IOARR: “RENOVACION DE PUENTE; EN EL(LA) PUENTE PROVINCIA DISTRITO
DE CUSCA, PROVINCIA CORONGO, DEPARTAMENTO ANCASH”, CON CÓDIGO
ÚNICO DE INVERSIONES N° 2637383.
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TRAZO Y DISEÑO VIAL
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TARZO Y DISEÑO VIAL DE UN PUENTE, Apuntes de Ingeniería Civil
TRAZO Y DESEÑO VIAL CON DG-2018
Tipo: Apuntes
2024/2025
1 / 24
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DE CUSCA, PROVINCIA CORONGO, DEPARTAMENTO ANCASH”, CON CÓDIGO ÚNICO DE INVERSIONES N° 2637383.
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- I. ASPECTOS GENERALES........................................................................................................ INDICE
- 1.1. GENERALIDADES................................................................................................................
- 1.2. OBJETIVOS DEL ESTUDIO...................................................................................................
- 1.3. UBICACIÓN Y DESCRIPCION DEL AREA EN ESTUDIO..........................................................
- 1.3.1. UBICACIÓN POLITICA...............................................................................................
- 1.3.2. UBICACIÓN DEL PROYECTO.....................................................................................
- 1.4. ESTUDIO DE TRÁFICO – IMDA............................................................................................
- 1.5. VIAS DE ACCESO................................................................................................................
- 1.6. CONDICICON CLIMATICA...................................................................................................
- II. ESTUDIO DE TOPOGRAFIA...................................................................................................
- 2.1. GENERALIDADES................................................................................................................
- 2.2. CONTROL HORIZONTAL.....................................................................................................
- 2.2.1. PUNTOS DE CONTROL.............................................................................................
- 2.2.2. LEVANTAMIENTO TOPOGRAFICO............................................................................
- 2.2.2.1. RELLENO TOPOGRAFICO.....................................................................................
- III. TRAZO Y DISEÑO VIAL.....................................................................................................
- 3.1. GENERALIDADES................................................................................................................
- 3.2. CRITERIOS Y CONTROLES BASICAS PARA EL DISEÑO..........................................................
- 3.3. CLASIFICACIÓN DE LA VÍA..............................................................................................
- 3.3.1. CLASIFICACION DE ACUERDO A LA DEMANDA......................................................
- 3.3.2. CLASIFICACION DE ACUERDSO A LA OROGRAFIA..................................................
- 3.4. VELOCIDAD DE DISEÑO....................................................................................................
- 3.4.1. VISIBILIDAD............................................................................................................
- 3.5. DISEÑO GEOMÉTRICO DE LOS ACCESOS..........................................................................
- 3.5.1. DISEÑO GEOMÉTRICO HORIZONTAL......................................................................
- 3.5.1.1. TRAMOS EN TANGENTE....................................................................................
- 3.5.1.2. CURVAS HORIZONTALES....................................................................................
- 3.5.2. DISEÑO DE GEOMETRÍA VERTICAL........................................................................
- 3.5.2.1. PENDIENTE MÁXIMO.........................................................................................
- 3.5.2.2. PROYECTO DE CURVAS VERTICALES..................................................................
- 3.5.3. DISEÑO GEOMÉTRICO TRANSVERSAL....................................................................
- 3.5.3.1. ANCHO CARRIL..................................................................................................
- 3.5.3.2. Ancho de Berma................................................................................................
- 3.5.3.3. Bombeo.............................................................................................................
- 3.5.3.4. Peralte máximo.................................................................................................
- 3.5.1. DISEÑO GEOMÉTRICO HORIZONTAL......................................................................
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cotas y puntos de apoyo son claves para poder referenciar puntos que puedan perderse por diferentes causas lo cual tienen que estar en lugares específicos para su buen desarrollo. El objetivo de un levantamiento topográfico es la determinación, tanto en planimetría como en altimetría, de puntos del terreno necesarios para la representación fidedigna de un determinado sector del terreno a fin de:
- Realizar el levantamiento topográfico, correspondiente al sitio de interés donde se construirán las obras propias de este proyecto.
