República Bolivariana de Venezuela.Universidad de Carabobo.
Facultad de Ingeniería.Ingeniería Civil.
Departamento de Vialidad.Laboratorio de Topografía.
LEVANTAMIENTO TOPOGRAFICO
Integrantes:
Gómez, Rodolfo. C.I.:20.387.871
Navea, William. CI.: 20.889.488
Prof.: Guillermo Barela
Marzo, 2014
¿Qué es la topografía?
La topografía es una ciencia que estudia el conjunto de procedimientos para
determinar las posiciones relativas de los puntos sobre la superficie de la tierra y debajo
de la misma, mediante la combinación de las medidas según los tres elementos del
espacio: distancia, elevación y dirección. La topografía explica los procedimientos y
operaciones del trabajo de campo, los métodos de cálculo o procesamiento de datos y la
representación del terreno en un plano o dibujo topográfico a escala.
El conjunto de operaciones necesarias para determinar las posiciones de puntos en
la superficie de la tierra, tanto en planta como en altura, los cálculos correspondientes y la
representación en un plano (trabajo de campo + trabajo de oficina) es lo que comúnmente
se llama "Levantamiento Topográfico". La topografía como ciencia es la que se encarga de
las mediciones de la superficie de la tierra.
Memoria Descriptiva.
Objetivos:
Realizar el levantamiento topográfico en la Universidad de Carabobo exactamente
en la Facultad de ingeniería; con la finalidad de llevar con la topografía de la zona a un
plano de planta. El objetivo fundamental es realizar un levantamiento topográfico
siguiendo los procedimientos planimétricos y altimétricos aprendidos en la teoría de la
materia. Todos estos procedimientos son realizados para conocer las características del
terreno en estudio, detallando en los planos que se harán luego de la recolección y
procesamiento de datos, las curvas de nivel del terreno, y todos aquellos detalles del lugar
donde se realizó el levantamiento. Además se aprendió a:
Conocer y manejar las técnicas básicas de representación topográfica.
Conocer los pasos a seguir en un levantamiento topográfico.
Medir los elementos estructurales de una poligonal.
Reconocer y familiarizarse con el uso del Teodolito utilizado para la recopilación de
la información topográfica.
Conocer los errores, verificaciones y correcciones realizadas a un teodolito.
Aplicar los conocimientos de Altimetría.
Hacer y ejecutar la nivelación de un terreno dado y así obtener sus desniveles o
cotas.
Obtener las curvas de nivel y secciones transversales.
Realizar en el campo una Nivelación Geométrica.
Calcular una Nivelación Geométrica
Elaborar un plano a escala (comercial).
Otro objetivo relevante es la puesta en práctica de los conocimientos adquiridos
durante el curso, tanto en lo teórico como en lo práctico, que incluye el manejo de
fórmulas y del equipo de campo necesario para realizar levantamientos topográficos.
También se pueden destacar como objetivos secundarios:
Alcanzar un buen manejo de la realización de este tipo de levantamientos y de la
topografía en general; para que a la hora de ejercer la carrera, tengamos conocimientos
sólidos sobre esta rama y así poder elaborar proyectos de levantamientos topográficos de
una forma funcional.
Ubicación:
El levantamiento topográfico fue realizado en la Facultad de Ingeniería de la
Universidad de Carabobo. Municipio Naguanagua, Sector Bárbula, al final avenida
universidad a treinta (30) metros aproximadamente del puente de Bárbula en sentido Sur
Norte. Estado Carabobo.
Linderos:
El proyecto (levantamiento topográfico) tiene como linderos:
Norte: El decanato y plaza los mangos.
Sur: Arco de la Universidad.
