CAMINOS I

06

urvas de transición

Ing. Augusto García

Curvas de transición

Austin, TX

CAMINOS I

06

urvas de transición

Ing. Augusto García

Curvas de transición

Austin, TX

Junín, Peru

Junín, Peru

Junín, Peru

Junín, Peru

Curvas de transición

Near Cincinnati, OH

Curvas de transición Las fuerzas que actúan sobre un vehículo cambian bruscamente al pasar de un tramo recto (tangente) a uno curvo (curva circular). La fuerza centrífuga se incrementa en función inversa al radio de la curva, desde un valor de cero (en la recta) hasta un valor máximo en el inicio de la curva circular.

Curvas de transición

Near Cincinnati, OH

Curvas de transición Las fuerzas que actúan sobre un vehículo cambian bruscamente al pasar de un tramo recto (tangente) a uno curvo (curva circular). La fuerza centrífuga se incrementa en función inversa al radio de la curva, desde un valor de cero (en la recta) hasta un valor máximo en el inicio de la curva circular.

Curvas de transición

PI 103

PI 102

Curvas de transición

PI 103

PI 102

Radio=R

Finita (1/R)

PC Discontinuidad Curvatura

Curvatura = 1/Radio

Curvas de transición

Radio=infinito Cero (0)

PC

Curvatura en el enlace de tramos rectos con una curvas simples

Curvas de transición 1/R R=R2 PCC

PT

Discontinuidad Curvatura

Finita (1/R)

1/R1 Finita (1/R)

R=R1 PC

PCC

Discontinuidad Curvatura

Curvatura = 1/Radio

1/R2

Radio=∞ Cero (0)

Curvatura en el enlace de tramos rectos con curvas simples compuestas

R= ∞ PC

Radio=R

Finita (1/R)

PC Discontinuidad Curvatura

Curvatura = 1/Radio

Curvas de transición

Radio=infinito Cero (0)

PC

Curvatura en el enlace de tramos rectos con una curvas simples

Curvas de transición 1/R R=R2 PCC

PT

Discontinuidad Curvatura

Finita (1/R)

1/R1 Finita (1/R)

R=R1 PC

PCC

Discontinuidad Curvatura

Curvatura = 1/Radio

1/R2

Radio=∞ Cero (0)

Curvatura en el enlace de tramos rectos con curvas simples compuestas

R= ∞ PC

Curvas de transición 1/Rc R=Rc

Curvatura = 1/Radio

1/Rc

Radio=∞ Cero (0)

Radio=∞ PC

Curvatura en el enlace de tramos rectos con curvas simples compuestas

Curvas de transición

Curvas de transición 1/Rc R=Rc

Curvatura = 1/Radio

1/Rc

Radio=∞ Cero (0)

Radio=∞ PC

Curvatura en el enlace de tramos rectos con curvas simples compuestas

Curvas de transición

Curvas de Transición - Finalidad Evitar las discontinuidades en la curvatura del trazo. Proveen un cambio gradual en su mayoría entre una tangente y una curva o entre curvas de diferente radio. Su diseño deberá ofrecer las mismas condiciones de seguridad, comodidad y estética que el resto de los elementos del trazado. Se adoptará en todos los casos como curva de transición la clotoide o espiral de Euler

Curvas de Transición - Finalidad Permite viajar a velocidad uniforme y evita que se invada el carril contrario. Permite realizar el cambio de bombeo a peralte en forma gradual. Evita quiebres muy fuertes al inicio y final de las curvas circulares Al término del tramo en tangente, el radio es α y luego cambia. en forma proporcional a la distancia recorrida en la clotoide.

Curvas de Transición - Finalidad Evitar las discontinuidades en la curvatura del trazo. Proveen un cambio gradual en su mayoría entre una tangente y una curva o entre curvas de diferente radio. Su diseño deberá ofrecer las mismas condiciones de seguridad, comodidad y estética que el resto de los elementos del trazado. Se adoptará en todos los casos como curva de transición la clotoide o espiral de Euler

Curvas de Transición - Finalidad Permite viajar a velocidad uniforme y evita que se invada el carril contrario. Permite realizar el cambio de bombeo a peralte en forma gradual. Evita quiebres muy fuertes al inicio y final de las curvas circulares Al término del tramo en tangente, el radio es α y luego cambia. en forma proporcional a la distancia recorrida en la clotoide.

Curvas de transición

Tipo de curvas de transición

aa

b-

b

c45°

60°

c

Curvas de transición

Tipo de curvas de transición

aa

b-

b

c45°

60°

c

Aceleración radial o centrifuga ac = V2 R En tramo recto R

∞

En tramo recto R

RC

ac = V2 = 0 ∞ ac = V2 RC

La transición debe de diseñarse tal que, la variación de la curvatura y la aceleración centrifuga deben de ser uniformes o constantes.

