Cuaderno de trabajo de topografia.pdf

MANUAL DE TOPOGRAFÍA NOMBRE DEL ALUMNO:

ARQUITECTURA MATERIAL DIDÄCTICO PARA A TOPOGRAFI A

GRUPO:

DEDICATORIA

Es justo dedicar este trabajo a Dios y a las personas más importantes en mi vida, que sin ellos y su apoyo, no hubiera sido posible culminar las etapas importantes en mi desarrollo personal y profesional, a mis

queridos padres Juan y María(†), quienes con sus ejemplos y cariño han hecho de mí la persona que soy; a mis hermanos que siempre han estado conmigo compartiendo los buenos y malos momentos, porque somos una familia numerosa pero unida, gracias por todo Jerónimo, Valentín, Angelino, Yola, Edgar, Olga e Ida María; a mi querido hijo Juan Irwin y a mi compañera de siempre Rosa, quien me apoya e impulsa día a día a seguir adelante. Mis más sinceros agradecimientos a todas aquellas aque llas personas que me apoyaron en la realización del presente material didáctico ya sea directa o indirectamente, y a los docentes de la Universidad Nacional de San Cristóbal de Huamanga que me enseñaron a través de sus conocimientos y experiencias a lo largo de toda mi formación profesional. Como también a todos mis amigos, colegas y alumnos de la Universidad Alas Peruanas y del Instituto de Educación Superior Tecnológico Público “Víctor Álvarez

Huapaya” que confían en mí. Muchas gracias.

IGIDIO

ÍNDICE Página:

PRIMERA PARTE: EJERCICIOS DE AULA PRESENTACION ---------------------------------------------------------------------------------------------- 3 1. Metodolog Metodología ía del del trabajo trabajo ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------2. Generalidades -----------------------------------------------------------------------------------------------

4 7

3. Mediciones longitudinales ------------------------------------------------------------------------------- 11 4. Levantamientos con cinta -------------------------------------------------------------------------------5. Mediciones angulares ------------------------------------------------------------------------------------6. Altimetría o nivelación -------------------------------------------------------------------------------------

16 25 29 44

7. Levantamientos con teodolito ---------------------------------------------------------------------------- 56 8. Levantamientos taquimétricos ------------------------------------------------------------------------9. Levantamientos topográficos topográficos para vías terrestres --------------------------------------------------------------------------------------------------- 58

SEGUNDA PARTE: PRÁCTICAS DE CAMPO Introducción ---------------------------------------------------------------------------------------------------

59

Práctica 1.- Medición de distancias distancias ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

61

Práctica 2.- Levantamiento con brújula y cinta ---------------------------------------------------

63

Práctica 3.- Perfiles longitudinales longitudinales y transversales(Eclímetro) transversales(Eclímetro) ---------------------------------------------------------------- -------

65

Práctica 4.- Manejo del nivel de ingenieros ------------------------------------------------------------

67

Práctica 5.- Nivelación simple -----------------------------------------------------------------------------

69

Práctica 6.- Nivelación compuesta compuesta ------------------------------------------------ -----------------------

70

Práctica 7.- Nivelación Nivelación de perfil -----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

72

Práctica 8.- Manejo Manejo del teodolito teodolito ---------- ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

74

Práctica 9.- Poligonación con teodolito teodolito y cinta --------------------------------------------------------

76

Práctica 10.- Manejo Manejo del estación estación total total ---------- ---------------------------------------------------------------------------------------------------------

79

Práctica 11.- Poligonación con estación total --------------------------------------------------------

82

Práctica 12.- levantamiento por coordenadas con estación total -------------------------------

84

Práctica 13.- Manejo de GPS ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ---------

87

Práctica 14.- Configuración con estación estación total total -------------------------------------------------------

90

Práctica 15.- Trazo de una curva circular ---------------------------------------------------------------

92

IGIDIO CAYLLAHUA SULLCA

MANUAL DE TOPOGRAFIA

PRESENTACIÓN El presente material didáctico es complementario a los Apuntes de clase y tiene la finalidad de ayudar al estudiante como un material de trabajo para consolidar los conocimientos conocimientos mediante el planteamiento de preguntas y ejercicios a resolver, así mismo se ilustra el desarrollo desarrollo de las prácticas de campo correspondientes correspondientes al curso de topografía. Para la solución de los ejercicios se propone el método tradicional de cálculo, a fin de familiarizar al estudiante en el planteamiento del levantamiento topográfico, la secuencia de actividades a realizar y los resultados esperados. Cabe hacer mención que una vez dominado el procedimiento de cálculo manual, no tiene sentido emplear este modo tradicional de cálculo en el momento actual como un procedimiento regular de trabajo, ya que en el campo de la actividad productiva producti va se emplea software de cálculo cálculo y dibujo topográfico. Empleando equipos de medición electrónica de topografía y el correspondiente correspondiente software de cálculo y dibujo se abaten los tiempos de entrega, se eleva la precisión precisión y mejora la calidad entre otras ventajas. ventajas. Para alcanzar esta expectativa es necesario que en las prácticas realizadas, el cálculo se ejecute de las formas, tradicional y con software, y el dibujo se realice mediante software de diseño diseño asistido por computadora CAD. Como ayuda para cubrir cubrir esta necesidad consulta el e-book Aprendizajes de CivilCAD y Estación Total

Espero que el uso de este material sea de su agrado y ayude de alguna manera en la mejora y simplificación simplificación del proceso de aprendizaje.



METODOLOGÍA DE TRABAJO Los levantamientos topográficos son realizados por cuadrillas de trabajo, por esta razón es importante que los alumnos aprendan a trabajar en equipo, en las diferentes etapas: planeamiento, ejecución y trabajo de gabinete. Los grupos deberán estar conformados por cuatro alumnos. La conformación de grupos es libre, sin embargo, se debe tener en cuenta que muchas veces será necesario trabajar fuera de las horas de campo, por lo tanto es necesario que tengan horarios compatibles. Los informes deben cumplir con los requerimientos que se especifican especifican para cada práctica, y se presentará un informe por grupo. El alumno deberá conocer con anticipación y en detalle, el tema a tratar en la práctica, para lo cual deberá haber leído tanto la guía de campo como la bibliografía bibliografía recomendada. En el caso de tener alguna duda, el alumno deberá consultar con los jefes de práctica o en su defecto con el profesor profesor del curso. Antes de iniciar las practicas: cada grupo deberá presentar un pre-informe con el siguiente contenido: Objetivo de la práctica Procedimiento de campo Equipo necesario Cuadrilla mínima de trabajo Datos a tomar en el campo Gráfico explicando el procedimiento de campo Todos los campos cam pos estarán sujetos a la presentación pres entación de un informe Grupal Grupal el cual tendrá el siguiente contenido: Objetivo de la práctica Procedimiento de campo



Equipo necesario Cuadrilla de trabajo Datos de campo Cálculos y resultados obtenidos en el gabinete Posibles aplicaciones de los resultados obtenidos Conclusiones y Recomendaciones i) Planos Planos dibujados dibujados en AutoCad, AutoCad, considerando: considerando: Sello ( debe contener: responsable, escala, precisión, título) Cuadro de símbolos (para representar jardines , postes etc) Referencia del plano (norte magnético o indicación de calles y pabellones que circundan a la zona de trabajo) j) Bibliografía (en caso de utilizar el Internet incluir las direcciones electrónicas). Cada alumno debe tener una libreta de campo y realizar las siguientes anotaciones: Nombre o título del trabajo Nombres de la cuadrilla de trabajo, indicando quien es el jefe del grupo (debe (de be ser rotativo). Las condiciones climáticas en las que se realiza el levantamiento Croquis del levantamiento topográfico e) Todas las medicion mediciones es tomadas en campo, campo, tabuladas tabuladas y utilizando utilizando un lápi lápizz de de durez durezaa media (211). Cada grupo deberá traer un fólder, el cual servirá para archivar sus informes y láminas (correctamente dobladas). El fólder, los informes y las láminas deberán estar identificados.

EVALUACIÓN La evaluación de los informes es grupal y está a cargo del Jefe de Práctica o docente correspondiente. Sin embargo, las notas de los integrantes de un mismo grupo grupo pueden ser diferentes, teniendo en cuenta, el cuidado del equipo, la dedicación al trabajo etc.



GENERALIDADES CONCEPTOS BÁSICOS DE TOPOGRAFÍA

Topografía, es la ciencia que estudia el conjunto de procedimientos para determinar las posiciones de puntos sobre la superficie de la tierra, por medio de medidas según los 3 elementos del espacio. Estos elementos pueden ser: dos distancias y una elevación , o una distancia , una dirección y una elevación ver figura 1.1. Z

Z A

A

X= o a' Y = a' a Z=aA

a'

XA = r x sen  YA = r x cos 

a'

X

O

r a Y

X



a Y

Figura 1.1 P osici osición ón de los puntos según los tre tr es elemento elementoss del del espacio espacio Para distancias y elevaciones se emplean unidades de longitud (en sistema métrico decimal), y para direcciones se emplean unidades de arco (grados sexagesimales). sexagesimales). El tener un método que permita determinar la posición de los puntos del plano mediante números implica decir que en el plano se ha dado un sistema de coordenadas. Tiene por objeto la medición y representación gráfica de pequeñas extensiones de la superficie terrestre, representación desde el punto de vista de sus formas y dimensiones con el objeto de planificar obras así como el conocimiento y manejo de los instrumentos que se precisan para tal fin. Es una ciencia/técnica relacionada con las materias de geodesia, cartografía, fotogrametría, fotogrametría, Sistema de Información Geográfico (SIG).

Topografía es, por tanto, diseñar un modelo semejante al terreno, con unas deformaciones y parámetros de transformación perfectamente acotados. LEVANTAMIENTO TOPOGRAFICO

El levantamiento topográfico se realiza en tres partes: TRABAJO DE CAMPO

Antes de realizarlo se debe analizar el objetivo del trabajo, y en función de distintas consideraciones tomar una decisión, seleccionando el método de levantamiento, instrumental más adecuado, etc.



La realización de las medidas y el registro de los datos en forma comprensible, rutinaria y estandarizada constituyen el trabajo de campo (libreta de campo con apuntes manuales y croquis). TRABAJO DE GABINETE

Comprende la elaboración de cálculos con base en los datos registrados en la libreta de campo, estos datos son procesados en planillas de cálculo como Excel, para obtener coordenadas totales de los puntos relevados. relevados. También incluye la representación gráfica de los datos para obtener un plano o un gráfico o para transcribir los datos de un formato digital y procesar la información en un CAD (Computer Aided Desing, o diseño asistido por ordenador). 1.2.3

TRABAJOS DE REPLANTEO O SEÑALAMIENTO

Constituyen los trazos sobre el terreno a partir de las condiciones del proyecto establecidas sobre un plano .

UNIDADES DE MEDIDA EMPLEADAS EN TOPOGRAFÍA Unidades de longitud; como puede imaginarse la unidad de longitud más empleada en topografía es el metro. Unidades de superficie; en topografía se trabaja con Hectáreas (10.000m2). A veces también se utiliza Km2. Unidades angulares; se trabaja con graduación sexagesimal o centesimal. a) Graduación sexagesimal, sexagesimal, supone la la circunferencia dividida dividida en 360 partes denominadas denominadas grados, distribuidos en cuatro cuadrantes de 90 grados, 60 minutos y 60 segundos, se designan de la siguiente manera: A° B’ C”

b) Graduación centesimal, centesimal, considera dividida la circunferencia en 400 grados, distribuidos en cuatro cuadrantes de 100 grados, 100 minutos y 100 segundos, se designan: Ag Bm Cs

c) Transformación de graduaciones. graduaciones. Donde:

ag

 graduación

centesimal

ao

 graduación

sexagesimal

100g 90



ag a



1. GE GENE NERA RALI LIDA DADE DESS 1.1 Indique cinco ejemplos de aplicación de la Topografía.

1.2 Describe cuales son las actividades fundamentales de la topografía.

1.3 ¿Qué es topografía?

