Sol Examen Parcial 1a Ferrocarriles Ucss 2018-1 23-03-2018

FACULTAD DE INGENIERÍA CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL EXAMEN PARCIAL No 1A Asignatura Docente Estudiante Observaciones

FERROCARRILES Y CARRETERAS Ing. Genaro Inchicaqui Bautista

Fecha Duración

La solución con orden y limpieza, influye en la nota. No utilizar lápiz. Apagar los celulares. Está permitido el uso de apuntes: solo cuaderno; no: solucionario ni libros

En letras

28-03-2018

90 minutos Nota En números

I. Teoría. A los enunciados siguientes, explique brevemente (2 ptos) o

Explique detalladamente su trabajo grupal (avance de trazo y ruta que le corresponde)

II. Calculo numérico. (18 ptos)

1. A una curva curva va ingresa el REMOLQUE (T3S3) de sur a norte, con una Vd=60km/h por M, de vía de 1era clase Tipo-II, rural e stá ubicado en 3,000 msnm, y sale con Vd=90km/h por N, con angulos CC -1(110°), CC-2(130°), CC-3(150°) y CC -4(170°), 4(170°) , pero por fallas mecánicas podría detenerse en las distancias con pendiente son C1= 6% y C3= -5%, ancho de calzada 10.20m (7.20+3.00), progresiva en N= 20+000, con la figura No 1 (4.5 ptos) Hallar:    

Longitud de AA -B y puntos de control La distancia de visibilidad de parada (Dp) en C -1 y CC-3 La distancia de visibilidad en una curva (F). en C -1 y CC-3 Distancia de visibilidad de cruce (Dc) en C -2 y CC-4 para (T3S3)

Figura No 1

Solucion: Rmin1 Rmin2 Rmin3 Rmin4

= = = =

90x90/127(0.08+0.13) 80x80/127(0.08+0.14) 70x70/127(0.08+0.14) 60x60/127(0.08+0.15)

= = = =

Lmax1 = 16.70x90 = 1,503.00m Lmins1 = 1.39x85 = 118.20m Lmin0 = 2.78x75 = 208.50m Lmins2 = 1.39x65 = 90.40m Lmax2 = 16.70x60 = 1,002.00m

303.70m 229.10m 175.40m 123.20m

Lc1 = 2x3.1416x303.70(110/360) = 583.10m Lc2 = 2x3.1416x229.10(130/360) = 519.80m Lc3 = 2x3.1416x175.40(150/360) = 459.20m Lc4 = 2x3.1416x123.20(170/360) = 365.50m 







Longitud de AA -B y puntos de control Long : MM -N = 4,849.70m, Control :N = 20+000 + 4+849.70 = 24+849.70 La distancia de visibilidad de parada (Dp) en C -1 y CC-3 C1= 90 km/h Dp1 = 90x2.5/3.6+90x90/254(0.315+0.06) = 62.50+85.04 = 147.50m C3= 70 km/h Dp3 = 70x2.5/3.6+70x70/254(0.330 -0.05) = 48.60+68.90 = 117.50m La distancia de visibilidad en una curva (F). en C -1 y CC-3 F1 = ((147.50x147.50)/8x303.70) -1.50 = 8.9558.955 -1.50 = 7.50m F3 = ((117.50x117.50)/8x175.40) ((117.50x117.50)/8x175.40) -1.50 = 9.8399.839 -1.50 = 8.30m Distancia de visibilidad de cruce (Dc) en C -2 y CC-4 para (T3S3) t1 = 2.5seg t2 = ((2(1.50+10.20+20.50)/9.8x0.055) = 10.93seg tc = 2.5+10.93 = 13.43 seg C2 = 80 km/h, Dc2 = 80x13.43/3.6 = 298.50m C4 = 60 km/h. Dc4 = 60x13.43/3.6 = 223.80m

2. A una curva ingresa el BUS (BA-1) de norte a sur, con una Vd=100km/h por la A, de vía de 1era clase Tipo-I urbano y sale con una Vd =70km/h por la B, e stá ubicado en 2,800 msnm, o sea CC-1(105°), CC-2(115°), CC-3(135°) y CC-4(155°), progresiva en B= 30+000, el bombeo de pavimento es pi = 2.5%, con ancho de calzada 10.20m (7.20+3.00), con figura No 2 (4.5 ptos) Hallar: o o o o

