Universidad Nacional “ Pedro Ruiz Gallo” Facultad de Ingeniería Civil, Sistemas y Arquitectura Escuela Profesional de Ingeniería Civil
CURSO
: CAMINOS II
DOCENTE
: ING. ROGER ANAYA MORALES
INTEGRANTES
: ADRIANZEN YARLEQUÉ KARLA KATHERYNE
MORI ALVERCA JESUS
CICLO
: 2012 I
Sabemos que para diseñar una obra civil existen diferentes programas especiales que son capaces de procesar los datos reales; que permitan optimizar la ejecución y acabado de una carretera en campo, reduciendo el tiempo, costos y un seguro análisis minucioso y preventivo, que garantizará el éxito de la obra.
VISTA PANORÁMICA DE UNA CARRETERA
DISEÑO DE UNA CARRETERA EN 3D
El propósito del siguiente informe es describir paso a paso el diseño de una carretera con ayuda del programa AutoCAD Civil 3D, basándonos en los reglamentos del MTC para su diseño.
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Es la simulación que ofrece un determinado software, de manera fácil e iterativa de un objeto o superficie en 3D. El cual permite observar el espacio fotográfico en un ángulo de 360° o 180°. Este recorrido representa las formas de los objetos, y como se verán ya plasmados en la realidad. Esta simulación nos permite además crear animaciones desde diferentes perspectivas o puntos de vistas.
Fig. 1: CARRETERA EN 3D
Para el recorrido virtual o animación de carreteras se tienen varios programas entre ellos los más destacados son:
a) 3D de Max. Este programa de simulación de objetos en 3d, es utilizado para la animación de carreteras, ya que ofrece un contorno imperativo, para modelar las diferentes áreas y accesorios que comprende el camino. Fig. 2: MODELAMIENTO EN 3D
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b) AUTOCAD CIVIL 3D: Autocad civil 3d, es un potente software de autodesk que proporciona información coordinada y fiable a los equipos de proyecto, y asegura que todos los datos y anotaciones de un diseño, mantengan relaciones predecibles con los elementos restantes del diseño.
Fig. 3: Entorno de desarrollo que ofrece el programa Autocad civil 3D PÁG. 8
Autocad civil 3d tiene funcionalidades geoespaciales incorporadas en el sistema, al incorporar datos espaciales de diseño, el programa se encarga de manejar por su cuenta los sistema de coordenadas , puede pasar datos de un sistema a otro o de manejar directamente el diseñador el sistema de coordenadas en el cual va desarrollar el proyecto.
Fig. 2: A través de AutoCAD civil 3D podemos escoger el sistema geoespacial del proyecto a realizar por medio del comando/toolspace/ settings.
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1. Clip en Iniciar/Todos los programas/autodesk/Autoc ad Civil 3D 2012/Autocad Civil 3D 2012 Metric.
Fig. 3: PROCEDIMIENTO PARA ABRIR EL PROGRAMA
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2. En el escritorio de nuestra PC, damos clic en el icono de Autocad civil 3D METRIC VERSION 2012, que es la versión con la que se ha realizado nuestro proyecto.
Fig. 4: Icono del Autocad civil 3D (metric) 2012
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3. Nombre/propiedades geoespaciales/escala: realizada través de la barra Toolspace /Settings/Drawing 1- clic derecho opción Edit Drawing Settings.
Fig.5: Procedimiento para editar nuestro proyecto
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4.
Aparece un cuadro de dialogo en el cual ajustaremos nuestro proyecto de acuerdo al diseño que se va a realizar en el caso de nuestro trabajo se utilizó una escala de 1/1000, el Datum WGS 84 zona 17 sur.
Fig. 6: cuadro de dialogo para dar características nuestro proyectoPÁG. 16
5. La generación de la superficie es una de las partes fundamentales dentro de Autocad civil 3D, ya que esta es la base de todo contorno de trabajo en el que se desenvuelve el programa. El usuario puede generar la superficie a través de puntos topográficos y generar las curvas de nivel, otra forma es mediante la curvas de nivel y generar la superficie o también a partir de imágenes satelitales las cuales pueden ser del Google Eart.
Fig. 7: Plano de curvas de nivel insertado en Autocad civil 3D
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5. Clip en la barra Toolspace /Prospecto/Surface clic derecho /Create Surface, como se muestra en la fig19. Aparecerá el cuadro create surface en el cual se inserta información del diseñador o usuario y descripción del proyecto como por ejemplo el nombre de la superficie creada fig. 20. Luego de los datos clic en ok.
