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• Luis Mario Quispe Chacon

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PERFIL LONGITUDINAL Y SECCION TRANSVERSAL

ÍNDICE 1.Presentación 2.Introducción 3.Objetivos 4.Marco teórico 5.Descripción de la practica 6.Datos y cálculos 7.Anexos  Instrumentos  Libreta de campo 8.Conclusiones 9.Datos adicionales 10. Bibliografía

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INTRODUCCIÓN La topografía es una ciencia geométrica aplicada en la descripción de la realidad física inmóvil cercana. Es plasmar en un plano topográfico la realidad vista en campo en el ámbito rural o plasma de la superficie terrestre. La nivelación 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 aplicación más importante de la nivelación geométrica, es la obtención de perfiles de terreno a lo largo de una obra de ingeniería. Generalmente, la sección transversal de las obras tiene un eje de simetría. Así, se llama eje longitudinal de trazado, a la línea formada por la proyección horizontal de la sucesión de todos los ejes de simetría de la sección transversal. Así el perfil longitudinal es la representación gráfica de la intersección del terreno con un plano vertical que contiene el eje longitudinal, con esto obtenemos la forma altimetría el terreno a lo largo de la línea de nivelación. Y el perfil transversal es la representación del terreno con un plano vertical, perpendicular al eje longitudinal en el punto del eje de simetría (estaca), realizada en cada uno de los puntos que definen el eje longitudinal, para poder calcular el volumen de excavación y/o terraplén, para su perfecta utilización 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 comprenderá una distancia de 67.1 metros y secciones de 5 metros cada 20 metros y donde varíe la pendiente de la carretera.

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OBJETIVOS  Objetivo General: a) A través de los conocimientos adquiridos en la clase teórica, el objetivo se enfatiza al desarrollo de habilidades y destrezas necesarias para confeccionar los diversos datos de campo en la determinación de un perfil que muestre con una precisión considerable las características reales del terreno dispuesto a levantamiento topográfico. b) Hacer una correcta utilización de los instrumentos empleados (nivel, mira y eclímetro), lo que debe unirse a una correcta toma de las medidas requeridas.

 Objetivos Específicos: a) Alcanzar a conocer la forma del terreno y sus depresiones y elevaciones, por medio de la elaboración de los perfiles (Perfiles longitudinales y transversales ) b) Determinar elevaciones y desniveles de diferentes puntos del terreno aplicando el Método de Nivelación Compuesta. c) Determinar mediante el perfil longitudinal la rasante que pasa por dos puntos obligados, correspondientes a la estación inicial y la estación final. d) A través del cálculo de la rasante en el perfil longitudinal, proyectar ésta a las secciones transversales correspondientes a cada estación. e) Calcular las elevaciones correspondientes a cada punto del levantamiento, tanto de las estaciones como de las distancias de cada sección transversal (esto es las distancias 5m tanto izquierda como derecha) f) Determinar los valores de corte y relleno a través de la rasante y el terreno en estudio.

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MARCO TEÓRICO IMPORTANCIA DE LA PRÁCTICA Esta práctica de campo sirve como referencia para el conocimiento de las diversas aplicaciones de los procesos altimétricos; uno de ellos y de gran importancia para la ingeniería civil. Lo mencionado anteriormente se enfatiza a la aplicación de los resultados obtenidos en la nivelación, pero es necesario indicar que esta contiene diversos métodos a la hora del levantamiento topográfico y que se rige directamente por condiciones específicas, es decir, dependiendo de las características del terreno y los medios disponibles para realizar el trabajo topográfico. El proceso de Nivelación con el método de nivelación simple y compuesta está referido a la parte de la nivelación diferencial que es de uso muy común y cuya aplicación se da en el ámbito del diseño de carreteras con estudios de perfiles longitudinales a través de un eje central y el estudio de las secciones transversales referentes a las estaciones establecidas. Esto es objeto de estudio para la determinación de pendientes o rasantes que determinarán el nivel que la obra longitudinal tendrá en la finalización del trabajo, así como el cálculo de profundidades de corte y

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PERFIL LONGITUDINAL Y SECCION TRANSVERSAL relleno que interesan al contratista para la elaboración del presupuesto para la fase de movimiento de tierra.