Longitud de AA -B y Puntos de control Peralte (e) y longitud de transición de peralte (Lmin), en curvas C -1 y CC-3 Sobre ancho (Sa), longitud de transición de sobreancho (Lmin) en curvas C1 y C3 Distancia de paso o de adelantamiento (Da) en C2 y C-4

Figura No 2

Solucion: Rmin1 Rmin2 Rmin3 Rmin4

= 100x100/127(0.04+0.12) = = 90x90/127(0.04+0.13) = = 80x80/127(0.04+0.14) = = 70x70/127(0.04+0.14) =

492.10m 375.20m 280.00m 214.30m

Lmax1 = 16.70x100 = 1,670.00m Lmins1 = 1.39x95 = 132.05m Lmin0 = 2.78x85 = 236.30m Lmins2 = 1.39x75 = 104.25m Lmax2 = 16.70x70 = 1,169.00m Lc1 = 2x3.1416x492.10(105/360) = 901.80m Lc2 = 2x3.1416x375.20(115/360) = 753.10m Lc3 = 2x3.1416x280.00(135/360) = 659.70m Lc4 = 2x3.1416x214.30(155/360) = 579.70m 

o

Longitud de AA -B y puntos de control Long : AA -B = 6,205.90m, Control :B = 30+000 – 6+205.90 = 23+794.10 Peralte (e) y longitud de transición de peralte (Lmin), en curvas C -1 y CC-3 C1 = 100 km/h e1 = (100x100/127x492.10) – 0.127 = (0.160 -0.127) = 0.033 = 3.30% pi = 2.5% Ipmax =1.8=1.8-0.01x100 = 0.8 B= 10.20 Lmin = ((((-3.33.3-2.5)/0.8)10.20 = 73.95 m C3 = 80 km/h e3 = (80x80/127x280.00) – 0.144 = (0.179 -0.144) = 0.036 = 3.60% pi = 2.5% Ipmax = 1.81.8-0.01x80 = 1.00 B = 10.20 Lmin = ((((-3.63.6-2.5)/1)10.20 = 62.20 m

o

Sobre ancho (Sa), longitud de transición de sobreancho (Lmin) en curvas C1 y C3 C1 Sa1 = 2(492.10(492.10x492.10 -15.20x15.20)1/2)+100/10(492.10)1/2 = 0.469+0.451 = 0.92 m m = (1.5625x100)+75 = 231.30 Lt = 231.30x3.60x0.033 = 27.50m C3 Sa3 = 2(2802(280 -(280x280(280x280 -15.20x15.20)1/2)+80/10(280)1/2 = 0.826+0.478 = 1.30 m m = (1.5625x80)+75 = 200.00 Lt = 200.00x3.60x0.036 = 25.92m

o

Distancia de paso o de adelantamiento (Da) en C2 y C-4 C2 = 90 km/h D1 = 0.278x4.3((90-15+(2.37x4.3)/2) = 95.70m D2 = 0.278x90x10.4 = 260.20 D3 = 60.00

D4 = 2/3X260.20 = 173.50

Da2 = 589.40m

C4 = 70 km/h D1 = 0.278x4.3((70-15+(2.37x4.3)/2) = 71.80m D2 = 0.278x70x10.4 = 202.40 D3 = 60.00 D4 = 2/3X202.40 = 134.90 Da4 = 469.10m 3. Para un proyecto vial rural de 2da clase de T -IV que ingresa un REMOLQUE SIMPLE (C2R1) a una curva por II con una Vd. =70km/h y sale con Vd.=50km/h por la I, C1 = 170°, C2= 150° y C3 = 130°, progresiva en I = 10+000. Ancho de calzada 7.80m (6.60+1.20), con la figura No 3 (4.5 ptos). Hallar: o o o o

Longitud de tramo I -II y puntos de control Parámetro mínimo de una curva de transición (Amin): en curvas C-1 y C-3 Longitud de curva de transición (Lmin): en curvas C-1 y C-3 Determinar los componentes de curvas desplazada de C1 y C3, como Xc y Xp respectivamente

