120313436 Transicion de Peralte
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5/26/2018 120313436 Transicion de Peralte
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LONGITUD DE TRANSICION DEL PERALTE
Donde:
Pf:peralte que requiere la curva
Pi:peralte inicial, que generalmente corresponde al valor de bombeo
B:distancia del borde de la calzada a la zona donde se realiza el giro
Ipmax:pendiente longitudinal del desarrollo del peralte, borde exterior
Vd:velocidad de diseo (km/h)
DETERMINAR EL VALOR DEL BOMBEO
Segn el MANUAL DE DISEO GEOMETRICO DE CARRETERAS del Volumen I en elCaptulo III en la Seccin 304: Seccin Transversal, subseccin 304.04 Bombeos; deacuerdo a la precipitacin (mm/ao) y el tipo de superficie del proyecto vemos la tabla
304.03 Bombeos de la calzada
Nota: para el presente trabajo tomamos como valor bombeo = 2% (Pavimento superior y
precipitacin < 500 mm/ao)
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DETERMINAR EL VALOR DEL PERALTE
Segn el MANUAL DE DISEO GEOMETRICO DE CARRETERAS del Volumen I en elCaptulo III en la Seccin 304: Seccin Transversal, subseccin 304.05 Peralte;debemos tener en cuenta los siguientes factores: condiciones climticas, orografa, zona(rural y urbana) y frecuencia de vehculos pesados de bajo movimiento; con estos datosnos vamos a la tabla 304.04 Valores de Peralte Mximo y determinamos el grafico ausar para hallar el peralte.
Nota: Segn nuestros datos estamos en una zona rural (Tipo 1,2 o 3) y para hallar el
peralte de cada curva vemos la fig ur a 304.04, entramos al grfico con el dato del radio de
la curva (primera curva radio = 150 m) y tomamos lectura del peralte (en este caso sali
5.5%) donde se intercepta con la velocidad de diseo (para el caso del trabajo Vd.=40
km/h)
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Para las siguientes curvas utilizamos el mismo grafico figura 304.04, nos fijamos losradios de la tabla de elementos (se encuentra en el archivo de civil) y anotaremos losperaltes correspondientes.
En resumen:
DETERMINAR EL ANCHO DE CALZADA
Segn el MANUAL DE DISEO GEOMETRICO DE CARRETERAS del Volumen I en el
Captulo III en la Seccin 304: Seccin Transversal, subseccin 304.02 Calzada;debemos tener en cuenta los siguientes datos: clasificacin de la carretera segn sufuncin, de acuerdo a la demanda, la orografa y la velocidad de diseo para dirigirnos ala tabla 304.01 Ancho de Calzada de Dos Carriles
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Nota: Segn nuestros datos Tercera clase orografa 2 y velocidad de diseo 40 el ancho
de calzada nos sali 6.60 m.
CONDICIONANTES PARA EL DESARROLLO DEL PERALTE
Segn el MANUAL DE DISEO GEOMETRICO DE CARRETERAS del Volumen I en elCaptulo III en la Seccin 304: Seccin Transversal, subseccin 304.05 Peralte;debemos tener en cuenta el dato del peralte (%) de cada curva hallado anteriormentepara ir a la tabla 304.05 Proporcin del Peralte a desarrollar en tangente
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Nota: No debemos guiarnos de que el peralte sea menor a 4.5% o mayor que 7% como
indica la tabla 304.05, solo entraremos a estos casos cuando tengamos un caso especial
es decir que tengamos problemas entre dos curvas caso contrario si tenemos el peralte
menor a 4.5% o mayor a 7% usaremos para la proporcin del peralte 0.7p (usado
generalmente)
Ejemplo: (para los caso s extr emos de la tabla 304.05)
a) En el presente grafico observamos que hay un traslape entre la curva 1 y 2
Soluc in: (Se pres entan 3 alternativas )
1. Sin interesar el dato del peralte, debemos considerar 0.5ppara la proporcin delperalte a desarrollar en tangente ya que existe un traslape.
