UFBA - Aula 06 - Estudos Preliminares Topográficos - reconhecimento-exploração-locação

UFBA - Escola Escola Politécnica Politécnica - Departame Departamento nto de Transportes Transportes Disciplin Disciplina a ENG305 ENG305 – CONSTRUÇÃO CONSTRUÇÃO DE ESTRADAS - Prof a Denise Ribeiro Estudos Pré-Construtivos Pré-Construtivos

ESTUDOS

PRELIMINARES

• ESTUDOS TOPOGRÁFICOS


1 - IN INTR TROD ODUÇ UÇÃO ÃO • Para Para a cons constr truç ução ão de de uma uma estr estrad adaa os ES ESTUD TUDOS OS TOPOGRÁFICOS são considerados os principais, pois fornecem os elementos fundamentais para a elaboração do projeto geométrico.

• O Projeto Projeto geomét geométrico rico constit constitui ui na espinha espinha dorsal dorsal do projeto de engenharia de uma estrada.


1 - IN INTR TROD ODUÇ UÇÃO ÃO • Para Para a cons constr truç ução ão de de uma uma estr estrad adaa os ES ESTUD TUDOS OS TOPOGRÁFICOS são considerados os principais, pois fornecem os elementos fundamentais para a elaboração do projeto geométrico.

• O Projeto Projeto geomét geométrico rico constit constitui ui na espinha espinha dorsal dorsal do projeto de engenharia de uma estrada.


2 – PRO PROJE JETO TO GEO GEOMÉ MÉTRI TRICO CO - CON CONSI SIDER DERAÇÕE AÇÕES S • O projet projetoo geomé geométri trico co de um umaa estra estrada da é condic condicio ionad nado, o, princ principa ipalm lment ente, e, pelo tráfego previsto para nela circular e da topografia da região.

• A escol escolha ha da da categ categori oriaa técni técnica ca do proj projet etoo de uma uma estra estrada da é de sum sumaa importância, pois um projeto inadequado tanto pode atingir a capacidade da estrada antes do horizonte previsto, como pode ser oneroso e muito além da capacidade requerida.

• Caracter Característic ísticas as geométric geométricas as inadequa inadequadas das são são causas causas de acidente acidentess de tráfego, baixa eficiência e obsolescência precoce das estradas.


2 – PRO PROJE JETO TO GEO GEOMÉ MÉTRI TRICO CO - CON CONSI SIDER DERAÇÕE AÇÕES S • As estradas estradas para serem projetada projetadass precisam ser ser classificadas classificadas.. • As estradas estradas são classifica classificadas das por diversos diversos critérios critérios:: Classificação Tipos Jurisdição

Federal, estadual e municipal

Finalidade

Comercial e estratégica turística, militar, social.

(pioneira,

Técnica: Volume de Leve, médio e pesado. tráfego Característica técnica Classe especial (classe 0), 1, 2, 3 e 4.


2 – PRO PROJE JETO TO GEO GEOMÉ MÉTRI TRICO CO - CON CONSI SIDER DERAÇÕE AÇÕES S

Elementos principais de um projeto

Classe Técnica

Característica

Volume de Tráfego

Classe 0

Pista dupla com controle de acessos

Classe 1

Pista dupla ou simples controle parcial de acessos

Classe 2

Velocidade de Projeto / relevo da região Plano

Ondulado

Montanhoso

VMD>1400 ou decisão administ.

120Km/h

100

80

VMD>1400

100Km/h

80

60

Pista simples

700
100Km/h

70

50

Classe 3

Pista simples

300
80Km/h

60

40

Classe 4

Pista simples

VMD<300

70Km/h

50

35

VMD: volume médio diário

total

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2 – PROJETO GEOMÉTRICO - CONSIDERAÇÕES Outras características importantes: - Declividades longitudinais, - Distâncias mínimas de visibilidade (parada e ultrapassagem), - Faixa de domínio, - Controle de interseções, - Largura de acostamentos, - Largura e número de pistas de tráfego.


3- ETAPAS DOS ESTUDOS TOPOGRÁFICOS • O

projeto

geométrico é antecedido por uma série de estudos

topográficos, sendo organizado nas seguintes etapas de trabalho: ETAPAS DOS ESTUDOS TOPOGRÁFICOS:

a) Reconhecimento e elaboração do anteprojeto; b)Exploração de campo ou Projeto; c) Locação ou Projeto definitivo.

OBS: A possibilidade do prévio conhecimento de uma área ou a necessidade de maior dinamismo nos serviços, pode fazer com que essas etapas sejam otimizadas ou realizadas simultaneamente.


