trabajo 3-de-caminos trazado delinea del tereno y de la razante del eje de la carretera

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u CAMINOS UCV “CHIMBOTE” 2015 UNIVERSIDAD CESAR VALLEJO Página 1 FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA ACADEMICA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL INFORME TRAZADO DELINEA DEL TERENO Y DE LA RAZANTE DEL EJE DE LA CARRETERA INTEGRANTES Álvarez Sifuentes Ángelo Gaitan Elías Anthony CHIMBOTE-PERU 2015

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Página 1

FACULTAD DE INGENIERIA

ESCUELA ACADEMICA PROFESIONAL

DE INGENIERIA CIVIL

INFORME

TRAZADO DELINEA DEL TERENO Y DE LA RAZANTE DEL EJE DE LA

CARRETERA

INTEGRANTES

Álvarez Sifuentes Ángelo

Gaitan Elías Anthony

CHIMBOTE-PERU

2015

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INTRODUCCION

En ingeniería una de las ramas de especialización más importantes es la rama de

transportes que estudia todo lo relacionado con las carreteras, el flujo vehicular,

planificación, diseño y operación de tráfico en las calles, carreteras y autopistas, sus redes,

infraestructuras, tierras colindantes y su relación con los diferentes medio de transporte

consiguiendo una movilidad segura, eficiente y conveniente.

En el Diseño Geométrico de Carreteras es la parte más importante ya que nos dará una

idea concreta de lo que será nuestra carretera. Se debe tomar muy en cuenta el tipo de

Topografía del terreno porque de esta se determinará su funcionalidad, su costo, su

seguridad y otros.

El trazo de la línea de gradiente es uno de los primeros trabajos para definir el

alineamiento de una carretera, ello se realiza en función de la pendiente del camino y el

intervalo de las curvas de nivel.

El presente informe es de trazo de línea de gradiente que se realizó con el fin de conocer

mas a cerca de un trazo preliminar, realizando caminatas de reconocimiento,

considerando la topografía y orografía manteniendo un determinado rango de pendiente,

el tramo mas corto entre los dos puntos de interés, los posibles recursos que se podrían

aprovechar y algunas intervenciones que se realizarían con áreas de cultivo.

El trabajo realizado en campo denominado Trazo de Línea de Gradiente elaborado por la

presente brigada, tiene la finalidad de brindar el aspecto teórico concerniente y brindar

los cálculos obtenidos en el lugar de la práctica.

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ÍNDICE INTRODUCCION ..................................................................................................................................2

OBJETIVOS ..........................................................................................................................................4

I MARCO TEÓRICO ..............................................................................................................................5

1.2 LINEA DE GRADIENTE: ..................................................................................................................5

1.2 PERFIL LONGITUDINAL: ................................................................................................................5

1.3 CONSIDERACIONES GENERALES DEL TRAZO:................................................................................6

1.4 LA IMPORTANCIA DEL ECLÍMETRO EN TRAZOS DE CARRETERAS: ................................................8

1.5 ELECCIÓN DE LA PENDIENTE PARA EL TRAZO DE LA LÍNEA DE GRADIENTE ..................................9

1.6 TRAZO DE LA LÍNEA DE GRADIENTE ............................................................................................11

1.7 TRAZO DE LA LINEA GRADIENTE SOBRE UN PLANO DE CURVAS DE NIVEL .................................12

II MARCO METODOLÓGICO ..............................................................................................................14

2.1 CÁLCULO DE LAS COTAS DEL TERRENO ......................................................................................14

2.2 CALCULO DE LAS COTAS DE RASANTE ........................................................................................15

2.3 TRAMOS DEL PERFIL LONUITUDINAL .........................................................................................17

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ...........................................................................................19

PLANOS Y ANEXOS ...........................................................................................................................20

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OBJETIVOS

El trazado directo de una poligonal estacada en el campo, como eje preliminar con cotas que configuran una pendiente constante, hasta alcanzar un punto referencial de destino, de un trazo nuevo.

Conocer el significado y la importancia de la línea gradiente.

El estudiante debe ser capaz, de poder trazar la línea gradiente con la ayuda de un eclímetro.

