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Propuesta de diseño de la carretera San Ignacio- El Canelo a partir del software
Infraworks y la interoperabilidad con Civil 3D.
Adriana del Pilar Santos Duarte
Trabajo de Investigación para Optar al Título de Ingeniero Civil
Henry Giovanni Martínez Mendoza
Director del proyecto
Universidad Piloto de Colombia
Faculta de Ingeniería
Programa de Ingeniería Civil
Bogotá
19 marzo 2021
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Resumen
La siguiente investigación del proyecto se llevó a cabo partiendo de la idea de las nuevas
tecnologías y de los avances tecnológicos que presenta la tecnología BIM y Autodesk, teniendo
en cuenta el impacto que genera para el gremio de la creación de infraestructura vial, por lo tanto
este proyecto busca presentar y analizar el software Infraworks, diseñando una propuesta de
carretera en el departamento de Antioquia, dando a conocer la capacidad que tiene el software
respecto a la creación e inicio del diseño de una vía y analizando la interoperabilidad y vinculación
que tiene el software Infraworks con el software Civil 3D y a su vez su trabajo en conjunto. De
esta manera demostrar los aspectos importantes con los que se puede trabajar en el software
Infraworks, ya que es una plataforma que permite la creación de los diferentes componentes que
complementan un diseño vial y sirve para mejorar la agilidad y el tiempo con el que se trabaja.
El proyecto se realizó con una propuesta de diseño alternativa que conectara la vereda San
Ignacio y la vereda El Canelo con una intersección de una vía existente, ubicada en el
departamento de Antioquia, por lo tanto, se logró realizar la vinculación del software Infraworks
con Civil 3D y de esta manera analizar los aspectos más importantes del software y el
complemento que se obtiene con la vinculación en Civil 3D. De acuerdo a esto, se hicieron las
modificaciones necesarios y parámetros según las especificaciones del Manual de Diseño
Geométrico del INVIAS. De acuerdo a los parámetros que se informaron anteriormente se obtuvo
como resultado final una carretera de una longitud de 4196,665 m diseñada en el software
Infraworks realizando una vinculación con el software Civil 3D, en el cual se realizó el análisis del
comportamiento de estos programas en su trabajo en conjunto para el diseño de infraestructura
vial.
Palabras Clave: Diseño, carretera, vinculación, interoperabilidad, software.
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Abstract
The following project research was carried out based on the idea of new technologies and
technological advances presented by BIM and Autodesk technology, taking into account the
impact it generates for the union of the creation of road infrastructure, therefore this project seeks
to present and analyze the Infraworks software, designing a road proposal in the department of
Antioquia, making known the capacity of the software regarding the creation and start of the
design of a road and analyzing the interoperability and linkage that the Infraworks software whit
Civil 3D software and in turn their work together. In this way, demonstrate the important aspects
with which you can work in the Infraworks software, since it is a platform that allows the creation
of the different components that complement a road design and serves to improve agility and the
time with which you work.
The project was carried out with an alternative design proposal that would connect the San Ignacio
sidewalk and the El Canelo sidewalk with an intersection of an existing road, located in the
department of Antioquia, therefore, it was possible to link the Infraworks software with Civil 3D
and in this way analyze the most important aspects of the software and the complement that is
obtained with the link in Civil 3D. According to this, the necessary modifications and parameters
were made according to the specifications of the INVIAS Geometric Design Manual. According to
the parameters previously reported, the final result was aº road with a length of 4196,665 m
designed in the Infraworks software, linking it with the civil 3D software, in which the analysis of
their behavior was performed. Programs in their joint work for the design of road infrastructure.
Keywords: Design, road, boding, interoperability, software.
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Glosario
1. Carretera: Infraestructura del transporte cuya finalidad es permitir la circulación de
vehículos en condiciones de continuidad en el espacio y el tiempo, con niveles adecuados
de seguridad y de comodidad. Puede estar constituida por una o varias calzadas, uno o
varios sentidos de circulación o uno o varios carriles en cada sentido, de acuerdo con las
exigencias de la demanda de tránsito y la clasificación funcional de la misma. (Glosario,
INVIAS)
2. Diseño Vial: El Diseño geométrico de carreteras es la técnica de ingeniería civil que
consiste en situar el trazado de una carretera o calle en el terreno.
3. Perfil longitudinal: Es la representación gráfica del corte que produce en el terreno el
plano vertical que contiene el eje de una obra lineal. En este perfil se relaciona
altimétricamente la rasante o línea teórica que se quiere conseguir con la traza o línea
real del terreno. La escala de representación no es la misma para ambos ejes.
4. Túnel: obra subterránea de carácter lineal que comunica dos puntos para el transporte
de personas o materiales. (glosario. INVIAS)
5. Terreno: termino general para referirse al material donde se construye una carretera.
(glosario. INVIAS).
6. Sección transversal: Definición de la ubicación y dimensiones de los elementos que
forman la carretera, y su relación con el terreno natural, en cada punto de ella sobre una
sección normal al alineamiento horizontal. (Glosario. INVIAS)
7. Pendiente: Es aquella línea que, pasando por los puntos obligados del proyecto,
conserva la pendiente uniforme especificada y que, de coincidir con el eje de la vía, los
cortes y los terraplenes serían mínimos, razón por la cual también se le conoce con el
nombre de línea de ceros. (Glosario. INVIAS)
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8. Curvas de nivel: El sistema de representación de curvas de nivel consiste en cortar la
superficie del terreno mediante un conjunto de planos paralelos entre sí, separados una
cierta distancia unos de otros. Cada plano corta al terreno formando una figura (plana)
que recibe el nombre de curva de nivel.
9. Puente: Estructura de drenaje cuya luz mayor, medida paralela al eje de la carretera, es
mayor de diez metros (10 m). (Glosario. INVIAS)
10. Intersección: Dispositivos viales en los que dos o más carreteras se encuentran ya sea
en un mismo nivelo bien en distintos, produciéndose cruces y cambios de trayectorias de
los vehículos que por ellos circulan. (Glosario. INVIAS)
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Tabla de contenido
1. Introducción…………………………………………………………………………………12
2. Línea de investigación……………………………………………………………………..12
3. Formulación del problema…………………………………………………………………13
4. Justificación…………………………………………………………………………………13
5. Objetivos…………………………………………………………………………………….14
5.1. Objetivo general……………………………………………………………………….14
5.2. Objetivos específicos…………………………………………………………………14
Capítulo I
6. Antecedentes – Estado del Arte…………………………………………………………..15
Capitulo II
7. Diseño metodológico preliminar…………………………………………………………...27
7.1. Diagrama de flujo de secuencia de las fases que se van a desarrollar…………27
8. Metodología………………………………………………………………………………….29
8.1 Localización…………………………………………………………………………….30
8.2 Clasificación de la carretera…………………………………………………………..30
8.3. Tipo de terreno………………………………………………………………………...31
9. Diseño de propuesta de carretera………………………………………………………..32
9.1. Topografía del terreno………………………………………………………………..32
9.2. Creación de la propuesta de diseño………………………………………………..33
9.3. Elementos geométricos de la carretera…………………………………………….32
9.4. Curvas horizontales…………………………………………………………………..34
10. Creación de puentes y túneles………………………………………………………...36
10.1. Puente 1………………………………………………………………………………36
10.1.1. Pilares………………………………………………………………………..37
10.2. Puente 2………………………………………………………………………………51
10.2.1. Pilares……………………………………………………………………….52
10.3. Puente 3………………………………………………………………………………54
10.3.1. Pilares……………………………………………………………………….55
11. Túneles……………………………………………………………………………………61
11.1 Túnel 1………………………………………………………………………………61
11.2 Túnel 2………………………………………………………………………………62
11.3 Túnel 3………………………………………………………………………………64
7
11.4. Túnel 4………………………………………………………………………………65
12. Perfil longitudinal………………………………………………………………………..66
13. Carretera diseñada en Infraworks…………………………………………………….66
14. Vinculación Infraworks – Civil 3D……………………………………………………..68
14.1. Alineamiento geométrico en Civil 3D…………………………………………..70
14.2. Elementos geométricos de curvatura en Civil 3D…………………………….71
14.3. Perfil longitudinal en Civil 3D……………………………………………………72
14.4. Sección transversal en Civil 3D…………………………………………………73
Capitulo III
15. Análisis y resultados…………………………………………………………………….74
15.1. Establecimiento topográfico………………………………………………………74
15.2. Tipos de carreteras………………………………………………………………...75
15.3. Puentes y túneles…………………………………………………………………..76
15.4. Interoperabilidad, vinculación y trabajo en conjunto……………………………77
15.5 Movimientos de tierras……………………………………………………………...78
16. Conclusiones……………………………………………………………………………...81
17. Recomendaciones………………………………………………………………………..83
18. Referencias bibliográficas……………………………………………………………….84
8
Tabla de figuras
Figura 1. Opciones de clasificación de carreteras…………………………………………………15
Figura 2. Panel de vista de perfil…………………………………………………………………….16
Figura 3. Tarjetas de activos especializados para intersecciones……………………………….16
Figura 4. Análisis de distancia visual………………………………………………………………..17
Figura 5. Panel de optimización de perfil…………………………………………………………...18
Figura 6. Plano y dibujo de perfil generado por el comando ver dibujos de Civil 3D en el
programa Infraworks…………………………………………………………………………………..19
Figura 7. Carretera creada……………………………………………………………………………20
Figura 8. Vista de la carretera después de levantar un PVI………………………………………20
Figura 9. Menú lateral para editar curva…………………………………………………………….21
Figura 10. Puntos para eliminar PVI creados en la carretera…………………………………….21
Figura 11. Modo edición y elegir estilo……………………………………………………………...22
Figura 12. Establecer ubicación entre dos zonas………………………………………………….22
Figura 13. Carril de desaceleración creado con la tarjeta de recursos de la carretera con el
modo de edición configurado en carriles adelante………………………………………………...23
Figura 14. Pendiente pronunciada debido al método de explanación establecido en ancho
fijo………………………………………………………………………………………………………..23
Figura 15. Calificación de pendiente fija que está restringida por la configuración de límite de
calificación………………………………………………………………………………………………24
Figura 16. Calificación de pendiente fija que no está restringida por la configuración de límite de
calificación………………………………………………………………………………………………24
Figura 17. Como eliminar PVI………………………………………………………………………...25
Figura 18. Editar un perfil en el panel de vista perfil……………………………………………….25
Figura 19. Creando una zona de ensanchamiento………………………………………………...26
Figura 20. Diseño de una intersección………………………………………………………………26
Figura 21. Diagrama de flujo de las fases que se desarrollaron………………………………….27
Figura 22. Ubicación donde se realizó la propuesta de diseño de carretera……………………30
Figura 23. Topografía desde Infraworks…………………………………………………………….32
Figura 24. Parte de la carretera creada……………………………………………………………..33
Figura 25. Curvas horizontales de la carretera…………………………………………………….35
Figura 26. Primer puente creado…………………………………………………………………….37
Figura 27. Segundo puente creado………………………………………………………………….51
Figura 28. Tercer puente creado…………………………………………………………………….54
9
Figura 29. Primer túnel creado……………………………………………………………………61
Figura 30. Segundo túnel creado…………………………………………………………………63
Figura 31. Tercer túnel creado……………………………………………………………………64
Figura 32. Cuarto túnel creado……………………………………………………………………65
Figura 33. Perfil longitudinal de la carretera……………………………………………………..66
Figura 34. Carretera diseñada en Infraworks……………………………………………………66
Figura 35. Carretera diseñada en Infraworks……………………………………………………67
Figura 36. Carretera diseñada en Infraworks……………………………………………………67
Figura 37. Carretera diseñada en Infraworks……………………………………………………68
Figura 38. Propiedades de coordenadas Infraworks…………………………………………...69