ASPECTOS GENERALES A la operación de nivelar puntos situados a corta distancia entre sí, al o largo de una alineación determinada se le llama nivelación de un perfil. En los proyectos y levantamientos topográficos para carreteras, ferrocarriles, canales, etc. Se colocan estacas u otras señales a intervalos regulares a os largo de una alineación ya fijada, ordinariamente en el eje de la obra. El intervalo entre las estacas suele ser de 50 metros, 20 ó 10 metros, de acuerdo a la precisión requerida en el proyecto. Las secciones transversales son necesarias determinarlas cuando se necesita conocer la verdadera forma del terreno en una cierta extensión como trabajo previo y auxiliar para obras de riego, movimiento de tierra, edificios, etc. Secciones transversales y perfil longitudinal El empleo de este método 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 métodos directos. Las secciones deben espaciarse de acuerdo con las características del terreno, así en lugares donde las curvas de nivel tengan una curvatura pronunciada deben hacerse menos separadas, debiendo determinarse, en la parte más baja de los valles, una sección que coincida lo más aproximadamente posible con la línea de vaguada. Los perfiles se denominan Longitudinales, cuando se desarrollan en el sentido de las TOPOGRAFIA I

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PERFIL LONGITUDINAL Y SECCION TRANSVERSAL alineaciones que los definen y Transversales, cuando determinan un corte o sección de terreno perpendicular al anterior. Los perfiles transversales tienen un punto común 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 serán referidas adicho punto según el sentido de avance de la obra. Otra forma de representar el terreno es a través de perfiles o secciones, mostrando las inflexiones del terreno y sus puntos singulares. Los perfiles longitudinales nos dan la sección del terreno a lo largo de un trazado lineal, y perpendiculares a este eje, cada determinada distancia, se realizan las secciones transversales, cuya longitud dependerá 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 así los volúmenes de movimiento de tierras. Los perfiles se realizan también para todo tipo de estudios hidrográficos (cálculos de caudales y avenidas), y son la mejor representación de redes de saneamiento, abastecimiento o cualquier tipo de canalización, representando tanto el terreno en superficie como la rasante hidráulica.

PERFILES LONGITUDINALES. Es un perfil topográfico a lo largo del eje de la planta, por lo tanto es la interacción de la superficie topográfica con el plano vertical que contiene al eje de la planta. Es la TOPOGRAFIA I

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PERFIL LONGITUDINAL Y SECCION TRANSVERSAL representación gráfica del terreno, como si se hubiese realizado un corte a lo largo del eje de simetría vertical de la vía de la imagen (flecha roja) El perfil longitudinal se utiliza para proyectar el alzado de la carretera. Se puede obtener a partir de la cartografía base (que tendrá curvas de nivel), pero lo más preciso es obtenerlo después 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 kilométrico cero) y en el eje Y las cotas.

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Para obtener el perfil longitudinal, primero se debe estacar el eje de simetría en terreno, para luego obtener las cotas de este eje a través de una nivelación geométrica. 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 Nº o el kilometraje que corresponde. La nivelación se hace por cuál de los métodos 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 más reducida que la vertical, las escalas más usadas son:  H = 1: 1000 H = 1: 500  V = 1: 100 V = 1: 50

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PERFIL LONGITUDINAL Y SECCION TRANSVERSAL PERFILES TRANSVERSALES Es la interacción 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 sección transversal de la obra, para hacer el cálculo del volumen de excavaciones o terraplenes. Proporcionan la información necesaria del terreno en la franja que necesitamos conocer, dependiendo del tipo de obra y ocupación de la misma con el movimiento de tierras, cuya anchura puede variar desde unos pocos metros en obras de canalizaciones hasta más de 100metros en autopistas, dependiendo de la pendiente del terreno y de las pendientes de desmonte y terraplén de la sección tipo. Cuando los perfiles transversales son muy uniformes (caminos, arroyos, hitos, linderos, etc.), se deben levantar de igual manera que los perfiles longitudinales, anotándose las altitudes y distancias leídas. 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 numeración ascendente. Además se deben dibujar en una sola escala, es decir, la escala horizontal será la misma que la vertical, puesto que la determinación de parámetros así 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 métodos ya vistos (Nivelación Directa). Se escogen estos puntos de manera que representen un detalle determinado de la forma del terreno, de ahí que se TOPOGRAFIA I