El estudiante debe tener la destreza y capacidad de poder dirigir, y elegir las distancias de los puntos de la línea gradiente.

realizar un trazo de línea de gradiente para saber la pendiente máxima promedio aceptable para el tipo de vía en la cual se va a trabajar.

Tener una distancia apropiada para poder cumplir con la pendiente

establecida a trabajar.

Cumplir con las normas establecidas en el Diseño Geométrico de Carreteras 2015.

Señalar la dirección q ha tomado nuestro trazo para el diseño con respecto

al Norte.

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I MARCO TEÓRICO

1.2 LINEA DE GRADIENTE: El objetivo principal de realizar un trazo de línea de gradiente es de saber la pendiente

máxima promedio aceptable para el tipo de vía de comunicación dado.

Para realizar el trazo de la ruta se hace mediante el uso del eclímetro ubicado

estratégicamente en los puntos visados llevando así un porcentaje de pendiente

determinada o de criterio según las normas de diseño de carreteras.

DEFINICION:

Es la línea de trazo curvilíneo que se obtiene, al unir puntos con igual pendiente, al tratar

de unir los puntos a enlazar. La localización de una ruta entre dos puntos, uno inicial y

otro terminal, establecidos como condición previa, implica encontrar una franja de

terreno cuyas características topográficas y factibilidad de uso, permita asentar en ella

una carretera de condiciones operativas previamente determinadas.

1.2 PERFIL LONGITUDINAL: Se llama perfil longitudinal a la intersección del terreno con un plano vertical que contiene

al eje longitudinal y nos sirve para representar la forma altimétrica del terreno. Los puntos

del terreno por levantar quedan definidos durante el estacado del eje del proyecto, por lo

cual, la distancia horizontal acumulada desde el origen del kilometraje es un dato

conocido, que esta materializado en terreno, próximo a cada estacado. Se llama estacado,

a un conjunto de señales o estacas clavadas para indicar la posición deleje del trazado, las

que se colocan generalmente a distancias o intervalos iguales dependiendo dela

naturaleza de la obra. La determinación de las cotas del estacado se hace mediante una

nivelación geométrica, ligada y cerrada contra el sistema altimétrico de transporte de

cota.

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LAS ETAPAS DE TRAZADO

En base a los tres elementos definidos anteriormente, podría esquematizarse el proceso

de desarrollo del trazado en planta en tres etapas:

* Una primera etapa donde se realiza un primer trazado definido exclusivamente por

alineaciones rectas, indicando así la zona afectada por el paso de la vía.

* En la segunda etapa se efectúa un refinamiento empleando alineaciones curvas que

sirvan come enlace de las anteriores, y cuyo radio o radios se escogen en función de

criterios que optimicen el trazado de la carretera, como pueda ser el evitar zonas con

características topográficas o geológicas poco recomendables.

Puede darse el caso de que en determinadas tramos, este tipo de alineaciones anule

completamente a las anteriores.

El trazado definitivo vendrá matizado por la introducción de curvas de transición entre las

diferentes tipos de alineaciones existentes, ya sean recta-recta, recta curva o curva-curva.

Al igual que en el caso anterior, esta clase de alineaciones puede anular en ciertas

ocasiones a las que ya constituían el trazado.

1.3 CONSIDERACIONES GENERALES DEL TRAZO:

La localización de una ruta entre dos puntos, uno inicial y otro terminal, establecidos

como condición previa, implica encontrar una franja de terreno cuyas características

topográficas y factibilidad de uso, permita asentar en ella un camino de condiciones

operativas previamente determinadas.

El procedimiento de localización empieza tradicionalmente, con la determinación de un

trazado tentativo mediante la señalización de una línea de banderas a través del territorio,

cuando éste es de topografía plana u ondulada, siguiendo en lo posible la ruta más directa

entre los extremos fijados para el camino, con la condición de ir salvando los accidentes

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naturales y las edificaciones o instalaciones que revistan un carácter relativamente

intangible por su importancia. En los puntos de inflexión de la poligonal que se va

formando, se señaliza el trazado con algún elemento, tal como una bandera que permite

identificar el recorrido seguido.

