Propuesta de diseño geométrico vial de una...

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PROPUESTA DE DISEÑO GEOMETRICO VIAL DE UNA INTERSECCION EN LA AVENIDA CIUDAD DE CALI CON CALLE 72, BOGOTA

ANA CAROLINA GARCIA GARCIA

JHONNATAN RICARDO HERRERA RESTREPO

UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS FACULTAD DE MEDIO AMBIENTE Y RECURSOS NATURALES

TECNOLOGIA EN TOPOGRAFIA BOGOTÁ D.C, 2017

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PROPUESTA DE DISEÑO GEOMETRICO VIAL DE UNA INTERSECCION EN LA AVENIDA CIUDAD DE CALI CON CALLE 72, BOGOTA

ANA CAROLINA GARCIA GARCIA CODIGO 20122031001 JHONNATAN RICARDO HERRERA RESTREPO CODIGO 20122031063

Trabajo de grado presentado para optar por al título de Tecnólogo en Topografía

DIRIGIDO POR: MSc. Ing. JULIO BONILLA ROMERO

.

UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS FACULTAD DE MEDIO AMBIENTE Y RECURSOS NATURALES

TECNOLOGIA EN TOPOGRAFIA BOGOTÁ D.C, 2017

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AGRADECIMIENTOS

El presente trabajo de grado fue realizado bajo la supervisión del Ingeniero JULIO

BONILLA, a quien le expresamos gran agradecimiento, por hacer posible la

realización de este trabajo de grado.

Además, agradecer al SEMILLERO DE VIAS ya que fue el que realmente dio luz a

este proyecto.

A nuestros padres por apoyarnos a través de nuestro desarrollo académico. Por

ser nuestro ejemplo a seguir y por enseñarnos a seguir aprendiendo todos los días

sin importar las circunstancias.

Y a todos nuestros amigos que nos colaboraron con la realización de este

proyecto.

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RESUMEN DEL CONTENIDO

Se presenta la implementación de una intersección como propuesta para la solución de unos de los principales conflictos vehiculares en la localidad de Engativá (Bogotá Colombia), específicamente en la zona donde confluyen las arterias principales conocidas como Avenida Ciudad de Cali y la Calle 72. La alternativa de solución es un prediseño y se constituye de una intersección tipo diamante de doble divergencia (DDI) con paso a desnivel de la AV Ciudad de Cali, en la cual se escogió por su geometría, simetría, aprovechamiento del diseño vial actual, y afectación de predios.

El proyecto se realizó a nivel académico con el fin de presentar propuestas diferentes a los diseños que se iban a contemplar por el Distrito y a lo que normalmente se ha implementado en el país; además de hacer una revisión del estado del arte sobre este tipo de intersección, presentar un diseño geométrico, se realiza una modelación de tránsito para la intersección propuesta.

El trabajo se realizó sobre una base topográfica digital suministrada por el Instituto de desarrollo Urbano (IDU), el decreto 364 del 23 de agosto de 2013 para clasificación de la malla vial y el anexo de perfiles viales del decreto y un estudio de transito detallado realizado por la secretaria de movilidad para el año 2014 y 2015; ajustándose a las especificaciones de diseño de la guía para el diseño de vías urbanas para Bogotá D.C. del Instituto de Desarrollo Urbano y al manual de diseño geométrico del Instituto Nacional de vías.

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ABSTRACT

The implementation of an intersection is presented as a proposal for the solution of some of the main vehicular conflicts in the locality of Engativá (Bogotá Colombia), specifically in the area of confluence of the main arteries known as Avenida Ciudad de Cali and Calle 72. The alternative solution is a pre-design and is constituted by a diamond intersection of double divergence (DDI) with overpass of the AV Ciudad de Cali, which was chosen for its geometry, symmetry, use of the current road design, and impact of properties.

The project has been made in the academic level in order to present different proposals for the designs that were to be contemplated for the District and the designs that has usually been implemented in the country; also to make a review of the state of the art on this type of intersection, to present a geometric design, and a traffic modeling is made for the proposed intersection.

The work was made on a digital topographic base supplied by the Urban Development Institute (IDU), using the decree 364 of August 23, 2013 for classification of the road network, the annex of the road profiles of the decree, and a detailed traffic study that was made by the Mobility Secretary for the years 2014 and 2015, adjusted to the design specifications of the guide for the design of urban roads for Bogotá DC of the Institute of Urban Development and the manual of geometric design of the National Institute of roads.

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1 TABLA DE CONTENIDO 2 INTRODUCCION ......................................................................................................................... 12

3 OBJETIVOS ................................................................................................................................. 13

3.1 OBJETIVO GENERAL ........................................................................................................... 13

3.2 OBJETIVOS ESPECIFICOS .................................................................................................... 13

4 GENERALIDADES ........................................................................................................................ 14

4.1 ANTECEDENTES ................................................................................................................. 14

4.2 IDENTIFICACION DEL PROBLEMA ...................................................................................... 19

4.3 JUSTIFICACION................................................................................................................... 20

4.4 LOCALIZACION Y ALCANCE ................................................................................................ 21

5 EJECUCION DEL PROYECTO- METODOLOGIA ............................................................................ 23

6 MARCO TEORICO ....................................................................................................................... 24

6.1 INTERSECCIONES VIALES ................................................................................................... 25

6.1.1 DEFINICION ................................................................................................................ 25

6.1.2 TIPOS DE INTERSECCIONES VIALES............................................................................ 26

6.1.3 INTERSECCIONES O PASOS A DESNIVEL (PASOS A DESNIVEL) .................................. 26

6.1.4 INTERSECCIÓN DE FASES SINCRONIZADAS SSP ......................................................... 29

6.1.5 DIAMANTE DIVERGENTE DDI DIVERGING DIAMONDS INTERSECTIONS ................... 30

6.1.6 PATRONES DE TRAFICO DDI ...................................................................................... 30

6.1.7 BENEFICIOS DE LAS DDI ............................................................................................. 31

6.1.8 PUNTOS DE CONFLICTO ............................................................................................ 32

7 RECOLECCION DE LA INFORMACION ........................................................................................ 34

8 ANALISIS DE LA INFORMACION ................................................................................................. 35

8.1 DISEÑO EXISTENTE ............................................................................................................ 35

8.2 INFORMACION TOPOGRAFICA .......................................................................................... 37

8.2.1 EQUIPOS UTILIZADOS ................................................................................................ 37

8.2.2 POLIGONAL CERRADA ............................................................................................... 38

8.2.3 PLACAS Y BASES UTILIZADAS ................................................................................... 39

8.3 BASE TOPOGRAFICA DE LA ZONA EN FORMATO DIGITAL................................................. 40

8.4 ANALISIS INFORMACION DE TRANSITO 2014 Y 2015 ........................................................ 41

8.4.1 ESTUDIO 2014 ........................................................................................................... 41

8.4.2 ESTUDIO DE TRANSITO 2015 ..................................................................................... 45

8.5 CICLOS SEMAFÓRICOS ....................................................................................................... 47

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9 PARAMETROS DE DISEÑO SELECCIONADOS ............................................................................. 48

9.1 JERARQUIA DE LA VIAS ...................................................................................................... 48

9.2 TIPO DE VEHICULOS .......................................................................................................... 50

9.3 VELOCIDAD DE DISEÑO ..................................................................................................... 53

9.4 CURVAS VERTICALES: ........................................................................................................ 55

9.5 ANCHO DE CARRIL: ............................................................................................................ 56

9.6 TIPO DE SECCION TRASVERSAL ......................................................................................... 57

9.7 PERALTE ............................................................................................................................. 58

10 DISEÑO PROPUESTO .............................................................................................................. 59

10.1 ANTECEDENTES AL DISEÑO ............................................................................................... 59

10.2 DISEÑO GEOMETRICO HORIZONTAL ................................................................................. 63

10.3 DISEÑO VERTICAL .............................................................................................................. 75

10.4 SEÑALIZACIÓN HORIZONTAL Y VERTICAL .......................................................................... 86

10.5 CALCULO DE VOLUMENES ................................................................................................. 87

10.6 PROCESO RESULTADOS DE MODELACION DE TRANSITO ................................................. 91

11 CONCLUSIONES Y COMENTARIOS ......................................................................................... 96

12 REFERENCIAS ......................................................................................................................... 98

13 ANEXOS ................................................................................................................................. 99

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TABLA DE ILUSTRACIONES

Figura 1 Ubicación primeros diamantes divergentes en Europa ........................................... 14

Figura 2 Intersección Fases Sincronizadas, Fuente (ATS, 2017) ......................................... 15

Figura 3 Idea sobre Intersección Diamante Divergente, (ATS, 2017). ................................. 16

Figura 4 Foto aérea de la autopista I-44 / Kansas Expressway Diverging Diamond Interchange en Springfield, Missouri. Foto del Departamento de Transporte de Missouri. 17

Figura 5 Direcciones Estadounidenses de DDI, Ubicación de Proyectos en Planeación, Diseño, Construcción y Abiertos http://www.divergingdiamond.com/ddi-map.html ............. 18

Figura 6 Localización General de la Intersección en la Localidad de Engativá tomada del Informe del Levantamiento Topográfico base. .......................................................................... 21

Figura 7 Foto aérea de la zona tomada de la Ortofoto de Bogotá 2014 .............................. 22

Figura 8 Clasificación de los nudos en las vías ........................................................................ 25

Figura 9 Diseño de intersecciones desde el punto de vista del transporte .......................... 26

Figura 10 Intersección a desnivel tipo Trompeta (Suarez y Pantoja, 2005) ........................ 27

Figura 11 Figura 12. Intersección a desnivel tipo diamante (Suarez y Pantoja, 2005) ..... 28

Figura 13 Figura 14 Figura 15 Intersección tipo Trébol Parcial, Completo y Direccionales (Suarez y Pantoja, 2005) ............................................................................................................... 29

Figura 16 Figura 17 Intersección de Fases Sincronizadas (Chlewick 2003). ..................... 29

Figura 18 Intersección tipo diamante divergente (Chlewick 2003) ........................................ 30

Figura 19 Puntos de conflicto en la intersección actual. ......................................................... 33

Figura 20 Puntos de conflicto diamante con paso a desnivel Adaptado de (Acosta ,2008) ........................................................................................................................................................... 33

Figura 21 Puntos de conflicto diamante divergente con paso a desnivel Adaptado de (Acosta ,2008) ................................................................................................................................. 34

Figura 22 Alineamiento existente Av ciudad de Cali Fuente(CIV,2012) ............................... 36

Figura 23 Diseño geométrico intersección existente Fuente(CIV,2012) .............................. 37

Figura 24 Ubicación Poligonal de Amarre para la Intersección Fuente (CIV, 2012) .......... 39

Figura 25. Base topográfica bajo entorno AutoCAD Civil 3D ................................................ 40

Figura 26 Composición vehicular horaria (SM,2014) .............................................................. 42

Figura 27 Vehículos equivalentes por acceso por hora (SM,2014) .................................... 43

Figura 28 Composición vehicular típica intersección (SM,2014) ........................................... 43

Figura 29 Diagrama Resumen Porcentaje (%) de Participación por Acceso en Vehículos Equivalentes .................................................................................................................................... 44

Figura 30 Gráfica Resumen Hora de Máxima Demanda en la Intersección (SM,2014) ... 45

Figura 31 Distribución Volúmenes Horarios Total Intersección (sv,2015) .......................... 46

Figura 32 Composición Vehicular para el Estudio de 2015 ................................................... 47

Figura 33 Ciclos Semafórico Base para el Diseño................................................................... 47

Figura 34 . Estudios sobre Prefactibilidad de un Proyecto de Infraestructura Vial Urbana. ........................................................................................................................................................... 48

Figura 35 Sección del anexo 3 del decreto 364 de 26 de agosto de 2013 .......................... 49

Figura 36 Jerarquización Vial: Caracterización y Restricciones. ........................................... 50

Figura 37 Tipos de vehículos ...................................................................................................... 51

Figura 38 Radios de Giro Mínimos en las Trayectorias Vehiculares Fuente: Manual de Diseño de Vías Urbanas IDU, 2015 ............................................................................................ 52

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Figura 39 Trayectoria Vehículo Buseta Fuente: Manual de diseño de vías urbanas IDU, 2015 .................................................................................................................................................. 53

Figura 40 Tabla para determinar la Velocidad de Diseño Fuente: Manual de Diseño de Vías Urbanas IDU, 2015 ............................................................................................................... 54

Figura 41 Determinación del Tipo de Curva de acuerdo con el Ángulo de Deflexión Fuente: Manual de diseño de vías urbanas IDU, 2015 ............................................................ 55

Figura 42 Radios Minimos en función de la Velocidad de Diseño Fuente: Manual de diseño de vías urbanas IDU, 2015 .............................................................................................. 55

Figura 43 Tabla de Valores de longitud mínima para Curvas Verticales de acuerdo a la AASHTO. ......................................................................................................................................... 56

Figura 44 . Parámetros reglamentados por el POT en Secciones Transversales urbanas según el perfil vial Fuente: Manual de diseño de vías urbanas IDU, 2015 ........................... 57

Figura 45 perfil POT V2-A Fuente: Manual de diseño de vías urbanas IDU, 2015 ........... 57

Figura 46 perfil POT V3-A Fuente: Manual de diseño de vías urbanas IDU, 2015 ........... 58

Figura 47 Tabla de máximas pendientes relativas................................................................... 58

Figura 48 Expresiones Mostradas para el Peralte en el Manual del IDU .......................... 59

Figura 49 Nomenclatura de Alineamientos diseñados para la Intersección ....................... 60

Figura 50 Sección trasversal Av Cali ......................................................................................... 60

Figura 51 Sección Trasversal Av Cali Sección Media ............................................................. 61

Figura 52 Sección Transversal Accesos Principales y Secundarios .................................... 61

Figura 53 Sección Transversal calle 72 .................................................................................... 61

Figura 54 Sección Transversal Sección Media Calle 72 ......................................................... 61

Figura 55 Sección Trasversal calle 72 ...................................................................................... 62

Figura 56 Sección Trasversal de la Sección Media calle 72 .................................................. 62

Figura 57 Ubicación acceso occidental salida .......................................................................... 63

Figura 58 acceso auxiliar occidental entrada ............................................................................ 64

Figura 59 acceso auxiliar oriental ingreso ................................................................................. 65

Figura 60 acceso auxiliar oriental salida .................................................................................... 65

Figura 61 acceso calle 72 oriente ............................................................................................... 66

Figura 62 acceso Av cali norte .................................................................................................... 67

Figura 63 Acceso av Cali sur curva 2 ........................................................................................ 68

Figura 64 Acceso calle 72 occidental ........................................................................................ 69

