Manual Civil3d 2014

AutoCAD Civil 3D

TUTOR: WILDER YARANGA HUATARONGO

ACTIVIDAD EDUCATIVA DE PERFECCIONAMIENTO Y ESPECIALIZACION DIRIGIDO A PROFESIONALES, BACHILLERES, ESTUDIANTES DE INGENIERÍA CIVIL, ARQUITECTURA, AGRICOLA Y CARRERAS AFINES, Y EGRESADOS DE LAS CARRERAS TECNICAS DE TOPOGRAFÍA Y DIBUJO EN CONSTRUCCION CIVIL. PERU - 2014

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AutoCAD Civil 3D

PRESENTACIÓN

AutoCAD Civil 3D es una herramienta muy útil para el dibujo de elementos vectoriales y para la digitalización. La gran capacidad del software permite trabajar con una cantidad considerable de datos de campo y realizar grandes análisis como la modelación de superficies de terreno, curvas de nivel, el diseño de secciones y el cálculo ágil de áreas y volúmenes que le faciliten al profesional la toma de decisiones en un proyecto específico. Las herramientas utilizadas en este curso son de uso legal. Este manual cumple con el objetivo de explicar, a través de un paso a paso con imágenes y textos, los pasos para la creación de proyectos básicos en AutoCAD Civil 3D, como complemento del curso básico del mismo software. Los contenidos, según la estrategia metodológica para la capacitación, están organizados en forma gradual y secuencial por operaciones, fijadas como centro de interés del aprendizaje, tiene orientaciones metodológicas y de evaluación por cada tema; así como la relación del material didáctico respectivo.

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AutoCAD Civil 3D I. INTERFACE DE USUARIO En AutoCAD Civil 3D    

Los objetos son dinámicos y están basados en estilos, lo que simplifica la creación y edición de objetos. Las barras de herramientas de composición agrupan las herramientas de creación y edición de objetos. El Espacio de herramientas agrupa las tareas de gestión de objetos. Los menús contextuales, a los que se puede acceder mediante un clic en el botón derecho en el Espacio de herramientas, ofrecen un acceso rápido y sencillo a todos los comandos relevantes. Cuando se modifican los datos, los objetos se actualizan. Por ejemplo, si se modifica un punto, las superficies relacionadas se modificarán automáticamente. INGRESAR A CIVIL 3D

Haga doble clic en el icono de acceso directo

, seguido a ello lo mostrara la siguiente

ventana.

La interfaz del programa se resumen en: 1. Menú inicio: se encuentran las opciones básicas de Civil 3D 2. Inicio rápido: Se puede personalizar, añadiendo comandos que más se utilizan. 3. Pestañas de herramientas: Donde se encuentran todas las herramientas de Civil 3D, reemplazando las antiguas barras de herramientas.

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AutoCAD Civil 3D 4. Espacio de dibujo: área para realizar los dibujos, se encuentra en unidades métricas, aunque se pueden cambiar. 5. Espacio de herramientas: en este espacio se generan y guardan todos los elementos constructivos de Civil 3D (puntos, grupos, superficies, perfiles, secciones, alineamientos). 6. Ventana de comandos: en esta ventana se ejecutan y muestran todos los comandos. 7. Cuadro de coordenadas: muestra las coordenadas actuales a partir del origen (0,0,0). 8. Barra de ayudas: activa ayudas y guías para el dibujo. 9. Barra de estado: se pueden cambiar los espacios de trabajo y la escala del dibujo. 10. Pestaña de presentación: permite cambiar entre espacio de dibujo y espacios de papel. 11. Rueda y panel de navegación: ofrece comandos gráficos para el manejo del dibujo. 12. Barra de títulos: muestra el nombre del proyecto actual. 13. Ventana de búsqueda: ofrece ayuda de comandos y funciones de Civil 3D. 14. Espacio de Trabajo: permite cambiar la configuración de la interfaz a Civil, 2D, 3D, Map o personalizada.