2. Podemos cambiar el PI de las curvas.3. Podemos cambiar el tamao de los radios en la curvas.
Se usara cualquiera de las soluciones presentadas segn las condiciones del terreno.
b) En este caso observaremos que es necesario aumentar la longitud de transicin deperalte (Ltp), ya que hay una longitud mnima de Ltp que debe ser mayor o igual a la
velocidad de diseo entre 3.6
Se debe cumplir como mnimo:
PI1
PI2
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Solucin:
Para poder cumplir con la longitud mnima de Ltp cambiamos la proporcin del peraltea desarrollar en vez de trabajar con 0.7p usaremos 0.8p segn la tabla 304.05 paraaumentar la longitud de transicin de peralte como se observa en el grafico.
A CONTINUACION SE ARMA LA TABLA DE EXCEL
1. Con los datos anteriores de cada curva armamos la tabla:
Primero abrimos un hoja de Excel y colocamos una columna para curvas y la otrapara la velocidad de diseo (Vd) = 40 km/h
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Se crea otra columna con el nombre de IP, y se coloca la formula en la primeracurva IP = 1.80.01Vd IP = 1.8 -0.01 (40) = 1.4.Se arrastra la misma formula para todas las curvas.
Se arman otras columnas con los siguientes datos:
Radio (R) = segn el archivo del civil vemos el cuadro de la Tabla de Elementos,total de curvas 8.
Peralte (Pf) = Segn la figura 304.04, con el dato del radio y velocidad de diseonos fijamos el peralte de cada curva.
Bombeo (Pi) = Segn la tabla 304.03 con el dato de precipitacin y tipo desuperficie obtenemos el valor de bombeo que en nuestro caso es 2%, tener encuenta que en el Excel se pone como negativo.
Ancho de Calzada (Segn la tabla 304.01 con el dato de clasificacin de la carreterapor su funcin, demanda, orografa y el dato de velocidad de diseo para nuestrotrabajo obtenemos que es 6.60 m; donde B = ancho de calzada entre 2 )
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2. Tenemos en cuenta segn el MANUAL DE DISEO GEOMETRICO DECARRETERAS del Volumen I en el Captulo IV en la Seccin 402.07 Curvas de
Transicin, subseccin 402.07.05 Radios que permiten Prescindir de la Curva deTransicin; con el dato de la velocidad de diseo nos fijamos la tabla 402.08 Radiossobre los cuales se puede prescindir de la Curva de Transicin
Nota: Para nuestro trabajo la velocidad de diseo es 40 km/h y para prescindir de la
curva de transicin es necesario tener ms de 150 m de radio.
3. Calculamos la longitud de transicin de peralte (Ltp) solo sobre los radios mayores oiguales a 150 m. ya que se puede prescindir de poner una curva de transicin.
Formula a usar es:
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Para Excel se arma otra columna con nombre Longitud de transicin de Peralte y secoloca la formula con los datos puestos anteriormente y se copia para las otrascurvas circulares:
4. Una vez obtenido los valores de longitud de transicin en necesario redondearlos por
el valor entero es por eso que se crea otra columna.
5. Indicamos si se necesita cambiar por espiral a los radios menores de 150 m segn latabla 402.08.
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TABLA DE EXCEL
Con los pasos anteriores se arm la siguiente tabla para las 8 curvas
Nota:
- Las filas sombreadas indica que se puede prescindir de una curva de transicin (Segn la tabla 402.08), es decir no las
cambiaremos por espiral.- Para las filas no sombreadas que son las que se cambiaran por espiral necesitan otras condiciones para hallar su longitud
de espiral de diseo.
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CONDICIONES PARA LA CURVA DE TRANSICION (ESPIRAL)
Debemos calcular la longitud de la espiral:
1. Los valores de J segn el MANUAL DE DISEO GEOMETRICO DE CARRETERASdel Volumen I en el Captulo IV en la Seccin 402.07 Curvas de Transicin,subseccin 402.07.03 Eleccin del Parmetro para una Curva de Transicin, con eldato de velocidad de diseo observamos la tabla 402.06 Variacin de la aceleracintransversal por unidad de tiempoy obtenemos el valor de J.
Nota: Para nuestro trabajo la velocidad de diseo es 50 km/h por lo tanto J es 0.5, no
se escoge el Jmax por que al colocarlo en la formula lo que hara es disminuir la
longitud de espiral.