1.4 En tu caso particular, ¿para qué te va a servir la topografía?

1.5 Describe cada una de las partes en que se divide la Topografía para su estudio .

1.6 Describe que es un levantamiento

4



1.7 ¿Qué entiendes por levantamient levantamiento o topográfico?

1.8 ¿Qué es trazo o replanteo?

1.9 Menciona y describe las unidades de medida utilizadas en Topografía. Topografía.

1.10 Expresa en m2 las siguientes superficies: a) b) c) d) e)

1 centiárea 1 Área 1 Hectárea 1 Miriárea 1 Km2

1.11 Transforma Transfor ma a Has. La siguiente siguient e superficie: superficie :

75,385.785 m 2 describiendo su lectura.

1.12 Efectúa las siguientes conversiones angulares: a) b) c) d)

51º 15’ 15’ 10” 10” al sistema centesimal 254 º 45’ 45’ 02” 02” al sistema centesimal 235.3245g al sistema sexagesimal 5.0230g al sistema sexagesimal

5



1.13 Describe como se puede fijar un punto sobre un plano.

1.14 Describe como se puede fijar un punto en tres dimensiones.

1.15 Describe cuales son las Coordenadas Geográficas y cuál es su objetivo.

2. MEDICIONES LONGITUDINALES 2.1 Describe los métodos existentes para medir distancias.

2.2 Menciona y describe d escribe el equipo empleado en la medición de d e distancias con cinta.

6



2.3 Indica y describe las clases de errores en la medición de una magnitud.

2.4 Menciona tres tipos de errores sistemáticos en mediciones con cinta.

2.5 Menciona dos tipos de errores accidentales en mediciones con cinta.

2.6 Describe el procedimiento p rocedimiento para medir con cinta una distancia en terreno plano.

2.7 Describe el procedimiento p rocedimiento para medir con cinta una distancia en terreno inclinado.

7



2.8 ¿Qué diferencia existe entre discrepancia, tolerancia y error?.

2.9 Describe cual es valor más probable de una magnitud.

2.10 Describe el principio de la medición electrónica de distancias. distancias.

8



2.11 En la medición con cinta del lindero de un predio en terreno accidentado, accidentado, se midió de ida 50.355 m, y de d e regreso 50.366; determina: a) la discrepancia b) el valor más probable c) el error d) la tolerancia e) indica si se acepta la medición o debe repetirse

9



2.12 Determina las tolerancias tolerancias y las discrepancias máximas máximas admisibles para dos mediciones mediciones del mismo lado, para los valores más probables de las distancias que se indican en condiciones de terreno plano y accidentado: a) 10.000 m b) 20.000 m c) 25.000 m d) 30.000 m e) 50.000 m

10


3.


LEVANTAMIENTOS TOPOGRÁFICOS CON CINTA

3.1 ¿Para qué sirve y en que consiste una poligonal topográfica?.

3.2 ¿Qué es el control topográfico?

3.3 Enuncia que es una poligonal cerrada y cual su condición geométrica de cierre angular.

3.4 Enuncia que es una poligonal abierta y cuantos tipos existen.

3.5 Describe en que consiste un levantamiento con cinta.

3.6 Enuncia las actividades del trabajo de campo en un levantamiento con cinta.

3.7 Describe las ventajas que tiene apoyarse en las imágenes satelitales de Google Earth en los reconocimientos del terreno

11



3.8 Enuncia y describe las actividades del trabajo de gabinete en un levantamiento con cinta.

3.9 Describe en que qu e consiste cada uno de los métodos de levantamie l evantamiento nto con cinta .

3.10 Define ¿qué es escala?

3.11 ¿Cuáles son las escalas comúnmente empleadas en topografía?

3.12 En un levantamiento levantamien to se midió una distanci distanciaa de 357.500 357.500 m, si la escala del dibujo es 1:200, que magnitud debe dibujarse en el plano.

12



3.13 Si en un dibujo el lado de una poligonal poligonal mide 15.5 cm y en el terreno la distancia distancia de ese lado es de 116.250 m, ¿Cuál es la escala del dibujo?

3.14 En un plano se miden 305 mm de un punto dado A a otro punto B, si el plano p lano esta dibujado a escala 1:250. ¿Cuál es la distancia real en el terreno?

3.15 Determina la escala a la que debe dibujarse un plano que tiene un área útil para la planta de 300 x 260 mm (horizontal, vertical); si la extensión del terreno es la que se indica en la figura.

5 6 . 9 4

45.500

13



3.16 Si en un dibujo de AutoCAD la escala calculada para el plano es 1: 500, ¿qué altura deberá tener el texto para que salga impreso de 2 mm?

3.17 Calcula los lo s ángulos interiores y la superficie del siguiente predio levantado levantado por el método de diagonales.

14



3.18 Determina la escala a la que debe dibujarse el levantamiento anterior en un formato formato doble carta si área útil para la planta es de 300 x 260 mm (horizontal, vertical).

15



3.19 Calcula los ángulos interiores y la superficie del siguiente predio que se midió con cinta. 1

29.520

2

16

35.450

41.690

36.248

4

31.600

3



3.20 Determina la escala a la que debe dibujarse el levantamiento anterior en un formato formato doble carta si área útil para la planta es de 300 x 260 mm (horizontal, vertical).

17



3.21 Determina los ángulos interiores corregidos y la superficie de la poligonal levantada levantada por el método de lados de liga li ga correspondiente al siguiente registro de campo.

Formula

Sen ½ θ =

θ =

VÉRTICE

½ d = Sen ½ θ L

½ θ =Sen

-1

CA

18



2 ( ½ θ )

ANS θ



s/ compensar

θ

COMPENSADO



3.22 Describe los métodos métodos existentes para el el levantamiento de detalles con con cinta.

3.23 Describe que es un planímetro polar. polar.

19


4.


MEDICIONES MEDICIO NES ANGULARES

4.1 Define a la orientación topográfica.

4.2 Indica cuantos nortes o meridianas de referencia existen.

4.3 Define meridiana astronómica

4.4 Define meridiana magnética.

4.5 ¿Qué es un u n norte de construcción?

4.6 Define declinación magnética y calcula su valor para la FES Acatlán para el 30 de junio de 2013. 2013. Links: http://www.gabrielortiz.com/index.asp y http://www.rodamedia.com/nava http://w ww.rodamedia.com/navastro/online/online.ht stro/online/online.htm m

Coordenadas Geográficas de la FES Acatlán: Latitud φ = 19° 28’ 28’ 59.20” 59.20” N, Longitud λ = 99°14’ 99°14’ 50.57” 50.57” W

4.7 Define que es Azimut, Azimut directo y Azimut inverso

20



4.8 Define que es Rumbo, Rumbo directo y Rumbo inverso.

4.9 Convierte a Azimuts los siguientes Rumbos:

Rumbos

Operaciones

Azimuts

N 27° 25’12” W S 65° 10’ 13” E S 30° 40’ 25” W N 47° 35’ 40” E 4.10 Convierte a Rumbos Ru mbos los siguientes Azimuts:

zimuts

Operaciones

Rumbos

125° 49’ 10” 309° 13’ 22” 56° 15’ 25” 210° 05’ 10” 4.11 Determina el azimut astronómico aproximado de la línea 0 - 1, con los siguientes datos: Az magnético 0 – 0 – 1= 1= 125° 25’, 25’, si si la Declinación δ = 5° 25’ 25’ Este

21



4.12 Realiza las siguientes conversiones RUMBOS MAGNÉTICOS DIRECTOS

AZIMUTS MAGNÉTICOS DIRECTOS

Considera δ= 5 25’ 25’ 00” 00” Este AZIMUTS ASTRONÓMICOS DIRECTOS

RUMBOS ASTRONÓMICOS DIRECTOS

S 80º 30’ 30” W S 62° 44’ 15” E 44’ 15” E W N 47° 20’ 12” 20’ 12” W N 15° 55’ 19” E 5’ 19” E N 29° 20’ 50” W ’ 50” W 4.13 Describe la Brújula tipo Brunton y para que se utiliza.

4.14 Indica cuales son los métodos de levantamiento con brújula y cinta.

4.15 Describe el método de levantamiento por itinerario con brújula y cinta.

4.16 Describe porque es necesario compensar el polígono levantado con brújula y cinta, e indica los procedimientos para llevar a cabo dicha compensación.

4.17 Describe los lo s datos que debe incluir el dibujo de un levantamiento levantamiento realizado con brújula y cinta.

22



4.18 Con los datos del siguiente registro de campo, calcula: a) Los Los rumb rumbos os prome promedi dio, o, b) Los ángulos ángulos interiores interiores del del polígono a partir partir de los rumbos rumbos promedi promedio o calculados calculados,, c) La tolerancia tolerancia lineal lineal (terr (terreno eno accidenta accidentado), do), d) La precisió precisión, n, supóngas supóngasee un error error lineal lineal de 0.42 m, e) Indicar si se acepta acep ta o rechaza el levantamiento. LEVANTAMIENTO CON BRUJULA Y CINTA

ACATLAN, EDO. DE MEXICO

EN TERRENO ACCIDENTADO POR EL METODO DE ITINERARIO

26-feb-10

LEVANTO: GONZALO GUERRERO

0

1

DISTANCIAS RBO. DIRECTO RBO. INVERSO CROQUIS Y NOTAS PROMEDIO S 21° 30' E N 21° 30' W 54.800 4

1

2

71.400

N 79° 00' E S 79° 00' W

2

3

36.700

N 19° 00' E S 18° 30' W

3

4

65.300

N 51° 00' W S 51° 00' E N

4

0

63.668

S 53° 00' W

EST

PV

53° 00' E

23

3 0 2

1


5.


ALTIMETRÍA O NIVELACIÓN

5.1 Describe que es la Altimetría.

5.2 Describe tres aplicaciones de la nivelación.

5.3 Describe la nivelación n ivelación directa o topográfica.

5.4 Describe que es un plano de comparación y que es un banco b anco de nivel.

5.5 Explica en que consiste la nivelación diferencial.

5.6 Explica en que consiste la nivelación de perfil.

5.7 Describe cuales son los errores más comunes en la nivelación diferencial y como pueden minimizarse.

24



5.8 Explica en que consiste consiste la nivelación simple.

5.9 Explica en que consiste consiste la nivelación compuesta. compuesta.

5.10 Describe los métodos de nivelación diferencial que existen.

5.11 Enlista los componentes de un nivel automático .

25



5.12 Ejercicio.- En una u na nivelación por el método de ida y regreso, a partir del Banco de Nivel A (BN A) de cota 2291.055 2291.055 m, se requiere determinar la cota del Banco Banco de Nivel B (BN B), el cual está localizado a 450 m de distancia del BNA.

