CURSO DE TOPOGRAFÍA Y MANEJO DE ESTACIÓN TOTAL
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- Fernando Vázquez Venegas
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2 CURSO DE TOPOGRAFÍA Y MANEJO DE ESTACIÓN TOTAL GAD MUNICIPAL DE SANTO DOMINGO ING. PATRICIO OLMEDO CH.
3 OBJETIVOS Preparar de la forma mas adecuada tomando en consideración el 40 % en la teoría en el aula y el 60 % de tiempo en el campo en el tema de levantamientos topográficos, necesarios para el correcto desempeño y toma de información y su procesamiento de terrenos y el diseño de ejes para vías o alcantarillados, Fiscalización etc..
4 TEMARIO 1.- INTRODUCCIÓN 1.1.TOPOGRAFÍA. Se puede definir como la ciencia o técnica en realizar medidas de terreno o construcciones y representarlas en papel a una determinada escala, o replantear en campo el proyecto que se ha diseñado en el papel. Las primeras técnicas aparecieron en la Antigüedad en el primer siglo después de Cristo, se realizaban en dos dimensiones y luego apareció una tercera dimensión que es la altura.
5 TOPOGRAFÍA Y GEODESIA La Topografía como ciencia se divide en dos partes, Topográficos y Geodésicos, cuando son grandes extensiones de terreno y aparece la variable que es la curvatura de la tierra. En la Geodesia se trata con DATUM que es un conjunto de datos a y b del elipsoide tratado, generalmente nombrado por su creador. Se trata con latitud y longitud.
6 USO DE DATUM
7 DIRECCIONES Se presentan dos tipos de direcciones que son Rumbos y Azimut.
8 DIVISIÓN BÁSICA DE LA TOPOGRAFÍA La topografía se puede dividir en dos grandes remas 1. La Planimetría. Toma en cuenta la proyección del terreno sobre un plano horizontal imaginario que, se supone, es la superficie media de la tierra. 2. Altimetría. Tiene en cuenta las diferencias de nivel existente entre los distintos puntos de un terreno.
9 PLANIMETRIA Y ALTIMETRIA
10 PLANO PLANÍMETRICO
11 PLANO ALTIMETRICO
12 ERRORES EN LAS MEDICIONES. Cuando se mide una magnitud se presentan errores cuyo valor no se conoce y que se deben a muchas causas, por lo cual una medida nunca es realmente verdadera. En topografía las mediciones deben mantenerse dentro de ciertos limites de precisión que dependen de la clase y finalidad del levantamiento.
13 Es conveniente diferenciar entre exactitud y precisión de una medida. La exactitud es la aproximación a la verdad. La precisión es el grado de afinación en la lectura de una observación o el numero de cifras con que se efectúa un cálculo. En la Ingeniería es mas importante la exactitud que la precisión. En general hay tres clases de errores que son:
14 A. Instrumentales. Provienen de imperfecciones o desajustes en los instrumentos de medida. B. Personales. Debidos a limitaciones de la vista o del tacto del observador. C. Naturales. Causados por variaciones de ciertos fenómenos naturales como temperatura, viento, humedad, refracción o declinación magnética.
15 ERRORES
16 ÁNGULOS Y DIRECCIONES. La principal finalidad de la topografía es la localización de puntos. Un punto se puede determinar si se conocen: Su dirección y distancia a partir de un punto ya conocido. Sus direcciones desde dos puntos conocidos. Sus distancias desde dos puntos conocidos. Su dirección desde un punto conocido y su distancia desde otro también conocido.
17 Se llama Dirección de una recta al ángulo horizontal existente entre esa recta y otra que se toma como referencia.
18 UNIDADES EMPLEADAS EN TOPOGRAFÍA. Tanto en planimetría como en altimetría es necesario medir distancias, alturas ángulos, además se calculan áreas y volúmenes es necesario indicar las unidades. Las unidades de medición angular son el grado, el minuto y el segundo en el sistema sexagesimal. En la mayoría de países, la unidad de medición es el metro, pero existen unidades antiguas como varas o yardas. En unidades de superficie el metro cuadrado, la hectárea, solares, y cuadras. En unidades de superficie el metro cúbico, yardas cubicas, pies cúbicos.
19 MEDICIONES CON CINTA La topografía lineal es el trabajo mas elemental y por ende se llama cadenar, el que maneja la cinta se llama cadenero, las cintas actualmente están hechas de diferentes materiales, longitudes y pesos, las de tela y acero son las mas comunes. Vienen de diferentes longitudes como son de 10, 20,30 y 50 m, también hay de pvc.
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23 En levantamientos que no exigen mucha precisión, se procura mantener horizontal la cinta, aunque es mejor obtenerlo por medio de un nivel Locke, usar la plomada para proyectar los extremos de la cinta sobre el terreno, y aplicar una tensión conveniente. En un terreno plano y continuo se puede obtener perfectamente una precisión de 1/500.