2. Segn el MANUAL DE DISEO GEOMETRICO DE CARRETERAS del Volumen I enel Captulo IV en la Seccin 402.07 Curvas de Transicin, subseccin 402.07.03Eleccin del Parmetro para una Curva de Transicin
Siendo:
V = Velocidad de diseo (km/h)
R = Radio de curvatura (m)
J = Tasa uniforme (m/seg)
p = Peralte correspondiente a V y R. (%)
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Determinamos el valor de Amin remplazando los valores de Velocidad de diseo = 40
km/h, radio de curvatura (depende de cada curva), valor de J = 0.5 y peralte
(depender de cada curva).
En este caso trabajaremos para la curva 2, radio =120 m. y peralte = 6.2 %
Amin = 33.52 m
En el Excel colocaremos la formula de la siguiente manera:
Se copiara la misma formula para las curvas C3, C5, C7 y C8
3. Para halla la longitud mnima de espiral (Lemin = Lmin), utilizamos la formula:
Para la curva C2
Lemin= 9.36 m
Para el excel se arma otra columna Lmin
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Le min = 10 m (mltiplo de 5 de preferencia)
Luego debemos tener en cuenta las siguientes condiciones o controles para
determinar la longitud de espiral de diseo.
PRIMER CONTROL
La longitud mnima debe ser igual o mayor a 30 metros, caso contrario la nueva longitudde diseo tomara el valor de 30 metros por ser el mnimo.
Se hace lo mismo para las otras curvas
SEGUNDO CONTROL
R/3 < A < R
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TERCER CONTROL
Se arma otra columna para saber si la longitud de diseo debe ser mayor a la longitud detransicin de peralte
TRANSICION DE PERALTE
Con la tabla de Excel anterior copiamos los datos de Velocidad de diseo, valor IP, radio,bombeo, peralte, ancho de calzada, la longitud de transicin de calculada y la longitud detransicin redondeada a otra hoja de Excel, para completar la hoja necesitamos losiguiente:
Para el dato de inclinacin de Berma (%), segn el MANUAL DE DISEOGEOMETRICO DE CARRETERAS del Volumen I en el Captulo III en la Seccin 304
Seccin Transversal, subseccin 304.03 Bermas nos fijamos en la figura 304.01Inclinacin Transversal de Bermas y escogemos segn el tipo de superficie.
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Nota: para nuestro ejemplo el tipo de superficie a considerar ser pavimento superior
y la inclinacin de berma segn la figura 304.01 ser N = 4%
La proporcin de peralte a desarrollar para nuestro ejemplo ser de 0.7p ya que nohay problemas entre las curvas, K = 0.7.
El dato del sobreancho segn el MANUAL DE DISEO GEOMETRICO DECARRETERAS del Volumen I en el Captulo IV en la Seccin 402 AlineacinHorizontal, subseccin 402.06 Sobreancho nos fijamos en la tabla 402.04 ValoresdeSobreancho y escogemos el valor redondeado segn el radio de la curva y lavelocidad de diseo, o se puede hacer uso de la formula mostrada.
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PARA CURVAS CIRCULARES
Con ayuda de la figura mostrada procedemos hacer los clculos:
La frmula para la Longitud de aplanamiento (Lapla= AB)
Remplazamos la formula con los valores de la tabla de Excel de la curva 1,
Bombeo (Pi) =- 2 (Para esta formula se usara el valor absoluto del bombeo)Peralte (Pf) =5.5 %Longitud de transicin de peralte redondeada (Ltp redondeada)= 20 m
Lapla = AB = 5.333 m
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Lo mismo se har para las Curvas C4 y C6
Para el valor de BC se toma el valor de AB que es igual a la longitud deaplanamiento, en el primer caso para la curva C1 el valor de BC = AB = 5.333 m.
Para el valor de CDCD = Ltp redondeadaABBC
Para la curva C1
CD = 205.3335.333 = 9.333 m
Lo mismo se hace para las curvas C4 y C6
Para el valor de BD
BD = Ltp redondeadaLapla
Para la curva C1
BD = 205.333 = 14.667 m
Lo mismo se hace para las curvas C4 y C6
Para el valor de BPc = 0.7 x BD, se considera 0.7 por que el desarrollo de peralte a
considerar es 0.7p (tabla 304.05) en Pc y esto se debe cumplir vertical y
horizontalmente.