Figura 65 Curvas horizontales sobre el eje de la Cali ............................................................. 70

Figura 66 Curvas horizontales sobre el eje de la Cali ............................................................. 71

Figura 67 Curvas horizontales sobre el eje de la 72 sentido 0ccidente ............................... 72

Figura 68 Curvas horizontales 1,2,3 sobre el eje de la 72 sentido 0ccidente ..................... 73

Figura 69 Curvas horizontales 4,5 sobre el eje de la 72 sentido 0ccidente ......................... 73

Figura 70 Curvas horizontales sobre el eje de la 72 sentido oriente .................................... 74

Figura 71 Curvas horizontales 1,2,3 sobre el eje de la 72 sentido 0riente .......................... 74

Figura 72 Curvas horizontales 4,5 sobre el eje de la 72 sentido 0ccidente ......................... 75

Figura 73 curva 1 vercial av cali norte ....................................................................................... 77

Figura 74 curva 2 vertical av cali norte ...................................................................................... 77

Figura 75 curva 3 vertical Av cali norte ...................................................................................... 78

Figura 76 curva 1 vertical av cali sur .......................................................................................... 79


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Figura 79 curva 1 vertical calle 72 sentido occidental ............................................................. 81



Figura 82 curva 1 vertical calle 72 sentido oriental .................................................................. 83



Figura 85 Sección K0+300 de la Av Cali Altura del Paso a Desnivel ................................... 85

Figura 86 Ubicación del Peralte en Rasante de la Av Cali Sentido Sur Norte ................... 86

Figura 87 Demarcación de Carriles en la Intersección Propuesta ....................................... 87

Figura 88 Vista de Señalización Vertical y Horizontal en la Intersección Planteada ........ 87

Figura 89 Informe Final de Movimiento de Tierras para la Intersección en General ....... 91

Figura 90 Vista del Corredor de la Intersección en la Interfaz de Vissim ............................. 92

Figura 91 Ingreso de Valores Parciales para Cálculo de Volumen de Tránsito por Movimiento Av Calle 72. ................................................................................................................ 92

Figura 92 Ingreso de Valores Parciales para Cálculo de Volumen de Tránsito por Movimiento Av Cali Sentido Sur................................................................................................... 93

Figura 93 Ingreso de Valores de Tiempos Semafóricos al Programa. ................................ 93

Figura 94 Ubicación del Polígono para Análisis de Datos en los Nodos ............................. 94

Figura 95 Vista del Modelo en Funcionamiento en el Software Vissim. ............................. 96

TABLA DE TABLAS

Tabla 1 Especificaciones técnicas GPS Fuente (CIV,2012) ................................................... 38

Tabla 2 Coordenadas y cotas poligonal de amarre Fuente (CIV,2012) ................................ 38

Tabla 3 Resumen de Resultados Cálculo Poligonal Cerrada Fuente (CIV,2012) ............... 39

Tabla 4 . Resumen de Informe de Tránsito para la Hora Pico en Vehículos Mixtos ........... 44

Tabla 5 Resultados Estudio de Tránsito 2015 en Vehículos Mixtos ...................................... 46

Tabla 6 Elementos horizontales AA occidental salida .............................................................. 63

Tabla 7 Elementos horizontales AA occidental entrada ........................................................... 64

Tabla 8 Elementos horizontales AA oriental ingreso ................................................................ 64

Tabla 9 Elementos horizontales AA oriental salida ................................................................... 65

Tabla 10 Elementos horizontales Acceso Cali norte ............................................................... 66

Tabla 11 Elementos horizontales Acceso Cali sur ................................................................... 67

Tabla 12 Elementos horizontales calle72 occidental ................................................................ 68

Tabla 13 Elementos horizontales Av Cali norte ........................................................................ 69

Tabla 14 Elementos horizontales Av Cali sur ........................................................................... 70

Tabla 15 Elementos horizontales Calle 72 occidental .............................................................. 72

Tabla 16 Elementos horizontales Calle 72 oriental ................................................................... 74

Tabla 17 Tablas de Diseño Vertical de rampas de acceso ..................................................... 76

Tabla 18 Tablas de Diseño Vertical curva 1 Cali norte ............................................................ 76

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Tabla 21 Tablas de Diseño Vertical curva 1 Cali sur ................................................................ 78



Tabla 24 Tablas de Diseño Vertical curva 1 calle 72 occidental ............................................. 81

Tabla 25 Tablas de Diseño Vertical curva 2 calle 72 occidental ............................................. 82

Tabla 26 Tablas de Diseño Vertical curva 3 calle 72 occidental ........................................... 82

Tabla 27 Tablas de Diseño Vertical curva 1 calle 72 oriental ................................................. 83



Tabla 30 Cálculo de Movimiento de Tierras para el Paso a Desnivel de la Av Cali ............ 90

Tabla 31 Tabla de Resultados arrojados por el Software Vissim. ......................................... 95

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2 INTRODUCCION

Las grandes ciudades se caracterizan por tener altos problemas de continuidad en su malla vial y facilidades de cambio de vía, debido a la disponibilidad de espacio reducida en las que siempre se encuentran. Por supuesto, las intersecciones de tipo diamante divergente son un tema que ha tomado fuerza a partir de los últimos 15 años desde que en Estados Unidos fueron patentadas bajo este nombre y se empezaron a estudiar sus beneficios no solo de circulación sino económicos.

Este trabajo presenta la propuesta de prediseño para la implantación de un diamante divergente en la localidad de Engativá; en cuanto al sitio, se escogió este lugar porque ya tiene algunos de los carriles que se necesitan construidos como lo algunos accesos y por tanto el costo se puede reducir al no tenerla que hacer nueva.

Se presentara en primera instancia una revisión del estado del arte del tema en el capítulo de generalidades, mostrando los avances y estudios en el mundo y la funcionalidad de este tipo de intersecciones, donde posteriormente se desglosa la información que se utilizó como base para el diseño, siendo esta información de tipo topográfica y lineamientos de diseño encontrados en los manuales, luego se muestran los parámetros geométricos obtenidos y por último se muestran los resultados de una simulación de tránsito en el programa VISSIM finalizando con unas conclusiones y recomendaciones finales.

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3 OBJETIVOS

3.1 OBJETIVO GENERAL

Presentar la propuesta de diseño geométrico de una intersección vial tipo diamante divergente con paso a desnivel en la Avenida Ciudad de Cali con calle 72.

3.2 OBJETIVOS ESPECIFICOS

• Investigar sobre beneficios, implementación y avances de diamantes divergentes en el mundo.

• Plantear los parámetros de diseño geométrico de la intersección tipo diamante divergente, basado en las normativas del IDU para vías urbanas en Bogotá y el manual de diseño geométrico de carreteras del INVIAS.

• Realizar un análisis del diseño propuesto mediante una micro simulación de tránsito.

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4 GENERALIDADES 4.1 ANTECEDENTES

Tres de las primeras aplicaciones de intercambios tipo diamante divergente se encuentran situadas en Francia desde mediados de los años 70, en las cercanías de Versailles se encuentra el cruce de Autoroute de Normandie (Autopista A13) con (D 182) Boulevard de Jardy, otra aplicación es la intersección de la autopista A4 (Av. des Allies) y la N486 en Le Perreux - sur-Marney, departamento de valle del Marne y la intersección entre la autopista A1 y la D549 en la ciudad de Seclin, (Porras, 2011) relacionadas en las imágenes de la Figura 1 desde una vista aérea en Google Earth y una aproximación mas a su forma dada por google maps, las cuales para esta época, no se les conocía como intersecciones tipo diamante divergente, porque este nombre lo patentan en Estados Unidos en el año 2000 como se relatara a

Figura 1 ubicación primeros diamantes divergentes en Europa

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En la historia norte americana, este tipo de intersecciones nace con el Ingeniero civil Gilbert Chlewicki, Ms en Ingeniería de Transporte, actual director de la ATS(Advanced Transportation Solutions - American Consulting), quien es conocido como el padre de las DDI (diverging diamond intersections). Gilbert fue el diseñador principal de la primera propuesta de DDI en los Estados Unidos, la cual finalmente no fue implantada, pero si dio pie a los cientos de proyectos que fueron y son implementados en el país. Este intercambio que planeo Chlewicki fue en Maryland al nordeste Baltimore, en el cruce que existente en la I95- y la I-695, en otoño del año 2000. La idea le surgió de un intercambio simétrico que por medio de una serie de puentes permite realizar giros a la derecha y a la izquierda desde las rampas de acceso, a partir de este principio, lo que planteo Chlewicki era tener este mismo concepto de intercambio sin tener todos esos puentes separados, si no que estos se sustituyeran por señales de tráfico, obteniéndose la distribución mostrada en la siguiente figura:

Figura 2 Intersección Fases Sincronizadas, Fuente (ATS, 2017)

Así pues, realizado un primer diseño posteriormente decidió modificarlo por uno más desembragado, es decir que solo en una de las carreteras se harían maniobras, la otra realizaría un tráfico libre por debajo o encima, él opino que este diseño era más prometedor ya que podrían acomodarse todos los movimientos de una manera más rápida y fluida generando el diagrama de movimientos mostrado en la figura 3.(ATS,2014)

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Figura 3 Idea sobre Intersección Diamante Divergente, (ATS, 2017).

En el 2001 los profesores de la universidad le sugieren mejorar el nombre de sus diseños el primero le asigno "intersección de fases divididas sincronizadas " (SSP) ya que el diseño tiene características que se vería en una intersección de fases divididas con la diferencia que ambos lados podrían tener el verde al mismo tiempo es decir con el beneficio de la sincronización de señales adicionales; al segundo diseño le asigno el nombre de "intercambio de diamantes divergentes" (DDI) debido a los múltiples puntos divergentes a lo largo del intercambio. (Adaptado del sitio oficial de diamantes divergentes) En el año 2003 realiza la publicación de su primer artículo en el 2do Urban Street Symposium en Anaheim, California ( julio de 2003).denominado "New Interchange and Intersection Designs: The Synchronized Split-Phasing Intersection and the Diverging Diamond Interchange". " Nuevos diseños de intercambio e intersección: la intersección de fases dividas sincronizadas y el intercambio de diamante divergente ". El propósito de este trabajo fue introducir los dos nuevos diseños, desarrollados por el autor “intersección de fases sincronizadas" y “Intercambio de diamantes divergentes”; según el autor estos diseños aprovechan las ventajas de las fase divididas (puentes divididos) por medio de sincronización de señal mejorando teóricamente los movimientos de gran volumen de tráfico en lugares de difícil acceso en la intersección. Igualmente, el autor también realizo simulaciones para comparar el retardo y las paradas totales de la intersección original con estos nuevos diseños y con respecto a otros convencionales. Los resultados mostraron que la sincronización en la intersección de fases divididas y el intercambio de diamantes divergentes operaban de manera mucho más eficiente que los diseños originales (Chlewicki, 2003). En 2005 Joe Bared, PhD, PE de la Administración Federal de Carreteras (FHWA) en base al simposio examino más los documentos y evaluó bajo un escenario de volumen alto medio y bajo el comportamiento de la intersección, el cual según su estudio representaba grandes mejoras respecto a los diseños convencionales.

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en el 2008 el gerente de proyecto en el Distrito de MODOT de Springfield, Missouri, se enteró de las investigaciones realizadas para proyectos anteriores y obtuvo el permiso para probar el diseño en la autopista I-44 y Kansas Expressway (SR 13), que había estado experimentando tremendos problemas de tráfico y problemas de seguridad vial, debido principalmente a las pequeñas áreas de acceso a la izquierda en las rampas. Un presupuesto de $ 10 millones fue dado para la construcción de este proyecto de intersección vial y la DDI costaría $3 millones de dólares; los planes de diseño fueron aprobados y la construcción comenzó en Enero de 2009, y finalizo el 7 de Julio de 2009.esta intersección se observa en la Figura 4

Figura 4 Foto aérea de la autopista I-44 / Kansas Expressway Diverging Diamond

Interchange en Springfield, Missouri. Foto del Departamento de Transporte de Missouri.

A partir de ella se han realizado muchos avances en Estados Unidos existe ahora más de 40 proyectos en funcionamiento ,alrededor de 30 en planeación 16 en diseño y 9 en construcción según los muestra la página oficial de diamantes divergentes (Figura 5) fundadas por el Sr Chlewicki, quien ahora es el director Advanced Transportation Solutions, una división de American Consulting especializada en resolver problemas de transporte difíciles, mejorar la seguridad vial , reducir la congestión y encontrar soluciones rentables a través de mejores prácticas e innovación.

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Figura 5 Direcciones Estadounidenses de DDI, Ubicación de Proyectos en Planeación, Diseño, Construcción y Abiertos

http://www.divergingdiamond.com/ddi-map.html En el 2014 se habla del” Desarrollo de un modelo de optimización de señal para el intercambio de diamantes divergentes” en el cual el objetivo es presentar una optimización que maximiza la capacidad de intersección por medio de divisiones verdes óptimas y la longitud del ciclos semafóricos más eficientes, el estudio implementa una simulación para su evaluación Los resultados experimentales confirman que los modelos de señales propuestas para DDI intercambian de diamantes divergentes, especialmente si la progresión del tráfico es la principal preocupación. (yang et al,2014) Finalmente, en el 2015 se empieza a estudiar por otros continentes para su implementación, aparece un estudio realizado por China donde se presenta el rendimiento operativo, evaluación y análisis de viabilidad de las DDI en el pais. Y se propone una metodología, que podría determinar la capacidad y el nivel de servicio de las DDI por medio de teorías críticas del movimiento. Además, compara el rendimiento de la red de DDI, intercambios mejorados y convencionales de diamantes en el software VISSIM, el estudio fue realizado con el fin de incluir el tipo de tráfico en china y aclarar un poco el tema en el país (Wang et al,2011)

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Lo más cercano que se tiene en Colombia sobre las intersecciones tipo diamante divergente, es un estudio realizado por la Universidad Distrital, apoyado por Colciencias (Intersecciones tipo diamante divergente, análisis de implementación en ciudades colombianas, Porras ,2011), que evalúa la factibilidad de dichas intersecciones en Colombia; por consiguiente, el análisis realizado por los autores comprende básicamente la implementación de este tipo de obras en las principales ciudades. Debido a esto, como problema práctico se propone una muestra en la ciudad de Bucaramanga, donde finalmente el autor concluye la viabilidad de estas intersecciones en muchas zonas colombianas debido a su economía, la poca intervención de espacio y sus grandes beneficios.

