UNIVERSIDAD PRIVADA PRIVADA DEL NORTE Facultad de Ingeniería Escuela Profesional Profesional de Ingeniería Ingeniería Ciil
TEMA
:
“NIVELACION GEOMETRICA COMPUESTA DE CARRETERAS”
NOMBRE DEL CURSO PROFESOR FECHA
: TOPOGRAFÍA
: ING. JOSE RAFAEL MEJIA CHATILAN : CAJAMARCA, 22 DE AGOSTO DEL 2015
ALUMNO ANGULO NEIRA, LUPERCIO ALCIBIADES DOBBERTIN SALDA$A, ERNESTO GUILLERMO ESPARRAGA SILVERA, GLORIA HERNANDE& SERRANO, EDUARDO ALVARO O(ARCE PALMA, GREGORIO )UISPE AG*ERO, ELMER ROBERTO
CDIGO !1"#51 !15!0% !15!!# !1"#'# !15##' !1##%#
Escuela profesional de Ingeniería Civil
U+ -/ / 346789 46 ;-9+ <6=3/+ 1. M;6 D+9643 1.1 I36->99? En ingeniería es común hacer nivelaciones de alineaciones para proyectos de carreteras, acueductos, etc. Estas nivelaciones reciben el nombre de nivelación de perfiles longitudinales y se toman a lo largo del eje del proyecto. En el caso de nivelaciones para proyectos viales, la nivelación se hace a lo largo del eje de proyecto con puntos de mira a cada 20 o 0 m, dependiendo del tipo de terreno m!s en los puntos de "uiebre brusco del terreno. #os puntos de cambio y las estaciones deben ubicarse de manera de abarcar la mayor cantidad posible de puntos intermedios. $ebe tenerse cuidado en la escogencia de los puntos de cambio ya "ue %stos son los puntos de enlace o de transferencia de cotas.
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Escuela profesional de Ingeniería Civil $eben ser puntos firmes en el terreno, o sobre estacas de madera, vigas de puentes, etc. &iendo los puntos de cambio puntos de transferencia de cotas, en ellos siempre ser! necesario tomar una lectura adelante desde una estación y una lectura atr!s desde estación siguiente.
1.2.
U@99? P/39: •
D463;3: 'ajamarca
•
P69:
'ajamarca.
•
D+363:
'ajamarca.
D699?:
'arretera afirmada 'ajamarca('errillo )a espaldas del *eropuerto de 'ajamarca+
2. O@3+
eali-ar la nivelación geom%trica del eje de una carretera. Eperiencia de trabajo de campo )medidas directas y alineamientos+. /ener una buena perspectiva de nuestro grado de precisión al leer la topogr!fica.
'. M69 T?69 '.1 N/9? G;369
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mira
Escuela profesional de Ingeniería Civil La nivelación geométrica o nivelación diferencial es el procedimiento topogr!fico "ue nos permite determinar el desnivel entre dos puntos mediante el uso del nivel y la mira vertical. #a nivelación geom%trica mide la diferencia de nivel entre dos puntos a partir de la visual hori-ontal lan-ada desde el nivel hacia las miras colocadas en dichos puntos. 'uando los puntos a nivelar est!n dentro de los límites del campo topogr!fico altim%trico y el desnivel entre dichos puntos se puede estimar con una sola estación, la nivelación recibe el nombre de nivelación geométrica simple . 'uando los puntos est!n separados a una distancia mayor "ue el límite del campo topogr!fico, o "ue el alcance de la visual, es necesario la colocación de estaciones intermedias y se dice "ue es una nivelación compuesta
'.1.1.
N/9? G;369 S;4/ -+- / E36;
#a figura ..b representa el caso de una nivelación geom%trica simple desde el etremo. En este tipo de nivelación es necesario medir la altura del instrumento en el punto de estación * y tomar lectura a la mira colocada en el punto 1. 'omo se puede observar en la figura, el desnivel entre * y 1 ser!: AB = hI – lB Es necesario recordar que previo a la toma de la lectura a la mira en el punto B, es necesario estacionar y centrar el nivel eactamente en el punto A y medir la altura 4
Escuela profesional de Ingeniería Civil del instrumento con cinta métrica! Este proceso, adicionalmente a la imprecisión en la determinación de la altura del instrumento, toma m"s tiempo que el empleado en la nivelación geométrica desde el medio# adem"s que a menos que dispongamos de un nivel de do$le curvatura, no es posi$le eliminar el error de inclinación del e%e de colimación representado en la figura &!'!
'.1.2. N/9? G;369 S;4/ -+- / M- &upongamos ahora el caso de la nivelación geom%trica simple desde el medio, representado en la figura ..a. En este tipo de nivelación se estaciona y se centra el nivel en un punto intermedio, e"uidistante de los puntos * y 1, no necesariamente dentro de la misma alineación, y se toman lecturas a las miras colocadas en * y 1. #uego el desnivel entre * y 1 ser!: AB = lA – lB 3ótese "ue en este procedimiento no es necesario estacionar el nivel en un punto predefinido, ni medir la altura de la estación )hi+, lo "ue adem!s de agili-ar el proceso, elimina la imprecisión en la determinación de )hi+. 4ara anali-ar el efecto
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Escuela profesional de Ingeniería Civil del error de inclinación del eje de colimación en la nivelación geom%trica desde el medio, nos apoyaremos en la figura .5.