Cuando el territorio es accidentado, el trazo resulta controlado por las inclinaciones del

terreno. En estos casos, además de la necesidad, de salvar los accidentes importantes, el

trazo se enfrenta a la necesidad de salvar la diferencia de alturas en los tramos en que se

requiere ascender o descender para pasar por puntos obligados de la ruta.

Para estos casos se traza en el terreno una "línea de gradiente" que se trata de un

alineamiento de dirección variable, que tiene la particularidad de ascender o descender el

terreno, con una pendiente constante para el tramo, elegida o calculada previamente en

razón a dos parámetros principales: la altura por salvar y la pendiente máxima promedio,

aceptable para el camino. La pendiente seleccionada deberá estar algunos puntos por

debajo de esa pendiente máxima, como criterio previsor dado que hay que asegurar que

en el trazo definitivo se requiere no sobrepasar las pendientes máximas permitidas.

La materialización de este trazado tentativo o preliminar, tradicionalmente se hace con la

ayuda de un eclímetro. Este es un instrumento manual que permite señalar la

horizontalidad mediante un nivel y la pendiente deseada mediante un visor graduado

respecto a la horizontal. De esta manera el operador señala a quien porta la mira, su

ubicación en el terreno en una poligonal que asciende o desciende con la pendiente

establecida. En cada punto se estaca el terreno para no perder la referencia y se mide la

distancia entre estacas. Este procedimiento es similar tanto para el trazado de la línea de

banderas, como de la línea de gradiente.

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Fig. 01.

El uso del eclímetro para el trazo de línea de gradiente.

1.4 LA IMPORTANCIA DEL ECLÍMETRO EN TRAZOS DE CARRETERAS:

Sin lugar a duda es de gran importancia el eclímetro en obras civiles como el trazo de vías,

ejemplos claros son: vía aérea, vía marítima, vía ferroviaria, vías de transporte de agua

(acueducto), de gas (gasoductos), de petróleo (oleoductos) y vías de vehículo; todas están

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tiene una particularidad de obras civiles, que tienen una gran longitud y un poco ancho,

éstas obras se pueden trabajar con una gran variedad de equipos.

Por ejemplo para el trazo de carreteras que son las más comunes, se utiliza el Eclímetro y

los jalones, específicamente.

Primero depende mucho de cómo es el terreno, si nos encontramos en un terreno fofo

preferible es voltear el jalón y poner la parte que no tiene punta en suelo, pero lo que

hacemos es pasar la altura de la visual al jalón y colocamos una señal que sea vistoso a

distancia, luego determinaremos si por ahí podrá pasar la carretera dependiendo de las

pendientes mínimas o máximas, en este caso que la pendiente máxima para la carreta es

de 10% que nos quiere decir que nunca debe sobre pasar una pendiente del 10%.

Para poder llevar este control con el eclímetro fijo en este la pendiente del 10%

dependiendo la posición si estoy bajando será como el ángulo de depresión, lo que

hacemos es coincidir el hilo metálico con la burbuja y la pendiente que estoy mirando

seria de 10% si la marca se encuentra arriba de mi visual la pendiente es menor; si yo miro

ángulo de elevación una pendiente del 10% y la marca del jalón se encuentra arriba de la

visual la pendiente será mayor.

1.5 ELECCIÓN DE LA PENDIENTE PARA EL TRAZO DE LA LÍNEA DE

GRADIENTE El rango de valores que puede tener nuestra pendiente de trabajo, para el trazo de la línea

de gradiente, estará comprendido entre la pendiente mínima aumentada en 1% y la

máxima disminuida en 1%. En esta fase del trabajo se recomienda no utilizar los valores

mínimo y máximo de la pendiente, reservar estas ya en el diseño definitivo de la rasante y

caso fuese necesario utilizarla.

Pendiente de trabajo para LG = (pendiente mínima +1% pendiente máxima -1%)

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PENDIENTE MAXIMA.

Sección 403.c4.02 DG-2001: con la tabla 1, se establece la pendiente máxima de nuestra

carretera. Si esta se ubica en zonas cuyas cotas sean superiores a los 300msnm, y el

terreno es montañas y escarpados los valores máximo de esta tabla se reducen en 1%.