Este: Facultad Ciencias y Tecnología
Oeste: La Avenida Universidad
Descripción del terreno:
La zona del levantamiento topográfico se realizó en la ciudad de Valencia, municipio Naguanagua - Estado Carabobo, específicamente en la Facultad de Ingeniería de la Universidad de Carabobo, la zona del levantamiento se encuentra en varias áreas de la facultad de ingeniería limitando con la facultad de ciencias y tecnología, el terreno está en la zona conformada por la parte de atrás de la Federación de Centro de Estudiantes, aulas de clase AE1, AE2, AE3 hasta la Facultad de Ciencias y Tecnología, limita con la pared perimetral que divide la Universidad con la avenida Universidad; es un área verde grande
comprendida con árboles, tanquillas, postes y casetas de electricidad, mesas, sillas y camineria. Todo esto comprende el proyecto de levantamiento topográfico.
Fechas de los levantamientos:
El levantamiento de los puntos del proyecto entre los días 17/01/2014 a 14/03/2014.
Referencias de los puntos:
Estación A: Fue colocada en el área verde al Sur de la zona delimitada, a metros
del auditorio verde de FACYT
Estación B: Colocada justo al norte del auditorio verde de facyt al lado de las
escaleras de la camineria.
Estación C: Ubicada detrás del AE3
Estación D: Ubicada detrás del AE1, kioscos de comida y pared perimetral.
Estación E: Situada entre las mesas de la zona diagonal a la estación C.
Instrumentos utilizados:
Estación total: Es un equipo de tecnología avanzada, inteligente, capaz de medir
con láser distancias a diferentes puntos y almacenar puntos medidos, entre
muchas más funciones y bondades. El mismo mide directamente distancias y
ángulos horizontales y verticales (sin tener que hacer cálculos manuales), puede
realizar varias mediciones en poco segundos, otorgando una mejor exactitud a la
hora de arrojar resultados. Para realizar las medidas se necesita de un prisma.
Apreciación: 1”.
Uso: Mide directamente las distancias, los ángulos horizontales y verticales, tanto
de las estaciones como de todos los puntos de detalle.
Nivel de Ingeniero: En las operaciones de nivelación, donde es necesario el cálculo
de las diferencias verticales o desniveles entre puntos, al nivel teórico se le anexa
un telescopio, una base con tornillos niveladores y un trípode.
Uso: El nivel de ingeniero lo utilizamos para calcular los desniveles existentes entre
las estaciones, tomando lecturas de frente y de espalda entre dos estaciones. Con
los datos recolectados de lectura de espalda y de frente realizamos el cierre
altimétrico del polígono.
Trípode: es un instrumento que tiene la particularidad de soportar un equipo de
medición como un taquímetro o nivel, su manejo es sencillo ,pues consta de tres
patas que pueden ser de madera o de aluminio, las que son regulables para así
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.
o El trípode fue de gran ayuda, en el apoyamos la estación total y el nivel de
ingeniero para realizar las mediciones respectivas en campo.
o El tipo de trípode que se utilizó en esta ocasión tiene las siguientes
características:
o Patas de metal e incluye cinta para llevarlo en el hombro.
o Diámetro de la cabeza: 158 mm.
o Altura de 1,05 m. extensible a 1,7 m.
o Peso: 2,5 Kg.
Cinta Métrica: Una cinta métrica es la reproducción de un número determinado de
veces (3,5,30,50,100 ) de la unidad patrón. Dependiendo del tipo de material en que
está construida una cinta, se obtiene una precisión determinada; las más comunes
son las metálicas y las de fibra de vidrio.
Durante la realización del proyecto se utilizaron cintas métricas de 2mm de
apreciación.
Uso: La Cinta métrica la utilizamos para medir la altura del instrumento cada vez que
estacionábamos la estación total.
Jalones: Son tubos de madera o aluminio, con un diámetro de 2.5 cm y una longitud
que varía de 2 a 3 m. Los jalones vienen pintados con franjas alternas rojas y blancas
de unos 30 cm y en su parte final poseen una punta de acero.
Nivel de Mano: Es un pequeño nivel teórico, sujeto a un ocular de unos 12 cm de
longitud, a través del cual se pueden observar simultáneamente el reflejo de la
imagen de burbuja de nivel y la señal que se esté colimando.