A nivel Bogotá, la revisión de la prensa local muestra que el proyecto de la intersección de la calle 72 con Avenida Ciudad de Cali ha sido punto de atención para varios proyectos instaurados por las alcaldías anteriores desde el año 2012, puesto que es un punto con un tráfico importante de casi 6000 vehículos en la hora máxima pico según registro 2014, número que desafortunadamente, sobrepasa la capacidad del diseño actual de intersección de tipo semaforizada simple.(Ceron,2016), Actualmente la intersección no ha avanzado más de estudios preliminares de tráfico y levantamiento topográficos de la zona actual , estudios con los cuales se realiza este proyecto

4.2 IDENTIFICACION DEL PROBLEMA

El tránsito es un problema típico en las grandes ciudades latinoamericanas y Bogotá es un claro ejemplo de ello, solucionarlo requiere que la Administración Distrital proponga medidas y políticas estructurales de fondo, que solucionen no solo los trancones sino los problemas que enfrenta el transporte y la movilidad, la ciudad carece de direccionamiento, proyección y ejecución de proyectos que transformen la movilidad de una manera eficiente.

Dentro del marco geométrico las intersecciones existentes y los diseños de intercambio pueden ser deficientes, debido a la incapacidad de los patrones comunes de tráfico de adaptarse a las condiciones reales que presentan las intersecciones bogotanas, además se debe agregar que las redes de carreteras están diseñadas bajo una jerarquía que limita una vía con respecto a la otra, así estas sean de capacidad igual y por ende con mismas necesidades de giros. Por ello una de las principales causas de accidentes en las intersecciones viales es el giro a la izquierda, el cual por seguridad está en su mayoría prohibido en las intersecciones bogotanas y finalmente se convierten en largas trayectorias que deben recorrer los carros para accesos e intercambios entre dos vías principales. También es importante recordar que en Bogotá y en toda Colombia los recursos son limitados y a veces soluciones como realizar vías de 3 o 4 niveles, como se plantea en otras ciudades grandes, es inviable por costos y espacio; Adicionalmente la calle 72 con Avenida Ciudad de Cali estuvo dentro del plan de gobierno de Bogotá más humana en 2012- 2016 como parte 3 del programa de

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ejecución del plan de desarrollo - subdivisión vial, “Construir 3,8% de puentes vehiculares con el Grupo 2 y 3 del Acuerdo 180/05”. Sin embargo por falta de recursos el proyecto se estancó y solo logro llegar a la fase de estudios previos en el año 2014 y 2015. Fuente alcaldía mayor de Bogotá programa de ejecución plan e desarrollo económico social, ambiental y de obras públicas distrito capital 2012-2016 Por ello, aunque el presente trabajo se concibió desde el punto de vista académico presentado como una alternativa geométrica, se establece la importancia de empezar a implementar este tipo de intersecciones innovadoras que en otros países han tenido gran éxito a costos más bajos.

4.3 JUSTIFICACION

Enmarcado dentro de la naturaleza académica del proyecto, se busca el desarrollo de nuevas alternativas de diseño para esta intersección. Diseños económicos eficientes e innovadores como lo son las DDI. Además promueve las intersecciones diamante divergente en la comunidad colombiana académica para que en un futuro más cercano puedan ser implementadas y estudiadas más a fondo con características netamente del tráfico colombiano, es importante mencionar que este proyecto se encuentra dentro de los lineamientos de las actuales especificaciones del manual de diseño geométrico del Instituto Nacional de Vías y el Instituto de Desarrollo Urbano lo cual lo hace un documento guía para estructuración de diseños en la ciudad.

Aparte de ser un proyecto innovador y necesario soluciona de forma eficiente, uno de los sitios con más problemas de movilidad en la localidad de Engativá, (Av Cali con calle 72) y en complemento busca ser una base teórica para otros estudiantes sobre el proceso de selección de alternativas en el IDU, y a su vez, ejemplo de aplicación de la nueva guía de diseño que ellos proponen, donde en la última de sus páginas dejan una imagen de este tipo de intersección a la expectativa de sus usuarios.

Por ello partiendo de la necesidad de aplicar los conocimientos académicos adquiridos a lo largo del proceso académico y durante el tiempo que se laboró con el Semillero de Vías, se justifica plantea unas propuestas de diseño geométrico de un diamante divergente en la ciudad, una simulación de tránsito para complementar el diseño y así proponer una opción para mejorar el flujo vehicular en Bogotá.

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4.4 LOCALIZACION Y ALCANCE

La propuesta de la intersección se llevó a cabo buscando un sitio en Bogotá que cumpliera con las necesidades de tránsito, además que tuviese el espacio suficiente para la ubicación de la intersección con la menor utilización de predios. La intersección vial seleccionada en encuentra en la localidad 10 de Bogotá distrito capital de Colombia; es una intersección vial comprendida entre la Carrera 81A y la Carrera 90 (sobre la Calle 72) y la Diagonal 74B y la Calle 70A (sobre la Avenida Ciudad de Cali).

Figura 6 Localización General de la Intersección en la Localidad de Engativá

tomada del Informe del Levantamiento Topográfico base.

Esta zona a su vez se localiza en los límites de los siguientes barrios: Florencia y Los Álamos (Costado Occidental) y los barrios Soledad Norte y Santa Helenita (Costado Oriental). En la figura 7 se observa una foto aérea de la zona, que aclarece su estado actual:

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Figura 7 Foto aérea de la zona tomada de la Ortofoto de Bogotá 2014

Las maniobras a las que se les da solución corresponden a la siguientes

Avenida ciudad de Cali - Avenida ciudad de Cali sentido norte sur (libre) Avenida ciudad de Cali - Avenida ciudad de Cali sentido sur -norte(libre) Calle 72 Calle 72 sentido oriente occidente (semaforizada) Calle 72 Calle 72 sentido occidente oriente(semaforizada) Accesos

Avenida ciudad de Cali sentido norte sur tomar la 72 en sentido oriente occidente Avenida ciudad de Cali sur norte tomar la 72 en sentido occidente oriente Avenida ciudad de Cali sentido norte sur tomar la 72 en sentido occidente oriente Avenida ciudad de Cali sur norte tomar la 72 en sentido oriente oriente Calle 72 oriente occidente tomar Av Cali sur norte Calle 72 oriente occidente tomar Av Cali norte sur Calle 72 occidente oriente tomar Av Cali sur norte Calle 72 occidente oriente tomar Av Cali norte sur

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5 EJECUCION DEL PROYECTO- METODOLOGIA

Con base a los objetivos definidos en el proyecto para alcanzar el objetivo general del mismo se determinó el siguiente procedimiento general, el cual fue apoyado de la revisión bibliográfica y la normativa vigente en el país es decir el manual de diseño geométrico de vías, tanto del Instituto Nacional de Vías (INVIAS) y el Instituto distrital de desarrollo urbano IDU. Para desarrollar la propuesta de la intersección en la Av Ciudad de Cali con calle 72 se realiza un desarrollo de 4 etapas en donde se desglosan los pasos principales que se siguen para realizar el proyecto. Una primera etapa denominada obtención de información, donde se realiza la búsqueda de información del tipo de intersección a trabajar, se adquiere el levantamiento topográfico de la intersección actual y los aforos vehiculares de la zona de los cuales se obtuvieron dos 2014 y 2015. La segunda etapa, donde se realiza un análisis de la información, se realiza una superficie con la topografía obtenida, una investigación de parámetros que se aplicaran de las intersecciones de diamantes divergentes, y asignación de tiempos semafóricos en base a la bibliografía. Pasando a una tercera etapa, que consiste en la modelación de la intersección actual, mediante el software AutoCAD civil 3d y de los volúmenes de transito obtenidos mediante un software VISSIM.

Por último, la cuarta etapa donde se realiza el diseño geométrico de la intersección DDI cumpliendo los parámetros del Instituto de Desarrollo Urbano y el INVIAS además de los lineamientos investigados para este tipo de intersecciones y la modelación de los volúmenes de tránsito en esta nueva intersección.

ETAPA I OBTECION DE LA INFORMACION

• Investigación en base de datos sobre las intersecciones tipo diamante de doble divergencia y su trascendencia en Colombia y el mundo.

• Adquisición información topográfica de la zona en el Instituto Distrital de desarrollo Urbano IDU

• Obtención de aforos vehiculares realizado en la zona en los últimos años en Planeación Distrital

• Busca la jerarquía de la vía e información determinante para el diseño.

ETAPA II ANALISIS DE LA INFORMACION

• Caracterización de parámetros de diseño típicos en intersecciones tipo diamante divergente tales como movimientos permitidos e inclusión de otros modos de trasporte.

• Identificación de volúmenes de tránsito y tiempos semafóricos actuales. • Creación de la superficie TIN mediante la topografía obtenida y las imágenes

satelitales recopiladas.

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ETAPA 3 MODELACION SITUACION ACTUAL

• Replanteo del diseño geométrico de la intersección actual por medio de la topografía obtenida.

ETAPA 4 DISEÑO Y MODELACION DE LA INTERSECCION

• Diseño geométrico de la intersección tipo diamante divergente cumpliendo con los parámetros mencionados en la guía para el diseño geométrico de vías urbanas del IDU y los exigidos en el manual de diseño geométrico del INVIAS.

• Modelación de los volúmenes de tránsito en el nuevo diseño geométrico planteado en VISSIM.

6 MARCO TEORICO

Una vía es un tipo de estructura diseñada con el fin de permitir la circulación de los vehículos de un lugar a otro. Las importancias de las vías, van de acuerdo a la actividad predomínate de los usos a los cuales será sometida dicha vía. No obstante, cuando se presenta una afluencia de dos o más vías en el mismo punto, estas se cruzan formando un nudo.

Un nudo es aquel donde dos o más tramos varios, constituyen una parte esencial de la red de movilidad, ya que en estos los usuarios pueden cambiar de dirección para seguir el camino que se deseen; por lo tanto, una adecuada disposición de los tramos de la red vial y de sus nudos permitirá atender el máximo de orígenes y destinos con un mínimo de movimientos en unas condiciones adecuadas de fluidez y de seguridad. Los vehículos que acceden a un nudo por cada uno de los tramos que en el concurren pueden elegir entre diferentes trayectorias distintas salvo que sean físicamente imposible o prohibidas. El diseño de un nudo consiste, en esencia, en combinar los elementos más adecuados a sus circunstancias específicas para que estos movimientos se puedan llevar a cabo con seguridad y comodidad.

Dentro de los nudos se pueden encontrar dos tipos según la clasificación, en el primer grupo se encuentran los nudos al mismo nivel, el cual hace referencia a intersecciones a la misma altura, mientras que en el segundo grupo hace referencia a los nudos en distinto nivel, es decir se realiza en un plano claramente inferior o superior a los demás, a este se le denomina enlace. Adaptado de (Kraemer, Pardillo,

& Rocci, Ingenieria de Carreteras, 2004)

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Figura 8 Clasificación de los nudos en las vías (Kraemer, Pardillo, & Rocci, Ingenieria de Carreteras, 2004)

Entonces a partir del concepto de nudos nacen las intersecciones viales en todas sus variaciones de las cuales se profundizará un poco a continuación

6.1 INTERSECCIONES VIALES

6.1.1 DEFINICION

“las intersecciones son zonas comunes a dos o más carreteras que se cruzan al mismo (o diferente) nivel y en las que se incluyen calzadas que pueden utilizar los vehículos para el desarrollo de movimientos posibles (INVIAS 98).

Las intersecciones también reciben el nombre de entronques, intercambios, o pasos las vías que hacen parte de la intersección pueden también recibir el nombre de ramas rampas enlaces y rulos o loops INVIAS 2008.

Para el diseño de intersecciones desde el punto de vista del trasporte, es importante reconocer algunos aspectos mostrados en la Figura 9:

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Figura 9 Diseño de intersecciones desde el punto de vista del transporte (Roess, Elena, & William, 1998)

6.1.2 TIPOS DE INTERSECCIONES VIALES

A continuación, se describen los tipos de intersecciones viales tanto a nivel como a desnivel que se pueden encontrar. La siguiente clasificación fue adaptada de (Suarez y Pantoja, 2005); teniendo en cuenta que la intersección DDI es nueva, combina intersecciones a nivel y desnivel y que es el centro del proyecto serán descritas posteriormente junto con las SSP ya que esta es su predecesora.

Entre las Intersecciones a nivel están

• Intersecciones a nivel simples sin semáforo, • Intersecciones a nivel semaforizadas. • Intersecciones a nivel con carriles adicionales para cambios de velocidad, • Intersecciones a nivel las canalizadas y las glorietas

6.1.3 INTERSECCIONES O PASOS A DESNIVEL (PASOS A DESNIVEL)

Un paso a desnivel es un conjunto de ramales que se proyecta para facilitar el paso del tránsito entre unas carreteras que se cruzan en niveles diferentes. También puede ser la zona en la que dos o más carreteras se cruzan a distinto nivel para el desarrollo de todos los movimientos posibles de cambio de una carretera a otra, con el mínimo de puntos de conflicto posible.

Los pasos desnivel se construyen para aumentar la capacidad o el nivel de servicio de intersecciones importantes, con altos volúmenes de tránsito y condiciones de seguridad insuficientes, así como para mantener las características funcionales de un itinerario sin intersecciones a nivel.

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En general, una intersección solucionada a diferentes niveles requiere inversiones importantes, por lo que su diseño y construcción deben justificarse por razones como:

- Funcionalidad. Ciertas carreteras como autopistas y vías de primer orden, porque tienen limitación de accesos las primeras, o por la categoría y características que les atribuyen los planes viales nacionales, regionales o departamentales, requieren la construcción de intersecciones a desnivel.

- Capacidad. Si la capacidad es insuficiente en una intersección, una alternativa por considerar, en el estudio de factibilidad, es separar niveles, así haya alternativas posibles a nivel.

-Seguridad. Puede ser la seguridad, unida a otras razones, uno de los motivos para construir un enlace y no una intersección.

- Factibilidad. Por las elevadas inversiones que implica, en general, la construcción de una intersección a desnivel, es necesario el estudio de factibilidad, en el que debe analizarse, si a ello hubiere lugar, la construcción por etapas.

Adaptado de

Tipos de intersecciones a desnivel Entre los tipos de intersecciones a desnivel están el tipo Trompeta, tipo diamante, los tréboles parciales y completos y las intersecciones a desnivel direccionales. Intersecciones tipo Trompeta: Intersección de tres ramales en la que los giros a la derecha y a la izquierda se resuelven por medio de ramales directos, semidirectos y vías de enlace. La intersección a diferente nivel en forma de trompeta, como la mostrada en la Figura 10, es aconsejable para conectar una carretera transversal a una principal.

