PERFIL LONGITUDINAL Y SECCION TRANSVERSAL

PERFIL LONGITUDINAL Y SECCION TRANSVERSAL

NDICE

1. Presentacin

2. Introduccin

3. Objetivos

4. Marco terico

5. Descripcin de la practica

6. Datos y clculos

7. Anexos

Instrumentos

Libreta de campo

8. Conclusiones

9. Datos adicionales

10. Bibliografa

INTRODUCCIN

La topografa es una ciencia geomtrica aplicada en la descripcin de la realidad fsica inmvil cercana. Es plasmar en un plano topogrfico la realidad vista en campo en el mbito rural o plasma de la superficie terrestre.

La nivelacin ha estimulado de una forma muy importante al desarrollo de la humanidad, ya que las construcciones de caminos, conductos de agua o canales, las grandes obras de arquitectura, entre otras, son una prueba notable.

La aplicacin ms importante de la nivelacin geomtrica, es la obtencin de perfiles de terreno a lo largo de una obra de ingeniera. Generalmente, la seccin transversal de las obras tiene un eje de simetra. As, se llama eje longitudinal de trazado, a la lnea formada por la proyeccin horizontal de la sucesin de todos los ejes de simetra de la seccin transversal. As el perfil longitudinal es la representacin grfica de la interseccin del terreno con un plano vertical que contiene el eje longitudinal, con esto obtenemos la forma altimetra el terreno a lo largo de la lnea de nivelacin. Y el perfil transversal es la representacin del terreno con un plano vertical, perpendicular al eje longitudinal en el punto del eje de simetra (estaca), realizada en cada uno de los puntos que definen el eje longitudinal, para poder calcular el volumen de excavacin y/o terrapln, para su perfecta utilizacin posteriormente en el futuro de la obra.

En este informe aplicaremos el conocimiento aprendidos en aula, uno de estos conocimientos es como poder hacer un perfil longitudinal y de esta hacer las secciones transversales de un terreno. EL perfil del terreno que se a desear comprender una distancia de 67.1 metros y secciones de 5 metros cada 20 metros y donde vare la pendiente de la carretera.

OBJETIVOS

Objetivo General:

a) A travs de los conocimientos adquiridos en la clase terica, el objetivo se enfatiza al desarrollo de habilidades y destrezas necesarias para confeccionar los diversos datos de campo en la determinacin de un perfil que muestre con una precisin considerable las caractersticas reales del terreno dispuesto a levantamiento topogrfico.

b) Hacer una correcta utilizacin de los instrumentos empleados (nivel, mira y eclmetro), lo que debe unirse a una correcta toma de las medidas requeridas.

Objetivos Especficos:

a) Alcanzar a conocer la forma del terreno y sus depresiones y elevaciones, por medio de la elaboracin de los perfiles (Perfiles longitudinales y transversales )

b) Determinar elevaciones y desniveles de diferentes puntos del terreno aplicando el Mtodo de Nivelacin Compuesta.

c) Determinar mediante el perfil longitudinal la rasante que pasa por dos puntos obligados, correspondientes a la estacin inicial y la estacin final.

d) A travs del clculo de la rasante en el perfil longitudinal, proyectar sta a las secciones transversales correspondientes a cada estacin.

e) Calcular las elevaciones correspondientes a cada punto del levantamiento, tanto de las estaciones como de las distancias de cada seccin transversal (esto es las distancias 5m tanto izquierda como derecha)

f) Determinar los valores de corte y relleno a travs de la rasante y el terreno en estudio.

