Capitulo 7. Diseño Geométrico de casos especiales

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1 Capitulo 7. Diseño Geométrico de casos especiales
Diseño Geométrico de Puentes Diseño Geométrico de Tuneles Paso por Zonas Urbanas Paso por Zonas SubUrbanas Numeral 8.2 Numeral 8.3

2 Diseño Geométrico de Puentes
Estructuras que se requieren para los siguientes casos : Inestabilidad Geotécnica Disminución condiciones geométricas Cruce por cursos hídricos Estructuras requeridas para : Intersecciones a desnivel Inestabilidad geológica Caudales de diseño inviables La estructura debe satisfacer lo estipulado en “Código Colombiano de diseño Sísmico de Puentes” En paso por recursos hídricos , es necesario “Estudio de socavación” , estipulado por el contratante

3 Valores Mínimos según condición
Valores Minimos según el tipo de condición generada : Corrientes de agua limpias Limpias en toda época [Minimo de 2 m ] por encima de del nivel de aguas máximas extraordinarias. Corrientes de agua con desechos En ocasiones transportan troncos , objetos voluminosos [Minimo 2.5 m] encima del N.A.M.E Minimo 5.0 m , salvo casos particulares- Sobre carreteras Minimo 5.50 m [ferreas] y depende del calado máximo de navegación , definido por el ministerio de transporte [navegables] Sobre Vias férreas y cursos hidricos navegables N.A.M.E : Nivel de aguas máximas extraordinarias.

4 Criterios de Diseño Geométrico
En casos se tiene en cuenta condiciones del contratista , pero normalemnete se tiene que : Diseño en planta Además se tienen diferentes casos cuando el Puente se encuentra en una entretangencia , en cuanto a la distancia minima entre los estribos del Puente y curvas adyacentes. Diseño en Planta Buscar que el Puente se encuentre dentro de una entretangencia o curvatura constante No proyectar puentes en curvas de transición Secciones Transversales Zona de circulación vehicular se mantiene sección transversal tipica Zonas de paso peatonal , deben separar la zona de circulación mediante barreras y proteger hacia el exterior mediante barandas Separador para cada sentido de circulación si el Puente es parte de una carretera multicarril . Diseño en Perfil Buscar que el Puente se encuentre en un tramo de pendiente constant En curvas verticals adyacentes al Puente , el desarrollo se deberá realizer fuera del msmo , los puntos extremos de la curva coinciden con estribos del Puente.

5 Diseño en Planta Casos para la distancia entre los estribos y curvas adyacentes : Entre el estribo y el inicio de la curva deberá existir mínimo una distancia D igual a la requerida para realizar la transición de perlate Lt, como en la figura 7.1 : Curvas Circulares Entre el estribo y el inicio de la espiral debe existir una distancia D igual a la requerida para realizar el aplanamiento de la calzada N , como en la figura 7.2 : Curvas con espirales Tomado de : Manual INVIAS Cap.7

6 Diseño Geométrico en Túneles
Subterráneos o Subacuáticos Para superar condiciones topográficas extensas y complejas como cordilleras, canales y serranías. Requieren sustentación Técnico - Económica Requisitos Generalidades Iluminación, tipo de circulación, alineamientos y sección transversal Código Colombiano de Diseño Sísmico de Puentes Reglamento de Seguridad en las Labores Subterráneas - Decreto 1335 de 1987 Según

7 Sentido de Circulación
Una Galería Con dos carriles de circulación de sentido bidirecional Doble Galería Cada galería con 2 o 3 carilles en sentido unidireccional Pobre coherencia interna Bajo rendimiento Menor migración en updates Mayor flexibilidad en implementación de BIM La geometría se deriva de un proceso de diseño

8 Velocidad de Diseño Factores a tener en cuenta Velocidad de Diseño
100 km/h de velocidad especifica para todos los elementos Maniobras de adelantamiento Prohibidas en galerías bidireccionales Eliminarlas con operación uniforme Cantidad de Aire Viciado Vehiculos pesados Menor tiempo posible

9 Criterios de Diseño Geométrico
Alineamientos, Secciones y Complementos NO pueden interferer en el área de operación Bahías: Ancho Mínimo: 4.0m Long. Mínima: 40m Separación: 1000m Nichos: Auxilio cada 200m Escaleras cada 250m Centro de Control y Señalización Considerar en curvas cóncavas la limitación del techo. Priorizar curvas convexas en los portales por efecto de estrechamiento Longitudes (>500 m): Según Vel. De Diseño evitando que se vean los portales a grandes distancias Longitudes (>1500): Con curva horizontal en el medio para reducer la monotonía Complementarios Alineamiento Vertical Alineamiento Horizontal Secciones Transversales Alineamiento Vertical Galibo mínimo: 5.0m Ancho de Calzada: 11.5m para tres carriles y 8m para dos carriles Ancho mínimo andenes: a ambos lados 0.75m (cada uno) o a un solo lado 1.0m y bordello opuesto de 0.45m Areas libres con materiales no inflamables y manteniendo la sección Alineamiento Horizontal Optimizar la Vel. de Operación haciendola constante Pendientes longitudinales maximas del 3% (o 5% sin exceeder la Long. crítica de pendiente) Pendiente minima del 0.5% para drenar por gravedad Longitudes (<200 m): rectos Longitudes ( m): Según Vel. de Diseño permitiendo ajustes de vel. en portales

