12dgv-Movimiento de Tierra
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DISEÑO GEOMÉTRICO DE VÍAS
Movimiento de tierra
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
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.
Metodología
Depende de: Tipo de vía Información disponible Equipo y software utilizado Precisión exigida Tipo de terreno
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.
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).
Justificación (3)
Permite suministrar además de las áreas y volúmenes la información geométrica detallada y completa, de una manera gráfica, estación por estación.
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
Levantamiento de secciones transversales
Nivel locke Nivel Abney Estación total Nivel de precisión Topografía digitalizada en 3D
Levantamiento de perfiles - Nivel Locke -
Levantamiento de perfiles - Nivel Abney -
Levantamiento de perfiles - De topografía digitalizada 3D -
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
Ancho
Depende de Pendiente transversalAncho de zonaMetodologíaEtapa del proyectoEquipo utilizado
Dibujo de secciones y banca (1)
Se requiere conocerPerfil transversalAncho de bancaCota negraCota sub-rasante Inclinación talud de corte y/o llenoPeralte
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.
Elementos para el cálculodel movimiento de tierra
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
Inclinación Taludes (1)
El estudio de estabilidad de taludes determina su inclinación; el diseño horizontal, vertical y transversal determina la geometría de la banca.
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.
Geometría talud
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,
Secciones Transversales Típicas
Cálculo de áreas (2)
Por coordenadas Gráficamente Planímetro Por chaflanes Software CAD Software especializado
Cálculo de áreas- Por coordenadas -
Cálculo de áreas- Gráficamente -
Cálculo de áreas- Planímetro -
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
Cálculo de áreas- Chaflanes -
Se requiere conocer ancho de banca cota negra cota sub-rasante inclinación del talud de corte y/o
lleno
Obtención Chaflán en corte
Obtención Chaflán en terraplén
Obtención ceros transversal
Cálculo de área – sección simple
Yi Y Yd
Xi Abscisa Xd
A = ½ [Y (Xi + Xd) + B/2 (Yi + Yd)]
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)
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
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
Volúmenes
Volúmenes