Figura 39. Configuración de coordenadas Civil 3D……………………………………………..69
Figura 40. Eje en planta creado en Infraworks y vinculado en Civil 3D………………………70
Figura 41. Obra lineal creada Infraworks y vinculada en Civil 3D…………………………….70
Figura 42. Alineamiento geométrico de obra lineal en Civil 3D……………………………….71
Figura 43. Elementos geométricos de curvatura en Civil 3D………………………………….71
Figura 44. Perfil longitudinal en Civil 3D…………………………………………………………72
Figura 45. Parte de la sección transversal de la carretera en Civil 3D……………………….73
Figura 46. Vista satelital de Infraworks…………………………………………………………..75
Figura 47. Topografía y curvas de nivel………………………………………………………….75
Figura 48. Vista de túnel en Infraworks…………………………………………………………..76
Figura 49. Vista de puente en Infraworks………………………………………………………..76
Figura 50. Diseño de propuesta creada en Infraworks…………………………………………77
Figura 51. Obra lineal en Civil 3D vinculada desde Infraworks……………………………….78
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Lista de tablas
Tabla 1. Clasificación de tipo de terreno…………………………………………………………….31
Tabla 2. Componentes de la carretera………………………………………………………………34
Tabla 3. Elementos de curvatura desde Infraworks………………………………………………..35
Tabla 4. Componentes del puente 1…………………………………………………………………36
Tabla 5. Componentes de pilar puente 1……………………………………………………………37
Tabla 6. Componentes del pilar 1……………………………………………………………………38
Tabla 7. Componentes del pilar 2……………………………………………………………………38
Tabla 8. Componentes del pilar 3……………………………………………………………………39
Tabla 9. Componentes del pilar 4……………………………………………………………………39
Tabla 10. Componentes del pilar 5…………………………………………………………………..40
Tabla 11. Componentes del pilar 6…………………………………………………………………..40
Tabla 12. Componentes del pilar 7…………………………………………………………………..41
Tabla 13. Componentes del pilar 8…………………………………………………………………..41
Tabla 14. Componentes del pilar 9…………………………………………………………………..42
Tabla 15. Componentes del pilar 10…………………………………………………………………42
Tabla 16. Componentes del pilar 11…………………………………………………………………43
Tabla 17. Componentes del pilar 12…………………………………………………………………43
Tabla 18. Componentes del pilar 13…………………………………………………………………44
Tabla 19. Componentes del pilar 14…………………………………………………………………44
Tabla 20. Componentes del pilar 15…………………………………………………………………45
Tabla 21. Componentes del pilar 16…………………………………………………………………45
Tabla 22. Componentes del pilar 17………………………………………………………………....46
Tabla 23. Componentes del pilar 18…………………………………………………………………46
Tabla 24. Componentes del pilar 19…………………………………………………………………47
Tabla 25. Componentes del pilar 20…………………………………………………………………47
Tabla 26. Componentes del pilar 21…………………………………………………………………48
Tabla 27. Componentes del pilar 22…………………………………………………………………48
Tabla 28. Componentes del pilar 23…………………………………………………………………49
Tabla 29. Componentes del pilar 24…………………………………………………………………49
Tabla 30. Componentes del pilar 25…………………………………………………………………50
Tabla 31. Componentes del pilar 26…………………………………………………………………50
Tabla 32. Componentes del puente 2……………………………………………………………….51
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Tabla 33. Componentes del pilar puente 2………………………………………………………..51
Tabla 34. Componentes del pilar 1…………………………………………………………………52
Tabla 35. Componentes del pilar 2…………………………………………………………………53
Tabla 36. Componentes del pilar 3…………………………………………………………………53
Tabla 37. Componentes del pilar 4…………………………………………………………………54
Tabla 38. Componentes del puente 3……………………………………………………………...55
Tabla 39. Componentes del pilar puente 3………………………………………………………..55
Tabla 40. Componentes del pilar 1…………………………………………………………………56
Tabla 41. Componentes del pilar 2…………………………………………………………………56
Tabla 42. Componentes del pilar 3………………………………………………………………...57
Tabla 43. Componentes del pilar 4………………………………………………………………...57
Tabla 44. Componentes del pilar 5………………………………………………………………...58
Tabla 45. Componentes del pilar 6…………………………………………………………………58
Tabla 46. Componentes del pilar 7…………………………………………………………………59
Tabla 47. Componentes del pilar 8…………………………………………………………………59
Tabla 48. Componentes del pilar 9…………………………………………………………………60
Tabla 49. Componentes del pilar 10……………………………………………………………….60
Tabla 50. Componentes del túnel 1………………………………………………………………..62
Tabla 51. Componentes del túnel 2………………………………………………………………..63
Tabla 52. Componentes del túnel 3………………………………………………………………..64
Tabla 53. Componentes del túnel 4………………………………………………………………..65
Tabla 54. Elementos de curvatura desde Civil 3D……………………………………………….72
Tabla 55. Movimiento de tierra en carretera………………………………………………………78
Tabla 56. Cantidades de explanación……………………………………………………………..79
Tabla 57. Movimiento de tierra en puentes……………………………………………………….79
Tabla 58. Movimiento de tierra en Túneles……………………………………………………….80
12
Introducción
La metodología BIM se presenta como una metodología con un gran potencial para apalancar el
desarrollo tecnológico. En Colombia existe una gran cohesión por parte del sector privado con la
meta de propiciar la difusión y adopción del BIM en el gremio de la construcción. Actualmente en
Colombia se realizan proyectos insignias de la apertura del sector de la construcción al BIM.
Infraworks es un software de la metodología BIM, el cual permite adaptarse a las nuevas
tecnologías para la construcción de infraestructuras viales, uno del software más utilizado para
la planificación y el diseño de proyectos de infraestructuras. Esta herramienta se presenta como
un aliado en los flujos de trabajo, ofreciendo opciones de trabajo colaborativo en la nube,
automatización de procesos y colaboración otras plataformas. En este sentido la problemática
del proyecto pretende analizar que el software Infraworks es una plataforma que está capacitada
para el diseño de infraestructura vial presentando ventajas en cuanto agilizar el diseño,
realizando una propuesta de diseño vial donde se trabaje en conjunto con el software Infraworks
y Civil3D.
“En los últimos años, en nuestro país se hace necesario mejorar, tanto en cantidad como en
calidad, la red vial existente de modo que sea más eficiente, cómoda y segura, se debe tener en
cuenta además que la construcción de una carretera influye de manera importante en el
desarrollo económico de una región, incrementando la producción y el consumo, disminuyendo
costos y mejorando así la calidad de vida de la población ubicada en la zona de influencia “.
(Moscote, 2017).
La propuesta de diseño vial se desarrolla para realizar un diagnóstico entre el software Infraworks
y Civil 3D, el cual se realiza en Antioquia dando a este departamento una alternativa de vía que
conecta la vereda San Ignacio con la vereda El Canelo, realizando una intersección de una vía
existente que atraviesa la Vereda San Ignacio con la propuesta de vía realizada en el proyecto
de investigación. De acuerdo con la propuesta de diseño vial se busca realizar un diagnóstico
para analizar la interoperabilidad del trabajo en conjunto de las dos plataformas y los aspectos
más importantes para beneficio que conlleva un diseño vial.
Línea de Investigación del Trabajo:
Desarrollo urbano integral
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Formulación del Problema.
En la Ingeniería Civil es importante ir de la mano con los avances tecnológicos que se presenten
para agilizar y presentar proyectos de una manera más rápida y completa, que logre atraer a las
empresas a el manejo de plataformas que se encuentren capacitadas en este caso para el diseño
de infraestructura vial.
La investigación requiere realizar una propuesta de diseño vial en el software Infraworks
haciendo una vinculación con Civil 3D y de acuerdo con este diseño analizar la habilidad que
tiene el software Infraworks en la planificación y el diseño de proyectos de infraestructura viales
y determinando los aspectos más importantes que presenta el software en el sector de la
Ingeniería Civil.
Justificación del Estudio.
La tecnología a través de los años se ha encargado de ser parte fundamental de la vida cotidiana
y demostrando la capacidad para avanzar con nuevos productos y servicios, en este caso la
tecnología respecto a la construcción de infraestructuras, por eso es necesario e importante
conocer los avances tecnológicos que sirvan para la realización de proyectos que beneficien a
las empresas constructoras para desarrollar los diseños de una manera más rápida y eficaz.
Implementar el software Infraworks como un modelo innovador de diseño de proyectos de
infraestructura vial que ofrece una mejor optimización de procesos para el diseño de un proyecto
vial. Realizando este proyecto se podrá determinar las capacidades que tiene el software y su
trabajo vinculado con la herramienta de Autodesk Civil3D demostrando su trabajo en conjunto.
El desarrollo de trabajo se realizará teniendo en cuentas los siguientes pasos:
• Generar la metodología de la investigación para dar solución al problema planteado
• Iniciar la propuesta de diseño en el departamento de Antioquia en el software Infraworks
• Vincular la propuesta de diseño de Infraworks con Civil 3D.
• Analizar resultados y demostrar la interoperabilidad de los dos softwares en conjunto y a
su vez dar a conocer las ventajas de Infraworks.
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Objetivos de la Investigación.
Objetivo General
Desarrollar una propuesta de diseño implementando el software Infraworks demostrando que la
herramienta de diseño tiene la capacidad de posicionarse como el modelo BIM más efectivo y
eficaz para realizar diseños de infraestructuras más allá de lo convencional aprovechando sus
componentes realizando una vinculación con el programa Civil 3D.
Objetivos Específicos
• Diseñar una propuesta diseño en el departamento de Antioquia y de esta manera dar a
conocer el software Infraworks y su trabajo en conjunto con Civil 3D.
• Determinar las ventajas de innovar con un nuevo programa de diseño de infraestructura
• Dar a conocer la interoperabilidad que existe entre las dos plataformas en el momento de
trabajar en conjunto
• Demostrar el comportamiento de las variables del diseño de carreteras en el software
infra Works y Civil 3D.
• Generar un Modelo paramétrico que permita optimizar los criterios de Diseño viales.
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Antecedentes – Estado del Arte.
Infraworks es la herramienta más impresionante durante la última década, Autodesk presento un
software revolucionario que ofrece un escenario divertido, sorprendente, útil, practico como
programa de diseño y planificación preliminar, comprende el diseño de carreteras, diseño de
puentes y diseño de drenaje.
Es un software adaptado para cualquier persona involucrada en las fases de diseño preliminar
de proyectos de infraestructura o desarrollo de tierras para trabajar los aspectos más detallados
y basados en ingeniería del diseño de carreteras. Las carreteras creadas con las herramientas
de Infraworks tendrán acceso a muchas herramientas que permitirán ver y editar propiedades
geométricas.
En Colombia, un estudio realizado por Isaza (2015), muestra que a pesar del gran uso del BIM
en el mundo, Colombia se aproxima lentamente a su uso, solo una pequeña porción los utiliza
con frecuencia en la actualidad, lo que se debe principalmente a los costos asociados al cambio
de tecnología, la falta de reconocimiento de las ventajas de su utilización, el tiempo que tarda en
convertirse en un usuario avanzado y la necesidad de una capacitación formal de los
profesionales para su implementación.
A diferencia de Colombia, en el mundo se ha logrado integrar la metodología BIM de manera
beneficiosa para las grandes empresas constructoras, gracias a la capacidad de facilitar una
correcta y completa visualización de las obras antes de construirse, y a la de permitir la fácil
generación de cambios sin que estos representen grandes sobrecostos, es posible en la
actualidad presentar propuestas de proyectos de mejor calidad y con mayor probabilidad de éxito
en las mismas.
Como ejemplo es el de la compañía Cole Engineering Group, basada en Ontario, Canadá, es
una firma multidisciplinaria de consultoría en ingeniería que trabaja tanto para el sector publico
como para el privado. Desde el 2009, esta empresa ha estado utilizando el software Civil 3D, el
cual soporta modelos BIM, para generar propuestas y diseños detallados para sus desarrollos
urbanísticos, de transporte, manejo de recursos hídricos y proyectos de infraestructura municipal.
Posteriormente, la compañía empezó a utilizar también el software Infraworks para el desarrollo
de propuestas de diseño y para permitir una visualización tridimensional de las obras durante la
etapa de diseños.
