Informe Nivelacion Abierta y Cerrada

Universidad Nacional Federico Villarreal Asignatura de Topografía I Nivelación Cerrada y Abierta

Índice I.

Objetivos……………………………………………………………………………2

II.

Generalidades…………………………………………………………………..….2

III.

Ubicación………………………………………………………………………..…8

IV.

Equipos y materiales utilizados……………………………………………..….…..9

V.

Metodología y procedimiento empleado en la práctica…………………….….…12

VI.

Conclusiones…………………………………………………………….….……..15

VII.

Bibliografía…………………………………………………………………..……16

VIII. Anexos……………………………………………………………………….……16..

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I.

OBJETIVOS:

1.

Objetivo general:

Aplicar los conocimientos del procedimiento de Nivelación Cerrada y Abierta en el levantamiento de un terreno ubicado en el Anexo 18 de la Universidad Nacional Federico Villarreal. 2.

Objetivos específicos:   

II.

Registrar y realizar cálculos de los desniveles del terreno de trabajo. Definir la variación de elevación del lugar de estudio. Determinar con precisión los vértices del polígono. GENERALIDADES:

Se denomina nivelación compuesta o línea de nivelación, el método por el que se obtiene el desnivel entre dos puntos encadenando el método de nivelación simple de punto medio. Se realiza más de una estación para determinar el desnivel entre los dos puntos. Si los puntos cuyo desnivel quiero hallar están excesivamente separados entre sí, o la diferencia de nivel es mayor que la que puede medirse de una vez, se hace necesario encontrarlo realizando varias determinaciones sucesivas, es decir, efectuando una nivelación compuesta. En las líneas de nivelación, el procedimiento de observación es el siguiente.Sean A y E aquellos puntos de los que interesa encontrar su desnivel.Situamos la mira en el punto de salida A y la segunda mira en B, a una distancia que permita aplicar el método del punto medio. Se efectúan las lecturas de frente y de espalda. El desnivel vendrá dado por: ∆HA B = LE - LF

A continuación la mira en B se gira, sin moverla de su emplazamiento queda mirando hacia C, donde se instala la mira que estaba en A. El instrumento se sitúa equidistante a B y C y se efectúan las lecturas.

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s decir, que el desnivel total es el resultado de restar de la suma de todas las miras de espalda la de todas las de frente. Las miras deben estar situadas sobre superficies estables. Cuando los puntos en los que se tenga que situar la mira no tengan permanencia, se hará uso de una basada o zócalo como superficie de apoyo. Se coloca la basada, se pisa ésta, se coloca la mira, y no se levanta la mira hasta que no hayamos realizado las observaciones de frente y de espalda sobre ella. No se debe olvidar que si se trata de un punto de altitud conocida o previamente señalizado, no se colocará basada ó zócalo. Si la distancia entre A y E obliga a realizar numerosos tramos, es conveniente materializar sobre el terreno alguno de los puntos intermedios, consiguiendo con ello una gran ayuda de comprobación y cálculo de la línea de nivelación. Estos tramos se denominan anillos. Al principio y final de cada anillo se colocarán estacas para materializar dichos puntos de forma que se pueda tener un control de las niveladas. Estas estacas se pueden situar cada 400 metros aproximadamente, pero su longitud depende principalmente de la pendiente del terreno y de la experiencia del operador.

Las líneas de nivelación se clasifican en: • Línea Nivelación Geométrica

de

Nivelación

Sencilla.

Tema

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• Línea de Nivelación Doble.

Una línea de nivelación es sencilla si el camino se recorre una sola vez, es decir, se parte de A y se llega al punto E nivelando por el método del punto medio encadenado. Una línea de nivelación es doble cuando el camino se recorre dos veces. En estos casos se definen la línea de nivelación de ida, y la línea de nivelación de vuelta. La línea de nivelación de vuelta no tiene que ser la misma, la única condición es que pase por los mismos puntos fijos, estacas, clavos, que se hayan dejado como señal, en los extremos de los anillos. Todas las nivelaciones han de ser encuadradas, es decir, el punto de salida y de llegada ha de tener altitud o cota conocida.

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2.1 LÍNEA DE NIVELACIÓN SENCILLA.

Una línea de nivelación sencilla es una nivelación geométrica compuesta en la que se aplica el método del punto medio para ir desde un punto A a un punto E en un solo recorrido. Como obligatoriamente ha de ser encuadrada, para poder aplicar este método tendremos que conocer de antemano la altitud de A y de E. El objetivo del trabajo es dotar de altitudes a puntos intermedios distribuidos a lo largo de la línea.