- Generar toda la información del terreno, por medio de nube de puntos, detallando las diferentes obras de arte, los cambios de pendiente del río.
- Aplicar conocimientos básicos de topografía para la generación de información primaria usando equipos de última tecnología.
- Hacer los amarres en coordenadas y cota, partiendo de dos Puntos de Control ubicados en el área de estudio, determinados a partir de la Georreferenciación con GPS Diferencial, para poder tener una localización geográfica del área de estudio en el Sistema de Coordenadas Geográficas y Proyección UTM (Universal Transversal de Mercator).
- Elaborar planos topográficos a escalas adecuadas.
- Proporcionar información de base para los estudios hidráulicos, geológicos, estructurales y de impacto ambiental.
- Elaborar planos de los elementos estructurales replanteados en campo.
1.3. UBICACIÓN Y DESCRIPCION DEL AREA EN ESTUDIO..........................................................
La zona del proyecto se encuentra en el departamento de Áncash, Provincia de Corongo, Distrito de Cusca, específicamente en el PUENTE PROVINCIA – caserío Huarirca, en la red vial vecinal con código de ruta AN-
1.3.1. UBICACIÓN POLITICA...............................................................................................
Departamento : Ancash Provincia : Corongo Distrito : Cusca Puente : Provincia Coordenadas UTM : 192739.00 E – 9059984.00 N Área : Rural Sistema de coordenadas : Planas. Sistema de proyección cartográfica : Universal Transversal Mercator – UTM. Datum : World Geodesic System 1984, Datum WGS84. Zona de proyección: 18S Cuadricula UTM: L Carta Nacional: Corongo – 17H TRAZO Y DISEÑO VIAL
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1.3.2. UBICACIÓN DEL PROYECTO.....................................................................................
Tabla N° 1 :Ubicación del Proyecto NOMBRE DEL PUENTE
COORDENADAS UTM
INICIAL FINAL ALTITUD ZONA
NORTE ESTE NORTE ESTE
Puente Provincia- Huarirca
m.s.n.m . 18s Fuente: Elaboración Propia Ilustración N° 1 : Mapa departamental y provincial Fuente: Elaboración propia TRAZO Y DISEÑO VIAL
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departamento de Ancash, pertenece a la unidad productora: camino vecinal Yantacon- Huarirca con código de ruta An-536 transitables, que no alcanzan las características de una carretera ya que a partir del estudio de tráfico correspondiente realizado en la vía que una los distritos de Corongo, Cusca, y demás centros poblados se obtuvo IMD =14 veh/día. 1.5. VIAS DE ACCESO La accesibilidad al Distrito de Corongo, provincia de Corongo, departamento de Ancash se parte de Huaraz por la carretera 3N, hasta llegar al distrito de Corongo: Es a través de una carretera asfaltada partiendo de Huaraz hasta Carhuaz, con una distancia de 34 km lo cual toma 40 minutos. Se continua mediante una carretera asfaltada hasta llegar a Caraz, con una distancia de 36 km en 50 minutos, se sigue la ruta hasta llegar a Yuracmarca con una distancia de 53 km en 1 hora y 30 minutos, se continua la carretera 3N hasta llegar a La Pampa con una distancia de 35 km en 1 hora y 10 minutos, luego de La Pampa hasta la capital del distrito de Corongo tiene una distancia de 31 km con un tiempo de 1 hora. Finalmente, del distrito de Corongo al lugar del proyecto tiene una distancia de 245.3 km con un tiempo de 15 minutos. Haciendo una distancia total de 191.17 kilómetros con un tiempo de 5 horas y 25 min aproximadamente. Tabla N° 1 Accesibilidad a la localidad de Huarirca DESCRIPCCION DE TRAMOSTIPO DE VIA DESDE HASTA ANCASH CARAZ Asfaltada 49.1 1 hora 9 min CARAZ LA PAMPA Asfaltada 85.8 2horas 35 min LA PAMPA CORONGO Asfaltada 25.2 49 min CORONGO CUSCA Asfaltada 28 1h 6min CUSCA OBRA Carrozable 28.3 2horas total 216.4 7horas 37min MEDIO TRANSPORTE DISTACIA (KM) TIEMPO Fuente: Elaboración Propia. Ilustración N° 4 Acceso al proyecto desde Ancash – Cusca- Proyecto 28.30 KM TRAZO Y DISEÑO VIAL
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Fuente: Elaboración Propia.