OPCIONES DE CIVIL 3D Autocad civil 3D nos mostrara opciones de ingreso:

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AutoCAD Civil 3D : Proporciona comandos relacionados con el dibujo, como New, Open, y recuperar. Se puede acceder al Menú de aplicación desde el botón situado en la esquina superior izquierda de la ventana de la aplicación. ABRIR UN NUEVO DOCUMENTO Crear un archivo. Para crear un nuevo archivo es necesario tomar como base una plantilla de dibujo (template), la cual contiene todas las configuraciones personales para la elaboración y presentación de un proyecto. Para abrir un nuevo archivo ir a: FILE

NEW NOTA: También se puede abrir con: CTRL + N Nos mostrara un cuadro de dialogo para seleccionar la plantilla de estilo, elegiremos

la

plantilla

métrica:

AUTOCAD CIVIL 3D (METRIC) NCS. y Open. (ver figura)

Ahora nos muestra la pantalla principal de AutoCAD civil 3D (ver figura)

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AutoCAD Civil 3D La interfaz de usuario de AutoCAD Civil 3D mejora el entorno de AutoCAD estándar con herramientas adicionales para crear y administrar información de diseño civil. Los elementos estándar de AutoCAD, como la línea de comando y el espacio de diseño funcionan de la misma forma en AutoCAD Civil 3D que en AutoCAD. CINTA DE OPCIONES

Los comandos y los elementos de AutoCAD Civil 3D están disponibles en la cinta de opciones: Presentación general de la cinta de opciones de AutoCAD Civil 3D La cinta de opciones de AutoCAD Civil 3D es la interfaz de usuario primaria para acceder a los comandos y elementos. Los comandos disponibles en la cinta de opciones se organizan en fichas. Cada ficha se organiza en una serie de grupos, etiquetados por tarea. Hay dos tipos básicos de fichas de cinta de opciones: estática y contextual: 1. Fichas estáticas de la cinta de opciones: Entre las fichas estáticas de la cinta de opciones de AutoCAD Civil 3D se incluyen Inicio, Insertar, Anotar, Modificar, Analizar, Visualización, Salida y Administrar. Las fichas estáticas de la cinta de opciones se muestran siempre que la cinta de opciones esté activada y contienen la mayoría de las funciones de los menús desplegables de la barra de menús y de las barras de herramientas. Las fichas estáticas de la cinta de opciones tienen un color de fondo gris. 2. Fichas contextuales de la cinta de opciones: Las fichas contextuales de la cinta de opciones se muestra automáticamente al seleccionar un objeto o invocar un comando específico del objeto. Por ejemplo, al seleccionar un objeto de red de tuberías, se muestra la ficha contextual de Red de tuberías. Las fichas contextuales contienen comandos relacionados con el objeto actualmente seleccionado. La mayoría de las fichas contextuales se pueden cerrar simplemente anulando la selección del objeto. Ficha estática

Ficha contextual TUTOR: WILDER YARANGA HUATARONGO

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II. PUNTOS EN CIVIL 3D 2.1 Preparación de Puntos de Excel a Civil 3D Generalmente la información de los puntos para el uso topográfico se encuentran en Excel o bloc de notas, por tal motivo, se nos urge almacenar en un formato que reconozca el civil 3D tal como es el formato CSV (delimitado por comas) o archivo de texto *.txt. Para ello habrá el archivo “libreta topografica.xls”

En la hoja exportar encontrara 4 columnas separadas por coma donde la primera columna es la numeración de los puntos (P), la segunda columna, son las coordenadas Norte en UTM (N), la tercera columna, son las coordenadas este en UTM (E), la cuarta columna, son las cotas o altitud de cada punto (Z), y la cuarta columna, son la descripción de cada punto (D), en resumen están en formato P,N,E,Z,D.

Luego vaya a Guardar como, elija en tipo la opción csv (delimitado por coma), luego ponga guardar.

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Finalmente cierre la hoja Excel. 2.2. Importación de puntos desde archivo de texto o csv Una vez exportado los puntos al formato CSV (delimitado por comas) solo queda entrar a civil e importar. En la paleta de Toolspace/Prospector haga clic derecho en points, luego clic en Create…

En la Barra de Create points clic en import points

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AutoCAD Civil 3D En la opción Format Elija PNEZD (comma delimited)

Clic en agregar (

), en Files Of Type elija *.csv, localice el archivo LIBRETA TOPOGRAFICO y

clic en Open

Clic en Add Points to point Group, inserte el nombre del grupo “puntos” y clic en ok

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AutoCAD Civil 3D Clic en ok, si se puede apreciar los puntos presiones las teclas “Z” enter y “E” enter

2.3 Visualización de estilos de punto. Es importante tener un adecuado estilo de punto, para ello se configurara el estilo apropiado para visualizar los puntos. Vaya en toolspace/prospector, luego vaya a points Gruops anti clic en puntos, seleccione Properties…

En la casilla de de Information en points style: (estilo de punto) elija WILDER y también en Point label style (estilo de etiqueta de punto) elija WILDER.