24 CORRECCIONES A LAS MEDICIONES CON CINTA Corrección por temperatura. Ct=0, L (t-to) t=temperatura a la medición C to=temperatura de patronamiento C L= longitud medida. Ct= correccion por temperatura (m)
25 Corrección por tensión. Ct=(T-To)xL SxE T= tensión aplicada (Kg) To= tensión de patronamiento (Kg) L=longitud a la cual se aplica la corrección E= modulo de elasticidad de la cinta (Kg/ mm2) S= área de la sección transversal de la cinta (mm.)
26 Corrección por catenaria. Cc= P² x L 24 x T²
27 EQUIVOCACIONES AL CADENAR Añadir o quitar una cintada Añadir un metro. Cuando se toman otros puntos diferentes a los marcados. Tener cuidado de leer concienzudamente como origen de la cinta. Al dictar las cantidades al anotador.
28 Piquetas. Son generalmente de unos 25 a 35 cm de longitud, hechas de varillas de acero en un extremo de punta y en el otro de argolla para cabeza y seguridad. De acuerdo a la necesidad podemos confeccionar nuestras propias piquetas de acuerdo a nuestra necesidad, con la ayuda de un nivel de burbuja obtenemos la verticalidad. Jalones. Son de metal o de madera y tienen una punta de acero que se clava en el terreno, sirven para indicar la alineación o la localización de puntos o la dirección de rectas. Son de 2 o 3 metros de longitud y están pintadas en franjas de 20 o 30 cm de colores blanco y rojo alternadamente.
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30 PROCEDIMIENTOS Mediciones de ángulos a cinta.
31 Perpendiculares a una alineación. MÉTODO UTILIZANDO EL TEOREMA DE PITÁGORAS
32 LEVANTAMIENTOS DE UN LOTE POR CINTA ÚNICAMENTE Para medir un terreno a cinta únicamente hay que dividir, en la forma mas conveniente, el terreno en triángulos y tomar las medidas de sus lados, de sus alturas y los ángulos y poder calcular la superficie total del terreno. Para puntos de detalle como construcciones o linderos se procede con referencia a las alineaciones principales.
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35 Instrucciones para Elaborar el Contenido El título de la presentación deberá estar escrito con la siguiente fuente: Calibri, tamaño 44 pts. en negrilla y de color anaranjado de acuerdo a la imagen corporativa. Escribir únicamente el Nombre y Apellido del instructor en la primera diapositiva Los objetivos deben estar orientados a cumplir con las necesidades de aprendizaje Dentro del índice se pueden describir tanto los títulos principales como también los subtítulos de cada tema, esto debe estar descrito coherentemente de acuerdo a la oferta solicitada por el cliente Las instrucciones generales se deberá hacerles conocer a los participantes previo al desarrollo del curso. Ejemplos: apagar el celular, prestar la debida atención, levantar la mano o solicitar la palabra para interferir en el curso, etc.
36 PRACTICA DE CAMPO Realizar un levantamiento utilizando como equipo principal cinta métrica, piquetas, jalones, piola, estacas, combo. Realizar la libreta de campo. Dibujar en Autocad y calcular su área.
37 2.-INSTRUMENTOS DE TOPOGRAFÍA. MIRAS. NIVELES DE MANO. TRÍPODES. NIVELES DE INGENIERO TEODOLITO ESTACIONES TOTALES. GPS. DRONES.
38 MIRAS.
39 ESTADALES O MIRAS Las estadales o miras se fabrican de madera, de fibra de vidrio o de metal y tienen graduaciones en metros y decimales, o bien en pies y decimales. Se pueden plegar o existen telescópicas. Existen una gran variedad de modelos y secciones.
40 HILO ESTADIMÉTRICO SUPERIOR HILO ESTADIMÉTRICO MEDIO LECTURA DEL HILO MEDIO HILO ESTADIM ETRICO INFERIOR OCULAR
41 LECTURAS DE MIRAS DISTANCIA = H.E.SUPERIOR-H.E.INFERIOR X CONSTANTE
42 LECTURAS EN MIRAS
43 LECTURAS CON NIVEL
44 NIVELES AUTOMÁTICOS
45 DESCRIPCIÓN DE UN NIVEL
46 CLASES DE NIVELACIONES A. Nivelaciones geométrica. Se utilizan los niveles y las miras, es la más usada en obras civiles. B. Nivelación trigonométrica. Se hace utilizando el teodolito ( se mide ángulos verticales). Con los medidores electrónicos de distancias MED se facilita mucho esta nivelación.
47 c. Nivelación barométrica. Las alturas de los puntos se obtiene mediante formulas empíricas a partir de las presiones atmosféricas, que se miden con barómetro. Hay barómetros aneroides especiales que dan directamente las alturas y se llaman altímetros. En ingeniería civil no se usa porque es de poca precisión.