3- ETAPAS DOS ESTUDOS TOPOGRÁFICOS a) RECONHECIMENTO DA REGIÃO


3- ETAPAS DOS ESTUDOS TOPOGRÁFICOS

a) RECONHECIMENTO DA REGIÃO • É a primeira fase da escolha do traçado de uma estrada . • Nesta fase são detectados os principais obstáculos topográficos, geológicos, hidrológicos e escolhidos os locais para o lançamento de anteprojetos.


3- ETAPAS DOS ESTUDOS TOPOGRÁFICOS a) RECONHECIMENTO DA REGIÃO • PRINCIPAIS OBJETIVOS: – Levantar e analisar os dados de uma região; – Estudar uma larga faixa do terreno ao longo de um itinerário por onde pretende lançar o traçado da estrada; – Identificar os principais “pontos obrigados” que possam influenciar no traçado - hidrológicos, topográficos e geológicos, (rios, lagoas, pântanos, montanhas, etc.); – Escolher os prováveis e melhores traçados para a estrada.


3- ETAPAS DOS ESTUDOS TOPOGRÁFICOS a) RECONHECIMENTO DA REGIÃO • ELEMENTOS NECESSÁRIOS PARA A FASE DE RECONHECIMENTO: a)

Localização dos pontos inicial e final da estrada;

a)

Indicação dos pontos obrigatórios de passagem; Pontos Obrigatórios de Passagem de Condição - fatores políticos, econômicos, sociais, históricos, etc. - São determinados pelo órgão responsável pela construção.





Pontos Obrigatórios de Passagem de Circunstância - possibilita obras menos dispendiosas.

c)

Retas que ligam os pontos obrigatórios de passagem –



Diretriz Geral – liga os pontos extremos da estrada.



Diretriz Parcial - reta que liga dois pontos obrigatórios intermediários.



a) RECONHECIMENTO DA REGIÃO • TIPOS DE RECONHECIMENTO : – Mapas cartográficos; – Mapas geológicos; – Levantamentos topográficos; – Levantamentos aerofotogramétricos; – Imagens de satélites.



a) RECONHECIMENTO DA REGIÃO • TIPOS DE RECONHECIMENTO : MAPAS CARTOGRÁFICOS -Possibilidade de iniciar, no escritório, os trabalhos preliminares de lançamento das alternativas de traçados sobre os mapas ou cartas topográficas disponíveis.



a) RECONHECIMENTO DA REGIÃO Ex: MAPA CARTOGRÁFICO aplicado à fase de reconhecimento.


3- ETAPAS DOS ESTUDOS TOPOGRÁFICOS a) RECONHECIMENTO DA REGIÃO Ex: MAPA GEOLÓGICO aplicado à fase de reconhecimento.



a) RECONHECIMENTO DA REGIÃO • TIPOS DE RECONHECIMENTO : LEVANTAMENTOS TOPOGRÁFICOS - Reconhecimento terrestre: No caso de insuficiência ou inexistência de elementos cartográficos da região, os trabalhos de campo para o reconhecimento exigirão maiores detalhamentos para se definir os elementos topográficos, capazes de fornecer indicações precisas das alternativas de traçados. - Primeira Etapa - Inspeção local de todos os traçados possíveis (de automóvel, a cavalo, a pé, etc). - Segunda Etapa - levantamento topográfico das alternativas selecionadas – deve seguir as normas técnicas das características técnicas.



a) RECONHECIMENTO DA REGIÃO • TIPOS DE RECONHECIMENTO : LEVANTAMENTOS AEROFOTOGRAMÉTRICOS AEROFOTOGRAMETRIA é o nome dado ao método de obtenção de dados topográficos por meio de fotografias aéreas, geralmente, com o fim de mapeamento. Cada foto tirada em uma faixa de vôo, deve sobrepor-se a outra em 25% lateralmente, e em 60% longitudinalmente.



a) RECONHECIMENTO DA REGIÃO • TIPOS DE RECONHECIMENTO : LEVANTAMENTOS AEROFOTOGRAMÉTRICOS - Amplamente usado, devido às simplificações e aos excelentes resultados obtidos, principalmente em terrenos montanhosos. - Pode-se fazer estudos ESTEREOSCÓPICOS do traçado, pelo emprego de mosaico controlado. ESTEREOSCOPIA - observação em 3 dimensões de 2 fotos aéreas consecutivas que se recobrem parcialmente.



a) RECONHECIMENTO DA REGIÃO Ex: FOTO AÉREA aplicada à fase de reconhecimento.