Figura 10 Intersección a desnivel tipo Trompeta (Suarez y Pantoja, 2005)

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Diamante. La intersección a desnivel tipo diamante, mostrada en las Figuras 11 y 12, se usa tanto en vías urbanas como en vías rurales. Se trata de una intersección de cuatro ramales con condición de parada, en el que todos los giros a la izquierda se resuelven con intersecciones. Este tipo de intersección puede disponer también de estructuras adicionales para reducir el número de puntos de conflicto de las intersecciones a nivel en la carretera secundaria. Normalmente es preferible que la vía principal ocupe el nivel inferior, con cuya disposición las vías de enlace son más cortas por ser la pendiente favorable para la aceleración y desaceleración de los vehículos que entran y salen.

Figura 11 Figura 12. Intersección a desnivel tipo diamante (Suarez y Pantoja,

2005)

Tréboles. Intersecciones que pueden ser de tipo trébol parcial o total. Los tréboles parciales. Se definen como una intersección de cuatro ramales con condición de parada, en el que se ha hecho continuo un giro a la izquierda mediante una vía de enlace. ver Figura 13 Los Tréboles completos, son aptos para vías rurales de importancia similar (autopistas, vías de primer orden) por la considerable área que ocupan. Son intersecciones de cuatro ramales y triple circulación, requieren una sola estructura y todos los giros a la izquierda se resuelven por medio de vías de enlace y los giros a la derecha mediante ramales directos. Figura 14 Intersecciones a desnivel direccionales. Se utilizan cuando una autopista se cruza con otra o se une a ella. En estos casos la velocidad de proyecto es alta en toda su longitud, con rampas y enlaces curvos de radios grandes; por lo que el área que ocupan es grande. Las intersecciones a desnivel direccionales pueden ser más o menos complicados. La Figura 15 muestra una intersección a desnivel direccional relativamente sencilla

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Figura 13 Figura 14 Figura 15 Intersección tipo Trébol Parcial, Completo y

Direccionales (Suarez y Pantoja, 2005) 6.1.4 INTERSECCIÓN DE FASES SINCRONIZADAS SSP

La idea bajo la que nace esta intersección era tener rampas de salida cortas mientras se mantenían altas velocidades, para tener transiciones suaves para los viajeros que salen a la otra interestatal. Las trayectorias idea que quiere dar esta intersección son las representadas en la Figura 16. Ha habido varias críticas para este diseño de intercambio en términos de seguridad debido a la fusión de alta velocidad y las expectativas del conductor (de salidas a la izquierda). Algunas de las críticas del intercambio ya no son válidas y algunas de las ventajas de este tipo de diseño son ser especialmente útiles para un diseño de intersección de DDI:

Figura 16 Figura 17 Intersección de Fases Sincronizadas (Chlewick 2003).

La aplicación real con señales semafóricas es la intersección sincronizada de fases divididas aparece como la Figura 17, la cual es denominada también flujo continuo y a su predecesora de fases dividas.

Algunas de las características del diseño sincronizado de fases divididas son similares a la intersección de flujo continuo. La principal que es flujo de tráfico se dispersa antes de la intersección principal. Estas intersecciones tienen diferentes beneficios en la sincronización de señales y la coordinación de fases.

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6.1.5 DIAMANTE DIVERGENTE DDI DIVERGING DIAMONDS INTERSECTIONS

El intercambio de diamantes divergentes se desarrolló a partir del concepto de diseño de división sincronizada. La idea era utilizar el cruce de movimientos en un diseño de intercambio; así, el intercambio de diamantes convencional parecía ser el diseño más fácil para crear movimientos de cruce; por supuesto su objetivo principal era acomodar mejor los autos a la izquierda para generan más movimientos y ampliar las posibles trayectorias, a diferencia de la sincronizada esta deja libre un vía pon un paso a desnivel o un puente. Tal y como se muestra en figura 18

Figura 18 Intersección tipo diamante divergente (Chlewick 2003)

6.1.6 PATRONES DE TRAFICO DDI Para el intercambio de diamantes divergentes, que se ilustra en la Figura 18, el tráfico hacia el este permite un movimiento de giro a la derecha a la rampa antes del paso a desnivel. Esta rampa de giro a la derecha da paso al sentido este de la intersección luego se fusionará con el movimiento de giro a la izquierda, para llegar a la dirección oeste de la intersección. Después del paso a desnivel para el movimiento a la banda este, el tráfico que vendrá dentro de la dirección de la banda este y podrá acceder al sentido norte, del paso a desnivel, y al sentido sur un poco más adelante en forma de salida. El diseño es simétrico para el tráfico banda oeste, ella permite tener una salida hacia el sur del paso a desnivel y hacia el norte un poco más adelante. Y el paso a desnivel en dirección sur, permite realizar ingreso hacia el sentido este y oeste de la intersección, antes de cruzarlo. Sin embargo, se necesitan dos luces de señal para este diseño, uno en cada crossover. Donde cada señal será con dos fases sincronizadas

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La fase de rampa (accesos) se combinará con el flujo no conflictivo de tráfico para el Este / oeste. La longitud del tiempo verde para la rampa puede no necesitar ser tan larga como la otra hora verde en la misma fase (hora verde de las vías principales), debido a posibles problemas de cola en la otra señal. Sin embargo, el tiempo verde para la segunda señal en una dirección dada puede ser más largo que la otra fase, para evitar que los movimientos de giro a la izquierda de las rampas salgan de la cola una segunda vez en el sistema, esto de penderá del estudio de tránsito y la cantidad de autos que precisen realizar este movimiento. Cuanto más largo sea el tiempo verde para la segunda señal, mayor será la sincronización de la señal que se asemeje a tres fases.

6.1.7 BENEFICIOS DE LAS DDI

A continuación, se presentan los beneficios identificados en aplicaciones reales de las DDI y estudiados por la ATS publicaos en la página oficial de diamante divergente.

Beneficios de seguridad

• Menos puntos de conflicto (14 para DDI, 26 para convencionales) • Puntos de conflicto extendidos a lo largo del intercambio • Mejor distancia de visión en giros • Virtualmente ninguna confusión del conductor (estudio de FHWA y nuevas

observaciones de DDI en Springfield, MO) • Características del tráfico calmante cuando se desee • Entrada de camino equivocado a rampas extremadamente difícil • Los cruces peatonales son más cortos

Datos de soporte

• La encuesta MODOT muestra que el 97% de los conductores se sienten más seguros en el nuevo Springfield DDI en comparación con el anterior intercambio de diamantes

• Los datos de choque para el nuevo Springfield DDI muestran una reducción del 60% en colisiones en una comparación de cinco meses del antiguo intercambio

• Versailles, Francia DDI mostró que dentro de un período de cinco años que se examinó, sólo se han reportado 11 accidentes de luz

Beneficios operacionales

• Combinaciones de fases únicas • "Libre" o simples giros a la izquierda ya la derecha desde todas las

direcciones

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• Aumenta la capacidad del carril izquierdo sin necesidad de más carriles • Sólo se necesitan dos fases, una longitud de ciclo más corta • Carriles con múltiples asignaciones en todas las direcciones • Mejor almacenamiento entre los terminales de rampa • Más funcional durante un apagón • U-gira de la autopista se acomodan bien • Mejor sincronización de red de señal

Datos de soporte

• La encuesta MODOT muestra que el 95% de los conductores consideraron que había menos congestión en el nuevo DDI de Springfield en comparación con el intercambio anterior de diamantes

• Las copias de seguridad diarias que a veces tenían más de una cola de millas se terminaron eliminadas una vez que la construcción de la nueva Springfield DDI estaba completa.

BENEFICIOS PRINCIPALES GENERALES

Para una adaptación

• Normalmente se puede utilizar el puente existente • El derecho de paso adicional raramente es necesario • Tiempo de construcción reducido • El mantenimiento del tráfico se simplifica durante la construcción

Un nuevo intercambio

• Menos carriles que otras formas de intercambio • Menos estructura del puente • Menos derecho de paso que una forma de hoja de trébol

6.1.8 PUNTOS DE CONFLICTO

Los puntos de conflicto son cruces de trayectorias que representan una posibilidad de accidentes en las intersecciones

Tipos de conflictos

• Maniobras de convergencia: dos trayectorias se unen en una común • Maniobras de divergencia dos trayectorias se separan de una común • Maniobras de cruce dos trayectorias ocupan el mismo lugar en instantes

diferentes

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Dependen de

• Numero de accesos • Movimientos de giro permitidos • Tipo de control de transito

A continuación, se presentan los puntos de conflicto que se tienen en los movimientos permitidos actualmente en la intersección (figura 19) los cuales son menores a una donde se permitieran todos los movimientos, con las restricciones se generan 16 puntos de conflicto.

Figura 19 Puntos de conflicto en la intersección actual.

la figura (Figura 20) muestra los puntos de conflicto que se generan en una intersección tipo diamante sin divergencia con pasos a desnivel sin restricciones para un total de 26 puntos.

Figura 20 Puntos de conflicto diamante con paso a desnivel Adaptado de (Acosta

,2008)

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por último, se muestra los 14 puntos de conflicto a los que se reducen, aumentando la cantidad de movimientos a los que se tenían inicialmente y disminuyendo los puntos de conflicto, en la figura 21

Figura 21 Puntos de conflicto diamante divergente con paso a desnivel Adaptado

de (Acosta ,2008)

7 RECOLECCION DE LA INFORMACION

Como paso previo a la generación de la propuesta geométrica en el sector de Engativá, se efectuó la recolección de información necesaria y disponible, de esta manera teniendo en cuenta su incidencia e importancia en el desarrollo del proyecto; por su parte, las fuentes de información seleccionadas para este fin y la información obtenida de las mismas se describe a continuación.

INSTITUTO DISTRITAL DE DESARROLLO URBANO IDU

Es una institución destinada a ejecutar obras viales y de espacio público para el desarrollo urbano de Bogotá, la información suministrada consistió en un levantamiento topográfico presentada para esta entidad en Agosto de 2012 por el consorcio de vías urbanas bajo el contrato de consultoría No 064 de 2011, que registra bajo el objeto “levantamientos topográficos para los estudios de factibilidad técnica de las obras pertenecientes al grupo 3 – acuerdo distrital 180 de 2005 y acuerdo distrital 445 de 2010, en Bogotá D.C). En el cual se entrega la siguiente información:

• Base topográfica en formato digital de la zona de intervención del proyecto.

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• Información topográfica incluyendo Rinex GPS, nivelación y contra nivelación poligonal de amarre y levantamiento de detalles.

SECRETARIA DE MOVILIDAD DE BOGOTA

La secretaría distrital de movilidad busca hacer de Bogotá una ciudad que promueva la calidad de vida de sus habitantes y visitantes en términos de movilidad, que potencia el desarrollo y la competitividad de la ciudad, protegiendo la vida y derechos de manera incluyente. De esta entidad se obtuvieron los conteos de transito realizados para esta entidad como parte del contrato Interventoría técnica, administrativa y financiera para la toma de información de campo como insumo del programa de monitoreo, seguimiento y planeación del tránsito y transporte de Bogotá D.C. por parte del consorcio “Unión Temporal de Movilidad” con interventoría de la universidad nacional la información incluye:

• Plan de señales. • Volúmenes vehiculares direccionales semaforizada para el año 2014 y para

el año 2015.

8 ANALISIS DE LA INFORMACION 8.1 DISEÑO EXISTENTE

Para poder realizar el diseño geométrico, se inició con la revisión de la alternativa de señal a nivel semaforizada en las cuales se identificaron varios aspectos negativos para la misma:

• Inhibición de giros a la izquierda para accesos a otros carriles • Semaforización de la Cali • Dificultad de entendimiento de señales de transito • Largas trayectorias para ingreso a la arteria perpendicular

Movimientos permitidos actualmente:

Avenida ciudad de Cali - Avenida ciudad de Cali sentido norte sur (semaforizada) Avenida ciudad de Cali - Avenida ciudad de Cali sentido sur -norte (semaforizada) Calle 72 Calle 72 sentido oriente occidente (semaforizada) Calle 72 Calle 72 sentido occidente oriente (semaforizada) Accesos:

Avenida ciudad de Cali sentido norte sur tomar la 72 en sentido oriente occidente Avenida ciudad de Cali sur norte tomar la 72 en sentido occidente oriente

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Calle 72 oriente occidente tomar Av Cali sur norte Calle 72 occidente oriente tomar Av Cali norte sur

CARACTERÍSTICAS GEOMÉTRICAS

Las características geométricas de la intersección se determinaron a partir del levantamiento topográfico recolectado figura 22 y figura 23 y se rectificaron en campo.

La intersección avenida carrera 86 (Avenida Ciudad de Cali) con avenida calle 72 se encuentra ubicada al noroeste de la ciudad, en la localidad de Engativá. La avenida carrera 86 cuenta con dos calzadas, una por cada sentido de circulación, cada una con tres carriles para tráfico mixto con su respectivo separador central de 0.60 cm, de igual manera la avenida calle 72 cuenta con dos calzadas, una por cada sentido de circulación con dos carriles cada una, permitiendo el paso vehicular en sentido oeste-este y viceversa.

Figura 22 Alineamiento existente Av ciudad de Cali Fuente(CIV,2012)

La avenida ciudad de Cali en un sector de 726 metros posee 4 curvas horizontales en segmentos muy cortos de radio de más de 100 metros, el separador de la calle 72 es de 1 metro cerca a la intersección y 4 metros sobre la vía.

Sus accesos no son simétricos con radios entre 100 y 300 metros de 7.5 metros de ancho.

El azimut de la Cali esta entre los 27º y 30º grados por las curvas que posee en el tramo de los 726 metros, la calle 72 se encuentra con respecto al sentido este en el azimut 125º y 129º debido a algunas curvas que posee.

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Sus anchos de carriles es variable conforme se aproximan a la intersección debido a sus sobre anchos, pues para la 72 se encuentra un ancho de 7.6 metros para cada sentido vial donde se ocupan dos carriles por cada sentido y para la Cali de casi 10.40 metros cada sentido en donde fluyen 3 carriles para cada sentido.

Figura 23 Diseño geométrico intersección existente Fuente(CIV,2012)

8.2 INFORMACION TOPOGRAFICA

A continuación, se presenta un resumen de la información más relevante dada por el contratista de topografía con respecto al levantamiento de la información.

8.2.1 Equipos utilizados

Para la determinación de coordenadas de las 2 referencias determinadas con geo-posicionamiento en campo, se emplearon 2 GPS TRIMBLE modelo 4700, con las siguientes especificaciones técnicas:

Precisión Horizontal ±5mm+1ppm

Precisión Vertical ±10mm+1ppm

Seguimiento 12 canales

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Señal Portadora L1/L2 de ciclo completo

Almacenamiento de datos interno

120 horas de datos L1/L2 con seguimiento de 6 canales

Intervalo de grabación 15“

Tabla 1 Especificaciones técnicas GPS Fuente (CIV,2012)

. Para la poligonal de amarre, se trabajó con la estación total TOPCON GTS 235W - Serie 273331.