48 ALTÍMETROS BAROMÉTRICOS. ALTÍMETRO DIGITAL
49 OTRO TIPO DE NIVELES Niveles de mano. Llamado nivel Locke nivel ocular visual Se usa para hacer nivelaciones de poca precisión
50 Nivel Abney. Consta de las mismas partes de un nivel Locke, pero posee además parte de un circulo vertical graduado. Se pueden lanzar visuales horizontales. Averiguar la pendiente o ángulo vertical de una línea. Lanzar visuales inclinadas con una pendiente o ángulo dado.
51 NIVELACIÓN GEOMÉTRICA. Nivelación Simple. Opera mediante visuales horizontales por un nivel de ingeniero. El desnivel entre dos puntos s e determina por diferencia de lecturas que se realizan sobre miras colocadas en dichos puntos. La nivelación geométrica compuesta de varias nivelaciones simples enlazadas entre si mediante varios cambios de estación.
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53 NIVELACIÓN COMPUESTA
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55 NIVELACIÓN TRIGONOMÉTRICA Opera mediante visuales inclinadas lanzadas desde el teodolito o taquímetro, para obtener la diferencia de nivel entre dos o mas puntos, para esto es necesario leer en cada punto observado el ángulo de elevación o depresión y la distancia inclinada.
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57 DISTANCIAS ESTADIMÉTRICAS Y ÁNGULOS ESTADIMÉTRICOS.
58 DISTANCIA ESTADIMÉTRICA O A ESTADIA
59 EJERCICIOS
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61 MIRAS INVAR
62 COLOCACIÓN DEL APARATO EN ESTACIÓN INSTALACIÓN DEL TRÍPODE
63 EL TEODOLITO Es un aparato que se adapta a múltiples usos en topografía. Se utiliza principalmente para medir ángulos horizontales y verticales, para medir distancias por taquimetría o con la estadía y para trazar alineamientos rectos. Se considera que tránsito y teodolito son sinónimos, en el tránsito existe un vernier o nonio y en el teodolito existen los micrómetros para su lectura.
64 NONIO O VERNIER
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66 PUESTA EN ESTACIÓN DEL TEODOLITO 1. Puesta en estación del trípode procurando que su base quede lo mas horizontal posible. 2. Se saca el aparato del estuche y se coloca en la mesilla del trípode ajustando el tornillo de la base nivelante. 3. Se coloca la plomada en el trípode para centrar el equipo. 4. Si estamos dentro de un margen de 2 cm procedemos a nivelar el teodolito, utilizando los tornillos nivelantes en forma cruzada.
67 5. Teniendo el aparato nivelado procedemos a centrar en estación si se encuentra desplazado, soltando el tornillo de sujeción y llevando el teodolito hasta coincidir en estación. 6. Al hacer el movimiento anterior es posible la desnivelación del equipo, para esto procedemos nuevamente con su nivelación.
68 LA INOCENCIA INFANTIL SONRÍAN PARA LA FOTO JIJIJI
69 ESTACIONES TOTALES Se conocen al equipo que combina un teodolito electrónico y un medidor electrónico de distancias con su correspondiente microprocesador. En el mercado existen muchas marcas y tipos, equipos sencillos y aquellos muy sofisticados como son los Robóticos incorporados GPS.
70 ROBERT GPS MICROPROCESADOR
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72 PRISMAS DE TOPOGRAFÍA
73 PRISMA TRIPLE Se utilizan para medir grandes distancias mayores a dos Km de distancia
74 TARJETAS REFLECTIVAS Se utilizan para medir esquinas que el prisma no puede medir, esquinas de construcciones.
75 TRABAJOS CON ESTACIONES TOTALES PESO Y TRANSPORTE DEL EQUIPO. El peso de una estación total dependiendo de la marca oscila entre 30 y 20 libras incluido el estuche. Para su transporte es necesario transportarla en su estuche original, ya que está provista de sensores electrónicos que se pueden danar en el transporte y se les llega agua o polvo. Cada marca de estación total tiene su software así tenemos PROLINK, SOKKIALINK, etc.
76 RESISTENCIA AMBIENTAL. Existe un código europeo que clasifica la protección de agua y polvo, tenemos IP66 IP x1 x2 x1 = protección en polvo desde 0 que es sin protección hasta 6 que es protección total. X2 = protección en agua 0= sin protección hasta 7 que significa sumergible. El grado de operación de acuerdo a la temperatura es de -20 a 50 C.