Uso: se utilizó un nivel de mano para nivelar el prisma y se pudo realizar la medicion
con la estación total.
Miras Verticales: Son reglas graduadas en metros y decímetros, generalmente
fabricadas de madera, metal o fibra de vidrio. Usualmente, para trabajos normales,
vienen graduadas con precisión de 1 cm. Comúnmente, se fabrican con longitud de 4
m divididas en 4 tramos plegables para facilidad de transporte y almacenamiento.
o Apreciación (a)= 1dm. Lado frontal.
o Apreciación (a)= 1cm. Lado posterior.
Uso: La mira fue utilizada para la nivelacion geométrica y calcular los
desniveles entre las estaciones.
Cabillas: Barra de acero de sección circular, de superficie estriada que se obtiene por
la laminación en caliente por medio de palanquillas.
Uso: se utilizaron cinco cabillas para referenciar cada estación que definen el
polígono.
Martillo: El martillo es una herramienta utilizada para golpear una pieza, causando su
desplazamiento o deformación.
Uso: para enterrar bien las cabillas en las cinco estaciones.
Minutas de Campo de Levantamiento topográfico: son registros de toda la data
obtenida durante los levantamientos.
Uso: para anotar los datos de cada punto de detalle del levantamiento.
Procedimientos:
Se ubicaron las estaciones de la poligonal de tal forma que cubrieran el terreno que se
quería levantar, y en sitios estratégicos en los que desde una estación se lograra ver con
claridad la estación anterior y la estación siguiente. Se tomaron 5 puntos para esta
poligonal A ,B ,C ,DyE.
Luego se realizaron lecturas con el teodolito en cada estación de los ángulos internos
de la poligonal; también se midieron con cinta métrica las distancias entre estaciones.
A continuación se empezaron a levantar los puntos de detalle desde cada estación,
leyendo en cada uno con la Mira Vertical, hilo medio, hilo superior, hilo inferior, y ángulos
vertical y horizontal. Se mide la altura instrumental cada vez que se estaciona el teodolito.
Todos estos datos deben ser vaciados en la minuta de campo.
Los datos suministrados por la estación total fueron distancia inclinada y ángulos
cenitales, para poder realizar el cierre lineal es necesario tener las distancias horizontales
que hay entre las estaciones. Es por ello que se realizó un promedio entre las distancias
horizontales que hay entre estación y estación; el promedio fue calculado debido a que
para cada estación de la poligonal se tomaron varias estaciones entre sus distancias y sus
ángulos cenitales correspondientes.
Una vez terminado el trabajo de campo, se procede a realizar el trabajo de gabinete,
con la ayuda de los conocimientos adquiridos durante el curso.
Procedimiento para el cierre angular:
Para comenzar a realizar el cierre angular se definió cuales eran las estaciones, luego se
midió los ángulos internos y las distancias con la estación total, la suma de los ángulos
internos del polígono debe dar igual a:
∑ Ángulosinternos=180 º (n−2 )
Donde “n” es el número de vértices que tiene la poligonal, para el caso en estudio, “n”
equivale a 5, de esta manera la suma de los ángulos internos debe dar 540°0’0”, y dió
540°0’4’’; esto indica que hay un error en el cierre, que se determina por medio de la
diferencia entre la sumatoria de los ángulos internos en campo y la sumatoria de los
ángulos internos teóricos, el signo de esta diferencia, indicará si el error ha sido por
exceso o por defecto . Luego según el criterio del topógrafo se repartirá el error para que
cierre la poligonal, se siguió el criterio de distribución uniforme en los vértices de la
poligonal. Este error se acepta solo si dicho error es menor que la tolerancia.
Si el error es menor que dicha tolerancia se procede a realizar la corrección, si el error da
mayor que la tolerancia se procede a volver a campo y volver a medir. La tolerancia es de
11.18” y el error obtenido es de 4”, lo que quiere decir que se puede proceder a realizar la
corrección angular; en el caso contrario se tendrían que volver a tomar las medidas.
