Cuaderno de Topografia General II
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UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO
TOPOGRAFÍA GENERAL II - 2014-10
Ing. Ms. Sc. Anaximandro Velásquez Díaz
Ing. Ms. Sc. Anaximandro Velásquez DíazUNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO
2014
TOPOGRAFÍA GENERAL II
UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO
TOPOGRAFÍA GENERAL II - 2014-10
Ing. Ms. Sc. Anaximandro Velásquez Díaz
ÍNDICE
AGRADECIMIENTO………………………………………………………………………………………………………….………………1
DEDICATORIA…………………………………………………………………………………………………………………………………2
RESUMEN……………………………………………………………………………………………………………………………………….3
ABSTRACT…………………………………………………………………………………………………………………………………………4
INTRODUCCIÓN……………………………………………………………………………………………………………………………..5
JUSTIFICACIÓN……………………………………………………………………………………………………………………………….6
OBJETIVOS……………………………………………………………………………………………………………………………………..7
CONSTANTES ESTADIMÉTRICAS………………………………………………………………………………….…………..8
Principios de Topografía…………………………………………………………………………………………..………..9
Parte de un Plano……………………………………………………………………………………………………..……..13
Visual Horizontal………………………………………………………………………………………………………..…….15
Visual Inclinada…………………………………………………………………………………………………………….….17
Práctica de Campo……………………………………………………………………………………………………….….19
Registro de Campo…………………………………………………………………………………………….20
Registro de Gabinete……………………………………………………………………………………….…21
NIVELACIÓN TAQUIMÉTRICA………………………………………………………………………………………………..22
Cálculo de Cotas……………………………………………………………………………………………………………..26
ejemplo de 5 puntos……………………………………………………………………………………………………………..27
ejemplo de 20 puntos……………………………………………………………………………………………………………30
CURVAS DE NIVEL………………………………………………………………………………………………………….………..34
Equidistancia…………………………………………………………………………………………………..……………….35
Lectura de Planos a Curvas de Nivel……………………………………………………………………….………..38
Interpolación de Curvas de Nivel……………………………………………………………………………………..41
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TRIANGULACIÓN TOPOGRÁFICA……………………………………………………………………………………………47
Tipos de Triangulación……………………………………………………………………………………………………..49
Base de la Triangulación……………………………………………………………………………………..……………54
Correcciones Sistemáticas………………………………………………………..…….………….……….55
Precisión de la Base…………………………………………………………………….………………….…….…………59
Compensación de Ángulos…………………………………………………………………………………..….……….64
Resistencia de Figura………………………………………………….…………..………………………….…….……..74
Caminos……………………………………………………………………………………………………………………….....78
Azimut y Rumbo………………………………………………………………………………………………….…………..84
Coordenadas………………………………………………………………………………………………………..………….91
COMPENSACIÓN DE CIRCUITO DE NIVELACIÓN………………………………………………………………….…96
AGRIMENSURA……………………………………………………………………………………………………………………..106
Fórmulas Elementales……………………………………………………………………………………….……..……110
Método por Ordenadas a Intervalos Iguales……………………………………………………………..…..114
Método del Compás y Papel Milimetrado………………………………………………………..………..….119
Método del Planímetro…………………………………………………………………………………………..…….121
VOLUMETRÍA………………………………………………………………………………………………………………………..122
Volúmenes de Embalse………………………………………………………………………………………………….123
Volúmenes por Secciones Transversales……………………………………………………………….……….127
Ejercicio Aplicativo………………………………………………………………………………………………..…….…137
INSTRUMENTOS AUTOMATIZADOS …………………………………………………………………………………….141
CONCLUSIONES……………………………………………………………………………………………………………………...187
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Ing. Ms. Sc. Anaximandro Velásquez Díaz
AGRADECIMIENTO
Agradezco a quienes colaboraron en la elaboración de los apuntes de clase del cuaderno
de Topografía General II y de manera especial a mis alumnos de Ing. civil de la Universidad
Privada Antenor Orrego, por su acertado y oportuno apoyo en el desarrollo de este
documento que servirá de mucha ayuda para desarrollar los diferentes temas que
contiene el curso de TOPOGRAFÍA GENERAL II.
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DEDICATORIA
A Dios por ser mi guía y mi fortaleza, a mi madre que se encuentra en el cielo y que de allí
me cuida y me protege, a mi familia por el apoyo incondicional a lo largo de mi vida, y a
mis alumnos; ya que gracias a ellos vengo realizando este trabajo periodo a periodo.
Ing. Ms. Sc. Anaximandro Velásquez Díaz.