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AutoCAD Civil 3D Y clic en ok

Se visualizara de esta forma

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AutoCAD Civil 3D 2.4 Tabla de puntos Como se estudió en el curso, se pueden adicionar tablas con la información de puntos y editar el estilo de la tabla, personalizar los nombres de Columnas, título y bordes a gusto del usuario e insertarla en el Dibujo. En el menú de edición de puntos (Pestaña Annotate Seleccionar en la ventana superior). Add Tables:

En la nueva ventana se selecciona el formato, el máximo de filas por tabla y la división en columnas, y otras opciones vistas en el curso, importante seleccionar los grupos de puntos o todos en el icono

o puntos en el dibujo

con el icono Por

ultimo

le

damos

clic

en

OK

y

seleccionamos un punto de inserción de las tablas, aparte del dibujo.

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III. ANALISIS Y MANEJO DE SUPERFICIES

La superficie de terreno creada por Civil3D es un modelo de la realidad creado a partir de la interpolación de Puntos de terreno con elevación, Curvas de nivel, Líneas de quiebre, entre otros. Pero por más fina que haya sido la captura de datos, nunca será igual a la superficie de terreno real. En este orden de ideas, el modelo creado, por más automático que haya sido el proceso, necesita del análisis del experto para que se acerque lo más posible a la realidad, y para esto, Civil3D ofrece muchas herramientas y funciones que facilitan este procedimiento. CREACIÓN DE UNA SUPERFICIE Una vez obtenida los puntos en el programa, necesitaremos tener una superficie del terreno, para crear una superficie, ir a la ficha Prospector: (ver figura) Seleccionamos la opción Surface luego clic con el botón derecho del mouse ahora clic izquierdo a la opción Create Surface

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AutoCAD Civil 3D Ahora nos presenta una ventana de diálogo (ver figura) Aquí

digitar

nombre

de

el la

superficie y luego la descripción.

Aquí digitar el estilo de la superficie: ejemplo (Contours 2m and 10m (Background))

Finalmente clic en ok No observamos nada en la pantalla, eso pasa por lo que no le hemos asignado con que puntos va a generar la superficie para ello nos dirigimos a: Toolpace / Prospector / Surface / TERRENO / Definition / Point Groups /hacer clic derecho y seleccionar Add… (ver figura)

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AutoCAD Civil 3D En la ventana activa seleccionamos la opción _Punto y luego de ello hacemos clic en Apply y Ok, listo. Ahora sí nos muestra la superficie creada y todo lo demás. (Ver figura)

Ahora hago un clic derecho con el mouse en la superficie y nos dirigimos a la opción Object Wiever (ver figura).

Ahora nos muestra una vista preliminar de la superficie (ver figuras)

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AutoCAD Civil 3D Superficie TIN (triangulación) Una superficie TIN se compone de los triángulos que forman una red irregular triangular. Las líneas TIN forman los triángulos que constituyen la triangulación de la superficie. Para crear líneas TIN, AutoCAD Civil 3D conecta los puntos de la superficie que están más cerca unos de otros. Para la triangulación activar el foco en el siguiente cuadro de dialogo si desea, poner el color que guste.

Y lo mostrara de la siguiente manera.

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AutoCAD Civil 3D Edición de la superficie Para editar una superficie simplemente se debe seleccionar para permitir ver la pestaña de edición, y en la barra Modificar (Modify) seleccionar Editar superficie (Edit Surface).