Estacionando el nivel en un punto E e"uidistante entre * y 1, y colocando miras verticales en ambos puntos, tomamos lecturas a las miras. $e eistir error de inclinación, el eje de colimación estaría inclinado un !ngulo 6 con respecto a la hori-ontal, por lo "ue las lecturas a la mira serían l7* y l71, generando el error de lectura ei, igual para ambas miras por ser distancias e"uidistantes a la estación. $e la figura .5 tenemos "ue: AB = lA – lB en donde, lA = l(A – ei lB = l(B – ei eempla-ando * y 1 6
Escuela profesional de Ingeniería Civil AB = )l(A – ei* – )l(B – ei* AB = l(A – l(B #a ecuación resultante nos indica "ue en la nivelación geom%trica desde el medio, el error de inclinación no afecta la determinación del desnivel, siempre "ue se estacione el nivel en un punto e"uidistante a las miras, no necesariamente en la misma alineación. #as ventajas presentadas por el m%todo de nivelación geom%trica desde el medio, hacen de este el m%todo recomendado en los procesos de nivelación.
'.1.'. N/9? G;369 C;4>+3 -+- / M- #a nivelación geom%trica compuesta desde el medio )figura .8.a+, consiste en la aplicación sucesiva de la nivelación geom%trica simple desde el medio. En la figura .8.a, los puntos 9 y 2 representan los puntos de cambio )4'+ o punto de transferencia de cota. El punto * es una Base de Medición )1+ o punto de cota conocida. E1, E2 y E3 representan puntos de estación ubicados en puntos e"uidistantes a las miras y los valores de l representan las lecturas a la mira. El desnivel entre * y 1 vendr! dado por la suma de los desniveles parciales A+ = lA – l+ + = l(+ – l B = l( - lB AB = A+ . + . B = )lA . l(+. l(* – )l+ . l . lB* &i a lA, l’1 y l’2 le llamamos lecturas atr!s )lA + y a l1, l2 y lB lecturas adelante )lA!+, tenemos "ue: AB = ;lA/ - ;lA0 7
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En la figura E(8 se han representado es"uem!ticamente el perfil y la planta de la nivelación a fin de recalcar "ue no es necesario "ue las estaciones est%n dentro de la alineación, ya "ue lo importante es "ue est%n e"uidistantes a los puntos de mira, a fin de eliminar el error de inclinación del eje de colimación. En la tabla /E .8 se resume el proceso de c!lculo de la nivelación propuesta.
En la tabla /E.8, la columna 9 identifica los puntos de estación, la columna 2 los puntos de ubicación de la mira, las columnas < y las lecturas atr!s y adelante en los puntos de cambio= en la columna > se han calculado los desniveles parciales p ? #*/ @ #*$ y en la columna se calculan las cotas de los puntos restantes a partir de la cota del punto conocido )*+ y los desniveles parciales.
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Escuela profesional de Ingeniería Civil 'omo control, la suma de las lecturas atr!s )columna <+ menos la suma de las lecturas adelante )columna + debe ser igual a la suma de los desniveles parciales )columna >+.
#. E>4
3ivel topogr!fico) tomar niveles o medir desniveles+
ira o regla graduada )medir los niveles y desniveles+
/rípode )apoyo del nivel topogr!fico+
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09 Aincha )cinta graduada en metros de material de acero o lona+
5. T6@ - 9;4 &e procedió a armar el trípode, para luego asentar el nivel topogr!fico, para despu%s armado dicho sistema se proceder! a nivelar el nivel topogr!fico mediante el centrado de ojo de pollo.
*rmado del sistema )trípode @nivel topogr!fico+
Entonces haciendo esto comprobaremos la eficiencia del nivel topogr!fico observando por la mira anotaremos los datos observados en la regla graduada )datos del hilo superior, medio, inferior+. 10
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". T6@ - @3 /eniendo ya los datos apropiados para la nivelación geom%trica compuesta procederemos a reali-ar las operaciones matem!ticas para calcular las nuevas cotas
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!. C9/>++
#os errores de cierre son menores "ue los errores m!imos permisibles para una nivelación ordinaria.
El nivel topogr!fico nos da medidas muy eactas por lo cual hay una confian-a en este instrumento de alta precisión.
*l usar las herramientas e instrumentos adecuados obtenemos las medidas correspondientes entonces reali-amos adecuadamente nuestro trabajo pedido.
. R9;-9+
eali-ando la pr!ctica se recomienda aplicar todos los conocimientos ad"uiridos hasta el momento para así obtener una mayor precisión en los datos a presentar
Berificar "ue el e"uipo este en perfectas condiciones. *l momento de observar por la mira del nivel topogr!fico anotar los datos )medidas+ con la mayor aproimación posible.
%. B@/68 •
•
/opografía: Corge endo-a $ueDas( niversidad 3acional de Fngeniería @ #imaG4erú @ 2000. /opografía 4ractica: &amuel ora HuiDones @ Editor I'o, #imaG4erú @ 9550.
10. ANEO PLANOS
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