Fig. 8: Procedimiento para crear superficie a través de la barra Toolspace
Fig. 9: cuadro de creación de superficie
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6. Luego de esto tenemos que definir a partir de que curvas de nivel generara nuestra superficie; por lo tanto se selecciona la barra Toolspace/Terreno/Definition/ Contours clic derecho/Add.
Fig. 10: Definición de la superficie a través de la barra Toolspace
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7. Luego de hacer clic en add aparecerá un cuadro le damos ok/ y seccionamos la superficie /enter y se generara la superficie en Autocad civil 3D.
Fig. 11: Generación de la superficie con curvas de nivel
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Fig. 12: Comprobación de la generación de la superficie Modelado 3D
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Se seleccionó 3 rutas alternativas, y se escogió la Ruta II ya que esta cumple más los requisitos mínimos: pendientes, menor longitud; la cual proporciona una seguridad vial, tanto para los transportistas como para los pasajeros que usaran la carretera; por lo tanto su diseño geométrico es:
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Para la selección de datos en el diseño geométrico, tomamos en cuenta la siguiente bibliografía:
Manual de diseño de carreteras pavimentadas de bajo volumen de transito
2008 (ministerio de transportes y
comunicaciones ).
Manual de diseño de carreteras diseño geométrico de vías 2001. (Ministerio de transportes y comunicaciones).
Reglamento nacional
de
vehículos. (Ministerio de
transportes y comunicaciones).
Caminos I. (Alfonso fuentes).
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RESUMEN DEL DISEÑO GEOMÉTRICO DEMANDA RELIEVE RUBRO
< 400 VEH/DIA Tipo 3 Camino vecinal de b ajo volumen de transito (pavimentado)
TIPO DE PAVIMENTO FLEXIBLE (tratamiento superficial) ESPESOR DE PAVIMENTO 0.05m BASE 0.15 SUB BASE 0.15 VELOCIDAD DE DISEÑO 40 km/h FAJA DE DOMINIO 16m DISTANCIA DE VISIBILIDAD DE 270 m ADELANTAMIENTO AGULO DE DEFLEXION PARA O 2°15’ REQUERIR CURVA
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RESUMEN DEL DISEÑO GEOMÉTRICO ANCHO DE CALZADA ANCHO DE CARRIL ANCHO DE BERMAS CUNETAS NUMERO DE CARRILES PERALTE BOMBEO INCLINACION DE BERMAS SAC TALUD DE CORTE <5m TALUD DE CORTE ,ALTURA ENTRE 5m – 10m
6m 3m 0.5m Ancho .0.75m fondo 0.30m 2 Max. 8% 2.5% 4% 0.50m 2:1 1:1
TALUD DE RELLENO ALTURA <5m 1.5:1 TALUD DE RELLENOALTURA 1.75:1 ENTRE5m – 10m
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8. Teniendo como base el alineamiento ya trazado en polilínea procedemos a definirlo dentro de la superficie.
Fig. 13: Alineamiento en polilínea
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9. Nos dirigimos al menú Ribbons / a la opción Alignment/Create alignment from objects/escogemos el alineamiento/ luego enter/enter /
Fig. 14: Definición del alineamiento
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10. Observamos el siguiente cuadro en el cual se definirá el nombre del alineamiento, los estilos, y la norma aplicarse,
Fig.15: cuadro de create alignment
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Fig.16: Alineamiento en civil 3D
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11. También es posible agregar etiquetas al alineamiento mediante el comando Add Labels , las cuales se comportan de manera dinámica. Posteriormente se pueden crear tablas de tangentes o curvas a partir de éstas etiquetas utilizando el comando Add Tables.
Fig.17:Cuadro Alignment Labels para editar los labels
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12. Otra opción para corregir nuestro alineamiento es a través del editor geométrico, el cual nos muestra una serie de opciones para la corrección de curvas tangentes radios etc. En nuestro proyecto editamos los radios los cuales como mínimo son de 30 m.
Fig.18:Panel de editor de geometría
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13. Una vez creado nuestro eje de alineamiento procedemos a generar nuestro ancho de calzada. AutoCAD civil 3D nos pedirá en este paso: a) La longitud de ancho de calzada que es igual a 6m para nuestro proyecto. b) El rango de estación inicio y final de la estación. c) El número de carriles respecto al eje que son 1. d) El ancho de carriles que es 3m.
