Resumen
Hoy en día el atraso en cuanto a la infraestructura vial en la ciudad de Bogotá es evidente,
comparándola con las demás capitales de Latinoamérica que las consideran como grandes
metrópolis por su infraestructura, la malla vial, y teniendo en cuenta que el parque automotor ha
incrementado en la ciudad en los últimos años; es por esto que a la capital le urge un avance y
renovación en toda su red vial para que pueda ser competencia con las grandes ciudades del
mundo; el mal uso, la corrupción, la falta de cultura ciudadana, son otros de los factores que
aportan a que este sueño no muestre avance. Uno de los mayores inconvenientes que presentan
las principales vías de la capital es su gran número de intersecciones semaforizadas, que limita
tiempos de transporte, genera accidentalidad y no satisface la gran demanda de vehículos que en
la actualidad existe; esta problemática ha generado una propuesta para intervenir la intersección
vial de la carrera 86 Avenida Ciudad de Cali con calle 90 una de muchas de las intersecciones
que presentan conflicto mediante un diseño geométrico de un paso a desnivel sobre la Avenida
Ciudad de Cali. Vía de dos calzadas cada una de tres carriles y un separador. De la misma forma
se diseñó el paso superior sobre la calle 90, cuatro conectantes en sus respectivos giros y un paso
peatonal elevado sobre la calle 90 aportándole a la ciudad posibles soluciones a las
intersecciones a nivel semaforizadas que son constantes en la ciudad.
Palabras clave: intersección, paso a desnivel.
Abstract
Today backwardness in terms of road infrastructure in the city of Bogotá is evident,
compared with other Latin American capitals that considered large cities for its infrastructure,
the road network, and considering that the fleet has increased in the city in recent years; which is
with the big cities in the world; misuse, corruption, lack of civic culture, are other factors that
contribute to this dream not show progress. One of the biggest drawbacks of the main roads of
the capital is its large number of signalized intersections, limiting transport times, generates
accidents and does not meet the high demand for vehicles that currently exists; this problem has
generated a proposal to intervene road race intersection of 86 Avenue City of Cali with 90 one of
many street intersections that present conflict through a geometric design of an underpass on
Avenida Ciudad de Cali. Via two causeways each of three lanes and a separator. In the same way
the overpass was designed on 90th Street four in their respective turns and high pedestrian on the
street giving it to the city 90 possible solutions at signalized intersections that are constant level
in the city.
Tabla de contenido
OBJETIVOS ESPECÍFICOS ... 18
1. MARCO GEOGRÁFICO ... 19
2.5INTERSECCIONES A DESNIVEL... 22
2.6ESTUDIOS TOPOGRÁFICOS ... 23
2.7ESTUDIOS DE TRANSITO ... 24
2.8URBANISMO, PAISAJISMO Y MOBILIARIO URBANO ... 24
2.9PROCEDIMIENTO GENERAL PARA EL DISEÑO DE UNA INTERSECCIÓN VIAL ... 25
2.10CRITERIOS GENERALES ... 25
2.11CONTROLES PARA EL DISEÑO GEOMÉTRICO ... 26
2.11.1Velocidad de diseño ... 26
2.11.2 Velocidad especifica ... 27
2.11.3 Distancia Visibilidad de parada ... 28
2.12PARÁMETROS Y CRITERIOS DE DISEÑO PLANIMÉTRICO ... 29
2.12.1.1 Curva circular simple ... 30
2.12.1.2 curva circular compuesta ... 32
2.12.1.3 Curva espiral-circular-espiral ... 33
2.12.2RADIO DE CURVATURA MÍNIMO ... 33
2.13PERALTES ... 34
2.13.1 Definición ... 35
2.13.2. Transición del peralte ... 35
2.13.3. Rampa de peraltes ... 36
2.14.PARAMETROS DE DISEÑO ALTIMETRICO (DISEÑO VERTICAL) ... 38
2.14.1. Pendiente mínima ... 38
2.14.2. Pendiente máxima ... 39
2.14.3. Gálibos ... 39
2.14.4. Curvas verticales ... 39
2.14.5. Distancia de visibilidad bajo estructuras ... 42
2.15.PARÁMETROS DE DISEÑO DE SECCIÓN TRANSVERSAL ... 43
2.15.1. Elementos de diseño de secciones transversales ... 44
3. METODOLOGÍA ... 46
4. DESARROLLO DE LA PROPUESTA ... 50
4.1.ANÁLISIS DE AFOROS DE TRANSITO ... 50
4.2REALIZACIÓN PLANO TOPOGRÁFICO BASE ... 54
4.2.1 Desarrollo planimétrico ... 54
4.2.2 Desarrollo altimétrico ... 56
4.3REALIZACIÓN PLANO DISEÑO FINAL ... 60
4.4MODELADO 3D DEL DISEÑO FINAL ... 66
4.5 ÁREA AFECTADA ... 70
5. RESULTADOS ... 71
7. RECOMENDACIONES ... 74
8. ANEXOS ... 76
Tabla de figuras
Figura 1. Intersección avenida ciudad de cali con calle noventa, vistas desde av. Cali sur
norte ... 16
Figura 2. Avenida ciudad de cali sur norte. ... 17
Figura 3. intersección av. Ciudad de cali con calle 90 ... 17
Figura 4. Mapa base de la zona del diseño ... 19
Figura 5. Imagen aérea de la zona en conflicto ... 20
Figura 6. Paso a desnivel sobre la carrera 59, Bogotá, Colombia ... 23
Figura 7. Curva circular simple y elementos. ... 31
Figura 8. Curva circular compuesta de dos radios ... 32
Figura 9. Elementos de curva espiral-circular-espiral ... 33
Figura 10. Peralte ... 35
Figura 11. Transición del peralte ... 36
Figura 12. Secciones transversales y perfil parcial de la transición del peralte ... 38
Figura 13. Tipos de curvas verticales cóncavas y convexas ... 40
Figura 14. Tipos de curvas verticales simétricas y asimétricas ... 41
Figura 15. Curva vertical y elementos (IDU, 2015) ... 41
Figura 16. Distancia de visibilidad bajo estructuras... 43
Figura 17. Elementos de la sección transversal ... 45
Figura 18. Volumen de vehículos total y por acceso en hora pico ... 50
Figura 19. Volumen de vehículos total y por acceso en hora pico en porcentaje ... 51
Figura 21. Demanda vehículos horas pico ... 53
Figura 22. Mojón de referencia que se empleó para el desarrollo planímetro y altimetrico del proyecto... 55
Figura 23. Coordenadas geodésicas y altura elipsoidal ... 55
Figura 24. Descripción punto materializado 18-BGT por nivelación geodésica ... 56
Figura 25. Conectante 1. desde Avenida Ciudad de Cali sur, hacia calle 90 oriente ... 62
Figura 26. Conecante desde calle 90 oriente hacia avenida ciudad de cali hacia el norte. ... 63
Figura 27. Conectante Desde avenida ciudad de cali norte hacia calle 90 occidente. ... 63
Figura 28. Conectante calle 90 occidente hacia avenida ciudad de cali sur ... 64
Figura 29. Sección típica avenida ciudad de cali ... 65
Figura 30. Sección típica Calle 90... 65
Figura 31. Imagen aérea de la animación 3D del diseño final del paso a desnivel ... 67
Figura 32. Ilustración del diseño final del deprimido sobre la Av. Ciudad de cali, con el respectivo diseño del corredor vial para transporte masivo Transmilenio ... 68
Figura 33. Ilustración del paso peatonal sobre la calzada de la calle 90 ... 68
Figura 34. Ilustración del paso a desnivel sobre la avenida cali vista desde el punto cardinal norte. ... 69
Figura 35. Ilustración animación 3D de la calle 90 vista desde el punto cardinal oriente. ... 69
Lista de tablas
Tabla 1. Valores de la velocidad de diseño en función de la categoría de la carretera ... 27
Tabla 2. Distancia de visibilidad de parada en tramos a nivel. ... 28
Tabla 3. Distancia de visibilidad de parada en tramos con pendiente. ... 29
Tabla 4. Cuadro de ecuaciones de elementos curva circular simple ... 31
Tabla 5. Radios mínimos para peralte máximo emax=6% y fricción máxima ... 34
Tabla 6. Valores máximos y mínimos de la rampa de peraltes ... 37
Tabla 7. Pendiente Media Máxima del corredor de ruta (%) en función de la Velocidad de Diseño ... 39
Tabla 8. Elementos curva vertical ... 42
Tabla 9. Parámetros reglamentados por el POT en secciones transversales urbanas según el perfil vial ... 45