Estadal

+1.423 +1.235

-1.950

-0.831 +1.123

-1.505 +1.225

-2.108

PL 1 PL 2 BN A 2291.055 m

PL 3

5 5 0 . 1 9 2 2

BN B

PLANO DE COMPARACIÓN

NIVELACIÓN DIFERENCIAL DE IDA PV

+

04-mar-10 COTAS

26

OPERACIONES



NIVELACIÓN DIFERENCIAL DE REGRESO

PV

0 4 -ma r -1 0

+

CO TAS

BN B

1.950

P L-4

1 .1 2 3

1 .4 5 2

P L-5

1 .2 0 5

1 .8 5 6

P L-6

1 .9 2 5

1 .1 6 5

BN A

0 .3 4 6

40

O PERACI O NES



5.13 Ejercicio.- De acuerdo al siguiente croquis que representa una nivelación diferencial por el método de ida y regreso; a) realiza los registros de campo correspondientes, b) determina las cotas de los PL ’ s , c) realiza la comprobación aritmética, d) determina el error, e) la tolerancia si la distancia entre bancos es 900 m y f) el valor más probable para la cota del BN 3 NIVELACIÓN DE IDA 3.640 0.496 0.355

3.785

3.635

PL 3

3.035 PL 1

3.925 0.475

0.253

BN 3

0.691 PL 2 BN 2 2295.350

3.898

0.217

3.879 0.194 PL 4 PL 6

3.940 0.250

NIVELACIÓN DE REGRESO PL 5

Nivelación de Ida

Nivelación de Regreso

41



5.14 Ejercicio.- En la nivelación reciproca correspondiente correspondiente a la siguiente figura, la elevación del BN 36 es 2280.450 m, se requiere determinar la cota del BN 37; si los datos de la nivelación reciproca son los que se indican:

1.512

1.953

1.896

1.455 5

Primera Puesta

Segunda Puesta

42



5.15 Ejercicio.- En una nivelación realizada por doble punto de liga entre dos Bancos de Nivel, se tomaron las lecturas de estadal que aparecen en los registros de campo siguientes; si si llaa distancia entre Bancos de Nivel, es de 350 m, determina: a) Las cotas de los PL(s) y del BN 2, b) La comprobación aritmética, c) El error en la nivelación, d) La tolerancia tolerancia para el desnivel desnivel obtenido, obtenido, y e) El valor más probable para la cota del del BN 2

43



5.16 Ejercicio.- Para Establecer el BN B se corrió una nivelación diferencial por doble altura de aparato a partir del BN A de cota 2290.250 m; obteniéndose los datos de los registros siguientes; si la distancia entre bancos es de 500 m. Determina: a) Las cotas de los PL(s) y del BN B, b) Comprueba el cálculo cálculo de las cotas, cotas, c) Cotas promedio de los puntos de liga, d) Cota más probable para el BN B e) El error en la nivelación, f) La tolerancia, tolerancia, indicando indicando si se acepta acepta o no la nivelación. nivelación.

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5.17 Ejercicio.- La siguiente figura representa una nivelación de perfil comprobada por ida y regreso, la distancia entre bancos es de 250 m; Efectúa: a) el registro de campo, b) calcula y comprueba la nivelación, si está en tolerancia: c) el valor más probable del BN 2, y d) determina las cotas de todas las estaciones de 20 m. REGRESO

IDA

45



5.18 Explica que es una curva de nivel.

5.19 Explica cuál es el objeto la configuración topográfica.

5.20 Define equidistancia.

5.21 Describe las propiedades de las curvas de nivel.

46



5.22 Ejercicio.- En la l a siguiente figura relaciona elevaciones y configuraciones

5.23 Describe los métodos métodos directos de configuración configuración topográfica.

5.24 Describe los procedimientos para la interpolación de curvas de nivel

47



5.25 Ejercicio.- La siguiente figura representa la graficación a escala 1:500 1:500 de los puntos del terreno. Dibuja la configuración del terreno por medio de curvas de nivel a equidistancia vertical de un metro, emplea el procedimiento de estimación y la simbología correspondiente. Nota: El punto decimal representa la localización de la elevación.

N5

0 4 0 1 E E J E

47



5.26 Ejercicio.- Empleando una tira de papel, deduce el perfil del terreno correspondiente al eje E 1040 y dibújalo di bújalo a la misma escala e scala horizontal 1:500 y vertical 1:100.

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5.27 Ejercicio.- La siguiente figura representa la impresión a escala 1:100 de los puntos del terreno. Dibuja la configuración del terreno por medio de curvas de nivel a equidistancia vertical de un metro, empleando el procedimiento p rocedimiento de cálculo y aplicando la notación correspondiente. Nota: El punto decimal representa la localización de la elevación.

49



50


6.


LEVANTAMIENTOS CON TEODOLITO

6.1 Describe que es un teodolito.

6.2 Apoyándote en un croquis o esquema Indica cuales son los ejes principales del teodolito.

6.3 Indica en la figura las siguientes partes constitutivas de un teodolito: a) Lente ocular, b) Lente objetivo, c) Ocular del micrómetro, d) Tornillo de enfoque, e) Retícula, f) Circulo vertical g) Circulo horizontal h) Tornillo de coincidencia coincidencia del micrómetro, micrómetro, i) Plomada óptica, j) Tornillo de fijación y tangencial del movimiento movimiento vertical, k) Tornillo de fijación fijación y tangencial del movimiento movimiento general, l) Tornillos niveladores, m) Nivel tubular, n) Orificio para entrada de luz y espejo reflector. reflector.



6.4 Detalla cómo se efectúa la medición simple de un ángulo.

6.5 Describe el procedimiento p rocedimiento de medición de un ángulo por repeticiones.

6.6 Describe el método de levantamiento por medida directa de ángulos en polígonos cerrados.

6.7 Describe el trabajo de campo en un levantamiento con teodolito y cinta.

6.8 Indica la forma de comprobar angularmente un polígono cerrado, levantado con teodolito y cinta por medida directa de ángulos, mencionando la obtención del error y la determinación de la tolerancia.



6.9 Ejercicio.- Con los datos del registro de campo siguiente, determina: a) el error angular, b) la tolerancia angular, c) la corrección angular, d) los ángulos corregidos, e) cálculo de azimuts astronómicos, f) cálculo de las proyecciones g) el error lineal, h) la tolerancia lineal l ineal (precisión esperada de 1/5000), 1/5000), i) la precisión, j) las proyecciones corregidas, k) las coordenadas de los los vértices, asignando asignando al vértice 0 los valores Y = 2’ 2’154,174.000 X = 474,366.000 l) la superficie.

Levantamiento con teodolito de 10 ” y cinta por el método de medida directa de ángulos interiores Lado θ Distancia Notas Est PV 0 3 ------0° 00’00” S / Varilla 1

55.428

1 2

0 26.220

------0° 00’00” 72°28 ’34”

S / Roca

2 3

1 51.074

------0° 00’00” 104°4 8’14”

S/Mojonera

3 0

2 22.860

------0° 00’00” 83°58 ’11”

S / Varilla

Lugar: Acatlán, Méx Fecha: 08 - Mar- 10 Croquis y Notas

1

N

2

98°44 ’51”

3 Az 0-1 = 3° 10’ 54” (Magnético)

0


27


PLANILLA

CALCULO

DE

Lugar: Fecha: Aparato: Aparato: LADO EST

DISTANCIA DISTA NCIA ANGULOS

L

P.V.

C

OBSERV A DOS

ANGULOS AZIMUTES AZIMUTES

PROYECCIONES PROYECCIONES SIN CORREGIR +N

COMPENSADOS

-S

+E

CORRECCIONES -W

Y

X

PROYECCIONES CORREGIDAS +N

-S

+E

2 8

SUMAS:

SUMAS:

CONDICIÓN ANGULAR =180° EA = TA = EA

S ANGULAR

(n ± 2) =

- CONDICI CONDICIÓN ÓN ANGULAR =

± a√ n TA

∴

SUMAS:

Y = L COS Az

TL =

X = L SEN Az

EL

Ey = EL LEVANTAMIENTO

Ex =

( ) SE ACEPTA; ( ) DEBE REPETIRSE

EL =

C = EA / n = Az LADO

n = Az INV LADO n-1 + θ n

YN -

Σ Σ

Σ YS

=

XE - Σ XW =

Ey 2 + Ex 2

=

Σ

L / 5000

=

TL

∴

EL LEVANTAMIENTO

( ) SE ACEPTA; ( ) DEBE REPETIRSE P = 1 / ( Σ L / EL) =

-W

Llevan t o: Cálculo:

PROYECCIONES CORREGID AS -S

+N

+E

VE RT. COORDE N A D AS -W

Y

PRODUCTOS CRUZADOS

X

(+)

Yn - Y n-1

Xn-1 + Xn

DOBLES S UPE RFICIES

(-)

(+)

(-)

2 9

S UM AS:

TL = EL

Σ

L / 5000

=

2S =

TL

∴

S UM AS:

S =

EL L EVA NTAMIENTO

( ) SE ACEPTA; ( ) DEBE DEBE REPETIRSE

Ky = Ey / (

Σ YN

+

Σ YS

P = 1 / ( Σ L / EL) =

Kx = Ex / (

Σ XE

+

Σ

) =

XW ) =

m

2

m

2

2S = S =

m

2

m

2



5.10 Describe en que consiste el cálculo inverso a partir p artir de coordenadas y porque debe realizarse al terminar el cálculo directo.

6.11 Ejercicio.- Realiza el cálculo inverso a partir de coordenadas para la poligonal del ejercicio anterior, obteniendo: distancia y rumbo de los lados, y los l os ángulos calculados.

V

COORDENADAS

Y

LADO X

EST

PV

DISTANCIA

30

RUMBO

ÁNGULO



6.12 Ejercicio.- Con los siguientes datos, determina: determina: a) el error angular, b) la tolerancia angular (considérese una aproximación de instrumento instrumento de 10 ”), c) la corrección angular, d) los ángulos corregidos, e) cálculo de azimuts astronómicos, f) cálculo de las proyecciones g) el error lineal, h) la tolerancia lineal l ineal (precisión esperada de 1/5000), 1/5000), i) la precisión, j) las proyecciones corregidas, k) las coordenadas de los los vértices, asignando asignando al vértice 0 los valores Y = 2’ 2’154,185.000 X = 474,390.000 l) la superficie. 31


DATOS POLIGONAL Fecha : 4 OCT 09 LADO ÁNGULO EST PV


DISTANCIA

A

B

142°45’30”

36.498

B

C

81°32’54”

50.671

C

D

118°45’00”

31.697

D

E

109°48’41”

48.306

E

F

87 07’ 43”

39.945

Az A-B = 321° 40’ 36” (MAGNÉTICO)

32

PLANILLA

CALCULO

DE

Lugar: Fecha: Aparato: Aparato: LADO EST

DISTANCIA DISTA NCIA ANGULOS

L

P.V.

C

OBSERV A DOS

ANGULOS AZIMUTES AZIMUTES

PROYECCIONES PROYECCIONES SIN CORREGIR +N

COMPENSADOS

-S

+E

CORRECCIONES -W

Y

X


-S

+E

3 3

SUMAS:

SUMAS:

CONDICIÓN ANGULAR =180° EA = TA = EA

S ANGULAR

(n ± 2) =

- CONDICI CONDICIÓN ÓN ANGULAR =

± a√ n TA

∴

SUMAS:

Y = L COS Az

TL =

X = L SEN Az

EL

Ey = EL LEVANTAMIENTO

Ex =

( ) SE ACEPTA; ( ) DEBE REPETIRSE

EL =

C = EA / n = Az LADO

n = Az INV LADO n-1 + θ n

YN -

Σ Σ

Σ YS

=

XE - Σ XW =

Ey 2 + Ex 2

=

Σ

L / 5000

=

TL

∴

EL LEVANTAMIENTO

( ) SE ACEPTA; ( ) DEBE REPETIRSE P = 1 / ( Σ L / EL) =

-W

Llevanto: Cálculo:


-S

+E

VERT. COORDENADAS -W

Y

PRODUCTOS CRUZADOS

X

(+)

Yn - Yn-1

Xn-1 + Xn

DOBLES SUPERFICIES

(-)

(+)

(-)

3 4

SUMAS:

TL = EL

Σ

L / 5000 =

2S =

TL

∴

SUMAS:

S =

EL LEVANTAMIENTO

( ) SE ACEPTA; ( ) DEBE DEBE REPETIRSE

Ky = Ey / (

Σ YN

+

Σ YS

P = 1 / ( Σ L / EL) =

Kx = Ex / (

Σ XE

+

Σ

) =

XW ) =

m

2

m

2

2S = S =

m

2

m

2



6.13 Ejercicio.- Realiza el cálculo inverso a partir de coordenadas para la poligonal del ejercicio anterior, obteniendo: distancia y rumbo de los lados, y los ángulos calculados.