Mediante este proceso, fue realizado el diseño de un acueducto de 25 millas que comunicaría
dos pequeñas poblaciones en el sur de Ontario, Canadá, este seria instalado en zanjas abiertas
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cercanas a las carreteras existentes en la zona. Sin embargo, en algunos casos, la tubería debía
atravesar autopistas, andenes y otras estructuras, por lo que se requirió el uso de pequeñas
tuneladoras, para realizar excavaciones subterráneas. Para el proceso licitatorio, Cole
Engineering Group utilizo el software Infraworks para compilar la información existente y elaborar
un modelo en el que se pueda visualizar el área del proyecto de manera clara, incluyendo un
levantamiento topográfico, fotografías georreferenciadas, la infraestructura vial existente,
información predial, entre otros. Así, la firma fue seleccionada para el desarrollo del proyecto,
demostrando que la ventaja tecnológica poseía sobre sus competidores resulto exitosa. (Lyons
& Weiss, 2013).
Imágenes del modelo desarrollado por Cole Engineering Group.
Figura 1. Modelo desarrollado por Cole Engineering Group. Tomado de (Lyons & Weiss, 2013).
El programa cuenta con estándares de diseño, según la clasificación que elija, se asigna la
velocidad de diseño la cual se encargara de determinar automáticamente la geometría horizontal
y vertical de la carretera que se está diseñando. En la figura 1. Se podrá apreciar las opciones
de clasificación de carreteras.
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Figura 1. Opciones de clasificación de carreteras. Tomada de Autodesk Roadway Design for Infraworks 360
essentials (p. 28), por Eric Chappell, 2015, Autodesk. Sybex.
Al momento de planificar o diseñar carreteras utilizando AutoCAD y Civil 3D, la perspectiva de
perfil es una herramienta fundamental en cualquier diseño de carreteras, por esto mismo
Infraworks proporciona una aplicación vertical en el panel de vista de perfil donde se puede ver
su diseño y tener un conjunto completo de herramientas para modificar el diseño en la vista de
perfil. En la figura 2. Muestra el panel de vista de perfil.
Figura 2. Panel Vista de Perfil. Tomada de Autodesk Roadway Design for Infraworks 360 essentials (p. 29),
por Eric Chappell, 2015, Autodesk. Sybex.
Las intersecciones respecto a su diseño es uno de los aspectos más retadores de cualquier
diseño de carreteras, la tecnología Infraworks permite el diseño de intersecciones a través de
tarjes de activos, en la imagen 3. Muestra una intersección de tres vías con la tarje de recursos
de intersección. Por ejemplo, si selecciona la opción un vehículo de diseño el software
automáticamente diseñara la geometría de la intersección según su elección. Figura 3. Tarjeta
de activos especializada para intersecciones.
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Figura 3. Tarjetas de activos especializada para intersecciones. Tomada de Autodesk Roadway Design
for Infraworks 360 essentials (p. 29), por Eric Chappell, 2015, Autodesk. Sybex.
la distancia visual es de los aspectos más importantes que impulsan el diseño de una carretera,
con la aplicación vertical de Infraworks se puede realizar un análisis de distancia visual de una
carretera que evaluara la geometría de esta, el análisis facilita información gráfica y textual útil
en forma de bandas de colores, información sobre herramientas y mirillas. En la figura 4. Se
observa un análisis de distancia visual que destaca una zona de accidente y un área de falla
visual.
Figura 4. Análisis de distancia visual. Tomada de Autodesk Roadway Design for Infraworks 360 essentials
(p. 30), por Eric Chappell, 2015, Autodesk. Sybex.
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Otro aspecto critico en el diseño de carreteras es el movimiento de tierras por lo que afecta
directamente el costo del diseño, Infraworks proporciona una herramienta de optimización que
se encarga de analizar y ajustar el perfil de su camino de diseño para minimizar los costos
asociados con el movimiento de tierras. Para realizar una optimización los cálculos se realizan
en la nube y el diseño se incorpora en la nube analizando y ajustando, al momento de completar
la información se realiza un informe en el cual se presenta la geometría resultante junto con el
movimiento de tierras detallado y un análisis de costos. Figura 5. Muestra el panel optimización
de perfil donde se hace la configuración de una optimización.
Figura 5. Panel de optimización de perfil. Tomada de Autodesk Roadway Design for Infraworks
360 essentials (p. 31), por Eric Chappell, 2015, Autodesk. Sybex.
Autodesk se ha posicionado como el principal creador de plataformas que se caracterizan por
brindar facilidad y agilidad al momento de planificar infraestructuras para la ingeniería civil, el
software AutoCAD Civil 3D permite realizar trabajos en una plataforma en la cual se puede
interactuar con sus herramientas para la creación de superficies, cálculos de volúmenes para
movimientos de tierra y entre otros. Civil 3D tiene opciones de vistas en 2D y 3D, en cuanto al
diseño de carreteras permite observa perfiles y rasantes.
Dado que es una plataforma que a través del tiempo avanza tecnológicamente para brindar a
sus usuarios un trabajo más optimo y rápido, Autodesk con la creación de Infraworks y la manera
de poder unir sus plataformas para que permitan realizar trabajos de manera conjunta, el
software Infraworks tiene una opción para generar dibujos de Civil 3D, cuando el diseño de
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Infraworks este completo para pasar al diseño y la documentación de detalles, la aplicación
proporciona una herramienta que automatizara el proceso de conversión dentro de su modelo en
una serie de archivos DWG que se pueden abrir en el programa AutoCAD Civil 3D. En la figura
6. Se observa un plano y un dibujo de perfil generado por el comando Ver dibujos de Civil 3D en
el programa Infraworks.
“Los profesionales en infraestructura e ingeniería civil enfrentan enormes desafíos para el
desarrollo de la infraestructura de transporte, tierra, agua y energía. Necesitan construirlos o
reconstruirlos de maneras que sean más económicas, prácticas, resistentes y atractivas. Las
últimas soluciones de BIM para Infraestructura de Autodesk – AutoCAD Civil 3D 2017 y la
nueva versión de Infraworks 360 – ofrecen a los usuarios capacidades ampliadas para realizar
diseño e ingeniería detallada, mejorando al mismo tiempo el trabajo en equipo y la aplicación
de estándares de diseño. Estas herramientas ayudarán a nuestros clientes a prepararse para el
futuro de la ingeniería civil “– Theo Agelopoulos, director, Infrastructure Industry Business
Strategy & Marketing, Autodesk, Inc.
Figura 6. plano y un dibujo de perfil generado por el comando Ver dibujos de Civil 3D en el
programa Infraworks. Tomada de Autodesk Roadway Design for Infraworks 360 essentials
(p. 32), por Eric Chappell, 2015, Autodesk. Sybex.
Un ejemplo de crear carreteras diseñado en la superficie Infraworks, en este ejercicio se creará
una parte de la carretera de circunvalación de Bimsville mediante las herramientas inteligentes
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de la plataforma. Con las herramientas y las opciones que tiene la plataforma, siguiendo el paso
a paso se crea una sección de la carretera como se muestra en la figura 7.
Figura 7. Carretera creada. Tomada de Autodesk Roadway Design for Infraworks 360 essentials (p. 45),
por Eric Chappell, 2015, Autodesk. Sybex.
Para la edición de una carretera con gizmos, se realizan ediciones en la carretera utilizando
varios tipos de artilugios, cambiara la alineación de la carretera y cambiará las elevaciones de la
carretera para que haya suficiente espacio libre vertical para colocar un puente sobre una
carretera existente, siguiendo los pasos con las herramientas una parte de la carretera se moverá
hacia arriba y deberá aparecer como se muestra en la figura 8.
Figura 8. Vista de la carretera después de levantar un PVI. Tomada de Autodesk Roadway Design for
Infraworks 360 essentials (p. 50), por Eric Chappell, 2015, Autodesk. Sybex.
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Para editar una carretera mediante menús contextuales, en este ejercicio se necesitan menús
para agregar una nueva sección de la carretera al Bypass de Bimsville. Se resalta la carretera
de circunvalación para mostrar la tarjeta de activos de la carretera y en esta opción se establece
el modo edición en geometría, siguiendo los pasos con sus respectivas opciones se crea un
nuevo PI y se crea una curva que no incluye espirales. El menú se expandirá para revelar los
controles deslizantes para la geometría de la curva. Se establecen el radio de la curva y la
longitud de la espiral creada como se muestra en la figura 9.
Figura 9. Menú lateral para editar curva. Tomada de Autodesk Roadway Design for Infraworks 360 essentials
(p. 52), por Eric Chappell, 2015, Autodesk. Sybex.
Para restaurar el marcador llamado puente 1, se encuentra una serie de PVI que se han creado
donde la nueva carretera cruza con las existentes, en lugar de crear intersecciones en las
carreteras, sería mejor crear un puente sobre ellas. En la figura 10. Se observa cómo se eliminar
los PVI que se crearon en las carreteras.
Figura 10. Puntos para eliminar PVI creados en la carretera. Tomada de Autodesk Roadway Design for
Infraworks 360 essentials (p. 57), por Eric Chappell, 2015, Autodesk. Sybex.
23
Para aplicar zonas de estilo, se crea una nueva zona de estilo en la ubicación de un puente
propuesto para que el diseño refleje la existencia del puente, siguiendo los pasos en la figura 11.
Se observa el modo edición y donde se elige el estilo.
Figura 11. Modo edición y elegir estilo. Tomada de Autodesk Roadway Design for Infraworks 360 essentials
(p. 59), por Eric Chappell, 2015, Autodesk. Sybex.
en el momento que la información sobre herramientas de la estación muestre los datos que
arroja, se hace clic en la ubicación del gizmo cilíndrico amarillo que se muestra en la figura 12.
Figura 12. Establecer la ubicación entre dos zonas. Tomada de Autodesk Roadway Design for Infraworks 360
essentials (p. 61), por Eric Chappell, 2015, Autodesk. Sybex.
Para editar el número de carriles se utilizará zonas de carriles para crear un carril de
desaceleración que conduzca a una rampa que proporciona acceso al parque industrial. En la
tarjeta de activos carretera, se cambia el valor de carriles a 3, se agrega un carril adicional en la
zona que se ha seleccionado, la vista debería ser como se muestra en la figura 13.
24
Figura 13. carril de desaceleración creado con la tarjeta de recursos de la carretera con el modo de edición
configurado en Carriles adelante. Tomada de Autodesk Roadway Design for Infraworks 360 essentials
(p. 63), por Eric Chappell, 2015, Autodesk. Sybex.
En este ejercicio para configurar la nivelación del borde de la carretera, cambiara la nivelación
del borde de la carretera principal del parque industrial para que sea una pendiente fija en un
lugar de un ancho fijo. Se estudiará los efectos del cambio y el comportamiento de la nivelación
de carreteras en general. Siguiendo los pasos con cada herramienta, se observa como el
terraplén desde la carretera hasta el terreno es empinado en el área del barranco en la figura 14.
El método de calificación está configurado actualmente en el valor predeterminado, que es ancho
fijo.
Figura 14. Pendiente pronunciada debido al método de explanación establecido en Ancho fijo. Tomada
de Autodesk Roadway Design for Infraworks 360 essentials (p. 66), por Eric Chappell, 2015, Autodesk. Sybex.
25
Cuando se cambia el método de nivelación a pendiente fija, cambiara la nivelación de la
carretera, en la cual se modificó una pendiente de 3:1 proyectada desde el borde de la carretera
hasta que alcance el límite de nivelación, después la pendiente del terraplén se convierte en una
cara vertical como se muestra en la figura 15.
Figura 15. Calificación de pendiente fija que está restringida por la configuración de Límite de calificación.
Tomada de Autodesk Roadway Design for Infraworks 360 essentials (p. 67), por Eric Chappell, 2015, Autodesk. Sybex.
Debido a que el terraplén puede encontrarse con el terreno antes de la configuración del límite
de nivelación, no se necesita una cara vertical, observar en la figura 16.
Figura 16. Calificación de pendiente fija que no está restringida por la configuración de Límite de calificación.
Tomada de Autodesk Roadway Design for Infraworks 360 essentials (p. 67), por Eric Chappell, 2015, Autodesk. Sybex.
Para editar en la visualización del perfil se utilizará el panel de vista de perfil para realizar algunos
cambios en la alineación vertical de la carretera del parque industrial. En la barra de herramientas
26
se siguen los pasos y el perfil de la carretera aparecerá en el panel de vista de perfil, aparecen
los PVI y en la figura 17. se muestra como eliminar PVI.