Tabla 10. Cantidad de vehiculas en función del periodo de toma de datos. ... 52
Tabla 11. Cantidad de vehículos por hora pico en diferentes jornadas de tiempo. ... 53
Tabla 12. Cartera de cálculo circuito de nivelación por los mismos cambios ... 57
Tabla 13. Cartera eje Av. Ciudad de Cali hacia el norte ... 58
Tabla 14. Cartera nivelación eje Av. Ciudad de Cali hacia el sur ... 58
Tabla 15. Cartera de nivelación eje calle 90 hacia el occidente ... 58
Tabla 16. Cartera de nivelación eje calle 90 hacia el oriente ... 59
Tabla 17. Pendientes máximas permitidas en proyectos nuevos... 61
Tabla 18. Elementos conectante 1 ... 62
Tabla 20. Elementos conectante Desde avenida ciudad de cali norte hacia calle 90 occidente
... 64
Tabla 21. Tabla de elementos curvas circulares conectante calle 90 occidente hacia avenida
Tabla de anexos
Anexo 1. Tabla de pendientes alineamiento vertical avenida cali derecha ... 76
Anexo 2. Tabla cartera de cálculo alineamiento vertical Av. Ciudad de cali Derecha ... 77
Anexo 3. Tabla de pendientes alineamiento vertical Av. Cali Izquierda ... 78
Anexo 4. Cartera de cálculo alineamiento vertical Av. Cali izquierda ... 79
Anexo 5. Cartera transición de Peralte conectante calle 90 desde el occidente ... 80
Anexo 6. Cartera transición de peralte conectante Av. Cali desde el sur ... 81
Anexo 7. Cartera Transición de peralte conectante calle 90 desde el oriente ... 82
Introducción
La congestión vehicular es uno de los más graves problemas que se presenta en el país, y
Bogotá no es la excepción, siendo centro político, financiero, educativo e industrial de la
república, es indispensable que la malla vial cumpla con los requisitos básicos para una
movilidad eficiente; el aumento de la población en los últimos años ha incrementado la demanda
de vehículos automotor perjudicando aún más la movilidad en la capital, se han propuesto
muchas alternativas para mejorar estos inconvenientes pero no son eficaces; la más utilizada es
las intersecciones semaforizada. Un ejemplo de este problema es la intersección de la Avenida
Ciudad de Cali con calle 90 en donde la congestión vehicular en horas pico es alta, y por ser una
vía arterial de alto flujo debería garantizar una movilidad continua sin congestión; el presente
documento tiene como objetivo mostrar el desarrollo del paso a paso para el diseño de un vía a
desnivel sobre dicha intersección eliminando el uso de semáforos y facilitando la movilidad de la
vía y la zona de conflicto.
El número de intersecciones semaforizadas en las vías principales es otro factor que afecta
la movilidad dado al gran número de vehículos que transitan en la ciudad, este tipo de
intersecciones son ineficientes puesto que congestiona determinadas zonas de la capital,
disminuye los tiempos de movilización y se presenta un numero alarmante de accidentes de
tránsito; un ejemplo claro se puede evidenciar en la Avenida Ciudad de Cali, una de las vías
importantes del occidente de la ciudad, esta atraviesa la ciudad de norte a sur beneficiando en la
movilidad a las localidades de Suba, Engativá, Fontibón, Kennedy y Bosa, pese a esto se
presentan en todo el trayecto una serie de intersecciones semaforizadas, que en los días de mayor
afluencia de vehículos genera una serie de taponamientos afectando a los ciudadanos que
movimiento realizados en transporte público colectivo e individual y particular realizado por la
secretaria de movilidad de Bogotá en el año 2013 entre las intersecciones de la Avenida Ciudad
de Cali con avenida calle 153 en la localidad de suba y la calle 75 A en la localidad de Engativá
arrojo que en el sentido norte-sur el mayor porcentaje de demora fue de 83,1%, el cual se
clasifica como una demora muy alta, se localiza en el tramo entre la calle 80 y la carrera 92 y se
presenta en el periodo de la tarde. En el sentido sur-norte el mayor porcentaje de demora fue de
82,0%, el cual se clasifica como una demora muy alta, se localiza en el tramo entre la avenida
calle 145 y la calle 153 y se presenta en el periodo de la mañana, allí se puede evidenciar como
este tipo de intersecciones afecta la movilidad y es necesario una solución.
El presente documento muestra el paso a paso y la normatividad que se empleó para
realización de un diseño geométrico de una intersección a desnivel, analizando datos estadísticos
del flujo vehicular para determinar sobre cual eje vial se realizaría el diseño en deprimido, a
través del uso de cartografía existente, se orientara con coordenadas reales y se generara un plano
topográfico de la zona en conflicto; se realizara un levantamiento altimétrico a los ejes viales y
secciones trasversales para determinar las pendientes longitudinales de dichos ejes, y generarle
altura al plano previamente obtenido, para finalmente realizar el diseño del paso a desnivel , y
sus respectivas conectantes o accesos, teniendo en cuenta la normatividad existente para el
Justificación
En un estudio desarrollado en situación automotriz proyecto que Colombia va a incrementar
su parque automotor en 3.5 millones de vehículos entre 2010 y 2020 (BBVA-RESEARCH,
2013); por tal motivo es inminente un sobresalto en la congestión vehicular pasando de
accidentes a flujos de movimiento lento , si no se actúa ya sobre el mejoramiento de la
infraestructura vial la ciudad colapsara especialmente si no se eliminan las intersecciones
semaforizadas, que son en estos momentos uno de los grandes problemas de tantos que afectan
la movilidad de la ciudad. intersección de la avenida ciudad de Cali, con calle 90, principal
conexión arterial del noroccidente de Bogotá, presenta diariamente congestión vehicular en horas
pico, por ejemplo, según datos de la secretaria de movilidad arroja que a 2012 diariamente en
promedio 18.301 vehículos transitan por esta intersección en las tres horas pico del día
(Secretaría De Movilidad, 2012).
A causa de estos factores se busca diseñar un paso a desnivel que compense el flujo
vehicular continuo, con altos índices de seguridad vial, la disminución en tiempo de traslado de
Problema
La Avenida ciudad de Cali, una de las principales y más grandes conexiones vehiculares que
atraviesa el occidente de la capital de sur a norte, presenta en su recorrido un gran número de
intersecciones semaforizadas, que generan congestión en horas pico, debido al alto número de
vehículos que hoy existen en la ciudad ocasionando demoras en el traslado de un punto a otro
dentro de la ciudad; debido al gran movimiento vehicular público y particular que presenta la
intersección con la calle 90, donde los atrancamientos son frecuentes y los accidentes menores
son habituales, que entre 2013 y 2014 se presentaron 34 accidentes de tránsito (SMD,2014), a
partir de esto surge la necesidad de implementar una variante mediante un diseño original para
disminuir los problemas viales que día a día se evidencian en esta zona; disminuyendo la
accidentalidad, reduciendo los tiempos de transporte, y eliminando la intersección semaforizada
que actualmente es la base del problema en este sector de la ciudad.
Las siguientes imágenes muestran el estado actual de la intersección.
Figura 2. Avenida ciudad de cali sur norte.
Objetivos
Objetivo general
Realizar el diseño geométrico vial de un paso a desnivel sobre la intersección de la avenida
ciudad de Cali con calle 90.
Objetivos específicos
1. Analizar los datos estadísticos del flujo vehicular para determinar sobre cual eje vial es
factible hacer el diseño a desnivel.