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Fig.19: Procedimiento para crear ancho de calzada.
Fig.20: Definición de parámetros
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14. La creación del sobre ancho nos permitirá a través de AutoCAD civil 3D observar en nuestro alineamiento el sobre ancho de la calzada de acuerdo a las normatividad regida en nuestro proyecto como lo fue el diseño geométrico 2008.
Fig.21: Definición de parámetros para sobreancho
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15. Luego ok, y automáticamente se generara el ancho y sobre ancho de calzada.
SOBREANCHO
Fig.22: Definición de sobreancho respecto al eje
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16. Un objeto de perfil es dependiente el alineamiento horizontal. Si se edita un alineamiento horizontal después de crear perfiles de superficie, estos perfiles cambiarán automáticamente para reflejar las ediciones si son perfiles dinámicos. Para crear un perfil de una superficie, utilizamos el comando Create From Surface
1. 2.
Fig.23: Pasos iniciales para definir el perfil
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Fig.24: Selección de la superficie para la creación del perfil
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17. Seguido AutoCAD Civil 3D nos pedirá escoger un punto en la pantalla
en donde se dibujara nuestro perfil.
Fig.25: Perfil
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18. Una vez generado el perfil procedemos a generación de la rasante, la cual es el usuario quien diseña la dirección de la misma AutoCAD civil se basara del diseño para la generación de cortes, rellenos, curvas verticales etc. Primero nos dirigimos al menú ribbons/profile/profile creation tolos
Fig.26: Pasos iniciales para definir la rasante
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19. Aparecerá el siguiente cuadro.
Fig.27: Cuadro para la generar la rasante
20. Dentro de las herramientas de composición de perfiles, el primer comando nos muestra las opciones de dibujar tangentes con o sin curvas y nos permite configurar los parámetros k o longitud de curva mínima
Fig.28: Parámetros para generar la rasante
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Fig.29: Trazado de la rasante en el perfil
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• Menú Corredor.
Una estructura lineal o corredor es la combinación de una superficie, un alineamiento horizontal, un alineamiento vertical y una sección tipo. Los corredores se utilizan principalmente para modelar caminos, vialidades y canales
Fig.30: Generación del corredor
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21. Crear un ensamblaje. Elegir el comando Create Assembly, definir un nombre para el ensamblaje y especificar el estilo del objeto y el estilo de etiquetado. Menú ribbons/Assembly
Fig.31: creación del ensamble
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22. A continuación aparecerá una ventana de la cual define las propiedades del ensamble
Fig.32: cuadro de inicial de propiedad del ensamble
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23. A continuación, definir un punto cualquiera dentro del dibujo, donde se colocará en origen de la sección tipo. 24. En seguida se puede utilizar uno de los subensamblajes contenidos en la paleta de herramientas. Para visualizar ésta ventana, utilizar el comando Show Tool Paletees Windows, contenida en el menú General. 25. De ésta ventana se escoge un subensamblaje, se definen sus propiedades y se añade al ensamblaje. 1. Tool Paletts
2. creación del sub ensamble
Fig.33: Generación de subensamble PÁG. 53
26. Una vez seleccionado el subensamble procedemos a configurar las propiedades de acuerdo a la sección que se ha escogido para el diseño
1. subensamble
Fig.34: Subensamble seleccionado en menú Palettes
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27. Modificamos las propiedades del subensamble de acuerdo a la sección que tendrá nuestro diseño, la manera de realizar esta especificación es seleccionando el subensamble/clic derecho/ Propertties/aparecerá un cuadro /construcción
Fig.35: subensamble seleccionado en menú palettes
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28. A través de la opciones izquierda derecha se modifican las propiedades del diseño en nuestro proyecto se definirán el ancho de la sección de la calzada ancho de carriles, bombeo, peralte, cunetas, taludes de corte y relleno Fig.36: Propiedades del sub ensamble
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• Creación corredor: Una vez establecido el ensamble procedemos generar el corredor a través del menú ribbons/ corredor/create corredor/
Fig.37: Creación del corredor
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29. Seleccionamos el Assembly/ aparecer el siguiente cuadro de dialogo/ Con el menú contextual, elegir las propiedades del objeto y dentro de la ficha Superficies (Surfaces), especificar el tipo de datos: Links y el código:
Datum, posteriormente seleccionar el ícono del comando Create a Corridor Surface y posteriormente Agregar la superficie con el símobolo (+). Fig.38: Cuadro donde se especifica los rangos de los sub ensambles en el alineamiento por kilometraje.
