LEVANTAMIENTO TOPOGRFICO PARA PROYECTOS VIALES

Un levantamiento topogrfico para carreteras consiste en determinar los elementos geomtricos (tramos rectos y curvos) que mejor se adapten al trazo real, para eso representamos el terreno mediante tres planos fundamentales: un plano del eje de la carretera (alineamiento horizontal), un plano de perfil longitudinal y un plano de secciones transversales. Estos tres planos en conjunto nos permitirn tener una idea tridimensional del proyecto, para despus realizar los diseos de rasante y cajas de las secciones transversales. Un levantamiento topogrfico para un camino o va existente se puede realizar de diferentes formas, dependiendo del tipo de equipo topogrfico con el que se cuente y de las condiciones del terreno.

A) LEVANTAMIENTO CON EQUIPOS TRADICIONALES Es preferible emplearlos cuando la va ya existe y circulan vehculos, o sea que el alineamiento horizontal ya esta prcticamente definido. Los equipos que se pueden utilizar son los siguientes:

- Teodolito: Para medir los ngulos de deflexin y replantear las curvas horizontales - Nivel: Para establecer la Red de BMs cada 250 m y realizar el seccionamiento transversal. - Navegador GPS: Para obtener las coordenadas del PI de partida y de algunos otros PIs como

medida de control.

El procedimiento de campo con los mtodos tradicionales es el siguiente:

A.1) Levantamiento del Alineamiento Horizontal

El alineamiento horizontal es la idealizacin matemtica del eje de la carretera (rectas, arcos de circunferencia y arcos de espiral), para esto se debe realizar el siguiente procedimiento de campo:

ALINEAMIENTO HORIZONTAL

1 Ubicar con estacas de acuerdo al criterio del Ingeniero todos los PIs del eje de la va: PI(0), PI(1),

PI(2), etc. de manera que los alineamientos rectos que forman estos Pis pasen aproximadamente por el eje de la va.

2 Determinar con el navegador GPS las coordenadas UTM (Xo, Yo) del punto de partida PI(0). Tambin

es recomendable obtener las coordenadas UTM de la mayora de Pis para verificar en gabinete si coinciden con las coordenadas calculadas del alineamiento.

3 Medir con la brjula el Azimut del alineamiento de partida: PI(0) - PI(1) 4 Estacionar el Teodolito en el PI(1) 5 Medir las distancias horizontales PI(0)- PI(1) y PI(1) - PI(2), alineando con el teodolito y midiendo

las distancias por partes si es que la wincha no alcanza. Tambin podramos medir la distancia con los hilos estadimtricos y la mira.

6 Medir con el teodolito el Angulo de Deflexin y anotar tambin el sentido del mismo (Derecha Izquierda). El sentido del ngulo es de gran importancia, ya que un error ocasionara que la carretera se dibuje en una direccin distinta a la real.

7 Medir con la wincha una Externa probable, asumiendo en campo por donde podra pasar el eje de

la carretera dentro de la curva circular.

8 Con la Externa y el ngulo de deflexin se calcula el radio de la curva (R). Si el radio obtenido es muy inferior a lo estipulado en las Normas Tcnicas, se tendra que aumentar la Externa (E), siempre y cuando las condiciones topogrficas del terreno lo permitan. Con esta externa modificada se calculara el nuevo radio, inclusive el radio podra aproximarse a un valor entero.

9 Con el radio definitivo se calculan los otros elementos geomtricos de la curva: Radio, Tangente,

Longitud de curva, Cuerda, Externa y Kilometrajes del PI, PC y PT. 10 Aprovechando que el Teodolito est estacionado en el PI se deben colocar estacas en el PC y PT

de la curva, para esto nos alineamos con los respectivos PIs y medimos la Tangente (T) en cada lado.

11 El procedimiento se repite para todas las curvas. El formato recomendado para registrar y calcular los elementos geomtricos del alineamiento horizontal es el siguiente:

Az inicial: _______

Kilometrajes Coordenadas UTM

PI ANG. DEFLEX

Sen-

tido DIST E R T LC C PI PC PT X (Este) Y (Norte)

0 --------------- --------- --------- --------- --------- --------- --------- --------- 0+000 --------- ---------

1

2

3

= . tan

2

=. .

180

= 2. Sen

2

= . (1

cos2

1)

Km PI = Km PT (anterior) T (anterior) + Dist. Entre PIs Km PC = Km PI T Km PT = Km PC + LC

A.2) Estacado del Eje cada 10 m y replanteo de las curvas horizontales.

El estacado del eje es fundamental para definir el perfil del proyecto y las secciones transversales, para esto se colocan marcas de yeso cada 10 m en el eje de la carretera en los tramos rectos y cada 5 m den curvas horizontales. El procedimiento de campo es el siguiente:

REPLANTEO CURVA CIRCULAR

1 El kilometraje de partida del PI(0) por lo general es 0+000, sin embargo si es la continuacin o

empalme con un proyecto anterior se tendr que empezar con el kilometraje respectivo. 2 Para replantear y colocar estacas en los kilometrajes enteros dentro de las curvas, primero se

debern calcular los ngulos de deflexin y las cuerdas (C) respectivas para cada kilometraje, los mismos que se pueden calcular con las siguientes frmulas y anotar en el siguiente formato:

=90.

.

= 2. . sin

= 2. . sin(90 /)

Donde:

Arco = Longitud de arco total desde el PC hasta el Km a replantear.