3- ETAPAS DOS ESTUDOS TOPOGRÁFICOS a) RECONHECIMENTO DA REGIÃO • No final seleciona-se uma ou mais alternativas de traçado, cujos estudos topográficos foram desenvolvidos a partir de levantamento de natureza expedita, empregando-se métodos de baixa precisão. • No reconhecimento não se justifica levantar grandes detalhes topográficos, face ao caráter preliminar dos estudos.



b) ETAPA DE EXPLORAÇÃO


3- ETAPAS DOS ESTUDOS TOPOGRÁFICOS b) ETAPA DE EXPLORAÇÃO • PRINCIPAIS ESTUDOS E ANÁLISES: – Estudos detalhados sobre uma ou mais faixas do terreno escolhidas para a estrada (diretriz da estrada); – Utilização de escalas aerofotogramétricas e topográficas mais amplas que na fase anterior; e – Os resultados dos trabalhos fornecem informações sobre a topografia, hidrologia e geologia das faixas escolhidas.




3- ETAPAS DOS ESTUDOS TOPOGRÁFICOS b) ETAPA DE EXPLORAÇÃO • PRINCIPAIS AÇÕES: – Início do lançamento dos anteprojetos sobre as plantas topográficas da faixa escolhida; - Iniciam-se os reconhecimentos em campo, para os estudos de infra-estrutura e superestrutura da estrada; e – Lançamento, em campo, da poligonal de exploração.



b) ETAPA DE EXPLORAÇÃO • PRINCIPAIS PRODUTOS: – Os dados obtidos nessa fase permitem uma primeira avaliação dos custos e benefícios sobre cada uma das soluções propostas; e

– Escolha do anteprojeto mais adequado.


3- ETAPAS DOS ESTUDOS TOPOGRÁFICOS b) ETAPA DE EXPLORAÇÃO • SEQÜÊNCIA PARA LANÇAMENTO DO ANTEPROJETO: 1) Escolha, em planta, dos pontos de interseção das tangentes (PI); 2) Definição das coordenadas dos PI; 3) Marcação das tangentes entre os diversos PI, com os cálculos das tangentes;


3- ETAPAS DOS ESTUDOS TOPOGRÁFICOS b) ETAPA DE EXPLORAÇÃO • SEQÜÊNCIA PARA LANÇAMENTO DO ANTEPROJETO (cont.): 4) Escolha dos raios mais convenientes para as curvas circulares, evitando-se os obstáculos pré-conhecidos; 5) Cálculo das coordenadas dos pontos de curva (PC) e pontos de tangência (PT); 6) Cálculo do estaqueamento do traçado (estacas a cada 20.0 m);


3- ETAPAS DOS ESTUDOS TOPOGRÁFICOS Elementos da Curva Circular horizontal: O - centro da curva PI -ponto de intersecção das tangentes (prolongamento) PC -ponto de início da curva circular PT -ponto de inicio de tangente AC -ângulo central da curva T - tangente externa à curva


3- ETAPAS DOS ESTUDOS TOPOGRÁFICOS b) ETAPA DE EXPLORAÇÃO • SEQÜÊNCIA PARA LANÇAMENTO DO ANTEPROJETO (cont.): 7) Levantamento do perfil longitudinal do terreno sobre o traçado escolhido; 8) Escolha dos pontos de interseção das rampas (PIV), no perfil longitudinal; 9) Determinação das cotas e estacas dos PIV escolhidos;



b) ETAPA DE EXPLORAÇÃO • SEQÜÊNCIA PARA LANÇAMENTO DO ANTEPROJETO (cont.): 10) Cálculo das rampas longitudinais: inclinação extensão; 11) Escolha das curvas verticais, cálculo de cotas estacas dos PCV e PTV.


3- ETAPAS DOS ESTUDOS TOPOGRÁFICOS ELEMENTOS DA CURVA DE CONCORDÂNCIA VERTICAL


4 - ELABORAÇÃO DO PROJETO FINAL


4 - ELABORAÇÃO DO PROJETO FINAL • É uma fase para eventuais alterações e detalhamento do anteprojeto escolhido.

• SERVIÇOS REALIZADOS: – Cálculos de definição do projeto em planta; – Cálculos dos perfis longitudinais e seções transversais; – Cálculos das tabelas de locação do projeto no campo; – Justificativa das soluções e processos adotados;


4 - ELABORAÇÃO DO PROJETO FINAL • SERVIÇOS REALIZADOS (continuação): – Quantificação dos serviços; – Conhecimento e especificações dos materiais (existentes e a empregar); – Métodos de execução e orçamento da obra; – Memórias de cálculo.


4 - ELABORAÇÃO DO PROJETO FINAL – Geometria viária; – Movimentação de terras; – Infra-estrutura e superestrutura da estrada (sub-base, base e pavimento); – Obras de arte; – Paisagismo e sinalização.