2. Realizar un plano topográfico de la zona en conflicto analizando cartografía existente y
su composición geométrica actual.
3. Elaborar el plano del diseño de paso a desnivel de la zona a estudiar, con sus respectivas
conectantes y accesos peatonales.
1. Marco geográfico
La zona de estudio se encuentra ubicado en la ciudad de Bogotá, Colombia en la
intersección vial, de carrera 86 popularmente conocida como la Avenida Ciudad de Cali y la
Calle 90, en el noroccidente de la ciudad en la localidad de Engativá con coordenadas planas
cartesianas, 112590,8384 N y 98115,6880 E en el eje de la intercesión como lo muestra la figura
1 y figura 2 donde se muestra la zona en conflicto en mapa base e imagen satelital, donde se
identifican que la avenida ciudad de Cali se compone de una vía de dos calzadas cada una con
tres carriles de 3,5 m y un separador de 80 cm, además una ciclorruta sobre el andén de la
calzada occidental; la calle 90 compuesta por dos calzadas de 2 carriles de 3,5 m cada una y un
separador de 2.5m .
Figura 4. Mapa base de la zona del diseño
Figura 5. Imagen aérea de la zona en conflicto
2. Marco teórico
Conceptos
2.1 Red vial urbana
Es indispensable para enfatizar en las intersecciones viales, conocer el concepto de vía
urbana según la guía para el diseño de vías urbanas para Bogotá D.C. Instituto De Desarrollo
Urbano (IDU), Universidad Nacional de Colombia, banco de desarrollo de américa latina (CAF)
(2015) lo define como “ aquellas que atraviesan o demarcan áreas urbanas consolidadas o
previstas por el ordenamiento territorial, en el suelo urbano o suelo urbano de expansión
respectivamente, y aquellas utilizadas parcial o totalmente por tráfico urbano” (p.22).
El diseño de una intersección como cualquier diseño de vías urbanas o carreteras requiere
elementos básicos tales como, alineamientos horizontales, verticales, diseño de peralte, el ancho
de calzada, la distancia de visibilidad, que prevalezca los principios de un diseño vial, seguridad,
comodidad y eficiencia. se dará a conocer cada uno de los parámetros que requiere cada uno de
los elementos necesarios para el diseño de una intersección a desnivel.
Antes de iniciar con la descripción de los factores que requiere un diseño vial es
indispensable establecer una serie de conceptos que son indispensables para comprender este
documento.
2.2 Corredor vial
Zona de circulación vehicular, ciclística y/o peatonal, con una trayectoria definida,
compuesta por una franja de operación vehicular y unas franjas de espacio público lateral
incluye entre otros elementos las calzadas, separadores andenes, ciclorrutas franjas abordadoras,
franjas de amoblamiento, zona de protección ambiental, entre otras. A nivel urbano la
distribución y dimensión de estas franjas determinan el perfil vial y por consiguiente la jerarquía
del corredor. Longitudinalmente se definen mediante ejes de diseño geométrico para cada
calzada vehicular. (IDU, 2015, p.120).
2.3 Intersección
Todo tipo de conflicto o cruce entre dos o más vías de igual o distinta jerarquía, que
funcionen con el simple paso de las vías, a nivel o desnivel, o que incluya enlaces e intercambio
a través de rampas y ramales de conexión. (IDU, 2015, p. 232).
La guía para el diseño de vías urbanas para Bogotá D.C. establece dos tipos de
intersecciones: a nivel y a desnivel.
2.4 Intersecciones a Nivel.
Son cruces viales sin ningún tipo de segregación vertical. En este grupo de intersecciones se
incluyen aquellas de prioridad tipo para o ceda el paso, las semaforizadas y las glorietas
normales. De estas pueden derivarse diferentes clases, dependiendo de la cantidad de ramales y
los tipos de canalización. (IDU, 2015)
2.5 Intersecciones a desnivel.
Conjunto de ramales que se proyectan con cierta segregación vertical, para facilitar el paso
directo de determinados movimientos sin que exista conflicto de cruce entre estos, o para proveer
número de conflictos. (IDU, 2015), la imagen 3 muestra un paso a desnivel realizado sobre la
carrera 59 en este caso para facilitar el tránsito de peatones en paso a nivel
Figura 6. Paso a desnivel sobre la carrera 59, Bogotá, Colombia Fuente: fotografía Ing. Julio Bonilla
2.6 Estudios topográficos
Como toda obra civil los estudios topográficos son básicos para una ejecución eficiente; y
las obras viales no se quedan atrás, es preciso anotar que las herramientas modernas permiten
eficiencia, facilidad, mejor precisión, debido a los altos costos que acarrea el empleo de estas
tecnologías muchos profesionales optan por realizar levantamientos topográficos
convencionales.
Para la realización de los diseños definitivos se debe realizar una serie de pasos para
garantizar un buen trabajo, es así como primer paso se debe hacer un levantamiento planimétrico
y altimétrico de detalle amarrado a al sistema Magna-sirgas de la red del Instituto Geográfico
deben incluir árboles, construcciones, muros, redes secas y húmedas, vías de paramento a
paramento, etc. el levantamiento altimétrico debe realizarse mediante una nivelación geométrica
de precisión, nivelación de secciones transversales, cálculos, procesamiento de datos, generación
de cartografía o modelo digital de terreno (MDT); en caso de el proyecto de un rediseño o
renovación en vez de levantamiento topográfico se emplea cartografía, ortofotografías,
debidamente georreferenciadas.
El levantamiento de corredores viales se debe realizar de paramento a paramento, se deben
ubicar puntos sobre el eje de la calzada, los bordes de vía, el bordillo y el paramento cada 5
metros para las secciones transversales (IDU, 2015).
2.7 Estudios de transito
Esta clase de estudios debe aportar los elementos que sustenten el desarrollo del diseño, y
responda a todas las necesidades que requiere y justifique que se lleve a cabo el proyecto, esta
clase de estudios la Secretaría de Movilidad Del Distrito (SM), debe estar en la capacidad de
proporcionarlos, si estos no se encuentran en la base de datos de la SM deben ser realizados con
personal calificado.
2.8 Urbanismo, paisajismo y mobiliario urbano
La guía para el diseño de vías urbanas para Bogotá D.C. establece que para “los diseños
definitivos debe ser elaborado con base en la factibilidad aprobada por la entidad contratante y
debe contener toda la información necesaria para que la construcción pueda ser ejecutada
correctamente desde el punto de vista urbano, arquitectónico y paisajístico en armonía con sus
2.9 Procedimiento general para el diseño de una intersección vial
Para sintetizar lo mencionado anteriormente el manual de diseño geométrico de carreteras
del instituto nacional de vías (INVIAS, 2008), señala en su capítulo seis, una serie de actividades
que el diseñador debe tener en cuenta para obtener un diseño óptimo.
Estudio de transito de la intersección y análisis de la situación existente, utilizando, si se
requieren, programas de computador apropiados.
Formulación de alternativas de funcionamiento.
Selección de la alternativa más conveniente.
Diseño definitivo de la solución adoptada.
2.10 Criterios generales
Para la obtención del diseño más conveniente el INVIAS señala los siguientes criterios
resaltando que se debe optar por la solución más sencilla.
2.10.1 Priorización de los movimientos.
Los movimientos más importantes deben tener preferencias sobre los secundarios. Esto
exige restringir los movimientos secundarios con la señalización adecuada, reducir el ancho de
vía e incluir curvas de radio pequeño. (INVIAS, 2008)
2.10.2 Consistencia con los volúmenes de transito
La mejor solución para el diseño de una intersección vial debe ser consistente entre el
tamaño de la alternativa propuesta y el volumen de transito que circula por el eje vial (INVIAS,
2.10.3 Sencillez y claridad
El diseño debe ser excesivamente complicado ni obligar a los vehículos a realizar
movimientos bruscos y recorridos demasiado largos (INVIAS, 2008).