MARCO TERICO

IMPORTANCIA DE LA PRCTICA

Esta prctica de campo sirve como referencia para el conocimiento de las diversas aplicaciones de los procesos altimtricos; uno de ellos y de gran importancia para la ingeniera civil. Lo mencionado anteriormente se enfatiza a la aplicacin de los resultados obtenidos en la nivelacin, pero es necesario indicar que esta contiene diversos mtodos a la hora del levantamiento topogrfico y que se rige directamente por condiciones especficas, es decir, dependiendo de las caractersticas del terreno y los medios disponibles para realizar el trabajo topogrfico. El proceso de Nivelacin con el mtodo de nivelacin simple y compuesta est referido a la parte de la nivelacin diferencial que es de uso muy comn y cuya aplicacin se da en el mbito del diseo de carreteras con estudios de perfiles longitudinales a travs de un eje central y el estudio de las secciones transversales referentes a las estaciones establecidas. Esto es objeto de estudio para la determinacin de pendientes o rasantes que determinarn el nivel que la obra longitudinal tendr en la finalizacin del trabajo, as como el clculo de profundidades de corte y relleno que interesan al contratista para la elaboracin del presupuesto para la fase de movimiento de tierra.

ASPECTOS GENERALES

A la operacin de nivelar puntos situados a corta distancia entre s, al o largo de una alineacin determinada se le llama nivelacin de un perfil. En los proyectos y levantamientos topogrficos para carreteras, ferrocarriles, canales, etc. Se colocan estacas u otras seales a intervalos regulares a os largo de una alineacin ya fijada, ordinariamente en el eje de la obra. El intervalo entre las estacas suele ser de 50 metros, 20 10 metros, de acuerdo a la precisin requerida en el proyecto. Las secciones transversales son necesarias determinarlas cuando se necesita conocer la verdadera forma del terreno en una cierta extensin como trabajo previo y auxiliar para obras de riego, movimiento de tierra, edificios, etc.

Secciones transversales y perfil longitudinal

El empleo de este mtodo facilita el trazado de las curvas de nivel y si dichas secciones son debidamente escogidas, las precisiones en el trazado de las curvas pueden compararse con las obtenidas empleando los mtodos directos. Las secciones deben espaciarse de acuerdo con las caractersticas del terreno, as en lugares donde las curvas de nivel tengan una curvatura pronunciada deben hacerse menos separadas, debiendo determinarse, en la parte ms baja de los valles, una seccin que coincida lo ms aproximadamente posible con la lnea de vaguada. Los perfiles se denominan Longitudinales, cuando se desarrollan en el sentido de las alineaciones que los definen y Transversales, cuando determinan un corte o seccin de terreno perpendicular al anterior. Los perfiles transversales tienen un punto comn con el longitudinal en el que se intersecan, el cual se conoce con el nombre de punto de eje, y es el origen del que parten las operaciones, considerando el perfil transversal dividido en dos sentidos: derecho e izquierdo, y por tanto, las distancias sern referidas adicho punto segn el sentido de avance de la obra.

Otra forma de representar el terreno es a travs de perfiles o secciones, mostrando las inflexiones del terreno y sus puntos singulares. Los perfiles longitudinales nos dan la seccin del terreno a lo largo de un trazado lineal, y perpendiculares a este eje, cada determinada distancia, se realizan las secciones transversales, cuya longitud depender de la franja a representar a cada lado del eje longitudinal.

Muy utilizados en obras lineales, nos permiten estudiar los posibles trazados, y encajar las secciones tipo en el terreno, calculando as los volmenes de movimiento de tierras.

Los perfiles se realizan tambin para todo tipo de estudios hidrogrficos (clculos de caudales y avenidas), y son la mejor representacin de redes de saneamiento, abastecimiento o cualquier tipo de canalizacin, representando tanto el terreno en superficie como la rasante hidrulica.

PERFILES LONGITUDINALES.

Es un perfil topogrfico a lo largo del eje de la planta, por lo tanto es la interaccin de la superficie topogrfica con el plano vertical que contiene al eje de la planta. Es la representacin grfica del terreno, como si se hubiese realizado un corte a lo largo del eje de simetra vertical de la va de la imagen (flecha roja)

El perfil longitudinal se utiliza para proyectar el alzado de la carretera. Se puede obtener a partir de la cartografa base (que tendr curvas de nivel), pero lo ms preciso es obtenerlo despus de realizar el replanteo del eje de la carretera. A la vez que se replantean los puntos secuenciales se toman sus cotas.