4 - ELABORAÇÃO DO PROJETO FINAL • CONSIDERAÇÕES IMPORTANTES: - Para o desenvolvimento e detalhamento dos projetos construtivos, dois tipos de estudos são fundamentais, pois servirão de base a todos os elementos de projeto: . Estudos de prospecção geotécnica; e . Levantamentos e locações topográficas.


ESTUDOS TOPOGRÁFICOS

5. LOCAÇÃO TOPOGRÁFICA


ESTUDOS TOPOGRÁFICOS 5. LOCAÇÃO TOPOGRÁFICA: • Escolhido o projeto geométrico, é a locação que define no campo, a posição da estrada a ser construida.

• O início da viabilização de todos os elementos do projeto se dá por meio dos serviços de locação topográfica.


ESTUDOS TOPOGRÁFICOS 5. LOCAÇÃO TOPOGRÁFICA

• Locação é a implantação de marcas no terreno, través de piquetes, com a finalidade de lançar o traçado da POLIGONAL escolhida. Os instrumentos usados são: aparelho teodolito, trena de aço, 2

balizas

anotações.

e

blocos

para



• A poligonal levantada topograficamente na fase de exploração recebe a denominação de EIXO DE EXPLORAÇÃO OU

POLIGONAL DE EXPLORAÇÃO. •É

importante

observar

que

esta

poligonal

não

é

necessariamente igual à poligonal estabelecida na fase de reconhecimento, pois a equipe de exploração pode encontrar, nesta fase, uma linha tecnicamente mais indicada e que se situe ligeiramente afastada da diretriz do reconhecimento.



POLIGONAL DE EXPLORAÇÃO • A exploração compreende três operações distintas: a)Lançamento e estaqueamento da poligonal de exploração; b) Nivelamento e contranivelamento desta poligonal e c) Levantamento das seções transversais.


ESTUDOS TOPOGRÁFICOS 5. LOCAÇÃO TOPOGRÁFICA POLIGONAL DE EXPLORAÇÃO a)

LANÇAMENTO DA POLIGONAL DE EXPLORAÇÃO

•

A poligonal a ser implantada será a linha de apoio para os demais serviços topográficos, com o objetivo de colher elementos que possibilitem a representação gráfica do relevo do terreno ao longo da faixa.

•

O lançamento da poligonal de exploração deverá ser feito com base em medidas lineares (distâncias horizontais) e angulares (azimutes e deflexões) dos alinhamentos.



5. LOCAÇÃO TOPOGRÁFICA

POLIGONAL DE EXPLORAÇÃO ESTAQUEAMENTO DA POLIGONAL DE EXPLORAÇÃO – A medida usual é a estaca, que é uma medida linear equivalente a 20m, representado pelo número de estacas inteiras, seguido do sinal + e a fração de estaca em metros Ex: 10 + 12,20 = 10 estacas + 12,20m = 212,20m . - No campo Implementa e cadastra os piquetes elencados no anteprojeto, o mais próximo daquele que parecer mais conveniente à construção da estrada; – É um serviço que antecede a locação do eixo viário;


ESTUDOS TOPOGRÁFICOS

5. LOCAÇÃO TOPOGRÁFICA POLIGONAL DE EXPLORAÇÃO

– Inicialmente são locados os PI’s, sendo verificados os ângulos de deflexão das tangentes.

- Embora não coincidentes, as distâncias entre a poligonal de exploração e o eixo projetado não devem ser muito significativas.


Piquetes e estaca testemunha (Fonte: DE SENSO, 1980)


POLIGONAL DE EXPLORAÇÃO ESTAQUEAMENTO

Poligonal de Exploração com o estaqueamento (Fonte: DE SENSO, 1980)


Caderneta da Poligonal de Exploração VERTICE ESTACAS I II

ALINHAMENTOS (metros)

AZIMUTES

308,00

123º 15’

Zero ?

45º12’ D 348,50

III

168º27’

?

32º24’ E ?

IV

DEFLEXÕES

136º03’

45+12,00

62º35’ D 288,00

212º38’

?

Exercício: Complete a caderneta de alinhamento acima com as estacas e alinhamentos faltantes e desenhe a configuração da poligonal de exploração proposta.


REFERÊNCIAS BIBLIOGRAFIAS –

RICARDO, Hélio de Souza e CATALANI, Guilherme,

prático de escavação: terraplanagem e escavação de rocha ,

Manual 3ª. ed. –

São Paulo/SP: Pini, 2007.

–

ABRAM,

Isaac

e

ROCHA,

Aroldo.

Manual Prático de

Terraplenagem , 1ª ed., Salvador/BA, 2000. - COSTA, Pedro Segundo e FIGUEIREDO, Wellington C. Estudos

Projetos de Estradas , Editora da UFBA,Salvador-BA, 2000

e

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