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RESUMEN
El presente Trabajo de Investigación, consiste en la elaboración de apuntes de clase
dentro de la rama de Topografía, la cual es muy importante en la Ingeniería Civil.
El objetivo principal es la elaboración de material didáctico con el fin de llevar este
documento a la biblioteca de la Universidad Privada Antenor Orrego, en donde se puede
publicar contenidos didácticos de forma libre creando de esta manera un espacio al cual
puedan acceder y aprender más sobre estos temas o para complementar sus
conocimientos.
Este trabajo está compuesto por varias unidades conteniendo los siguientes elementos:
Constantes Estadimétricas, Nivelación Taquimétrica, Curvas de Nivel, Triangulación,
Levantamiento Altimétrico de Terrenos de Gran Extensión, Agrimensura y Volumetría.
La guía de aprendizaje es de mucha utilidad y en esta se presenta un cronograma
orientativo de cuantas horas a la semana se necesitan para el estudio de cada unidad y de
esta manera se puede organizar mejor el tiempo, por esta razón es importante que el
estudiante haga un seguimiento de esta guía.
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ABSTRACT
The present investigation consists in preparing lecture notes within the branch of Surveying, which is very important in the Civil Engineering. The main objective is the development of training materials in order to bring this document to the library of the Universidad Privada Antenor Orrego, where you can publish course content freely thereby creating a space which can access and learn more about these issues or to supplement their knowledge. This work is composed of several units containing the following elements: Constants stadia, leveling tacho, Contours, Triangulation, Altimetry Land Survey of Great Extension, Surveying and Volumetric. The tutorial is very useful and is an indicative timetable is presented few hours a week are needed for the study of each unit and thus can better organize your time, therefore it is important that students do follow this guide.
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INTRODUCCIÓN
La Topografía ha tenido gran importancia desde el principio de la civilización, por esta
razón es importante su estudio y con la iniciativa de la Universidad Privada Antenor
Orrego se puede acceder a mayor información y con ello adquirir más conocimientos
dentro de este campo. Los materiales didácticos no se publican con la finalidad de que las
personas obtengan algún título, certificado o acreditación, sino con la finalidad de
potenciar el conocimiento. El objetivo de este proyecto es elaborar material didáctico para
cursos de topografía para que de esta manera las personas puedan acceder fácilmente y
adquirir nuevos conocimientos sobre la Topografía. Este sistema permite a las personas
formarse académicamente accediendo a diversos cursos, los cuales son elegidos en
función de su orientación profesional, ayudándoles a desarrollar competencias y a ampliar
sus conocimientos lo cual los lleva a ser mejores profesionales.
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JUSTIFICACIÓN
La Topografía ha tenido gran importancia desde el principio de la civilización, por esta
razón es importante su estudio y con la iniciativa de las universidades se puede acceder a
mayor información y con ello adquirir más conocimientos dentro de este campo.
El curso de Topografía general ayudará a crear un espacio en donde las personas puedan
acceder fácilmente para adquirir nuevos conocimientos sobre la Topografía y de esta
manera poder desarrollar mayores destrezas y habilidades, ya que en esta época de alta
competencia es necesario estudiar y capacitarse.
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OBJETIVOS
1. GENERALES
Relacionar la actividad topográfica con el proyecto y la ejecución de la variada gama de
obras civiles. Aprender a planificar y ejecutar la realización de trabajos topográficos.
Aprender a controlar la ejecución de trabajos topográficos y a solucionar problemas de
terreno. Comprender, a través de ejercicios teóricos y prácticos, los conceptos de
planimetría, altimetría, levantamiento topográfico y replanteo.
2. ESPECÍFICOS
• Conocer el escenario en que se desenvuelve la topografía y las disciplinas afines y su
aplicación general en campo.
• Conocer y comprender los principios y características propias de los procedimientos de
medición.
• Identificar y manejar los distintos instrumentos topográficos con el fin de determinar el
más adecuado de utilizar en una determinada situación.
• Interpretar y aplicar las distintas formas de representación planimetría y altimétrica.
• Determinar los métodos adecuados para el control de los procedimientos de medición e
interpretar sus resultados.
• Conocer y aplicar programas computacionales que incorporen el manejo de información
topográfica aplicada a la construcción.
• Diseñar el alineamiento planimétrico y altimétrico de una parcela.
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GENERALIDADES
PRINCIPIOS DE TOPOGRAFÍA
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“La Topografía es la ciencia y el arte de efectuar las mediciones necesarias para
determinar las posiciones relativas de los puntos, ya sea arriba, sobre o debajo de la
superficie de la tierra, o para establecer tales puntos.”