10 Paso por Zonas SubUrbanas
Intersecciones Requerimientos. garantizar una circulación segura y una adecuada comunicación entre el área urbana y la vía veredal con la vía a diseñar. Interferencia con obras de infraestructura Debido a la presencia de obras de infraestructura en las áreas perimetrales de los centros poblados es necesario que el proyecto no produzca interferencias con dichas obras de infraestructura para lo cual es indispensable el diseño de obras de cruce. Obras de infraestructura colectores de aguas negras conducciones de acueductos, redes eléctricas, etc.. Obras de cruce puentes, pasos a desnivel, construcción de nuevos colectores, nuevos conductos de agua potable, etc. Relación nuevas obras infrestructura La vía suburbana debe tener una relación directa con las nuevas obras de infraestructura requeridas, tanto en su diseño en planta como en perfil.

11 Paso por zonas Urbanas Estudios necesarios a realizar: 1 3 5 Alternativas de alineamientos en planta y perfil Sección transversal Impacto ambiental Permitiendo empalmes adecuados entre la calzada del proyecto y las calzadas de la zona urbana. desde el punto de vista de volúmenes de tránsito generados al combinar los volúmenes propios de la carretera y los volúmenes de las vías urbanas. Este criterio es determinante en la selección de alternativas de las posibles zonas que se utilizarían para el cruce del proyecto por dicha zona urbana. Inventario red servicios públicos Intersecciones y espacio público realizar los ajustes de los niveles de la nueva calzada y las cotas de las obras mencionadas. Diseño completo de las intersecciones dentro del área urbana Diseño del espacio público a lo largo y ancho de la vía que cruza el área urbana. 2 4

12 Numeral 8.2 CRITERIOS GENERALES PARA GARANTIZAR LA ADECUADA INTERACCIÓN DE LA CARRETERA CON SUS INTERSECCIONES Y DEMÁS ELEMENTOS Y ESTRUCTURAS COMPLEMENTARIAS Puentes e Intersecciones criterios para la ubicación de obras auxiliares de la carretera, así como las intersecciones de ésta con otras vías. Elementos de drenaje Iluminación Redes de servicios

13 Puentes e Intersecciones
Las siguientes recomendaciones son válidas tanto para intersecciones a nivel como a desnivel y son complementarias a lo estipulado en el capítulo 6. Bifurcaciones Ubicación Intersecciones Evitar confundir conductores Diseño que priorice vía principal Vía menor importancia: intersección mediante un ángulo pronunciado garantizar visibilidad en la vía de circulación como hacia la vía con que se interseca se recomienda curvas verticales cóncavas. En caso de no poderse cumplir esta condición para las dos vías, se le debe dar prioridad a la vía de mayor importancia Siembra De arboles Advertir intersección Evitar accidentes y afectar distancia de visibilidad. Localización recomendada de sitios de intersección Puentes *Trazado con identificación oportuna *No generar condiciones geométricas forzadas. *Diseño sección transversal no genere efectos ópticos indeseables Se debe buscar una sucesion homogenea de Intersecciones que facilite a los conductors la identificación de los movimientos y desarrollo de las mismas.

14 Elementos de drenaje No deben obstaculizar o afectar las condiciones de operación vehicular 1 Capacidad para evitar concentraciones de agua en la via (disminución de velocidad e hidroplaneo). 2 No ubicarlos en curvas horizontals con radios cercanos al mínimo o en los puntos bajos de curvas con pendientes con cambio de signo. 3 Elementos de captación que generen seguridad y comodidad evitando volcamientos o acumulación de sedimentos. 4 Realizar la captación de agua arriba de los cruces peatonales e intersecciones. 5 Revisar los sitios de descarga a fin de no generar daños en las propiedades adyacentes a la vía.

15 guías básicas para la instalación
ILUMINACION: Garantiza la operación segura en la vía durante la noche: zonas pobladas ,cruce de peatones y sitios críticos en el trazado Existencia de intersecciones , entradas y salidas Desarrollo de puentes y viaductos sitios y criterios No deben interferir la visibilidad de los conductores y no deben emplearse luminarias de gran potencia en zonas pobladas. deben ser ubicadas lo más alejadas posible de la calzada y La separación entre luminarias debe ser la máxima que provea condiciones de intensidad lumínica admisible y por consiguiente económica. guías básicas para la instalación