También indican que en carreteras con calzadas independientes y de pendientes de

bajada podrán superar hasta en 2% de las máximas establecidas por la tabla:

TABLA Nro 1.

NOTA: con respecto a lo trascrito de las nuevas normas en la que respecta a las

pendientes máximas, sugiero mas bien considera en el caso de las vías ubicadas cotas

superiores a los 3000msnm que los valores de las tablas se reducen más bien en un 2%, el

problema más grave no es por la dificultad de circulación o congestión que pueden

ocasionar los vehículos pesados sobre los vehículos ligeros el caso de rampa ascendente,

sino más bien el riesgo de accidente que se presentaría en caso de malograrse los frenos,

específicamente en de vehículos pesados que se encuentra en su carga máxima de

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transporte y estando circulando en la rampa descendente sería difícil controlarlo y

detener el vehículo.

En la que se refiere a calzadas independientes y de rampa en bajada, por la misma razón

anterior indicada, no soy de la opinión de permitir un aumento en un 2% de las

pendientes indicadas, más bien respetarlas.

Observe en las anteriores normas del 70, que a continuación se transcribe, el valor de la

rasante era más conservador.

PENDIENTES MAXIMAS DE LAS NORMAS DEL 70

COTA DEL TERRENO PENDIENTE MAXIMA PENDIENTE

EXCEPCIONAL

Cota de terreno por debajo de

3000msnm

7% 8%

Cota de terreno por encima de

3000msnm

6% 7%

1.6 TRAZO DE LA LÍNEA DE GRADIENTE Definición.- Es la línea de trazo curvilíneo que se obtiene, al unir puntos con igual

pendiente, al tratar de unir los puntos a enlazar.

Imaginemos que queremos escalar un cerro para desde un punto A hacia B en este casi

nosotros “el móvil” y al dirigirnos hacia B lo haremos con “pendiente promedio” el que

nos permite muestro cuerpo llegar en el mínimo tiempo y esfuerzo posible, con aberturas

de pasos constantes que irán dejando huellas en el camino. Vistas estas desde arriba

resulta en ella una línea curvilínea que se pega a la sinuosidad del terreno, esta será

nuestra LINEA DE GRADIENTE. En el campo se utiliza eclímetro, para llevar una

determinada pendiente y en gabinete utilizaremos el compás, que en la actualidad ya

contamos con software que nos pueden ayudar facilitar esta labor.

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1.7 TRAZO DE LA LINEA GRADIENTE SOBRE UN PLANO DE CURVAS

DE NIVEL Para el trazo de la línea gradiente sobre un plano de curvas de nivel es muy sencillo teniendo a

mano los materiales necesarios ya sea un compás, escuadras, escalímetro. Se procede de la

siguiente manera, ubicamos el punto inicial y final de nuestro trazo de carretera.

Fig. 02.

Plano de curvas de nivel y se requiere llegar desde un punto A a un punto B

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Fig. 03

Determinación de puntos positivos de control (por donde debe pasar la

carretera)

