Nivelacion Topografica Pdf 4l827

Universidad Nacional Experimental “Francisco de Miranda” Área de Tecnología-Programa de Ing. Civil-Departamento de Vialidad Practicas Topografía en Campo.

PRACTICA 2: NIVELACIÓN.

PROFESORES FACILITADORES: PROF. JEISER GUTIERREZ (COORDINADOR) PROF. LEONARDO MEDINA PROF. RAFAEL QUINTERO PROF. ISAUL DIAZ PROF. MARYBEL RAMIREZ PROF. LUIS OLLARVES LAPSO I-2011 (MARZO-JULIO)

http://catedradetopografiaunefm.blogspot.com/

UNEFM Universidad Nacional Experimental Francisco de Miranda

Departamento de VIALIDAD




OBJETIVOS GENERAL: Aplicación de los métodos de nivelación geométrica en la determinación de alturas, desniveles y curvas de nivel en el terreno.

ESPECÍFICOS: Manejo y uso del nivel. Aplicación de la nivelación geométrica: simple y compuesta. Aplicación de la nivelación geométrica: compuesta por el método de radiación. Nivelación por cuadriculas Trazado de las curvas de nivel en el terreno.



MATERIALES UTILIZADOS ESTADÍA. NIVEL GEOMÉTRICO. TRÍPODE. CINTA MÉTRICA. ESTACAS DE MADERA.







METODOLOGÍA: En la nivelación son aplicados distintos procedimientos mediante los cuales se pueden obtener distancias verticales de puntos sobre un terreno y de esta manera poder observar el desnivel entre ellos y utilizar la información para un propósito determinado. La nivelación es muy utilizada dentro del campo de la ingeniería en innumerables propósitos, como en vías ferroviarias, construcción de carreteras, hidráulica, urbanismos, edificaciones

en cada una de las actividades que se realizan en estas ramas de la

ingeniería. Existen diferentes tipos de nivelación como la nivelación: Barométrica es la que se hace en función de la presión atmosférica para obtener niveles a través de barómetros, pero son de poca precisión ya que todo esto depende de las condiciones climáticas.

Trigonométrica es la que se realiza con teodolito, midiendo ángulos verticales y distancias de diferentes puntos respecto al desconocido y aplicando procedimientos trigonométricos se pueden obtener alturas.





Taquimétrica es también realizado con teodolito y estadía, en este procedimiento se utilizan los ángulos verticales y los hilos taquimétricos para determinar los desniveles, tal y como se vio en la practica 4.

La nivelación de geometría de línea, es la más utilizada en trabajos de ingeniería y es la que veremos en esta práctica por su gran precisión, se realiza con niveles geométricos que, con visuales horizontales dirigidos a miras verticales (estadías) pueden proyectar la altitud de un punto hacia otros puntos. El estacionamiento del nivel es mucho más sencillo que el teodolito, solo se necesita colocar el trípode como se vio en la practica 2 y colocar el nivel sobre la mesilla del trípode, sujetar con el tornillo de fijación, luego se centra el nivel de burbuja y estará listo para usarlo. La nivelación de geométrica de línea la podemos clasificar de dos, la simple y la compuesta.

La nivelación simple consiste en realizar las mediciones de todos los puntos sobre el terreno desde un mismo punto de estación con el nivel sin necesidad de hacer otros cambios. En la figura 6.1 se muestra la vista de planta del eje de una Vialidad a la cual se le desea realizar una nivelación. En la figura 6.2 se muestra la vista de perfil de una nivelación simple, como el propósito de la nivelación simple es levantar todos los puntos desde una misma estación, se debe estacionar el nivel de tal manera que se tenga visión clara para todos los puntos. Uno de los puntos debe tener una altitud o cota conocida de donde generalmente se parte con la medición que para este caso es el punto 1, con una altitud de 50 M.S.N.M. y en función de este se calcularán las alturas y desniveles de los otros puntos. Como el punto con altitud conocida es el 1 se coloca la estadía en ese punto, se enfoca desde el nivel y se toma la lectura, como aparece en la figura 6.2





De esta manera se va colocando la estadía en cada punto y se van tomando las lecturas con el nivel (ver figura 6.2). Las lecturas serán clasificadas como vista atrás, vista intermedia y vista adelante. La vista atrás será la primera lectura que se realice desde la estación que para este caso es el punto 1 este será nuestra vista atrás. Las vista intermedias son todas las siguientes antes de llegar a la ultima que para este caso son los puntos 2,3,4. La vista adelante es la última lectura que se tome desde una estación que para este caso es el punto 5. Figura 6.1

Estación 1

P5 P2 P3 P1

P4

Figura 6.2





Se organiza la información de la figura y queda como sigue:

PUNTO 1 2 3 4 5

VISTA ATRÁS (+) 1.799

VISTA VISTA INTERMEDIA ADELANTE (-) (-)