Figura No 3

Solucion: Rmin1 = 50x50/127(0.06+0.16) = 89.50m Rmin2 = 60x60/127(0.06+0.15) = 135.00m Rmin3 = 70x70/127(0.06+0.14) = 192.90m Lmax1 = 16.70x50 = 835.00 Lmins1 = 1.39x55 = 76.50 Lmins2 = 1.39x65 = 90.40 Lmax2 = 16.70x70 = 1,163.00 Lc1 = 2x3.1416x 89.50(170/360) = 265.60 m Lc2 = 2x3.1416x135.00(150/360) = 353.40 m Lc3 = 2x3.1416x192.90(130/360) = 437.70 m o

o

Longitud de tramo A -B y puntos de control Long II-II = 3,221.60 m I = 10+000, II = 13+221.60 Parámetro mínimo de una curva de transición (Amin): en curvas C-1 y C-3  Amin1 = ((50x89.50/ ((50x89.50/46.656x0 46.656x0.5)((50x .5)((50x50)/89.50 50)/89.50)-1.27x6)1/2 )-1.27x6)1/2 = 62.40m2

 Amin3 = ((70x192.90 ((70x192.90/46.656x /46.656x0.5)((70x 0.5)((70x70)/192.9 70)/192.90)-1.27x6)1 0)-1.27x6)1/2 /2 = 101.50m2 101.50m2 Longitud de curva de transición (Lmin): en curvas C-1 y C-3 Lmin1 = ((50/46.656x0.5)((50x50) ((50/46.656x0.5)((50x50)/89.50)-1.27x6)1/ /89.50)-1.27x6)1/2 2 = 43.50m Lmin3 = ((70/46.656x0.5)((70x70) ((70/46.656x0.5)((70x70)/192.90)-1.27x6)1 /192.90)-1.27x6)1/2 /2 = 53.40m o

o

Determinar los componentes de curvas desplazada de C1 y C3, como Xc y Xp respectivamente C1 = 50 km/h tp = 31.831(43.50/89.50) = 15.47° Yc1 = (sen74.53x89.50) = 86.30m GP = (sen15.47x89.50) = 23.90m Xc1 = 43.50/2 = 21.75m Xp1 = 23.90+21.75 = 45.65m C1 = 70 km/h tp = 31.831(53.40/192.90) = 8.81° Yc1 = (sen81.19x192.90) = 190.62m GP = (sen 8.81x192.90) = 29.54m Xc1 = 53.40/2 = 26.70m Xp1 = 26.70+29.54 = 56.20m

4. Calcular las cotas de la rasante de la curva vertical convexa y cóncava utilizando los gráficos con las siguientes características con los datos adjuntados y la figura No 4 (4.5 ptos) PC-PI PI-PT

C-1 +4% -8%

C-2 -8% +5%

C-3 +5% -6%

70 km/h 380.00 CONVEXA

3,000

PI cota PI progresiva Velocidad Longitud

60 km/h 220.00

10+000 50 km/h 150.00

Tipo

CONVEXA

CONCAVA

Figura No 4

PROGRESIVA PROGRESIVA

LONGITUD L2 = PT1-PC2 L3 = PT2-PC3

300.00 350.00

Progresiva C-1

Pendiente

Cota

(%)

tangente

X (m)