Las opciones de edición están sujetas a la consideración del dibujante o topógrafo, el cual debe conocer el terreno o superficie real para asimismo poder modelarla de la mejor manera posible y realizar los ajustes pertinentes al modelo automático que genera Acad. Cabe destacar que para editar puntos y triángulos, deben éstos estar encendidos en la opción Display del estilo de superficie escogido, Para eliminar puntos o líneas, solamente se debe seleccionar el elemento y dar clic en ENTER. Para crear o realizar otros cambios, seguir las opciones especificadas en la ventana de comandos (opciones estudiadas en el curso). Por último, para regresar al estilo anterior y quitar los puntos y triángulos, en las propiedades de la superficie seleccionamos editar estilo de superficie y en “Visualización” (Display), apagamos las capas que no queremos ver. Etiquetado de Curvas Las etiquetas permiten adicionar datos a la superficie tales como puntos con altura, pendiente o etiquetas de curvas de nivel. Teniendo visible el estilo “Contours” o Curvas en la Superficie, seleccionamos la Superficie para activar la pestaña superior. Luego en la herramienta Labels & Tables seleccionamos Add Labels:

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Análisis de superficie Se pueden realizar muchos tipos de análisis relacionados con las superficies, incluyendo curvas de nivel, orientaciones, elevaciones, taludes, flechas de talud, cuencas de captación y rutas de gota de agua. Pendientes. Permite modelizar los triángulos de superficie de forma diferente de acuerdo con el intervalo de pendiente en el que se encuentran.

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AutoCAD Civil 3D Elevaciones. Se utiliza para el análisis de guitarras de elevación. Permite modelizar los triángulos de superficie de forma diferente de acuerdo con su intervalo de elevación.

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AutoCAD Civil 3D IV.

ALINEAMIENTO

DISEÑO GEOMETRICO EN PLANTA - CARRETERA ALINEAMIENTO HORIZONTAL GENERALIDADES Los criterios a aplicar en los distintos casos se establecen mediante normas y recomendaciones que el proyectista debe respetar y en lo posible, dentro de límites económicos razonables, superar, para lograr un trazado que satisfaga las necesidades del tránsito y brinde la calidad del servicio que se pretende obtener de la carretera. El buen diseño no resulta de una aplicación mecánica de la norma. Por el contrario, él requiere buen juicio y flexibilidad, por parte del proyectista, para abordar con éxito la combinación de los elementos en planta y elevación. El trazado debe ser homogéneo: sectores de este que permitan velocidades superiores a las de diseño no deben ser seguidos de otros en los que las características geométricas se reducen bruscamente. Las posibles transiciones entre una u otra situación, deberán darse en longitudes suficientes como para ir reduciendo las características del trazado a lo largo de varios elementos, hasta llegar a los mínimos absolutos permitidos, requeridos en un sector dado. El alineamiento horizontal deberá permitir la operación ininterrumpida de los vehículos, tratando de conservar la misma velocidad directriz en la mayor longitud de carretera que sea posible. En general, el relieve del terreno es el elemento de control del radio de las curvas horizontales y el de la velocidad directriz. Esta última, a su vez, controla la distancia de visibilidad. El trazado en planta de un tramo se compondrá de la adecuada combinación de los siguientes elementos: recta, curva circular y curva de transición. CONSIDERACIONES DE DISEÑO

Se presenta aquí algunos aspectos fundamentales que habrán de considerarse en el diseño del alineamiento, considerando su fluidez y apariencia general: • Los tramos excesivamente extensos en tangente, convenientes para las vías férreas, no son deseables para las carreteras. Para las carreteras de un patrón elevado (autopistas o multicarril), el trazado deberá ser más bien una serie de curvas de radios amplios que de extensas tangentes, "quebradas" por curvas de pequeña amplitud circular. Amén de reducir la sensación de monotonía para el conductor, ese patrón de trazado se ajusta mejor a la conformación básica de las líneas naturales, pudiendo reducir los rasgos causados por el terraplén en el paisaje. • En el caso de ángulos de deflexión pequeños, iguales o inferiores a 5º, los radios deberán ser suficientemente grandes para proporcionar longitud de curva mínima. TUTOR: WILDER YARANGA HUATARONGO