- Para la nivelación geométrica, se utilizó el nivel de precisión automático SECO modelo 4812-24 – Serie 1469.

8.2.2 POLIGONAL CERRADA

La poligonal está conformada por 4 vértices (7 de los cuales fueros geo-posicionados con GPS), a los que se les determinó la cota mediante la nivelación geométrica realizada desde el np-12-cd. En la siguiente tabla se presentan las coordenadas y cotas de los vértices de la poligonal:

Vértice Latitud Longitud Norte Este Cota 111-1 4° 41’ 46.15042 N 74° 06’ 19.72530 W 111054.255 96898.054 2551.074 111-2 4° 41’ 43.19726 N 74° 06’ 18.12915 W 110963.509 96947.271 2551.237 111-3 4° 41’ 43.35735 N 74° 06’ 22.00290 W 110968.421 96827.838 2550.941 111-4 4° 41’ 37.26033 N 74° 06’ 25.18700 W 110781.057 96729.678 111-5 4° 41’ 48.16316 N 74° 06’ 24.83471 W 111116.096 96740.521 2551.235 111-6 4° 41’ 52.02772 N 74° 06’ 31.59030 W 111234.841 96532.231

111-PLACA 4° 41’ 53.44689 N 74° 06’ 17.01123 W 111278.477 96981.719

Tabla 2 Coordenadas y cotas poligonal de amarre Fuente (CIV,2012)

Se presenta un esquema con la ubicación de los puntos con respecto a la intersección realizada por el contratista encargado del levantamiento topográfico.

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Figura 24 Ubicación Poligonal de Amarre para la Intersección Fuente (CIV, 2012)

Resumen hoja de cálculo poligonal cerrada anexo 4 del informe del levantamiento topográfico donde se demuestra que la precisión es de 1:183639 y el error de cierre de la poligonal es de 0,003 y de cierre angular de 8”

Tabla 3 Resumen de Resultados Cálculo Poligonal Cerrada Fuente (CIV,2012)

8.2.3 PLACAS Y BASES UTILIZADAS En el Instituto Geográfico Agustín Codazzi (IGAC), se investigó acerca de los vértices cercanos al proyecto y cuya cota hubiera sido determinada de forma geométrica. El punto seleccionado correspondió al vértice NP-12-CD, cuya

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certificación oficial se encuentra en el anexo de la información topográfica y del cual se extrae que la cota de amarre es 2550,995.

Para la determinación de las coordenadas, se procesó la información de los receptores GPS instalados en campo, junto con la información base BOGA 2010 empleando el software Ashtech solutions 2.7®.

8.3 BASE TOPOGRAFICA DE LA ZONA EN FORMATO DIGITAL

A través del instituto de desarrollo urbano, la topografía levantada por el consorcio de infraestructura vial fue puesta a disposición del grupo de trabajo con fines netamente académicos, esta información consistió en un archivo digital en civil 3d formato .dwg base que incluye los predios catastrales de Bogotá donde se superponen con la ortofoto exhibida en catastro para la fecha.

La base de datos también incluye los detalles levantados por la poligonal cerrada y las secciones transversales de la zona levantada cada 20 metros.

La base topográfica cuenta con detalle de redes de alcantarillado, eléctricos, ejes viales zonas verdes, construcciones, andenes, coordenadas y niveles etc.

Figura 25. Base topográfica bajo entorno AutoCAD Civil 3D

41

8.4 ANALISIS INFORMACION DE TRANSITO 2014 Y 2015

Los estudios de información correspondientes se basan en la información suministrada por la secretaria de movilidad, como parte de su programa de monitoreo, seguimiento y planeación del tránsito y transporte de Bogotá D.C, los volúmenes de tránsito para las diferentes rutas se determinaron mediante la información de conteos en diferentes segmentos horarios.

Estos estudios incluyen un factor de equivalencia para los vehículos diferentes a carros para un vehículo liviano fe=1, para un bus fe=2, para un camión fe=2.5 y moto fe =0.5.

La calle 72 con Av Ciudad de Cali está identificada como el nodo número 17606, el código de sesta intersección es 1386 en caso de que se requiere solicitar de nuevo la información completa.

8.4.1 ESTUDIO 2014

Este estudio se realizó por 14 horas para conteos vehiculares el 25 de Marzo de 2014 un martes, se revisa el volumen total de vehículos mixtos y de vehículos equivalentes, composición vehicular y se revisa además los ciclos semafóricos de los movimientos permitidos.

El estudio concluye la participación vehicular por acceso es: norte 30.8%; sur 31.3%; occidente 14.4% y oriente 23.5%. La hora de máxima demanda en la intersección se presenta en el periodo del medio día entre las 11:45-12:45 con un volumen de 7.044. Vehículos equivalentes para un factor hora pico de 0,98. vehículos mixtos 5.

VOLUMENES HORARIOS

A continuación, se presentan dos graficas resumen del estudio realizado para el 2014, la primera de ellas, la figura 26 muestra la composición vehicular horaria para cada franja de tipo de vehículos la tendencia de vehículos mixtos que oscila entre los 5000 y 6000 vehículos y de vehículos mixtos entre 6000 y 7000. En ambas tendencias se muestra que el periodo pido se presenta en la franja del medio día de 11:45 a 12:45:

42

Figura 26 Composición vehicular horaria (SM,2014)

La figura 27 representa el total de vehículos equivalentes por acceso, donde se evidencia un flujo similar por los 4 accesos alrededor de 19:00, lo cual quiere decir que no hay un acceso que requiera mayor prioridad y que ambas vías tiene flujos similares vehiculares:

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

6:00

:00

6:30

:00

7:00

:00

7:30

:00

8:00

:00

8:30

:00

9:00

:00

9:30

:00

10:0

0:00

10:3

0:00

11:0

0:00

11:3

0:00

12:0

0:00

12:3

0:00

13:0

0:00

13:3

0:00

14:0

0:00

14:3

0:00

15:0

0:00

15:3

0:00

16:0

0:00

16:3

0:00

17:0

0:00

17:3

0:00

18:0

0:00

18:3

0:00

19:0

0:00

VE

HÍC

UL

OS

HORA

COMPOSICIÓN VEHICULAR HORARIA

Autos Buses Camiones Motos EQUIVALENTES

43

Figura 27 Vehículos equivalentes por acceso por hora (SM,2014)

COMPOSICION VEHICULAR

El estudio también mostro que la composición vehicular predomínate de la muestra es de Vehículos Livianos con un 50%, los Buses un 16%, Motos 27%, y Camiones 7% tal y como se representa en la Figura 28:

Figura 28 Composición vehicular típica intersección (SM,2014)

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

6:00

:00

6:30

:00

7:00

:00

7:30

:00

8:00

:00

8:30

:00

9:00

:00

9:30

:00

10:0

0:00

10:3

0:00

11:0

0:00

11:3

0:00

12:0

0:00

12:3

0:00

13:0

0:00

13:3

0:00

14:0

0:00

14:3

0:00

15:0

0:00

15:3

0:00

16:0

0:00

16:3

0:00

17:0

0:00

17:3

0:00

18:0

0:00

18:3

0:00

19:0

0:00

VE

HÍC

UL

OS

EQ

UIV

AL

EN

TE

S

HORA

ACCESOS A LA INTERSECCIÓN

TOTALES Acceso1 Acceso2 Acceso3 Acceso4

AUTOS , 50% BUSES , 16%

CAMIONES, 7%

MOTOS, 27%

Composición Vehicular

44

VOLÚMENES DE TRANSITO POR TRAMOS GRAFICA INTERSECCION

La tabla muestra los resultados para la intersección, en conteo de vehículos mixtos para la hora de máxima demanda en el periodo del medio día, que fue el más destacado entre de toma de datos es decir de 06:00 am a 20:00 pm es el mostrado en la tabla.

Tabla 4 . Resumen de Informe de Tránsito para la Hora Pico en Vehículos Mixtos

Finalmente, se presentan los datos para la intersección en vehículos equivalentes con los cuales se hace la gráfica de la intersección que es la herramienta principal para hacer el modelo de transito:

Figura 29 Diagrama Resumen Porcentaje (%) de Participación por Acceso en

Vehículos Equivalentes

Y la gráfica mostrada en la figura 25 síntesis de los datos que se utilizaran en el modelo de transito:

HMD PERIODO

MEDIO DÍA

ARRIBOS VEHICULOS LIVIANOS

HORA MÁXIMA

DEMANDA MEDIO DÍA

ARRIBOS BUSES HORA

MÁXIMA DEMANDA MEDIO DÍA

ARRIBOS CAMIONES

HORA MÁXIMA

DEMANDA MEDIO DÍA

ARRIBOS MOTOS HORA

MÁXIMA DEMANDA MEDIO DÍA

VOLUMEN TOTAL HORA DE MAXIMA DEMANDA MEDIO DÍA(VEHICULOS

MIXTOS)

FHP HORA DE MAXIMA

DEMANDA MEDIO DÍA

11:45-12:45 3198 939 551 1161 5849 0.98

TOTAL 27491 27951 12808 20927 89177 39692 12338 5646 21169

11:45:00 7044

12:45:00 31% 31% 14% 23% 1687 50% 16% 7% 27%

1795

1758

1804

% D E P A R T IC IP A C IÓN P OR A C C ESO

C OM P OSIC IÓN VEH IC ULA R

45

Figura 30 Gráfica Resumen Hora de Máxima Demanda en la Intersección

(SM,2014)

8.4.2 ESTUDIO DE TRANSITO 2015

Para este estudio se realizó una toma de datos de 6 horas el 17 de marzo de 2015 en dos periodos el primero de ellos de 06:00- 09:00 de la mañana y el segundo de las 17:00- 20:00 fue realizado por el contratista unión temporal movilidad con objeto del contrato: “realizar la toma de información de campo, como insumo del programa de monitoreo, seguimiento y planeación del tránsito y el transporte de Bogotá D.C”, número de contrato 1453-2014 fecha de inicio del contrato 23-01-2015 interventoría realizada por la Universidad Nacional de Colombia

El volumen total durante la toma de información fue de 15.524 vehículos mixtos distribuidos de la siguiente manera: el 36,8% corresponde a vehículos livianos, el 27,6% a motos, el 22,2% a transporte público colectivo, el 10,0% a bicicletas y el 3,4% a vehículos de carga (camiones). Los períodos de máxima demanda se presentan entre las 06:30 y las 07:30 horas y entre las 17:15 y 18:15 horas. La hora Pico Total de la intersección se registra entre las 17:15 y 18:15 horas, periodo en el que se moviliza un total de 3.315 vehículos mixtos, de los cuales el 37,9% corresponde a vehículos livianos, el 30,5% a motos, el 16,6% a transporte público colectivo y masivo; en menor proporción se encuentran las bicicletas con una participación del 11,3% y finalmente el transporte de carga con un 3,8%.

HORA PICO AC_72_X_AK_86

11:45:00 4

12:45:00 1390 1739 VOLUMEN FHP

NORTE � � �� 7044 0.98

1386

13 1377 362 1282

25/mar/14 � � �

� 3 �! 1906

! 1903 2

� 452 �! 2355

1916 2014

2049 �� 397 �

1 1652 �

1655 � 3

% � �

1832 0 882 0

%� ��

882 882

3

882

1752

2358

2052

46

HMD

VOLUMEN HMD

(VEHÍCULOS MIXTOS)

% LIVIANOS

HMD

% TPC HMD

% TM

HMD

% CAMIONES

HMD

% MOTOS

HMD

% BICICLETAS

HMD

FHP HMD

1 06:30-07:30 2,329 25.8 28.7 0.4 2.9 29.0 13.3 0.97

2 17:15-18:15 3,315 37.9 16.4 0.2 3.8 30.5 11.3 0.95

Tabla 5 Resultados Estudio de Tránsito 2015 en Vehículos Mixtos

Este informe presenta los resultados de manera diferente muestra en la figura 31 una gráfica que relaciona los vehículos por hora con cada hora y el tipo de vehículos para ambos periodos:

Figura 31 Distribución Volúmenes Horarios Total Intersección (sv,2015)

Para este estudio se analizó la composición vehicular de las horas pico en las dos franjas horarias seleccionadas, la figura 32 muestra la hora pico de la franja de la mañana y la figura 29 de la franja de la noche donde el pico de vehículos por hora es de 3316 para la hora de las 17:15 a las 18:15

47

Figura 32 Composición Vehicular para el Estudio de 2015

Sin embargo, puesto que en el estudio dos no se tomó la hora pico y la composición vehiculas es menor se trabajará con el estudio el 2014

8.5 CICLOS SEMAFÓRICOS

Dentro de la información suministrada, se entregaron varios ciclos semafóricos para las diferentes etapas, seguidamente se presenta el principal en el cual se realiza la simulación para revisar el mapa que aclara los movimientos revisar el anexo de plan de señalización:

Figura 33 Ciclos Semafórico Base para el Diseño

48

9 PARAMETROS DE DISEÑO SELECCIONADOS

Conforme a la secuencia que presenta la guía en su diagrama de flujo ubicado en la página 17 de la guía para diseño de vías urbanas, a continuación, se presentan los parámetros principales a tomar en cuanta en el diseño geométrico de una intersección vial urbana en Bogotá. El proyecto encaja en la fase de prefactibilidad e diseño geométrico pero se trabajó en base de información más real como lo fue el levantamiento topográfico suministrado.

Figura 34 . Estudios sobre Prefactibilidad de un Proyecto de Infraestructura Vial

Urbana.

Se tomaron como criterios de diseño y como pasos seleccionados elementos de la guía del diseño del IDU, los cuales fueron acoplados a la intersección DDI entre ellos se encuentran la Jerarquía de las vías, el tipo de vehículo, velocidad de diseño, radio mínimo, Ancho de carril, parámetros para curvas verticales, peraltes y sección transversal típica.