Figura 17. Como eliminar PVI. Tomada de Autodesk Roadway Design for Infraworks 360 essentials (p. 73),
por Eric Chappell, 2015, Autodesk. Sybex.
Mientras se elimina el PVI en el panel de vista de perfil, se observa cómo cambian los gráficos
en la vista del modelo, la carretera se reconstruirá y las ensenadas quedaran al ras con la
superficie de la carretera y el punto bajo de la curva está ubicado entre las entradas como se
muestra en la figura 18.
Figura 18. Editar un perfil en el Panel Vista de Perfil. Tomada de Autodesk Roadway Design for Infraworks
360 essentials (p. 74), por Eric Chappell, 2015, Autodesk. Sybex.
27
Al momento de diseñar una intersección se configura una intersección dentro del parque
industrial para que acompañe a los tractores-remolques grandes y proporcione un carril de giro
para ayudar al flujo del tráfico. La geometría de la intersección cambiara drásticamente, como se
observa en la figura 19.
Figura 19. Creando una zona de ensanchamiento. Tomada de Autodesk Roadway Design for Infraworks
360 essentials (p. 84), por Eric Chappell, 2015, Autodesk. Sybex.
La intersección se observa en la figura 20. Esta es una intersección mucho más sofisticada y
permite un carril de giro a la izquierda para ayudar con la congestión del tráfico en la intersección.
Figura 20. Diseño de una intersección. Tomada de Autodesk Roadway Design for Infraworks 360 essentials
(p. 85), por Eric Chappell, 2015, Autodesk. Sybex.
28
Diseño Metodológico Preliminar
La herramienta BIM en los últimos años se ha posicionado en el desarrollo de infraestructura
como un modelo que da resultados precisos y rápidos, es por esto por lo que se quiere
implementar la propuesta de desarrollar el diseño vial con el software Infraworks demostrando
los beneficios en cuanto a la optimización de procesos de diseños viales.
La investigación propone un tipo de estudio analítico por medio de una propuesta vial que conecta
la Vereda San Ignacio con la vereda El Canelo, realizando una intersección de una vía existente
que no está conectando las veredas nombradas anteriormente.
El uso del software Infraworks permite dar una perspectiva de avance tecnológico para proyectos
de infraestructura vial, brindando al usuario una visualización mas detallada, clara y precisa para
el diseño de una carretera en este caso. Investigando sobre la utilización del software en el
mundo se obtuvo la información necesaria para implementar en este proyecto de investigación y
de esta manera tener una idea clara y precisa para presentar el software como un avance
tecnológico innovador para el sector de infraestructura, que a su vez dar a conocer el
complemento con la metodología BIM en la utilización del software Civil 3D, creando entre ellos
una vinculación, para conocer y demostrar el trabajo en conjunto que estos dos programas
pueden ofrecer al sector de infraestructura vial.
A continuación, se presenta un diagrama de flujo de la metodología a desarrollar de la
investigación.
Diagrama de Flujo de secuencia de las fases que se van a desarrollar.
Figura 21. Diagrama de flujo. Elaborado por el autor. 2021
29
1. Revisar y recolectar información: para desarrollar el diseño propuesto se necesita
investigar la ubicación en donde se va a realizar la vía y conocer los programas que se
van a trabajar los cuales son Infraworks y Civil 3D, conociendo las definiciones, funciones
y herramientas que estos programas contribuyan con las necesidades para realizar el
proyecto, de esta manera tener claridad de los temas, parámetros y seguimientos que se
deben tener en cuenta.
2. Elaboración de diseño: El diseño propuesto deberá cumplir con las necesidades del
problema, acomodándose al software que se van a utilizar para el desarrollo del proyecto
y así iniciar la realización de la investigación. Si el diseño no cumple con los parámetros
que requieran los programas Infraworks y Civil 3D, deberá realizarse un nuevo diseño.
3. Analizar variables de programas Infraworks y Civil 3D: es importante conocer cada
software que se va a trabajar en la investigación, por eso como parte fundamental de la
metodología es comprender las herramientas de los programas para intervenir en ellos
con el diseño propuesto.
4. Importación de datos: teniendo en cuenta el diseño propuesto, conociendo las variables
de cada programa, se procede a incorporar los datos de diseño en los programas y de
esta manera iniciar la creación de la infraestructura planteada.
5. Interoperabilidad entre software: seguido de la incorporación de datos de diseño,
comprender la interoperabilidad que existe entre los softwares, Infraworks y Civil 3D se
complementan con diferentes opciones, de tal manera que el diseño pueda desarrollarse
en cada programa.
6. Alcance del proyecto: desarrollar la propuesta de diseño del proyecto, realizando el
diagnostico planteado.
7. Análisis y resultados: el análisis y resultado se da a través de la realización del diseño
de la propuesta vial que se llevó a cabo.
30
Metodología del proyecto
Para el desarrollo del proyecto se llevaron a cabo los pasos escritos en el diagrama de flujo.
Inicialmente se planteó como ubicación para el diseño de la vía el departamento de Antioquia,
el diseño propone hacer una conexión entre la Vereda San Ignacio y la Vereda el Canelo,
investigando las conexiones entre municipios y veredas aledañas se encontró que no existe una
vía que conecte las veredas nombradas anteriormente y es por esto la propuesta de diseño se
realiza para dar una alternativa de intersección entre una vía ya existente con la propuesta de
diseño para hacer una conexión entre San Ignacio y el Canelo.
Es de suma importancia en el crecimiento y desarrollo del país la creación de carreteras y cumple
un papel fundamental ya que el 80% de la carga del país se moviliza por carretera, a su vez el
sector turismo es parte clave de estos proyectos viales debido a que gran parte de la población
viaja por el país movilizándose por carretera lo cual beneficia a la economía de los mismos
colombianos.
La disponibilidad de vías de comunicación terrestre y el nivel de desarrollo del país ha sido objeto
de estudio, el desplazamiento permite ampliar la economía, productos agrícolas, así como
ofrecer mano de obra. Existe un amplio número de estudios, metodologías y conjunto de datos
a través de los cuales se ha indagado el impacto sobre el crecimiento y desarrollo de un país
puede llegar a tener el aumento en la inversión en infraestructura, especialmente la de transporte.
Para el caso específico colombiano, existen varios trabajos en los que se analiza el sector de la
infraestructura de transporte en el país. “Por ejemplo, Sánchez (1994) y Cárdenas, Escobar y
Gutiérrez (1995) abarcan el estudio a través de una función de producción con la cual es posible
aproximar el efecto de un aumento en la inversión en la construcción de carreteras. Los
resultados encontrados indican que ante un aumento del 1% en la inversión en carreteras, el
producto aumenta en 0.42%. Se destaca que en ambos estudios los autores encuentran mayores
retornos en la construcción de carreteras que en los demás sectores (telefonía y energía)”.
(Infraestructura vial Colombia, 2019, p.06)
31
Localización
Departamento de Antioquia
Vereda San Ignacio – Vereda El Canelo
Figura 22. Ubicación donde se realizó la propuesta de diseño de carretera. Elaborado por el autor.2021
Clasificación de la carretera
Se determina según la necesidad operacional de la carretera o de los intereses de la nación en
sus diferentes niveles.
• Carreteras secundarias o de segundo orden: Son aquellas vías que unen cabeceras
municipales entre si y/o que provienen de una cabecera municipal conectan con una
carretera primaria. Las carreteras consideradas como secundarias pueden funcionar
pavimentadas o en afirmado. (Diseño geométrico de carreteras, 2013, p.3).
La carretera propuesta cumple con las características debido a que las carreteras terciarias en
caso de pavimentarse deben cumplir con las condiciones geométricas estipuladas para
carreteras secundarias.
32
Tipo de terreno
En Colombia, los terrenos se clasifican en plano, ondulado, montañoso y escarpado, según el
Instituto Nacional de Vías. Manual Geométrico de Carreteras. De acuerdo con los parámetros
que se indican en la tabla 1.
Tabla 1. Clasificación de tipo de terreno.
Fuente: Cárdenas Grisales James. Diseño Geométrico de Carreteras. Ecoe Ediciones. Bogotá. 2002. Instituto Nacional de Vías. Manual de Diseño Geométrico de Carreteras. Bogotá. 2008.
Según la determinación de la topografía del terreno ubicado en el tramo de estudio, se clasifica
como terreno montañoso.
Terreno montañoso: es la combinación de alineamientos horizontal y vertical que obliga a los
vehículos pesados a circular a velocidades sostenidas en pendiente a lo largo de distancias
considerables o durante intervalos frecuentes.
Generalmente requieren grades movimientos de tierra durante la construcción, razón por la cual
se presentan dificultades en el trazado y en la explanación. Sus pendientes longitudinales
predominantes se encuentran entre el 6% y el 8%. (Diseño Geométrico de Carreteras, 2013, p.
5).
33
Diseño de propuesta de vía
De acuerdo con lo mencionado anteriormente se realiza el trazado sobre la ruta seleccionada.
Topografía del terreno
Se da inicio al diseño con el programa Infraworks, utilizando las herramientas que tiene el
programa en cuanto a la planificación y el diseño de proyectos de infraestructura. Infraworks nos
permite agilizar el proceso de diseño de la carretera, permitiendo ver la ubicación donde se va a
realizar el trazado y a su vez aportando la topografía del terreno, donde se puede observar con
claridad las diferentes curvas de nivel que se encuentran en el trazado elegido. Como se observa
en la figura 23.
Figura 23. Topografía desde Infraworks. Elaborado por el autor.2021
El programa se presenta como un gran aliado para la ejecución de los proyectos de
infraestructura, agilizando el proceso que puede tardarse al diseñar una vía de esta magnitud,
facilitando las herramientas de inicio como la topografía del terreno, lo cual es parte esencial del
inicio para la ejecución de un proyecto vial.
Creación de la propuesta de diseño
Se realiza la creación de la carretera compuesta, en donde vamos a encontrar los diferentes
elementos que componen una vía, donde se evidencia un concepto detallado del proyecto. Una
vez establecido el trazado de la vía, Infraworks realiza los diversos componentes de la carretera,
34
los cuales son: pendiente promedio, velocidad de diseño, longitud, numero de curvas y sus
componentes. Como se observa en la figura 24.
Figura 24. Parte de la carretera creada. Elaborado por el autor.2021
Es de suma importancia reconocer en el software su manera de agilizar el trabajo, de aportar los
elementos que componen curva, una carretera en general, de esta manera permitiendo y
presentándose como un software avanzado respecto a otros programas que se utilizan para la
creación de carreteras, agregando su trabajo en conjunto con las diferentes aplicaciones de la
metodología BIM.
Elementos geométricos de la carretera
De acuerdo con los pasos realizados anteriormente, podemos evidenciar los datos más
importantes para el diseño propuesto del proyecto en la siguiente tabla. 2
35
Tabla 2. Componentes de la carretera.
Elaborado por el autor. 2021.
Curvas horizontales
Las curvas horizontales circulares simples son arcos de circunferencia de un solo radio que unen
dos tangentes consecutivas, conformando la proyección horizontal de las curvas reales o
especiales. Por lo tanto, las curvas reales del espacio no necesariamente son circulares.
El software nos permite crear y a su vez analizar los diferentes elementos geométricos de una
curva como el punto de intersección de las tangentes o vértice de una curva, principio de curva,
centro de la curva circular, radio de la curva circular y entre otros elementos. Como se puede
observar en la figura 3.
Velocidad 4,0 km/h
Normas de diseño AASHTO Metric 2011
Longitud 4196,665 m
Intervalo de P.K. 0+000m - 4+1,196,665m
Intervalo de elevación 2152,603m - 2275,2m
Interval de Pendiente 0,0% - 8%
Metodo de explanación pendiente fija
Limite de explanacion 1,000m
Pendiente de desmonte 0,500:1
Pendiente en terraplén 1.000:1
COMPONENTES DE LA CARRETERA
Atributos
Geometría
Explanacion
36
Figura 25. Curvas horizontales de la carretera. Elaborado por el autor.2021
En el diseño propuesto se tiene una cantidad de 15 curvas con sus elementos geométricos en la
siguiente tabla 3.
Tabla 3. Elementos de curvatura desde Infraworks.