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II MARCO METODOLÓGICO

2.1 CÁLCULO DE LAS COTAS DEL TERRENO

Estaca COTA DE ESTACA

0+000 2120

0+020 2120

0+040 2117

0+060 2113

0+080 2109

0+100 2110

0+120 2109

0+126 2110

0+136 2108

0+146 2107

0+154 2107

0+174 2109

0+194 2106

0+214 2102

0+218 2101

0+228 2098

0+238 2096

0+248 2095

0+258 2094

0+268 2093

0+280 2094

0+300 2092

0+320 2091

0+340 2090

0+388 2090

0+398 2092

0+408 2099

0+418 2100

0+428 2101

0+438 2102

0+458 2103

0+478 2107

0+498 2106

0+518 2106

0+538 2107

0+542 2108

0+552 2108

0+562 2108

0+572 2105

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0+582 2103

0+602 2106

0+622 2112

0+642 2116

0+662 2117

0+672 2117

0+682 2118

0+692 2118

0+702 2117

0+712 2117

0+732 2118

0+752 2126

0+772 2131

0+792 2133

0+812 2135

0+832 2137

0+852 2137

0+872 2136

2.2 CALCULO DE LAS COTAS DE RASANTE

Perfil longitudinal

Estaca Cota Terreno cota rasante

0+000 2120 2120.00

0+020 2120 2118.24

0+040 2117 2116.47

0+060 2113 2114.71

0+080 2109 2112.94

0+100 2110 2111.18

0+120 2109 2109.41

0+126 2110 2108.88

0+136 2108 2108.00

0+146 2107 2107.12

0+154 2107 2106.41

0+174 2109 2104.65

0+194 2106 2102.88

0+214 2102 2101.12

0+218 2101 2100.76

0+228 2098 2099.88

0+238 2096 2099.00

0+248 2095 2098.12

0+258 2094 2097.24

0+268 2093 2096.35

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0+280 2094 2095.29

0+300 2092 2093.53

0+320 2091 2091.76

0+340 2090 2090.00

0+388 2090 2090.00

0+398 2092 2091.06

0+408 2099 2092.13

0+418 2100 2093.19

0+428 2101 2094.26

0+438 2102 2095.32

0+458 2103 2097.45

0+478 2107 2099.58

0+498 2106 2101.71

0+518 2106 2103.84

0+538 2107 2105.97

0+542 2108 2106.39

0+552 2108 2107.46

0+562 2108 2108.52

0+572 2105 2109.58

0+582 2103 2110.65

0+602 2106 2112.78

0+622 2112 2114.91

0+642 2116 2117.03

0+662 2117 2119.16

0+672 2117 2120.23

0+682 2118 2121.29

0+692 2118 2122.36

0+702 2117 2123.42

0+712 2117 2124.49

0+732 2118 2126.61

0+752 2126 2128.74

0+772 2131 2130.87

0+792 2133 2133.00

0+812 2135 2135.00

0+832 2137 2135.33

0+852 2137 2135.67

0+872 2136 2136.00

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2.3 TRAMOS DEL PERFIL LONUITUDINAL

Tramo 1

Estaca Cota terreno Cota Rasante Incremento

0+000 2120 2120.00 -0.088

0+020 2120 2118.24 -0.088

0+040 2117 2116.47 -0.088

0+060 2113 2114.71 -0.088

0+080 2109 2112.94 -0.088

0+100 2110 2111.18 -0.088

0+120 2109 2109.41 -0.088

0+126 2110 2108.88 -0.088

0+136 2108 2108.00 -0.088

0+146 2107 2107.12 -0.088

0+154 2107 2106.41 -0.088

0+174 2109 2104.65 -0.088

0+194 2106 2102.88 -0.088

0+214 2102 2101.12 -0.088

0+218 2101 2100.76 -0.088

0+228 2098 2099.88 -0.088

0+238 2096 2099.00 -0.088

0+248 2095 2098.12 -0.088

0+258 2094 2097.24 -0.088

0+268 2093 2096.35 -0.088

0+280 2094 2095.29 -0.088

0+300 2092 2093.53 -0.088

0+320 2091 2091.76 -0.088

0+340 2090 2090.00 -0.088

Page 18: Trabajo 3-de-caminos TRAZADO DELINEA DEL TERENO Y DE LA RAZANTE DEL EJE DE LA CARRETERA