Si el error es negativo la corrección es positiva; y si el error es positivo; la corrección es
negativa. Se distribuye el error y se obtienen los ángulos internos corregidos.
Conclusiones y Recomendaciones
Se recomienda tener nivelada la estación en todo momento para disminuir los errores,
asegurarse de anotar la altura de la estación total y del prisma cada vez que nos
estacionemos en un punto, también debe estar nivelado el prisma en el momento de la
medición, ubicándose los vértices del polígono en sitios donde se aprecie toda la zona.
Además la poligonal fue recorrida en sentido anti horario, encerando siempre en la
estación anterior para que el ángulo medido por la estación total sea positivo y facilitar el
trabajo a la hora de los cálculos. El primer error obtenido en el cierre (cuando se midió la
primera vez) no se encontraba dentro del rango permisible, pero se resolvió este
problema midiendo de nuevo y obteniendo un error permitido. El error angular dio 4” de
exceso y el criterio de repartición fue donde convergen las menores distancias.
Procedimiento para el cierre lineal:
Luego que tenemos la poligonal cerrada angularmente se procede a calcular el cierre
lineal, este procedimiento se realiza por medio de proyecciones. Con los acimutes
calculados y la distancia se proyecta las coordenadas de las estaciones, de la siguiente
manera:
ΔN=(Distancia )∗cos (Acimut )Deltanorte
ΔE= (Distancia )∗Sen (Acimut )Deltaeste
La sumatoria de las proyecciones (delta norte y delta este) debería dar 0, de no ocurrir
esto indica que hay un error por cierre lineal. Esta sumatoria dará un signo (positivo o
negativo) el cual se interpreta como: si la sumatoria de los delta norte y delta da negativo
se cometio un error de defecto y si da positivo el error sera por exceso. Al igual que en el
cierre angular, el error lineal solo se acepta si es menor a la tolerancia.
TL usada fue de 1 :2500a1:5000 lo que quiere decir es que cada 5 kilómetros se puede
cometer un error de 5 kilómetros.
Conclusiones y Recomendaciones
Para el cierre lineal realizado con la estación total, no hubo mayores problemas para
medir las distancias, se consiguió un error en delta norte por exceso y en delta este por
defecto, sin embargo a la hora de hallar la precisión de la medición utilizando el error
lineal y compararlo con la tolerancia lineal cumplió con la condición de que la precisión
tiene que ser menor a la tolerancia lo que nos permite concluir que las distancias fueron
tomadas correctamente y podemos proceder a corregir linealmente siguiendo el criterio
de la repartición de los delta norte y delta este proporcionalmente en función de la
distancia.
Tabla cierre Angular y Lineal
Procedimiento para la nivelación altimétrica:
Para el cálculo de los desniveles entre las estaciones se utilizó el método de nivelación
geométrica, con el uso del nivel de ingeniero, para lo cual nos ubicamos aproximadamente
en el centro de los alineamientos, o donde era posible observar la mayor cantidad de
estaciones. El desnivel entre dos puntos está dado, por la diferencia de lecturas atrás y
adelante.
Este método es recomendado ya que no requiere la altura del aparato y el desnivel no
queda afectado por un eventual error de lectura debido a la inclinación del eje de
colimación.
Donde Δ es la diferencia de cota, Lmatrás la lectura del hilo medio en la mira en la estación
ubicada atrás y Lmadelante la lectura del hilo medio en la mira de la estación de adelante.
Conocida la cota del punto D (493.551 ) entonces es posible calcular el resto de las cotas
de las estaciones aplicando este método.