La línea se divide en anillos por medio de estacas (cada 400 metros aproximadamente), o siguiendo criterios de endiente del terreno. Son necesarios estos puntos fijos para permitir la comprobación del trabajo y la localización de errores. En campo se tomarán lecturas de frente y espalda en cada estación, la suma de todas ellas nos permitirá calcular los desniveles de cada anillo. Obtención de desniveles. Se calculan los desniveles de los anillos que componen la línea a partir de la diferencia de lecturas de frente y de espalda. Error de cierre.

A partir de los datos previos HA , HB , podrá calcularse el valor teórico del desnivel en la línea: Tipos de compensación.

La compensación consiste en hacer que se cumpla la geometría del modelo. Se reparte el error de cierre entre los datos de campo de forma que el error de cierre sea cero. Se pueden adoptar los siguientes criterios:

• Proporcional a los desniveles parciales. • Proporcional a las distancias de los tramos. 4

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• Partes iguales a los tramos.

• Proporcionales a los desniveles parciales El error de cierre con signo contrario se divide entre la suma total de desniveles en valor absoluto, y se multiplica por el valor absoluto del desnivel que corresponde al tramo cuya compensación queremos calcular • Proporcional a las longitudes de los tramos.

El error de cierre cambiado de signo, se divide entre la suma de las longitudes de los tramos, y se multiplica por la longitud del tramo cuya compensación se desea obtener. Este calculo se repite para cada tramo. • Partes iguales El error de cierre cambiado de signo se divide entre el número de tramos, el valor obtenido es el valor a aplicar como compensación a cada uno de los desniveles. 2.2 LÍNEA DE NIVELACIÓN DOBLE.

Normalmente las líneas de nivelación tiene una longitud de varios kilómetros. En las líneas de nivelación sencillas sólo se tiene comprobación del resultado cuando se finaliza la nivelación. Si no es tolerable el error de cierre, se hace necesario repetir el trabajo. Este inconveniente se evita, y al mismo tiempo se aumenta la precisión, efectuando las medidas por duplicado, es decir, haciendo lo que se llama una doble nivelación. Para ello se divide el recorrido de la línea en anillos de tal modo que los extremos de éstos estén situados en superficies estables y que se encuentren perfectamente señalizados. Se efectúa la nivelación en un sentido: nivelación de ida, trabajando con el método del punto medio. Concluida la nivelación de ida, se inicia la de vuelta, debiendo ser paso obligado de las miras los extremos de los anillos.

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Hay dos tipos de líneas de nivelación :

• Abierta. • Cerrada. Línea de nivelación doble abierta. Son aquellas en la que partimos de un punto conocido y terminamos en otro punto conocido pero sin ser el mismo.

datos de partida se dispone de las cotas o altitudes de los puntos inicial y final. Se conoce por tanto previamente la altitud de A y E. Línea de nivelación cerrada. Son aquellas en la que partimos de un punto conocido y terminamos en otro punto conocido que coincide con el de partida. Sólo se conoce la altitud de A. Normalmente este método seaplica para dar coordenada al punto E.

En gabinete hay dos etapas que tenemos que diferenciar:

A) CONTROL DE LOS DATOS DE CAMPO: • Control de los desniveles de los anillos. • Control de la línea de ida y de vuelta.

A) CONTROL DE LOS DATOS DE CAMPO.

El primer trabajo de gabinete consistirá en efectuar el control de los datos de campo, para darlos por válidos y roceder al cálculo de la línea de nivelación correspondiente.

Sean A y E los puntos de los que nos interesa encontrar el desnivel, y sean B, C y D los extremos de los anillos de la línea.Control de los desniveles de los anillos

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Las líneas de nivelación sencillas solo tienen comprobación al terminar la nivelación y hallar el error de cierre, si este error no es tolerable toda la nivelación se tiene que repetir. En las líneas dobles, una vez calculados los desniveles en los anillos, se procederá a comprobar si en cada anillo, las diferencias entre la ida y la vuelta son tolerables. Se tendrán para cada anillo dos valores ligeramente distintos. La diferencia deberá ser menor que la tolerancia, calculada especialmente para cada anillo. B. CÁLCULO DE ALTITUDES

B.1 LÍNEA DE NIVELACIÓN ABIERTA

Los datos previos son las altitudes del punto inicial y final: HA diferentes: A ≠ E.