Elaborado por el autor. 2021.
Norte Este TE EC CE ET
Inicio 700380,228 463166,721
1 700269,637 463301,854 56.298 58.00 0+104.20 0+135.20 0+191.50 0+222.50
2 700339,132 463366,792 13.218 58.00 0+267.19 0+298.19 0+311.41 0+342.41
3 700374,227 463414,202 5.453 58.00 0+516.57 0+547.789 0+553.242 0+584.02
4 700343,31 463659,947 25.865 58.00 0+601.25 0+632.25 0+658.12 0+689.12
5 700390,849 463746,279 5.020 58.00 0+872.55 0+903.55 0+908.57 0+939.57
6 700269,391 463981,249 43.797 58.00 1+207.10 1+238.10 1+281.90 1+312.90
7 699947,59 464145,8 17.607 58.00 1+578.10 1+609.10 1+626.70 1+657.70
8 700017,325 464505,502 7.526 58.00 1+665.27 1+696.941 1+704.467 1+734.79
9 699966,193 464573,244 0.049 58.00 1+847.35 1+873.70 1+873.86 1+900.20
10 699969,286 464748,225 26.645 58.00 1+959.08 1+990.08 2+016.72 2+047.72
11 699912,867 464868,584 39.562 58.00 2+495.18 2+526.18 2+565.75 2+596.75
12 700203,507 465336,798 2.919 58.00 2+835.58 2+867.708 2+867.627 2+900.50
13 700001,95 465595,889 4.653 58.00 3+199.94 3+230.94 3+235.59 3+266.59
14 699974,019 465961,534 13.693 58.00 3+454.08 3+486.451 3+500.00 3+529.77
15 699807,791 466162,55
Abscisas
ELEMENTOS DE CURVATURA
Coordenadas PI L R
37
Creación de Puentes y túneles
Partiendo de que el terreno en el que se realizó la propuesta de diseño es montañoso, se debe
tener en cuenta en el momento de realizar el trazado de la vía, las diferencias altas entre curvas
de nivel, la montaña por donde atraviesa la carretera y su profundidad.
Debido a esto en el diseño trazado en Infraworks se logra diferenciar los parámetros que indican
en el lugar donde es necesario la creación de puente o túnel, el software con su avanzado nivel
de presentar un diseño que permita ver con claridad y de una forma más rápida las proyecciones
que se deben hacer en el diseño de la carretera. Por lo tanto, según el trazado de la vía fue
necesario crear tres (3) puentes y cuatro (4) túneles.
Infraworks se destaca por presentar al cliente una proyección para la creación de puentes y
túneles con sus respectivos elementos geométricos.
Puente 1
Los elementos y componentes del puente se encuentran en la siguiente información y a
su vez los elementos principales de cada pilar del puente.
Tabla 4. Componentes del puente 1.
Elaborado por el autor. 2021.
P.K. Inicial 0+403,487m
P.K. Final 1+336,594m
Norma de diseño AASHTO LRFD
Número de pilares 26
Logitud 933,108m
Desfase inicial 238,248m
Desfase final 273,248m
Altura 5,0m
Elevación de base0,0m
Esviaje 0,0°
COMPONENTES DEL PUENTE 1
Atributos
Geometría
Envolvente libre
38
Figura 26. Primer puente creado. Elaborado por el autor.2021
Pilares
Tabla 5. Componentes del pilar
Elaborado por el autor. 2021.
Continuidad de tablero tablero y jacenas
Anchura: frontal 1m
Anchura: posterior 1m
Altura 2,2m
Extremos redondeados si
Extremos inclinado: longitud 3m
Extremo inclinado: profundidad 1,2m
Pendiente: izquierda 0
Pendiente: derecha 0
Número de colomnas 2
Espaciado 12m
esquinas redondas si
Diámetro 2m
Anchura 3m
Altura 1,8m
COMPONENTES DE PILAR
Columnas
39
Pilar 1
Tabla 6. Componentes del pilar 1.
Elaborado por el autor. 2021.
Pilar 2
Tabla 7. Componentes del pilar 2.
Elaborado por el autor. 2021.
P.K. 0+431,735
Desfase 28,248m
Esviaje 0,0°
Acimut 7,13°
Anchura de diafragma 1,5m
Altura del pilar 12,559m
Desfase vertical 0m
Anchura: izquierda 6,75m
Anchura: derecha 6,75m
COMPONENTES DE PILAR 1
Atributos
Remate
P.K. 0+466,735
Desfase 63,248m
Esviaje 0,0°
Acimut 7,13°
Anchura de diafragma 1,5m
Altura del pilar 17,807m
Desfase vertical 0m
Anchura: izquierda 6,75m
Anchura: derecha 6,75m
COMPONENTES DE PILAR 2
Atributos
Remate
40
Pilar 3
Tabla 8. Componentes del pilar 3.
Elaborado por el autor. 2021.
Pilar 4
Tabla 9. Componente del pilar 4.
Elaborado por el autor. 2021.
P.K. 0+501,735m
Desfase 98,248
Esviaje 0,0°
Acimut 7,13°
Anchura de diafragma 1,5m
Altura del pilar 17,688m
Desfase vertical 0m
Anchura: izquierda 6,75m
Anchura: derecha 6,75m
COMPONENTES DE PILAR 3
Atributos
Remate
P.K. 0+536,735
Desfase 133,248m
Esviaje 0,0°
Acimut 0,8°
Anchura de diafragma 1,5m
Altura del pilar 15,762m
Desfase vertical 0m
Anchura: izquierda 6,751m
Anchura: derecha 6,751m
COMPONENTES DE PILAR 4
Atributos
Remate
41
Pilar 5
Tabla 10. Componente del pilar 5.
Elaborado por el autor. 2021.
Pilar 6
Tabla 11. Componente del pilar 6.
Elaborado por el autor. 2021.
P.K. 0+571,735m
Desfase 168,248m
Esviaje 0,0°
Acimut 333,62°
Anchura de diafragma 1,5m
Altura del pilar 15,263
Desfase vertical 0m
Anchura: izquierda 6,75m
Anchura: derecha 6,75m
COMPONENTES DE PILAR 5
Atributos
Remate
P.K. 0+606,735m
Desfase 203,248m
Esviaje 0,0°
Acimut 331,56°
Anchura de diafragma 1,5m
Altura del pilar 12,159m
Desfase vertical 0m
Anchura: izquierda 6,751m
Anchura: derecha 6,751m
COMPONENTES DEL PILAR 6
Atributos
Remate
42
Pilar 7
Tabla 12. Componentes del pilar 7.
Elaborado por el autor. 2021.
Pilar 8
Tabla 13. Componentes del pilar 8.
Elaborado por el autor. 2021.
P.K. 0+641,735m
Desfase 238,248m
Esviaje 0,0°
Acimut 335,55°
Anchura de diafragma 1,5m
Altura del pilar 11,748m
Desfase vertical 0m
Anchura: izquierda 6,75m
Anchura: derecha 6,75m
COMPONENTES DEL PILAR 7
Atributos
Remate
P.K. 0+676,735m
Desfase 273,248m
Esviaje 0,0°
Acimut 24,75°
Anchura de diafragma 1,5m
Altura del pilar 22,151m
Desfase vertical 0m
Anchura: izquierda 6,751m
Anchura: derecha 6,751m
COMPONENTES DEL PILAR 8
Atributos
Remate
43
Pilar 9
Tabla 14. Componentes del pilar 9.
Elaborado por el autor. 2021.
Pilar 10
Tabla 15. Componentes del pilar 10.
Elaborado por el autor. 2021.
P.K. 0+711,735m
Desfase 308,248m
Esviaje 0,0°
Acimut 27,3
Anchura de diafragma 1,5m
Altura del pilar 26,724m
Desfase vertical 0m
Anchura: izquierda 6,75m
Anchura: derecha 6,75m
COMPONENTES DEL PILAR 9
Atributos
Remate
P.K. 0+746,735m
Desfase 343,248m
Esviaje 0,0°
Acimut 27,3°
Anchura de diafragma 1,5m
Altura del pilar 28,212m
Desfase vertical 0m
Anchura: izquierda 6,75m
Anchura: derecha 6,75m
COMPONENTES DEL PILAR 10
Atributos
Remate
44
Pilar 11
Tabla 16. Componentes del pilar 11.
Elaborado por el autor. 2021.
Pilar 12
Tabla 17. Componentes del pilar 12
Elaborado por el autor. 2021.
P.K. 0+781,735m
Desfase 378,248m
Esviaje 0,0°
Acimut 27,3°
Anchura de diafragma 1,5m
Altura del pilar 33,7m
Desfase vertical 0m
Anchura: izquierda 6,75m
Anchura: derecha 6,75m
COMPONENTES DEL PILAR 11
Atributos
Remate
P.K. 0+816,735m
Desfase 413,248m
Esviaje 0,0°
Acimut 27,3°
Anchura de diafragma 1,5m
Altura del pilar 32,575m
Desfase vertical 0m
Anchura: izquierda 6,75m
Anchura: derecha 6,75m
COMPONENTES DEL PILAR 12
Atributos
Remate
45
Pilar 13
Tabla 18. Componentes del pilar 13.
Elaborado por el autor. 2021.
Pilar 14
Tabla 19. Componentes del pilar 14.
Elaborado por el autor. 2021.
P.K. 0+851,735m
Desfase 448,248m
Esviaje 0,0°
Acimut 27,3°
Anchura de diafragma 1,5m
Altura del pilar 25,44m
Desfase vertical 0m
Anchura: izquierda 6,75m
Anchura: derecha 6,75m
COMPONENTES DEL PILAR 13
Atributos
Remate
P.K. 0+886,735m
Desfase 483,248m
Esviaje 0,0°
Acimut 30,35°
Anchura de diafragma 1,5m
Altura del pilar 21,872m
Desfase vertical 0m
Anchura: izquierda 6,75m
Anchura: derecha 6,75m
COMPONENTES DEL PILAR 14
Atributos
Remate
46
Pilar 15
Tabla 20. Componentes del pilar 15.
Elaborado por el autor. 2021.
Pilar 16
Tabla 21. Componentes del pilar 16.
Elaborado por el autor. 2021.
P.K. 0+921,735m
Desfase 518,248m
Esviaje 0,0°
Acimut 57,61°
Anchura de diafragma 1,5m
Altura del pilar 25,603m
Desfase vertical 0m
Anchura: izquierda 6,751m
Anchura: derecha 6,751m
COMPONENTES DEL PILAR 15
Atributos
Remate
P.K. 0+959,735m
Desfase 553,248m
Esviaje 0,0°
Acimut 62,88°
Anchura de diafragma 1,5m
Altura del pilar 34,683m
Desfase vertical 0m
Anchura: izquierda 6,75m
Anchura: derecha 6,75m
COMPONENTES DEL PILAR 16
Atributos
Remate
47
Pilar 17
Tabla 22. Componentes del pilar 17.
Elaborado por el autor. 2021.
Pilar 18
Tabla 23. Componentes del pilar 18.
Elaborado por el autor. 2021.
P.K. 0+991,735m
Desfase 588,248m
Esviaje 0,0°
Acimut 62,88°
Anchura de diafragma 1,5m
Altura del pilar 46,167m
Desfase vertical 0m
Anchura: izquierda 6,75m
Anchura: derecha 6,75m
COMPONENTES DEL PILAR 17
Atributos
Remate
P.K. 1+026,735m
Desfase 326,248m
Esviaje 0,0°
Acimut 62,88°
Anchura de diafragma 1,5m
Altura del pilar 45,378m
Desfase vertical 0m
Anchura: izquierda 6,75m
Anchura: derecha 6,75m
COMPONENTES DEL PILAR 18
Atributos
Remate
48
Pilar 19
Tabla 24. Componentes del pilar 19.
Elaborado por el autor. 2021.
Pilar 20
Tabla 25. Componentes del pilar 20.
Elaborado por el autor. 2021.