V

COORDENADAS

Y

LADO X

EST

PV

DISTANCIA

35

RUMBO

ÁNGULO


7.


LEVANTAMIENTOS TAQUIM TAQUIMÉTRICOS ÉTRICOS

7.1 Describe que es un levantamiento levantamiento taquimétrico. taquimétrico.

7.2 Explica cómo se determina d etermina la distancia distancia y el desnivel entre dos puntos empleando la estadía. estadía.

7.3 Calcula la distancia y el desnivel entre la estación y el punto visado, determina también la cota correspondiente al punto visado, con los siguientes datos: Cota de la estación = 2278.560 m HS= 2.795 HI= 1.000 Altura de aparato= 1.500 1.500 m Angulo vertical = -3° 15’ 15’ 10” 10” C= 100

51



7.4 Describe que es una estación total total

7.5 Describe detalladamente cada uno de los trabajos realizados durante un levantamiento levantamiento con estación total.

52


8.


LEVANTAMIENTOS TOPOGRÁFICOS PARA EL ESTUDIO DE VÍAS TERRESTRES

8.1 ¿Que es una una vía terrestre?

8.2 Para fines topográficos, explica cómo se determina la pendiente entre dos puntos

8.3 Indica cinco tipos de de vías terrestres. terrestres.

8.4 Describe que es un camino.

8.5 De acuerdo a la clasificación técnica oficial para los caminos, caminos, la topografía del del terreno que atraviesan, se clasifica como:

8.6 Describe que es la localización localización de ruta. ruta.

8.7 Describe que es el estudio preliminar de un camino y que etapas considera. considera.

53



8.8 Describe que es el estudio definitivo definitivo de un camino y que etapas etapas considera.

8.9 Describe que elementos geométricos geométricos constituyen al alineamiento horizontal.

8.10 Con el auxilio auxili o de un croquis indica los elementos geométricos geométricos constitutivos de una curva circular simple.

8.11 Describe que elementos geométricos geométricos constituyen al alineamiento alineamiento vertical.

8.12 Con el auxilio de croquis describe los tipos de curvas parabólicas parabólicas verticales en caminos. caminos.

54



8.13 Describe que considera el diseño de la sección transversal transversal de un camino.

8.14 Calcula la curva circular para su trazo trazo en campo, con los siguientes datos: Km PI = 6 + 588.20 = 38° 32’ 32’ 00” 00” D G = 6°

55



8.15 Con las coordenadas coordenadas de los Puntos Puntos de Inflexión obtenidas obtenidas gráficamente en el plano de localización, determina: Datos: coordenadas ( Y, X ) PI1 (260.50, 455.00) PI2 (490.00, 500.50) PI3 (720.00, 330.00)

a) los rumbos, b) las distancias, c) la deflexión en PI 2

El Km del PI 1 es el 0+000 del camino

d) la curva circular para un grado G = 8° e) el Km para el PI 3

56



57



MANUAL DE CAMPO DE TOPOGRAFÍA

ARQUITECTURA MATERIAL DIDÁCTICO PARA TOPOGRAFIA I



INTRODUCCIÓN Objetivo de Las Prácticas En el desarrollo de las prácticas de topografía se aplicarán los métodos de levantamiento vistos en teoría, se efectuará el manejo del instrumental topográfico, el cálculo y la edición de los planos correspondientes para el proyecto de obras de arquitectura e ingeniería. En las siguientes páginas, se describen una a una las prácticas programadas, siguiendo por lo general un mismo esquema, describiendo en primer lugar los objetivos y fases de desarrollo de los trabajos de campo, para concluir con los trabajos de gabinete, relativos al procesamiento de los datos de campo y la generación cartográfica resultante; en esta etapa del trabajo se recomienda consultar los aprendizajes de CivilCAD y Estación Total publicados en el blog de topografía. Toda práctica sigue un esquema general, que pretende una asimilación racional por parte del alumno de los contenidos que en ella se ponen pon en de manifiesto. En el esquema siguiente se puede apreciar esta distribución:

Esquema general de una práctica práctica Io Explicación en Aula de los l os objetivos y metodología a seguir. seguir. 2o Realización de la práctica en el campo. 3o Revisión de datos y comprobación en campo. 4o Cálculo, dibujo y presentación de la memoria de cálculo correspondiente, correspondiente , debiendo incluir: I. II.

Descripción, Copia del registro de campo firmado (libreta de transito), indispensable, III.

Cálculos, IV.

Plano en AutoCAD, y

V.

Conclusiones.

Adicionalmente se pueden incluir: fotografías, imágenes satelitales del reconocimiento y la información que se considere importante en relación al levantamiento, como: equipos, metodología empleada, aplicación en el campo de la actividad profesional etc. A continuación se presentan todas las prácticas consideradas, de acuerdo con la idea inicial de que todas ellas cubran el programa p rograma de la asignatura e impliquen una presencia activa y productiva del alumno.



MEDICIÓN DE DISTANCIAS

PRÁCTICA

1 CARTABONEO Es un método para medir distancias q ue se basa en la medici medición ón a pasos. Para esto es necesario necesar io que cada persona person a calibre cali bre su paso, o dicho de otra manera, que conozca cual es el promedio de la longitud de su paso. Este método permite medir distancias con una precisión entre 1/50 a 1/200 y por lo tanto, sólo se utiliza para el reconocimiento de terrenos planos ó de poca pendiente. pendien te.

Calibración del paso y verificación de la precisión: Se recorrerá una longitud desconocida (mayor de 40 m.) por lo menos dos veces (2 idas y 2 vueltas). Terminado el ejercicio, se procederá a medir la distancia recorrida utilizando una cinta, y con esta información cada alumno calculará la longitud promedio de su paso.

Tabla 1. Cartaboneo RECORRIDO

N° DE PASOS

DISTANCIA

LONGITUD

1

N1

D

L1 = D/Ni

N2

D

L2 = D/N 2

D

L 3 = D/N 3 L4 = D/N4

2 3 4

N3 N4

D

(L 1 ± L 2 +L 3 ± L 4 ) L PROMEDIO PROMEDIO =----------------------

4 Para verificar la precisión con que cada alumno puede medir una distancia a pasos, se procederá procederá a definir una nueva distancia distancia (de longitud desconocida) desconocida) y cada alumno deberá indicarle al Jefe de Prácticas cual es la longitud obtenida según sus pasos (D ). i



A continuación se mide con una cinta la distancia (D ) i ) y se calculará la precisión del trabajo realizado. D1 => Distancia medida con cinta (se supone que es la distancia "real') E = l D1 — Di l=> Cálculo de Error P = 1 / ( Dj / E ) — > Precisión de la distancia a pasos

LEVANTAMIENTO CON CINTA POR EL MÉTODO DE DIAGONALES Aplicar las mediciones con cinta en el levantamiento de predios despejados y de dimensiones reducidas. En esta primera práctica se pretende trabajar en equipo, tener contacto con el instrumental empleado en levantamientos con cinta, efectuar la medición de distancias en terreno plano e inclinado y su aplicación en el levantamiento de un predio. Desarrollo 1) El profesor realizara la descripción del equipo empleado en las mediciones mediciones con cinta. 2) Reconocimiento del terreno (en gabinete emplear emplear Google Earth). Earth). 3) Utilizando los cabos de varilla, localizar un polígono de 5 vértices, de dimensiones dimensiones aproximadas de 30 m por lado. 4) Elaborar el croquis de localización, definiendo la nomenclatura de cada vértice vértice y orientando respecto a un norte convencional de construcción. 5) Realizar la medición de d e los lados del predio y de la s diagonales seleccionadas, empleando empl eando el procedimiento de ida y regreso conforme al registro de campo siguiente. 6) Efectuar el levantamiento de detalles existentes en el predio.

Composición de la brigada de topografía topografía Un Jefe de la brigada, bri gada, Dos cadeneros, Un anotador, Un ayudante (brechas, balizas, fichas, etc.) e tc.) ¡Impulsa a tu brigada para obtener buenos

61

resultados!



Registro de campo

Levantamiento con cinta por el método de diagonales en terreno plano

DISTANCIAS LADO IDA REGRESO PROMEDIO 0-1 30.050 30.040 30.045 1-2 29.450 29.450 29.450 ….. DIAGONALES 1-4 36.454 36.458 36.456 1-3 39.258 39.250 39.254

Sitio: S.J.B. Ayac. Fecha: 8 - oct - 2013 Levantó: José Carlos

CROQUIS 0

4

1

r o d a d n

2

Equipo requerido 3 balizas 5 varillas o jalones 2 fichas 2 plomadas 1 maceta o mazo 1 cinta por la brigada (no hay préstamo de cintas en el almacén) Documento a entregar Memoria de cálculo

62

3



LEVANTAMIENTO CON CINTA POR EL MÉTODO DE LADOS DE LIGA Objetivo Realizar el levantamiento con cinta de un predio que presenta obstáculos en su interior.

Desarrollo 1) Reconocimiento del terreno. 2) Con las varillas localizar un polígono de 4 vértices, de longitud aproximada de 30 m por lado. 3) Elaboración del registro de campo, considerando el croquis de localización, dando nomenclatura a los vértices y orientando respecto al norte de d e construcción. 4) Con las fichas fich as formar en cada vértice triángulos isósceles (dos lados iguales). 5) Realizar la medición de los lados del predio y de la distancia entre los lados de liga, empleando el procedimiento de ida y regreso conforme al registro de campo siguiente. 6) Efectuar el levantamiento de detalles existentes en el predio.

Equipo requerido 3 balizas 5 varillas o jalones 4 fichas 2 plomadas 1 maceta o mazo 1 cinta (por la brigada)

63



Registro de campo

Documento a entregar Memoria de cálculo

64



LEVANTAMIENTO CON LEVANTAMIENTO CO N BRÚJULA Y CINTA POR EL MÉTODO DE ITINERARIO

PRÁCTICA

2

Objetivo En esta práctica se efectuara el levantamiento expedito de un predio empleando brújula, cinta y equipo auxiliar.

Desarrollo 1) Inspección de la brújula, 2) Reconocimiento del terreno, 3) Localización de un polígono de 5 vértices vértices de longitud aproximada de 30 30 m por lado, 4) Elaboración del registro de campo considerando el el croquis de localización. 5) Medir las distancias y los rumbos de los lados considerando considerando el procedimiento procedimiento de ida y regreso. regreso.

Procedimiento para medir con brújula el rumbo de una línea a) Se dirigen las pínulas hacia el Punto Visado, Visado, b) Por el orificio orificio del espejo espejo se observa la marca de estación, c) Se nivela la brújula llevando la burbuja del nivel esférico al centro, d) Se realiza el encuadre de nuestra visual con con las pínulas y la baliza que define al punto visado, y e) y se se lee el rumbo con la punta punta norte norte de la aguja.