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AutoCAD Civil 3D • Las consideraciones de apariencia de la carretera y de orientación del conductor recomiendan que, en la medida de lo posible, las curvas circulares estén dotadas de curvas de transición, incluso en los casos en que, conforme a los criterios usuales, éstas estarían dispensadas. • Al final de las tangentes extensas o tramos con leves curvaturas, o incluso donde siga inmediatamente un tramo con velocidad de diseño inferior, las curvas horizontales que se introduzcan deberán concordar con la mayor posibilidad precedente, preferiblemente bien por encima del mínimo necesario, y proporcionando una sucesión de curvas con radios gradualmente decrecientes para orientar al conductor. En estos casos, siempre deberá considerarse el establecimiento de señales adecuadas de advertencia para paliar las deficiencias que emanen de este hecho. • No son deseables dos curvas sucesivas en el mismo sentido cuando entre ellas existe un tramo en tangente. Preferiblemente, serán sustituidas por una curva extensa única bien estudiada o, por lo menos, la tangente intermedia deberá sustituirse por un arco circular, constituyéndose entonces en curva compuesta. • Las curvas sucesivas en sentidos opuestos, dotadas de curvas de transición, deberán tener sus extremos coincidentes o separados por cortas extensiones en tangente. Con todo, en el caso de curvas opuestas sin espiral, la extensión mínima de la tangente intermedia deberá permitir la transición del peralte. Aunque sea deseable, se reconoce que, en diversos casos, no será posible aplicar muchos criterios arriba descritos, como por ejemplo, cuando sea necesario ajustar el trazado a elementos rectilíneos del paisaje, tales como valles estrechos, vías férreas, redes viales urbanas, etc., o aprovechar trazados ya existentes. Además, la necesidad de proporcionar suficiente distancia de visibilidad de parada limita el empleo de tramos curvilíneos. • Deberá buscarse un alineamiento horizontal homogéneo, en el cual tangente y curvas se suceden armónicamente. TRAMOS EN TANGENTE A efectos de la Norma, en caso de disponerse el elemento tangente, las longitudes mínima admisible y máxima deseable, en función de la velocidad de proyecto, serán las dadas en la siguiente tabla:

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AutoCAD Civil 3D TABLA 01

Siendo: L min.s = Longitud mínima (m) para trazados en “S” (alineación recta en alineaciones curvas con radios de curvatura de sentido contrario). L min.o = Longitud mínima (m) para el resto de casos (alineación re entre alineaciones curvas con radios de curvatura del mis sentido). L máx = Longitud máxima (m). Vd = Velocidad de diseño (Km/h) Elementos de la Curva Circular. La simbología normalizada que se define a continuación deberá ser respetada por el proyectista. Las medidas angulares se expresan en grados sexagesimales. P.C. : Punto de inicio de la curva P.I.

: Punto de Intersección de 2 alineaciones consecutivas

P.T. : Punto de tangencia E

: Distancia a externa (m)

M

: Distancia de la ordenada media (m)

R

: Longitud del radio de la curva (m)

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AutoCAD Civil 3D T

: Longitud de la subtangente (P.C a P.I. y P.I. a P.T.) (m)

L

: Longitud de la curva (m)

L.C : Longitud de la cuerda (m Δ

: Angulo de deflexión (º)

P: Peralte; valor máximo de la inclinación transversal de la calzada, sociado al diseño de la curva (%) Sa

: Sobreancho que pueden requerir las curvas para compensar el aumento de espacio lateral

que experimentan los vehículos al describir la curva (m) Radios Mínimos Absolutos Los radios mínimos que se usarán en las diferentes carreteras serán función de la velocidad directriz y del peralte, de acuerdo a los valores que se indican:

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Para la creación de un alineamiento existen varias formas las que veremos son 2 una usando los elementos del Civil 3D, y otro a partir de una poli línea. Trazo Para realizar un trazo de una carretera o línea de conducción, va depender del levantamiento topográfico, si tiene una superficie sin un trazo ud puede realizar un trazo línea gradiente.

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AutoCAD Civil 3D Creación de un alineamiento usando los elementos del civil 3d Clic en home/alignment/alignment Creation Tolls

Ponga el nombre del alineamiento y configure como se muestra según a las normas peruanas establecidas en longitud de tangente y curva, después clic en ok

Con la ayuda del tutor crear el criterio de diseño de tangente y radio según las normas peruanas de carretera en el Perú. TUTOR: WILDER YARANGA HUATARONGO

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Después de presionar ok muestra la barra de herramientas del alineamiento, la cual usaremos para crear, modificar el alineamiento. Traza un alineamiento

Crea curvas circulares

Inserta un nuevo PI

Elimina un PI

Crea tangentes iniciales

Muestra las propiedades de alineamiento

Para realizar un trazo seguir los siguientes pasos: Seleccionar el icono

clic en curve and spiral settings para definir curvas.