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CAMINOS UCV “CHIMBOTE” 2015

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Página 18

Tramo 2

Estaca Cota terreno Cota Rasante Incremento

0+388 2090 2090.00 0.106

0+398 2092 2091.06 0.106

0+408 2099 2092.13 0.106

0+418 2100 2093.19 0.106

0+428 2101 2094.26 0.106

0+438 2102 2095.32 0.106

0+458 2103 2097.45 0.106

0+478 2107 2099.58 0.106

0+498 2106 2101.71 0.106

0+518 2106 2103.84 0.106

0+538 2107 2105.97 0.106

0+542 2108 2106.39 0.106

0+552 2108 2107.46 0.106

0+562 2108 2108.52 0.106

0+572 2105 2109.58 0.106

0+582 2103 2110.65 0.106

0+602 2106 2112.78 0.106

0+622 2112 2114.91 0.106

0+642 2116 2117.03 0.106

0+662 2117 2119.16 0.106

0+672 2117 2120.23 0.106

0+682 2118 2121.29 0.106

0+692 2118 2122.36 0.106

0+702 2117 2123.42 0.106

0+712 2117 2124.49 0.106

0+732 2118 2126.61 0.106

0+752 2126 2128.74 0.106

0+772 2131 2130.87 0.106

0+792 2133 2133.00 0.106

Tramo 3

Estaca Cota terreno Cota Rasante Incremento

0+812 2135 2135.00 0.0167

0+832 2137 2135.33 0.0167

0+852 2137 2135.67 0.0167

0+872 2136 2136.00 0.0167

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Página 19

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

No es recomendable tomar las pendientes límites sino un valor ligeramente

menor ya que en los estudios posteriores probablemente haya reducción

de longitud lo que conllevaría a que suba la pendiente.

Se recomienda no realizar cambios innecesarios de las pendientes, es decir

que el número de curvas verticales sea lo mínimo necesario. Se sugiere no

más de 5 curvas verticales en un tramo de 1km aproximadamente.

En el caso de que se nos complique hallar la pendiente requerida,

trataremos de cambiar de ruta, de tal forma que encontremos la

pendiente que habíamos establecido, en este caso del 10 %. se recomienda

una pendiente única.

Cuando la diferencia de alturas entre dos puntos a unir es extremadamente

fuerte, lo que se hace es diseñarse “desarrollos” o curvas de volteo para ir

ganando altura paulatinamente.

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Página 20

PLANOS Y ANEXOS PERFIL LONGUITUDINAL Y COTA RASANTE

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Página 21

TABLA PARA EL PERFIL LONGUITUDINAL Y COTA RASANTE DE UN KILOMETRO

Pro

gre

siva

0

+00

0

0+0

20

0+0

40

0+0

60

0+0

80

0+1

00

0+1

20

0+1

26

0+1

36

0+1

46

0+1

54

0+1

74

0+1

94

0+2

14

0+2

18

0+2

28

0+2

38

0+2

48

0+2

58

0+2

68

0+2

80

0+3

00

0+3

20

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40

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88

Pe

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Co

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21

20

.00

21

20

21

20

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17

21

13

21

09

21

10

21

09

21

10

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08

21

07

21

07

21

09

21

06

21

02

21

01

20

98

20

96

20

95

20

94

20

93

20

94

20

92

20

91

20

90

20

90

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21

20

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21

18

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21

16

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21

14

.71

21

12

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21

11

.18

21

09

.41

21

08

.88

21

08

.00

21

07

.12

21

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21

04

.65

21

02

.88

21

01

.12

21

00

.76

20

99

.88

20

99

.00

20

98

.12

20

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.24

20

96

.35

20

95

.29

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.00

20

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.00

Alt

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3

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2

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5

-1.2

9

-1.5

3

-0.7

6

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Página 22

0+3

98

0+4

08

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18

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28

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42

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72

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82

0+6

02

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0+6

72

0+6

82

0+6

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32

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12

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32

0+8

52

0+8

72

20

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20

99

21

00

21

01

21

02

21

03

21

07

21

06

21

06

21

07

21

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21

08

21

08

21

05

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21

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21

16

21

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21

17

21

18

21

18

21

17

21

17

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18

21

26

21

31

21

33

21

35

21

37

21

37

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36

20

91

.06

20

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.13

20

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.19

20

94

.26

20

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.32

20

97

.45

20

99

.58

21

01

.71

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.84

21

05

.97

21

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.39

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.46

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08

.52

21

09

.58

21

10

.65

21

12

.78

21

14

.91

21

17

.03

21

19

.16

21

20

.23

21

21

.29

21

22

.36

21

23

.42

21

24

.49

21

26

.61

21

28

.74

21

30

.87

21

33

.00

21

35

.00

21

35

.33

21

35

.67

21

36

.00

0.9

4

6.8

7

6.8

1

6.7

4

6.6

8

5.5

5

7.4

2

4.2

9

2.1

6

1.0

3

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1

0.5

4

0.1

3

0.0

0

0.0

0

1.6

7

1.3

3

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-0.5

2

-4.5

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6

-3.2

3

-3.2

9

-4.3

6

-6.4

2

-7.4

9

-8.6

1

-2.7

4