Práctica Topografía VI Perfil Longitudinal y Transversal
Alumno
: Cristián Antonio Guerrero Cortés
Fecha
: 26 de Noviembre de 2012
Profesor (a)
: Sofía Alejandra Rojas Díaz
Asignatura
: Topografía I
Instituto
: Santo Tomás Sede Ovalle
INTRODUCCIÓN. Perfiles. Una de las aplicaciones más usuales de la nivelación geométrica es la obtención de perfiles del terreno, a lo largo de una obra de ingeniería o en una dirección dada. Las obras hidráulicas como canales o acueductos y las vías de comunicación y transporte, como caminos y ferrocarriles, están formados por una serie de trazos rectos y curvas acodadas a los trazos rectos. Generalmente la sección transversal de las obras mencionadas, posee un eje de simetría, que no varía de tipo a lo largo del trazado. Los diversos tipos de perfiles que se levantan tienen por objeto representar la forma y las dimensiones del terreno en la zona de proyecto.
Perfil Longitudinal. Se llama perfil longitudinal a la intersección del terreno con un plano vertical que contiene al eje longitudinal y nos sirve para representar la forma altimétrica del terreno. Los puntos del terreno por levantar quedan definidos durante el estacado del eje del proyecto, por lo cual, la distancia horizontal acumulada desde el origen del kilometraje es un dato conocido, que esta materializado en terreno, próximo a cada estacado. Se llama estacado, a un conjunto de señales o estacas clavadas para indicar la posición deleje del trazado, las que se colocan generalmente a distancias o intervalos iguales dependiendo dela naturaleza de la obra. La determinación de las cotas del estacado se hace mediante una nivelación geométrica, ligada y cerrada contra el sistema altimétrico de transporte de cota.
Nivelación de un Perfil Longitudinal. El levantamiento del perfil longitudinal en terreno corresponde a una nivelación geométrica de todas las estacas que lo conforman, llevando a un registro las lecturas que se observen conjuntamente con la distancia acumulada a cada punto. El registro que conviene emplear es del tipo “Por Cota Instrumental”. Antes de iniciar la nivelación geométrica del perfil longitudinal se debe establecer, a lo largo del estacado y a una distancia conveniente de él, puntos de referencia de cota conocida (P.R.). Estos puntos de referencia se ubicaran, no tan distantes del eje de
referencia del trazado como para que las medidas importen trabajo excesivo, ni tan cercanos como para que se vean comprometidos por el movimiento de tierras o labores auxiliares de la construcción de la obra. En todo caso su ubicación debe efectuarse sobre terreno estable y serán debidamente monumentados.
Perfiles Transversales de Terreno y Perfil Tipo. El perfil transversal es la intersección del terreno con un plano vertical perpendicular al eje longitudinal y nos sirve para tomar la forma altimétrica del terreno a lo largo de una franja de nivelación. El perfil transversal tiene por objeto presentar, la posición que tendrá la obra proyectada (perfil tipo) respecto del terreno y a partir de esta información, determinar la cubicación del movimiento de tierra, ya sea en forma gráfica o analítica. El perfil tipo representa las características finales que tendrá el proyecto. En el caso de un proyecto vial se consideran ancho de la pista, el bombeo, ancho bermas y su pendiente, los taludes, espesor de las capas estructurales etc. El perfil tipo es variable dentro del proyecto, debido que los parámetros antes mencionados pueden cambiar según las condiciones impuestas por la topografía, climatología y/o geología de la zona. A continuación se muestran algunos ejemplos de perfiles tipos: La Figura 4.1 representa un perfil tipo para un camino bidireccional, los taludes se encuentran en la relación 3/2 en corte y 2/3 en terraplén, el valor depende del tipo de suelo que se encuentre en la zona, así por ejemplo para la roca el talud de corte es 1/10.
La pista, la berma y sus bombeos respectivos, dependen de la funcionalidad del camino, el tipo de vehículo y de las condiciones climáticas de la zona. Los espesores de las capas estructurales dependen del tipo de vehículo que circule por el camino.
Figura 4.2 La Figura 4.2 representa el perfil tipo para un carretera unidireccional, se pueden apreciar taludes de corte en banco, cunetas, fajas, etc.
En la Figura 4.3se aprecia un perfil tipo para un túnel, donde indican sus dimensiones y las capas estructurales.
Procedimiento para levantamiento de perfiles transversales. Para efectuar el levantamiento de perfiles transversales se procederá de la siguiente manera: Definición del Perfil Transversal: En cada estaca del perfil longitudinal, se debe definir un eje transversal en la forma más perfecta posible. Se puede recurrir a medidas con cinta métrica o escuadras, que permitan asegurar su perpendicularidad. El eje transversal así definido se puede señalar, mientras dure su levantamiento, con estacas u otro elemento de instalación provisoria. Levantamiento de los Puntos Singulares: Para la confección del perfil transversal se deben tomar todos los puntos que definan o ayuden a definir cambios de pendientes del terreno, cruce de canales, cercos, y cualquier otro detalle de interés o punto singular. Recorriendo el eje longitudinal en el sentido creciente del kilometraje, las distancias horizontales sobre los ejes transversales que se miden hacia la derecha serán positivas y las que se midan a su izquierda serán negativas, ambas con su origen en el eje longitudinal, ver Figura 4.4. Las distancias horizontales se miden con cinta métrica y precisión corriente (cuidando su horizontalidad, etc.). En casos de fuerte pendiente se puede calcular midiendo la distancia inclinada entre los puntos y el desnivel, para posteriormente aplicar Pitágoras. Con un nivel de ingeniero se realizan las lecturas en la mira, se registran al centímetro y se refieren al sistema altimétrico del levantamiento, ya sea apoyándose en P.R. o en estacas de perfil longitudinal. En casos de pendientes fuertes o en túneles el desnivel se puede establecer trigonométricamente o por medio de instrumentos que midan por rebote, tales como las estaciones totales.