, HE., puntos

Una vez que se ha comprobado las diferencias entre desniveles de ida y vuelta en los anillos y en la línea, se realiza el promedio de los desniveles de ida y vuelta para cada anillo. Con ellos y partiendo de la altitud del punto inicial A: HA , se procede de la siguiente forma:

• Error de cierre • Tolerancia: B.2 LÍNEA DE NIVELACIÓN DOBLE CERRADA.

El punto inicial y final son el mismo (A), y sólo se tiene como dato previo la altitud del punto A. NO se realiza ningún promedio de desniveles de ida y vuelta, sino que partiendo del punto A se desarrolla toda la línea hasta volver al mismo punto:

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• Se parte de la altitud de HA • Corrida de altitud de toda la línea (de A hasta A) • Error de cierre en A. • Tolerancia • Compensación • Altitudes compensadas. • Altitudes solución: promedios de las compensadas. ∆HA B = LE – LF

VI. UBICACIÓN: 1. Ubicación geográfica: Georeferencias: N: 8675380 E: 268723 2. Ubicación política: El área en estudio se encuentra ubicada en la Provincia Constitucional del Callao, en el distrito de Ventanilla en el sector Anexo 18 de la UNFV, ex fundo Oquendo.

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V. EQUIPOS Y MATERIALES UTILIZADOS Nivel de Ingeniero También llamado nivel óptico o equialtímetro es un instrumento que tiene como finalidad la medición de desniveles entre puntos que se hallan a distintas alturas o el traslado de cotas de un punto conocido a otro desconocido.

Marca: Topcon Modelo: DL101C Serie: UG-3202 Trípode

Es un aparato de tres partes que permite estabilizar un objeto. Se usa para evitar el movimiento propio del objeto. La palabra se deriva de tripous, palabra griega que significa tres pies. Marca: Topcon

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GPS Es un sistema global de navegación por satélite (GNSS) que permite determinar en todo el mundo la posición de un objeto, una persona o un vehículo con una precisión hasta de centímetros (si se utiliza GPS diferencial), aunque lo habitual son unos pocos metros de precisión. Marca: Garmin Cinta de Nylon

Es utilizada en la medición de distancias generalmente cortas. Marca: Stanley Modelo: 9534262 Calculadora

Es un dispositivo que se utiliza para realizar cálculos aritméticos entre otros. Marca: Casio Modelo:fx-82ms Serie: fx Mira Es una regla graduada que permite mediante un nivel topográfico, medir desniveles, es decir, diferencias de altura

Jalón

Se utilizan para marcar puntos fijos en el levantamiento de planos topográficos, para

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trazar alineaciones, para determinar las bases y para marcar puntos particulares sobre el terreno.

Estacas Es un objeto largo y afilado que se clava en el suelo. Se emplea como demarcador de una sección de terreno.

Libreta Topográfica Sirve para anotar todas las medidas, orientaciones, directamente en el campo esta cuenta con renglones y una cuadricula

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VI.

METODOLOGÍA PRÁCTICA

Y

PROCEDIMIENTO

EMPLEADO

EN

LA

1. Procedimiento de Campo Procedemos a realizar el denominado estacionamiento del nivel donde se ubica el nivel de manera que la visual del anteojo describa un plano horizontal, para lograr estacionar el nivel, lo situamos sobre un trípode y procedemos a nivelar el trípode ayudándonos de la variación que podemos realizar en la longitud de sus patas y guiándonos por el comúnmente llamado ojo de pollo que nos indica cuando el trípode esta nivelado. Algunos niveles traen tres tornillos que permiten nivelar el plato sobre el cual se sitúan. Después de haber realizado esto, podemos comenzar con el procedimiento de Nivelación Compuesta: -

Trazaremos en el terreno un itinerario, con azimut conocido, y con inicio o BM También conocido. Dicho itinerario deberá cerrar en el primer punto. Luego vamos Estacar los puntos con intervalos cada 20 metros, hasta volver al primer punto. Dispondremos la instalación del nivel en las estaciones ubicadas fuera del itinerario (entre los vértices de cada lado de nuestro polígono). Lo siguiente será efectuaremos las lecturas, es decir, las visuales hacia atrás y hacia delante y registrarlas en la libreta de campo. Una lectura atrás y varias adelante. Por último, haremos los respectivos cálculos con la ayuda de la calculadora científica en el gabinete, para hallar las elevaciones, los errores y compensar los errores.