16 Redes de servicios: corresponde a un área en la cual resulta práctica la instalación de redes de servicios evitar al máximo su ubicación dentro de la zona destinada a la calzada e se requiera que éstas crucen la vía, se debe procurar que lo hagan en ángulos muy cercanos a noventa grados (90°) con el fin de minimizar la afectación de la estructura del pavimento ante eventuales mantenimientos. Redes Subterráneas horizontal y vertical entre redes se debe cumplir con las especificaciones de las empresas prestadoras de cada servicio, así como con los reglamentos de los entes reguladores estatales. Separación los postes se deben ubicar lo más alejado posible de la calzada buscando evitar que se constituyan en elementos susceptibles de colisiones. Redes aéreas se deberán construir estructuras de paso independientes para las redes, evitando la instalación de las redes en éstos Presencia de puentes

17 CRITERIOS Y RECOMENDACIONES PARA LOGRAR UN DISEÑO ESTÉTICO Y ARMONIOSO CON EL PAISAJE
grado de satisfacción tanto de los usuarios de las carreteras como de las comunidades adyacentes La carretera corresponde a un elemento del patrimonio físico de las comunidades y por tal razón se debe constituir en parte integral del desarrollo de las regiones sobre las cuales influye. 1 Sin detrimento de las condiciones de operación esperadas ni de los requisitos geométricos y de seguridad requeridos, la carretera debe respetar los entornos tanto ecológicos como topográficos sobre los cuales será construida. 2 La carretera no solo se constituirá en un elemento de integración y desarrollo económico por su finalidad de interconexión, sino también como elemento potenciador de la dinámica de las zonas por las cuales transcurre. 3 la mitigación de los diferentes impactos que éste genere sobre los ecosistemas de influencia, ya sean estos naturales o antrópicos será necesaria la participación de profesionales relacionados con el tema, tales como arquitectos paisajistas, biólogos, ecólogos, geógrafos y demás. Deben tenerse en cuenta principales herramientas Fotografías aéreas de la zona. Restituciones aerofotogramétricas. Sistemas de Información Geográfica. Registros visuales y escritos de los recorridos de campo. Estudio de Impacto Ambiental de cada una de las zonas del proyecto. Planos de diseño según la fase del proyecto correspondiente. Inventarios de flora y fauna de las distintas zonas de vida delimitadas.

18 Criterios para la definición
De los elementos de la carretera de tal forma que se pueda lograr un diseño que satisfaga los objetivos planteados Grado de adaptación a la topografía natural. Como Uso del suelo. – Presencia de atractivos naturales o antrópicos que el proyecto pueda resaltar. -Presencia de zonas en las que la construcción y operación del proyecto pudiera generar gran cantidad de impactos negativos y pocas oportunidades de mitigación o prevención. Corredor de ruta La presencia de poblaciones, ya sea que el proyecto genere afectación positiva o negativa. En coordinación con el diseño de la sección transversal, la posibilidad de establecer zonas de servicio y descanso para los conductores, o también la ubicación de miradores que permitan a los usuarios apreciar el paisaje sin entorpecer su atención durante la conducción. Alineamiento horizontal Se debe tener en cuenta que en sitios donde se quiera captar la atención de los conductores hacia el entorno, tales como intersecciones y paisajes atractivos, se deben emplear pendientes suaves. Alineamiento vertical Cortes Terraplenes Separador central Sección transversal Intersecciones y estructuras complementarias su diseño debe realizarse con especial cuidado y buscando aportarle a la vía una ganancia estética adicional. En esta etapa cobra mayor importancia la participación de arquitectos paisajistas.

19 Criterios para la definición
De los elementos de la carretera de tal forma que se pueda lograr un diseño que satisfaga los objetivos planteados ubicación directamente sobre la carretera realce las condiciones estéticas de la carretera En estructuras de servicios, como es el caso de paraderos y casetas de peaje donde se requieran pasos a desnivel, su paso inferior debe contar con un amplio campo visual En este tipo de estructuras, como es el caso de estaciones de servicio de diferente tipo, su ubicación, además de respetar las condiciones operacionales de la vía y de seguridad, debe generar un impacto estético agradable no sólo para los usuarios de la carretera, sino para los sitios donde se encuentran ubicadas. . ubicación a los lados de la carretera Este tipo de estructuras, si bien no se destacan para los usuarios de la vía, pueden influir de manera positiva o negativa para los residentes de las zonas de influencia. El ejemplo más simple de éstas corresponde a las obras de drenaje vial y en general a todas las obras de mitigación del impacto ambiental. ubicación no visible desde la carretera El uso de especies vegetales de diferente tipo se constituye en una de las prácticas más comunes para el mejoramiento estético de la carretera Plantaciones Proceso constructivo proceso de recuperación o mitigación de los impactos negativos al entorno deberá estar debidamente estipulado en los Planes de Manejo Ambiental del proyecto. zonas de préstamos y disposición de materiales recuperación de las especies y en general de la cobertura vegetal

20 Andrés Felipe Herrera Hillón – andres.herrera05@uptc.edu.co
Gracias!  Andrés Felipe Herrera Hillón –