Informe Poligonal Cerrada

UNIVERSIDAD PERUANA LOS ANDES FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL

ESTUDIO TOPOGRÁFICO: POLIGONAL CERRADA

ALUMNOS: CHUMBIMUNI TENICELA, ELTON

HUANCAYO, MARZO DEL 2012

ÍNDICE INTRODUCCIÓN:

CAPÍTULO I MEMORIA I GENERALIDADES

3

1.1 Planteamiento del problema

3

1.2 Objetivos

3

1.3 Justificación e Importancia

3

1.4 Alcance y Limitaciones

4

II MARCO REFERENCIAL 2.1 Ubicación

6 6

2.2 Bases teóricas 2.3 levantamiento topográfico

III METODOLOGÍA

7

10

3.1 Equipos utilizados

10

3.2 Condiciones Climáticas

10

3.3trabajos de campos realizados

11

IV PRESENTACIÓN Y ANÁLISIS DE RESULTADOS

14

4.1 Cálculos Poligonal Cerrada 4.2 Planos V CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

30

5.1 Conclusiones

31

5.2 Recomendaciones

32

INTRODUCCIÓN

En el desarrollo de los profesionales en ingeniería civil es indispensable el diario convivir con conceptos propios de la topografía, de ahí surge la necesidad de formación en los aspectos generales de la misma, para así poder desempeñar mejor las tareas propias de un ingeniero civil.

La topografía estudia el conjunto de procedimientos para determinar la posición de un punto sobre la superficie terrestre, esto se lleva a cabo mediante diferentes prácticas y procedimientos.

En el desarrollo práctico de la materia de topografía se han desarrollado temas como: la medición de horizontales en superficies inclinadas, número de pasos, medición de distancia por paso promedio, levantamiento de ángulos radiados y sus detalles y levantamiento de una poligonal cerrada.

El presente informe consiste en detallar el procedimiento llevado a cabo en la práctica número cinco y mostrar de una forma gráfica y teórica los resultados obtenidos en la misma.

Dicha práctica consistió en desarrollar un levantamiento de una poligonal cerrada. La poligonación es un método muy útil para determinar la extensión de los terrenos, que van a ser dispuestos para la construcción de algún tipo de infraestructura física.

CAPÍTULO I MEMORIA DESCRIPTIVA

GENERALIDADES

1.1 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA: Elaboración de un levantamiento topográfico usando el método de la Poligonal Cerrada.

1.2 OBJETIVOS 1.2.1 OBJETIVO GENERAL 

Desarrollar el levantamiento de una poligonal cerrada de la facultad de Administración y Ciencias Contables de la Universidad Peruana Los Andes.

1.2.2 OBJETIVOS ESPECIFICOS: Utilizar los instrumentos necesarios para recolectar los datos del levantamiento de una poligonal cerrada.  Recolectar por medio de trabajo en el campo los datos necesarios para el levantamiento de una poligonal plana.  Corregir los datos recolectados en el campo por medio de los procedimientos aprendidos en clases.  Representar gráficamente el levantamiento de la poligonal cerrada. 

1.3 JUSTIFICACIÓN E IMPORTANCIA Durante las clases de la cátedra de Topografía se adquirieron una serie de conocimientos, los cuales ponemos en práctica en el presente trabajo, pues son indispensables para el mismo, además de la adquisición de conocimientos y uso de paquetes computacionales que serán de gran utilidad durante toda la carrera y también en el ámbito profesional. 1.4 ALCANCE Y LIMITACIONES Los resultados obtenidos con este proyecto servirán de datos a aquellos estudiantes que realizar trabajos posteriores en esta misma línea de investigación. Entre las limitaciones para este proyecto se cuentan: -

Las escalas, debido a las imprecisiones de las medidas.