Se ocupa, principalmente, de la representación de una porción de la Tierra, lo cual se
realiza dando coordenadas a puntos de la superficie; estas coordenadas están referidas a
un sistema pre-establecido y determinado. Por lo tanto, la Topografía consiste en
diseñar un modelo semejante al terreno, para al final obtener un plano o un mapa del
mismo.
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PRINCIPIOS DE TOPOGRAFÍA
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.La topografía se divide en dos grandes áreas:
1.-PLANIMETRÍA:
Es la representación de los detalles del terreno sobre
una superficie plana. En esta parte de la Topografía se
estudia el conjunto de métodos y procedimientos para
fijar las posiciones de puntos proyectados en un plano
horizontal, sin tomar en cuenta sus elevaciones, es
decir, se representa el terreno visto desde arriba o en
planta.
2.-ALTIMETRÍA:
Es el conjunto de operaciones, cuyo objetivo es
determinar la diferencia de alturas entre
diferentes puntos situados en el terreno, las
cuales representan las distancias verticales
medidas a partir de un plano horizontal de referencia.
| LEVANTAMIENTO TOPOGRÁFICO:
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El levantamiento topográfico es una representación gráfica, la cual cumple con
todos los requerimientos que necesita un constructor para ubicar un proyecto en
el terreno, ya que éste proporciona una representación completa del relieve y de
las obras existentes.
Permite trazar mapas o planos de un área, en los cuales aparecen las principales
características físicas del terreno, tales como ríos, lagos, caminos, etc.; y las
diferencias de altura de los diferentes relieves, tales como valles, llanuras, colinas o
pendientes.
En el desarrollo de este curso nos basaremos en el uso de: “Levantamientos de
tipo general (lotes y parcelas)”.
Métodos
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TAQUIMETRÍA
PARTES DE UN PLANO
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La taquimetría o método de la estadía es un método topográfico rápido y eficiente pero
de poca precisión que sirve para medir distancias y diferencias de elevación en forma
rápida.
Principio de la estadimetría:
Este método se basa en el principio de los triángulos semejantes, en el que los lados
correspondientes son proporcionales.
Visual horizontal: Si α = 0 Dh = C + KL
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MEDICIÓN DE DISTANCIAS - ESTADIMETRÍA
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e =Distancia entre el centro del instrumento y el centro del objetivo.
f =Distancia focal del lente.
x =Distancia entre el punto focal y la estadía.
C =Constante menor de estadía, (e+f).
D =Distancia entre el centro del instrumento y la estadía, (C+KL).
L =Intervalo o lectura de estadía, AB
l =Separación de los hilos de la estadía, ab
Por medio de triángulos semejantes se establece la siguiente relación:
lf= L
X
Entonces la distancia desde el foco a la estadía es:
|
C= [0m ± 50m] K= [50m; 80m; 100m]
D
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d=( fl)L=KL
Dónde:
K = f/l, Constante mayor de estadía, también llamado factor de lectura o intervalo de
estadía.
Por lo tanto la distancia desde el centro del instrumento a la estadía es:
Los instrumentos que se utilizan en la actualidad poseen lentes que permanecen fijos, de
manera que la constante C es igual a cero: D= KLEsta fórmula se utiliza para calcular distancias horizontales cuando la visual es horizontal.
La constante Estadimétricas (K) por lo general es igual a 100 pero en algunas ocasiones puede variar, esta constante debe ser calculada cuando se usa por primera vez un instrumento, se lo puede hacer de la siguiente forma:
Se toma la lectura de estadía (L) a una distancia conocida (D) y se calcula K despejándola de la fórmula para determinar distancias horizontales:
DL
=K
|
D = KI + C DH =C + KL
D= d+ CD= KL+C
Visual inclinada: Si α es diferente de 0:
Dh=C cos α+KL cos2 α
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C y K, Son constantes Estadimétricas a determinar:
Dónde:
DI =Distancia inclinada
α =Ángulo vertical
DH =Distancia horizontal
DV =Distancia vertical
AB =Intervalo de estadía (I)
A’B’ =Proyección del intervalo de estadía (AB) normal a línea de la visual
O =Elevación en el punto O
P =Elevación en el punto P
De la figura, se puede establecer las siguientes relaciones:
Como AB = I, entonces:
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Remplazando A’B’ en la fórmula de la distancia inclinada se obtiene:
nC+K∑ Li=∑ Dhi
Donde:
n= número de mediciones.
C= constante de adición.
K=la constante de multiplicación.
ΣLi= sumatoria de (ls-li).
ΣLi2 = sumatoria de (ls-li)2.
ΣDhi= sumatoria de las distancias horizontales.
ΣDhi x li= sumatoria de las distancias horizontales x Li.