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30. Con éste procedimiento, el sistema crea una superficie en la parte inferior de la estructura del pavimento, uniendo los puntos de las secciones transversales. 30. A continuación es necesario especificar los límites de la superficie creada. Dentro de las propiedades del corredor, en la ficha Boundaries se activa el menú contextual de la superficie y se añaden automáticamente las líneas de ceros con el comando Add Automatically Daylight. Seleccionamos entonces Aplicar y Aceptar.
Fig.39: Elección del estilo de las líneas del corredor.
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31. Creación de la superficie del corredor: una vez definido el corredor procedemos a calcular su superficie, en el mismo cuadro anterior nos dirigimos a surface. Luego nos dirigimos a bundaries
Fig.40: Cuadro de surfaces en el cual se generara la superficie del corredor.
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32. Luego ok/ ok y se generara en la pantalla la imagen de sección editor, esa imagen está compuesta por el alineamiento, el perfil y la sección en el cual se pueden realizar cambios en cada una de estas partes de manera automática o mediante comandos, y el Autocad civil 3D automáticamente actualizara los cambios
Fig.41: modo de vista del sección editor en el cual se muestran los tres componentes alineamiento en planta, perfil y sección.
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• Modificación de Corredores: Modo de modificación: 33. Esta ventana de sección editor nos permite ver nuestra carretera pero con una vista más a fondo la cual nos permite ver errores de nuestro trazado, zonas críticas del terreno, peraltes, pendiente ,la forma de los taludes, etc. además al momento de tener esta imagen el menú ribbons cambia las opciones de comandos para la modificación del mismo.
menú ribbons /Parameter Editor/clic
Fig.42: Icono de Parameter Editor.
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34. La manera como civil maneja estos cambios es muy interesante ya que a medida que se hacen los cambios, se van mostrando en las imágenes la actuales modificaciones.
Fig.43: modo de vista del sección editor,a la izquierda se encuentra el cuadro de modificaciones enumerado. Nombre del subensamble (1), sección izquierda del subensamble (2), sección derecha del subensamble (3), columna de datos del sub ensamble (4), columna para modificar los datos (5), modo de vista sección editor (6).
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35. Menu ribbons opción create section views/create multiple views
Fig.44 pasos iniciales para la generación de secciones
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36. Y aparecerá un cuadro de diseño en el cual se editaran las propiedades de las secciones como estilo, escala de visualización líneas grid, ancho de la sección etc
Fig.45: propiedades de las secciones transversales, selección de alineamiento (1), escoge el sampleado(2),rango de kilometrajes(3), nombre de la secciones(4), estilo de la sección(5)
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37. Para la creación de recorrido virtual es necesario que anteriormente se halle creado el corredor virtual la cual es base para formar la animación, la ventana de recorrido virtual se caracteriza por tener un drive la cual genera los efectos y la creación de las estructuras de la carretera en 3D.
38. Existen varias formas para crear el recorrido virtual la más usada es la siguiente que se genera a través de los siguientes pasos: • Menu ribbons / analyze/visibility check/…
Fig.46: Comando visibility check menu ribbons pestaña analyze
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• Luego tenemos q definir la zona de influencia en donde se generara nuestro recorrido estos se logra través de la siguiente opción
Fig.47: una vez ejecutado eta opción se tiene q seleccionar el corredor.
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• Luego tenemos que definir el alineamiento y perfil para poder definir nuestro recorrido virtual.
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• Luego se elige la opción drive para generar el recorrido virtual. clic en drive / enter y seccionamos el alineamiento/ enter y seleccionamos en perfil la rasante.
Fig.48: Una vez ejecutado eta opción se tiene q seleccionar el alineamiento y el perfil.
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• Del paso anterior se generara dentro del menú ribbons las siguientes opciones las cuales nos permiten modificar o editar la forma como se grabara nuestro video
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1. 2. 3. 4.
Dirección del modo de visualización 1 Opción play para reproducir el recorrido 2. Estilo de recorrido 3. Velocidad del recorrido 4.
FIG.61: MENÚ DRIVE.
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• Finalmente automáticamente se reproducirá el recorrido virtual en la pantalla de Autocad civil 3D, si deseamos grabar este video utilizamos el programa camtasia studio 8 en el cual a través de sus opciones escogemos el formato y la resolución que se desee.
Fig.49: Presentación de la carretera a través del recorrido virtual
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