Los registros deben consignar, para cada punto del perfil, la distancia horizontal y los datos para determinar la cota. Si la medición es indirecta se debe agregar las columnas de los elementos que efectivamente se miden para calcular las distancias horizontales y verticales.
Dibujo de perfiles Longitudinales y Transversales.
Para dibujar perfiles longitudinales se utilizan dos escalas, una horizontal y otra vertical, la relación entre ellas debe ser 1/10, es decir la escala vertical es 10 veces mayor que la horizontal, por ejemplo si la escala horizontal es 1/1000, la vertical será 1/100.
La Figura 4.5representa parte de un perfil longitudinal la distancia entre las estacas es de20 metros y la cota de referencia (C.R) es de 220 metros, la longitud del perfil es de 240 metros.
Para dibujar las distancias deben ser transformadas al papel utilizando la escala horizontal1/1000, es decir, 20 metros de terreno representa en el papel 2 centímetros o 20 milímetros. Para dibujar las cotas restar la cota de referencia y transformar el valor resultante utilizando la escala 1/100, los datos dibujados se anotan en la viñeta según se muestra en la Figura 4.5.
Una de las principales utilidades del perfil longitudinal es permitir el trazado de la rasante (línea segmentada en la Figura 4.5), que corresponde a un conjunto de líneas y/o curvas que definen la posición altimétrica y pendientes finales del camino sobre el terreno. Existen varios criterios para trazar la rasante sobre el perfil longitudinal, los que van en directa relación con las especificaciones del proyecto. El caso del un camino se deben considerar los siguientes:
La rasante debe compensar los volúmenes de corte y terraplén.
Las pendiente deben estar comprendidas entre un ±10%, valor que puede variar dependiendo del tipo de vehículo y la velocidad de proyecto del camino.
Se deben evitar las pendientes iguales a 0%, porque causan problemas de drenaje.
APORTE PERSONAL.
Lugar y Fecha de Levantamiento Efectuado: 10 de Noviembre de 2012, 10:00 Hrs. Complejo Deportivo San Viator Camino a Sotaquí - Ovalle Coordenadas UTM: 294878.00 m E - 6612240.00 m S. Material y/o Instrumento Utilizado en la Práctica: 1. 1 Nivel: El nivel topográfico es un instrumento usado en topografía y agrimensura que, de manera análoga a un teodolito, permite medir niveles y realizar nivelaciones con precisión elevada. 2. 1 Estadal: No es más que una regla de campo. Su característica principal es que está marcada de manera ascendente. Tienen una forma de E que equivale a 5cms. Aunque existen muchas las más comunes están divididas en cada 10 cms, o sea llevan 2 E. Muchos errores se cometen al momento de realizar lecturas en la estadia. 3. Niveleta: Constituida de material plástico o aluminio. Contiene un nivel esférico. Su utilidad topográfica, es que permite dejar a plomada la mira (en dirección de la gravedad) cuando se realizan mediciones con el nivel. 4. Estacas: Es un objeto largo y afilado que se clava en el suelo. Tiene muchas aplicaciones, como demarcador de una sección de terreno, para anclar en ella cuerdas para levantar una tienda de campaña u otra estructura similar. 5. Cinta Métrica: Una cinta métrica o un flexómetro es un instrumento de medida que consiste en una cinta flexible graduada y se puede enrollar, haciendo que el transporte sea más fácil. También se pueden medir líneas y superficies curvas. 6. 1 Libreta de Registro:
Con el requerido material se dio inicio a la Nivelación Geométrica Compuesta o Lineal de Canal de Regadío de Sección Rectangular, siguiendo las instrucciones proporcionadas por la profesora Sofía Rojas Díaz. Se desarrollo de la siguiente manera: 1. Se procedió a instalar primeramente una estaca en un PR de cota 246msnm al costado del canal de sección rectangular, luego se siguió instalando estacas dentro del eje del canal cada 20m, contabilizando un total de 9 estacas; incluyendo PR, señalando que se tomó la compuerta metálica de entrada del canal como estaca N° 10, mencionado que el trayecto medido correspondió a 158,47m. 2. A continuación se instaló el nivel en una posición media del trayecto del canal a nivelar. 3. Se caló en 0° en el PR, procediendo a tomar las medidas de Hilo Superior, Hilo Medio e Hilo Inferior del PR y de las 9 estacas instaladas, más la medida del piso de la compuerta metálica de entrada al canal. En cada medición realizada en cada estaca se tomó medida del ángulo horizontal. 4. Los datos obtenidos se procesaron para la obtención del Perfíl Longitudinal del Canal Nivelado. 5. Sin cambiar la posición del instrumento, se midió bajo el siguiente procedimiento toma de datos para la obtención de Perfíl Transversal; un punto de terreno al costado del canal a una distancia arbitraria de la estaca instalada en el eje del canal, luego un punto en el borde del canal, a continuación un punto del fondo del canal de un costado, luego otro punto del fondo del canal del otro costado, inmediatamente un punto del borde del canal del otro costado y por último un punto de terreno al costado del canal del otro costado, contabilizando un total de 6 puntos por estaca instalada. 6. Además señalar que se calo en 0° en el 1° punto de terreno al costado del canal. Cabe señalar que esta operación se realizó en cada estaca medida en forma transversal (4 estacas en nuestro caso). Hacer mención que en cada punto medido según lo señalado anteriormente se tomó el ángulo horizontal. 7. Los datos obtenidos se procesaron para la obtención del Perfíl Transversal del Canal Nivelado.
FOTOGRAFÍAS
REFERENCIA GOOGLE EARTH.