Ecuación de la clotoide o espiral de transición

Aceleración radial o centrifuga ac = V2 R En tramo recto R

∞

En tramo recto R

RC

ac = V2 = 0 ∞ ac = V2 RC

La transición debe de diseñarse tal que, la variación de la curvatura y la aceleración centrifuga deben de ser uniformes o constantes.

Ecuación de la clotoide o espiral de transición

Ecuación de la clotoide o espiral de transición Se adoptará en todos los casos como curva de transición la clotoide, cuya ecuación intrínseca es:

R . L = A2 Siendo: R : radio de curvatura en un punto cualquiera L : Longitud de la curva entre su punto de inflexión (R = oo) y el punto de radio R A : Parámetro de la clotoide, característico de la misma

Elección del Parámetro para una Curva de Transición El criterio empleado para relacionar el parámetro de una clotoide con la función que ella debe cumplir en una Curva de Transición en carreteras, se basa en el cálculo del desarrollo requerido por la clotoide para distribuir a una tasa uniforme (J m/seg3), la aceleración transversal no compensada por el peralte, generada en la curva circular que se desea enlazar.

Ecuación de la clotoide o espiral de transición Se adoptará en todos los casos como curva de transición la clotoide, cuya ecuación intrínseca es:

R . L = A2 Siendo: R : radio de curvatura en un punto cualquiera L : Longitud de la curva entre su punto de inflexión (R = oo) y el punto de radio R A : Parámetro de la clotoide, característico de la misma

Elección del Parámetro para una Curva de Transición El criterio empleado para relacionar el parámetro de una clotoide con la función que ella debe cumplir en una Curva de Transición en carreteras, se basa en el cálculo del desarrollo requerido por la clotoide para distribuir a una tasa uniforme (J m/seg3), la aceleración transversal no compensada por el peralte, generada en la curva circular que se desea enlazar.

Sólo se utilizarán los valores de Jmáx cuando suponga una economía tal que justifique suficientemente esta restricción en el trazado, en detrimento de la comodidad.

Ecuación de la clotoide o espiral de transición

Sólo se utilizarán los valores de Jmáx cuando suponga una economía tal que justifique suficientemente esta restricción en el trazado, en detrimento de la comodidad.

Ecuación de la clotoide o espiral de transición

Elementos de la curva circular con transiciones iguales • • • • • • • • • • • • • •

PI : Punto de intersección de las tangentes principales PI’: Punto de intersección de las tangentes a la curva circular desplazada PIe: Punto de intersección de la espiral TE: Punto donde termina la tangente de entrada y empieza la espiral de entrada EC: Punto donde termina la espiral y empieza la curva circular CE: Punto donde termina la curva circular y empieza la espiral ET: Punto donde termina la espiral y empieza la tangente de salida. P: Punto cualquiera sobre el arco de espiral δ: Angulo de deflexión entre las tangentes principales βe: Angulo de deflexión de la espiral. Angulo entre la tangente a la espiral en TE y la tangente en el EC β: Angulo de deflexión de un punto P, perteneciente a la espiral α: Deflexión correspondiente al punto P αEC: Deflexión correspondiente al EC

Elementos de la curva circular con transiciones iguales αEC: Deflexión correspondiente al EC RC: Radio de la curva circular R: Radio de curvatura de la espiral en el punto P TL: Tangente larga de la espiral TC: Tangente corta de la espiral Le: Longitud total de la espiral, desde el TE al EC L: Longitud de la espiral desde TE hasta el punto P Ld: Longitud de la curva circular desplazada ∆RC: Desplazamiento. Distancia entre la tangente a la prolongación de la curva circular desplazada y la tangente a la espiral en TE ∆C: Desplazamiento del centro. Distancia de C a C’ X,Y: Coordenadas cartesianas del punto P XEC: Coordenada cartesiana X del EC YEC: Coordenada cartesiana Y del EC Tb: Tangente de la curva circular básica ∆T: Proyección de ∆C sobre el eje X XC’: Coordenada X del centro de la curva circular desplazada

Elementos de la curva circular con transiciones iguales • • • • • • • • • • • • • •

PI : Punto de intersección de las tangentes principales PI’: Punto de intersección de las tangentes a la curva circular desplazada PIe: Punto de intersección de la espiral TE: Punto donde termina la tangente de entrada y empieza la espiral de entrada EC: Punto donde termina la espiral y empieza la curva circular CE: Punto donde termina la curva circular y empieza la espiral ET: Punto donde termina la espiral y empieza la tangente de salida. P: Punto cualquiera sobre el arco de espiral δ: Angulo de deflexión entre las tangentes principales βe: Angulo de deflexión de la espiral. Angulo entre la tangente a la espiral en TE y la tangente en el EC β: Angulo de deflexión de un punto P, perteneciente a la espiral α: Deflexión correspondiente al punto P αEC: Deflexión correspondiente al EC