9.1 JERARQUIA DE LA VIAS Según el plan de ordenamiento actual se establece mediante el decreto 364 de 26 de agosto de 2013 Por el cual se modifican excepcionalmente las normas urbanísticas del Plan de Ordenamiento Territorial de Bogotá D.C, adoptado mediante Decreto Distrital 619 de 2000, revisado por el Decreto Distrital 469 de 2003 y compilado por el Decreto Distrital 190 de 2004." En su anexo 3 denominado MALLA VIAL ARTERIAL- VÍAS QUE CONSOLIDAN LA ESTRUCTURA URBANA

49

se clasifican las vías según su importancia en tipo V1- V2-V3 -V4 y si es principal secundaria o complementaria tal y como se describen a continuación. Malla vial arterial complementaria: son las vías que articulan operacionalmente la malla vial arterial principal, lo que facilita la movilidad de mediana y larga distancia como articulación a escala urbana. Este sistema cuenta con una vocación de movilidad relativamente menor que las arterias principales y sirve zonas de atracción y generación de viajes con demandas menores a las del caso anterior Aunque este tipo de sistema no ingresa a los barrios, permiten en mayor medida la conectividad al presentar controles de acceso parciales. Se clasifican en: • V-2 (A, B, C, D) • V-3 (A, B, C, D) Según esto las vías seleccionadas se encuentra clasificadas como V-2 para el tramo de la Avenida Ciudad de Cali entre la calle 170 y la Calle 63. Y la Avenida Chile conocida también como la calle 72 fue modificada de sección V2 a V3

Figura 35 Sección del anexo 3 del decreto 364 de 26 de agosto de 2013

Cuando no se tiene una idea base de la intersección que se va a construir se debe consultar la Tabla de Jerarquización Vial en la cual se especifican características y restricciones para la selección de diseño, donde se especifican en función del tipo de vía, el ancho mínimo de la sección, los tipos de viajes que se realizan, el tipo de tráfico que puede circular por ella si tiene control de accesos, como debe ser su cruce con otras, saber si obligatoriamente debe ser desnivel o según lo definan los estudios, como debe ser el cruce del peatón, las paradas de buses, el estacionamiento en la vía y finalmente pero no menos importante la velocidad de operación en kilómetros por hora.

50

Figura 36 Jerarquización Vial: Caracterización y Restricciones.

Fuente: Manual de diseño de vías urbanas IDU, 2015

Para este caso al tratarse de malla vial complementaria V2 y V3 se establece una velocidad de diseño por jerarquía de 60km /H

9.2 TIPO DE VEHICULOS Existen 4 condiciones que deben tenerse en cuenta simultáneamente para la selección del vehículo de diseño: Jerarquía funcional, composición vehicular, vocación del transporte y área de actividad. Teniendo en cuenta que todas las anteriores la componen un mismo proyecto urbano.

En la selección del vehículo de diseño se debe considerar el tipo de vehículo con las mayores exigencias, que posiblemente hará uso de la infraestructura vial con una frecuencia importante (American Association of State and Transportation Officials, AASHTO, 2011). Para más información de cada uno de los tipos de vehículos de diseño referirse a la guía de diseño.

51

Figura 37 Tipos de vehículos

Fuente: Manual de diseño de vías urbanas IDU, 2015

En el cual se selecciona el camión c2 -6.26 metros, pero como ya vía tiene vocación de red de trasporte público finalmente se selecciona l buseta para 40 pasajeros. La selección del vehículo de diseño se asocia con la trayectoria critica o mas exigente, la cual está vinculada al concepto de sobreancho de las curvas. El sobreancho depende fundamentalmente de la saliente frontal del vehículo, la distancia entre ejes y la trayectoria de las ruedas traseras. Además del Sobreancho, las Trayectorias de Giro son importantes a la hora diseñar un Giro de acuerdo al tipo de Vehículo que se escogió para el diseño, estas son definidas, por el Radio de Giro del Eje Vehícular, Ancho de la Calzada, Distancia entre Ejes, y sobre todo la Trayectoria de la Rueda Trasera Interior, porque esta es muy difícil de controlar por los conductores; pues si no se tiene en cuenta, los vehículos en un giro podrían perder el control del vehículo saliéndose de la curva ocasionado accidentes a su vez; por lo tanto, estas trayectorias se definen a partir de los Radios mínimos una vez definido el Vehículo de Diseño, teniendo en cuenta las estimaciones que se verán a continuación.

52

Para la estimación de las trayectorias de giro, se asume que la traza exterior de la saliente frontal sigue un arco circular definido por el mínimo Radio de Giro en el Eje vehicular (RGE), el cual es determinado con base en el mecanismo de dirección del automotor. Los valores de RGE y los radios mínimos de giro sobre las trayectorias exteriores e interior del vehículo se muestran en la Tabla 7. Se selecciona como radio mínimo 14 metros para los giros de los accesos.

Figura 38 Radios de Giro Mínimos en las Trayectorias Vehiculares Fuente: Manual de Diseño de Vías Urbanas IDU, 2015 Por las evidencias de transito los accesos están en condición de recibir los buses del SITP, por ende el cálculo del sobreancho para los accesos en los giros está entre 0.60 y un metro para un ancho de carril de 2.35, en función del tipo de bus, por lo tanto se selecciona un metros por la disponibilidad de espacio en accesos y por la variabilidad de rutas que pueden tener los diferentes buses del SITP para biartuculado es de 2.30.

53

Figura 39 Trayectoria Vehículo Buseta Fuente: Manual de diseño de vías urbanas IDU, 2015 Sin embargo, el manual muestra un procedimiento más específico en caso de que así lo requiera según el estudio de transito. 9.3 VELOCIDAD DE DISEÑO

La velocidad de diseño establece las especificaciones mínimas de los elementos de diseño geométrico de una sección de vía para garantizar una seguridad total al usuario; estos elementos de diseño incluyen los alineamientos vertical y horizontal, la distancia de visibilidad y los valores de peralte máximo. La velocidad de diseño como control debe además ser consistente con la velocidad que espera el conductor promedio que opera u operara la vía; por lo tanto, esta debe ser compatible con los niveles deseados de seguridad vial, movilidad y eficiencia.

54

Para la escogencia de una velocidad de diseño de una vía urbana se deben tener en cuenta los siguientes factores:

- Tipo de proyecto a desarrollar. - La clasificación funcional de la vía o las vías. - Tipo de terreno. - Tipo y volumen del tráfico (carga y transporte público). - La densidad y carácter de los usos del suelo adyacentes. - Las consideraciones económicas y ambientales. - Anchos de la sección transversal. - Conflictos vehículo-vehículo y vehículo-peatón que persistan con el

proyecto. - Maniobras de ascenso y descenso de pasajeros.

A pesar de la existencia de estos condicionantes, el diseñador podrá seleccionar una velocidad de diseño preliminar, con base exclusivamente en el tipo de terreno y la jerarquía funcional de las vías a empalmar, de acuerdo con la siguiente tabla:

Figura 40 Tabla para determinar la Velocidad de Diseño Fuente: Manual de

Diseño de Vías Urbanas IDU, 2015

Como se observa en esta tabla, la Velocidad de Diseño está definida por la Jerarquía Funcional de la Vía por condiciones Económicas, Sociopolíticas y de Competitividad, garantizando la eficiencia según sea el caso; y por la clase de Terreno, teniendo en cuenta que una clase de terreno puede ser de más cuidado a transitar con respecto al otro.

Los Tipos de Curvas y Radios Mínimos son importantes a la hora de establecer un diseño que garantice la no accidentalidad, porque regulan la velocidad que tiene un vehículo para que este no se salga de su curso. El tipo de curva está definida en función del Ángulo de Deflexión entre los tramos a unir mediante la curva a determinar, como se ve en la siguiente Tabla.

55

Figura 41 Determinación del Tipo de Curva de acuerdo con el Ángulo de Deflexión Fuente: Manual de diseño de vías urbanas IDU, 2015

En cuanto a los Radios Mínimos, a diferencia de los Tipos de Curva, se calculan a partir de la Velocidad de Diseño, teniendo en cuenta el Peralte Máximo, porque éste si no se maneja con cuidado, la tasa de accidentalidad podría ser fatal, valga la redundancia, Como se aprecia en esta tabla, además de tener definida una velocidad de diseño, también hay que establecer un peralte máximo para tener un Radio Mínimo en metros.

Figura 42 Radios Minimos en función de la Velocidad de Diseño Fuente: Manual de diseño de vías urbanas IDU, 2015

9.4 CURVAS VERTICALES: Al igual que las Horizontales, son definidas por la velocidad de Diseño, las cuales incluyen un parámetro k, hace referencia al ritmo de cambio que tiene la pendiente longitudinal en dicho perfil; el cual define, de acuerdo a la Longitud Máxima, el cumplimiento de esta, guiándose por un software especial para diseño de vías como lo es el AutoCAD Civil 3D.

56

Figura 43 Tabla de Valores de longitud mínima para Curvas Verticales de acuerdo a la AASHTO. 9.5 ANCHO DE CARRIL: El Ancho del Carril está definido en términos más prácticos, por la Jerarquía Funcional, ya que esta da una idea de la configuración espacial que debe tener el diseño, en cuanto a las medidas de sus componentes y su número de carriles.

57

Figura 44 . Parámetros reglamentados por el POT en Secciones Transversales urbanas según el perfil vial Fuente: Manual de diseño de vías urbanas IDU, 2015

9.6 TIPO DE SECCION TRASVERSAL

Según el anexo de tipos de secciones trasversales se escogieron los siguientes esquemas para el diseño

Perfil POT V2-A:

Descripción:

Ancho Total: Mínimo 40 Metros.

Separador Central: Mínimo 5 Metros.

Ancho Andén: Mínimo 7 Metros.

Número de Carriles Tráfico Mixto: Mínimo 4 (según Carriles).

Ancho Carril Tráfico Mixto: Máximo 3,25 Metros.

Ancho Ciclo Ruta: Mínimo 2,50 Metros.

Control Ambiental: Mínimo 10 Metros.

Figura 45 perfil POT V2-A Fuente: Manual de diseño de vías urbanas IDU, 2015 Perfil POT V3-A: Descripción:

Ancho Total: Mínimo 21 Metros.

Separador Central: Mínimo 3 Metros.

58

Ancho Andén: Mínimo 3,50 Metros.

Número de Carriles Tráfico Mixto: Mínimo 4 (según Carriles).

Ancho Carril Tráfico Mixto: Máximo 3,25 Metros.

Ancho Ciclo Ruta: Mínimo 2,50 Metros.

Control Ambiental: Mínimo 10 Metros.

Figura 46 perfil POT V3-A Fuente: Manual de diseño de vías urbanas IDU, 2015

9.7 PERALTE

Para cálculo de m se utiliza la siguiente tabla de pendientes maximas relativas

Figura 47 Tabla de máximas pendientes relativas

Del cual se toma m como 0.6

59

El manual del IDU especifica dos ecuaciones básicas para el cálculo del peralte; una para la longitud de transición y otra para el parámetro N que es el que permite realizar el diagrama del peralte. A continuación, se presentan las expresiones mencionadas donde e es el Peralte, a es ancho del Carril, m la Pendiente Relativa y Lt Longitud de Transición

Figura 48 Expresiones Mostradas para el Peralte en el Manual del IDU

10 DISEÑO PROPUESTO

En seguida, se presentan los antecedentes al diseño final los parámetros geométricos resultantes del diseño horizontal y del diseño vertical y el reporte de volúmenes generado.

Sintetizando el capítulo anterior se seleccionan como bus de diseño el bus de 40 pasajeros el radio mínimo es 135 metros, la velocidad de diseño para arterias principales es 60 km/h sobre ancho entre 0.60 y 1 metro para accesos y el peralte máximo es del 4%

10.1 ANTECEDENTES AL DISEÑO

Antes del diseño final se realizaron 2 pre diseños que intentaban realizar la menor afectación a predio y uso de los carriles existentes en mayor medida, pero al momento de empalmar con la sección transversal solicitada por el IDU, estos fueron descartados por las exigencias de espacio de andenes y derecho ambiental impactaban de igual manera las zonas que no se intentaban modificar, así que se le dio prelación a la simetría como factor de seguridad y finalmente se obtuvieron los parámetros geométricos que se mostraran más adelante.

Para el orden de los diseños se asignaron los siguientes nombres a cada uno de los carriles y alineamientos que intervendrán en la intersección.

60

Figura 49 Nomenclatura de Alineamientos diseñados para la Intersección

Se diseñaron los siguientes ensambles como base, conforme lo referenciado por el manual del IDU, la sección media en ambos alineamientos hace referencia para la AV Cali el sector por el que está pasando por debajo de la 72 y en la calle 72 el sector en los que está haciendo el cruce de carriles.

Figura 50 Sección trasversal Av Cali

61

Figura 51 Sección Trasversal Av Cali Sección Media

Figura 52 Sección Transversal Accesos Principales y Secundarios

Figura 53 Sección Transversal calle 72

Figura 54 Sección Transversal Sección Media Calle 72

62

Figura 55 Sección Trasversal calle 72

Figura 56 Sección Trasversal de la Sección Media calle 72

63

10.2 DISEÑO GEOMETRICO HORIZONTAL

A continuación, se presentan los datos obtenidos para cada curva horizontal presente en cada alineamiento diseñado, en los cuales se presentan ángulo de deflexión, radio longitud de la curva ordenada media cuerda sentido tangente externa y rumbo; por lo cual es importante recordar que para los accesos no aplican el criterio del radio mínimo ya que su velocidad es inferior a la de los alineamientos principales.