77 CORRECCIONES POR ALTURA Y TEMPERATURA
78 ESTACIONES TOTALES SOKKIA
79 PARTES DE LA ESTACIÓN TOTAL
80 Un trabajo nuevo, generalmente hasta diez trabajos con una base de diez mil puntos. Medir puntos. Distancias entre dos puntos, desniveles entre dos puntos, alineaciones entre dos puntos. Replanteos de puntos, curvas, alineaciones, cotas. Activar el laser. Trackligth. Insertar un mapa activo. DWG, Arcgis. Insertar archivos adjuntos puntos replanteos. Calcular áreas o subdividir a partir de puntos. Absisado de Líneas y curvas. Exportar e Importar puntos en csv.
81 PROCEDIMIENTO GENERAL Encender el Equipo Nivelar el equipo Trabajo nuevo Poner nombre del trabajo Iniciar las coordenadas de la base Realizar el levantamiento con N,E,Z introduciendo la altura de prisma o de la tarjeta. Colocar la descripción del punto Continuar con el levantamiento. Realizar el cambio de estación.
82 Llamar las coordenadas de la estación Visar a la estación anterior, y comprobar sus coordenadas. Proseguir con el trabajo.
83 LEVANTAMIENTOS TOPOGRÁFICOS Recorrido inicial del lugar a levantar para conocer todos los accidentes geográficos que existen y que sean importantes levantar. Ubicar las estaciones para el inicio de los trabajos de tal forma que se puedan observar el mayor punto de detalles. Ubicar El instrumento en la primera estación, nivelar el equipo de la forma indicada, si es terreno con una pendiente pronunciada colocar una de las patas del tripié en la parte superior del terreno. Llenar los campos para inicio de los trabajos, nombre, archivo,etc Coordenadas de inicio pueden ser coordenadas GPS o coordenadas arbitrarias. Iniciar el levantamiento identificando los puntos en la estación total. Pasar a la siguiente estación.
84 PUNTO DE INICIO
85 CAMBIO DE ESTACIÓN Instalamos el equipo en la siguiente estación y determinamos las coordenadas X, Y, Z de la estación ubicada. Ubicamos las coordenadas de la estación anterior para la ubicación y el enlace respectivo. Procedemos a la lectura y a la comprobación con los datos de la libreta de campo.
86 COORDENADAS GPS EN LUGARES SEGUROS FUERA DEL ALCANCE DE PERSONAS Y VEHÍCULOS QUE PUEDAN CAUSAR DETERIORO.
87 ESTACIÓN DOS
88 ENLACE AL PUNTO ANTERIOR
89 TOMA DE PUNTOS EN EDIFICACIONES PRISMA DE REPLANTEO ALTURA DE PRISMA
90 TOMA DE PUNTOS DE DETALLE NIVEL SUPERIOR DE QUEBRADA
91 NIVEL INFERIOR DE QUEBRADA MANTENEMOS LA ALTURA DEL PRISMA
92 ESTACIÓN FINAL Luego de haber levantado todos los puntos del terreno procedemos a guardar con mucho cuidado el equipo. Procedemos a bajar los datos al computador ubicando el archivo en la estación total. Se procede al dibujo del trabajo en AUTOCAD. PRACTICA EN CAMPO
93 PRÁCTICA DE CAMPO Realizar un levantamiento topográfico de las instalaciones existentes. Procesar los datos. Dibujar el levantamiento. Realizar perfiles transversales mediante programa de computación adecuado.
94 PROCESAMIENTO DE DATOS
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96 GRAFICO DEL PROCESAMIENTO CON SOKKIA LINK
97 PROCESAMIENTO DE DATOS CON CIVIL CAD
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101 CURVAS DE NIVEL CON CIVIL CAD
102 TRIANGULACIONES DEL TERRENO
103 CURVAS DE NIVEL
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106 PLANO TOTAL EN AUTOCAD
107 PERFILES TRANSVERSALES Para realizar perfiles transversales es necesario ubicar en que sector necesitamos tener la información adecuada, para esto se realiza una polilinea por los puntos a considerar. Luego procedemos a indicar a Civil cad que la polilinea dibujada debe ser considerada para el perfil transversal.
108 PERFILES TRANSVERSALES
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110 PRACTICA DE CAMPO En la presente práctica se procederá con los datos tomados en campo del levantamiento topográfico, a preparar curvas de nivel y perfiles transversales, además se procederá al replanteo de puntos en el campo de edificaciones proyectadas. Para la practica se necesitara los equipos necesarios para replanteo.
111 MODULO CAMINOS Y CARRETERAS En el programa Civil Cad y en la mayoría de programas de topografía se tiene programas de carreteras, en esta parte del curso, con los datos obtenidos en campo se procederá a realizar un diseño de una vía. Realizaremos el diseño tomando en consideración los parámetros técnicos de diseños de vías.
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114 PERFIL TRANSVERSAL DEL PROYECTO
115 Taller de Topografía Ing. PATRICIO OLMEDO CH. GRACIAS POR SU ATENCIÓN Y COLABORACIÓN
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