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PERFIL LONGITUDINAL Y SECCION TRANSVERSAL deben tomar los puntos donde hay un quiebre notable de la pendiente del terreno. Además, 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 inclinación respecto a la horizontal; puede ser ascendente o descendente, según el punto de observación. Se el terreno es horizontal su pendiente es cero. Las pendientes ascendentes se denominan particularmente rampas conservándose el término 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 más usual de expresar las pendientes es en tanto por ciento (%) indicando el número la diferencia de nivel existente por cada 100 unidades, aunque en la práctica está muy generalizado indicar el tanto por uno, por resultar más conveniente para los cálculos. Por lo anterior expuesto la pendiente queda expresada de la forma siguiente: P = ((Elevación final – Elevación inicial)/ D)* 100 Dónde: 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 TOPOGRAFIA I

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PERFIL LONGITUDINAL Y SECCION TRANSVERSAL dos escalas, una horizontal (eje X) y una vertical(eje Y), la escala vertical se dibuja siempre más grande que la horizontal, generalmente es una relación 10:1. Dibujo de secciones transversales Son de gran importancia para el cálculo de las áreas y volúmenes 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 estación 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 sección transversal se dibuja una debajo de la otra y en cada sección se coloca el número de estación, el dibujo se inicia en la parte inferior del papel con la estación inicial.

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DESCRIPCIÓN DE LA PRÁCTICA

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DATOS Y CÁLCULOS

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ANEXOS •

INSTRUMENTOS WINCHA Llamada también cinta topográfica, cuenta con una graduación y permite medir de forma directa una distancia. Para poder medir con la cinta topográfica 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

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PERFIL LONGITUDINAL Y SECCION TRANSVERSAL idea de la precisión de la cinta. En nuestro caso la cinta contaba con una división de 2mm por un lado y por el otro lado presentaba una división en pulgadas, por lo cual la precisision de la cinta era de 2mm.

Longitud Máxima: 50m.

Modelo: Fibberglass Long Tape CST/bergier

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

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EL 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.

El nivel de ingeniero El nivel de ingeniero es un instrumento cuya finalidades la medición 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 puntería, que está TOPOGRAFIA I

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PERFIL LONGITUDINAL Y SECCION TRANSVERSAL unido a un nivel tubular, el cual puede girar alrededor de un eje vertical y está ubicado sobre un trípode.

ECLIMETRO Es un instrumento de medición utilizado para determinar la horizontalidad o verticalidad de un elemento. Existen distintos tipos y son utilizados por agrimensores, carpinteros, albañiles, herreros, trabajadores del aluminio, etc. Se caracteriza por su manejo sencillo y la rapidez con que se pueden determinar los ángulos de elevación y de depresión. Se utiliza para mediciones preliminares, construcciones de carreteras y líneas ferrocarriles, secciones transversales, gradientes e exploraciones de pendientes, para mediciones geológicas y forestales, etc.

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LIBRETA DE CAMPO

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CONCLUSIONES Una vez concluida la práctica, podemos concluir que:  La determinación de altura de puntos por el método de Nivelación trigonométrica facilita la realización de trabajos topográficos de índole altimétricos, en donde podemos encontrar diversos factores tales como el tiempo requerido para efectuar el trabajo, la disposición de equipo topográfico adecuado, el fácil manejo de los datos al momento de realizar los cálculos, etc. Esto significa un ahorro en los medios disponibles a utilizar. Pero esto no sintetiza la verdadera importancia del método, ya que generalmente está dirigido a los trabajos donde haya presencia de grandes extensiones de terrenos y demasiados desniveles entre distancias mínimas.  Se halló correctamente los cálculos del dicho levantamiento topográfico por nivelación compuesta del área que el ingeniero nos asignó.  Se aprendió a realizar una nivelación compuesta.  El Nivel Topográfico es el instrumento adecuado para realizar este tipo de trabajos, siempre y cuando se cuente con los recursos adecuados y el personal esté capacitado.  Gracias al nivel topográfico, es posible determinar la diferencia de alturas de diferentes puntos.  La mira debe estar vertical para evitar errores por la inclinación de esta. TOPOGRAFIA I

