Tercer Informe Perfil Longitudinal (1)

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA DEPARTAMENTO DE TOPOGRAFIA Y V.T FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL TOPOGRAFÍA I TV-113-h

INDICE

INTRODUCCION..............................................................................................................................2

OBJETIVO.........................................................................................................................................3

FUNDAMENTO TEORICO.............................................................................................................4

NIVELACION TOPOGRAFIA....................................................................................................4

DISTANCIA ESDIMETRICA......................................................................................................4

DESNIVEL ENTRE 2 PUNTOS...................................................................................................5

PRECISION.......................................................................................................................................7

PERFIL...............................................................................................................................................8

PERFIL LONGITUDINAL...........................................................................................................8

METODO PARA LA CONSTRUCCION DE PERFILES........................................................9

PROCEDIMIENTO.........................................................................................................................11

DAOS OBTENIDOS EN EL CAMPO...........................................................................................13

CONCLUSIONES………………………………………………………………………………....15

RECOMENDACIONES…………………………………………………………………………..16

BIBLIOGRAFIA…………………………………………………………………………………..17

NIVELACION COMPUESTAP Á G I N A | 1


INTRODUCCIÓN

En el presente trabajo de campo se utilizara el nivel de ingeniero para nivelar y hallar la cota de un punto de nuestra poligonal para ello tendremos una cota conocida o BM situado en el laboratorio de topografía este BM hay que llevarlo hasta nuestro punto en nuestra área de trabajo y luego regresar al mismo punto en donde se encontraba el BM para así hallar la cota de nuestra poligonal con el fin de hacer una comparación de cota que en práctica el BM inicial va ha ser diferente al BM final y para ello vamos hallar un error permisible.

Una vez obtenido la cota de un vértice de nuestra poligonal se va hacer un perfil longitudinal el cual consiste en obtener uno o mas puntos entre cada tramo o lado de nuestro polígono tomando como distancia 20m para así reflejar en dicho plano las distintas pendientes y distancias parciales como las distancias acumuladas.



OBJETIVOS

El presente trabajo de campo tiene como objetivo:

Desarrollar en el estudiante de ingeniería la capacidad de analizar cualquier problema en forma lógica y sencilla, y la de aplicar para su solución unos cuantos principios básicos perfectamente comprendidos en las clases de teoría y práctica.

Hacer que el estudiante aprenda el control de los instrumentos relacionados con la topografía.

Fomentar el trabajo en grupo de forma ordenado y eficaz.

Objetivos especificos

Aprender los usos de los instrumentos topográficos. Tener la habilidad necesaria de poder operar un nivel de manera que presente un

mínimo de error. Tener en cuenta el concepto de definición de plano horizontal, también el uso de

planos horizontales con respecto a su altura. Saber cómo minimizar los errores con el nivel, basado en técnicas como la

nivelación y la simetría al medir. Tener una idea clara del nivel en su trípode, ya que estos conceptos son necesarios

para su uso. Saber el uso necesario para no poder dañar el equipo, ya que esto ocasionaría

problemas al medir y también costo de mantenimiento. Mediante un ejercicio aprender la utilidad de un nivel con el tripode. Es vital saber cómo armar el nivel y el trípode de una manera rápida y efectiva. También es importante el instrumento llamado “mira” ya que si no fuese por este

instrumento no se podría realizar las mediciones. Debemos saber también que si nuestro nivel presente la lente inversa de modo que

se ve de cabeza, tenemos que usar una mira especial que se encuentre también de cabeza

-Es necesario tener conocido un punto para realizar las correspondientes medidas a otros puntos y así poder realizar un buen levantamiento topográfico.

Para obtener una medición precisa necesitamos tener en cuenta la mira de la lente del nivel.

Es sumamente importante el cuidado de los materiales adquiridos, ya sea por daño o hurto.



Fundamento teórico:

NIVELACIÓN TOPOGRÁFICA

El Nivel de Anteojo

En toda obra de arquitectura o ingeniería civil, ya sea para una vivienda, un edificio o la apertura de una calle se requiere tomar niveles o medir desniveles. Esta operación se realiza con el Nivel de Anteojo, que apoya sobre un trípode y puede girar en forma horizontal solamente para la lectura gruesa de ángulos horizontales. Se centra y se nivela el instrumento con un nivel de burbuja incorporado circular o tubular.

La lectura de niveles se realiza apuntando el hilo Axial del Nivel de Anteojo sobre una ‘mira’ o regla graduada en centímetros y resaltada con colores rojo y negro para una perfecta visualización, y que debe permanecer perfectamente vertical al momento de las lecturas. Las miras tienen generalmente 4 ó 5 metros de largo.

