeso.
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PROCEDIMIENTO Y DESARROLLO DE GABINETE Teniendo los siguiente datos que el ingeniero nos dio a en el aula. Procedimos a realizar los datos que correspondía a un replanteo de curvas horizontales.
DATOS DE GABINETE
PI I Vd
1020 18° 65 km/h
1. Hallamos los elementos básicos 2. Hallamos la curva horizontal por el método de deflexión y coordenadas.
( )
P=PERALTE 6% SEGÚN LA TABLA DEL LIBRO
( )
(
)
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(( ) ) ((
))
HALLANDO LA CURVA HORIZONTAL POR EL MÉTODO DE DEFLEXIÓN
Hallando el PC Y PT
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ESTACADO
METODO DE DEFLEXION L. ANGULO CURVA PARCIAL
96 + 17.64 98 + 0 98 + 10 100 + 0 100 + 10 102 + 0 102 + 10 104 + 00 104 + 10 106 + 00
2.76 0° 17' 35.693" 10.00 1° 3' 39.719" 10.00 1° 3' 39.719" 10.00 1° 3' 39.719" 10.00 1° 3' 39.719" 10.00 1° 3' 39.719" 10.00 1° 3' 39.719" 10.00 1° 3' 39.719" 10.00 1° 3' 39.719"
106 + 2.059
2.06
I/2
0° 13' 6.4801"
ANGULO ACUMULADO 0° 17' 35.69342" 1° 21' 15.412087" 2° 24' 55.130754" 3° 28' 34.84942" 4° 32' 14.568087" 5° 35' 54.286754" 6° 39' 34.00542" 7° 43'13.724087 " 8° 46' 53.442754" 8° 59' 54.59.922827"
9° 0' 03''
HALLANDO LA CURVA HORIZONTAL POR EL MÉTODO DE COORDENADAS FORMULAS
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()
( )
PROGRESIVA
CUERDA CUERDA
ANGULO
X (M)
Y (M)
ACUMULADA
977.24
-
-
-
-
-
980.00
2.76
2.76
0° 35' 11.39”
2.76375062
0.0141454
990.00
10
12.76
2° 42' 30.82”
12.7590454
0.30163745
1000.00
10
22.76
4° 49' 50.26”
22.7368401
0.95904382
1010.00
10
32.76
6° 57' 9.70”
32.6834492
1.9854628
1019.60
9.6
42.36
8° 59' 23.56”
42.1901903
3.31668997
1019.60
0
40.4
8° 34' 23.33”
40.2494159
3.01688345
1020.00
0.4
40.4
8° 34' 23.33”
40.2494159
3.01688345
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PROCEDIMIENTO DE CAMPO LOCALIZACIÓN: Departamento:
: Ica
Provincia
: Ica
Distrito
: Ica
Lugar
: Ciudad universitaria- FIC
Altitud media
: 404 msnm
Densidad
: 143,99 hab/km²
Huso horario
: UTC-5
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PROCEDIMIENTO DE CAMPO CON EL MÉTODO DE DEFLEXIÓN
Paso 1 En el primer paso que realizamos en campo fue visualizar el área de trabajo ya que éramos varios grupos y teníamos que aproximar una longitud de nuestra tangente que era 25.332 metros para no intersectar con otro grupo de trabajo.
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Paso 2 Teniendo ya nuestra área de trabajo procedimos hacer el levantamiento topográfico. Instalando el teodolito en nuestras PI (punto de intersección)
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Paso 3 Teniendo ya instalado nuestro instrumento (teodolito) procedimos a realizar el alineamiento ayudándonos con la cinta métrica y con las estacas que fue a cada 10 metros. Hasta llegar con la longitud de la tangente que es 25.332 metros Como se visualiza en la imagen
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Paso 4 Ya teniendo una tangente alineada y con la longitud exacta. Otro compañero empezó a poner el cordel para trazar con el yeso. Mientras tanto empezamos con el alineamiento y la longitud exacta de la otra tangente.
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Paso 5 Ya terminado de trazar con el yeso. El compañero se estaciono el PC (punto inicio de la curva) para poder realizar por el método de deflexión. Ya que teníamos por gabinete los ángulos procedimos a inserta en el instrumento, mientras otro compañero realizaba la medición de la longitud de la cuerda y estacado.
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Paso 6 En el sexto paso realizamos la colocación del cordel para poder trazar la longitud de la curva. Ya terminado el trazado se procedió a realizar por el método de coordenada.
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PROCEDIMIENTO DE CAMPO CON EL MÉTODO DE COORDENADAS En el procedimiento del método de coordenada fueron los siguientes:
Paso 1 En el primer paso Buscamos un área despejada para poder realizar la curva. Igualmente que el anterior método.
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Paso 2 Instalando el instrumento (teodolito) en el PI (punto de intersección) se realizó el alineamiento para la primera tangente. Realizando la otra tangente tuvimos un problema en lo cual nuestra distancia intersectaba con el trabajo del otro grupo. Así que tuvimos que hacer otro cambio de estación. Y realizar el mismo procedimiento.
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Paso 3 Ya terminado el trazado de las tangente con el yeso. Procedimos a realizar el estacado en el eje x. con los datos que ya teníamos de gabinete.
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Paso 4 Para realizar el estaco de la longitud de la curva (eje y).
Tenía que ser
perpendicular al eje x, así usamos un método topográfico la del triángulo 3, 4,5.
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Paso 5 Ya teniendo todos los estacados realizamos el trazado de yeso de la curva. Así como también quitando el cordel de la curvas.
Paso 6 Al final procedimos a sacar las estacas de las dos curvas horizontales. Así también la conclusión del trabajo de campo.
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ANÁLISIS DE RESULTADOS De los resultados obtenidos en la práctica realizada en terrenos referente al tema de curva circular simple se puede afirmar que: •
Al realizar el chequeo de la externa y determinar el error de cierre en la
distancia no se presentaron errores, lo que indica que los procedimientos de campo se efectuaron correctamente, es decir, que al momento de medir las distancias y ángulos sobre el terreno los errores sistemáticos y personales fueron mínimos. •
El error de cierre angular fue aproximadamente de 3 cm, lo que equivale al
% del valor total de la longitud de la curva, distancia que es despreciable en la localización del eje de la carretera, puesto que al realizar movimientos de tierra la maquinaria utilizada puede sobrepasar este valor. •
Al representar en el terreno los puntos que corresponden a las abscisas
múltiplo de la cuerda unidad se observó la curva bien definida, lo que se debe a la buena orientación por parte de quien manipulaba el equipo, además de la precisión con la que se midieron las distancias en el campo. •
Al calcular la deflexión en el punto PT, la cual debe ser aproximadamente
deflexiones en oficina se tuvieron en cuenta cifras decimales. Sin embargo, al medir estos ángulos en campo, se hizo una aproximación debido a que el equipo utilizado tiene precisión de 1”, lo que disminuyó el error angular.
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