P.K. 1+061,735m
Desfase 658,248m
Esviaje 0,0°
Acimut 62,88°
Anchura de diafragma 1,5m
Altura del pilar 36,124m
Desfase vertical 0m
Anchura: izquierda 6,75m
Anchura: derecha 6,75m
COMPONENTES DEL PILAR 19
Atributos
Remate
P.K. 1+096,735m
Desfase 693,248m
Esviaje 0,0°
Acimut 62,88°
Anchura de diafragma 1,5m
Altura del pilar 37,817
Desfase vertical 0m
Anchura: izquierda 6,75m
Anchura: derecha 6,75m
COMPONENTES DEL PILAR 20
Atributos
Remate
49
Pilar 21
Tabla 26. Componentes del pilar 21.
Elaborado por el autor. 2021.
Pilar 22
Tabla 27. Componentes del pilar 22.
Elaborado por el autor. 2021.
P.K. 1+131,735m
Desfase 728,248m
Esviaje 0,0°
Acimut 62,88°
Anchura de diafragma 1,5m
Altura del pilar 40,953m
Desfase vertical 0m
Anchura: izquierda 6,75m
Anchura: derecha 6,75m
COMPONENTES DEL PILAR 21
Atributos
Remate
P.K. 1+166,735m
Desfase 763,248m
Esviaje 0,0°
Acimut 62,88°
Anchura de diafragma 1,5m
Altura del pilar 38,856m
Desfase vertical 0m
Anchura: izquierda 6,75m
Anchura: derecha 6,75m
COMPONENTES DEL PILAR 22
Atributos
Remate
50
Pilar 23
Tabla 28. Componentes del pilar 23.
Elaborado por el autor. 2021.
Pilar 24
Tabla 29. Componentes del pilar 24.
Elaborado por el autor. 2021.
P.K. 1+201,735m
Desfase 798,248m
Esviaje 0,0°
Acimut 62,88°
Anchura de diafragma 1,5m
Altura del pilar 31,465m
Desfase vertical 0m
Anchura: izquierda 6,75m
Anchura: derecha 6,75m
COMPONENTES DEL PILAR 23
Atributos
Remate
P.K. 1+236,735m
Desfase 833,248m
Esviaje 0,0°
Acimut 49,36°
Anchura de diafragma 1,5m
Altura del pilar 31,535m
Desfase vertical 0m
Anchura: izquierda 6,75m
Anchura: derecha 6,75m
COMPONENTES DEL PILAR 24
Atributos
Remate
51
Pilar 25
Tabla 30. Componentes del pilar 25.
Elaborado por el autor. 2021.
Pilar 26
Tabla 31. Componente del pilar 26.
Elaborado por el autor. 2021.
P.K. 1+271,735m
Desfase 868,248m
Esviaje 0,0°
Acimut 14,84°
Anchura de diafragma 1,5m
Altura del pilar 26,335m
Desfase vertical 0m
Anchura: izquierda 6,72m
Anchura: derecha 6,752m
COMPONENTES DEL PILAR 25
Atributos
Remate
P.K. 1+306,735m
Desfase 903,248m
Esviaje 0,0°
Acimut 349,7
Anchura de diafragma 1,5m
Altura del pilar 15,692m
Desfase vertical 0m
Anchura: izquierda 6,72m
Anchura: derecha 6,752m
COMPONENTE DEL PILAR 26
Atributos
Remate
52
Puente 2
Los elementos y componentes del puente se encuentran en la siguiente información y a su vez
los elementos principales de cada pilar del puente.
Figura 27. Segundo puente creado. Elaborado por el auto 202.
Tabla 32. Componentes del puente 2
Elaborado por el autor. 2021.
P.K. Inicial 1+428,331m
P.K. Final 1+599,386m
Norma de diseño AASHTO LRFD
Número de pilares 4
Logitud 171,056m
Desfase inicial 29,285m
Desfase final 64,285m
Altura 5,0m
Elevación de base0,0m
Esviaje 0,0°
COMPONENTES DEL PUENTE 2
Atributos
Geometría
Envolvente libre
53
Pilares
Tabla 33. Componentes del pilar
Elaborado por el autor. 2021.
Pilar 1
tabla 34. Componentes del pilar 1.
Elaborado por el autor. 2021.
Continuidad de tablero tablero y jacenas
Anchura: frontal 1m
Anchura: posterior 1m
Altura 2,2m
Extremos redondeados si
Extremos inclinado: longitud 3m
Extremo inclinado: profundidad 1,2m
Pendiente: izquierda 0
Pendiente: derecha 0
Número de colomnas 2
Espaciado 12m
esquinas redondas si
Diámetro 2m
Anchura 3m
Altura 1,8m
COMPONENTES DE PILAR
Columnas
P.K. 1+457,616m
Desfase 29,285m
Esviaje 0,0°
Acimut 348,99°
Anchura de diafragma 1,5m
Altura del pilar 10,016m
Desfase vertical 0m
Anchura: izquierda 6,75m
Anchura: derecha 6,75m
COMPONENTE DEL PILAR 1
Atributos
Remate
54
Pilar 2
Tabla 35. Componentes del pilar 2.
Elaborado por el autor. 2021.
Pilar 3
Tabla 36. Componentes del pilar 3.
Elaborado por el autor. 2021.
P.K. 1+492,616
Desfase 64,285m
Esviaje 0,0°
Acimut 348,99°
Anchura de diafragma 1,5m
Altura del pilar 15,78m
Desfase vertical 0m
Anchura: izquierda 6,75m
Anchura: derecha 6,75m
COMPONENTE DEL PILAR 2
Atributos
Remate
P.K. 1+527,616m
Desfase 99,285m
Esviaje 0,0°
Acimut 348,99°
Anchura de diafragma 1,5m
Altura del pilar 18,322,
Desfase vertical 0m
Anchura: izquierda 6,75m
Anchura: derecha 6,75m
COMPONENTE DEL PILAR 3
Atributos
Remate
55
Pilar 4
Tabla 37. Componentes del pilar 4.
Elaborado por el autor. 2021.
Puente 3
Los elementos y componentes del puente se encuentran en la siguiente información y a su vez
los elementos principales de cada pilar del puente.
Figura 28. Tercer puente creado. Elaborado por el autor 2021
P.K. 1+562,616m
Desfase 134,285m
Esviaje 0,0°
Acimut 348,99°
Anchura de diafragma 1,5m
Altura del pilar 10,83m
Desfase vertical 0m
Anchura: izquierda 6,75m
Anchura: derecha 6,75m
COMPONENTES DEL PILAR 4
Atributos
Remate
56
Tabla 38. Componentes del puente 3.
Elaborado por el autor. 2021.
Pilares
Tabla 39. Componentes del pilar.
Elaborado por el autor. 2021.
P.K. Inicial 2+824,463m
P.K. Final 3+207,835m
Norma de diseño AASHTO LRFD
Número de pilares 10
Logitud 383,372m
Desfase inicial 174,186m
Desfase final 209,186m
Altura 5,0m
Elevación de base0,0m
Esviaje 0,0°
COMPONENTES DEL PUENTE 3
Atributos
Geometría
Envolvente libre
Continuidad de tablero tablero y jacenas
Anchura: frontal 1m
Anchura: posterior 1m
Altura 2,2m
Extremos redondeados si
Extremos inclinado: longitud 3m
Extremo inclinado: profundidad 1,2m
Pendiente: izquierda 0
Pendiente: derecha 0
Número de colomnas 2
Espaciado 12m
esquinas redondas si
Diámetro 2m
Anchura 3m
Altura 1,8m
COMPONENTES DE PILAR
Columnas
57
Pilar 1
Tabla 40. Componentes del pilar 1.
Elaborado por el autor. 2021.
Pilar 2
Tabla 41. Componentes del pilar 2.
Elaborado por el autor. 2021.
P.K. 2+858,649m
Desfase 34,186m
Esviaje 0,0°
Acimut 30,17m
Anchura de diafragma 1,5m
Altura del pilar 5,24m
Desfase vertical 0m
Anchura: izquierda 6,752m
Anchura: derecha 6,752m
COMPONENTES DEL PILAR 1
Atributos
Remate
P.K. 2+893,649m
Desfase 69,186m
Esviaje 0,0°
Acimut 5,35m
Anchura de diafragma 1,5m
Altura del pilar 9,047m
Desfase vertical 0m
Anchura: izquierda 6,751m
Anchura: derecha 6,751m
COMPONENTES DEL PILAR 2
Atributos
Remate
58
Pilar 3
Tabla 42. Componentes del pilar 3.
Elaborado por el autor. 2021.
Pilar 4
Tabla 43. Componentes del pilar 4.
Elaborado por el autor. 2021.
P.K. 2+928,649m
Desfase 104,186m
Esviaje 0,0°
Acimut 4,33°
Anchura de diafragma 1,5m
Altura del pilar 13,012m
Desfase vertical 0m
Anchura: izquierda 6,75m
Anchura: derecha 6,75m
COMPONENTES DEL PILAR 3
Atributos
Remate
P.K. 2+963,649m
Desfase 139,186m
Esviaje 0,0°
Acimut 4,33°
Anchura de diafragma 1,5m
Altura del pilar 11,672m
Desfase vertical 0m
Anchura: izquierda 6,75m
Anchura: derecha 6,75m
COMPONENTES DEL PILAR 4
Atributos
Remate
59
Pilar 5
Tabla 44. Componentes del pilar 5.
Elaborado por el autor. 2021.
Pilar 6
Tabla 45. Componentes del pilar 6.
Elaborado por el autor. 2021.
P.K. 2+998,649m
Desfase 174,186m
Esviaje 0,0°
Acimut 4,33°
Anchura de diafragma 1,5m
Altura del pilar 7,414m
Desfase vertical 0m
Anchura: izquierda 6,75m
Anchura: derecha 6,75m
COMPONENTES DEL PILAR 5
Atributos
Remate
P.K. 3+033,649m
Desfase 209,186m
Esviaje 0,0°
Acimut 4,33°
Anchura de diafragma 1,5m
Altura del pilar 5,02m
Desfase vertical 0m
Anchura: izquierda 6,75m
Anchura: derecha 6,75m
COMPONENTES DEL PILAR 6
Atributos
Remate
60
Pilar 7
Tabla 46. Componentes del pilar 7.
Elaborado por el autor. 2021.
Pilar 8
Tabla 47. Componentes del pilar 8.
Elaborado por el autor. 2021.
P.K. 3+068,649m
Desfase 244,186m
Esviaje 0,0°
Acimut 4,33°
Anchura de diafragma 1,5m
Altura del pilar 7,527m
Desfase vertical 0m
Anchura: izquierda 6,75m
Anchura: derecha 6,75m
COMPONENTES DEL PILAR 7
Atributos
Remate
P.K. 3+103,649m
Desfase 279,186m
Esviaje 0,0°
Acimut 4,33°
Anchura de diafragma 1,5m
Altura del pilar 9,735m
Desfase vertical 0m
Anchura: izquierda 6,75m
Anchura: derecha 6,75m
COMPONENTES DEL PILAR 8
Atributos
Remate
61
Pilar 9
Tabla 48. Componentes del pilar 9.
Elaborado por el autor. 2021.
Pilar 10
Tabla 49. Componentes del pilar 10.
Elaborado por el autor. 2021.
P.K. 3+138,649m
Desfase 314,186m
Esviaje 0,0°
Acimut 4,33°
Anchura de diafragma 1,5m
Altura del pilar 5,922m
Desfase vertical 0m
Anchura: izquierda 6,75m
Anchura: derecha 6,75m
COMPONENTES DEL PILAR 9
Atributos
Remate
P.K. 3+173,649m
Desfase 349,186m
Esviaje 0,0°
Acimut 4,33°
Anchura de diafragma 1,5m
Altura del pilar 6,338m
Desfase vertical 0m
Anchura: izquierda 6,75m
Anchura: derecha 6,75m
COMPONENTES DEL PILAR 10
Atributos
Remate
62
Túneles
En desarrollo de proyectos modernos de infraestructura vial en Colombia para superar las
complejas condiciones topográficas del país, con la proyección de más y mejor infraestructura,
optimizando los tiempos de recorrido, la disminución en los costos de operación, las condiciones
de seguridad vial y la comodidad para los usuarios de la vía; se presentan los túneles de carretera
como excepcional alternativa para cumplir con los anteriores preceptos, con el valor agregado
de ser una alternativa muy amigable para el cuidado del ambiente, además que, a través de una
correcta implementación de procesos de diseño, construcción, operación y mantenimiento,
permite mitigar los impactos que estos puedan generar en su entorno.(mesa técnica de trabajo
de túneles. INVIAS)
en el caso de la carretera propuesta y teniendo en cuenta las proyecciones que permite analizar
el software Infraworks, se estiman necesarios cuatro (4) túneles para el proyecto vial.
