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SEGUNDA fase 2020 topografia-convertido

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ALTIMETRIA
La altimetría tiene por objeto determinar las diferencias de alturas
entre puntos del terreno.
Las alturas del terreno se toman sobre planos horizontales de
referencia, siendo el más común de ellos el referido al nivel de mar
(m.s.n.m.), estos planos horizontales de referencia tienen diverso
nombre como: cotas, elevaciones, alturas y a veces también los llaman
niveles.
Para tener puntos de referencia y de control altimétrico, se escogen
puntos fijos notables invariables en lugares predominantes del terreno
conocidos como BM (bench marck), su cota o altitud se determina con
respecto a otros puntos existentes conocidos, en algunos casos cuando
no se conoce su cota se le asigna un valor arbitrario cualesquiera.
BM (bench marck)
NIVELACION
Podemos entender a la nivelación como la determinación de la
distancia vertical entre dos puntos, la distancia vertical que existe de
uno o mas puntos a partir de un punto de referencia llamado BM (bench
marck), en líneas generales es la determinación de la diferencia de
altitud que existe entre un punto y otro que se encuentran en diferentes
posiciones según sus coordenadas.
La cota absoluta de un punto: Es la distancia vertical entre la
superficie equipotencial que pasa por dicho punto y la superficie
equipotencial de referencia o superficie del elipsoide
El desnivel entre dos puntos: Es la distancia vertical entre las
superficies equipotenciales que pasan por dichos puntos. El desnivel
también se puede definir como la diferencia de elevación o cota entre
ambos puntos.
HAB = QB - QA
CURVATURA Y REFRACCIÓN
Aceptando la simplificación sobre la
forma de la tierra, debemos estimar el
efecto que la misma tiene en el
proceso de nivelación.
Como se puede observar en la figura,
una visual horizontal lanzada desde el
punto A se aleja de la superficie de la
tierra en función de la distancia
horizontal D, por lo que el efecto de la
curvatura de la tierra (ec), será la
distancia BB’.
TIPOS DE NIVELACIÓN
Los tipos de nivelación en general son muchos, dependiendo de los
equipos e instrumentos topográficos que se utilice, entre los mas
usuales y conocidos se tiene:
➢ nivelación geométrica o diferencial
➢ nivelación trigonométrica
➢ nivelación taquimétrica
➢ nivelación barométrica
➢ nivelación satelital, etc.
NIVELACION GEOMETRICA
La nivelación geométrica o nivelación diferencial es el procedimiento
topográfico que nos permite determinar el desnivel entre dos puntos
mediante el uso de un nivel y la mira vertical graduada (estadía).
La nivelación geométrica mide la diferencia de nivel entre dos puntos a
partir de la visual horizontal lanzada desde el nivel hacia las miras
colocadas en dichos puntos.
También están considerados dentro la nivelación geométrica las
nivelaciones realizadas con niveles de mano, líquidos en reposo cono la
manguera de agua.
EL NIVEL DE INGENIERO
Anteojo
El nivel de ingeniero es un
instrumento de nivelación
utilizado para trabajos de
precisión.
Consta principalmente de: un
anteojo cuya línea de mira se
mantiene horizontal por medio
de un nivel tubular u otro
sistema como los niveles
automáticos, con el objeto de
poder visar todos aquellos
puntos que se encuentran
alrededor de la estación.
Hilos
reticulares
Limbo
horizontal
Nivel esférico
La horizontalidad del nivel de Ingeniero
en su gran mayoría se logra gracias a
tres tornillos nivelantes.
Tornillos distancia focal
Tienen así mismo mandos apropiados
para enfocar perfectamente la mira o
estadía.
Tornillo de precisión horizontal
Tornillos de precisión horizontal o
tangencial para el movimiento lento
horizontal.
Otro elemento con que cuentan
algunos niveles es el limbo horizontal,
aunque esto no interviene en la
determinación de las diferencias de
nivel.
Tornillos nivelantes
Base del tripode
Estadía
graduada
Hilos estadimétricos para
medir distancia
Hilos reticulares para medir la
altura de nivel
La intersección de los hilos
reticulares se conoce
como la Cruz filar
Estadía o mira graduada
Anteojo
NIVELACION GEOMETRICA SIMPLE
Se llama nivelación geométrica simple cuando se pueden determinar
las cotas de dos o más puntos del terreno, referidos todos a una misma
estación, es decir con una misma vista atrás o de inicio, un mismo BM.