Elementos de la curva circular con transiciones iguales αEC: Deflexión correspondiente al EC RC: Radio de la curva circular R: Radio de curvatura de la espiral en el punto P TL: Tangente larga de la espiral TC: Tangente corta de la espiral Le: Longitud total de la espiral, desde el TE al EC L: Longitud de la espiral desde TE hasta el punto P Ld: Longitud de la curva circular desplazada ∆RC: Desplazamiento. Distancia entre la tangente a la prolongación de la curva circular desplazada y la tangente a la espiral en TE ∆C: Desplazamiento del centro. Distancia de C a C’ X,Y: Coordenadas cartesianas del punto P XEC: Coordenada cartesiana X del EC YEC: Coordenada cartesiana Y del EC Tb: Tangente de la curva circular básica ∆T: Proyección de ∆C sobre el eje X XC’: Coordenada X del centro de la curva circular desplazada

Formulas de la curva Circular Básica f: Coeficiente de fricción transversal V: Velocidad de diseño (km/h)

Rb: Radio de la curva circular básica (m) V: Velocidad de diseño (km/h) p: Peralte en m/m Longitud de la curva circular básica (se redondea al múltiplo de 5 próximo y se corrige Rc) Tangente de la curva circular básica Angulo por metro de arco

Formulas de la Curva de Transición

Longitud mínima de la espiral de transición

Angulo de deflexión de la espiral (en grados). Angulo entre la tangente a la espiral en el TE y la tangente en el EC

Angulo de deflexión de la espiral en radianes

Formulas de la curva Circular Básica f: Coeficiente de fricción transversal V: Velocidad de diseño (km/h)

Rb: Radio de la curva circular básica (m) V: Velocidad de diseño (km/h) p: Peralte en m/m Longitud de la curva circular básica (se redondea al múltiplo de 5 próximo y se corrige Rc) Tangente de la curva circular básica Angulo por metro de arco

Formulas de la Curva de Transición

Longitud mínima de la espiral de transición

Angulo de deflexión de la espiral (en grados). Angulo entre la tangente a la espiral en el TE y la tangente en el EC

Angulo de deflexión de la espiral en radianes

Formulas de la Curva de Transición Elementos en el extremo EC: αEC: Deflexión de EC. Angulo entre la tangente a la espiral en TE y el radio vector a EC

Radio vector de EC (origen en TE)

Abscisa del punto EC

Ordenada del punto EC

Formulas de la Curva de Transición Ubicación del centro desplazado Desplazamiento

Abscisa del centro desplazado

Incremento de tangente

Desplazamiento del centro

Formulas de la Curva de Transición Elementos en el extremo EC: αEC: Deflexión de EC. Angulo entre la tangente a la espiral en TE y el radio vector a EC

Radio vector de EC (origen en TE)

Abscisa del punto EC

Ordenada del punto EC

Formulas de la Curva de Transición Ubicación del centro desplazado Desplazamiento

Abscisa del centro desplazado

Incremento de tangente

Desplazamiento del centro

Formulas de la Curva de Transición Arco central desplazado

Longitud de la curva circular desplazda, desde el EC al CE

Tangente del arco central desplazado, desde EC a PI’

Externa del arco central desplazado, desde PI’ a M

Formulas de la Curva de Transición Curva Total Longitud total de la curva, desde el TE hasta el ET

Tangente total, desde el PI al TE

Externa total, del PI a M

Distancia entre el PI y el PI'

Formulas de la Curva de Transición Arco central desplazado

Longitud de la curva circular desplazda, desde el EC al CE

Tangente del arco central desplazado, desde EC a PI’

Externa del arco central desplazado, desde PI’ a M

Formulas de la Curva de Transición Curva Total Longitud total de la curva, desde el TE hasta el ET

Tangente total, desde el PI al TE

Externa total, del PI a M

Distancia entre el PI y el PI'

Tabla: Longitud de curva de transición mínima

Tabla: Longitud de curva de transición mínima

Ejemplo de cálculo de Curva de Transición

Ejemplo de cálculo de Curva de Transición

Ejemplo de cálculo de Curva de Transición

Ejemplo de cálculo de Curva de Transición

Ejemplo de cálculo de Curva de Transición

Ejemplo de cálculo de Curva de Transición

Ejemplo de cálculo de Curva de Transición

Ejemplo de cálculo de Curva de Transición

Ejemplo de cálculo de Curva de Transición

Ejemplo de cálculo de Curva de Transición

Ejemplo de cálculo de Curva de Transición

Ejemplo de cálculo de Curva de Transición