2.10.4 Visibilidad
La velocidad de los vehículos se debe limitar en función de la visibilidad. Entre el punto en
que un conductor pueda ver a otro vehículo. (INVIAS, 2008)
2.10.5 Perpendicularidad de las trayectorias
Se debe hacer lo posible en mantener ángulo recto las intersecciones ya que proporcionan
las áreas de conflicto mínimas. Además, disminuyen los posibles choques y facilitan las
maniobras (INVIAS, 2008)
2.10.6 Previsión
“Las intersecciones exigen superficies amplias. Esta circunstancia se debe tener en cuenta al
autorizar construcciones o instalaciones al margen de la carretera” (INVIAS, 2008)
2.11 Controles para el diseño geométrico
2.11.1Velocidad de diseño
Velocidad guía o de referencia de un tramo homogéneo de carretera, que permite definir las
características geométricas mínimas de todos los elementos del trazado, en condiciones de
seguridad y comodidad (INVIAS, 2008).
La velocidad de diseño establece los parámetros mínimos del diseño de una sección de vía
para garantizar los objetivos principales del diseño, estos parámetros de diseño se apoyan para el
La tabla 1, muestra las velocidades en función al tipo de terreno y carretera, esta tabla solo
es una base para el diseño no se puede descartar algún cambio en el trascurso del diseño.
Tabla 1. Valores de la velocidad de diseño en función de la categoría de la carretera
Fuente. Manual de diseño geométrico de carreteras (INVIAS, 2008).
2.11.2 Velocidad especifica
La velocidad específica de un elemento de diseño de la vía, es la máxima velocidad que un
vehículo puede mantener a lo largo del elemento considerado aisladamente, en condiciones de
seguridad y comodidad, cuando no hay limitaciones de infraestructura, tránsito, ni clima que
impidan desarrollar esta velocidad siendo las características geométricas del elemento las únicas
que pueden imponer limitaciones (INVIAS, 2008).
La velocidad especifica en curvas horizontales presenta una relación con respecto al radio
de la curva, además se debe establecer con base en los siguientes criterios que señala el manual
La velocidad especifica de una curva horizontal, no puede ser menor que la velocidad de
diseño, ni superior a esta en veinte kilómetros por hora (Km/h).
La velocidad especifica de una curva horizontal debe ser asignada teniendo en cuenta la
velocidad especifica de la curva horizontal anterior y la longitud del segmento recto
anterior
De igual manera la velocidad de diseño en curvas verticales se relaciona con la diferencia de
pendientes de entrada y salida y la longitud de curva.
2.11.3 Distancia Visibilidad de parada
Es la distancia necesaria para que un vehículo que circula a la velocidad de diseño se
detenga al ver un objeto en su camino sin que haya lugar a maniobras peligrosas, colisiones o
parada súbitas (IDU, 2015).
Las tablas 2 y 3 muestra la distancia de visibilidad de parada en función a su velocidad
específica, en tramos a nivel y con pendiente.
Tabla 2. Distancia de visibilidad de parada en tramos a nivel.
Tabla 3. Distancia de visibilidad de parada en tramos con pendiente.
Fuente. Manual de diseño geométrico de carreteras (INVIAS, 2008).
2.12 Parámetros y criterios de diseño planimétrico
La guía para el diseño de vías urbanas para Bogotá D.C. (IDU, 2015), señala que hay dos
elementos básicos para el diseño planimetrico de una vía urbana que son los siguientes:
Franja de operación vehicular, que se compone de las calzadas y los separadores.
Franja de espacio público lateral, comprendida entre línea de paramento y los
bordes exteriores de las calzadas. esta zona tiene un ancho variable y la tipificación
del ancho, depende de una buena medida, del dimensionamiento establecido por el
POT para cada perfil vial, dependiendo de la clase y función del corredor. (IDU,
2.12.1 Uso de clotoides como curvas de transición y conectantes
El alineamiento horizontal lo define como “la proyección sobre un plano horizontal de su
eje real o espacial. Dicho eje horizontal está constituido por una serie de tramos rectos
denominado tangentes, enlazados entre sí por curvas.” (Cárdenas, 2013).
Las clotoides más utilizadas y seguras para realizar empalmes de dos tangentes en medios
urbanos son los siguientes.
Curva circular simple C
Curva circular compuesta CC
Curva espiral-circular-espiral ECE
Curva espiral-espiral EE
Curva espiral-circular compuesta espiral ECCE
Curva espiral circular tangente ECT
Curva tangente circular espiral TCE.
2.12.1.1 Curva circular simple
Las 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. Por lo tanto, las curvas reales del espacio no necesariamente son circulares (Cárdenas,
Figura 7. Curva circular simple y elementos.
(Cárdenas, 2013)
Donde:
PI = Punto de intersección de las tangentes o vértice de la curva
PC = Principio de curva: punto donde termina la tangente de entrada e inicia la curva. PT = Principio de tangente: punto donde termina la curva y empieza la tangente de salida O = Centro de la curva horizontal.
∆ = Angulo de deflexión de las tangentes. R = Radio de la curva
T = Tangente o subtangente: distancia desde el PI al PC o desde el PI al PT L = Longitud de la curva circular
CL = Cuerda larga E = Externa.
M = Ordenada media.
A los cuales sus respectivos cálculos se efectúan mediante la siguiente tabla de fórmulas.
Tabla 4. Cuadro de ecuaciones de elementos curva circular simple
2.12.1.2curva circular compuesta
las curvas circulares compuestas son aquellas que están formadas por dos o más curvas
circulares (Cárdenas, 2013).
La figura 5 muestra el ejemplo de una curva circular compuesta de dos radios con sus
respectivos elementos definidos como:
PI = Punto de intersección de las tangentes. PC = Principio de curva compuesta.
PT = Fin de la curva compuesta o principio de tangente. PCC = Punto común de curvas.
R1 = Radio de la curvatura de menor curvatura. R2 = Radio de la curvatura de mayor curvatura. O1 = Centro de la curva de mayor radio.
O2 = Centro de la curva de menor radio. ∆ = Angulo de deflexión principal
∆1 = Angulo de deflexión principal de la curvatura de mayor radio. ∆2 = Angulo de deflexión principal de la curvatura de menor radio. T1 = Tangente de la curva de mayor radio.
T2 = Tangente de la curva de menor radio.
TL = Tangente larga de la curva circular compuesta. TC = Tangente corta de la curva circular compuesta
2.12.1.3Curva espiral-circular-espiral
En la figura 6 aparecen los elementos geométricos para el cálculo y trazado de una curva
espiral-circular-espiral.
Figura 9. Elementos de curva espiral-circular-espiral Fuente: propia tomado de (Cárdenas, 2013).
2.12.2 Radio de curvatura mínimo
Una vez seleccionado el tipo de curva a diseñar, es necesario establecer los radios de las
curvas para ello es necesario conocer que es el radio de curvatura mínimo “Valor límite de
curvatura para una velocidad especifica de acuerdo con el peralte máximo y el coeficiente de
El radio mínimo se calcula de acuerdo a la siguiente ecuación.
𝑅𝑐𝑚𝑖𝑛 = (𝑉𝑐ℎ)2
127∗(𝑒𝑚𝑎𝑥+𝑓𝑡𝑚𝑎𝑥) 6
Donde
Rcmin= radio de curvatura mínimo. Vch= velocidad especifica
E
max=peralte máximoFtmax= coeficiente de fricción transversal máximo
En la tabla 5 se indican los valores de radio mínimo para diferentes velocidades Especificas,
según el peralte máximo y la fricción máxima.
Tabla 5. Radios mínimos para peralte máximo emax=6% y fricción máxima
Fuente. Manual de diseño geométrico de carreteras (INVIAS, 2008).
2.13 Peraltes
Cuando un vehículo entra a rodar por una curva circular siente un efecto a mantener la
dirección del movimiento que inicialmente tenia, esta reacción es incluida por la inercia del
movimiento y se desarrolla como una desviación radial conocida como la fuerza centrífuga
(Gonzáles Vergara , Rincón Villalba, & Vargas Vargas , 2012).