Para realizar este trabajo necesitamos los siguientes instrumentos:
Nivel de Ingeniero
Wincha
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CONSTANTES ESTADIMÉTRICAS
C∑ Li+K∑ Li2=¿∑ Dhi x Li¿
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Trípode
Mira
Corrector
Ya en el campo:
Instalamos el nivel de ingeniero, y ya nivelado empezamos a tomar puntos al azar.
Señalados ya los puntos , podemos tomar las medidas necesarias
Recordar que la primera medida tiene que ser de 3 metros.
Registro de Campo:
La libreta de campo consiste en diferentes partes como la sumilla, registro, croquis, escala
convencional y norte magnético.
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Registro de gabinete:
Constantes Estadimétricas
Para realizar los siguientes cálculos sobre las constantes Estadimétricas, nos podemos ayudar de la
base de datos de Excel.
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LIBRETA DE CAMPO
|
PtoLECTURA
SUPERIOR MEDIA1 1.403 1.3882 1.408 1.385
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1. DEFINICIÓN:
La taquimetría proviene del griego Taqui = rápido, Metría =medida tiene por
objetos determinar la posición horizontal y vertical
Es el método de medida rápida que permite obtener mediciones de manera
práctica y directa.
2. APLICACIONES |
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Levantamientos de zonas del terreno a escalas grandes.
Trabajo de replanteo.
Deslindes.
Tendremos en cuenta:
La ubicación del cero del limbo vertical del teodolito.
Fórmulas para hallar: α (alfa), Dh, h, y la cota de cualquier punto.
Leyenda:
Dh =Distancia horizontal
C= Es la constante de adición. (0, +/- 50 cm)
K= Constante de multiplicación: (50, 80,100)
L= Ls - Li.
En la nivelación taquimétrica se encuentra distintos tipos de nivelación:
Geométrica: Nivel de Ingeniero
Taquimétrica: teodolito (mecánico o digital )
|
Hi
Dh=C cos α+KL cos2 α
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Barométrica: Barómetro e Altímetro
CALCULO DE α:
α=ƒ (limbo vertical de un teodolito)
1. CÁLCULO DE LA DISTANCIA INCLINADA ( D)
Sabemos que:
D = C + KL
Entonces como: C = 0
K = 100
L =Ls – Li
K: Constante de multiplicación
L: Lectura
|
0
90
90
0
90
0
270º
180
v + = 90 = 90 - v
α
v + = 270 = 270 - v
Ceros en el Nadir:
Ceros en el Zenit: Ceros en el Nodet:Ceros en el Zenit: Ceros en el Nodet:Ceros en el Zenit: Ceros en el Nodet:Ceros en el Zenit: Ceros en el Nodet:Ceros en el Zenit: Ceros en el Nodet:
Ceros en el Zenit: Ceros en el Nodet:Ceros en el Zenit: Ceros en el Nodet:Ceros en el Zenit: Ceros en el Nodet:Ceros en el Zenit: Ceros en el Nodet:Ceros en el Zenit: Ceros en el Nodet:Ceros en el Zenit: Ceros en el Nodet:Ceros en el Zenit: Ceros en el Nodet:
Ceros en el Zenit: Ceros en el Nodet:
v =
α α
h
Tan = Dh
h
Dh
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Ls: Lectura superior
Li: Lectura inferior
D = 100 (Ls – Li)
2. CALCULO DE LA ALTURA (h)
h=¿
h=C sinα+KLsinα cosα
Si C = 0
h=12∗KL∗sin 2α
|
i
m
h
Dh
CO
TA
X
CO
TA
E
NIVEL DE REFERENCIA
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1. CÁLCULO DE COTAS
Eje del teodolito = Eje de la mira
COTA E + i + h = COTA X + m
COTA X = COTA E + h + (i – m)
Si i = m
COTA X = COTA E + h
2. TOMA DE DATOS EN UNA LIBRETA DE CAMPO
Ejemplo:(5 PUNTOS) |
Eje del teodolito Eje de la mira
CROQUIS
SUMILLA
REGISTRO
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SUMILLA:
TEMA: Levantamiento topográfico de una parcela
UBICACIÓN: El Golf. RESPONSABLE: Gutiérrez Ríos Raúl
EQUIPO: Teodolito. OMNI-N˚57962-400010757
ACCESORIOS: trípode, mira, Wincha. YAMAYO-400000538
FECHA: 04/07/14 - Cota: 100.00 - i=1.57 m OTROS: corrector
REGISTRO DE CAMPO:
SUMILLA:Levantamiento topográfico de una parcela
El Golf. RESPONSABLE: Gutiérrez Ríos Raúl Teodolito.OMNI-N˚57962-400010757
Fecha: 7/4/2014 Cota: 100REGISTRO DE CAMPO
Pto D <h <V Obs m1 80.4 15° 2' 5.00'' 89° 3' 17.00'' Esquina
2 35.4 89° 20' 17.00'' 90° 0' 0.00'' Relleno
3 72.5 163° 56' 57.00'' 92° 17' 10.00'' 1.47
4 57.3 200° 3' 11.00'' 94° 0' 18.00'' esquina
5 27.8 283° 51' 32.00'' 80° 0' 0.00'' relleno
6 - - - - - - - - -
TEMA: levantamiento topográfico de una parcela
Golf
Gutiérrez Ríos Erika
EQUIPO:
7/4/2014
trípode, Miracota 100 m.s.n.m. i 1.57 m.