65



AZIMUT

Ángulo horizontal entre el meridiano y una línea, medido siempre en el sentido horario, ya sea desde el punto Sur o Norte del meridiano, estos pueden tener valores de entre 0° y 360°. a) D i r ecto ctos, son los que se toman en el origen de la línea. b) I nver nver sos sos, los tomado en el extremo final de la línea. E ntre ntr e am ambos bos azi azi muts ex exi ste una difer difere encia nci a de de 180° esto es: es:

Cuando el azimut directo es mayor que 180º, para obtener el azimut inverso, se le restan 180º; y si el azimut directo es menor que 180º, entonces el inverso se obtiene sumando 180º. Azimut inverso  Azimut directo



180

N

N

Az. BA

B

Az. AB A

Figura 3.2 Azimut Azimut dir ecto cto e inverso inverso C onver onver sión si ón ( azi azi mut magnéticos a azi azi mut astronóm astronómii cos) cos)

Azimut astronómico de la línea AB

Declinación magnética 

Azimut magnético de la línea AB A B

Figura 3.3 Azimut Azimut magnético gnético y astronó stronóm mico 66



Azimut astronómico  Azimut magnético



Declinació n

RUMBO

Angulo horizontal que una línea forma con la meridiana; su valor está comprendido entre 0° y 90°, se mide a partir del Norte o del Sur, Sur, hacia el Este o hacia el Oeste. Oeste. a) Directos, es el que se toma en la dirección general del levantamiento. b) I nver nver sos sos, el tomado en la dirección opuesta. El rumbo directo e inverso tiene el mismo m ismo valor y se localizan en cuadrantes opuestos, figura

N

W

E

N

Rbo. directo S

Rbo. inverso W

E

S

Figura 3.4 R umbo umbo c) Magnéticos, rumbo astronómico o magnético según que el meridiano sea el astronómico o el magnético. El

rumbo de una línea se indica por el cuadrante en el que se encuentra e ncuentra y por el ángulo agudo que la línea hace con el meridiano en ese cuadrante. C onver onver sión si ón ( r umbos umbos magnét magnétii cos a r umbo umboss astr astr onóm onómi cos) cos) 1er y 3er cuadrante 

 Rumbo astronómico  Rumbo magnético  Declinació n.



2 y 4 cuadrante  Rumbo astronómico  Rumbo magnético - Declinació n.

67



Registro de Campo

Equipo requerido 1 Brújula tipo Brounton 2 balizas 5 varillas o jalones 2 fichas 1 maceta o mazo 2 plomadas 1 cinta (por la brigada)

Documento a entregar Memoria de cálculo

68



PRÁCTICA

PERFILES LONGITUDINALES Y TRANSVERSALES (ECLÍMETRO)

3

Objetivo

Se denomina nivelación de perfiles, al proceso de determinar el relieve del terreno mediante el cálculo de las elevaciones a lo largo de una línea de referencia que normalmente es el eje de un camino, un canal, etc. En los perfiles longitudinales es recomendable que los puntos intermedios se coloquen cada 20 m y adicionalmente en las zonas donde se presentan cambios bruscos de pendiente. Las secciones transversales, son perfiles cortos perpendiculares al eje del proyecto y son los que suministran la información para estimar estimar el movimiento de tierras. tier ras. Por lo gen eral los perfiles se dibujan a u na escala vertical exage rada en comp compar arac ació iónn con con la escala horizontal ( relación 10:1). 6.1. PROCEDIMIENTO DE CAMPO. Para determinar el perfil longitudinal de un terreno, los pasos a seguir son los siguientes: Determinar el eje del proyecto Ubicación del punto de cota conocida (BM) Ubicación de los puntos intermedios, tanto para el perfil longitudinal como para las secciones transversales. Realizar el circuito de nivelación. e. Dibujo del plano de perfiles. 6.2. NIVEL ABNEY O ECLÍMETRO. El eclímetro es una variante del nivel de mano, el cual está provisto de un pequeño frasco de burbuja fijada a un semicírculo graduado, que gira alrededor alrededor de un eje. Normalmente Normalmente se se usa para el reconocimiento reconocimiento de rutas, rutas, perfiles transversales tr ansversales y verificación de pendientes.

69



Los alumnos realizarán la nivelación de perfiles transversales utilizando el eclímetro

Esquema que muestra la forma de dibujar las secciones transversales

70



Esquema que muestra la forma de dibujar un perfil longitudinal

71



PRACTICA

MANEJO DEL NIVEL DE INGENIERO

4

Objetivo

En esta práctica el alumno identificara y manipulara las partes constitutivas más importantes del nivel de ingeniero, hará la puesta en estación centrando y nivelando el instrumento, dejándolo listo para realizar mediciones. Desarrollo 1) El Profesor hará la exposición de las partes partes constitutivas del nivel. 2) Exposición de montaje y puesta en estación (centrado (centrado y nivelado del instrumento). instrumento). 3) Sesión individual de centrado y nivelado del instrumento, en terreno plano e inclinado, llevando el control de los tiempos empleados para abatir el tiempo requerido de centrado y nivelado por debajo de los cinco minutos (tiempo optimo dos minutos). Procedimiento para centrar el nivel En la práctica de campo cada alumno identificará las partes del nivel y su uso adecuado. Deberán practicar el centrado de las burbujas según el modelo del nivel. Además presentarán un informe sobre equipos; indicando modelos, precisión y usos

Lb La B h A cota A 200m aprox. plano de comparación

72



73



74



PRÁCTICA

NIVELACIÓN SIMPLE

5

Objetivo

Manejo del nivel fijo; en esta práctica se aprenderá a identificar las partes constitutivas del nivel, su manipulación efectuando la puesta de instrumento, el empleo y lectura de estadales, y la aplicación de los criterios para el establecimiento de bancos de nivel y puntos de liga. Emplear el nivel fijo en una nivelación diferencial simple, determinando determinando a partir de un un Banco de nivel ya establecido, las cotas o niveles de una construcción existente. Emplear el nivel fijo en una nivelación diferencial compuesta, estableciendo un nuevo banco de nivel, a partir de otro de cota conocida.

Desarrollo 1. El profesor expondrá la descripción del Nivel Fijo, F ijo, su manipulación y puesta de instrumento. 2. Los alumnos procederán a realizar una sesión sesión individual de puesta de instrumento. instrumento. 3. El profesor expondrá el manejo y lectura del estadal. 4. Los alumnos realizarán lecturas de estadal al milímetro en diferentes alturas del terreno. 5. Partiendo del BN-1 de cota 100.000 m por medio de una nivelación simple, los alumnos determinaran la cota de los puntos de que que se indiquen.

Nivelación simple, cuando los extremos de la línea

por nivelar están separados por una distancia no mayor de 200 m (100 a/c lado del instrumento) y el desnivel entre los mismos no excede de la longitud del estadal, se puede determinar el desnivel entre los extremos de la línea haciendo solamente una estación con el instrumento, desde la cual se pueden observar varios puntos de interés.

75

BN

N1

N2

N3


1.450

1.500

0 0 5 . 1

N1


1.650

1.825

N2 N3 0 5 . 1 0 1

BN 1 0 0 Cota 100.000 . 0 0 1

=

PLANO DE COMPARACIÓN Registro de Campo PV

BN 1

+ 1.50 0

LI 10 1.50 0

C OTA S

CROQUIS Y NOTAS

10 0 .0 0 0

COTA B N 1 = 10 0 ,0 0 0

N1

1.4 50

10 0 .0 50

N2

1.6 50

9 9 .8 50

N3

1.8 2 5

9 9 .6 75

…

1.50 0 A LTURA DE A PA RA TO

= 10 1,50 0

( C ON ST ST A N T E M I E N T R A S N O SE M U E V A )

…

10 1.50 0 -1.4 50 COTA N1 = 10 0 ,0 50

10 1.50 0 -1.6 50 COTA N2 = 9 9 ,8 50

Equipo requerido 1 Nivel Automático 2 Miras Documentos a entregar: Esta práctica se califica en campo 76



PRÁCTICA

NIVELACIÓN COMPUE CO MPUESTA STA Objetivo

6

Para establecer apoyo topográfico vertical, es decir tener puntos de cota o elevación para controlar las obras de ingeniería o arquitectura, es necesario densificar o multiplicar dichos puntos de cota conocida, es decir se requiere requiere establecer nuevos Bancos de Nivel. En esta práctica se establecerá a partir de un banco de nivel de cota conocida, la cota de otro banco de nivel localizado a unos 400 m distancia; requiriéndose de una nivelación diferencial compuesta, es decir se hace necesario el establecimiento de puntos de liga (PL’ (PL ’s) intermedios. Para la comprobación de la nivelación nivelaci ón se empleara el método de ida i da y regreso. El alumno aplicara sus criterios para elegir la ruta, las puestas de instrumento, el establecimiento de los puntos de liga; realizar el cálculo, la l a determinación de errores y tolerancias.

Desarrollo 1. El profesor indicara la ubicación del Banco de Nivel N° 1 de cota 2291.250 m, de la Comisión Nacional del Agua, localizado sobre guarnición en la aguja de que esta en la subida del puente San Mateo, cerca del acceso sur a la FES. 2. Partiendo del banco de nivel BN 1, las brigadas correrán una nivelación diferencial hacia el BN 2, utilizando puntos de liga (PL) para propagar propagar la nivelación. n ivelación. 3.- Las brigadas realizaran la nivelación de regreso. 4.- Cálculo de la nivelación, efectuando la comprobación aritmética, determinando el error, la tolerancia y en su caso el valor más probable para la cota del BN 2.

77



Ejemplo de una nivelación diferencial compuesta

Estadal +1.723

+1.546

-0.411

+0.431

-0.386

BN 2

-1.842 +1.681

-0.503 PL 3

BN 1 PL 2 100.000 m

PL 1

PLANO DE COMPARACIÓN

Registro de Campo

NIVELACIÓN NIVELACIÓN PV BN-1 PL-I PL-2 PL-3 BN-2 SUMAS SUMAS

ACATLAN, MÉX. 23-ABR-10

DIFERENCIAL DE IDA 0.431 0 .431 1.681 1.546 1.723

100.431 100.270 101.313 102.625

5.381

1.842 0.503 0.411 0.386

COTAS 100.000 98.589 99.767 100.902 102.239 102.23 9

3.142

COMPROBACIÓN ARITMETICA ARITMETICA LECT (+)= LECT (-)=

IGUALES OK

5.381 3.142 2.239 m

COTA BN-2 (LLEGA (LLEGADA)= DA)= COTA BN-1 (SALIDA)= (SALIDA)=

102.239 100.000 2.239 m

78

OPERACIONES COTA BN 1= 100.000 100.0 00 0.431 100.431 1.842 COTA PL 1 = 98,589 1.681 100.27 100.2 7 0.503 COTA PL 2 = 99,767 1.546 101.313 101.3 13 0.411 h= COTA PL 3 = 100,902 1.723 102.625 102.6 25 0.386 h= COTA BN 2= 102,239


NIVELACIÓN DIFERENCIAL DE REGRESO PV 0,377 102,616 BN-2 0,402 101,305 PL-3 PL-2 0,493 100,262 1,832 100,423 PL-1 BN-1

SUMAS

3,104


COTAS 102,239 100,903 99,769 98,591 100,002

1,713 1,536 1,671 0,421

3,104 5,341 h2= -2,237

COTA BN-1 (LLEGADA)= COTA BN-2 (SALIDA)=

COTA DE LLEGADA LLEGADA = 100,002 m COTA DE PARTIDA = 100,000 m ERROR Eh = 0.002 m

K= 2 (500 m) = 1000 = 1 Km T= ± 0.01 √ K = ± 0.01 √ 1,0 = ± 0.010 m

5,341

COMPARACIÓN ARITMETICA LECT (+)= LECT (-)=

OPERACIONES

Eh < T ; SE ACEPTA LA NIVELACIÓN DESNIVEL PROMEDIO

h PROMEDIO = 2,239 + 2,237 = 2,238 m 2

m

100,002 102,239 h2 = -2,237

IGUALES OK COTA BN-1 = 100.000 m DESNIVEL PROMEDIO = + 2.238 m COTA BN-2 =102.238 m

m

Equipo requerido 1 Nivel Automático 2 Miras 1 Nivel de Mano Mano

Documentos a entregar Esta práctica se califica en campo, considerando los siguientes factores: a) Metodología y aplicación de criterios en la ejecución. b) Registro de campo: campo: calidad y presentación de de la información información obtenida. c) Cálculos: determinación de cotas y error, tolerancia tolerancia y valor más más probable probable para la la cota del BN 2.