= Angulo de deflexin desde el PC hasta el Km a replantear Cuerda (C) = Cuerda desde el PC hasta el Km a replantear Arcop = Arco parcial entre dos estacas sucesivas Cp = Cuerda parcial entre dos estas sucesivas

El arco parcial y la cuerda parcial (Cp) se utilizan cuando no se puede visualizar directamente desde el PC . 3 Estacionar el teodolito en el PC y hacer 0 0 0 con el PI de la curva a replantear; luego medir el

ngulo y con la wincha medir la cuerda (C) desde el PC. Si las cuerdas sean muy grandes existe algn obstculo para medirlas con wincha, se pueden utilizar las cuerdas parciales (Cp) para replantear la curva.

Kilom Arco Cuerda

(C)

Arco parcial (Arcop)

Cuerda parcial (Cp)

PC=

PT=

4 Al replantear el ltimo punto de la curva, ste debe coincidir con la estaca del PT replanteada anteriormente desde el PI. El error mximo de desplazamiento debe ser de 1cm.

A.3) Seccionamiento transversal (incluye las cotas del Eje)

El seccionamiento transversal nos permite dibujar los perfiles transversales de cada estaca (o kilometraje entero) del eje del proyecto. Para realizar el seccionamiento podemos emplear diferentes mtodos dependiendo de la topografa de la zona. Independientemente del mtodo utilizado para obtener las secciones transversales necesitamos conocer las coordenadas X, Z de cada punto de quiebre de la seccin, donde X es la distancia horizontal al Eje (offset) y Z es la cota del terreno. Otro aspecto a tener en cuenta es el ancho de franja a levantar, la cual depender del tipo de proyecto; se sugiere un ancho mnimo de 20m a la derecha y 20m a la izquierda, sin embargo cuando sea posible se recomienda seccionar una franja total entre 50 a 100 m.

SECCIONAMIENTO TRANSVERSAL

REPLANTEO CURVA CIRCULAR

C

C

C

A.3.1) Seccionamiento en terreno plano:

En terrenos planos se puede utilizar nivel topogrfico, mira y wincha de acuerdo al siguiente procedimiento:

1 Identificar los puntos de quiebre o de cambio de pendiente ms representativos (Pe: 1, 2 y 3),

los mismos que deben estar alineados perpendicularmente al eje de la carretera. 2 Mediar la distancia horizontal entre el eje de la carretera y los puntos de quiebre, procurando

que estos puntos estn alineados y perpendiculares al eje de la carretera. 3 En forma paralela a la medicin de distancias, se realiza una nivelacin abierta para obtener las

cotas (Coordenada Z) de todos los puntos de quiebre. 4 Es recomendable empezar la nivelacin con la cota del Eje, luego levantar los puntos del lado

derecho avanzando desde el Eje hacia los costados y luego el lado izquierdo.

5 El proceso se repite para todas las secciones hasta que con el nivel ya no se alcance a ver, en este caso hay que realizar un cambio de estacin. Al respecto se recomienda realizar la Vista Atrs al Eje de la ltima seccin levantada, de la cual ya es posible conocer su cota.

A.3.2) Seccionamiento en terreno ondulado y accidentado:

El seccionamiento en terrenos accidentados se puede dividir en dos procesos:

1 Nivelacin del eje de la va utilizando nivel y mira.

2 Seccionamiento de los lados derecho e izquierdo. Para cada punto de quiebre de la seccin se

mide con wincha la distancia inclinada al ras del terreno y el ngulo vertical (positivo o negativo) se mide con el eclmetro; de esta manera cada tramo de la seccin tendr una distancia inclinada y un ngulo vertical.

B) LEVANTAMIENTO CON ESTACION TOTAL

Se aplican en ambos casos cuando existe la va o cuando no hay ningn trazo. El objetivo es determinar las coordenadas espaciales del terreno a lo largo de la va, para su posterior procesamiento con algn software de trazo de carreteras (Civil Survery, RoadCalc, Civil 3D, AIDC, Autocad Land, etc) Los equipos que se pueden utilizar son los siguientes:

- Estacin Total y prisma y wincha - Nivel y mira: Para establecer la Red de BMs cada 250 m - Navegador GPS: Para obtener las coordenadas del PI de partida y de algunos otros PIs como

medida de control.

El procedimiento de campo es el siguiente: - Definir la poligonal de apoyo topogrfico partiendo de un punto con coordenadas conocidas. - Cada uno de los vrtices de la poligonal puede ser considerado con un punto para la red de BM.

B.1) Seccionamiento transversal con coordenadas

- Se deben obtener puntos topogrficos a manera de seccionamiento transversal cada 10m en tramos rectos y cada 5m en curvas para una mayor precisin

- Se recomienda anotar con un cdigo diferente los puntos que forman parte del eje de la va y los puntos que representan al borde derecho e izquierdo, as como diferenciar los puntos del terreno natural de los puntos que representan acequias, veredas, postes muros, buzones, etc.

B.2) Trazo del Eje y generacin de perfiles y secciones transversales

- Con los datos del seccionamiento se generan las curvas de nivel del terreno, se recomienda utilizar una equidistancia de 10 cm para una mayor precisin. Si fuera un trazo preliminar se podran utilizar equidistancias de 1 a 2m

- Dibujar con lnea punteada el eje y los bordes de la va existente y trazar el eje definitivo, calculndolo todos los elementos geomtricos de la va.

B.3) Replanteo en campo de PIs

- Con los datos geomtricos de la va se debe regresar a campo estacar todos los Pis de para que sirvan de referencia durante la construccin del proyecto.

C) PLANOS

Se dibujarn los siguientes planos por cada Kilmetro de carretera:

- Un plano de Alineamiento en Planta superpuesto con las curvas de nivel. Esc. 1/2000

- Un plano del Perfil Longitudinal: Esc. H=1/2000, V=1/200

- Un plano de Secciones Transversales a escala adecuada. (Esc H=V)