REGISTRO DE GABINETE
Pto < ALFA ° Dh (m) h (m) cota1 0.945° 80.378 1.326 101.3262 0.000° 35.400 0.000 100.0003 -2.286° 72.385 -2.892 97.2084 -4.005° 57.020 -4.002 95.9985 10.000° 26.962 4.827 104.8276 #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE!
TEMA: UBICACIÓN: EQUIPO: ACCESORIOS: trípode, mira Wincha.YAMAYO-400000538
i=1.57 m
Esquina m = 1.47
UBICACIÓN: RESPONSABLE:
Teodolito.OMNI-N˚57962-400010757 Wincha.YAMAYO-400000538
FECHA: ACCESORIOS:
REGISTRO DE GABINETE:
|
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TEMA: levantamiento topográfico de una parcela
UBICACIÓN: Golf EQUIPO: Teodolito. OMNI-N˚57962-400010757
RESPONSABLE: Gutiérrez Ríos Erika Wincha: YAMAYO-400000538
FECHA: 04/07/14 OTROS: corrector ACCESORIOS: trípode, Mira
Cota E: 100.00 msnm i=1.57 m.
Cálculos de datos:
Si 1 = 90°00’00’’ - 89º 03’ 17”
1 = 0º 56’43”
Dh = KL Cos2
Dh = 80.4Cos2 (0° 56’43”)
h = KL/2 x Sen 2 = 1.33
Cota P = Cote E + h +( i – m)
P = 100.00 + 1.33 = 101.33
|
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EJEMPLO:(20) PUNTOS |
(m)
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Ing. Ms. Sc. Anaximandro Velásquez Díaz
SUMILLA:
TEMA: Levantamiento topográfico de una parcela
UBICACIÓN: otuzco. RESPONSABLE: Gutiérrez Ríos Raúl
EQUIPO: Teodolito. OMNI-N˚57962-400010757
ACCESORIOS: trípode, mira, Wincha. YAMAYO-400000538
FECHA: 04/07/14 - Cota: 1349.00 - i=0.45 m OTROS: estacas
REGISTRO DE CAMPO:
SUMILLA:
Nivelacion taquimetrica
Otuzco RESPONSABLE: Mio Mariños,Karen
Teodolito.OMNI-N˚57962-400010757
Fecha: 7/4/2014 Cota: 1349REGISTRO DE CAMPO
Pto D <h <V Obs m1 60 31° 10' 0.00'' 87° 21' 0.00'' filo de c.2 54 43° 50' 0.00'' 87° 51' 0.00'' p. de puas3 51.5 66° 0' 0.00'' 88° 48' 0.00'' relleno 04 53 77° 2' 0.00'' 89° 12' 0.00'' relleno
5 43 98° 26' 0.00'' 89° 48' 0.00'' relleno
6 44 136° 22' 0.00'' 91° 0' 0.00'' relleno -
7 56 159° 30' 0.00'' 91° 57' 0.00'' Esquina
8 52 179° 0' 0.00'' 93° 21' 0.00'' esquina 1
9 54 197° 48' 0.00'' 92° 53' 0.00'' esquina 0
10 56.5 205° 1' 0.00'' 92° 27' 0.00'' esquina 1.55
11 46.8 227° 24' 0.00'' 91° 54' 0.00'' esquina 0
12 47.9 261° 0' 0.00'' 90° 42' 0.00'' relleno -
13 39 276° 29' 0.00'' 89° 54' 0.00'' relleno
14 35.1 304° 30' 0.00'' 88° 48' 0.00'' Relleno
15 42 14° 20' 0.00'' 88° 20' 0.00'' esquina 0.7
16 29 54° 7' 0.00'' 88° 12' 0.00'' esquina
17 22 116° 58' 0.00'' 90° 39' 0.00'' relleno
18 27 20° 56' 0.00'' 93° 20' 0.00'' relleno -
19 23.5 270° 2' 0.00'' 90° 32' 0.00'' Esquina
TEMA: UBICACIÓN:
EQUIPO:
ACCESORIOS: trípode, mira Wincha.YAMAYO-400000538
i=1.45 m
|
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Ing. Ms. Sc. Anaximandro Velásquez Díaz
TEMA: Nivelacion Taquimetrica
Otuzco
Mio Mariños,Karen
EQUIPO:
7/4/2014
trípode, Mira
cota 1349 m.s.n.m. i 1.45 m.