La utilización del Nivel automático se utiliza para terrenos de no mucha pendiente o desnivel, ya que en caso contrario se utiliza el Teodolito, que puede medir ángulos horizontales y verticales con gran precisión. Las distancias se toman realizando lectura estadimétrica (sobre la mira) o bien modernamente en forma digital con distanciómetro laser incorporado. La operación de medir alturas, distancias y ángulos horizontales ó verticales de puntos sobre el terreno se llama ‘Taquimetría’.

Distancia Estadimétrica

Si bien ya hoy este método es poco usado, por la tecnología de avanzada, la Distancia Estadimétrica es la distancia que se calcula realizando el ‘corte de mira’, es decir se leen los hilos estadimétricos superior e inferior, se restan las medidas y se multiplica por una constante que generalmente es 100.



Fig 1.1 Medición de cota

En la lectura del ejemplo tenemos: 2.785m – 2.679m = 0.106m x 100= 10.6m (distancia real del anteojo a la mira). El hilo Axial lee 2.732m , por lo que si la altura del instrumento es 1.33m, el desnivel del punto medido es : 2.732m – 1.33m = 1.402m.

Desnivel Entre Dos Punto

El desnivel entre dos puntos muy distantes entre sí se realiza por etapas o ‘estaciones’. Cada posicionamiento del instrumento se llama ‘Estación’ (designado como J1, J2, J3, etc en las figuras ) y puede ser de 50 metros y no más de 150 m, Lo ideal es ir posicionando el instrumento entre medio de los puntos ya que de esa manera se disminuye el error de paralaje del instrumento (si lo tuviere) y la curvatura de la tierra.

En el ejemplo se desea determinar el desnivel entre los puntos 1 y 5 , se realizan 4 estaciones con 3 puntos de lectura intermedios (2,3 y4). Las lecturas se realizan cada 50mt de distancia. Las lecturas son ‘de revés’ (hacia atrás ) y ‘adelante’. Como vemos para determinar el desnivel entre 1 y 5 no interesan las posiciones de los puntos intermedios siempre que la distancia entre las miras y el instrumento sean del orden de los 50 metros.



Fig 1.2 Desnivel entre dos puntos.

Las figuras muestran las lecturas ‘de revés’ r1, r2, r3 y r4 y ‘de adelante’ a2, a3, a4 y a5 de los puntos 1 al 5. Conviene hacer 2 lecturas: de ida y vuelta para compensar o determinar algún error de lectura. Si no hay error, deben dar igual. H1 será el plano horizontal de referencia del primer punto.

En la figura se ven las planillas usuales para el ejemplo y entre paréntesis al tipo de lectura a que corresponde. La diferencia entre las lecturas ‘de atrás’ y ‘adelante’( r-a) de todos los puntos es el desnivel de los puntos 1 y 5. (4.375mt en ida y 4.363mt en vuelta )



Fig 1.3 Medición de ida.

FIg 1.4 Medición de vuelta.

PRECISIÓN DE LA NIVELACIÓN



La precisión de una nivelación solo se puede determinar si esta se efectúa en circuito cerrado.

a) Nivelación Aproximada

Se usa en reconocimientos o levantamientos preliminares, las visuales pueden ser hasta de 300 metros, la lectura en la mira puede tener una aproximación hasta de 5cm, no es necesario que el instrumento se encuentre equidistante respecto a los puntos por nivelar, el punto de apoyo puede ser en terreno natural.

Emax=±0 ,10√k

Emax: Error máximo tolerable (m) k: Numero de kilómetros del itinerario

b) Nivelación OrdinariaSe emplea en trabajos de caminos, carreteras, ferrocarriles, trabajos comunes de topografía, etc. Las visuales pueden ser hasta 150 metros, la lectura en la mira puede tener una aproximación hasta de 0,5cm; el equipo debe ubicarse aproximadamente equidistante entre los puntos a nivelar, para ello basta medir a pasos dichas distancias; el punto de apoyo de la mira debe ser un cuerpo solido.

Emax=±0 ,02√kc) Nivelación Precisa

Se utiliza en la determinación de bancos de nivel, en la elaboración de planos catastrales, en trabajos de cartografía; visuales pueden ser hasta de 100 metros, la lectura en la mira puede tener una aproximación hasta de 0.1 cm; el equipo debe ubicarse aproximadamente equidistante entre los puntos a nivelar, para ello basta medir a pasos dichas distancias; el punto de apoyo de la mira debe ser un cuerpo solido.