𝐹 =
𝑃∗𝑣2𝑔∗𝑅 7
Dónde:
V= Velocidad del vehículo en m/s
g= aceleración de la gravedad = 9.81 𝑚⁄𝑠2
R= radio de curvatura en m
F= fuerza centrífuga en N
2.13.1 Definición
Con el fin de contrarrestar el efecto de la fuerza centrífuga se genera una pendiente
transversal en la calzada ascendente hacia la parte externa de la curva, tal como se presenta en la
figura 7, está pendiente expresada en porcentaje se conoce como peralte de la curva y se
identifica con la letra e minúscula así “e” (Gonzáles Vergara , Rincón Villalba, & Vargas Vargas
, 2012).
Figura 10. Peralte fuente. diseño geométrico de vías
(Gonzáles Vergara , Rincón Villalba, & Vargas Vargas , 2012)
2.13.2. Transición del peralte
Para pasar de una sección transversal con bombeo normal a otra con peralte, es necesario
hacer un cambio de inclinación de la calzada. Este cambio no puede realizarse bruscamente, sino
gradualmente a lo largo de la vía entre este par de secciones. A este tramo de la vía se le llama
transición del peralte (Cárdenas, 2013).
Figura 11. Transición del peralte
fuente. Diseño geométrico de carreteras (Cárdenas, 2013).
Donde.
Lt = Longitud de transición N = longitud de aplanamiento L = longitud de la curvatura circular e = peralte necesario de la curva circular
2.13.3. Rampa de peraltes
Para efectos del cálculo de los elementos de la transición del peralte es necesario conocer el
concepto de rampa de peraltes “diferencia relativa que existe entre la inclinación del eje
longitudinal de la calzada y la inclinación del borde de la misma” (Gonzáles Vergara , Rincón
Villalba, & Vargas Vargas , 2012).
Tabla 6. Valores máximos y mínimos de la rampa de peraltes
Fuente: Manual de diseño geométrico de carreteras (INVIAS, 2008)
a continuación, se muestra cada una de las fórmulas para hallar los elementos de la
transición del peralte antes mencionados.
𝐿
𝑡=
𝑎∗𝑒∆𝑠 8
Donde:
Lt = Longitud de transición a = ancho de “carril” e = peralte máximo
∆𝑠 = Pendiente maxima de la rampa del peralte
𝑁 =
𝑎∗𝑏𝑜𝑚𝑏𝑒𝑜∆𝑠 9
Donde:
N = longitud de aplanamiento a = ancho de carril
∆𝑠 = pendiente maxima de la rampa del peralte Bombeo del 2%
La figura 9 ilustra el diagrama de peralte en su sección transversal y perfil parcial de la
Figura 12. Secciones transversales y perfil parcial de la transición del peralte
Fuente: Diseño geométrico de carreteras (Cárdenas, 2013).
2.14. Parametros de diseño altimetrico (diseño vertical)
En el sector urbano, el diseño altimétrico debe satisfacer condiciones especiales que
garanticen toda la seguridad y comodidad necesaria para los actores de la vía, de manera que se
adapte lo mejor posible a la topografía y entorno del proyecto buscando además una integración
de los distintos elementos que componen la sección transversal de la vía de una manera armónica
y estética (IDU, 2015).
2.14.1. Pendiente mínima
En vías urbanas, la pendiente mínima está gobernada por los problemas de drenaje, pues se
debe garantizar el rápido y eficiente escurrimiento de las aguas lluvias en la superficie de
rodadura, de forma que se eviten fenómenos de hidro planeo. De acuerdo con lo anterior la
pendiente mínima que se utilizará en el diseño vertical de vías urbanas es de 0.3%; estas
pendientes deben ir acompañadas de las respectivas obras de drenaje a fin de garantizar la
2.14.2. Pendiente máxima
Los límites están condicionados por la velocidad de diseño, la jerarquía funcional de las
vías, el tipo de terreno y las condiciones propias del entorno y el urbanismo de la zona. En
Bogotá existen zonas producto de desarrollos informales, y otras donde los criterios de diseño no
se han cumplido a cabalidad; sin embargo, en estas zonas cualquier mejoramiento en términos
altimétricos podría impactar negativamente condiciones de accesibilidad, adquisición predial,
redes de servicios públicos y costos principalmente. Así, en zonas consolidadas, las soluciones
de mejoramiento deben propender por medidas de tráfico calmado, señalización, generación de
espacio público, entre otras que permitan mitigar los riesgos (IDU, 2015).
Tabla 7. Pendiente Media Máxima del corredor de ruta (%) en función de la Velocidad de Diseño
fuete: manual diseño geométrico de carreteras (INVIAS, 2008).
2.14.3. Gálibos
Las distancias libres verticales o gálibos verticales deben ser mínimo de 5.0 m medidos a
partir de la superficie de rodadura hasta la cota inferior de la estructura y a lo largo de toda la
calzada; en zonas con pasos sobre líneas férreas, el gálibo vertical debe ser de 5.5 m (IDU, 2015)
2.14.4. Curvas verticales
Son las que enlazan dos tangentes consecutivas del alineamiento vertical, para que en su
de salida. Deben dar por resultado una vía de operación segura y confortable, apariencia
agradable y con características de drenaje adecuadas (IDU, 2015).
2.14.4.1. Tipos de curvas verticales
Las curvas verticales se pueden clasificar por su forma como curvas verticales cóncavas y
convexas y de acuerdo con la proporción entre sus ramas que las forman como simétricas y
asimétricas. En la Figura 10 se indican las curvas verticales cóncavas y convexas y en la Figura
11 las curvas verticales simétricas y asimétricas.
Figura 14. Tipos de curvas verticales simétricas y asimétricas Fuente: Manual de diseño Geométrico de carreteras (INVIAS, 2008)
La figura 12 ilustra las curvas verticales y sus respectivos elementos.
Figura 15. Curva vertical y elementos (IDU, 2015)
Tabla 8. Elementos curva vertical
Fuente: Guía para el Diseño de vías urbanas para Bogotá D.C. (IDU, 2015)
2.14.5. Distancia de visibilidad bajo estructuras
La distancia de visibilidad de la vía en sitios de cruce bajo estructuras, debe ser como
mínimo la distancia de visibilidad de parada, aunque se recomienda que sea mayor. (INVIAS,
2008)
Los criterios de diseño en perfil para estos casos son los mismos que se aplican en cualquier
otro punto de la vía, excepto en algunos casos donde se presentan curvas verticales cóncavas
localizadas en pasos inferiores, como se presenta en la Figura 13. Aunque no es frecuente, la
estructura inferior (vigas) puede cortar la línea de visibilidad y limitar la distancia de visibilidad
Figura 16. Distancia de visibilidad bajo estructuras fuentes: Manual de diseño geométrico de carreteras (INVIAS, 2008)
Para el diseño de este tipo de curvas es necesario tener en cuenta el siguiente caso.
𝐿 =
𝐴∗𝐷𝑝2 800∗(𝐶−ℎ1+ℎ22 )10
Dónde: L = longitud de la curva vertical, e metros
Dp = Distancia de visibilidad de parada, en metros
A = Diferencia algebraica de pendientes, en porcentaje (%) C = Galibo en metros.
h1 = altura del ojo del conductor, en metros h2 = altura del obstáculo en metros
2.15. Parámetros de diseño de sección transversal
Una sección transversal incluye diferentes componentes apreciables en función de un plano
dispuesto perpendicularmente al eje, en un punto cualquiera del trazado. El diseño de secciones
transversales hace parte integral del diseño de un proyecto vial, pues en conjunto con la planta y
el perfil, permiten la visualización tridimensional de la infraestructura, mediante la incorporación
de elementos del diseño geométrico como la inclinación transversal para garantizar la seguridad
La sección de una vía urbana debe responder a tres solicitudes simultáneamente: por una
parte, debe acoplarse de la mejor manera posible al entorno sobre el cual se desarrolla, por otra,
debe seguir las especificaciones establecidas de acuerdo a su jerarquía, en pro de su vocación y
del modelo de ocupación territorial y el plan de movilidad; y, por último, debe ser diseñada bajo
criterios de seguridad vial.