El perfil del terreno se representa en unos ejes cartesianos: en el eje X, las distancias reducidas, que son desarrollos desde el origen (punto kilomtrico cero) y en el eje Y las cotas.

Para obtener el perfil longitudinal, primero se debe estacar el eje de simetra en terreno, para luego obtener las cotas de este eje a travs de una nivelacin geomtrica.

En caminos se acostumbra generalmente estacar cada 20metros en recta y en curvas se suele llevar a 10metros.

Las estacas indican el eje, entonces siempre deben clavarse de modo que su cabeza quede a ras de suelo, al lado se coloca una auxiliar (estaca) que sirve de testigo en la cual se anota el N o el kilometraje que corresponde.

La nivelacin se hace por cul de los mtodos descritos anteriormente para llevar un control del posible error (nivelaciones cerradas).

El perfil longitudinal se dibuja en un plano, en que las escalas son distintas para darle un mayor realce a los quiebres del terreno.

En general, la escala horizontal es 10 veces ms reducida que la vertical, las escalas ms usadas son:

H = 1: 1000 H = 1: 500

V = 1: 100 V = 1: 50

PERFILES TRANSVERSALES

Es la interaccin del terreno, con un plano vertical normal al eje longitudinal del terreno, o sea los perfiles transversales son perpendiculares al perfil longitudinal.

Generalmente, estos perfiles transversales se toman frente a cada estaca que indica el trazado. El objetivo de estos perfiles es obtener frente a cada estaca la forma exacta de la seccin transversal de la obra, para hacer el clculo del volumen de excavaciones o terraplenes.

Proporcionan la informacin necesaria del terreno en la franja que necesitamos conocer, dependiendo del tipo de obra y ocupacin de la misma con el movimiento de tierras, cuya anchura puede variar desde unos pocos metros en obras de canalizaciones hasta ms de 100metros en autopistas, dependiendo de la pendiente del terreno y de las pendientes de desmonte y terrapln de la seccin tipo.

Cuando los perfiles transversales son muy uniformes (caminos, arroyos, hitos, linderos, etc.), se deben levantar de igual manera que los perfiles longitudinales, anotndose las altitudes y distancias ledas. A su vez se dibujan todos los detalles en un croquis, sobre el cual se anotan todas las medidas y lecturas hechas durante el levantamiento.

El perfil transversal se dibuja de modo que la izquierda y la derecha sean las del perfil longitudinal, suponiendo que se recorre en el sentido de su numeracin ascendente. Adems se deben dibujar en una sola escala, es decir, la escala horizontal ser la misma que la vertical, puesto que la determinacin de parmetros as lo requiere.

Para determinar la forma transversal del terreno, es necesario determinar las cotas de una serie de puntos a ambos lados del Eje, con los mtodos ya vistos (Nivelacin Directa). Se escogen estos puntos de manera que representen un detalle determinado de la forma del terreno, de ah que se deben tomar los puntos donde hay un quiebre notable de la pendiente del terreno. Adems, hay que medir las distancias horizontales a partir del eje del estacado. Se deben identificar los puntos claramente si son de la izquierda o de la derecha, para ello se debe tomar en cuenta el sentido de avance de la obra.

Pendiente

Se entiende por pendiente de un terreno, en general, a su inclinacin respecto a la horizontal; puede ser ascendente o descendente, segn el punto de observacin. Se el terreno es horizontal su pendiente es cero. Las pendientes ascendentes se denominan particularmente rampas conservndose el trmino pendiente para nombrarlas en general y para el caso particular de las descendentes. La pendiente es el cociente que resulta de dividir la diferencia de nivel existente entre los dos puntos entre la distancia que separa a ambos puntos. La forma ms usual de expresar las pendientes es en tanto por ciento (%) indicando el nmero la diferencia de nivel existente por cada 100 unidades, aunque en la prctica est muy generalizado indicar el tanto por uno, por resultar ms conveniente para los clculos. Por lo anterior expuesto la pendiente queda expresada de la forma siguiente:

P = ((Elevacin final Elevacin inicial)/ D)* 100

Dnde:

D = distancia horizontal

Dibujo de perfil longitudinal

Se construye a partir de los datos de campo, se empieza el dibujo en la parte izquierda del palpe, aumentando hacia la derecha de acuerdo al orden del estacionamiento, utilizando dos escalas, una horizontal (eje X) y una vertical(eje Y), la escala vertical se dibuja siempre ms grande que la horizontal, generalmente es una relacin 10:1.

