12dgv-movimiento de tierra
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DISEÑO GEOMÉTRICO DE VÍAS
Movimiento de tierra
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Sección TransversalDefinición
La sección transversal de una carretera es el corte vertical
perpendicular al eje del alineamiento horizontal y en la
que se pueden observar los diferentes elementos que la
conforman
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Movimiento de tierraDefinición
Es la actividad por medio de la cual se realiza el cálculo de las
cantidades de material de excavación (corte) y terraplén
(lleno) necesarias para la construcción de una carretera.
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Metodología
Depende de: Tipo de vía Información disponible Equipo y software utilizado Precisión exigida Tipo de terreno
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Justificación (1)
El volumen debe ser discriminado por sectores de acuerdo al tipo de suelo ya que los costos de explanación varían de acuerdo a este.
A partir de las secciones transversales se obtienen los chaflanes que deben ser ubicados en el terreno con el fin de indicar los límites de la explanación y la altura de los taludes.
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Justificación (2)
Para elaborar el diagrama de masas y manejar de la mejor forma los volúmenes de tierra excedentes.
Es de gran ayuda para el diseño del drenaje (alcantarillas, cunetas, filtros) y estructuras de contención (muros, gaviones).
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Justificación (3)
Permite suministrar además de las áreas y volúmenes la información geométrica detallada y completa, de una manera gráfica, estación por estación.
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Levantamiento de secciones transversales
El movimiento de tierra se determina a partir de los perfiles o secciones transversales obtenidas
a lo largo del eje de la vía. La longitud de estos perfiles, su espaciamiento y la forma de
obtener la información depende de varios factores
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Levantamiento de secciones transversales
Nivel locke Nivel Abney Estación total Nivel de precisión Topografía digitalizada en 3D
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Levantamiento de perfiles - Nivel Locke -
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Levantamiento de perfiles - Nivel Abney -
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Levantamiento de perfiles - De topografía digitalizada 3D -
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Espaciamiento
Terreno plano y onduladoCada 10 metros en curvaCada 20 metros en tramo recto
Terreno montañosos y escarpadoCada 5 metros en curvaCada 10 metros en tramo recto
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Ancho
Depende de Pendiente transversalAncho de zonaMetodologíaEtapa del proyectoEquipo utilizado
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Dibujo de secciones y banca (1)
Se requiere conocerPerfil transversalAncho de bancaCota negraCota sub-rasante Inclinación talud de corte y/o llenoPeralte
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Dibujo de secciones y banca (2)
Sobre cada uno de los perfiles transversales del terreno se ubica su correspondiente banca y taludes, con el fin de cuantificar las áreas de excavación o de terraplén.
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Elementos para el cálculodel movimiento de tierra
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Taludes
Son los planos laterales que delimitan la explanación de la carretera. Puede ser de corte (excavación) o de lleno (terraplén). Su inclinación depende básicamente de su altura y del tipo de suelo
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Inclinación Taludes (1)
El estudio de estabilidad de taludes determina su inclinación; el diseño horizontal, vertical y transversal determina la geometría de la banca.
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Inclinación Taludes (2)
La inclinación de un talud se mide por la tangente del ángulo que forman tales planos con la vertical y se designa en tanto por uno, donde la unidad es en el sentido vertical; por ejemplo, un corte 1: ½ es un talud de 1 m vertical por 0.50 m horizontal.
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Geometría talud
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Cálculo de áreas (1)
El área de explanación está definida por la banca, los taludes y el perfil transversal del terreno natural. El ancho de explanación es la distancia horizontal comprendida entre el chaflán izquierdo y el chaflán derecho,
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Secciones Transversales Típicas
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Cálculo de áreas (2)
Por coordenadas Gráficamente Planímetro Por chaflanes Software CAD Software especializado
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Cálculo de áreas- Por coordenadas -
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Cálculo de áreas- Gráficamente -
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Cálculo de áreas- Planímetro -
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Cálculo de áreas- Chaflanes -
Cotanegra
B
1
Xi,-Yi
Hc
IZQUIERDA
Xd,Yd
1
Cotasubrasante
Ht
LC
DERECHA
Y
Ceros
Xi Xd
Yi
Yd
Xi = B/2 + Yi.Hc
Xd = B/2 + Yd.Ht
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Cálculo de áreas- Chaflanes -
Se requiere conocer ancho de banca cota negra cota sub-rasante inclinación del talud de corte y/o
lleno
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Obtención Chaflán en corte
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Obtención Chaflán en terraplén
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Obtención ceros transversal
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Cálculo de área – sección simple
Yi Y Yd
Xi Abscisa Xd
A = ½ [Y (Xi + Xd) + B/2 (Yi + Yd)]
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Cálculo de área – sección mixtaYi 0.0 Y Yd
Xi Do Abscisa Xd
-2.6 0.0 1.2 4.10
7.3 2.8 150.0 14.20
Área de corte = ½ (B/2 x Yi - Yi x Do)
Área de lleno = ½ (Do x Y + Y x Xd + Yd x B/2)
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Cálculo de Volúmenes
V = L (A1 + A2 + 4Am) / 6
2
)21( AALV
Cp = L (Y1 – Y2) (X1 – X2) / 12
R
xEAxEALCc
2
)2211(
3
AxLV
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Cálculo de Volúmenes
V = L (A1 + A2 + 4Am) / 6
2
)21( AALV
Cp = L (Y1 – Y2) (X1 – X2) / 12
R
xEAxEALCc
2
)2211(
3
AxLV
Volumen Prismoide
Volumen Promedio
Volumen Piramide
Corrección prismoidal
Corrección por curvatura3
XinXexE
3
)2121( xAAAALV
Tronco de piramide
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Volúmenes
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Volúmenes