2.15.1. Elementos de diseño de secciones transversales
A nivel urbano las secciones transversales pueden incluir:
Zonas vehiculares, entre bordes de vía:
Calzadas de servicio principales, solo bus, ciclorrutas.
Separadores centrales y laterales
Taludes, terraplenes o muros de contención.
Zonas de circulación exclusiva.
Carriles exclusivos de transporte publico
Estaciones de transporte público sobre separador central
Zonas laterales: entre borde vía y paramento:
Zonas de protección ambiental
Andenes
Ciclorrutas
Zonas abordadoras
Zonas complementarias
Paraderos o zonas de ascenso y descenso de pasajeros laterales
Estacionamientos
A continuación, se muestra en la imagen 14 los elementos anteriores de la sección
transversal de una vía urbana.
Figura 17. Elementos de la sección transversal
fuente: guía para el diseño de vías urbanas para Bogotá D.C. (IDU, 2015)
la siguiente tabla muestra los parámetros en secciones transversales urbanas según el perfil
vial.
Tabla 9. Parámetros reglamentados por el POT en secciones transversales urbanas según el perfil vial
3. Metodología
Para la realización del proyecto se utilizó la siguiente metodología:
Para dar inicio a la ejecución del presente proyecto se hizo una solicitud por medio escrito a
la secretaria de movilidad del distrito en la cual se solicitaba información acerca de estudios de
tránsito y transporte realizados por la entidad en la zona de trabajo, al cabo de quince días se
recibió mediante correo certificado la información en medio magnético en la cual se establecían
algunos aforos de transito que realizaron hacia el año 2012 en la zona de trabajo.
Posteriormente con la asesoría de un docente especialista en estudios de tránsito y transporte
se logró interpretar los datos adquiridos, para así analizar detallado de los volúmenes vehiculares
la zona de conflicto y se determinó sobre cual eje vial es más factible realizar el paso a desnivel.
A continuación, se realizó una consulta al Instituto De Desarrollo Urbano IDU, sobre la
cartografía existente y actualizada de la zona de trabajo; a lo cual la entidad proporciono una
serie de planos en los cuales se evidenciaba con detalle la zona en conflicto.
Estos planos evitaron en un principio la realización de un levantamiento planimetrico,
disminuyendo costos y tiempos en el desarrollo de este proyecto.
Luego se realizó el levantamiento altimétrico de la zona mediante un circuito de nivelación
por los mismos cambios amarados a una placa levantada mediante nivelación geodésica del
Instituto Geográfica Austin Codazzi (IGAC) ubicada cerca de la zona del proyecto.
Se evidencio que la cartografía adquirida no coincidía con las coordenadas encontradas y
cartografía con coordenadas reales en el sistema magana sigas con origen Bogotá, verificando
que el vértice materializado en campo por el IGAC coincidiese sus coordenadas con las de la
cartografía corregida.
Se consultó la literatura existente para el diseño de vías e intersecciones para Colombia y
Bogotá, en los cuales se encontraron los parámetros necesarios para dar inicio al diseño de esta
propuesta.
Luego de los parámetros proporcionados por la literatura consultada y los lineamientos
establecidos por el docente director se dio inicio al diseño dela propuesta, usando la cartografía
debidamente georreferenciada con la ayuda del software de diseño AutoCAD Civil 3D.
Para finalizar después del visto bueno del docente director y el docente revisor, se inició con
el montaje del diseño aprobado al software 3Ds Max para el modelado y renderizado para tener
una prospección en 3D y más detallada del diseño; para la realización de estas animaciones
fueron empleados los siguientes softwares
3Ds -Max.
Es un programa de la corporación Autodesk especializado en dibujo tridimensional,
paramétrico; utiliza plugins o aditamentos que complementan el programa bien sea en el
modelado, animación o renderizacion. Plugins como “V-ray”, “Corona render”, “I-ray”,
“Mental-ray”.
V-ray.
Es un plugin especializado en generar imágenes fotorrealistas, mediante el cálculo de
Evermotion.
Es una empresa independiente a V-ray encargada de modelar objetos (muebles, edificios,
automóviles, comida, etc.) para completar una escena.
Photoshop.
Metodología
básicos de diseño Criterios básicos
4. Desarrollo de la propuesta
A continuación, se presenta de manera detallada el desarrollo de la propuesta en la cual se
mostrará todos los parámetros y cálculos que se realizaron para llegar a la propuesta final.
4.1. Análisis de aforos de transito
Con base a los datos proporcionados por la secretaría de movilidad del distrito de unos
estudios de movilidad realizados en el dos mil trece se identificaron los siguientes parámetros
para determinar el diseño.
La imagen 15 muestra la cantidad de autos por acceso en ella se identificó que el volumen
total de autos que utilizaron la intersección en hora pico fue de 7072 vehículos, y el eje vehicular
con más afluencia fue el de la avenida ciudad de Cali de norte a sur con 2051 vehículos.
Figura 18. Volumen de vehículos total y por acceso en hora pico
Fuente: toma de información de campo para el programa de monitoreo, seguimiento y planeación del tránsito y el transporte de Bogotá D.C. (UNAL 2012)
La figura 16 muestra los datos anteriormente mencionados, en porcentaje, donde se
evaluaron y se identificaron que sobre el eje de la Avenida Ciudad de Cali de sur a norte el 82%
de los vehículos continuaron trayectoria recta hacia el norte; y sobre el eje de la avenida ciudad
de Cali de norte a sur el 97% de vehículos continuo trayectoria recta hacia el sur.
Figura 19. Volumen de vehículos total y por acceso en hora pico en porcentaje
Fuente: toma de información de campo para el programa de monitoreo, seguimiento y planeación del tránsito y el transporte de Bogotá D.C. (UNAL, SMB 2012.
De la imagen anterior se dedujo que a diferencia con los datos de la calle 90 el eje vial con
mayor afluencia vehicular fue el de la Avenida Ciudad de Cali el cual justifico que el diseño del
paso a desnivel se realizara sobre este eje vial, siendo este el eje con más afluencia vehicular.
La tabla 10 muestra el volumen vehicular por tipo de vehículo y en función del periodo de
toma de datos, el cual arrojo que en el horario de toma de datos la intersección presento un
numero de 72.647 vehículos.
Tabla 10. Cantidad de vehiculas en función del periodo de toma de datos.
HORARIO DE
La figura 17 muestra en resumen los datos expuestos en la tabla anterior.
Figura 20. Cantidad de vehículos que utilizaron la intercesión en el periodo de toma de datos.
Las anteriores figuras muestran que en el periodo de toma de datos, arrojo un volumen total
de 72.647 vehículos que transitaron en estos horarios y el tipo de vehículo que más utiliza esta
intersección furon los vehículos livianos particulares. 0 CANTIDAD DE VEHICULOS QUE UTILIZARON LA
De igual manera la tabla 11 muestra la cantidad de vehículos, en la hora pico en jornada de
la mañana tarde y noche.
Tabla 11. Cantidad de vehículos por hora pico en diferentes jornadas de tiempo.
HMD PERIODO
La siguiente figura resume los datos plasmados en la tabla anterior.
Figura 21. Demanda vehículos horas pico 0
De lo anterior se dedujo que en las 3 horas pico del día la intersección es utilizada por
alrededor de 18301 vehículos mixtos indicando un alto índice de aglomeración de vehículos en
estas horas.
Los anteriores datos fueron evaluados para justificar por qué fue factible el diseño de este
proyecto, y de igual modo sustentar sobre cual eje vial era óptimo diseñar el paso a desnivel
4.2 Realización plano topográfico base
A continuación, se presenta los procedimientos que se realizaron para generar el plano
topográfico base, para el posterior diseño de la propuesta
4.2.1 Desarrollo planimétrico
Para el diseño planimetrico se hizo una consulta al instituto de desarrollo urbano IDU el
cual proporciono por medio magnético una serie de planos de diferentes temáticas de la zona en
conflicto los cuales sirvieron en un inicio para el diseño, y evitar el levantamiento topográfico de
la zona; posterior a esto se evidencio que la cartografía no coincidía con el sistema de
coordenadas adquiridas a través del IGAC y de las imágenes satélites encontradas en la página
web de mapas de Bogotá.