Túnel 1
En la siguiente informacion se encuentra los componentes y elementos del tunel 1, al momento
de hacer la creacion de tunel en Infraworks.
Figura 29. Primer túnel creado. Elaborado por el autor 2021.
63
Tabla 50. Componentes del túnel 1.
Elaborado por el autor. 2021.
P.K. Inicial 1+801,412m
P.K. Final 1+980,006m
Desfase inicial 0,0m
Desfase final 178,594m
Altura en centro 6m
Anchura carril: izq. 5,5m
Anchura carril: der. 5,5m
Anchura mediana 1m
pendiente carril izq. 2%
espesor: muro 0,75m
Radio curva de muro 3m
espesor: suelo 1,5m
pendiente carril der. 2
diametro: tuberia izq. 0,5m
diametro: tuberia der. 0,5m
desafe horizontal: tuberia izq. 1m
desfase horizontal: tuberia der. 1m
desfase vertical: tuberia izq. 0,75m
desfase vertical: tuberia der. 0,75m
desague
Componentes tunel 1
Obra lineal
Atributos
64
Túnel 2
En la siguiente informacion se encuentra los componentes y elementos del tunel 2, al momento
de hacer la creacion de tunel en Infraworks.
Figura 30. Segundo túnel creado. Elaborado por el autor 2021.
Tabla 51. Componentes del túnel 2.
P.K. Inicial 2+330,947m
P.K. Final 2+445,565m
Desfase inicial 0,0m
Desfase final 114,618m
Altura en centro 6m
Anchura carril: izq. 5,5m
Anchura carril: der. 5,5m
Anchura mediana 1m
pendiente carril izq. 2%
espesor: muro 0,75m
Radio curva de muro 3m
espesor: suelo 1,5m
pendiente carril der. 2
diametro: tuberia izq. 0,5m
diametro: tuberia der. 0,5m
desafe horizontal: tuberia izq. 1m
desfase horizontal: tuberia der. 1m
desfase vertical: tuberia izq. 0,75m
desfase vertical: tuberia der. 0,75m
desague
Componentes tunel 2
Obra lineal
Atributos
65
Elaborado por el autor. 2021.
Túnel 3
En la siguiente informacion se encuentra los componentes y elementos del tunel 3, al momento
de hacer la creacion de tunel en Infraworks.
Figura 31. Tercer túnel creado. Elaborado por el autor 2021.
Tabla 52. Componentes del túnel 3.
66
Elaborado por el autor. 2021.
Túnel 4
En la siguiente informacion se encuentra los componentes y elementos del tunel 4, al momento
de hacer la creacion de tunel en Infraworks.
Figura 32. Cuarto túnel creado. Elaborado por el autor 2021.
Tabla 53. Componentes del túnel 4
P.K. Inicial 3+256,225m
P.K. Final 3+386,762m
Desfase inicial 0,0m
Desfase final 130,537m
Altura en centro 6m
Anchura carril: izq. 5,5m
Anchura carril: der. 5,5m
Anchura mediana 1m
pendiente carril izq. 2%
espesor: muro 0,75m
Radio curva de muro 3m
espesor: suelo 1,5m
pendiente carril der. 2
diametro: tuberia izq. 0,5m
diametro: tuberia der. 0,5m
desafe horizontal: tuberia izq. 1m
desfase horizontal: tuberia der. 1m
desfase vertical: tuberia izq. 0,75m
desfase vertical: tuberia der. 0,75m
desague
Componentes tunel 3
Obra lineal
Atributos
67
Elaborado por el autor. 2021.
Perfil longitudinal
El perfil longitudinal que presenta Infraworks, contiene una estructura que permite ser más
precisos en las propuestas de diseño, donde se pueden visualizar puentes, estructuras,
intersecciones y el terreno existente
P.K. Inicial 3+562,882m
P.K. Final 3+787,873m
Desfase inicial 0,0m
Desfase final 224,991m
Altura en centro 6m
Anchura carril: izq. 5,5m
Anchura carril: der. 5,5m
Anchura mediana 1m
pendiente carril izq. 2%
espesor: muro 0,75m
Radio curva de muro 3m
espesor: suelo 1,5m
pendiente carril der. 2
diametro: tuberia izq. 0,5m
diametro: tuberia der. 0,5m
desafe horizontal: tuberia izq. 1m
desfase horizontal: tuberia der. 1m
desfase vertical: tuberia izq. 0,75m
desfase vertical: tuberia der. 0,75m
desague
Componentes tunel 4
Obra lineal
Atributos
68
Figura 33. Perfil longitudinal de la carretera. Elaborado por el autor. 2021
Carretera diseñada en Infraworks
De acuerdo con lo expuesto anteriormente se le da fin al diseño trabajado y creado en el software
Infraworks, cabe resaltar la innovación, presentación, agilidad, eficacia y facilidad con la que la
interfaz permite trabajar. La carretera proyectada se puede ver en la figura 34 desde la
herramienta vista conceptual proyectada en Infraworks.
Figura 34. Carretera diseñada en Infraworks. Elaborado por el autor. 2021
69
Figura 35. Carretera diseñada en Infraworks. Elaborado por el autor. 2021
Figura 36. Carretera diseñada en Infraworks. Elaborado por el autor. 2021
70
Figura 37. Carretera diseñada en Infraworks. Elaborado por el autor. 2021
Vinculación Infraworks – Civil 3D
Civil 3D es un software de referencia mundial en proyectos de diseño en el área de
infraestructuras, permite el desarrollo de proyectos de transporte, urbanísticos y
medioambientales de una manera sencilla y eficiente dentro del entorno BIM.
Civil 3D e Infraworks se relacionan por su adaptable vinculación dinámica entre ambos
programas, esto representa que los programas pueden trabajar en conjunto y es un excelente
aliado para los proyectistas y diseñadores que requieran trabajar su diseño en Infraworks y
vincularlo a civil 3D o viceversa.
La investigación se desarrolló vinculando la propuesta de diseño de Infraworks con Civil 3D,
conociendo su adaptabilidad y de esta manera analizar su interoperabilidad, trabajo en conjunto
y beneficios que traerá para la creación de infraestructura de obras civiles.
A continuación, se evidencia la vinculación de la carretera propuesta de Infraworks a Civil 3D.
Para realizar la vinculación es necesario definir en civil 3D las coordenadas donde se trabajó en
Infraworks, de la siguiente manera.
71
Figura 38. Propiedades de coordenadas Infraworks. Elaborado por el autor. 2021
Figura 39. Configuración de coordenadas Civil 3D. Elaborado por el autor. 2021
De esta manera ya se puede visualizar el eje en planta creado en Infraworks y vinculado en Civil
3D.
72
Figura 40. Eje en planta creado en Infraworks y vinculado en Civil 3D. Elaborado por el autor. 2021
Figura 41. Obra lineal creada en Infraworks y vinculada en Civil 3D. Elaborado por el autor. 2021
Alineamiento geométrico en Civil 3D
Civil 3D permite el intercambio de datos desde Infraworks, lo cual es de mucha ayuda porque
como se logra ver en la imagen, ya se tiene un diseño de una superficie con su alineamiento
geométrico como se puede ver en la siguiente imagen
73
Figura 42. Alineamiento geométrico de obra lineal en Civil 3D. Elaborado por el autor. 2021
Elementos Geométricos de Curvatura en Civil 3D
Otra de las ventajas del trabajo en conjunto de estas plataformas, es obtener de manera detallada
en la que se puede apreciar los diferentes elementos geométricos de curvatura. Como se puede
ver en la imagen y en la tabla todos los datos de las curvas creadas para la propuesta de diseño.
Figura 43. Elementos geométricos de curvatura en Civil 3D. Elaborado por el autor. 2021
74
Tabla 54. Elementos de curvatura en Civil 3D.
Elaborado por el autor. 2021.
Perfil longitudinal en Civil 3D
Tambien es importante destacar que esta vinculacion facilita el trabajo en conjunto frente a los
diseños de obras lineales y permite realizar ciertas modificaciones que talvez resulten necesarias
al momento de vincular los programas. En la imagen se puede observar el perfil longitudinal que
se ha creado desde Infraworks.
Figura 44. Perfil longitudinal en Civil 3D. Elaborado por el autor. 2021
Norte Este TE EC CE ET
Inicio 700380,228 463166,721
1 700269,637 463301,854 55°36´51´´ 56.298 58.00 30.589 0+104.20 0+135.20 0+191.50 0+222.50
2 700339,132 463366,792 13°03´27´´ 13.218 58.00 6.638 0+267.19 0+298.19 0+311.41 0+342.41
3 700374,227 463414,202 5°23´13´ 5.453 58.00 2.729 0+516.57 0+547.789 0+553.242 0+584.02
4 700343,31 463659,947 25°33´03´´ 25.865 58.00 13.151 0+601.25 0+632.25 0+658.12 0+689.12
5 700390,849 463746,279 4°57´33´´ 5.020 58.00 2.515 0+872.55 0+903.55 0+908.57 0+939.57
6 700269,391 463981,249 43°15´56´´ 43.797 58.00 23.002 1+207.10 1+238.10 1+281.90 1+312.90
7 699947,59 464145,8 17°23´37´´ 17.607 58.00 8.872 1+578.10 1+609.10 1+626.70 1+657.70
8 700017,325 464505,502 7°26´05´´ 7.526 58.00 3.768 1+665.27 1+696.941 1+704.467 1+734.79
9 699966,193 464573,244 0°02´55´´ 0.049 58.00 0.025 1+847.35 1+873.70 1+873.86 1+900.20
10 699969,286 464748,225 26°19´17´´ 26.645 58.00 13.562 1+959.08 1+990.08 2+016.72 2+047.72
11 699912,867 464868,584 39°04´54´´ 39.562 58.00 20.585 2+495.18 2+526.18 2+565.75 2+596.75
12 700203,507 465336,798 2°52´59´´ 2.919 58.00 1.460 2+835.58 2+867.708 2+867.627 2+900.50
13 700001,95 465595,889 4°35´46´´ 4.653 58.00 2.328 3+199.94 3+230.94 3+235.59 3+266.59
14 699974,019 465961,534 13°31´36´´ 13.693 58.00 6.878 3+454.08 3+486.451 3+500.00 3+529.77
15 699807,791 466162,55
TAbscisas
ELEMENTOS DE CURVATURA
Coordenadas PI ∆ L R
75
Sección Transversal en Civil 3D
Infraworks nos permite visualizar la sección transversal en Civil 3D, pero a su vez es necesario
hacerle ciertas modificaciones para obtener una sección transversal más precisa de la obra lineal
o superficie creada desde Infraworks.
Figura 45. Parte de la sección transversal de la carretera en Civil 3D. Elaborado por el autor. 2021
De esta manera se finaliza el alcance que tiene la vinculación de Infraworks con Civil 3D, de una
manera muy precisa se logra evidenciar el trabajo en conjunto que manejan los dos programas
para el diseño de obras lineales o de superficies de carreteras. Investigando las diferentes
plataformas se espera que con el tiempo pueda seguir avanzando la vinculación y tener cada
vez un informe más detallado del intercambio de elementos creados en cada programa, teniendo
en cuenta la capacidad y la optimización con la que se pudo trabajar en esta propuesta de diseño
para demostrar las habilidades que presenta la metodología BIM para la creación de
infraestructura vial.
76
Análisis y resultados
Según los alcances de la tecnología y los avances presentados por la metodología BIM para el
diseño de proyectos de infraestructura vial a través del tiempo, nos encontramos con plataformas
las cuales representan la habilidad de crear carreteras cada vez de una manera más detallada,
con opciones de trabajo en conjunto y vinculación que permiten mostrar propuestas con
capacidades de diseño mejoradas como lo es Infraworks y su vinculación con Civil 3D.