Luego de recorrer completamente la poligonal se suman todos los desniveles de forma
algebraica y el resultado debería ser igual a cero. En caso de dar diferente es debido a que
existe un error en la medición por lo cual se debe hacer la corrección a cada desnivel. Este
error se va a repartir entre cada desnivel. Las correcciones van a tener prioridad en los
desniveles donde las distancias a las estaciones visadas sean las mayores o donde hayan
sido más difíciles tomar la medición, ya que se presume que allí fue donde se cometió el
error.
Tabla de Nivelación
Procedimiento para el cálculo de Acimut:
Para calcular los cinco acimut de las estaciones es necesario tener un acimut inicial la cual
no los dieron como un rumbo invertido, específicamente el rumbo de E a D. Como los
datos dados fueron las coordenadas en la estación D, cotas en el punto D y declinación
magnética en el punto D llevamos el rumbo E-D a acimut de D-E, el cual fue seleccionado
como nuestro acimut base.
A partir del acimut de D-E nos fuimos en sentido anti horario con los ángulos internos de
la poligonal para calcular cada uno del acimut correspondiente a cada estación.
Procedimientos para la realización de las curvas de nivel:
Para trazar las curvas de nivel, se usó el método de triangulación de cotas y distancias, el
cual consiste en realizar un triángulo en el cual se colocan las cotas de ambos puntos y una
distancia medida a escala, por lo que se supone que entre esos dos puntos pasan una o
varias curvas de nivel y se necesita determinar una longitud a escala que será una
distancia entre esos dos puntos de cota en el plano por el cual pasa dicha curva, eso se
hará entre cada punto de cota por el cual pasen entre ellos curvas de nivel; al determinar
estas distancias se procederá a unir los puntos determinados que tengan la misma cota.
En conclusión se necesita unir dichos puntos en todo el plano para que así quede
terminado dibujo altimétrico. Por otra parte, cabe señalar que en el proyecto se exigía la
realización de curvas de nivel cada 20 cm, pero con los resultados altimétricos obtenidos
en las minutas de cálculos se observó que el desnivel máximo del levantamiento
topográfico resulta poco práctico la realización de tantas curvas de nivel, por lo que sólo
se procedió a triangular entre las estaciones de la poligonal, no obstante, queda claro que
si se maneja el método para el trazado de curvas de nivel.
Cota Mayor X= siendo la distancia de la Cota menor a la curva
Cota de curva de nivel de nivel (a escala)
Cota Menor
Distancia medida a escala
Cota Mayor- Cota Menor Cota de curva de nivel – Cota menor Distancia medida a escala entre XCota mayor y menor
Cálculos de coordenadas de puntos de detalle:
Una vez que las estaciones están fijas se utiliza el método de radiación para establecer las
posiciones de los diversos puntos representativos del terreno. Este consiste en fijar la
posición relativa de los puntos de detalle con respecto a la estación desde la cual se
realizaron las mediciones.
Para lograr esto se procede de la siguiente forma:
1. Se instala la Estación Total o el teodolito en la estación de nuestra poligonal y se
enciende.
2. Se colima con alguna de las otras estaciones (en nuestro caso la estación anterior) y se
“encera” quedando como eje de referencia el alineamiento formado por ambas
estaciones.
3. Luego comenzamos a radiar los puntos de detalle con ayuda de la mira vertical, desde el
punto donde estemos estacionados, obteniendo las distancia, ángulo horizontal y ángulo
vertical.
4. Todos los datos tomados por el teodolito deben ir siendo anotados en las minutas de
campo durante la clase práctica.
5. Se calculan ΔN y ΔE de los puntos a medidos con respecto a la estación, con las
siguientes ecuaciones.
ΔN=D∗cosƟ
ΔE=D∗sinƟ
Ɵ=ángulo horizontal
D=distanciah orizontal
Luego, una vez tenido los Delta Norte y Delta Este se calculan las coordenadas norte y
este de los puntos, como sigue:
N=Nestaci ón+ΔN
E=Eestación+ΔE
6. Una vez obtenidas las coordenadas de los puntos se grafican en un plano a escala
comercial, para obtener la representación planimetríca del terreno.