ACCESO AUXILIAR OCCIDENTAL SALIDA

DELTA 118° 33' 55.8657" SENTIDO IZQUIERDA

RADIO 31.529 MTS TANGENTE 53.064 MTS

LONG.CURVA 65.244 MTS EXTERNA 30.195 MTS

ORDE. MEDIA 15.424 MTS RUMBO S 68° 30' 39.3771" W

CUERDA 54.211 MTS

PUNTO ABS NORTE ESTE

PC: 0+000.000 1011015.85 996845.95

PT: 0+65.244 1010996 996795.508

Tabla 6 Elementos horizontales AA occidental salida

Figura 57 Ubicación acceso occidental salida

ACCESO AUXILIAR OCCIDENTAL ENTRADA




ORDE. MEDIA 9.443 MTS RUMBO N 05° 37' 49.8779" E

CUERDA 34.185 MTS

64


PC: 0+000.000 1010958.33 996873.04

PT: 0+40.763 1010992.35 996876.394

Tabla 7 Elementos horizontales AA occidental entrada

Figura 58 acceso auxiliar occidental entrada

ACCESO AUXILIAR ORIENTAL INGRESO

DELTA 89° 33' 44.8346" SENTIDO DERECHA



ORDE. MEDIA 6.466 MTS RUMBO S 09° 25' 53.0008" E

CUERDA 31.391 MTS


PC: 0+33.285 1011064.19 996851.33

PT: 0+68.114 1011033.22 996856.474

Tabla 8 Elementos horizontales AA oriental ingreso

65

Figura 59 acceso auxiliar oriental ingreso

ACCESO AUXILIAR ORIENTAL SALIDA





CUERDA 42.662 MTS


PC: 0+00.000 1011015.92 996880.332

PT: 0+51.910 1011034.05 996918.949

Tabla 9 Elementos horizontales AA oriental salida

Figura 60 acceso auxiliar oriental salida

66

ACCESO 72 ORIENTE





CUERDA 51.394 MTS


PC: 0+62.823 1010956.42 996869.377

PT: 1+17.345 1010949.77 996920.339

Figura 61 acceso calle 72 oriente

ACCESO AV CALI NORTE




ORDE. MEDIA 7.752 MTS RUMBO N 24° 43' 04.9275"

W

CUERDA 60.642 MTS


PC: 0+64.419 1010965.08 996943.352

PT: 1+27.670 1011020.17 996917.994

Tabla 10 Elementos horizontales Acceso Cali norte

67

Figura 62 acceso Av cali norte

ACCESO AV CALI SUR





CUERDA 14.859 MTS


PC: 0+09.104 1011117.25 996695.275

PT: 0+24.015 1011106.51 996705.545





CUERDA 52.855 MTS


PC: 1+14.742 1011050.69 996777.066

PT: 1+70.192 1011001.49 996796.392

Tabla 11 Elementos horizontales Acceso Cali sur

68

Figura 63 Acceso av Cali sur curva 2

ACCESO CALLE 72 OCCIDENTAL




ORDE. MEDIA 16.146 MTS RUMBO S 79° 44' 43.2996" W

CUERDA 75.524 MTS


PC: 0+66.867 1011092.06 996871.161

PT: 1+51.283 1011078.62 996796.843




ORDE. MEDIA 1.24 MTS RUMBO N 63° 39' 18.3525" W

CUERDA 29.22 MTS


PC: 2+22.679 1011120.63 996739.116

PT: 2+52.039 1011133.6 996712.932

Tabla 12 Elementos horizontales calle72 occidental

69

Figura 64 Acceso calle 72 occidental

AV CALI

AVENIDA CIUDAD DE CALI NORTE

DELTA 05° 36' 48.9218" SENTIDO DERECHA PUNTO ABS NORTE ESTE

RADIO 140 MTS TANGENTE 6.864 MTS PC: 1+42.041 1010881.6 996774.537

LONG.CURVA 13.717 MTS EXTERNA 0.168 MTS PT: 1+55.758 1010893.55 996781.262


CUERDA 13.711 MTS

DELTA 08° 41' 19.9605" SENTIDO IZQUIERDA PUNTO ABS NORTE ESTE




CUERDA 21.211 MTS





CUERDA 24.561 MTS

Tabla 13 Elementos horizontales Av Cali norte

70

Figura 65 Curvas horizontales sobre el eje de la Cali

AVENIDA CIUDAD DE CALI SUR





CUERDA 11.863 MTS


RADIO 140 MTS TANGENTE 6.953 MTS PC: 4+40.915 1011142 996919.734



CUERDA 13.89 MTS





CUERDA 19.174 MTS

Tabla 14 Elementos horizontales Av Cali sur

71

Figura 66 Curvas horizontales sobre el eje de la Cali

CALLE 72 DISEÑO HORIZONTAL

CALLE 72 SENTIDO OCCIDENTE PUNTO ABS NORTE ESTE

DELTA 10° 11' 54.4799" SENTIDO IZQUIERDA PC: 2+80.011 1010943.59 996958.506

RADIO 135 MTS TANGENTE 12.047 MTS PT: 3+04.041 1010956.72 996938.421



CUERDA 23.998 MTS





CUERDA 31.447 MTS



72



CUERDA 15.972 MTS





CUERDA 22.193 MTS





CUERDA 22.923 MTS

Tabla 15 Elementos horizontales Calle 72 occidental

Figura 67 Curvas horizontales sobre el eje de la 72 sentido 0ccidente

73

Figura 68 Curvas horizontales 1,2,3 sobre el eje de la 72 sentido 0ccidente

Figura 69 Curvas horizontales 4,5 sobre el eje de la 72 sentido 0ccidente

CALLE 72 SENTIDO ORIENTAL





CUERDA 37.521 MTS





CUERDA 31.407 MTS





CUERDA 14.012 MTS





CUERDA 37.5 MTS

74





CUERDA 37.635 MTS

Tabla 16 Elementos horizontales Calle 72 oriental

Figura 70 Curvas horizontales sobre el eje de la 72 sentido oriente

Figura 71 Curvas horizontales 1,2,3 sobre el eje de la 72 sentido 0riente

75

Figura 72 Curvas horizontales 4,5 sobre el eje de la 72 sentido 0ccidente

10.3 DISEÑO VERTICAL

Para el diseño vertical, se muestran las pendientes de las cuales ninguna es menor al 0.30% para mantener condiciones de drenaje, de las rampas de accesos y el diseño de la rasante para los dos alineamientos de la Av ciudad de Cali; y para los de la calle 72, se muestran y las longitudes de curvas mínima es 35 metros.

ACCESO AUXILIAR OCCIDENTAL SALIDA

ABS Start: 0+000.00, End: 0+065.24

PENDIENTE -1.06%

ACCESO AUXILIAR OCCIDENTAL ENTRADA

ABS Start: 0+000.00, End: 0+040.76

PENDIENTE 2.21%

ACCESO AUXILIAR ORIENTAL INGRESO

ABS Start: 0+000.00, End: 0+068.11

PENDIENTE 1.68%

ACCESO AUXILIAR ORIENTAL SALIDA

ABS Start: 0+000.00, End: 0+051.91

PENDIENTE -0.94%

ACCESO 72 ORIENTE

76

ABS Start: 0+000.00, End: 0+198.05

PENDIENTE 1.19%

ACCESO AV CALI NORTE

ABS Start: 0+000.00, End: 0+216.79

PENDIENTE -0.93%

ACCESO AV CALI SUR

ABS Start: 0+000.00, End: 0+234.60

PENDIENTE 0.30%

ACCESO CALLE 72 OCCIDENTAL

ABS Start: 0+000.00, End: 0+262.66

PENDIENTE 0.31%

Tabla 17 Tablas de Diseño Vertical de rampas de acceso

AVENIDA CIUDAD DE CALI NORTE

CURVA 1

ABS Start: 0+000.00, End: 0+721.71

ABS PCV 0+183.92 COTA 2,549.881m

ABS PIV 0+203.92 COTA 2,549.816m

ABS PTV 0+223.92 COTA 2,548.641m

PUNTO MAS ALTO 0+183.92 COTA 2,549.881m

PEN ENTRADA -0.32% SALIDA -5.87%

CAMBIO 5.55% K: 7.20679872

LONGITUD CURVA 40.000m

DISTANCIA DE PASO 298.608m Stopping Distance: 139.736m

Tabla 18 Tablas de Diseño Vertical curva 1 Cali norte

77

Figura 73 curva 1 vertical av cali norte

CURVA 2

ABS PCV 0+275.11 COTA 2,545.635m

ABS PIV 0+300.44 COTA 2,544.147m

ABS PTV 0+325.78 COTA 2,545.661m


PEN ENTRADA -5.87% SALIDA 5.98%

CAMBIO 11.85% K: 4.2762839


DISTANCIA DE PASO 49.491m


Figura 74 curva 2 vertical av cali norte

CURVA 3

ABS PCV 0+369.92 COTA 2,548.298m

ABS PIV 0+389.92 COTA 2,549.493m

78

ABS PTV 0+409.92 COTA 2,549.592m


PEN ENTRADA 5.98% SALIDA 0.49%

CAMBIO 5.48% K: 7.29706547


DISTANCIA DE PASO 302.098m Stopping Distance: 141.236m


Figura 75 curva 3 vertical Av cali norte

AVENIDA CIUDAD DE CALI SUR

CURVA 1

ABS Start: 0+000.00, End: 0+799.68

ABS PCV 0+183.86 COTA 2,549.882m

ABS PIV 0+203.86 COTA 2,549.818m

ABS PTV 0+223.86 COTA 2,548.640m


PEN ENTRADA -0.32% SALIDA -5.89%

CAMBIO 5.57% K: 7.18720412


DISTACIA DE PASO 297.851m DIS PARADA 139.411m

Tabla 21 Tablas de Diseño Vertical curva 1 Cali sur

79

Figura 76 curva 1 vertical av cali sur

CURVA 2

ABS PCV 0+275.35 COTA 2,545.608m

ABS PIV 0+300.35 COTA 2,544.136m

ABS PTV 0+325.35 COTA 2,545.631m



CAMBIO 11.87%


DISTANCIA DE PASO 49.061m


80


CURVA 3

ABS PCV 0+370.01 COTA 2,548.301m

ABS PIV 0+390.01 COTA 2,549.496m

ABS PTV 0+410.01 COTA 2,549.586m


PEN ENTRADA 5.98% SALIDA 0.45%

CAMBIO 5.53% K: 7.22869665


DISTACIA DE PASO 299.455m DIS PARADA 140.100m


81


CALLE 72 SENTIDO OCCIDENTAL

CURVA 1

ABS Start: 0+000.00, End: 0+768.64

ABS PCV 0+042.19 COTA 2,551.494m

ABS PIV 0+072.19 COTA 2,551.362m

ABS PTV 0+102.19 COTA 2,551.464m



CAMBIO 0.78% K: 76.6903014


Tabla 24 Tablas de Diseño Vertical curva 1 calle 72 occidental

Figura 79 curva 1 vertical calle 72 sentido occidental

82

CURVA 2

ABS PCV 0+172.41 COTA 2,551.705m

ABS PIV 0+202.41 COTA 2,551.808m

ABS PTV 0+232.41 COTA 2,551.719m


PEN ENTRADA 0.34% SALIDA -0.30%

CAMBIO 0.64% K: 93.9311752


DISTANCIA DE PASO 2,450.861m



CURVA 3

ABS PCV 0+626.15 COTA 2,550.553m

ABS PIV 0+651.15 COTA 2,550.479m

ABS PTV 0+676.15 COTA 2,550.553m



CAMBIO 0.59% K: 84.5180843



83


CALLE 72 SENTIDO ORIENTE

CURVA 1

ABS Start: 0+000.00, End: 0+769.13

ABS PCV 0+042.19 COTA 2,551.494m

ABS PIV 0+072.19 COTA 2,551.362m

ABS PTV 0+102.19 COTA 2,551.431m



CAMBIO 0.67% K: 89.5150877


Tabla 27 Tablas de Diseño Vertical curva 1 calle 72 oriental

Figura 82 curva 1 vertical calle 72 sentido oriental

84

CURVA 2

ABS PCV 0+202.41 COTA 2,551.662m

ABS PIV 0+232.41 COTA 2,551.731m

ABS PTV 0+262.41 COTA 2,551.641m


PEN ENTRADA 0.23% SALIDA -0.30%

CAMBIO 0.53% K: 112.973729


DISTANCIA DE PASO 2,941.639m 1,281.326m



CURVA 3

ABS PCV 0+619.00 COTA 2,550.569m

ABS PIV 0+649.00 COTA 2,550.479m

ABS PTV 0+679.00 COTA 2,550.556m



CAMBIO 0.56% K: 107.351275



85


Además, se cumple con la altura mínima de 6 metros para el paso a desnivel. En la siguiente imagen se presenta la sección trasversal de la abscisa k0+300 de la Av ciudad de Cali

Figura 85 Sección K0+300 de la Av Cali Altura del Paso a Desnivel

Se reviso de igual manera que el peralte de las curvas horizontales no se cruzara con las curvas verticales, donde se trabajó con longitud de transición 60% y 4% del peralte

86

Figura 86 Ubicación del Peralte en Rasante de la Av Cali Sentido Sur Norte

10.4 SEÑALIZACIÓN HORIZONTAL Y VERTICAL

La señalización es tan primordial como los parámetros técnicos en el diseño de las vías, porque estas dan las pautas necesarias a los usuarios de las calles y carreteras, bien sea en términos de giros o velocidades permitidas, para que no se generen accidentes en un futuro; por lo cual, se debe tener en cuenta que existen dos tipos de señalización, que son la señalización horizontal y la señalización vertical. La señalización horizontal corresponde tanto a la aplicación de marcas viales, conformadas por líneas, flechas, símbolos o letras que se pintan sobre el pavimento, los bordillos o los sardineles y las estructuras de las vías de circulación o adyacentes a ellas, como los objetos que se colocan sobre la superficie de rodadura, con el fin de regular, canalizar el tránsito o indicar la presencia de obstáculos. En segunda instancia se tiene la señalización vertical, que mediante símbolos o leyendas determinadas cumplen la función de prevenir a los usuarios sobre la existencia de peligros y su naturaleza, reglamentar las prohibiciones o restricciones respecto del uso de las vías, así como brindar la información necesaria para guiar a los usuarios de las misma la implementación de las mismas es de vital importancia para el proyecto de una intersección. Por lo general, son placas fijadas en postes o estructuras instaladas sobre la vía o adyacentes a ella, las cuales algunas de estas se conocen cotidianamente como las bien llamadas Señales de Tránsito, valga la redundancia. Para ello se utilizaron los manuales de señalización horizontal y vertical del distrito, con los cuales se obtuvieron el plano de señalización horizontal y vertical que se encuentra en los anexos de este documento, donde a continuación se presentan las imágenes de referencia del mismo en la figura 59 y 60

87

Figura 87 Demarcación de Carriles en la Intersección Propuesta

Figura 88 Vista de Señalización Vertical y Horizontal en la Intersección Planteada

10.5 CALCULO DE VOLUMENES

88

En la siguiente tabla, se presentan los volúmenes para la Avenida Ciudad de Cali, que es en donde será más representativo el movimiento de tierras con alrededor de unos 45000 metros cúbicos de corte; por supuesto, para este análisis se utilizaron tanto taludes de 90 grados pensando en métodos constructivos como el hincado de tabla estacas como en otros deprimidos.