1.6. CONDICICON CLIMATICA...................................................................................................
El clima es uno de los factores que mayor influencia ejerce sobre el suelo, la flora y la fauna. Los componentes que se toman en cuenta para el conocimiento del clima son la temperatura y la precipitación; sin embargo, no dejan de ser importantes los otros factores climáticos como son los vientos, la insolación, la humedad relativa, la evaporación y la nubosidad. El clima se encuentra caracterizado por las estaciones Cabana, Sihuas, Mollepata y Yungay, la cual estas estaciones son más cercana a la zona de estudio.
Imagen N° 1: Condición Climática Temperatura
Fuente: SENAMHI (2024). II. ESTUDIO DE TOPOGRAFIA 2.1. GENERALIDADES El desarrollo de los trabajos de Topografía constituye una de las partes más importantes de un Estudio de Ingeniería de Vías, por cuanto sobre la base de ella, se desarrollarán las demás actividades de las otras especialidades. Por lo tanto, la precisión en su ejecución se torna muy importante para poder obtener los diseños más precisos que permitan asegurar la calidad de las cantidades de las diferentes partidas a considerar y no generar problemas de sobrecostos por rediseños de nuevas estructuras en zonas donde la topografía no refleje lo que se ve en campo. 2.2. CONTROL HORIZONTAL La finalidad del Establecimiento del Control Horizontal es establecer Líneas Bases con coordenadas conocidas y de alta precisión, las cuales permitan iniciar cualquier levantamiento topográfico o establecer poligonales de Apoyo Secundarias, dentro del Área de Trabajo. TRAZO Y DISEÑO VIAL
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Borde superior e inferior de cortes y terraplenes. Puntos representativos del terreno en el área comprometida con obras de saneamiento y expropiaciones. Muros perimétricos. Toda la periferia en el lecho del rio. III. TRAZO Y DISEÑO VIAL
3.1. GENERALIDADES................................................................................................................
Para concretizar la elaboración del presente expediente técnico del IOARR “RENOVACION DE PUENTE; EN EL(LA) PUENTE PROVINCIA DISTRITO DE CUSCA, PROVINCIA CORONGO, DEPARTAMENTO ANCASH”, CON CÓDIGO ÚNICO DE INVERSIONES N° 2637383. Se tuvo que hacer uso de la topografía que viene hacer el conjunto de procedimientos para determinar las posiciones de puntos sobre la superficie de la tierra por medio de medidas según los tres elementos del espacio. Estos elementos pueden ser: dos distancias y una elevación, o una distancia, una dirección y una elevación. Las Georreferenciación Básica se realizó para la ubicación y monumentación de 02 BMs. referenciales, los BM’s han sido localizado y monumentadas en placas de concreto simple (BM-01y BM-02) para dar inicio a la Poligonal Básica Puente Provincia-Huarirca. A continuación, se presenta un informe técnico en el cual se desarrollaron las actividades propias de la Georreferenciación y Levantamiento Topográfico, necesarios para generar la información requerida en los estudios y diseños de un puente vehicular y el mejoramiento vial de los accesos del Puente Provincia - Huarirca, el cual se emplaza sobre el rio Huarirca.