Para la curva C1
BPc = 0.7 x 14.667 = 10.267 m
Lo mismo se hace para las curvas C4 y C6
El valor de CPc = BPcBCPara la curva C1
CPc = 10.2675.333 = 4.933 m
Lo mismo se hace para las curvas C4 y C6
El valor de PcD = 0.3 x BD,ya que consideramos anteriormente 0.7 de desarrollo deperalte para completar BD seria 0.3 en el Excel se colocara (1- 0.7)x BD
Para la curva C1
PcD = (10.7) x 14.667 = 4.4 m
Lo mismo se hace para las curvas C4 y C6
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El valor de FA = (N-Pi) x BD/Pf
Para la curva C1 (datos inclinacin de la berma = N = 4%, Bombeo = Pi = 2%
colocarlo como valor absoluto, Peralte = Pf = 5.5 % y el valor de BD = 14.667m)
FA = (42) x 14.667/5.5 = 5.333 m
Nota:
Vemos que el resultado es igual a la longitud de aplanamiento no siempre es asi,
se debe hacer lo mismo para las curvas C4 y C6
El valor de BG = N x BD/ Pf
Para la curva C1 (datos inclinacin de la berma = N = 4%, Peralte = Pf = 5.5 % y el
valor de BD = 14.667m)
BG = 4 x 14.667/5.5 = 10.667 m
Lo mismo se hace para las curvas C4 y C6
Para determinar si la curva es a la derecha o izquierda debemos tener en cuenta lo
siguiente.
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Del grafico transicin de peralte para curvas circulares podemos observar que en la
entrada de la curva la parte izquierda (carril exterior) se va elevando quiere decir que es
una curva a la derecha; caso contrario ser una curva a la izquierda.
.
F = End Normal Shoulder (Fin de la Berma Normal) =
donde la berma exterior empieza a rotar, en este caso al
lado izquierdo.
A = End Normal Crown (Fin del Bombeo Normal) = en este
punto se observa que la berma ya empez a rotar llegando
a igualar a la calzada; aqu la berma y la calzada
em iezan a rotar hacia la iz uierda.
B = Level Crown = en este punto se nivela a 0% lado
izquierdo
C = Reverse Crown (Reversa del Bombeo)= en este punto
el carril interior esta con la inclinacin contraria, estaba
inicialmente con -2% y ahora esta con 2% pero alineado
con el carril interior.
G = Low Shoulder Match (Igual a la berma baja) = a
igualado al punto mas bajo o inclinacin de berma -4% (en
este caso derecha
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D = Begin Full Super (Inicio de Peralte Total) = Una vez
igualado toma el valor del peralte mximo indicado para
cada curva y se mantiene hasta D (para este caso datode la Fi ura 304.04
D = End Full Super (Final de Peralte total) = termina el
peralte mximo, aqu empezara a regresar en su estado
en tangente (retrocede igual como avanzo es como si
fuera un espejo)
G = Low Shoulder Match (Igual a la berma baja) = aigualado al punto ms bajo o inclinacin de berma -4%
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Para hallar las progresivas o estaciones, tenemos los datos del PC, PT (vemos el archivo
de civil y sacamos los datos de cada curva) y las distancias calculadas anteriormente.
Ejemplo: Para la curva 1
(ubicamos la curva 1 en el archivo
de civil y anotamos los datos)
PC = 67.024 m.
PT = 182.625 m.
C = Reverse Crown (Reversa del Bombeo)= en este punto
se alinea al valor del bombeo interior -2% y el bombeo
exterior a 2%.
B = Level Crown = en este punto se nivela a 0% lado
izquierdo
A = Begin Normal Crown (Empieza el Bombeo Normal) =
calzada en forma normal
F = Begin Normal Shoulder (Empieza la Berma Normal)=
la inclinacin cuando est en tangente.