79



PRÁCTICA

NIVELACIÓN DE PERFIL

7

Objetivo

Para definir niveles de proyecto en explanaciones, establecer pendientes, proyectar obras de seguridad como muros de contención, protección de taludes, rasantes en vías de comunicación, etc. Se requiere contar con el perfil del terreno. La nivelación de perfil tiene como objeto el determinar las cotas o niveles de los puntos de terreno sobre un eje a distancias d istancias conocidas. A partir de una situación problemática en la que se plantea el diseño y construcción de un nuevo edificio dentro de la FES Acatlán, se requiere entre otras otras cosas de la definición del nivel de piso terminado, para lo cual se obtendrá el perfil longitudi l ongitudinal nal del terreno. Las actividades iniciaran con el trazo del eje del edificio a intervalos equidistantes, estableciendo trompo y estaca testigo. Posteriormente se correrá la nivelación de perfil del trazo. El alumno aplicara sus criterios para establecer el trazo, las puestas de instrumento, el establecimiento de los puntos de liga; realizar el cálculo, la determinación de errores y tolerancias; dibujo de perfiles de terreno y uso de los mismos estableciendo niveles de proyecto.

Desarrollo 1. El profesor indicara la zona de proyecto a considerar, así mismo: establecerá el punto de partida de coordenadas N 550, E 250; El banco de nivel para este trabajo es BN 2 de d e la nivelación anterior. 2. La brigada de trazo procederá a establecer el eje de trazo, localizando con teodolito y cinta el eje longitudinal del edificio a cada 10 m, dejando en cada estación trompo y estaca testigo. 3. Efectuar la Nivelación de Perfil Perfil partiendo del Banco Banco de Nivel BN 2. 4.- Cerrar la nivelación en el BN B N 3 (indicado por el profesor). 5.- Realizar la nivelación de regreso al BN B N 2. 6.- Calcular error, tolerancia, cota más probable del BN 3 y en su caso, determinar las cotas de los puntos del terreno. 80

90° °



7. Elaborar el dibujo d ibujo correspondiente al perfil del trazo en AutoCAD e escalas horizontal h orizontal -vertical por determinar según la extensión y desnivel de snivel del terreno para un formato doble carta. 8. Sobre el dibujo del perfil del terreno, empleando diferente tipo de línea, elaborar dos alternativas para el nivel de proyecto del piso terminado, considerando considerando que será a un solo nivel de proyecto.

Registro de Campo

Las cotas del terreno se determinan al cm en base a la altura de aparato, la cual permanece constante para el grupo de estaciones que fue nivelado desde una misma puesta de instrumento (lecturas intermedias L.I.), para la primera puesta de aparato se tiene:

145.62 -2.73 142.89

145.62 -1.96 143.66

145.62 -1.58 144.04

145.62 -1.43 144.19

81



Equipo requerido 1 Nivel Automático 2 Miras 1 Nivel de Mano Mano 1 Cinta por la brigada brig ada

Documetos a entregar Memoria de Cálculo, que incluya: a) Descripción, b) Copia del Registro de campo campo con rubrica de revisión, c) Dibujo en en AutoCAD AutoCAD escalado y completo, completo, y d) Conclusiones.

82



MANEJO DEL TEODOLITO ESTACIONAMIENTO DEL TEODOLITO Objetivo

PRÁCTICA

8

En esta práctica el alumno identificara y manipulara las partes constitutivas más importantes del teodolito, hará la puesta en estación centrando y nivelando el instrumento, dejándolo listo para realizar mediciones. Desarrollo 1) El Profesor hará la exposición de las partes partes constitutivas del teodolito. 2) Exposición de montaje y puesta en estación (centrado (centrado y nivelado del instrumento). instrumento). 3) Sesión individual de centrado y nivelado del instrumento, en terreno plano e inclinado , llevando el control de los tiempos empleados para abatir el tiempo requerido de centrado y nivelado por debajo de los cinco minutos (tiempo optimo dos minutos). Procedimiento para centrar el teodolito 1.- en terreno plano, se extienden las patas del trípode hasta una altura al tura igual a la l a parte p arte superior del pecho p echo del operador. En caso de terreno inclinado, se deja una pata un poco más larga que las otras, y es a esta la que se coloca cuesta abajo. abajo. 2.- se fija el teodolito a la plataforma del trípode por medio del tornillo y la tuerca de unión del trípode y del instrumento respectivamente. 3.- al colocar el trípode, sobre el punto de estación, se forma un triángulo equilátero, donde al centro, quedara el punto de estación, la distancia entre el punto y la pata se recomienda sea de unos 70 cm; se entierra una de las patas del trípode. 4.- se hace coincidir la plomada óptica con el punto de estación: con las dos patas restantes, se buscara dejar sensiblemente horizontal la base del instrumento; sosteniendo al aparato de estas dos patas y observando a través de la plomada óptica, se busca el punto de estación, esto se facilita ayudándose con la punta del pie para encontrarlo con facilidad. 83



5.- se entierran las patas restantes una a una, de la siguiente manera: se sujeta la tijera de la pata, se coloca el pie en el regatón de la pata, se afloja el tornillo de fijación de la pata, se entierra la pata, se observa el nivel circular del instrumento y subiendo o acortando la extensión de la pata se busca centrar la burbuja del nivel, por último se aprieta el tornillo de fijación. 6.- se verifica el centrado observando por la plomada óptica, se corrige el desfasamiento entre el punto de estación y la plomada óptica, aflojando el tornillo de unión y desplazando sobre la plataforma del tripíe la base del instrumento. Procedimiento para nivelar el teodolito

1.- se coloca el nivel tubular paralelo a dos tornillos niveladores y se hace que la burbuja llegue al centro girando los tornillos de manera simultánea, hacia adentro o hacia fuera, el sentido que seguirá la burbuja está definido por el movimiento del pulgar de mano izquierda. 2.- se gira el telescopio un cuarto de vuelta (90°) y se centra la burbuja utilizando solamente el tercer tornillo. 3.- se gira el telescopio media vuelta (180°), respecto a su posición inicial, si la burbuja se sale del centro, se corrige la mitad del error. Se gira a 270° y se verifica el centrado de la burbuja, si se sale de centro con el tercer tornillo, torni llo, se corrige la mitad del error. 4.- regrésese el telescopio a su posición inicial y verifíquese la nivelación.

Equipo requerido 1 teodolito c/trípode 1 varilla o mira 1 maceta o mazo Documento a entregar Esta práctica se califica en el campo

84



LECTURA DE ÁNGULOS CON TEODOLITO Y ORIENTACIÓN MAGNÉTICA Objetivo a) Que el alumno alumno aplique la técnica de centrado y nivelado nivelado del instrumento. instrumento. b) Efectuar la puesta en ceros del micrómetro y la lectura de ángulos ángulos horizontales simples. simples. c) Que el alumno al umno aprenda a orientar magnéticamente. Desarrollo 1. Con las varillas, localizar en el el lugar especificado especificado por el profesor un un triángulo de aproximadamente aproximadamente 20 m por lado, numerando los vértices en sentido retrogrado. 2. Dibujar el croquis de localización. 3. Centrar y nivelar el instrumento en el primer vértice. 4. El profesor dará la instrucción instrucción correspondiente a la medición medición simpl e de ángulos, puesta puesta en ceros y colimación con el vértice de atrás. atrás. 5. Medición simple del ángulo ángulo interior correspondiente correspondiente al primer vértice del triángulo. 6. El profesor dará la instrucción correspondiente a la orientación magnética empleando el declinatorio del instrumento. instrumento. 7. Realizar la orientación orientación magnética del primer lado lado del triángulo, triángulo, obteniendo su su azimut y convertir este azimut magnético en astronómico.

Equipo requerido 1 Teodolito 3 varillas o miras 1 maceta o mazo

Documento a entregar

Observando a través del ocular del micrómetro de un teodolito Rossbach TH210 la lectura de un ángulo horizontal Para poder hacer la lectura es indispensable hacer la coincidencia del índice de grados con la decena de minutos más cercana

Esta práctica se califica en el campo.

85



Medida simple de un ángulo. Supongamos que desde el vértice 0 de la figura siguiente, se mide el ángulo 4-0-1 El procedimiento es el siguiente: 4

0

1

1. Centrado y nivelado el el instrumento en la estación 0, póngase póngase en coincidencia el cero del circulo horizontal con el cero del micrómetro y fíjese el movimiento particular. 2. Valiéndose del movimiento general, vísese vísese el punto 4, haciendo coincidir el centro de la retícula retícula con el punto 4, y fíjese el movimiento general. 3. Aflójese el tornillo de presión presión del movimiento particular particular y diríjase diríjase el anteojo al punto 1, haciendo coincidir dicho punto con el centro de la retícula. Hágase la lectura del ángulo en el ocular del micrómetro, previa coincidencia del índice de grados. 4. Hágas Orientación del teodolito Orientar el teodolito: Es colocarlo de manera que cuando estén en coincidencia los ceros del circulo horizontal y su vernier, el eje del anteojo este en el plano del meridiano y apuntando al norte. La orientación magnética tiene por objeto conocer el azimut magnético de un lado de la poligonal, generalmente del lado inicial. Supongamos que se desea orientar el lado 0-1 de la poligonal que se muestra en la siguiente figura. 4

1.

Se centra y se nivela el instrumento en la estación 0, se ponen en coincidencia los ceros del circulo horizontal y el vernier y se fija el movimiento particular (superior).

2.

Se deja en libertad la aguja del declinatorio magnético y con el movimiento general (inferior) se hace coincidir la punta norte de la aguja con la meridiana magnética, fijando posteriormente el movimiento general.

3.

Por medio del movimiento particular se dirige el anteojo a visar la señal colocada en el vértice 1 y se toma la lectura del azimut del lado 0-1.

Az 3 0

1

2

Para tal efecto se procede de la siguiente manera :

86



MEDICIÓN DE LOS ÁNGULOS POR DOBLE POSICIÓN DE INSTRUMENTO Objetivo

a) Que el alumno efectué lecturas de ángulos horizontales en en doble posición posición de instrumento, por ser este este el método que permite eliminar el error instrumental de paralaje. b) Que en función de los datos obtenidos en campo, se proceda a determinar la condición geométrica, el error y la tolerancia angulares. angulares. c) Que el alumno aprenda a realizar colimación colimación a puntos de diferente diferente tipo.

Desarrollo 1. Con las varillas, localizar un triángulo de 30 m por lado, numerando los vértices en sentido retrogrado y dibujar el croquis de localización. 2. Orientar magnéticamente el primer pri mer lado. 3. El profesor p rofesor dará la instrucción de lectura por doble posición de instrumento. 4. Efectuar la medición de los ángulos por doble posición de instrumento y de las distancias por ida y regreso. 5. Determinar la condición geométrica, comparándola contra la suma de los ángulos medidos y determinar el error de cierre angular. 6. Determinación de la tolerancia angular y definición de d e aceptar o repetir el levantamiento.

87



Registro de Campo

Levantamiento con Teodolito y Cinta por el Método de medida directa Lugar: Acatlán, Méx Fecha: 30 - sep - 08 de ángulos interiores Distancia

Lado

θ

2θ

Θ

Prom

Est

PV

0

2

28.120

0° 00’ 00’ 00” 00”

59°08’ 59°08’45” 45”

1

29.845

59°08’ 59°08’45” 45”

118°17’ 118°17’ 34” 34”

0

29.855

0° 00’ 00’ 00” 00”

57°25’ 57°25’05” 05”

2

28.650

57°25’ 57°25’05” 05”

114°50’ 114°50’ 04” 04”

1

Croquis y Notas 2

59°08’ 59°08’47” 47”

57°25’ 57°25’02” 02” 0

2

1

28.650

0° 00’ 00’ 00” 00”

85°10’ 85°10’00” 00”

0

28.125

63°26’ 63°26’05” 05”

126°52’ 126°52’ 22” 22”

Equipo requeridos 1 Teodolito 3 varillas o miras 2 plomadas 1 maceta o mazo 1 cinta (por la brigada) Documento a entregar Esta práctica se califica en el campo.