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2. Procedimiento de Gabinete

Cálculos de la poligonal cerrada: 1. Cálculos de las elevaciones: L. at L.ad 1.490 1.244

elevación 13.600 0.246 13.846

0.970 0.783

0.520 0.707

14.120 14.307

1.448 1.332 2.722

-0.238 -0.122 -1.512

14.069 14.185 12.795

1.249 1.371 1.440

-0.261 -0.383 -0.452

12.534 12.412 12.343

1.388 1.334

0.660 0.714

13.003 13.057

1.210

0.988

2.048

1.45 1.301 0.149 13.206 0.960 0.490 13.547 TABLA N°1:Elevaciones 2. Obtención del error de cierre: Error de cierre= primera elevación – la última elevación =7.239-7,186= 0.053 3. Error permisible: Error permisible= 0.15√ =0.075 4. Obtención de la constante: K=

= 0.0002

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5. Corrección de cotas Punto 2 = k (distancia acumulada) = 0.0002 (40)= 0.0008 0.0464 Punto 3 = 0.0002 (52)= 0.0008 0.0513 Punto 4 = 0.0002 (72)= 0.0104 Punto 5 = 0.0002 (92)= 0.0144 Punto 6 = 0.0002 (112)= 0.0184 Punto 7 = 0.0002 (132)= 0.0224 Punto 8 = 0.0002 (152)= 0.0304 Punto 9 = 0.0002 (172)= 0.0344 Punto 10 = 0.0002 (192)= 0.0384

Punto 11 = 0.0002 (212)= 0.0424 Punto 12 = 0.0002 (232)= Punto 13 = 0.0002 (256.34)=

Cálculos de la poligonal abierta:

Estación punto norte este distancia L. at L.ad A 1 8675423 268729 1.490 2 8675410 268744 20 1.244

B

C

D

3 4 4 5 6 7 7 8 9 10 10 11 12

8675396 8675388 8675388 8675372 8675354 8675340 8675340 8675351 8675361 8675370 8675370 8675389 8675408

268759 268768 268768 268756 268742 268731 268731 268714 268696 268678 268678 268683 268691

20 12

elevacion 13.600 0.246 13.846

0.970 0.783

0.520 0.707

14.120 14.307

1.448 1.332 2.722

-0.238 -0.122 -1.512

14.069 14.185 12.795

1.249 1.371 1.440

-0.261 -0.383 -0.452

12.534 12.412 12.343

1.388 1.334

0.660 0.714

13.003 13.057

1.210 20 20 20 0.988 20 20 20 2.048 20 20

E TABLA N°2: datos generales vuelta

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Estación

punto

distanci a

norte este L. at L.ad 867540 26869 A 1 8 1 0 1.308 867537 26867 2 0 8 52 1.89 867537 26867 B 2 0 8 1.387 867534 26873 3 0 1 60 0.945 867564 26873 C 3 0 1 2.948 867538 26876 4 8 8 60 1.195 867538 26876 D 4 8 8 0.948 864542 26872 5 2 8 40 1.64 TABLA N°3: datos de vuelta de la poligonal abierta

elevacion 13.600 -0.582

13.018

0.442

13.460

1.753

15.213

-0.692

14.521

VII. CONCLUSIONES  Debido a la destreza delos estudiantes se pudo tener una hábil identificación del uso del nivel y por lo tanto un buen uso de él.  Gracias a la obtención de datos en el campo se pudo hallar los desniveles correspondientes aplicando formulas aprendidas en clase.  Por medio de las mediciones realizadas se obtuvo las diferencias de altura de los respectivos puntos de la zona de trabajo.

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VIII. RECOMENDACIONES 

Realizar varias lecturas asegurándose que sea la correcta.



Analizar con el nivel los jalones para obtener una mejor precisión.



Tener una postura firme al momento de sostener la mira para tener cálculos

exactos. 



Se debe distribuir cada una de las labores en la práctica de manera equitativa al interior del grupo y de esta forma evitar improvisaciones para así hacer buen uso del tiempo de trabajo y realizar una práctica efectiva. Se debe tener un alto grado de precisión en el proceso para así tener certeza de los datos tomados en campo.

IX.

BIBLIOGRAFÍA  Zúñiga, W. (2011) Topografía y sus aplicaciones. Grupo universitario. Lima.  Zúñiga, W. (1999) Manual de Topografía. Lima.  Mendoza, J. (2008) Topografía, Técnicas modernas. Lima.

X.

ANEXOS

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