MODELO DE LLENADO DE LIBRETA DE CAMPO
EST
A
PUNTO
VISTA
VISTA
COTA
COTA
PROG.
ATRÁS
ADEL.
INST.
TERRENO
B
1.265
3651.752
3650.487
C
1.856
3649.896
D
2.157
3649.595
E
3.359
3648.393
NIVELACION GEOMETRICA SIMPLE DESDE EL EXTREMO
En este tipo de nivelación es necesario medir la altura del instrumento en el
punto de estación A y tomar lectura a la mira colocada en el punto B. Como se
puede observar en la figura, el desnivel entre A y B será:
NIVELACION GEOMETRICA SIMPLE DESDE EL MEDIO
En este tipo de nivelación se estaciona y se centra el nivel en un punto
intermedio, equidistante de los puntos A y B, no necesariamente dentro
de la misma alineación, y se toman lecturas a las miras colocadas en A y
B. Luego el desnivel entre A y B será: HAB = A - B
NIVELACION GEOMETRICA COMPUESTA
Se llama nivelación geométrica compuesta cuando una nivelación esta
conformada por dos o más nivelaciones simples, es decir el cambio continúo de
estaciones.
MODELO DE LLENADO DE LIBRETA DE CAMPO
EST.
PUNTO
DIST.
VISTA
ATRÁS
A
BM1
B
PC1
75.20
0.154
C
PC2
50.60
D
BM2
E
F
VISTA
ADEL.
COTA
INST.
COTA
TERRENO
4345.910
4345.158
3.657
4342.407
4342.253
0.216
3.861
4338.762
4338.546
165.75
3.691
1.865
4340.588
4336.897
PC3
150.65
3.902
0.385
4344.105
4340.203
PC4
50.60
3.056
0.853
4346.308
4343.252
BM1
89.50
1.154
4345.154
4345.154
0.752
11.771
11.775
-0.004
NIVELACION GEOMETRICA COMPUESTA DESDE EL MEDIO
La nivelación geométrica compuesta desde el medio, consiste en la
aplicación sucesiva de la nivelación geométrica simple desde el medio.
Los puntos B y C representan los puntos de cambio (PC) o punto de transferencia de
cota; el punto A es una base de medición (BM) o punto de cota conocida y el punto
D, viene hacer un nuevo punto base del cual se desea determinar su cota (un nuevo
BM). El desnivel entre A y B vendrá dado por la suma de los desniveles parciales.
Nivelación geométrica compuesta enlazada a dos puntos: La nivelación
geométrica compuesta enlazada a dos puntos, es similar a la nivelación
geométrica compuesta, con la única diferencia que los puntos o BMs. de inicio
y de llegada son diferentes pero ya tienen determinadas sus cotas.
BM2, punto de
llegada con
cota conocida
BM1, punto de
inicio con cota
conocida
Este tipo de nivelación generalmente se emplea en proyectos de
habilitaciones urbanas en la nivelación de calles en proyectos de
perfiles y rasantes, redes de alcantarillado, etc.
LIBRETA DE CAMPO NIVELACION 1
EST
A
B
PUNTO
VISTA
VISTA
PROG.
ATRÁS
ADEL.
BM1
3.568
COTA
COTA
INST.
TERRENO
2524.136
2520.568
0+000
3.927
2520.209
0+020
0.538
2523.598
0+040
0.225
PC1
3.259
0.503
2523.911
2526.892
LIBRETA DE CAMPO NIVELACION 2
2523.633
0+060
2.364
2524.528
0+080
1.185
2525.707
0+100
1.459
2525.433
0+120
1.025
2525.867
0+020
1.359
2519.434
0+140
1.153
2525.739
0+040
0.502
2520.291
0+160
1.865
2525.027
0+060
1.316
2519.477
0+180
1.601
2525.291
0+080
1.639
BM2
1.412
2525.480
EST
C
D
E
PUNTO
VISTA
VISTA
COTA
COTA
PROG.
ATRÁS
ADEL.
INST.