Dibujo de secciones transversales

Son de gran importancia para el clculo de las reas y volmenes tanto para obras longitudinales como superficiales, los datos del levantamiento de este tipo sirven para confeccionar un plano con curvas de nivel para ello se determina la altura del instrumento para cada estacin por medio de visuales de espalda en la estaca central y se va colocando la mira a distancias constantes a la derecha y a la izquierda del eje central o en aquellos puntos donde haya cambios de pendientes bruscos. El dibujo de secciones transversales es similar al del perfil longitudinal con la diferencia que se dibuja a escala natural. La seccin transversal se dibuja una debajo de la otra y en cada seccin se coloca el nmero de estacin, el dibujo se inicia en la parte inferior del papel con la estacin inicial.

DESCRIPCIN DE LA PRCTICA

DATOS Y CLCULOS

ANEXOS

INSTRUMENTOS

WINCHA

Llamada tambin cinta topogrfica, cuenta con una graduacin y permite medir de forma directa una distancia.

Para poder medir con la cinta topogrfica primero se debe ubicar el cero de la cinta, luego debemos observar cuales son las menores divisiones de la cinta lo cual nos va a dar una idea de la precisin de la cinta. En nuestro caso la cinta contaba con una divisin de 2mm por un lado y por el otro lado presentaba una divisin en pulgadas, por lo cual la precisision de la cinta era de 2mm.

Longitud Mxima: 50m.

Modelo: Fibberglass Long Tape CST/bergier

LA MIRA

Se puede describir como una regla de cuatro metros de largo, graduada en centmetros y que se pliega en la mitad para mayor comodidad en el transporte. Adems de esto, la mira consta de una burbuja que se usa para asegurar la verticalidad de sta en los puntos del terreno donde se desea efectuar mediciones, lo que es trascendental para la exactitud en las medidas. Tambin consta de dos manillas, generalmente metlicas.

EL TRPODE

Es un instrumento que tiene la particularidad de soportar un equipo de medicin como un taqumetro o nivel, su manejo es sencillo, pues consta de tres patas que pueden ser de madera o de aluminio, las que son regulables para as poder tener un mejor manejo para subir o bajar las patas que se encuentran fijas en el terreno. El plato consta de un tornillo el cual fija el equipo que se va a utilizar para hacer las mediciones.

El nivel de ingeniero

El nivel de ingeniero es un instrumento cuya finalidades la medicin de desniveles entre distintos puntos, los cuales se encuentran a diferentes alturas una de la otra. Cuenta con un anteojo, cuya finalidad es la de efectuar la puntera, que est unido a un nivel tubular, el cual puede girar alrededor de un eje vertical y est ubicado sobre un trpode.

ECLIMETRO

Es un instrumento de medicin utilizado para determinar la horizontalidad o verticalidad de un elemento. Existen distintos tipos y son utilizados por agrimensores, carpinteros, albailes, herreros, trabajadores del aluminio, etc.

Se caracteriza por su manejo sencillo y la rapidez con que se pueden determinar los ngulos de elevacin y de depresin. Se utiliza para mediciones preliminares, construcciones de carreteras y lneas ferrocarriles, secciones transversales, gradientes e exploraciones de pendientes, para mediciones geolgicas y forestales, etc.

LIBRETA DE CAMPO

CONCLUSIONES

Una vez concluida la prctica, podemos concluir que:

La determinacin de altura de puntos por el mtodo de Nivelacin trigonomtrica facilita la realizacin de trabajos topogrficos de ndole altimtricos, en donde podemos encontrar diversos factores tales como el tiempo requerido para efectuar el trabajo, la disposicin de equipo topogrfico adecuado, el fcil manejo de los datos al momento de realizar los clculos, etc. Esto significa un ahorro en los medios disponibles a utilizar. Pero esto no sintetiza la verdadera importancia del mtodo, ya que generalmente est dirigido a los trabajos donde haya presencia de grandes extensiones de terrenos y demasiados desniveles entre distancias mnimas.