-

Errores humanos,

imprecisión

en

la

elaboración

perfiles longitudinales y transversales. -

La apreciación de los instrumentos utilizados para las mediciones.

de

deseen

CAPÍTULO II

MARCO REFERENCIAL 2.1 UBICACIÓN El proyecto se desarrolla en la Facultad de ciencias Administrativas y Contables Ingeniería de la Universidad Peruana los Andes, ubicada en el distrito de Huancayo, provincia del mismo nombre del Departamento de JUNIN. 2.2 BASES TEÓRICAS La topografía es la ciencia y la técnica de realizar mediciones de ángulos y distancias en extensiones de terreno lo suficientemente reducidas como para poder despreciar el efecto de la curvatura terrestre, para después procesarlas y obtener así coordenadas de puntos, direcciones, elevaciones, áreas o volúmenes, en forma gráfica y/o numérica. Dentro de la Topografía se incluye el estudio de los instrumentos usados por ella, sus principios de funcionamiento, sus componentes y su operación. También se estudia teoría de errores, ya que en muchos trabajos topográficos se exigen determinados valores de exactitud en los resultados, valores que a su vez determinarán los métodos y la precisión de los instrumentos a utilizar. Un levantamiento topográfico consiste en un conjunto de operaciones necesarias para determinar las posiciones de puntos específicos sobre una superficie y realizar posteriormente su representación sobre un plano de referencia horizontal. Así pues, el procedimiento a seguir en los levantamientos topográficos comprende dos etapas fundamentales: -

El trabajo de campo, que es la recopilación de los datos. Esta recopilación fundamentalmente consiste en medir ángulos horizontales y/o verticales y distancias horizontales o verticales. El trabajo de gabinete o de oficina, que consiste en el cálculo de las posiciones de los puntos medidos y el dibujo de los mismos sobre un plano.

La mayor parte de los levantamientos, tienen como objeto el cálculo de superficies y volúmenes, y la representación de las medidas tomadas en el campo mediante perfiles y planos, por lo cual estos trabajos también se consideran dentro de la topografía, donde reciben el nombre de topometría El método de poligonación que consiste en el levantamiento de una poligonal. Una poligonal es una línea quebrada, constituida por vértices (estacione s de la poligonal) y lados que unen dichos vértices. Los vértices adyacentes deben ser intervisibles. El levantamiento de la poligonal comprende la medición de los ángulos que forman las direcciones de los lados adyacentes (o los rumbos de estos lados) y las distancias entre los vértices. Si las coordenadas de la primer estación son las mismas que las de la última, entonces la poligonal es cerrada como se puede observar en la Figura. En cambio, si la primera estación no es la misma que la última, la poligonal es abierta Figura 2. También se denominan poligonal de circuito cerrado, cuando la poligonal es cerrada y forma un polígono, mientras que a las poligonales abiertas con los extremos conocidos se las llama poligonal de línea cerrada.

Figura 1. Poligonal cerrada

Una poligonal cerrada tiene controles angulares y lineales y por lo tanto los errores de las mediciones pueden corregirse o compensarse.

Cada tipo de poligonal tiene sus aplicaciones, aunque siempre es recomendable construir una poligonal cerrada. Una poligonal abierta puede realizarse cuando el levantamiento es expeditivo, por ejemplo el levantamiento de una secuencia sedimentaria. Conociendo las coordenadas cartesianas del primer vértice y el rumbo del primer lado, se pueden obtener las coordenadas de todos los puntos sucesivos. Si no se conocen las coordenadas del primer punto ni el rumbo del primer lado, pueden asignarse coordenadas y rumbo arbitrario. De esta manera se puede representar la posición relativa de las estaciones.

Los equipos que se utilizan para el levantamiento de una poligonal dependen de la exactitud que se requiere. Las poligonales de primer orden tienen lados de hasta 50 Km. Los ángulos en estos casos se miden con teodolitos geodésicos de precisión. Los lados se pueden medir con instrumentos MED ( Medición Electrónica de Distancias). Para sitios más pequeños y levantamientos más expeditivos pueden aplicarse métodos estadimétricos (lados no mayores que 200 m).

El procedimiento que se debe llevar a cabo para realizar el levantamiento de una poligonal.

-

Brigadas: Las brigadas están compuestas por un operador y uno o dos ayudantes. El operador lee y anota los ángulos mientras que los ayudantes colocan las señales en las estaciones adyacentes.

-

Selección de las estaciones: Las estaciones de la poligonal se seleccionan de acuerdo a los objetivos del trabajo. Los vértices de la poligonal servirán de estaciones de apoyo en el relleno. De acuerdo a los puntos que se desean relevar, se elegirán los vértices de la poligonal. Las estaciones adyacentes de la poligonal deben ser visibles entre sí. La distancia que separa las estaciones estará de acuerdo con el método y el instrumento que se utilice para medir la distancia. A la vez que se seleccionan los puntos estación se realiza un croquis que servirá para la planificación de las tareas posteriores.