COTA TERRENO

COTA OJO

50 0.930 1.759 0.702 0.200

Como el punto con cota conocida es en 1 con 50 m.s.n.m. se debe calcular la cota de ojo, que es el nivel de la línea roja que permanece constante desde el punto 1 hasta el 5, y se obtiene de: Cota de ojo = Cota (1)+ vista atrás en (1) Cota de ojo = 50 M + 1.799 = 51.799 M Como la cota de ojo es constante desde el punto 1 hasta el 5, se resta la cota de ojo menos la lectura en cada punto y se obtiene la altura en cada punto. Cota terreno (2) = cota de ojo – vista intermedia en (2) Cota terreno (3) = cota de ojo – vista intermedia en (3) Cota terreno (4) = cota de ojo – vista intermedia en (4) Cota terreno (5) = cota de ojo – vista adelante en (5)

PUNTO 1 2 3 4 5

VISTA ATRÁS (+) 1.799

VISTA VISTA INTERMEDIA ADELANTE (-) (-) 0.930 1.759 0.702 0.200

COTA TERRENO

COTA OJO

50 50.869 50.040 51.097 51.599

51.799 ´´ ´´ ´´ ´´





Nivelación compuesta: Cuando se necesita aplicar el método de nivelación a un terreno y este es tan extenso o accidentado que no permite levantar toda la extensión desde un mismo punto de estación con el nivel, se hace necesario hacer otros cambios de estación para tener visión de todos los puntos, entonces la nivelación no es simple sino que pasa a ser una nivelación compuesta, debido a que la compuesta son series de nivelaciones simples enlazadas entre sí a través de puntos de cambio o también llamados puntos de liga. En la figura 6.3 se presenta la nivelación del eje de una carretera, la cual fue seccionada en distancias parciales con cinta métrica (progresivas), para determinar las altitud en los puntos de esas progresivas.

Vista en planta (Figura 6.3)

Vista de perfil (Figura 6.3)





En la figura se observa una nivelación compuesta, que muestra tres nivelaciones simples enlazadas entre si en dos puntos de cambio, en los puntos de progresiva 0+020 y 0+080. El propósito del punto de cambio es el de determinar la cota de terreno en ese punto, debido a que ya, no se puede avanzar por falta de visibilidad. En el avance de la medición los puntos de cambio pueden ser colocados fuera del eje de medición, la cota calculada en ese punto servirá como apoyo para continuar. Para la primera estación se tiene una vista atrás en el punto de progresiva 0+000, no existen vistas intermedias y la vista adelante es en el punto 0+020, luego se produce el primer cambio. En el punto donde se produjo la vista adelante desde la primera estación, es donde se tomara la vista atrás de la estación siguiente, las mediciones de los puntos 0+040 y 0+060 son intermedias y como la última lectura se hace en 0+080 esa será la vista adelante. Se realiza el cambio para la tercera estación y la vista atrás será en 0+080 que es donde se realizo la vista adelante en el cambio anterior, se toman las lecturas intermedias en 0+100 y 0+120 y la vista adelante en 0+140. Si se desea continuar con la medición entonces en la última vista adelante será la vista atrás del otro cambio y así cuantos cambios se hagan. Las mediciones quedan ordenadas en la tabla como se muestra:

PROGRESIVA

VISTA ATRÁS

0+000

1,460

0+020

1,799

VISTA VISTA INTERMEDIA ADELANTE

COTA TERRENO 35

2,350

0+040

2.420

0+060

2,474


COTA OJO


0+080

0,385


2,790

0+100

2,483

0+120

2,945

0+140


3,505

Para establecer el cálculo de las cotas del terreno se debe partir del punto con cota conocida siendo este el punto de progresiva 0+000, lo primero que se debe hacer es calcular la cota de ojo para el primer punto de estación, se obtiene: Cota de ojo = Cota (0+000) + vista atrás en (0+000) Cota de ojo = 35M + 1,460m = 36,460M Con esta se calcula la cota de terreno en el punto de progresiva 0+020, Cota en (0+020) = cota de ojo – vista adelante (0+020) Cota en (0+020) = 36.460m – 2.350m= 34.110 m Ya tenemos entonces la cota en 0+020, ahora esta cota nos servirá de apoyo para arrancar en el segundo cambio, donde se necesita calcular la nueva cota de instrumento con la cota en 0+020. Cota de ojo = cota en (0+020) + vista atrás en (0+020) Cota de ojo = 34.110m + 1.799m = 35.909 m Esta cota de ojo será igual desde 0+020 hasta 0+080, y con esta se calculan las cotas de terreno en 0+040, 0+060 y 0+080. Cota en (0+040) = cota de ojo – vista intermedia en (0+040) Cota en (0+040) = 35,909m – 2.420m = 33.489m Cota en (0+060) = cota de ojo – vista intermedia en (0+060) Cota en (0+060) = 35.909m – 2.474m =33.435m Cota en (0+080) = cota de ojo – vista adelante en (0+080) Cota en (0+080) = 35.909m – 2.790m= 33.119m Ahora con la cota en 0+080 se calcula la cota de ojo para el siguiente cambio, Cota de ojo = Cota en (0+080) + vista atrás en (0+080) Cota de ojo = 33.119m + 0.385m =33.504m. Con la cota de ojo se calcula las cotas de terreno en los puntos de progresiva 0+100, 0+120, 0+140. Cota en (0+100) = cota de ojo – vista intermedia en (0+0100) Cota en (0+100) = 33.504m – 2,483m = 31.021m





