Corredores Complexos - Interseção de rodovias.pdf

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  • Corredores Complexos: Interseo de rodovias Neyton Luiz Dalle Molle Engenheiro Civil

    Como desenvolver o projeto de interseo de duas rodovias, com a escolha do traado das alas, analisando a topografia e determinando rampas e sees dentro do ambiente do Civil 3D.

    Objetivo de aprendizado Ao final desta palestra voc ter condies de:

    Lanar alinhamentos considerando critrios de projeto

    Estudar greides de estradas que atendam rampas e interferncias

    Criar sees tpicas adequadas

    Modelar corredores complexos

    Usar alguns truques para solucionar os problemas da modelagem

    O objetivo bsico criar a interseo de duas rodovias, considerando-se que as vias principais tem caractersticas de engenharia que devem ser satisfeitas, mas que tambm precisam respeitar certos limites geomtricos. A boa modelagem da interseo auxilia na deciso de muitos aspectos que s vezes passam despercebidos, como a necessidade de execuo de contenes, ou muros de arrimo que poderiam ser eliminados com poucas modificaes. A anlise evita que sejam criadas situaes absurdas, tais como faixas de acelerao ou desacelerao que no sejam factveis. Em muitos casos, por desconhecimento, acaba-se passando por cima de detalhes na modelagem que, se no causam prejuzo de ordem econmica, no projeto em si, causam muita dor de cabea ao desenhista que d acabamento ao desenho. Com uso das ferramentas de projeto do Civil 3D, no apenas aspectos tcnicos sero bem desenvolvidos, mas todo o projeto, at sua apresentao final facilitada.

    Sobre o Palestrante Neyton Luiz Dalle Molle, Engenheiro civil, formado pela Universidade Federal do Paran. Atuante na

    rea de infraestrutura a mais de 10 anos. Atualmente trabalhando na Progen Projetos e

    Gerenciamento, em So Luis-MA no desenvolvimento de projetos ferrovirios para a Cia Vale do Rio

    Doce e tambm trabalhei em projetos rodovirios na regio metropolitana de Curitiba-PR. Mantenho um

    website: http://tbn2.blogspot.com, com diversas informaes sobre o Civil 3D e programao.

    Contato:

    neyton@yahoo.com

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    Corredores complexos: Interseo de rodovias

    Reconhecimento do projeto O projeto est situado na interseo das rodovias: PR 418, conhecida como Contorno Norte e rodovia PR 092, conhecida como Rodovia dos minrios.

    Esta interseo j existe e pode ser observada no Google Earth:

    Figura 01: Google Earth, 2011

    A execuo do projeto iniciou no final da dcada 1980, mas foi interrompido e a interseo em si s foi concluda aps o ano 2000. Algumas fotos da poca podem ser vistas no anexo.

    A base cartogrfica foi obtida no site do Instituto de guas do Paran, em escala 1:10.000, esto em projeo UTM, datum SAD-69, sendo recortado a rea de interesse e construda a superfcie do terreno no Civil 3D, usando as curvas de nvel (Toolspace / Surfaces / TERRENO / Definition / Contours). Os alinhamentos foram desenhados baseados no traado visto nas imagens do Google Earth. A seguir uma imagem area do ano 2000:

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    Figura 02: Instituto de guas do Paran, 2000

    Parmetros de engenharia Com intuito de aproximar este estudo de projeto ao original os parmetros de engenharia usados, so os que seguem:

    Velocidade de Projeto: 80 km/h

    Pista simples: 3,5 m

    Acostamento: 2,4 m

    Declividade transversal: 2%

    Superelevao mxima: 4%

    Vo livre na interseo: > 9,5m

    Rampa longitudinal mxima: 12%

    Estes parmetros so aplicados nas propriedades dos alinhamentos principais, em Alignment Properties / Design Criteria:

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    Figura 03: Propriedades dos alinhamentos principais

    Os valores do arquivo XML (_Autodesk Civil 3D Metric_BRA-DER-SP-(AASHTO2004).xml) no foram

    alterados.

    Lanamento dos Alinhamentos O lanamento foi feito usando as ferramentas do Civil 3D e para que fosse calculada a superelevao, defini que a velocidade de projeto na interseo fosse reduzida para 60 km/h e para a superlargura dos eixos principais, desenhei alinhamentos do tipo Offset Alignment (comando CREATEOFFSETALIGNMENT), com 3,5m de offset e sendo a superlargura calculada pelo prprio Civil

    3D, com base nos critrios especificados acima.

    Para os alinhamentos das alas, usei o bordo direito da pista, de tal forma que as variaes de seo fossem mnimas, isto , o nmero de sees tpicas minimizado. Levando-se em conta, que o Rio Barigui cruza toda a interseo no sentido de noroeste para sudeste, algumas das alas sero pontilhes e outras tero raios pequenos por limitao de espao, sendo necessrias superlargura nas mesmas. Sendo assim, Offset Alignments para as alas tambm foram criadas, usando superlargura (Widening) arbitrada.