3.2. CRITERIOS Y CONTROLES BASICAS PARA EL DISEÑO..........................................................
En este ítem se detallarán los criterios y controles básicos que definirán las características del diseño final. A. NORMAS DE DISEÑO En el presente estudio se siguen las disposiciones estipuladas en la norma "Manual de Diseño Geométrico de Carreteras DG-2018.” B. VEHICULO DE DISEÑO Para efectos del eje desarrollado se consideraron dos tipos de vehículos: los vehículos ligeros o livianos y los vehículos pesados, clasificados éstos en tráilers, semi tráilers, camiones y autobuses. Las principales características para su clasificación están referidas al radio mínimo de giro y aquellas que determinan las ampliaciones o sobreanchos necesarios en las curvas horizontales, tales como distancia entre ejes extremos, ancho total de la huella y vuelos delantero y trasero. A continuación, se presentan los tipos de vehículo considerados en las DG-2018 con las principales dimensiones características de cada uno ver ilustración N°1. Ilustracion N° 1 Datos básicos de los vehículos de diseño TRAZO Y DISEÑO VIAL 1
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Fuente: Normas GD-2018 -tabla 202. Para el presente estudio y basado en el estudio de tráfico, el vehículo de diseño elegido es el tipo Camión simple de 2 ejes, y es en base a ese vehículo que se definen los parámetros de dimensionamiento geométrico correspondiente.
3.3. CLASIFICACIÓN DE LA VÍA..............................................................................................
3.3.1. CLASIFICACION DE ACUERDO A LA DEMANDA......................................................
La proyección del IMDA al 2035 en de 18 vehículos por día, a lo que indica que la carretera en estudio seguirá con clasificación de trocha carrozable. Sin embargo, las condiciones topográficas (variación entre ondulado, accidentado y muy accidentado, y la limitación de interferencias y cercanía de límites de propiedad jugarán un rol importante en la zonificación de tramos por velocidades de diseño.
3.3.2. CLASIFICACION DE ACUERDSO A LA OROGRAFIA..................................................
La mayor parte del diseño cruza una orografía tipo 3 y 4, el todo el tramo la orografía es entre escarpada y ondulada (entre tipo 3 y 4). Para la clasificación del tramo total consideramos el caso más desfavorable, es decir una orografía entre tipo 3 y 4 (terreno montañoso).
3.4. VELOCIDAD DE DISEÑO....................................................................................................
Se define como la máxima velocidad segura y cómoda que se podrá mantener en un tramo determinado de la carretera, cuando prevalezcan las condiciones de diseño. Permite definir las características geométricas mínimas de todos los elementos del diseño para la circulación en condiciones de comodidad y seguridad. Para identificar los tramos homogéneos y establecer su velocidad de diseño, se debe atender a los siguientes criterios: TRAZO Y DISEÑO VIAL 1
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del vehículo y del tipo de maniobra. Se considera la visibilidad de parada y de adelantamiento. En los proyectos se consideran tres distancias de visibilidad: visibilidad de parada. visibilidad de paso o adelantamiento. Visibilidad de cruce con otra vía. Las dos primeras influencian el diseño de la carretera en campo abierto y serán tratadas en esta sección considerando alineamiento recto y rasante de pendiente uniforme. Los casos con condicionamiento asociados a singularidades de planta o perfil se tratarán en las secciones correspondientes Distancia de visibilidad de parada La distancia de visibilidad de parada es la mínima requerida para que se detenga un vehículo que viaja a la velocidad de diseño, antes de que alcance un objetivo inmóvil que se encuentra en su trayectoria. Como lo indica el Manual de Diseño Geométrico de Carreteras (DG-2018) en la sección 205. DISTANCIA DE VISIBILIDAD DE PARADA, se ha considerado como obstáculo aquel objeto de una altura igual o mayor a 0.15 m, estando situados los ojos del conductor a 1.15 m, sobre la rasante del eje de su pista de circulación. Ilustración N° 3 Distancia de visibilidad de parada TRAZO Y DISEÑO VIAL 1
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DISTANCIA DE VISIBILIDAD DE ADELANTAMIENTO
La distancia de visibilidad de adelantamiento es la mínima que debe estar disponible, a fin de facultar al conductor del vehículo a sobrepasar a otro que se supone viaja a una TRAZO Y DISEÑO VIAL 1
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3.5.1.1. TRAMOS EN TANGENTE....................................................................................