REGISTRO DE GABINETE
Pto < ALFA ° Dh (m) h (m) cota
1 2.650° 59.872 2.774 1351.7742 2.150° 53.924 2.026 1351.0263 1.200° 51.477 1.079 1351.5294 0.800° 52.990 0.740 1349.7405 0.200° 42.999 0.150 1349.1506 -1.000° 43.987 -0.768 1348.2327 -1.950° 55.935 -1.906 1347.0948 -3.350° 51.822 -3.039 1345.9619 -2.883° 53.863 -2.716 1348.934
11 -2.450° 56.397 -2.415 1346.58512 -1.900° 46.749 -1.552 1347.44813 -0.700° 47.893 -0.585 1348.41514 0.100° 39.000 0.068 1349.06815 1.200° 35.085 0.735 1349.73516 1.667° 41.964 1.222 1347.57217 1.800° 28.971 0.911 1349.91118 -0.650° 21.997 -0.250 1348.75019 -3.333° 26.909 -1.570 1347.430
UBICACIÓN: RESPONSABLE:
Teodolito.OMNI-N˚57962-400010757 Wincha.YAMAYO-400000538
FECHA: ACCESORIOS:
REGISTRO DE GABINETE:
|
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Ing. Ms. Sc. Anaximandro Velásquez Díaz
TEMA: Nivelación taquimétrica (20 puntos)
UBICACIÓN: Otuzco EQUIPO: Teodolito. OMNI-N˚57962-400010757
RESPONSABLE: Mio Mariños, Karen Wincha: YAMAYO-400000538
FECHA: 04/07/14 OTROS: corrector ACCESORIOS: trípode, Mira
Cota E: 1349.00 msnm i=1.45 m.
Cálculos de datos:
Si 1 = 90°00’00’’ - 87º 21’ 00”
1 = 2º 39’00”
Dh = KL Cos2
Dh = 60Cos2 (2° 39’00”)=59.872
h = KL/2 x Sen 2 = 2.774
Cota P = Cote E + h +( i – m)
P = 1349.00 + 2.774 = 1351.274
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Ing. Ms. Sc. Anaximandro Velásquez Díaz
|
(m)
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|
CURVAS DE NIVEL
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1. DEFINICIÓN: Son líneas o trazos que unen puntos que tienen una misma cota o
elevación.
2. CRITERIOS PARA LA SELECCIÓN DE LA EQUIDISTANCIA
Tipo de topografía
|
Presentación del trabajoF
1/E (escala)
Tipo de topografía
Llana
Ondulado
Accidentado
Montañoso
0 – 10º
10º - 20º
20º - 30º
+ 30º
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Selección de Equidistancia
3. NORMAS Y RECOMENDACIONES PARA EL DIBUJO DE CADA NIVEL
1º Debemos seleccionar una adecuada E (equidistancia).
2º Al acotar las curvas maestras (interrumpir el trazo de la curva de nivel).
|
a
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3ºSe acota a cada 2 o a cada 5 curvas.
4º En un plano grande: A 0, A1, A2, pueden existir varios alineamientos
dependiendo del tamaño del plano.
5º Las curvas de nivel deben ser color sepia (marrón claro)
6º No se interpola un punto contra todos. Si no con los puntos en su entorno.
7º Se debe dibujar en el libreto de campo a mano alzada el relieve del terreno.
|
a
c
c
D
G
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Nota: Si no es autor del trabajo de campo es difícil interpolar.
4. LECTURA DE PLANOS A CURVAS DE NIVEL
Ejemplo:
|
S
R
104
103
102
101
100
interpolar
100 102 104
Planta
1 1a a a a
212
211
210
209
208
208 210 212
Planta
2 2a a’ a” a’’’
304
303
302
301
300
8 8a’’’
Conclusión: Pendiente (m) = Constante
Conclusión: Pendiente (m) es discontinuo
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5. LÍNEA DE CORTE PARALELA AL EJE X
|
Conclusión: se cortan vacío un plano U
412
411
410
409
408
4 4
408410
412
800
790
780
5 5
DEFORMACIÓN
800
750
(-) las cotas disminuyen
(1)
(1)
papel milimetrado
PERFIL EN ELEVACIÓN
Conclusión: Se unen aparentemente: Plano vertical
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Ejemplo:
De un plano elaborado por un ingeniero independiente y hacer 5 perfiles (de los
diferentes tipos de ejemplos)
6. INTERPOLACIÓN DE CURVAS DE NIVEL
|
(1)
(1)
papel milimetrado
(1)(1)
(2)
(2)4
4
3
3
103—100 = 3m.