Por lo anterior se optó por aprovechar los conocimientos adquiridos en el manejo del
software ArcGis empleándolo, al subir la cartografía al programa se logró la conversión del
sistema de coordenadas que traían los archivos del IDU, a coordenadas planas cartesianas en el
sistema de referencia MAGNA-SIRGAS con origen Bogotá, con el cual se pudo verificar
montando que vértice 18-BGT materializado por el IGAC coincidían sus coordenadas en la
La imagen 19 muestra el vértice cercano a la zona de estudio, que sirvió para la verificación
de la conversión de las coordenadas a un sistema de referencia conocido en la cartografía y
posteriormente como punto de partida para el desarrollo altimetrico del proyecto.
Figura 22. Mojón de referencia que se empleó para el desarrollo planímetro y altimetrico del proyecto
La imagen 20 muestra las coordenadas geodésicas obtenidas de la nivelación geodésica
realizada por el IGAC.
Figura 23. Coordenadas geodésicas y altura elipsoidal fuente. IGAC recuperado de. http://geoportal.igac.gov.co/ssigl2.0/pdf.jsp
La imagen 21 ilustra la descripción del punto materializado de la nivelación geodésica
Figura 24. Descripción punto materializado 18-BGT por nivelación geodésica (IGAC,2015)
recuperado de: http://geoportal.igac.gov.co/mapas_de_colombia2/GEODESIA/descripciones/18-BGT.pdf agosto 2015
4.2.2 Desarrollo altimétrico
Para el desarrollo altimetrico del proyecto como se menciona en el punto anterior se realizó
un circuito de nivelación por los mismos cambios tomando como NP el vértice materializado y
nombrado como 18-BGT cuya altura es de 2552,552 m que fue determinada mediante una
nivelación geodésica Realizada por el IGAC; arrojando como resultado la siguiente cartera de
Tabla 12. Cartera de cálculo circuito de nivelación por los mismos cambios
A continuación, se realizó la nivelación de los ejes de las vías que muestran las siguientes
Tabla 13. Cartera eje Av. Ciudad de Cali hacia el norte
PERFIL EJE AV CIUDAD DE CALI HACIA EL NORTE
PUNTO V+ H. INTR V- V INT COTA (m)
Tabla 14. Cartera nivelación eje Av. Ciudad de Cali hacia el sur
PERFIL EJE AV CIUDAD DE CALI HACIA EL SUR
PUNTO V+ H. INTR V- V INT COTA (m)
PERFIL EJE CALLE 90 HACIA EL OCCIDENTE
PUNTO V+ H. INTR V- V INT COTA (m)
C5 2,505 2551,842 2549,336875
K0+000 2,493 2549,348875
k0+010 2,335 2549,506875
K0+020 2,229 2549,612875
K0+030 2,126 2549,715875
K0+040 2,017 2549,824875
K0+050 1,933 2549,908875
K0+060 1,82 2550,021875
K0+070 1,723 2550,118875
K0+080 1,632 2550,209875
K0+090 1,547 2550,294875
K0+100 1,454 2550,387875
K0+110 1,362 2550,479875
K0+120 1,288 2550,553875
K0+130 1,227 2550,614875
K0+140 1,139 2550,702875
K0+150 1,112 2550,729875
Tabla 16. Cartera de nivelación eje calle 90 hacia el oriente
PERFIL EJE CALLE 90 HACIA EL ORIENTE
Luego a partir de la nivelación de las abscisas del eje se realizó la nivelación de la sección
transversal cada 50 metros debido a que el terreno no tiene una variación en su terreno y en sus
secciones agilizando el proceso practico del proyecto.
Posterior a esto y con los resultados de la nivelación se ingresaron estos datos al software de
diseño generando una superficie de terreno que permitió la realización del perfil del diseño y
calcular las respectivas áreas de corte y relleno del diseño final
4.3 Realización plano diseño final
A continuación, se describen los procedimientos para el desarrollo del plano final del diseño
de la intersección.
Inicialmente empleando el software de diseño AutoCAD Civil 3D se realizó el trazado de
nuevos alineamientos de los ejes de las calzadas de la avenida ciudad de cali donde en el diseño
altimetrico especifica en el paso deprimido una pendiente de entrada y de salida del 6%
conforme a la guía de diseño de vías urbanas del IDU que especifica en vías arteriales y en otro
tipo de vías en donde exista la posibilidad de elegir la pendiente del alineamiento vertical, como
es el caso de puentes y túneles, las pendientes longitudinales no deben superar el 5% o el 6%
(IDU, 2015). Y con forme a la tabla 17 y los límites del terreno se eligió dicha pendiente
Tabla 17. Pendientes máximas permitidas en proyectos nuevos.
Fuente. Guía de diseño de vías urbanas para Bogotá (IDU, 2015)
Se generó un perfil longitudinal de los nuevos alineamientos donde se identifican los
parámetros del nuevo diseño, dichos alineamientos y perfiles se encuentran en el plano
planta-perfil que se encuentra en la sección de anexos del presente documento.
De igual modo para seguir preservando los principales movimientos vehiculares que tiene la
intersección actualmente, se realizó el diseño de conectantes con sus respectivas curvas
horizontales, el cálculo de peraltes y el diseño de un sobresalto para la disminución de la
velocidad del vehículo y tenga prioridad el paso de los peatones, el diseño de los peraltes fue
para las cuatro conectantes un peralte del 6%, diseñado conforme a la guía de diseño de vías
urbanas donde se señala. En vías arteriales con velocidades de diseño mayores o iguales a 30
km/h, el peralte máximo debe ser 4% cuando el control de accesos es limitado o nulo y no
separadores que permitan absorber diferencias de altura y si se presenta un control de accesos
parcial (IDU, 2015). Por el cual al ser un corredor vial con velocidad de diseño de 60 Km/h y las
conectantes poseen separadores y tiene un control de acceso a ellas
A continuación, se identifican las especificaciones que se tuvieron en cuenta para el diseño
de dichas conectantes como también, se muestran los elementos y coordenadas del diseño de las
curvas que fueron necesarios incorporar al diseño para optimizar movimientos y los accesos los
ejes viales.
Conectante 1. desde Avenida Ciudad de Cali sur, hacia calle 90 oriente.
Figura 25. Conectante 1. desde Avenida Ciudad de Cali sur, hacia calle 90 oriente
Tabla 18. Elementos conectante 1
NORTE ESTE ∆c Rc Lc T Ex PC PT
PI-Z1 109985,09 93087,377 42° 27' 53,96" 41,91 11° 58' 04.1134" 20 4,178 2,096 0,11 K0+020,84 K0+025,01
PI-Z2 110017,84 93117,355 44° 44' 26,69" 49,99 02° 16' 32.7332" 20 0,794 0,397 0,004 K0+066,92 K0+067,72 PI-Z3 110069,17 93168,216 131°13'47,45" 22,444 86° 29' 20.7551" 23 35,098 21,869 8,668 K0+117,71 K0+152,81
PI-Z4 110039,46 93202,119 126°50'28,54" 27,45 04° 23' 18.9126" 20 1,532 0,766 0,015 K0+175,25 K0+176,78
ELEMENTOS DE CURVAS
Conectante 2. Desde calle 90 hacia avenida ciudad de Cali norte
Figura 26. Conecante desde calle 90 oriente hacia avenida ciudad de cali hacia el norte.
Tabla 19. Elementos conectante calle 90 oriente hacia avenida ciudad de cali hacia el norte.
Conectante 3. Desde avenida ciudad de cali norte hacia calle 90 occidente
Figura 27. Conectante Desde avenida ciudad de cali norte hacia calle 90 occidente.