-

La marcación: consiste en establecer marcas permanentes o semi-permanentes en las estaciones, mediante estacas de madera o hierro. Mediante la señalización se colocan jalones o banderolas en las estaciones para que sean visibles desde las estaciones adyacentes.

-

Medición de los lados: Los lados de una poligonal se miden con instrumentos MED o con cintas de acero. Para trabajos expeditivos las distancias pueden obtenerse con taquímetro y mira vertical, con hilo o a pasos. Se miden al menos dos veces cada lado, con el objeto de tener un control y se obtiene la media de las dos lecturas.

-

Medición de los ángulos: Para medir los ángulos de una poligonal se procede a estacionar en cada uno de los vértices, siguiendo un sentido de giro predeterminado: en el sentido de las agujas del reloj o en el sentido contrario. Se puede medir el rumbo o acimut del primer lado para que la poligonal quede orientada. Se procederá a medir los ángulos internos o externos. Los ángulos se miden aplicando la regla de Bessel (serie completa), bisectando siempre la señal lo más cerca posible de la superficie del terreno.

-

Ajuste y cálculo de la poligonal: a) Error de cierre angular: Cuando se miden los ángulos internos de una poligonal cerrada es posible efectuar un control de cierre angular, dado que la suma de los ángulos interiores de un polígono es igual a 180° x (n – 2). El error de cierre angular es igual a la diferencia de 180 (n – 2) menos la sumatoria de los ángulos interiores.

e=180° * (n-2) – Sumatoria de ángulos internos

El error de cierre angular debe ser menor o igual que la tolerancia. Por tolerancia se entiende el mayor error permitido (emax). La tolerancia depende de los instrumentos que se utilizan y los métodos de levantamiento que se aplican. Si se trata de levantamientos poco precisos: e max = a.n; en donde “a” es la aproximación del instrumento de medida y n la cantidad de medidas. En cambio si se trata de levantamientos precisos: emax = a.? n

Si en lugar de medir los ángulos internos se miden los ángulos externos, la suma debe ser igual a 180° x (n + 2). Este control se realiza en el campo, de tal manera que si el error es mayor que la tolerancia (error grosero) puede realizarse la medición nuevamente, hasta obtener un error de cierre menor que la tolerancia.

Una vez obtenido el error de cierre angular menor o igual que la tolerancia se procede a compensar los ángulos. Una forma de compensar los ángulos es por partes iguales. Para obtener la corrección angular “c”, se divide el error por el número de vértices:

Obtenida la corrección, se suma o se resta de C=acuerdo e/n al signo del error, a cada uno de los ángulos.

b)

Representación gráfica: Luego de compensar los ángulos y promediar las medidas de las distancia de los lados se puede representar la poligonal. Establecida la escala de trabajo, se representa la primera estación y el primer lado, en forma arbitraria o marcando su acimut. Se utiliza un círculo graduado y un escalímetro. Se representa estación por estación hasta llegar al último vértice que debería coincidir con el primero (si la poligonal es cerrada). Como en las mediciones siempre hay errores, esta coincidencia no se produce. Se llega a un punto A’ cercano a A. El segmento AA’ es el error de cierre de la poligonal. Si este segmento es menor que la tolerancia se procede a compensar la poligonal. Si hay errores groseros en la medición se procede a remedir algunos lados o ángulos. Existen algunos métodos para detectar los errores groseros. En primer lugar se deben controlar los lados que sean paralelos al error de cierre (AA’). Para detectar errores groseros angulares, se revisan los ángulos cuyos arcos se puedan superponer con el error de cierre, es decir el segmento AA’. Primero se revisa el gráfico, luego los cálculos y finalmente, si el error no aparece, se repite la medición en el terreno.

c) Corrección gráfica: Si el error de cierre es menor que la tolerancia, se procede a compensar gráficamente la poligonal. Se divide el segmento AA’ en el número de vértices. Se trazan