88

63°26’ 63°26’11” 11”

Az 0-1 = 83° 01’ 01’ 10” 10”

1



PRÁCTICA

POLIGONACIÓN CON TEODOLITO Y CINTA

9

Objetivo

Ejecutar el levantamiento de una poligonal cerrada por el método de medida directa de ángulos interiores. Desarrollo 1. Con las varillas localizar un un polígono de 4 vértices, de aproximadamente aproximadamente 30 m por lado y numerar los vértices en sentido retrogrado. 2. Elaborar el registro de campo, incluyendo el croquis de localización. 3. Posicionar con GPS el primer vértice de la poligonal (para este caso obtener coordenadas geográficas latitud, longitud). 4. Orientar Magnéticamente Magnéticamente el el primer lado de la poligonal. 5. Medir las distancias por ida y regreso y los ángulos de la poligonal, comprobando comprobando la medición medición con el doble ángulo. 6. Realizar la comprobación comprobación geométrica, geométrica, determinar el error, error, la tolerancia angular angular y definir definir si si se acepta o se repite el levantamiento. Registro de Campo Levantamiento con Teodolito y Cinta por el Método de medida directa de ángulos interiores. Lado Est 0

1

Distancia

θ

2θ

PV 3

29.452

0° 00’ 00’ 00” 00”

92°01’ 92°01’40” 40”

1

30.315

92°01’ 92°01’40” 40”

184°03’ 184°03’ 30” 30”

0

30.310

0° 00’ 00’ 00” 00”

85°10’ 85°10’00” 00”

2

28.453

85°10’ 85°10’00” 00”

170°20’ 170°20’ 00” 00”

Θ Prom

Lugar: Acatlán, Méx Fecha: 18 - Mar - 2010

Croquis y Notas 2

92°01’ 92°01’45” 45”

3 85°10’ 85°10’00” 00” 0 Az 0-1 = 43° 01’ 01’ 10” 10”

…

89

1



Equipos requeridos 1 teodolito 2 plomadas 2 varillas o miras 1 maceta 4 trompos (brigada) 1 cinta (brigada)

Para el Cálculo y Dibujo Antes de proceder al cálculo de planilla, se debe realizar la transformación de coordenadas geográficas a UTM para el vértice inicial y la conversión del azimut magnético a astronómico del primer lado. En consecuencia en las l as notas del plano se deben considerar las siguientes: 1. El norte de referencia referencia es el astronómico, astronómico, determinado a partir de una orientación orientación magnética, magnética, con una declinación de Este. 2. El sistema de coordenadas es la proyección UTM, teniendo como origen al vértice siguientes valores: Zona geográfica: Uso X=

, Zona

_, Y =

Datum: WGS84

Documento a entregar Indispensable entregar Memoria de Cálculo, que incluya: a) Descripción, b) Copia del registro registro de campo con rubrica de de revisión, c) c) Imagen satelital con la localización del predio, d) Planilla de cálculo cálculo por el el procedimiento procedimiento tradicional y en Excel, e) Dibujo en AutoCAD escalado y completo, y f) Conclusiones.

90

con los



EXAMEN PARCIAL:

91



92



PRÁCTICA

MANEJO DEL ESTACION TOTAL

10

Objetivo

Esta práctica es importante porque porque se realiza el reconocimiento del estación total, que es el aparato aparato mayormente utilizado util izado hoy en día en el campo de la topografía. En esta primera práctica con estación, se aplicará el estacionamiento e instalación de este instrumento para la medición electrónica de distancias y ángulos. Desarrollo Reconocimiento de las partes . Mirilla de puntería

Telescopio Batería recargable

Nivel Tórico Nivel esférico esférico Teclado

Movimiento cenital Movimiento Movimiento acimutal

Conexión colector datos y ordenador personal

Pantalla digital Tornillos de nivelación Base

93



2. Aplicación del estación total 

Levantamiento: Medición y representación de la realidad física existente en el terreno.



Replanteo: Trazar sobre el terreno el diseño de una obra ya estudiada y proyectada

3. Funcionamiento: El funcionamiento del aparato se basa en un principio geométrico sencillo y muy difundido entre los técnicos catastrales conocido como Triangulación, que en este caso consiste en determinar la coordenada geográfica de un punto cualquiera a partir de otros dos conocidos. En palabras claras para realizar un levantamiento con c on Estación Total se ha de partir de 2 puntos con coordenadas coor denadas conocidas o en su defecto asumidas, y a partir de esa posición se observan y calculan las coordenadas de cualquier otro punto en campo. Se ha difundido universalmente la nomenclatura para estos tres puntos, y es usada por igual en cualquier modelo de Estación Total: Es la coordenada geográfica del punto sobre el cual se ubica el aparato en campo. A partir del mismo se observaran todos los puntos de interés. Es la coordenada c oordenada geográfica g eográfica de un punto visible desde la ubicación Vista Atrás (Back Sight): del aparato. aparato. El nombre tiende a confundir al pensar que este punto se ubica hacia atrás en el sentido que se ejecuta el levantamiento, levantamiento, pero más más bien se refiere cualquier cualqu ier punto al que anteriormente se le determinaron sus coordenadas, mediante el mismo aparato o con cualquier otro método aceptable. Observación (Observation): Es un punto cualquiera visible desde la ubicación del aparato al que se le calcularan las coordenadas geográficas a partir del Stn Coordinate y el Back Sight. •

Coordenadas de la Estación (Stn Coordinate):

•

•

Operacionalmente el proceso sigue también la misma secuencia: a. Centrado y Nivelación del aparato (Stn Coordinate). b. Orientación del Levantamiento (Back Sight). c. Observación (Observation).

94



4. Partes y accesorios: El aparato completo está formado por varias partes indispensables y accesorios para su correcto desempeño. Cada parte o accesorio cumple con una función específica que el técnico debe conocer. Las partes indispensables son: TRIPODE:

Es la estructura sobre la que se monta el aparato en el terreno.

BASE NIVELADORA:

Es una plataforma que usualmente va enganchada al aparato, sirve para acoplar la Estación Total sobre el Trípode y para nivelarla horizontalmente. Posee 3 tornillos de nivelación y un nivel circular.

ESTACION TOTAL:

Es el aparato como tal, y básicamente está formado por un lente telescópico con objetivo laser, un teclado, una pantalla y un procesador interno para cálculo y almacenamiento de datos. Funciona con baterías de litio recargables.

PRISMA:

Es conocido como objetivo (target) que al ubicarse sobre un punto desconocido y ser observado por la Estación Total capta el láser y hace que rebote de regreso hacia el aparato. Un levantamiento se puede realizar con un solo prisma pero para mejorar el rendimiento se usan al menos dos de ellos.

BASTON PORTA PRISMA:

Es una especie de bastón metálico metálico con con altura altura ajustable, sobre el que se coloca el prisma. Posee un nivel circular para ubicarlo con precisión sobre un punto en el terreno. Se requiere un bastón por cada prisma en uso.

Entre los accesorios más comunes tenemos: BRUJULA:

Usualmente viene incluida en el paquete, al ensamblarla al aparato sirve para orientar la Estación Total hacia el Norte Magnético en el caso que se deba trabajar con coordenadas asumidas.

CARGADOR:

Tiene capacidad para cargar 2 baterías simultáneamente por medio de corriente alterna (AC, 110 voltios). Una batería cargada brindara un servicio aproximado de 6 horas de trabajo continuo en campo, por lo que siempre deberá contarse con una batería adicional cargada.

HERRAMIENTAS:

Es un juego formado por pinzas, desarmador, escobilla y franela para realizar el mantenimiento normal del aparato.

MALETA PORTATIL: PORTATIL:

Es un estuche plástico rígido con protección interna de espuma sintética para transportar el aparato a salvo de golpes y de la intemperie como la humedad, polvo, etc.

95



5. Montaje del estación total: Durante el trabajo de campo la parte más ardua es realmente el montaje del instrumento sobre un punto topográfico. Puede llegar a ser difícil para un técnico sobre todo considerando las irregularidades del terreno y el agotamiento físico, considere que durante un levantamiento será necesario mover e instalar de nuevo el aparato en muchas ocasiones, y para que esto no afecte el rendimiento del trabajo en campo se debería realizar este procedimiento en un lapso no mayor a 3 minutos en situaciones más o menos regulares. Esto se logra solamente con la práctica continua, ya que al hacerlo por primera vez es común que una persona tarde aproximadamente 15 minutos en realizar el montaje. El procedimiento de montaje se puede subdividir en 3 partes secuenciales: Selección y Marcado del Punto de Control Topográfico. Montaje y Centrado del Instrumento. Instrumento. Nivelación del aparato. •

•

•


6.


Selección y marcado del punto de control topográfico:

MONTAJE Y CENTRADO DEL INSTRUMENTO Desde este proceso se tiene que utilizar el manual de “MANEJO DE ESTACION TOTAL” elaborado por el autor autor de este material didáctico para una ponencia que ha realizado en la semana técnica de I.E.S.T.P. “Víctor Álvarez Huapaya” Huapaya” el día 16 de de setiembre de 2013 en el auditorio de dicha institución.

Documento a entregar Esta práctica se califica en el campo.



POLIGONACIÓN CON ESTACIÓN POLIGONACIÓN TOTAL

PRÁCTICA

11

Objetivo Esta práctica es importante porque se realiza con estación total, que es el aparato mayormente utilizado hoy día en el campo de la topografía. En esta primera práctica con estación, se aplicará este instrumento para la medición electrónica de distancias y ángulos. Quedando para la siguiente práctica el e l levantamiento por coordenadas. El propósito es efectuar el levantamiento de una poligonal cerrada por el método de medida directa de ángulos interiores. En esta práctica quedaran establecidos los conceptos de centrado y nivelado de la estación, puesta en ceros, configuración del instrumento (CNFG) y medición electrónica de distancias (EDM).

Desarrollo 1. Reconocimiento del terreno. 2. Con las varillas localizar un polígono con un número de vértices igual al número de brigadas, de aproximadamente 30 m por lado y numerar los vértices en sentido retrogrado. 3. Elaborar el registro registro de campo, incluyendo el croquis croquis de localización. 4. Posicionar con GPS portátil el primer vértice de la poligonal, obteniendo las coordenadas UTM. 5. Centrar y nivelar la estación en en el primer vértice. 6. Configurar la estación, función función (CNFG), así así como la función de medición medición electrónica de distancias (EDM). 7. Orientar Magnéticamente el primer lado de la la poligonal, considerar considerar la declinación magnética magnética y orientar el instrumento in strumento en relación a la meridiana astronómica. 8. Medir las distancias por ida y regreso regreso y los ángulos ángulos de la poligonal, poligonal, comprobando la medición con el doble ángulo. 9. Realizar la comprobación geométrica, geométrica, determinar el error, la tolerancia angular angular y definir si se acepta o se repite el levantamiento.