y

Cota de la

Correccion

rasante en

de cota

la curva

9+390

2,995.60

0.00

0.0000

2,995.600

9+400

2,996.00

10.00

0.0273

2,995.973

9+420

2,996.80

30.00

0.2455

2,996.555

2,997.60

50.00

0.6818

2,996.918

9+460

2,998.40

70.00

1.3364

2,997.064

9+480

2,999.20

90.00

2.2091

2,996.991

9+500

3,000.00

110.00

3.3000

2,996.700

9+520

2,998.40

90.00

2.2091

2,996.191

9+540

2,996.80

70.00

1.3364

2,995.464

2,995.20

50.00

0.6818

2,994.518

9+600

2,993.60

30.00

0.2455

2,993.355

9+620

2,992.00

10.00

0.0273

2,991.973

9+630

2,991.20

0.00

0.0000

2,991.200

9+440

9+580

4%

-8%

300 300

C-2

9+930

2,967.20

0.00

0.0000

2,967.200

9+940

2,966.40

10.00

0.0495

2,966.450

2,964.80

30.00

0.8736

2,965.674

9+980

2,963.20

50.00

1.2311

2,964.431

10+000

2,961.60 70//80

2.4267

2,964.027

10+020

2,962.60

60.00

1.3650

2,963.965

2,963.60

40.00

0.6067

2,964.207

10+060

2,964.60

20.00

0.1517

2,964.752

10+080

2,965.60

0.00

0.0786

2,965.679

9+960

10+040

-8%

5%

350 350

C-3

10+430

2,983.10

0.00

0.0000

2,983.100

10+420

2,983.60

10.00

0.0145

2,983.586

10+440

2,984.60

30.00

0.1303

2,984.470

10+460

2,985.60

50.00

0.3618

2,985.238

10+480

2,986.60

70.00

0.7092

2,985.891

10+500

2,987.60

90.00

1.1724

2,986.428

2,988.60

110.00

1.7513

2,986.849

10+540

2,989.60

130.00

2.4461

2,987.154

10+560

2,990.60

150.00

3.2566

2,987.343

10+580

2,991.60

170.00

4.1829

2,987.417

10+600

2,992.60

190.00

5.2250

2,987.375

10+620

2,991.40

170.00

4.1829

2,987.217

10+640

2,990.20

150.00

3.2566

2,986.943

10+660

2,989.00

130.00

2.4461

2,986.554

10+680

2,987.80

110.00

1.7513

2,986.049

2,986.60

90.00

1.1724

2,985.428

10+720

2,979.40

70.00

0.7092

2,978.691

10+740

2,984.20

50.00

0.3618

2,983.838

10+760

2,983.00

30.00

0.1303

2,982.870

10+780

2,981.80

10.00

0.0145

2,981.786

10+790

2,981.20

0.00

0.0000

2,981.200

10+520

10+700

5%

-6%

Datos:

Vd =90 km/h, f = 0.315,

Vd =70 km/h, f = 0.330 F =((Dp)ex2/8xR)-b, b=1.50 ,

, tc= t1+t2, t1= 2.5, 2.5, L=20.50, a=0.055 a=0.055

f100 = 0.127, f80 = 0.144

L= 15.20

t2=10.4

t1=4.3, a=2.37, m=15

J=0.5

RUBRICA: FERROCARRILES Y CARRETERAS 2017-II 201 7-II / PRACTICAS, EXAMEN ( PARCIAL Y FINAL) CRITERIOS

PESO Altamente satisfactorio

PUNTAJE

5

Satisfactorio

Regular

En proceso

4

3--2

1-- 0

20%

La informacion resulta ser completa y bien relacionada con los contenidos teoricos.

La informacion resulta ser La informacion resulta ser incompleta y se relaciona adecuada y coherente con los parcialmente con los contenidos teoricos. contenidos teoricos.

La informacion no se relaciona con los contenidos teoricos.

Capacidad de relacionar los conocimientos con el problema.

35%

Se llega a relacionar excelentemente el concepto con el problema dado.

Se llega a relacionar Se llega a relacionar de parcialmente el concepto manera adecuada el concepto teorico con el problema con el problema dado. dado.

No se llega a relacionar el concepto teorico con el problema dado.

Capacidad resolutiva del problema

35%

Excelente capacidad resolutiva Buena capacidad resolutiva

Capacidad resolutiva en proceso de desarrollo desarr ollo

Insuficiente ente capacidad capa cidad resolutiva

10%

Satisfact Satisfactoria oria redaccion, Excelente redaccion, desarrolla sus argumentos de desarrolla sus argumentos de manera adecuada, respeta las forma muy ordenada, normas basicas de ortografia, excelente ortografia. existe existe orden en el desarrollo de la prueba.

Redaccion que muestra poca precision de sus argumentos, presenta algunos errores ortograficos, poco orden.

Redaccion que no permite la precision de sus argumentos, abundancia de errores ortograficos y vicios de expresion, desorden en toda la prueba.

Conocimientos teoricos y conceptuales

Orden, claridad en la prueba, ortografia

PROBLEMA 1

4

2

4

3

4

4

4

5

4

TOTAL

20

Alumno:

Conocimientos teoricos 20%

Capacidad de relacion con Capacidad resolutiva del problema 35% problema 35%

Orden y claridad 10%

NOTA FINAL

Nota parcial