TERRENO
BM1
PC2
0.225
3.560
2520.793
0.451
2520.568
2519.154
2523.902
2520.342
0+100
1.854
2522.048
0+120
1.745
2522.157
PC3
3.727
0.763
2526.866
2523.139
0+140
3.854
2523.012
0+160
1.953
2524.913
BM2
1.384
2525.482
Nivelación geométrica compuesta de doble salto: La nivelación
geométrica de doble salto, no es mas que dos nivelaciones geométricas
compuestas paralelas, siendo sus puntos de cambio en la gran mayoría
los mismos lo que permite determinar en el terreno a medida que se
realiza la nivelación algún tipo de error. Pero siempre el punto de inicio
es el mismo para ambas nivelaciones , al igual que el punto de llegada.
Nivelación geométrica compuesta de doble salto: como se puede
observar en el gráfico dos nivelaciones abiertas al mismo tiempo, una
más abajo que la otra, donde los puntos de cambio son los mismos, lo
único diferente es el cambio de estación.
NIVELACION DOBLE SALTO
EST.
PUNTO
DIST.
VISTA
VISTA
COTA
COTA
ATRÁS
ADEL.
INST.
TERRENO
2453.350
2453.127
2456.030
2450.458
2452.702
2452.984
2453.906
2454.212
2453.988
2456.891
2450.458
2452.701
2452.983
2453.905
E1
E2
E3
BM1
PC1
PC2
BM2
2.892
0.425
3.046
E1'
E2'
E3
BM1
PC1
PC2
BM2
3.754
1.287
3.908
0.648
0.143
2.124
1.511
1.005
2.986
Errores más frecuentes en la nivelación geométrica: se deben a las
siguientes causas:
➢Ajustes imperfectos del nivel, deben controlarse los niveles
periódicamente.
➢Curvatura terrestre o refracción atmosférica, debe igualarse las
distancias de vista adelante y vista atrás.
➢ Variaciones de temperatura, principalmente altera la sensibilidad del
nivel.
➢ Graduación errónea de las miras o estadías, deben compararse con
un patrón.
➢Falta de perpendicularidad en las miras, error en exceso deben usarse
niveles esquineros.
➢ Puntos de cambios defectuosos, deben buscarse puntos inamovibles.
➢Asentamiento del trípode, tomar precauciones cuando el terreno sea
blando y cuando haya dudas, repetir varias veces la lecturas hacia
delante y hacia atrás.
➢ Error del centrado de la burbuja, es tanto más importante a medida
que la longitud aumenta.
Tolerancias y precisiones del error de cierre: La mayor parte de las
causas de error, producen errores de naturaleza compensable;
pudiendo decirse que la precisión es proporcional a la raíz cuadrada
del número de las estaciones instrumentales y por lo tanto también
proporcional a la distancia recorrida, el grado de precisión se mide
por tolerancias permitidas como son: donde K, es la distancia total
recorrida en kilómetros.
•Nivelación de reconocimiento rápida,
•Nivelación ordinaria,
Te = 0.02
•Nivelación precisa,
Donde:
Te = 0.10 K
K
Te = 0.01 K
Te = Tolerancia del error de cierre en metros
K = Distancia total de la nivelación en kilómetros
COMPENSACIONES EN LA NIVELACION
GEOMETRICA
Si al comparar el error de cierre con la tolerancia resulta que este es
mayor que la tolerancia, se hace necesario repetir la nivelación, es
decir que nuevamente tenemos que volver al campo para realizar dicha
nivelación.
En caso de verificarse que el error es menor que la tolerancia se
procede a la compensación de la misma siguiendo uno de los métodos
de compensación que se describen a continuación:
Compensación proporcional a la distancia nivelada: En este método la
tolerancia está en función de la distancia nivelada, razón por la cual uno
de los métodos de ajuste de nivelaciones distribuye el error en forma
proporcional a las distancias.
El procedimiento de cálculo de compensación de nivelaciones por el
método proporcional se observa en el siguiente cuadro.
C=
Donde:
E * (−1)* DH
DA
C1, C2, C3.....Cn = Corrección acumulativa para cada punto de cambio
E = Vista atrás menos la vista adelante, (error de cierre)
DH = Distancia medida entre puntos de cambio
DA = Distancia acumulada de total de ida y vuelta
COMPENSACION PROPORCIONAL A LA DISTANCIA NIVELADA
EST.
PUNTO
DIST.
DIST.
ACUM.