De acuerdo a la norma DG-2018 se utilizará las siguientes longitudes de los tramos en tangente, en función a la velocidad de diseño, verla siguiente ilustración. Los tramos se calculan con las siguientes formulas
3.5.1.2. CURVAS HORIZONTALES....................................................................................
as curvas horizontales circulares simples son arcos de circunferencia de un solo radio que unen dos tangentes consecutivas, conformando la proyección horizontal de las curvas reales o espaciales. Elementos de la curva horizontal TRAZO Y DISEÑO VIAL 1
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Radios mínimos Los radios mínimos de curvatura horizontal son los menores radios que pueden recorrerse con la velocidad de diseño y la tasa máxima de peralte, en condiciones aceptables de seguridad y comodidad, para cuyo cálculo puede utilizarse la fórmula siguiente: Donde: R min. : Radio mínimo. V : Velocidad de diseño. P máx. : Peralte máximo asociado a V (en tanto por uno). Para el caso de las trochas carrozables tomaremos como referencia a lo Indicado en la DG 2018 para Carreteras de Tercera Clase, aplicando la fórmula que a continuación se indica. Donde: Rmín : Radio mínimo de curvatura. V : Velocidad especifica de diseño TRAZO Y DISEÑO VIAL 1
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El valor del sobreancho, estará limitado para curvas de radio menor a lo indicado en la Tabla 302. (asociado a V < 80 km/h) y se debe aplicar solamente en el borde interior. de la calzada. 3.5.2. DISEÑO DE GEOMETRÍA VERTICAL En el diseño del alineamiento vertical se ha tomado en cuenta la velocidad de diseño, la topografía de la zona, condiciones de seguridad, condiciones de drenaje, costos de construcción y valores estéticos. Para esto, se ha usado una pendiente longitudinal mínima de 0.50 %, y una pendiente máxima de 9%. Asimismo, se han usado como curvas de enlace vertical entre alineaciones la curva parabólica, con un valor mínimo de 80 m, cumpliendo los requisitos de distancias de visibilidad que establece la normativa DG-2018. El principal criterio a utilizar para definir la rasante es la orografía de la zona y garantizar el correcto drenaje longitudinal y transversal. 3.5.2.1. PENDIENTE MÁXIMO La pendiente máxima adoptada corresponde a 9%, magnitud en la tabla 403.01 de la norma DG- 2018, de acuerdo a las condiciones orográficas predominante y clasificación según demanda, tal y como se muestra en la siguiente ilustración. TRAZO Y DISEÑO VIAL 1
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Si bien es cierto que la norma estipula el uso de una pendiente máxima de 9% para orografías del tipo 4, y del 8% para orografías del tipo 3.
3.5.2.2. PROYECTO DE CURVAS VERTICALES..................................................................
Las curvas verticales se proyectan de modo que permitan como mínimo la distancia de visibilidad de parada y la distancia de acuerdo al tipo de orográfica La DG-2018 establece el uso de la parábola de segundo grado como curva de enlace entre alineaciones verticales, estableciendo su aplicación cuando la diferencia algebraica de pendiente (A) sea mayor del 1%. En el presente estudio se proyecta cuando A sea igual o mayor a 0.5% Control de la longitud de las curvas verticales Según consideraciones estéticas la DG-2018 establece la condición:
K=L/A
Donde: K: parámetro de curvatura L: longitud de la curva vertical A: valor absoluto de la diferencia algebraica de las pendientes
3.5.3. DISEÑO GEOMÉTRICO TRANSVERSAL....................................................................
En este ítem se especifican la disposición y dimensiones de los elementos que forman parte de la vía transversalmente. Para la selección de las características geométricas de las secciones transversales se ha tenido en cuenta la demanda de tráfico, la orografía de la zona, el vehículo de diseño y la velocidad directriz. TRAZO Y DISEÑO VIAL 2