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MÉTODOS
Analíticos: Reparto proporcional analítico:
Gráficos: Cuerda de guitarra
Programas; topograf, surfer, etc.
Reparto proporcional analítico:
PASOS
Se unen los puntos con lápiz
Se determina el ∆h
Se mide la distancia entre cotas con el escalímetro
Dibujar en elevación.
Ejemplo:
| 18,25
15,74
Pla
nta
Dh
= 15
,32
E = 1i = 16, 17, 18
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COTA P 18.25 COTA E 15.74 DH 15.32N° COTA DIF. H Yn Xn
1 16 2.51 0.26 1.58693232 17 2.51 1.26 7.69051793 18 2.51 2.26 13.794104
7. EQUIDISTANCIA (E): |
Conclusión: Se cortan vacío un plano U
18,25
15,74
Pla
nta
Dh
= 15
,32
E = 1i = 16, 17, 18
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Es la altura vertical entre dos curvas de nivel consecutivas.
Ejemplo:
8. Método Gráfico:
Cuerdas de Guitarra: Este se realiza con la ayuda de papel milimetrado, al
cual se le hace girar hasta encontrar el número adecuado de puntos.
E=1
E= 16, 17, 18
18.25
Papel Milimetrado
15.00
|
16,75 E = 1I = 16
15,25
0.4
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Hacer Coincidir la línea del papel milimetrado con el trazo a interpolar
|
16,75 E = 1I = 16
15,25
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PASOS A SEGUIR PARA LA MARCACIÓN DE UNA CURVA DE NIVEL
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Determinar la zona de desagüe.
Se elige la zona de mayor pendiente, debido a que este lugar es el de mayor
deterioro, por la acción directa de las lluvias y se saca la pendiente
promedio, para ello se recurre a una tabla de intervalos verticales y
horizontales.
El intervalo vertical es la diferencia de nivel que existe entre una curva y
otra.
El intervalo horizontal es la distancia que existe entre una curva y otra.
Se realiza la tabla de intervalos verticales y horizontales.
Se hace la marcación de arranque, que es el lugar donde nace la curva de
nivel, cuya marcación se realiza por el lado opuesto de la zona de desagüe.
Se realiza la primer lectura para saber en qué lugar estamos, operando a
este valor se le suma 3cm la que comúnmente se denomina pendiente del
3x 1000 y se desplaza 10m cortando la pendiente y así sucesivamente.
Suavización de las curvas y se hace para que la curva sea más o menos
proporcional.
Es la construcción de camellones.
La curva de nivel evita que los suelos se deterioren y de esta forma se
pueden aprovechar los terrenos con mucha pendiente.
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TRIANGULACIÓN TOPOGRÁFICA
1. DEFINICIÓN:
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Es una red de apoyo, generada por una serie de triángulos en las cuales uno o más
lados de un triángulo, son adyacentes de otro triángulo.
2. TRIANGULACIÓN TOPOGRÁFICA
Es aquella que no se tiene en cuenta la curvatura terrestre, tanto en la medición de
lados como en la medición de los ángulos.
PLANTEAMIENTO DE UNA TRIANGULACIÓN TOPOGRÁFICA
ANTECEDENTES
Terreno Pequeño:
Terreno Mediano: T. Gran Extensión:
En terrenos de gran extensión
|
E3
E2
E1
H
F
D
BC
A
E
B) Triangulación
)2(180 ni
0Px)2(180 ne
0Py
A) Poligonal Cerrada
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La triangulación resulta ventajosa con respecto a la poligonación principalmente en las
regiones accidentadas y montañosas, ya que de otro lado de la medición seria lenta y con
dificultades.
4. TIPOS DE TRIANGULACIÓN
Topográfico:
- A: 400 – 625 Km2 (área)
- No se considera la C.T. (curvatura de la tierra)
Geodésico
- A:+625 km2
- Si se considera curvatura de la tierra
5. ELEMENTOS DE UNA TRIANGULACIÓN
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De los lados de la triangulación se escoge el lado que ofrece mayores ventajas para
medirlo
-Obstrucciones
- Poca pendiente
6. BASE DE LA TRIANGULACIÓN
Es el lado de la triangulación cuya medición de su longitud ha sido obtenida
directamente en el campo.