    Os alinhamentos podem ser vistos na figura a seguir. Na cor preta, os alinhamentos principais, em verde, o bordo para aplicar a superlargura e vermelho as alas, por fim em azul o bordo do pavimento. Importante notar que os alinhamentos de bordo tm largura varivel, mas esta variao precisa atender critrios de engenharia, por exemplo, a largura da faixa de rolamento 5,5 metros, mas nas curvas isso cresce at 6,5 metros. O mais indicado fazer Offset Alignments, em vez de polilinhas. Imagine o retrabalho caso algum raio precise ser modificado. Conforme visto na figura 02, metade da interseo j estava pronta no ano 2000.

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    Figura 04: Alinhamentos principais e alas

    Havia muita interferncia de edificaes, o que influenciou diretamente no traado das alas.

    Lanamento dos Greides das Rodovias O lanamento dos greides respeitou a situao existente no ano 2000. A altura livre na obra de arte mostrada a seguir:

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    Figura 05: Obra de arte, D.E.R. 1989

    Grande aterro foi executado para dar condio de acesso. No Ambiente de trabalho do Civil 3D, foi restitudo o greide das duas rodovias, onde se pode observar a altura relativa entre as duas rodovias usando a um tipo especial de perfil chamado SuperImposed Profile (comando SUPERIMPOSEPROFILE), ele cria uma projeo do greide de um alinhamento no Profileview de outro:

    Figura 06: Greide das rodovias

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    A ferramenta de SuperImposed ainda ser til quando traamos o greide de dois ramos paralelos das alas. Mas antes preciso estabelecer a seo tpica das rodovias.

    Sees Tpicas A seo tpica ser dividida em duas partes, uma esquerda e outra a direita, usando as Subassemblies indicadas. Esta diviso facilita a modelagem das diversas regies do corredor.

    A assembly LaneSuperElevationAOR facilita bastante a aplicao da superelevao, uma vez que ela aceita a superelevao calculada. No se esquecer de definir nas propriedades desta, qual item de superelevao aplicar. Isto evita que tenhamos de fazer perfis para os bordos.

    Consideraes:

    As rodovias tem pista simples, de 3,5m, mas na regio da interseo, possuem as chamadas faixas de acelerao e desacelerao, por isso estas j estaro includas. As alas sofrem alargamentos nas curvas, por isso as sees contem pavimento direita. Claro que nos encontros da ala com a rodovia, o meio fio ser suprimido e outras sees so usadas.

    Figura 07: Meia seo para as rodovias

    Figura 08: Seo tpica das alas

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    Para o traado do greide das alas, teremos pontos de cota obrigatria no incio e no fim de cada ramo. No meio de cada ramo ainda temos de verificar a compatibilidade com o ramo paralelo colocar barreiras entre eles.

    Greides das Alas Para o lanamento dos greides das alas, devemos podemos usar o recurso de SuperImposed Profile, mas isso nos obriga a calcular a declividade transversal e descontar este valor da cota do greide de chegada/sada da ala. mais simples ento usar um pequeno truque: criar perfis de superfcie (Surface Profile) nos alinhamentos das alas, mas em vez de usar a superfcie de terreno, vamos criar

    estes perfis a partir da superfcie de topo do pavimento das rodovias.

    Para isto funcionar, criamos dois corredores para cada rodovia, um para o lado esquerdo, outro para o direito. Como dito antes, farei assim para simplificar o nmero de sees tpicas. Alem disso, no encontro das alas no pode haver meio fio, ento dividirei a Baseline de cada corredor desses em diversas Regions:

    Figura 09: Subdiviso do lado esquerdo.

    Criado o corredor, podemos criar a superfcie de topo, usando os Links de cdigo Top como Breakline, depois criamos perfis desta superfcie para o alinhamento da ala. Isso ir nos mostrar qual a cota de incio e de fim, bem como nos indicar, qual deve ser a rampa projetada. Em destaque na cor lils, as superfcies de topo:

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    Figura 10: perfis de superfcie no alinhamento da ala NO-E

    Na imagem a seguir, vemos um corredor que usa como Baseline o alinhamento da Rodovia dos Minrios e modela o lado esquerdo. Note que as regies intercalam trechos que possuem pista com meio fio e sem meio fio, onde ter o encontro com a ala. Neste encontro, escolhi o bordo direito da ala para modelar e o pavimento do lado esquerdo desta dever estender at a borda do pavimento da rodovia. E mais: como estes encontros acontecem nas curvas da Rodovia dos Minrios, teremos de verificar a superelevao e superlargura do bordo. Fica bvio que devemos ajustar as alas aps desenhar o bordo de superlargura das rodovias (em verde), como visto na figura abaixo:

    Figura 11: Bordos de superlargura da Rodovia dos Minrios

    Para efeito da variao da largura do pavimento, devemos indicar ao cor