REPORTE DE VOLUMENES

ABSISA AREA CORTE

VOLUMEN DE CORTE ACUMULADO

0+000.00 11.03 0 0 0+010.00 9.88 104.58 104.58 0+020.00 17.53 137.06 241.64 0+030.00 19.69 186.1 427.74 0+040.00 17.55 186.18 613.92 0+050.00 20.36 189.51 803.44 0+060.00 24.02 221.88 1025.32 0+070.00 24.73 243.75 1269.07 0+080.00 36.83 307.78 1576.85 0+090.00 35.08 359.52 1936.38 0+100.00 27.72 314.01 2250.38 0+110.00 30.88 293.04 2543.42 0+115.64 30.18 172.25 2715.67 0+120.00 30.67 132.61 2848.28 0+127.64 32.71 242.16 3090.45 0+130.00 32.32 76.69 3167.14 0+139.64 50.35 398.56 3565.69 0+140.00 50.09 18 3583.7 0+142.04 50.26 102.44 3686.14 0+145.00 47.24 148.06 3834.2 0+146.16 38.2 49.47 3883.66 0+148.90 40.52 115.66 3999.33 0+150.00 40.34 44.48 4043.81 0+151.64 41.18 66.9 4110.71 0+155.00 41.72 148.71 4259.42 0+155.76 42.48 31.92 4291.34 0+158.16 44.66 104.57 4395.91 0+160.00 44.53 82.14 4478.04 0+170.00 49.75 471.41 4949.45 0+170.16 49.65 7.86 4957.31 0+180.00 51.45 497.53 5454.84 0+182.16 50.06 109.53 5564.38

89

0+190.00 33.65 328.2 5892.58 0+200.00 24.06 288.52 6181.1 0+210.00 47.67 358.63 6539.73 0+220.00 76.11 618.88 7158.61 0+230.00 84.35 802.29 7960.91 0+240.00 103.2 937.77 8898.68 0+250.00 118.77 1109.86 10008.54 0+260.00 135.13 1269.49 11278.03 0+270.00 142.3 1387.14 12665.18 0+280.00 159.34 1508.19 14173.36 0+290.00 165.21 1622.73 15796.09 0+300.00 157.04 1611.24 17407.33 0+310.00 151.37 1542.03 18949.36 0+320.00 155.1 1532.35 20481.71 0+330.00 141.13 1481.18 21962.89 0+340.00 129.76 1354.47 23317.36 0+350.00 117.41 1235.86 24553.22 0+360.00 105.75 1115.8 25669.02 0+370.00 90.68 982.16 26651.18 0+380.00 82.19 864.35 27515.53 0+390.00 71.16 766.72 28282.25 0+400.00 57.96 645.59 28927.84 0+410.00 39.84 489.02 29416.86 0+410.15 40.05 5.97 29422.83 0+420.00 31.52 352.49 29775.32 0+422.15 31.71 67.95 29843.27 0+430.00 36.33 267.08 30110.35 0+434.15 37.55 153.28 30263.63 0+436.55 36.67 89.06 30352.7 0+440.00 36.28 123.78 30476.48 0+445.00 43.84 196.82 30673.3 0+446.15 47.67 52.59 30725.9 0+447.16 49.11 49.14 30775.04 0+448.18 50.65 50.65 30825.69 0+450.00 62.52 102.96 30928.65 0+455.00 61.12 312.94 31241.59 0+457.78 60.7 171.62 31413.21 0+460.00 65.16 139.68 31552.89 0+460.18 65.51 11.79 31564.68 0+470.00 67.51 653.09 32217.77 0+472.18 65.5 145.02 32362.79

90

0+480.00 63.59 504.72 32867.51 0+484.18 59.1 256.45 33123.96 0+490.00 59.74 345.82 33469.78 0+500.00 65 623.7 34093.48 0+510.00 67.79 663.96 34757.44 0+511.83 66.35 123.01 34880.45 0+520.00 65.18 537.07 35417.52 0+523.83 64.68 248.94 35666.47 0+530.00 59.63 383.23 36049.7 0+535.83 53.94 331.28 36380.98 0+538.23 56.42 132.44 36513.42 0+540.00 59.82 102.64 36616.06 0+545.00 59.24 306.54 36922.6 0+547.83 57.41 169.79 37092.39 0+550.00 57.22 124.15 37216.54 0+550.53 57.52 30.43 37246.97 0+553.23 58.69 160.25 37407.23 0+555.00 58.94 104.29 37511.52 0+560.00 57.92 298.59 37810.11 0+562.83 59 168.98 37979.08 0+565.23 56.07 138.09 38117.17 0+570.00 51.91 257.72 38374.89 0+577.23 54.59 384.82 38759.7 0+580.00 56.32 153.78 38913.49 0+589.23 53.29 505.69 39419.18 0+590.00 53.14 41.15 39460.32 0+600.00 50.98 520.61 39980.94 0+610.00 49.99 504.86 40485.8 0+620.00 45.82 479.02 40964.82 0+630.00 41.43 436.22 41401.04 0+640.00 42.61 420.17 41821.22 0+650.00 43.39 429.97 42251.18 0+660.00 39.14 412.65 42663.83 0+670.00 34.89 370.16 43033.99 0+680.00 33.28 340.83 43374.82 0+690.00 27.87 305.73 43680.55 0+700.00 22.41 251.42 43931.97 0+710.00 14.11 182.62 44114.59 0+720.00 0 70.55 44185.14 0+721.71 0 0 44185.14

Tabla 30 Cálculo de Movimiento de Tierras para el Paso a Desnivel de la Av Cali

91

En cuanto al valor total incluyendo el volumen de movimiento de tierras de la intersección, éste sería de 51430 m3 y con un relleno de 2977.56 m3 que analizaría con un subtotal de 48453 m3 de movimiento de material:

Figura 89 Informe Final de Movimiento de Tierras para la Intersección en

General

10.6 PROCESO RESULTADOS DE MODELACION DE TRANSITO

Para la modelación en tránsito se utilizó la versión estudiantil del PVT VISSIM 10, software desarrollado por un grupo desarrolladores de productos para previsión de tráfico, el objeto de este software es ser un simulador de tránsito y está basado en la Vision Traffic Suite, que es el estándar mundial en planificación de transporte, ingeniería de tránsito y simulación de tráfico

Las amplias posibilidades de análisis hacen de PTV Vissim una herramienta potente para evaluar y planificar la infraestructura vial tanto urbana como inter-urbana. Con este software se pueden obtener tanto resultados numéricos detallados como impresionantes animaciones en 3D representando diversos escenarios. Resulta un recurso ideal para presentar propuestas de infraestructura tanto ante los agentes responsables de la toma de decisiones, como a la opinión pública, de forma comprensible y convincente (PVT,2017)

Para realizar el modelo el primer paso fue subir una imagen del diseño final propuesto, posteriormente se diseñaron cada uno de los alineamientos con su respectivo número de carriles, para las diferencias de nivel se debe dar cota a los diferentes puntos del alineamiento con el fin de crear las rampas necesarias. A continuación, se presenta una imagen de la estructura del pavimento con las cotas rasantes dadas por el alineamiento en la interfaz del software.

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Figura 90 Vista del Corredor de la Intersección en la Interfaz de Vissim

Posteriormente se deben introducir el número de vehículos total que viene por cada sentido principal de la intersección, para lo cual se tomó la información del cuadro de transito presentado en la figura 30, cuando se analizó la información de tránsito en este proceso se ponen los volúmenes principales, que hay para la hora de factor pico

Posteriormente se duplica este carril principal y se traza desde cambia su punto final, de tal manera que el software aclara que el volumen de tránsito para ese carril es uno solo, que a su vez será fraccionado para cada uno de los siguientes carriles. Luego se calcula el valor porcentual de tráfico que seguirá en los sentidos que se desprenden de ese carril principal y se ingresa en la casilla de Static Vehicles routes en la casilla relflow ()

Figura 91 Ingreso de Valores Parciales para Cálculo de Volumen de Tránsito por Movimiento Av Calle 72.

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De igual manera, se hacen para los otros alineamientos donde se da un valor porcentual al valor de vehículos que toman cada una de las rutas posibles.

Figura 92 Ingreso de Valores Parciales para Cálculo de Volumen de Tránsito por Movimiento Av Cali Sentido Sur.

Posteriormente a incluir el volumen de vehículos de tránsito en cada uno de los carriles se procede a crear las señales semafóricas que regularan los tiempos de circulación para cada sentido, para ello también se parte del estudio de transito del anexo de los tiempos semafóricos. En función del estudio de tránsito (figura 33) de el capítulo de recolección de información se escoge un tiempo semafórico de duración de 106 segundos, en donde por un valor porcentual se le da mayor tiempo en verde a la calle 72 al oriente, debido a su volumen de carros equivalentes que es mayor al de la calle 72 al occidente, y se sincroniza cada uno de los semáforos con los que va a tener compatibilidad.

Figura 93 Ingreso de Valores de Tiempos Semafóricos al Programa.

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Por último, se realiza un polígono alrededor de toda la intersección para analizar algunos parámetros de interés en transito

Figura 94 Ubicación del Polígono para Análisis de Datos en los Nodos

Y se va a la pestaña de evaluación /resultados de tráfico por nodos y se despliega una tabla el programa calcula en tiempo real los siguientes parámetros.

Este modo de evaluación arroja la siguiente tabla de resultados la dificultad presentada es que la versión estudiantil solo permite realizar el análisis en un periodo de 10 minutos, presenta longitud de cola el cual es un dato un dato variable en el tiempo la longitud de cola máxima que es la fila de carros que se forma al estar estacionados ya sea por un semáforo o por una congestión y en un módulo adicional de emisiones las emisiones de dióxido de carbono, óxido de nitrógeno y consumo de gasolina en litros por 100 km de tramo .

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MOVIMIENTOS

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ISS

ION

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C

CO

NS

UM

O D

E

GA

SO

LIN

A

call 72 sentido [email protected] - 3: call 72 sentido [email protected] 27.0 102.0 93 63.99 1.23 220.78 42.96 51.17 3.16 call 72 sentido [email protected] -

11: CALI SENTIDO [email protected] 27.0 102.0 23 44.22 1.09 46.41 9.03 10.76 0.66

av calle 72 sentido [email protected] - 8: call72

[email protected] 23.5 133.9 214 18.18 0.60 305.12 59.37 70.72 4.37 av calle 72 sentido

[email protected] - 11: CALI SENTIDO [email protected] 0.0 0.0 1 3.62 0.00 0.76 0.15 0.18 0.01

av calle 72 sentido [email protected] - 14: CALI

SENTIDO [email protected] 23.5 133.9 62 21.75 0.84 98.43 19.15 22.81 1.41 CALI SENTIDO [email protected]

- 3: call 72 sentido [email protected] 0.0 0.0 1 0.00 0.00 0.68 0.13 0.16 0.01

CALI SENTIDO [email protected] - 8: call72 [email protected] 0.0 5.0 25 6.64 0.44 30.12 5.86 6.98 0.43

CALI SENTIDO [email protected] - 11: CALI SENTIDO [email protected] 0.0 0.0 327 0.18 0.00 251.14 48.86 58.20 3.59

CALI SENTIDO [email protected] - 14: CALI SENTIDO

[email protected] 0.0 5.0 41 7.15 0.27 46.38 9.02 10.75 0.66 CALI SENTIDO [email protected] -

3: call 72 sentido [email protected] 2.1 18.8 21 61.50 1.52 50.91 9.91 11.80 0.73 CALI SENTIDO [email protected] -

11: CALI SENTIDO [email protected] 2.1 18.8 30 0.25 0.00 24.69 4.80 5.72 0.35

CALI SENTIDO [email protected] - 14: CALI SENTIDO [email protected] 0.0 0.0 266 0.22 0.00 206.26 40.13 47.80 2.95

TOTAL 1104 * En una fraccion de 10 minutos Tabla 31 Tabla de Resultados arrojados por el Software Vissim.

Así que si se multiplicara ese valor total por el 6 para cumplir con la hora de circulación se arroja un valor igual al número de vehículos, en este momento no es igual por la demora de los segundos que tardan en llegar desde el inicio de la intersección a los nodos los vehículos.

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Figura 95 Vista del Modelo en Funcionamiento en el Software Vissim.

11 CONCLUSIONES Y COMENTARIOS

El parámetro de velocidad de diseño de los tramos principales es de 60km/h, radio mínimo es de 135 m, deflexiones menores a 7 grados, el peralte utilizado del 4% y la longitud mínima de curva vertical de 35 metros, son parámetros que cumplen con los criterios solita citados por el IDU y permiten la aplicación correcta del diamante divergente en la Av Cali con calle 72. La implementación del diamante divergente disminuye los puntos de conflicto de la intersección actual a 14, aumenta la cantidad de movimientos permitidos y da una total continuidad a la avenida ciudad de Cali.

El movimiento de tierras es en su mayoría es de corte con un total de 45000 m3, dados por el paso a desnivel y otros 3000 m3 por las ramas de acceso en los accesos auxiliares.

Para ejecutar el diseño geométrico de una intersección tal como la presentada, con óptimos criterios de seguridad, comodidad y funcionalidad, es indispensable contar con el espacio necesario y aun mas con los criterios de sección trasversal que tiene el manual del IDU, este espacio permite desarrollar libremente los lazos o ejes para solucionar los conflictos sin restar niveles a ninguno de los tres criterios ya mencionados. Los parámetros de sección trasversal propuestos por el IDU afectan a cualquier mejora que se quiera realizar en intersecciones ya existentes, puesto que no contemplan que el espacio de derecho ambiental es limitado en lugares ya urbanizados y que la implantación de estos espacios propuestos puede impactar más que los carriles de la misma intersección mejorada.

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Un diamante divergente también conocido como de doble divergencia permite realizar la conexión y el cambio de destino desde cualquier ubicación en la que se encuentre, lo cual es muy conveniente para la ciudad de Bogotá ya que debido a la distribución del distrito el acceso a cualquier lugar de destino es prioritario. El hecho de que la intersección de la calle 72 con la Avenida Cali estuviera desplazada hacia el occidente con respecto al eje principal de la AV Cali, fue un factor muy limitante puesto que poseía 4 curvas horizontales que limitaron los parámetros geométricos que se podían utilizar, si se contemplara realizar una alineación del mismo los criterios de seguridad y comodidad podrían maximizarse La confiabilidad que se tenga sobre los datos obtenidos en un diseño geométrico de esta naturaleza, depende directamente de la calidad de la topografía sobre la cual se haya elaborado el proyecto, por ello es importante siempre realizar un buen trabajo previo si se realiza desde cero y si este ya está revisarlo cuidadosamente. Para la aplicación de programas como AutoCad Civil 3D en el diseño de vías, se requiere aparte de ser organizado tener el conocimiento idóneo sobre el tema que se está trabajando, con el fin de interpretar mediante criterios profesionales adecuados, la información solicitada (datos de entrada) y la información resultante (datos de salida) del software empleado. En cuanto a los valores que se pueden analizar de la simulación se obtiene el de la longitud máxima de cola es 133 metros, en la hora de congestión máxima según el estudio de transito realizado en el 2014 al medio día, utilizando los tiempos semafóricos suministrados, esta longitud es aceptable en comparación de la congestión presentada en la intersección actualmente.

Las simulaciones en tránsito además dar una idea de la funcionalidad que podría tener el tipo de intersección en la zona, sirven de base al modelo realizado se podrían realizar análisis más detallados de demandas, capacidades, tiempos de viaje y velocidades. La señalización vertical y horizontal es un tema prioritario y más en intersecciones diferentes a las comunes puesto que son las que aclaran al usuario la dirección que debe tomar mientras el reconoce el funcionamiento de la misma.

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13 ANEXOS Planta perfil escala 1:1000 (PDF) (2) planos con las secciones transversales cada 20 metrOs de los corredores principales (pdf) Plan de señalización (dwg) Decreto 364 del 23 de agosto de 2013 y su anexo de perfiles viales

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