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AutoCAD Civil 3D trabajaremos con curvas clothoid, y el radio que pondremos es 30m que es el minimo según las normas.

Clic en ok Finalmente para empesar el trazo escogemos la obcion tangent-tangent(with curves)

Seleccionamos con un clic, y ya puede trazar su alineamiento.

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AutoCAD Civil 3D Resultados:

El alineamiento inicial no siempre es la más óptima, es por ello, para mejorar el alineamiento creando PI, eliminando PI, cambiando el radio de la curva, etc. Se contara con la barra de edición del alineamiento. 1) seleccione el alineamiento y Clic derecho en el alineamiento a editar.

2) Clic Alignment / Geometry Editor, para mostrar la barra de herramientas del alineamiento.

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AutoCAD Civil 3D Para insertar un nuevo PI seleccionar el siguiente icono las curvas, clic en

,hahora solo queda darle el radio a

y elegir la opción Free Curve Fillet (2 tangentes y un radio)

Clic en la primera tangente y clic en segunda tangente, luego seleccione Lessthan180, finalmente ingrese el radio de la curva, para acabar presione enter.

Como resultado tendrá lo siguiente:

Para el afinamiento final haga clic en alignment grid view(

) de la barra de herramientas,

para corregir alguna información del alineamiento. TUTOR: WILDER YARANGA HUATARONGO

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Creación de un alineamiento a partir de una poli-línea Inicialmente necesitamos una poli línea el cual debe representar nuestro eje, de preferencia no debe tener incluido ningún arco que represente una curva tal como se muestra.

Clic en home/alignment/alignment from Objects

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Clic en la poli línea y presione enter. Civil3D pregunta si deseas mantener la dirección del alineamiento o revertirlo, para mantenerlo presione enter. Ponga el nombre del alineamiento y configure como se muestra, después clic en ok

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AutoCAD Civil 3D Después de presionar ok muestra la barra de herramientas del alineamiento, la cual usaremos para, modificar el alineamiento.

V. PERFIL LONGITUDINAL Para la creación de un perfil es necesario contar con alineamiento y una superficie. Una vez obtenida se procederá a la creación de un perfil simple al cual deberá crear su rasante, insertar curvas verticales, etc. Y finalmente se procederá a generación de perfiles longitudinales por Km y con todas sus componentes listas para ploteo. Creación de una Perfil Longitudinal Clic en home/Profile/Create Surface Profile

En ventana de Create Profile From Surface nos pide que insertemos el eje del alineamiento y la superficie que se empleara para generar el perfil longitudinal.

Seleccione el alineamiento

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Seleccione la superficie

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Crea el perfil longitudinal

Muestra los perfiles ya creados

Elimina los perfiles ya creados

Dibuja el perfil longitudinal

Seleccionamos el alineamiento eje único y la superficie terreno natural, después clic en Add>>

Clic en Draw in profile view En la primera casilla (General) se debe colocar la información básica, después de configurar al gusto del usuario clic en Siguiente>

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Inserte el nombre de la visualización del perfil

Seleccione el estilo de la visualización

En la segunda casilla (Station Range) se debe colocar el rango horizontal de la visualización, clic en automático, clic en Siguiente> El rango de la progresiva es automático

El rango de la progresiva personalizada eligiendo un tramo definido

En la tercera casilla (Profile Wiew Height) se debe colocar el rango vertical de la Visualización, clic en automático, clic en Siguiente> TUTOR: WILDER YARANGA HUATARONGO

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Rango vertical automatico

Rango vertical personalizado

Rango vertical con cortes en perfil

En la cuarta casilla (Profile Display Options) muestra todos perfiles existentes, selecciones solo los perfiles que sea ver y clic en Siguiente>

Nombre del perfil existente

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Activar y desactivar la visualización del perfil

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AutoCAD Civil 3D En la sexta casilla (Data Bands); los bans vienen a ser una barra de información respecto a los perfiles que se añaden en la parte inferior o superior del perfil (estos pueden ser la progresivas, las altura de corte, relleno, etc.), seleccione en cualquier bands y clic en Siguiente>

En la séptima casilla (Profile Hatch Options) pide seleccionar algún tipo de hatch el perfil, no tocamos niguna opcion y clic en Create Profile View>

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En la pantalla hacemos clic en punto para crear el perfil longitudinal

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