Se hall correctamente los clculos del dicho levantamiento topogrfico por nivelacin compuesta del rea que el ingeniero nos asign.

Se aprendi a realizar una nivelacin compuesta.

El Nivel Topogrfico es el instrumento adecuado para realizar este tipo de trabajos, siempre y cuando se cuente con los recursos adecuados y el personal est capacitado.

Gracias al nivel topogrfico, es posible determinar la diferencia de alturas de diferentes puntos.

La mira debe estar vertical para evitar errores por la inclinacin de esta.

DATOS ADICIONALES

COMPENSACION DE NIVELACIONES

Cuando se nivela un circuito cerrado, la cota que se obtiene para el punto inicial una vez cerrada la nivelacin no siempre es la misma que se dio como conocida.

Los puntos tomados en el recorrido de la nivelacin, estn afectados por el error, estos se corregirn si el trabajo as lo requiere. Para compensar los puntos nivelados existen dos mtodos que son por el nmero de puntos de cambio y por distancia recorrida. El uso de cada mtodo esta determinado, segn de qu manera est repartido el error (en funcin de la distancio recorrida o la cantidad de puntos de cambio)

Si al comparar el error de cierre con la tolerancia resulta que este es mayor que la tolerancia, se hace necesario repetir la nivelacin. En caso de verificarse que el error es menor que la tolerancia se procede a la compensacin de la misma siguiendo uno de los mtodos de compensacin que se describen a continuacin:

1. En funcin del camino recorrido: El error de cierre debe ser menor o igual al error admisible, ste depende de la precisin en la que se est trabajando.

Tn = m k

En Donde:

Tn: tolerancia para el error de cierre en mm.

m: valor dependiente de los instrumentos, mtodo y tipo de nivelacin requerida.

k: longitud total de la nivelacin en km.

En la formula anterior podemos observar que la tolerancia est en funcin de la distancia nivelada, razn por la cual es uno de los mtodo de ajuste de nivelacin que distribuya el error en forma proporcional a las distancias.

2. En funcin del nmero de posiciones instrumentales: Es mtodo es ms sencillo que el anterior, ya que supone que el error se comete cobre los puntos de cambio y es independiente de la distancia nivelada, por lo que utilizaremos la siguiente correccin:

C = -En / N

En Donde:

En: es el error de cierre.

N: es el nmero de puntos de cambio.

* El error de cierre debe ser menor o igual al error admisible.

APLICACIONES DEL TRABAJO A LA INGENIERIA:

La topografa se divide en planimetra (levantamiento y trazo de polgonos, trazo de carreteras, ferrocarriles, canales, etc...) y altimetra (levantamiento de curvas de nivel, control vertical en la construccin de edificios, tanques, etc.).

Sirve para hacer pruebas y ver a qu nivel sobre el mar nos encontramos, la altura de cada punto y ver sus distancias de punto a punto; esto en la realidad se podra, se aplica cuando el ingeniero civil hace una obra de agua y alcantarillado en la ciudad.

FALTAS EN LANIVELACIN:

* Confusin de los nmeros en las lecturas. Esto se evita leyendo dos veces

Ejemplo:

Leer y anotar 2. 75 cuando en realidad la lectura es 3.75.

* Anotar las lecturas de Atrs en la columna de las de Adelante y viceversa.

* Punto de apoyo errado: cuando no est bien definido, al darse vuelta el alarife pierde el punto, o cuando pasa un vehculo.

* Error de Calculo: Se confunde en la operacin de sumar y restar. Primero se deben hacer las sumatorias de todas las lecturas atrs y adelante para ver el desnivel general y despus calcular las cotas intermedias y se debe llegar a la misma cota final.

BIBLIOGRAFA

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