VISTA
ATRÁS
A
BM1
B
PC1
75.20
75.20
0.154
3.657
4342.407 4342.253
0.001
4342.254
C
PC2
50.60
125.80
0.216
3.861
4338.762 4338.546
0.001
4338.547
D
BM2
165.75
291.55
3.691
1.865
4340.588 4336.897
0.002
4336.899
E
PC3
150.65
442.20
3.902
0.385
4344.105 4340.203
0.003
4340.206
F
PC4
50.60
492.80
3.056
0.853
4346.308 4343.252
0.003
4343.255
BM1
89.50
582.30
1.154
4345.154 4345.154
0.004
4345.158
0.752
582.30
11.771
− 0.004* (−1)*75.20
C1 =
= 0.000516  0.001
582.30
C2 =
− 0.004* (−1)*125.80
COTA
INST.
COTA
CORREC.
COTA
TERRENO ACUMUL. CORREGIDA
4345.910 4345.158
11.775
-0.004
C4 =
4345.158
0.004
− 0.004* (−1)*442.20
= 0.000303  0.003
582.30
= 0.000864  0.001
C5 =
− 0.004* (−1)* 492.80
= 0.000339  0.003
582.30
− 0.004* (−1)* 291.55
= 0.000200  0.002
582.30
C6 =
− 0.004* (−1)*582.30
= 0.000400  0.004
582.30
582.30
C3 =
VISTA
ADEL.
Compensación sobre los puntos de cambio: Este método es más
sencillo que el anterior, supone que el error se comete sobre los
puntos de cambio y BMs correspondientes y que es independiente de
la distancia nivelada.
Desde mi punto de vista este método es el mas recomendable, por que muchas veces
cuando de coloca los puntos de cambio estos generalmente no se encuentran alineados
o sobre la línea de una recta, sobre todo cuando se desea llevar un BM de un lugar a otro,
no se necesita medir distancias entre los puntos de cambio.
La corrección esta dado por la siguiente fórmula tal como se muestra
en el siguiente cuadro:
C=
E * (−1) − 0.004* (−1)
=
= 0.0006667
n
6
Donde:
C = Corrección para cada punto de cambio
E = Vista atrás menos la vista adelante, (error de cierre)
n = Número de puntos de cambio y BMs.
COMPENSACION SOBRE LOS PUNTOS DE CAMBIO
EST.
PUNTO
DIST.
DIST.
ACUM.
VISTA
ATRÁS
A
BM1
0.752
B
PC1
0.154
3.657
4342.407 4342.253
0.001
4342.254
C
PC2
0.216
3.861
4338.762 4338.546
0.001
4338.547
D
BM2
3.691
1.865
4340.588 4336.897
0.002
4336.899
E
PC3
3.902
0.385
4344.105 4340.203
0.003
4340.206
F
PC4
3.056
0.853
4346.308 4343.252
0.003
4343.255
1.154
4345.154 4345.154
0.004
4345.158
BM1
11.771
VISTA
ADEL.
COTA
INST.
COTA
TERRENO
CORREC.
ACUM.
4345.910 4345.158
11.775
COTA
CORREGIDA
4345.158
-0.004
Nota: Como es error es acumulativo, la corrección también tiene que ser
acumulativa, por lo que para el MB1 la corrección será cero y para el primer
punto de cambio la corrección será “C”, para el segundo punto de cambio o BMs,
la corrección será “2C”, así sucesivamente se va incrementando hasta el ultimo
PC o BM correspondiente donde la corrección será “nC”.
E * (−1) − 0.004* (−1)
C=
=
= 0.0006667
n
6
NIVELACIÓN TRIGONOMÉTRICA
Manteniéndonos dentro de los límites del campo topográfico
altimétrico a fin de despreciar los efectos de curvatura y
refracción al considerar la tierra como plana.
Podemos definir la nivelación trigonométrica como el método
de nivelación que utiliza ángulos verticales para la
determinación del desnivel entre dos puntos.
Los instrumentos más utilizados en este tipo de
nivelación son:
➢ Eclímetros, clisímetros, clinómetros.
➢ Teodolitos, planchetas, siempre en cuando sus
distancias sean medidas con una wincha.
➢También realizan este tipo de nivelación los
taquímetros electrónicos y las estaciones totales,
donde sus distancias son medidas electrónicamente
mediante un rayo infrarrojo o láser según sea el caso.
TIPOS DE ANGULOS VERTICALES
Nota: En cualquier tipo de ángulos
verticales, cuando la altura de
instrumento (HI), es diferente a la altura de
señal (HS); a la distancia vertical
calculada, se le tiene que sumar la altura
de instrumento y restar la altura de señal.