paralelas al segmento AA’ en cada uno de los vértices. El vértice B se desplaza una división en el sentido de AA’. Luego el vértice C se desplaza dos divisiones en el mismo sentido y así sucesivamente hasta llegar al último vértice, el cual se desplazan veces, hasta coincidir con el primero. 2.3 LEVANTAMIENTO TOPOGRAFICO a. INTRODUCCIÓN El levantamiento Topográfico es siempre la primera actividad de campo al inicio de una obra o proyecto, es la base del dimensionamiento del proyecto y el replanteo de las estructuras a construir. b. RECONOCIMIENTO DEL TERRENO Se realizo dos recorridos previos al inicio de los trabajos. El primer reconocimiento fue previo al acto del levantamiento Topografico. c. SISTEMAS CARTOGRAFICOS DE REFERENCIA Los planos topográficos estarán referidos a las coordenadas del Sistema Básico Nacional (UTM Modificado) o sea al Sistema Universal Transversa de Mercator, en su versión modificada (Coeficiente con respecto a la altura media del área del levantamiento). Así mismo, en altura, estarán enlazados a la Red nacional establecida por el Instituto Geográfico Nacional – IGN. d. CONTROL HORIZONTAL Se ha identificado dos puntos en el campo cuyas coordenadas se ha tomado con un GPS. e. CONTROL VERTICAL. Para obtener elevaciones con respecto al nivel del mar, de los puntos de intersección de nuestra poligonal, del levantamiento, para este caso, se tomo la localización del Bench Mark más cercano al área del proyecto. E incremento su referencia con GPS navegador. f. PLANOS DEL PROYECTO Se elaboran planos definitivos considerando el trazo definitivo de la rasante del proyecto, donde se mejora la geometría de la rasante existente, el seccionamiento de la vía es cada 20.00 m. g. LEVANTAMIENTO TAQUIMETRICO Los planos en planta se elaboraron en escalas indicadas, en donde se ha colocado información del desarrollo del eje de la vía, los cortes transversales en cada punto de las estacas. h.

PLANTA Y PERFIL LONGITUDINAL Se presentan planos, donde se puedan apreciar la planta y el perfil longitudinal a la vez. Los planos en planta han sido elaborados a escalas indicadas en donde se pueden apreciar la cota de terreno existente y la rasante proyectada del eje longitudinal.

CAPÍTULO III

3.1 EQUIPO UTILIZADO Para las mediciones topográficas y levantamientos, se han utilizado lo siguiente: EQUIPOS





teodolito: 

Serie



Marca



Numero



Color

:



Material

:



Codigo :

06663650000018



Marca

6K KERN



Numero :

#29



Color

Plomo Gris



Material:

:

319449 :

:

6k kERN

#4 Verde Soldado Fibra de Carbón

Mira: : :

Madera con nivel circular de Burbuja







Longitud:

4 metros



Longitud :

2 metros



Marca

:

kern



Color

:

Anaranjado



Material :

Tripode:

Madera

Wincha: De 50 metros 

Material :

Fibra de vidrio



Color

:

Amarillo- Negro



Marca

:

Togima



Codigo

:

602599710000020



Libreta de Campo:



GPS

(Transit Book)

:

CONDICIONES CLIMÁTICAS:

      

Tiempo

:

Soleado y nublado

Fecha

:

14/03/2012

Temperatura:

17⁰C

Vientos

Fuertes

:

Hora inicio

:

8.45am

Hora final

:

11.20am

3.2 TRABAJOS DE CAMPO REALIZADOS Los pasos llevados a cabo en el trabajo de campo fueron los siguientes: 1. 2. 3.

4.

5.

6.

7. 8.

9.

Dividirse en equipos de trabajo, para asignar los instrumentos y ubicar las zonas de trabajo determinadas para cada equipo. Cada miembro del equipo debe dibujar el croquis de la zona elegida. Los equipo deben señalar a lo largo del terreno los puntos exactos considerados los más adecuados para realizar el levantamiento de una poligonal cerrada. Se debe procurar que los puntos escogidos sean fácilmente identificables en el terreno para una posterior utilización o comprobación de los datos facilitados. Los puntos serán llamados estaciones; que para el efecto del levantamiento de este informe los puntos seleccionados son A, B, C, D, E (5 puntos exactos). En el punto A se coloca el teodolito, que se centra mediante una plomada óptica; y se fija adecuadamente al terreno con el trípode e inmediatamente se realiza el amarre que en el caso del presente informe fue el Norte. Posteriormente se nivela con respecto a un plano paralelo al terreno en el punto de la estación con un mínimo de dos vueltas de horizonte con visuales normales, para encontrar el punto B (obteniendo el azimut de dicho punto), cabe aclarar que a todos los puntos y estaciones se les calcularán sus coordenadas con tal de cerrar la poligonal; obteniendo ya entonces la ubicación del punto B con sus respectivas coordenadas y se procede a su debida medición con la cinta métrica. Luego de esto se procede a hacer el mismo proceso anterior, ahora con el punto B (el cual tiene como amarre la estación A) se obtiene mediante la plomada óptica la ubicación del punto C y luego con cinta métrica la medida entre B y C. Se repiten los tres pasos anteriores en el punto C (el cual tiene como amarre el punto B) y D (el cual tiene como amarre el punto C). Tras localizado geográficamente el punto D se ubica desde el punto D la primera estación demarcada (A) Para cerrar el polígono; cabe aclarar que si las coordenadas de la primer estación son las mismas que las de la última, entonces la poligonal es cerrada totalmente. Los datos recolectados en cada punto deben ser escritos en la libreta de campo.