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DATOS ADICIONALES COMPENSACION DE NIVELACIONES Cuando se nivela un circuito cerrado, la cota que se obtiene para el punto inicial una vez cerrada la nivelación no siempre es la misma que se dio como conocida. Los puntos tomados en el recorrido de la nivelación, están afectados por el error, estos se corregirán si el trabajo así lo requiere. Para compensar los puntos nivelados existen dos métodos que son por el número de puntos de cambio y por distancia recorrida. El uso de cada método esta determinado, según de qué manera está repartido el error (en función 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 nivelación. En caso de verificarse que el error es menor que la tolerancia se procede a la compensación de la misma siguiendo uno de los métodos de compensación que se describen a continuación: 1. En función del camino recorrido: El error de cierre debe ser menor o igual al error admisible, éste depende de la precisión en la que se esté trabajando. TOPOGRAFIA I

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Tn = m √k En Donde: Tn: tolerancia para el error de cierre en mm. m: valor dependiente de los instrumentos, método y tipo de nivelación requerida. k: longitud total de la nivelación en km. En la formula anterior podemos observar que la tolerancia está en función de la distancia nivelada, razón por la cual es uno de los método de ajuste de nivelación que distribuya el error en forma proporcional a las distancias. 2. En función del número de posiciones instrumentales: Es método es más 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 corrección: C = -En / N En Donde: En: es el error de cierre. N: es el número de puntos de cambio. * El error de cierre debe ser menor o igual al error admisible. APLICACIONES DEL TRABAJO A LA INGENIERIA:

La topografía se divide en planimetría (levantamiento y trazo de polígonos, trazo de carreteras, ferrocarriles, canales, etc...) y altimetría (levantamiento de curvas de nivel, control vertical en la construcción de edificios, tanques, etc.). Sirve para hacer pruebas y ver a qué nivel sobre el mar nos encontramos, la altura de cada punto y ver sus distancias de TOPOGRAFIA I

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PERFIL LONGITUDINAL Y SECCION TRANSVERSAL punto a punto; esto en la realidad se podría, se aplica cuando el ingeniero civil hace una obra de agua y alcantarillado en la ciudad. FALTAS EN LANIVELACIÓN: * Confusión de los números 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 Atrás en la columna de las de Adelante y viceversa. * Punto de apoyo errado: cuando no está bien definido, al darse vuelta el alarife pierde el punto, o cuando pasa un vehículo. * Error de Calculo: Se confunde en la operación de sumar y restar. Primero se deben hacer las sumatorias de todas las lecturas atrás y adelante para ver el desnivel general y después calcular las cotas intermedias y se debe llegar a la misma cota final.

BIBLIOGRAFÍA 1. Técnicas modernas en topografía. Bannister, Raymond, Baker. Séptima edición. Alfaomega. 2. Topografía general y aplicada. F. Domínguez García. Ed. Mundi-prensa. 12ª edición. TOPOGRAFIA I

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PERFIL LONGITUDINAL Y SECCION TRANSVERSAL 3. http://www.sigagropecuario.gov.ar/docs/mapasinfo/CARTOGRAFIA/definiciones /metodos_levantamientos.pdf. 4. http://informes-agricola.es.tl/INFORME-1-DETOPOGRAFIA--BASICA.htm 5. http://www.academia.edu/8178581/Informe_Alineamient o_topografico 6. http://es.slideshare.net/luismario34/savedfiles? s_title=informe-de-topografa-unp&user_login=19Melz 7. TOPOGRAFIA –técnicas modernas –Jorge Mendoza Dueñas (2012)

8. TOPOGRAFÍA. Ing. José Torres Tafur. Universidad Nacional de Cajamarca 9. Libro Método y Cálculo Topográfico. (Domingo Conde Riose). 10. Topografía

Técnicas Modernas- Jorge Mendoza Dueñas-

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