HS
HI
UNIVERSIDAD CATÓLICA DE SANTA MARÍA
FACULTAD DE ARQUITECTURA E INGENIERIAS CIVIL Y DEL AMBIENTE
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
TRAZO EN PLANTA PARA DE PERFILES Y SECCIONES
TRANSVERSALES
DOCENTE
ING°AGUSTOTICONABALDÁRRAGO
LEVENTAMIENTO Y TRAZO EN PLANTA DE UN PERFIL
LOGITUDINAL CON BRÚJULA Y WINCHA
CALCULO DE COORDENADAS RECTANGULARES DE LOS PUNTOS DE INTERSECCIÓN
DIBUJO DE LA GRILLA Y PLOTEO DE LOS PUNTOS DE INTERSECCIÓN POR
COORDENADAS RECTANGULARES
DIBUJO DEL EJE DEL PERFIL CON UNA POLILÍNEA
DIBUJO DEL TRAZO EN PLANTA CON TODOS LOS DETALES:
1. Eje del perfil longitudinal con línea gruesa y continua.
2. Ancho de la trocha carrozable con línea continua y delgada.
3. Sistema de ejes de coordenadas rectangulares con línea continua y delgada.
4. Progresivas del trazo cada 20m, numerando cada 100m y al inicio y final indicar con
una línea perpendicular al trazo la progresiva de inicio y final del trazo.
5. BMs de inicio y final del tramo, además de cada 500m.
6. Detalles como ejes de quebradas o cualquier otro detalle.
7. Colindantes, si fuera posible.
8. Cuadro de elementos de curvas horizontales si fuera posible.
NIVELACIÓN DE PROGRESIVAS CON EL NIVEL DE INGENIERO DE UN
PERFIL LONGITUDINAL
NIVELACION DE PROGRESIVAS MEDIANTE EL METODO DE DOBLE SALTO
CALCULO DE LAS COTAS DE LOS BMS, PC Y PROGRESIVAS
DIBUJO DEL PERFIL DEL TERRENO
PASO1: DETERMINACIÓN DE LA GRILLA Y COLOCACIÓN DE PROGRESIVAS Y COTAS DE
TERRENO EN LA PARTE INFERIOR
DIBUJO DEL PERFIL DEL TERRENO EN BASE A LAS COTAS DEL TERRENO Y
PROGRESIVAS COLOCADAS PREVIAMENTE EN LA PARTE INFERIOR
DIBUJO DEL PERFIL DEL TERRENO DE TODO EL TRAZO, INCLUIDO Pis. Y
OTROS DELATES EXISTENTES
DIBUJO DE LA RASANTE, CALCULO DE LAS COTAS DE RASANTE Y
PENDIENTE DE RASANTE POR CADA TRAMO
TRAMO 1
TRAMO 2
TRAMO 3
PRESENTACIÓN FINAL DE LA PLANTA Y EL PERFIL LONGITUDINAL EN
UNA MISMA LÁMINA.
DATOS DE CAMPO DE CADA UNA DE LAS SECCIONES
DIBUJO DEL PERFIL DEL TERRENO DE CADA UNA DE LAS SECCIONES
DIBUJO DE LA PLATAFORMA Y TALUDES DE CADA UNA DE LAS
SECCIONES
DETERMINACIÓN DE AREAS DE CORTE Y RELLENO DE CADA UNA DELAS
SECCIONES
LÁMINA DE SECCIONES TRANSVERSALES EN LIMPIO
LAMINA EN LIMPIO DE SECCIONES TRANSVERSALES SOLO INDICANDO EL PERFIL DEL TERRENO Y DETALLES
DE CADA SECCIÓN
SECCIONES TRANSVERSALES INDICANDO EL PERFIL DEL TERRENO Y
DETALLES
MODELO DE SECCION TRANSVERSAL INDICANDO LAS ALTURAS Y
PERFIL DEL TERRENO
TALUDES DE CORTE Y RELLENO APLICADO EN SECCIONES
TRANSVERSALES
ANCHO DE PLATAFORMA O SECCIÓN TIPO
TIPOS DE SECCIONES TRANSVERSALES
VOLUMENES ENTRE SECCIONES DEL MISMO TIPO
MÉTODO DE LAS AREAS MEDIAS
VOLUMENES ENTRE SECCIONES DE DIFERENTE TIPO
MÉTODO DEL PRISMOIDE EN SECCIONES TRANSVERSALES
METRADO DE EXPLANACIONES
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