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Anotamos en el Excel y para calcular las progresivas antes del PC se resta caso
contrario se suma, en este caso calcularemos para la curva 1 y luego repetimos lo
mismo para las curvas 4 y 6
Para el inicio o entrada de la curva:
F = AFA = 51.4245.333 = 46.091 m.
A = BAB = 56.7575.333 = 51.424 m.
B = CBC = 62.0215.333 = 56.757 m.
C = PCCPc = 67.024 - 4.933 = 62.021 m
PC = 67.024 m.
G = B + BG = 56.757 + 10.667 = 67.424 m.
D = PC + PcD = 67.024 + 4.40 = 71.424 m.
Para el final de la curva: solo puede variar el Ltp redondeado y la proporcin de
peralte a desarrollar (k); es por eso que en el Excel se copia dichos datos para
usarlas en formulas. Las distancias se calculan con las formulas anteriores y
donde vea Pc ser cambiado por Pt. (Como no variamos el Ltp redondeado y la
proporcin de peralte (k) nos saldrn distancias iguales)
AB = (2*20)/(5.5 + 2) = 5.333 m.
BC = AB = 5.333 m.CD= Ltp redondeadoAB BC = 20 5.3335.333 = 9.333 m.
BD = Ltp redondeadoAB = 20 5.333 = 14.667 m
BPt = 0.7 x BD = 0.7 x 14.667 = 10.267 m.
CPt = BPt BC = 10.267 5.333 = 4.933
PtD = (1 k) x BD = (1 - 0.7) x 14.667 = 4.40 m
FA = (N Pi) x BD/Pf = (42) x 14.267/5.5 = 5.333 m.
BG = (N x BD)/Pf = (4 x 14.667)/ 5.5 = 10.667 m.
D =PtPtD = 182.6254.40 = 178.225 m.
G =B BG = 192.89210.667 = 182.225 m.
PT = 182.625 m.
C =Pt + CPt= 182.625 + 4.933 = 187.558 m
B =C + BC = 187.558 + 5.333 = 192.892 m.
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A =B + AB = 192.892 + 5.333 = 198.225 m.
F = A + FA = 198.225 + 5.333 = 203.558 m.
Para la prim era Curva
1Para determinar la inclinacin de la berma y el carril tenemos en cuenta el sentido de
la curva es el que va a rotar, nos apoyamos con el grafico Transicin de Peralte para
ver como varia en cada seccin. Para poner el dato de la berma y carril en Pc se
considera K= 0.7 calculado anteriormente, ser igual a 0.7 x (Pf = 5.5) = 3.85 %
Para la curva C1 (a la derecha)
Inclinacin de Berma = 4 %
Peralte (Pf) = 5.5%
Bombeo = 2%
Para el clculo de Pt y Pc son datos extrados del archivo de civil.
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ara calcular la progresiva C. (Para los puntos antes del PC se puede notar que se
irn restando)
Para la progresiva B
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Para la progresiva A
Para la progresiva F
Para la progresiva G
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Para la progresiva D
Para la progresiva C
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Para la progresiva B
Para la progresiva A
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Para la progresiva F
Para la progresiva G
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Para la progresiva D
Finalmente se obtiene el cuadro completo, pondremos los valores de las progresivas
como nmeros con fin de aprender a cambiar el formato.
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Para exportar los datos al civil es necesario cambiarle el formato, para eso es
necesario seleccionar la columna indicada clic derecho y elegir la opcin Formato decelda aparecer un cuadro
Luego se escoge la opcin
personalizada y debajo de tipo se
escribe 0+000.000 y clic en aceptar
Al final quedara as. (Como el principio)
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Para las siguientes curvas C4 y C6 se copia la plantilla de la curva C1, clic derecho
en C1 y escogemos la opcin mover o copiar. Aparecer un cuadro donde elegimos
la hoja de la curva C1, hacemos clic en crear una copia y luego aceptar.
Hacemos este paso una ves mas ya que necesitamos 2 plantillas para la curva 4 y 6,
cambiamos el nombre de las hojas.
Cambiamos los datos de radio, peralte en las plantillas segn a cada curva y tambin
del programa del civil sacamos los valores de Pc y Pt ya que nos servir para las
progresivas.