Cota en (0+120) = cota de ojo – vista intermedia en (0+120) Cota en (0+120) = 33.504m – 2,945m = 30.559m Cota en (0+140) = cota de ojo – vista adelante en (0+140) Cota en (0+140) = 33,504m – 3.505m = 29,999m Si en la nivelación se hubiese más puntos de cambio el procedimiento de cálculo se sigue de la misma manera. La tabla de cálculo queda de la siguiente manera:

PROGRESIVA

VISTA ATRÁS

0+000

1,460

0+020

1,799

VISTA VISTA INTERMEDIA ADELANTE

2,350

COTA TERRENO

COTA OJO

35m

36.460

34.110

35.909

0+040

2.420

33.489

´´

0+060

2,474

33.435

´´

33.119

33.504

0+080

0,385

2,790

0+100

2,483

31.021

´´

0+120

2,945

30.559

´´

29.999

´´

0+140

3,505 3.644

8.645

´´

Una forma de chequear que la operación este correcta es determinar el desnivel existente entre la sumatoria de vista atrás y la sumatoria de vista adelante, y la diferencia entre los dos valores debe ser igual a la diferencia entre el primer y el último punto de cota de terreno, como sigue:

vistaAtras 8.645m

victaAdelante 3.644m 5.001m





Debe ser igual a: Cota del primer punto (0+000)- cota del último punto (0+140)

29.999m 35m 5.001m Como se observa el chequeo se cumple, de no cumplirse se debe rectificar los cálculos de las cotas del terreno.

Nivelación geométrica por el método de radiación: La nivelación por el método de radiación, no es más que una nivelación compuesta, solo que desde un mismo punto de Estación (Nivel) se puede visar varios puntos (Estadía) en una circunferencia de 360° o hasta donde alcance la visual del Nivel. Es necesario resaltar, la correcta codificación o numeración de los puntos a levantar para ello es necesario llevar una planilla de registro, para no cometer errores o confusión de puntos. A continuación se presenta un ejemplo de una Nivelación por el método de radiación de una Vialidad. En la figura # 1 se muestra el Topógrafo visando a la siete (7) estadías una por vez, las misma deben ser colocadas transversalmente en la Vía y en dirección de las progresivas previamente establecidas, una vez realizada la nivelación en una progresiva se pasa a la siguiente y así para el resto de las progresivas.

Figura # 1 NIVELACIÓN GEOMÉTRICA MÉTODO DE RADICIÓN





En la vista de planta se puede observar la manera correcta de levantar los puntos en una Vialidad. VISTA DE PLANTA

P7 P6 P5 P4 P3 P2

0+040

0+050

0+030

0+020

0+010

0+000

P1

0+040

0+050

VISTA DE PERFIL NIVEL

0+000

0+010

0+020

0+030





A continuación se presenta un corte transversal de una Vía donde se pueden apreciar claramente los desniveles entre los puntos.

CL P1

P2

P6

P7

P4 P3

P5

SECCIÓN TRANSVERSAL

Planilla de Registro de datos de Campo.


0+000




Perfil longitudinal: Es la representación gráfica de la intersección del terreno con un plano vertical que contiene al eje longitudinal de nivelación, con esto se obtiene la forma altimétrica del terreno a la largo de la mencionada línea. Escalas más usadas: vertical 1/10, 1/100. Horizontal 1/100, 1/1000 respectivamente.





Siguiendo el ejemplo anterior el perfil longitudinal se realiza usando las cotas de terreno del eje de la Vía (centro CL) de cada progresiva. Ver figura 4.

19.953

19.871

19.890 10.00 m

10.00 m

0+030

0+000

Progresivas

10.00 m

0+020

Dist. Parciales

0+010

Cota Terreno

19.771

19,771 m

Figura 4

Escala: V: 1/10 H: 1/100

Perfil transversal: Es la representación gráfica de la intersección del terreno con un plano vertical perpendicular al eje longitudinal, este se realiza en cada uno de los puntos que definen al perfil longitudinal, es decir, se realiza en todos los puntos de cambio o de progresivas. Estos perfiles se dibujan usando la misma escala para el eje vertical como horizontal.





Nivelación por el método de la cuadricula La nivelación por el método de la cuadricula es muy utilizado en grandes y pequeñas extensiones de terreno. Consiste en configurar sobre el terreno una malla formada por cuadriculas de líneas paralelas y perpendiculares de lados conocidos y constantes con el propósito de medir las altitudes de cada punto que se forme en la cuadricula. La configuración de la cuadricula se puede hacer con cinta métrica y materializar los puntos en el terreno con estacas de madera o piquete, cada punto de la cuadricula se debe identificar con números o letras, la cuadricula debe cubrir toda la extensión del terreno. En la figura se muestra la cuadricula de un terreno, una vez materializados los puntos de cuadricula el próximo paso es determinar las altura de cada punto de la cuadricula aplicando una nivelación simple o compuesta como se vio anteriormente.


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