NORTE ESTE ∆c Rc Lc T Ex PC PT
PI-Y1 110053,03 93218,527 312°14'4,66" 20,939 05° 49' 46.3375" 20 2,035 1,018 0,026 K0+026,18 K0+028,21
PI-Y2 110085,35 93182,934 44° 44' 4.98" 29,629 92° 30' 00.3230" 25 40,361 26,115 11,15 K0+049,15 K0+089,51 PI-Y3 110125,92 93223,133 36° 53' 44.17" 38,688 07° 50' 20.8109" 20 2,736 1,37 0,047 K0+119,14 K0+121,88
ELEMENTOS DE CURVAS
Tabla 20. Elementos conectante Desde avenida ciudad de cali norte hacia calle 90 occidente
Conectante 4. Desde calle 90 occidente hacia avenida ciudad de cali sur
Figura 28. Conectante calle 90 occidente hacia avenida ciudad de cali sur
Tabla 21. Tabla de elementos curvas circulares conectante calle 90 occidente hacia avenida ciudad de cali sur.
Para el diseño de las secciones transversales fue necesario la realización de una sección
típica de cada eje vial para que posteriormente fuera montada en el software y arrojara las vistas
en sección transversal cada 10 metros y facilitara el cálculo de volúmenes de corte y relleno que
NORTE ESTE ∆c Rc Lc T Ex PC PT
PI X-1 110143,28 93199,194 219°19'26.35" 26,271 02° 58' 49.6943" 20 1,04 0,52 0,007 K0+039,44 K0+040,48
PI-X2 110101,46 93164,933 312°3'54.02" 23,622 92° 44' 27.6738" 26 42,085 27,275 11,68 K0+066,75 K0+108,83
PI-X3 110136,43 93126,183 304°37'42,52" 26,073 07° 26' 11.5039" 20 2,596 1,3 0,042 K0+132,45 K0+135,05
ELEMENTOS DE CURVAS
PI No COORDENADAS AZIMUT DISTANCIA DELTA ELEMENTOS ABSCISADO
NORTE ESTE ∆c Rc Lc T Ex PC PT
PI-W1 110122,96 93108,475 130°14'4,74" 26,472 09° 18' 36.3916" 20 3,25 1,629 0,066 K0+023,87 K0+027,12
PI-W2 110087,17 93150,774 225°17'2,04" 54,037 95° 02' 57.2943" 25 41,473 27,306 12,02 K0+053,59 K0+095,06
PI-W3 110029,63 93092,661 227°47'2,6" 37,681 02° 30' 00.5632" 20 0,873 0,436 0,005 K0+149,10 K0+149,97
PI-W4 109985,09 93087,377 218°1'46,5" 17,362 09° 45' 16.0998" 20 3,405 1,707 0,073 K0+187,66 K0+191,06C
ELEMENTOS DE CURVAS
serían necesarios para efecto informativo, dichas secciones se encuentran en el plano de
secciones transversales que se encuentra en la sección de anexos del presente documento.
Las imágenes muestran las secciones típicas de la Avenida Ciudad de Cali y Calle 90 que se
emplearon para el diseño del proyecto su posterior cálculo de volúmenes de corte y relleno.
Figura 29. Sección típica avenida ciudad de cali
4.4 Modelado 3D del diseño final
Desde AutoCAD se limpió el plano (Se suprimen textos, bloques de automóviles, etc. Objetos que no sean relevantes para el modelado en tres dimensiones.) se dejó simplemente la geometría de la escena.
El modelo se trasladó al eje cartesiano (0,0) ya que 3Ds-Max tiene problemas con coordenadas alejadas del cero cartesiano.
El dibujo o modelo se importó a 3DS-Max en partes por coordenadas con el fin de que 3D-Max no se bloquee por el tamaño o peso magnético del modelo.
Se empezó a modelar parte por parte del dibujo, carretera, puentes peatonales, andenes, etc. De la base de AutoCAD
Se creó materiales1 y texturas para aplicarlos a cada uno de los objetos modelados como vidrios carreteras puentes peatonales, andenes, etc.*
Se Generó un “V-ray zone”, encargado de iluminar la escena.
Se implantó una cámara de V-ray, “V-ray Phisical Camera”, esta cámara se comportará como una cámara réflex real, donde se escoge tipos de lente, ISO, aperturas de lente,
desenfoques. Configuraciones de cámara.
Se aplicó una iluminación básica, se “Setea” o configura V-ray, donde se escogió el tamaño del render, esto asociado a la calidad de imagen, se modificó la cantidad de fotones2, tipos de revotes de luz (Laicache y bruteforce.), al mismo tiempo se configuro las subdivisiones de los pixeles entre otras cosas. Se cargó al programa en este mismo espacio un HDRI (Imagen esférica de gran formato de entorno predeterminado que complementa la luz y ayuda a los reflejos de la misma.). Todo esto se hizo con el objeto de primero hacer pruebas de renders, es decir observar que no existan errores de modelado, errores al cargar materiales, que la iluminación se encuentre con los suficientes fotogramas, y al mismo tiempo que o este ni muy iluminada ni muy oscuro el entorno.
Se ubicaron bloques para completar la escena. Bloques como automóviles, postes de luz, arboles, edificios, etc. Desde las librerías de la empresa Evermotion.
Luego que a escena este sin errores, se hicieron líneas o senderos o “PATS”, que serán las guías en las que se van a mover los objetos en la animación acompañado de los movimientos de la cámara.
Se generó la animación del desnivel, en tamaño 1280x720. El proceso completado, con el objeto de realizar un video o animación, la que es una sucesión de imágenes o fotogramas a una velocidad, formando la sensación de movimiento, que según la NTSC (National Television System Committee.) se generaron 30 fotogramas “FRAMES” para un segundo de video a buena
1 Un material básico está compuesto por: color, brillo, transparencia, rugosidad o textura. Esto para el momento del render, se logre la apariencia fotorrealista.
calidad. Que fueron las que se utilizaron en la animación de 745 frames o renders o imágenes o fotogramas, con un promedio de siete minutos por cada una de ellas.
Se generaron renders que ilustraran aspectos generales del proyecto, estos a mayor calidad de imagen 4000X2250 pixeles.
Obtenidos los renders, con el software Photoshop se realizó una post-producción donde se agregaron personas y demás elementos que enriquecieran el render.
Las siguientes imágenes ilustran el resultado final de la animación que se encuentra en su totalidad en el dispositivo magnético que se encuentra como anexo en este documento.
La imagen 28 muestra el diseño final del paso a desnivel donde se identifica el paso deprimido las conectates los pasos los puentes peatonales sobre la calle 90 que facilitan la movilidad de peatones y ciclistas, la renovación de la ciclorruta existente sobre calzada derecha de la ciudad de cali y su extensión aún no existente.
Figura 31. Imagen aérea de la animación 3D del diseño final del paso a desnivel
La imagen 29 muestra el paso deprimido sobre el eje vial de la avenida cali, donde se puede
observar los carriles de vehículos mixtos y el carril exclusivo para transporte masivo
Figura 32. Ilustración del diseño final del deprimido sobre la Av. Ciudad de cali, con el respectivo diseño del corredor vial para transporte masivo Transmilenio
La imagen 30 ilustra el cruce peatonal y el paso a nivel de la calle 90 y donde se identifica la
eliminación de semáforos, y puentes peatonales que atraviesan la calle 90 facilitando la
movilidad de peatones eliminando el riesgo tanto para peatones como para conductores.
La imagen 31 muestra el diseño final, con el paso en desnivel sobre la Av. Ciudad De cali,
la calle 90 con sus pasos peatonales, el diseño de la ciclorruta, las conectantes, y una edificación
existente que es el Centro de Atención Inmediata de la policía
Figura 34. Ilustración del paso a desnivel sobre la avenida cali vista desde el punto cardinal norte.
La imagen 32 muestra el diseño final de la calle 90, donde se identifican la eliminación de
los semáforos, la utilización de puentes peatonales y la revitalización de la zona con separador
verde.
4.5Área afectada
Empleando el software de diseño se transpuso el diseño final sobre la cartografía inicial y
mediante la opción de corte y generación de área se estableció el área afectada por el diseño la
cual arrojo un área total de 6376,094 m², y 88 predios de los existentes, como lo ilustra la figura
30.