De esta manera se logró crear una propuesta de diseño aplicada a la realidad con la interfaz
Infraworks, conociendo sus herramientas de diseño, opciones de trabajo, habilidad en la creación
de estructuras que pueden ser necesarias para la creación de un proyecto vial, realizando una
propuesta de diseño vial en el Departamento de Antioquia, intervenido en la creación de una vía
propuesta para hacer la conexión de la Vereda San Ignacio y la Vereda el Canelo.
Es importante el conocimiento de estas plataformas para las personas interesadas en la creación
de proyectos de intervención urbana, gestión del territorio y prediseño de proyectos de carreteras.
La vinculación y el trabajo en conjunto que se logra manejar con estas plataformas es un avance
para el gremio de obras civiles y esto se evidencia con los aspectos más importantes de las
plataformas Infraworks y Civil 3D, teniendo en cuenta los siguientes aspectos.
Establecimiento topográfico: en Infraworks se pueden generar modelos, donde se puede
definir la zona donde se va a intervenir o a realizar un proyecto, complementado por una vista
aérea o satelital, donde se elige la ubicación y el programa genera el modelo y a su vez permite
ver la topografía del terreno. Como se puede ver en la imagen.
77
Figura 46. Vista satelital de Infraworks. Elaborado por el autor. 2021
Figura 47. Topografía y curvas de nivel. Elaborado por el autor. 2021
Tipos de carreteras: el software permite trabajar con diferentes tipos de carreteras, materiales
y grupos de materiales. En el caso de este proyecto se trabajó con la herramienta de carretera
compuesta, la cual al hacer el trazado de la vía arroja automáticamente el alineamiento y los
componentes geométricos de la misma y a su vez permite las modificaciones pertinentes que
78
requiera cada trazado de carretera que se realice, también la visualización de perfil longitudinal,
alineamiento horizontal y alineamiento vertical.
Puentes y túneles: Infraworks tiene opciones de trabajo avanzadas en cuanto al modelado de
puentes y túneles sobre carreteras y entregar los elementos geométricos de cada estructura
creada. Esta herramienta hace reconocer al software como una plataforma moderna de diseño
de modelos realísticos en 3D que va más allá de las plataformas tradicionales, lo cual permite
visualizar un modelado en 3D partiendo de los modelos inteligentes y diseños dinámicos. Como
se puede ver en la figura 48 y figura 49.
Figura 48. Vista de túnel en Infraworks. Elaborado por el autor. 2021
Figura 49. Vista de puente en Infraworks. Elaborado por el autor. 2021
79
Interoperabilidad, vinculación y trabajo en conjunto: lo más importante de haber trabajado
con estos programas es el conocimiento adquirido para la realización de infraestructuras viales,
partiendo de la modernización con la que se puede trabajar en Infraworks, un software
capacitado para el modelado de infraestructuras viales, integrado por la tecnología y su
colaboración basadas en la nube, permitiendo generar modelos inteligentes y diseños
dinámicos en 3D.
Su vinculación y la interoperabilidad con Civil 3D demuestra los avances que presenta la
metodología BIM para el diseño de infraestructura viales. Civil 3D en cuanto al diseño de
infraestructuras está calificado como un software que permite el desarrollo de proyectos
urbanísticos y medioambientales de una manera sencilla y eficiente. Por lo tanto, este proyecto
se concentró en demostrar su trabajo en conjunto, creando una propuesta de diseño vial en
Infraworks y vinculándola con Civil 3D, lo cual demostró ser un beneficio y ventaja para la
creación de estos tipos de diseños, ya que al realizar la vía en Infraworks con el programa que
permite visualizar la topografía del terreno y tener una imagen detallada por donde se va hacer
el trazado de la carretera y vincularla a Civil 3D, argumenta el tiempo de trabajo que se puede
ahorrar para el diseño de una obra lineal realizada en Civil 3D.
A continuación, en la figura 50 se podrá ver el resultado creado con el programa Infraworks y la
vinculación con Civil 3D.
Figura 50. Diseño de propuesta de carretera creada en Infraworks. Elaborado por el autor. 2021
80
Figura 51. Obra lineal en Civil 3D vinculada desde Infraworks. Elaborado por el autor. 2021
Movimientos de tierras
Cuando se diseña el perfil longitudinal de una vía, se trata de lograr que los volúmenes de corte
y de terraplén sean aproximadamente iguales, con ligera ventaja de los cortes, esto se realiza
con la finalidad de lograr que el material excavado de los cortes sirva para conformar los
terraplenes. El material excedente corresponde a los volúmenes que se supone no sirven para
rellenos, como por ejemplo la capa vegetal. En esta forma, no hay necesidad de realizar cortes
diferentes para obtener material para los terraplenes. (Diseño Geométrico de Carreteras, 2013,
p. 462).
La siguiente información. Nos indica los resultados obtenidos de movimiento de tierra de acuerdo
a la carretera diseñada en Infraworks.
Tabla 55. Movimiento de tierra de carretera.
Elaborado por el autor. 2021.
Longitud (m) Área (m2) Volumen (m3)Carril 8393,331 30215,991 6043,198
Arcén 5416,923 8125,385 1625,077
Acera 2976,407 7441,019 744,102
Arcén 2976,407 1785,844 357,169
Mediana Inclinada 1488,204 148,820 29,764
Componente de carretera
81
Tabla 56. Cantidades de explanación.
Elaborado por el autor. 2021.
Tabla 57. Movimiento de tierra en Puentes
Elaborado por el autor. 2021.
Desmonte (m3) 54481,080
Terraplén (m3) 35577,314
Desmonte neto (m3) 18903,766
Cantidades de explanación
Hormigón prefabricado
(m3)
Hormigón moldeado in situ
(m3)
TOTAL 2868,175 26312,941
Total 1718,905 18351,677
Superestructura 1718,905 3781,062
Subestructura 0,000 14570,615
Total 354,938 2521,778
Superestructura 354,938 697,207
Subestructura 0,000 1824,571
Total 794,332 5439,486
Superestructura 794,332 1554,803
Subestructura 0,000 3884,648
Puente 3
Puentes
Puente 1
Puente 2
82
Tabla 58. Movimiento de tierra en túneles.
Elaborado por el autor. 2021.
Hormigón prefabricado
(m3)
Hormigón moldeado in situ
(m3)
TOTAL 0,000 20999,267
Total 0,000 5776,543
Superestructura 0,000 0,000
Subestructura 0,000 5776,543
Total 0,000 3707,298
Superestructura 0,000 0,000
Subestructura 0,000 3707,298
Total 0,000 4229,367
Superestructura 0,000 0,000
Subestructura 0,000 4229,367
Total 0,000 7286,059
Superestructura 0,000 0,000
Subestructura 0,000 7286,059
Túnel 4
Túneles
Túnel 1
Túnel 2
Túnel 3
83
Conclusiones
Se obtuvo el alcance del proyecto el cual fue diseñar la propuesta de Vía San Ignacio – El Canelo
y realizarlo en el software Infraworks y de esta manera conocer el trabajo colaborativo con el
software Civil 3D.
Utilizar Infraworks en esta investigación resulto extraordinario debido a que la plataforma permite
y facilita los diferentes componentes de una vía, obtener una vista detallada de la topografía de
un terreno, localizar el terreno en el que se va a trabajar, permite ver las vías existentes, ríos y
entre otros detalles
El trabajo colaborativo con las diferentes plataformas de la metodología BIM, en específico con
Civil 3D, permitiendo Infraworks realizar un trazado de vía de manera sencilla y rápida y vincularla
a Civil 3D para realizar las respectivas modificaciones necesarias.
Al realizar la investigación para hacer el trazado de la vía en un departamento de Colombia para
así dar a conocer las habilidades del software Infraworks, se tuvo en cuenta desarrollar el trabajo
en un terreno que manejara un tipo de terreno complejo para la construcción de vías y por lo
tanto se eligió trabajar en un terreno montañoso, donde se pudo demostrar el avance tecnológico
que presenta la metodología BIM por medio del software Infraworks.
Las modificaciones y los parámetros que se hicieron en la propuesta de diseño cumplen con las
normas establecidas en el Manual de Diseño Geométrico de Carreteras de INVIAS.
La vinculación realizada entre Infraworks y Civil 3D demostró un resultado beneficioso y con
excelentes ventajas para el diseño de carreteras debido a que su trabajo en conjunto agiliza los
inicios que se deben tener presentes para el diseño vial en cuanto a que Infraworks nos permite
ver de una manera detallada la topografía del terreno donde se va a intervenir.
Infraworks nos arroja los resultados y las cantidades de acuerdo al trazado de la carretera en
cuanto al movimiento de tierra obtenido.
84
Tabla 55. Movimiento de tierra en carretera.
Elaborado por el autor. 2021.
Tabla 56. Cantidades de explanación.
Elaborado por el autor. 2021.
Longitud (m) Área (m2) Volumen (m3)Carril 8393,331 30215,991 6043,198
Arcén 5416,923 8125,385 1625,077
Acera 2976,407 7441,019 744,102
Arcén 2976,407 1785,844 357,169
Mediana Inclinada 1488,204 148,820 29,764
Componente de carretera
Desmonte (m3) 54481,080
Terraplén (m3) 35577,314
Desmonte neto (m3) 18903,766
Cantidades de explanación
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Recomendaciones
Como estudiante de Ingeniería Civil, me pareció sumamente importante trabajar y conocer el
software Infraworks, ya que manejar este tipo de plataformas complementa los conocimientos
aprendidos en la etapa universitaria y de esta manera aplicar lo aprendido en la vida cotidiana,
dar a conocer el software y calificarlo como una excelente plataforma para el diseño de
infraestructura vial.
Es necesario estar informados sobre los avances de la tecnología que representan los beneficios
para el diseño de infraestructura vial, conocer las ventajas de la metodología BIM y a partir de
esto aplicar las plataformas para los diseños viales en los que se pueda trabajar.
Para el diseño de una carretera es importante tener en cuenta las normas especificadas por los
institutos encargados para el diseño geométrico de vías y de acuerdo en ellas realizar las
modificaciones necesarias en el diseño. Para este diseño se tuvo en cuenta el Manual de Diseño
Geométrico de INVIAS.
Se deben implementar estos tipos de programas que demuestran el avance de la tecnología al
pasar el tiempo, para así obtener resultados de una manera más rápida y precisa, estas
plataformas evidencian su trabajo en conjunto como se logró evidenciar en este proyecto y
aportan una optimización para trabajar proyectos de infraestructura vial.
86
Referencias bibliográficas.
Cárdenas J. (2013). Diseño geométrico de carreteras. Ecoe ediciones. Segunda edición.
Sierra M. (2018). Optimización de los procesos de diseño y construcción de un proyecto
hidroeléctrico mediante una modelación virtual BIM [tesis de maestría, Universidad Eafit]
Repositorio académico. file:///C:/Users/pilis/Downloads/Miguel_SierraBarrientos_2018.pdf
Chocontá P. (2011). Diseño geométrico de vías. Escuela colombiana de ingeniería julio garavito.
Tercera edición.
Chappell E. (2015). Autodesk roadway desing for Infraworks 360. Autodesk. Segunda edición.
file:///C:/Users/pilis/Downloads/Autodesk%20Roadway%20Design%20For%20Infraworks%2036
0%20Essentials%202nd%20Edition%20Book.pdf
Irastorza M. (2016, 11 de noviembre). 5 grandes aplicaciones de Infraworks 360. Autodesk.
https://blogs.autodesk.com/latam/2016/11/11/5-grandes-aplicaciones-de-infraworks-360/
Barre S. (2017). Infraworks 360, una plataforma colaborativa para proyectar un ecobarrio con
enfoque bim.
https://damassets.autodesk.net/content/dam/autodesk/www/campaigns/emea/docs/labo-des-
paysages-casodeexito-final.pdf
Irastorza M. (2017, 18 de enero). Infraworks 360, una herramienta de ingeniería. Autodesk.
https://blogs.autodesk.com/latam/2017/01/18/infraworks-360-una-herramienta-de-ingenieria/
Glosario manual de diseño geométrico de carreteras. (2018, 25 de enero). INVIAS.
https://www.invias.gov.co/index.php/informacion-institucional/42-servicios-de-informacion-al-
ciudadano/glosario#:~:text=Carretera.,de%20seguridad%20y%20de%20comodidad.