Registro de Campo Levantamiento con Teodolito y Cinta por el Método de medida directa de ángulos interiores. Lado Est 0

1

Distancia

θ

2θ

Lugar: Acatlán, Méx Fecha: 18 - Mar - 2010

Θ Prom

PV 3

29.452

0° 00’ 00’ 00” 00”

92°01’ 92°01’40” 40”

1

30.315

92°01’ 92°01’40” 40”

184°03’ 184°03’ 30” 30”

0

30.310

0° 00’ 00’ 00” 00”

85°10’ 85°10’00” 00”

2

28.453

85°10’ 85°10’00” 00”

170°20’ 170°20’ 00” 00”

Croquis y Notas 2

92°01’ 92°01’45” 45”

3

1

85°10’ 85°10’00” 00” 0 Az 0-1 = 43° 01’ 01’ 10” 10”

…

Equipo requerido 1 estación total 2 prismas con bastón b astón 4 varillas 1 maceta 1 cinta (una cinta por la brigada) bri gada) Para el Cálculo y Dibujo Antes de proceder al cálculo de planilla, se debe realizar la conversión del azimut magnético a astronómico del primer lado. En las notas del plano se deben considerar las siguientes: 1. El norte de referencia referencia es el astronómico, astronómico, determinado a partir de una una orientación magnética, magnética, con una declinación de Este. 2. El sistema de coordenadas es la proyección UTM, teniendo como origen al vértice siguientes valores: Zona geográfica: Uso X=

_, Y =

, Zona ; Datum: WGS84

con los


Documentos a entregar Memoria de Cálculo, que incluya: a) Descripción, b) Copia del registro registro de campo con rubrica de de revisión, c) Imagen satelital satelital con con la la localización del predio, d) Planilla de cálculo cálculo por el el procedimiento procedimiento tradicional y en Excel, e) Dibujo en AutoCAD escalado y completo, y f) Conclusiones.




LEVANTAMIENTO POR LEVANTAMIENTO PO R COORDENADAS CON ESTACIÓN TOTAL

PRACTICA

12

Objetivo Realizar el levantamiento taquimétrico de una zona del Campus Universitario obteniendo las coordenadas de los puntos significativos levantados. El propósito es efectuar el levantamiento planimétrico de detalle de una zona, a partir de una poligonal de apoyo, los detalles serán levantados por radiaciones. En esta práctica quedaran establecidos los conceptos de función de coordenadas coordenadas (COORD), datos de la estación, definición o cálculo del ángulo azimutal. Desarrollo 1. Reconocimiento del terreno. 2. Con las varillas localizar un polígono con un número de vértices igual igual al número número de brigadas, brigadas, de aproximadamente 30 m por lado y numerar los vértices en sentido retrogrado. 3. Elaborar el registro registro de campo, incluyendo el croquis croquis de localización. 4. Posicionar con GPS GPS portátil el primer vértice de la poligonal, obteniendo las coordenadas UTM. 5. Centrar y nivelar la estación en en el primer vértice. 6. Configurar la estación, función función (CNFG), así así como la función de medición medición electrónica de distancias (EDM). 7. Orientar Magnéticamente el primer lado de la poligonal, poligonal, considerar la declinación magnética y orientar el instrumento in strumento en relación a la meridiana astronómica. 8. Para la brigada con estación total: mediante la función de coordenadas coordenadas (COORD) efectuar el levantamiento planimétrico de detalle obteniendo por radiaciones las coordenadas de los detalles significativos de la zona: linderos, registros, arboles, aspersores y áreas pavimentadas. 9. Para las brigadas brigadas con teodolito: teodolito: Medir las distancias distancias por ida y regreso regreso y los ángulos de la poligonal, comprobando la medición con el doble do ble ángulo. 10. Realizar la comprobación geométrica, determinar el error, la tolerancia angular y definir si se acepta o se repite el levantamiento. Nota: en condiciones normales para el levantamiento por coordenadas con estación total, primero se levanta la poligonal de apoyo, se calculan las coordenadas de los vértices, se precargan estos datos a la memoria de la estación total y se regresa a campo a realizar el levantamiento le vantamiento de detalle. detalle.



Registro de Campo Para las brigadas con teodolito, en el levantamiento de la poligonal de apoyo se utilizara el mismo registro empleado en la práctica anterior. Para la brigada con estación total, en el levantamiento de detalle se utilizara el siguiente registro:

Lugar: Acatlán, Méx Fecha: 15 May - 2010

Levantamiento con Estación Total Levantamiento Sokkia SET 630 RK Lado

X

Y

ELEV

NOTAS

Croquis y Notas D

Est PV 0

1

135.520

105.362

99.356

VERT. POL

2

115.264

140.562

105.523

VERT. POL

A

90.548

92.653

98.284

LINDERO

B

126.523

93.526

102.854

LINDERO

C

128.562

145.365

109.562

LINDERO

C 2

0

1

A

…

B Az 0-1 = 80° 15’ 15’ 25” 25”

Equipo requerido Brigada

(por definir):

1 estación total 2 prismas con bastón b astón 2 varillas 1 maceta 1 cinta (por la brigada)


Las demás Brigadas: 1 teodolito 2 plomadas 2 varillas o miras 1 maceta 1 cinta por la brigada

Documentos a entregar Memoria de Cálculo, que incluya: a) Descripción, b) Copia del Registro de campo campo con rubrica de revisión, c) Imagen Satelital Satelital con la localización del predio, predio, d) Impresión de la base de datos, e) Dibujo en en AutoCAD AutoCAD escalado y completo, y f) Conclusiones.




PRACTICA

MANEJO DE GPS Objetivo Esta práctica es importante porque porque se realiza el reconocimiento del GPS, que es uno de los aparatos mayormente utilizado hoy en día en el campo de la topografía. En esta práctica práctica con GPS, se aplicará aplicará la ubicación e instalación de este instrumento para la medición de las coordenadas coordenadas en un un levantamiento levantamiento topográfico.

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CONFIGURACIÓN CON ESTACIÓN CONFIGURACIÓN ES TACIÓN TOTAL Objetivo

PRACTICA

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En esta práctica el alumno será capaz de obtener el modelo de un terreno real a partir de puntos de coordenadas X, Y, Z de un levantamiento topográfico directo, empleando software de diseño asistido por computadora (CAD). Después de localizar en el sistema los puntos de coordenadas, se está en posibilidad de generar la triangulación del terreno y posteriormente a esto, se generan las curvas de nivel a las equidistancias requeridas, la triangulación también es la base para generar mallados que representen al modelo del terreno. La aplicación de los modelos de terreno se da en la obtención de perfiles y secciones de terreno a lo largo de ejes lineales de diseño. De esta manera a partir de un modelo de terreno es posible estudiar la definición niveles de proyecto; dirección de las pendientes, vaguadas, parteaguas, y otros rasgos hidrológicos. El alumno aplicara sus criterios para establecer en el campo el apoyo topográfico requerido para configurar una zona determinada, así mismo identificara los puntos notables o característicos del terreno que deban ser levanta le vantados. dos. Se utilizara el registro electrónico de datos para guardar las coordenadas X, Y, Z de los punto s obtenidos. Desarrollo 1. Con las balizas, localizar una poligonal de linderos de 4 vértices, 2. Localizar una poligonal de apoyo, identificando los puntos dominantes desde donde donde se realizara el levantamiento de la zona especificada. 3. Elaborar el registro de campo, incluyendo el croquis croquis de localización. 4. Mediante GPS determinar las coordenadas UTM del vértice vértice inicial. 5. Centrar y nivelar el equipo en la primera estación. 6. Orientar Magnéticamente el primer lado lado de la poligonal de apoyo, considerando la declinación declinación magnética de la zona, convertir dicho azimut a astronómico. 7. Revisión del equipo, verificando: I. II. III.

Configuración del sistema, EDM: (modo de medición, prisma, temperatura, temperatura, presión atmosférica y partes por millón “pp “ppm”), m”), Memoria: seleccionar área de trabajo (Job), definir definir los códigos (code) o notas.

8. Introducir las coordenadas coordenadas y parámetros par ámetros de la estación. 9. Realizar una medida y verificar si la información resultante resultante es lógica, gravar la información, información, y verificar si se gravo.





10. Si fue afirmativa la verificación, veri ficación, procédase a compilar la información in formación de la estación. En caso contrario, repítase la revisión del equipo. Registro de Campo

Lugar: Acatlán, Méx Fecha: 15 - Nov – 09 09

Configuración con Estación Configuración Esta ción Total Sokkia SET 630 RK Lado

X

Y

ELEV

NOTAS

Est

PV

0

1

135.520

105.362

99.356

VERT. POL

2

115.264

140.562

105.523

VERT. POL

A

90.548

92.653

98.284

LINDERO

B

126.523

93.526

102.854

LINDERO

C

128.562

145.365

109.562

LINDERO

Croquis y Notas D

…

C 2

0 A

1 B Az 0-1 = 80° 15’ 25”

Equipo requerido 1 Estación Total 2 bastones con prisma 4 balizas 3 varillas 1 maceta 1 cinta por la brigada 3 radios de comunicación comunicación Documentos a entregar Memoria de Cálculo, que incluya: a) Descripción, b) Copia del Registro de campo campo con rubrica de revisión, c) Imagen Satelital Satelital con la localización del predio, predio, d) Impresión de la base de datos, datos, e) Dibujo en AutoCAD escalado y completo, completo, con la configuración por medio de de curvas de nivel a equidistancias de 1 m. f) Conclusiones.



PRACTICA

TRAZO DE UNA CURVA CIRCULAR SIMPLE POR EL MÉTODO DE DEFLEXIONES

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Objetivo Las curvas circulares son arcos de círculo que unen dos tangentes consecutivas y se utilizan para que el cambio de dirección di rección en el punto de inflexión no sea brusco b rusco en un solo punto , sino en la extensión de la curva. Se emplean en el proyecto de vías de comunicación. Para localizar en el terreno curvas de gran radio con instrumental topográfico, regularmente se emplea el método de deflexiones, que es el que utilizaremos. En esta práctica se establecerán en el terreno dos tangentes horizontales y se calculara y trazara una curva circular de enlace. El alumno ejecutara la secuencia de actividades de campo necesarias para la medición de la deflexión, el cálculo de la curva y su trazo en campo.

Desarrollo 1. Localizar con las varillas dos tangentes T1 T1 y T2 de aproximadamente aproximadamente 60 m de longitud y que formen una deflexión aproximada de 45° D 2.- Centrar y nivelar el instrume in strumento nto en el PI y obtener la deflexión. 3.- Calcular la curva considerando los siguientes datos: PI = 2+325.10 G = 22° ∆ = por determinar 4.- Localizar el PC y el PT midiendo desde el PI las subtangentes. 5.- Trazar la curva a partir del PC.



Equipo requerido 1 teodolito 2 plomadas 3 balizas 5 varillas 1 juego de fichas 1 maceta 1 cinta (por la brigada) Registro de campo SITIO: S.J.B. Ayac.. FECHA: 20-12-13 Levantó: Juan irwin

TRAZO DEFI NI TI VO DEL EJE DEL CAMI NO

EST

PV

PI 2

PI 1 PI 3

DEFLEXIONES

DATOS CURVA

NOTAS

S /TROMPO

CROQUIS

60° 30' 10" D 60° 29' 50"D

PROMEDIO

60° 30' 00"D

PT 2+316.240

30° 15' 00"

2 + 300

27° 49' 00"

2 + 280

24° 49' 00"

2 + 260

21° 49' 00"

2 + 240

18° 49' 00"

2 + 220

15° 49' 00"

2 + 200

12° 49' 00"

2 + 180

9°49' 00"

2 + 160

6° 49' 00"

2 + 140

3° 49' 00"

2 + 120

0° 49' 00"

PC 2 + 114.570

0° 00' 00"

Documentos a entregar Esta práctica se califica en campo

PI 3

S/VARILLA PT ∆

m m 0

0 7 0 . 1 9 1

3 4 . 1 1 1

.

= = T

PI 2

R S

0 0 . 6 " 2 0 0 2 '

+ 0 3 2 ° ° = 0 6 2 6 I = = P ∆ G S/VARILLA

PC

PI 1

EXAMEN FINAL:

Cuaderno de trabajo de topografia.pdf

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