Emax=±0 ,01√k



PERFILEs la intersección de la superficie del terreno con un plano vertical que pasa por dicha alineación. Sub-rasante: Es la superficie del terreno luego de realizar los trabajos de movimiento de tierra. Cada tramo de sub-rasante que se diseñe deberá cumplir con las especificaciones que se indiquen en las normas técnicas respectivas. Al diseñar las sub-rasantes se debe buscar un equilibrio entre los cortes y rellenos, teniendo en cuenta que es preferible tener algo de corte en exceso para evitar traer o trasladar material de relleno. Rasante: Es la superficie terminada en un proyecto determinado.

PERFIL LONGITUDINALEl perfil longitudinal topográfico a lo largo de un eje longitudinal en planta, es una línea quebrada que proviene de la intersección de la superficie topográfica con el y/o plano/s vertical/es que contiene al eje de dicha planta. Se utiliza para representar el relieve o accidente del terreno a lo largo de un eje longitudinal.

El perfil longitudinal se determina mediante la nivelación de un conjunto de puntos de la superficie de la tierra situados a corta distancia entre sí y a lo largo de un alineamiento previamente establecido. Los perfiles longitudinales se utilizan en el trazo de ejes de caminos, carreteras, de ferrocarriles, de instalaciones de alcantarillado, etc.



MÉTODOS PARA LA CONSTRUCCIONES DE PERFILES LONGITUDINALES

Según la precisión buscada, se pueden obtener perfiles directamente desde los planos o mediante levantamientos topográficos realizados especialmente para este fin.

MÉTODO DIRECTO:

Proviene especialmente de un levantamiento topográfico, es mas preciso respecto al indirecto; se puede obtener mediante una nivelación geométrica o trigonométrica, (Taquimetría): Para obtener el perfil longitudinal de un alineamiento entre dos puntos, haciendo uso de la nivelación geométrica, se presenta dos casos: 1. Cuando existen varios bancos de nivel.- En este caso de tener uno o mas bancos de nivel en el itinerario del eje longitudinal, se recomienda trabajar por tramos, de esta forma verificar que el error de cierre no sobrepase al tolerable ( Emx = e√k) 2. Cuando se cuenta con el B.M. o banco de nivel del primer punto.- En este caso es necesario realizar el recorrido de ida y vuelta para verificar la precisión buscada.



2. MÉTODO INDIRECTO:

El perfil longitudinal se genera en base a un plano topográfico o fotogramétrico de curvas de nivel pre-establecido. Se elige técnicamente bajo criterios de ingeniería el eje longitudinal; la intersección de dicha línea con las curvas de nivel, permitirá graficar el perfil longitudinal.



Procedimiento

En la práctica anterior se determinó las cotas de un vértice de nuestra poligonal (explicados en el informe anterior ) así como las distancias horizontales D H respectivos, de la poligonal de apoyo.

Con los datos mencionados, ahora realizamos un plano de perfil longitudinal del perímetro de la poligonal de apoyo que pertenece a los proyectos de levantamiento topográfico. Este plano se gráfica en el sistema cartesiano, donde el eje X representan las distancias horizontales de los puntos respecto al punto inicial A, y el eje Y las cotas de los mencionados. Como los datos reales escapan del entendimiento técnico, se usa una escala respectivo para cada eje, en nuestro caso para que sea conveniente y nos puedan entender las personas o instituciones competentes de este campo.

Para una mejor análisis de la gráfica adicionamos las siguientes características :

PENDIENTE: en el caso del lado AB de nuestra área de trabajo, será:

Pe( AB) =( ( cota B – cota A ) /DHAB )100%



Para lo cual es importante nuestra precisión en medir la DH.

Caso análogo para cada lado hasta cerrar nuestra poligonal de apoyo.

DISTANCIAPARCIALY DISTANCIA ACUMULADA: la distancia parcial se refiere a la distancia horizontal de lo que hemos subdividido en tramos a cada lado. La distancia acumulada se mide del punto inicial de referencia hasta el punto al cual se estas midiendo la cota por ejemplo para el punto E, se calcula así:

dac (E) = dAB+ dBC +dCD +dDE

Las cotas también se mencionan para cada punto tomado, del cual se verá en la gráfica más adelante

Todos estos cálculos y/o datos los explicaremos ordenadamente en el cuadro de resultados para una mejor explicación con ello un mejor entendimiento.