Posterior al proceso relatado anteriormente se deben de corregir los datos obtenidos calculando el error de cierre del polígono siguiendo el procedimiento que se describió en el marco teórico para ese proceso. El error de cierre de una poligonal es la diferencia resultante de los datos obtenidos inicialmente con los obtenidos al final del recorrido Una vez conocidos los errores de cierre realizados se reparten los valores obtenidos proporcionalmente a cada estación y así se obtienen los resultados definitivos a partir de los cuales se puede calcular el resto de parámetros. 3.3 PROCESAMIENTO DE LA INFORMACIÓN: a. Los registros digitales de la medición de los equipos GPS y los obtenidos con el Nivel de ingeniero, fueron transferidos a la libreta de campo. b. Para el procesamiento de la información: Se anotaron los puntos obtenidos del trabajo de campo y se procedio a su procesamiento. c.

Calculo de coordenadas UTM Después de hacer los cálculos necesarios se procede a importar las coordenadas UTM al Autocad para su diagramación.

CAPÍTULO IV

PRESENTACIÓN Y ANÁLISIS DE RESULTADOS CÁLCULOS:

CAPÍTULO V

CONCLUSIONES

Durante el desarrollo esta práctica el grupo de trabajo logró cumplir con los procedimientos requeridos para obtener como resultado un levantamiento poligonal cerrado.

Uno de los fines de esta práctica era familiarizarse con los instrumentos de trabajo que se vienen utilizando, durante esta práctica sin embargo se hizo una aplicación un poco más compleja en el uso de los instrumentos, ya que las mediciones fueron utilizadas para realizar un levantamiento poligonal cerrado, práctica que se logró con éxito debido al dominio que se tenía en el uso de los instrumentos requeridos para la recolección de datos.

Por medio de un trabajo en equipo se logró la recolección de los datos necesarios para realizar un levantamiento topográfico, lo que fue de suma importancia, ya que todos los miembros del grupo pudieron involucrarse en la tarea, de esa forma todos tuvieron la oportunidad de conocer el procedimiento necesario para realizarlo.

Tras la recolección de datos, los mismos tuvieron que ser sometidos a una serie de correcciones por el error humano y del equipo presentes en las tareas, por lo que es importante tomar en cuenta para futuras realizaciones de un levantamiento del tipo poligonal cerrado, que los datos deben ser corregidos y tratados antes de realizar la representación gráfica del levantamiento.

Tras el trabajo realizado se puede concluir que para alcanzar el objetivo final de un levantamiento topográfico, que es llegar a obtener un croquis o plano del levantamiento realizado se debe realizar toda una recolección, corrección e interpretación de datos, con un criterio técnico basado en lo que la literatura pertinente dice sobre este tipo de levantamientos y la forma correcta en que deben ser realizados, ya que los mismos son de mucha utilidad para el desarrollo de muchos proyectos en otras áreas de la ingeniería o las ciencias, como lo son la geografía o la geología.

RECOMENDACIONES

 

Tratar de verificar y reconocer el terreno donde se piensa realizar el levantamiento en un día soleado. Es recomendable verificar que los equipos estén en óptimas condiciones ya que de ellos dependen en cierto porcentaje la reducción de errores.

 

Evitar cambio de temperaturas extremas ya que esto puede dilatar o contraer algunos equipos.



Realizar las mediciones individualmente para luego compararlas con los otros integrantes del grupo y así

Evitar el contacto de algunos equipos con la lluvia. Ya que estos equipos pueden ser dañados.

poder sacar un promedio.



Realizar de 2 a 5 mediciones para cada lado, para así no poder cometer errores mayores que los errores máximos permisibles.



Realizar el trabajo en equipo para un mejor desarrollo del trabajo en el campo donde cada integrante tenga una determinada función.