Datos obtenidos en el campo:

Registro datos de campo:

- Fecha: 14/04/2015- Lugar: Facultad de Ing Ambiental – Facultad de ing de Petroleo- Hora de inicio: 15:20 h- Condiciones climáticas: 26° C , soleado - Equipo: WILD

V.ATRAS ∏ V.I.V.ADELANT

E COTADISTANCI

AA 0.671 112.814 112.143 0.0001 0.972 111.842 20.0002 1.453 111.361 40.0003 1.518 111.296 60.000B 2.067 113.371 1.510 111.304 75.8304 2.040 111.331 80.0005 1.593 111.778 100.0006 1.385 111.986 120.000C 1.751 113.944 1.178 112.193 128.7407 1.769 112.175 140.0008 1.559 112.385 160.0009 1.443 112.501 180.000D 1.655 114.385 1.214 112.730 190.39010 1.733 112.652 200.00011 1.672 112.713 220.00012 1.431 112.954 240.000E 1.557 114.544 1.398 112.987 249.60013 1.559 112.985 260.00014 1.674 112.870 280.000F 1.475 114.270 1.749 112.795 297.20015 1.406 112.864 300.00016 1.582 112.688 320.000



17 1.788 112.482 340.000G 1.300 113.725 1.845 112.425 354.72018 1.322 112.403 360.00019 1.599 112.126 380.00020 1.653 112.072 400.000A 1.590 112.135 412.030

Cálculos de la cota de un vértice de la poligonal

L(+) ∏ L(-) COTABM 2.245 108.2551G 1.83 0.617 109.8832G 1.356 0.331 111.382A 0.598 0.595 112.143BM 0.465 1.494 111.2471A 0.719 1.935 109.7772A 2.245 108.251A

NOTA:

Al medir la distancia, expresada en número de pasos, utilizamos la medida promedio, para poder calcular la distancia expresada en kilómetros.

DISTANCIA MEDIDA EN LOS TRAMOS DE IDA Y VUELTA:

Pasos:

Distancia (km):

CALCULO DEL ERROR PERMISIBLE:

ErrorPermisible=0.01√K

K: Distancia desde el nivel a los puntos observados (m)



E . P.=0.01√❑

E . P.=¿

El Error varía entre ±

Conclusiones En los cálculos obtenidos observamos que siempre va a existir un error ya sea por

la precisión del nivel con el cual se está trabajando o por la inexactitud con la cual observamos la altura del punto en la mira.

Hay que tener en cuenta que las distancias entre los puntos fijos de las cotas tanto de atrás y adelante deben estar ubicados a una distancia equidistante del punto de donde se va a nivelar, todo esto para obtener un menor porcentaje en el error al final de toda la medida.

Según lo visto en clase y en la práctica de campo, concluimos a que el nivel es un instrumento vital en la descripción de un terreno.

Al terminar la poligonal, las cotas de las vértices podrán ser distintas pero la cota final debe ser aproximadamente igual a la inicial (de referencia) lo cual verifica una adecuada forma de realizar esta actividad. Pero si hubiese la desigualdad de dichas cotas debe estar en el rango del error, lo cual se indica en el fundamento teórico.

La longitud de los lados son irregulares, la cual indica que en un terreno común de trabajo las características naturales son de ese modo.



RECOMENDACIONES

En la medición de longitud de los lados se debe usar adecuadamente la cinta, ya que si no es así, por las propias condiciones irregulares del terreno distorsionan a nuestros resultados.

En topografía el trabajo unitario resulta muy complicado, ya que según lo aprendido es que siempre se necesita de la ayuda del otro, dado que ello infiere en la capacidad social de las personas, más que ciencia o ingeniería tiene un aspecto de trabajo mutuo.

Esto también incluye la relación entre el grupo formado y la relación entre Integrantes. Aparte de la entrega de informe debe de haber coordinación.

La Organización grupal debe ser la correcta, y la distribución de roles debe darse con responsabilidad, para poder elaborar una buena medida, y un mejor trabajo.

Las distancias entre los punto deben tener aproximadamente igual el número de pasos esto nos permitirá hallar un menor error.

Los pasos que se usen para la medición de distancia entre puntos debe ser se la misma persona ya que la medida delos pasos difieren de entre los miembros del grupo.

. Tomar en cuenta las condiciones climáticas y la forma de relieve del terreno para

un mejor análisis de resultados



BIBLIOGRAFÍA

Cuadernillo de trabajo topográfico.

TOPOGRAFÍA PRÁCTICA; MORA QUIÑONES, Samuel, pág. 73-89

TOPOGRAFÍA "técnica moderna", Jorge Mendoza D, pág. 117


Tercer Informe Perfil Longitudinal (1)

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