Existen dos tipos de base:
La inicio de la triangulación (base de la triangulación)
La base de comprobación (base de cierre)
¿QUÉ FIGURAS GENERAN TRIÁNGULOS?
|
A
B
C
D
E
F
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7. ELECCIÓN DE LA CADENA PARA UNA TRIANGULACIÓN
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A B
C D
A
B
C
D
E
F
CANAL
Río
A
BC
D
E
F
G
H
I
J
C. Triángulos:
Polígono de punto central
ABCDE (F)
Cuadrilátero:
C. De cuadrilátero:
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Si bien en la práctica no siempre es posible seguir o mantener una cadena de un
solo tipo de figura para la elección de la cadena que mejor conviene tomar, se
tendrá en cuenta los siguientes aspectos.
La triangulación formada por una cadena de triángulos , es de las más
sencillas , por cuanto que no requiere la medida de un elevado número de
ángulos , pero en cambio requiere la medida de bases de comprobación ,
muchas veces es muy cercanas unas a otras si se quiere llegar a una buena
precisión
La triangulación por una cadena de cuadriláteros requiere un mayor
número de visuales pero brinda un mejor control de levantamiento
principalmente en lo que a precisión se refiere.
Triangulación formada por una cadena de polígonos con un punto central
requiere un gran número de visuales y que cadenas de cuadriláteros son las
adecuadas para levantamientos de gran precisión.
8. TRABAJO DE CAMPO COMPRENDE:
Reconocimiento del terreno
Ubicación de vértices y ubicación de la base.
Medición de la base de la triangulación.
Medición de los ángulos de la triangulación.
Medición de azimut de la base.
9. TRABAJO DE GABINETE:
COMPRENDE:
Cálculo de longitud.
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Precisión de la triangulación.
Compensación de figuras.
Cálculo de la resistencia de la figura y selección del mejor camino de
cálculo.
Calculo de azimut y rumbos del mejor camino del cálculo.
Cálculos de la longitud de los lados de la triangulación.
Cálculos de proyecciones de los lados.
Calculo de coordenadas.
Clasificación general de la triangulación ejecutada.
Dibujo de la triangulación.
1.-MEDICIÓN DE LA BASE DE LA
TRIANGULACIÓN
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El personal necesario para la medición es:
-Dos cadeneros, uno de ellos tomara las tensiones de mediciones
-Dos lectores de las longitudes, uno de ellos colocara las marcas
-Un registrador de las temperaturas de medición
-Un libretista.
EL EQUIPO NECESARIO ES: ver el manejo de la brújula ver el manejo de GPS
DESCRIPCIÓN PRIMERA MEDICIÓNTramo Apoyos Desnivel Longitud m T ªC P kg
A-2 A-1
2 - 4
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4 - 6
…
MODELO DE REGISTRO CAMPO:
CORRECCIONES SISTEMÁTICAS
Los datos de medición deberán estar exentos de toda posibilidad de errores groseros o equivocaciones vulgares.
Los errores sistemáticos en una medición con wincha de acero son: error por dilatación de la wincha, error por catenaria, error por falta de horizontalidad, error por deformaciones por tensión y error por calibramiento de la wincha y que se compara con un patrón que generalmente es una wincha o hilo invar.
A cada uno de estos tipos de errores sistemáticos, corresponde su corrección, siendo:
C. por Temperatura
C. por Catenaria
C. por Horizontalidad
C. por Tensión
C. por Calibramiento
Corrección por temperatura:
Ct: Corrección por temperatura.
K: Coeficiente de dilatación de la wincha.
L: Longitud del terreno medio.
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Ct= KL (T-T0)
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T: Temperatura del ambiente en el instante de la medición.
T0: Temperatura de calibramiento
Corrección por catenaria:
Cc: Corrección por catenaria
L: Longitud del tramo
W: Peso lineal de la wincha
l: longitud entre apoyos
P: Tensión de medición
Corrección por horizontalidad:
Ch: Corrección por horizontalidad
h: Desnivel entre estacas de apoyo
l: Longitud entre apoyos.
Generalmente se toma el primer término de la formula anteriormente escrita, ya
que para desniveles pequeños a partir del segundo término, la serie va tomando
valores cada vez más pequeños.
El signo de la corrección por falta de horizontalidad a aplicarse a toda medición,
siempre es negativo, sea el desnivel positivo o no.
Corrección por tensión:
Cp: Corrección por tensión
L : Longitud del tramo medio
P : Tensión por medición
|
Cc=−L24
¿
Ch=−h2
2 l− h4
8l3
CP=L(P−P0)S× E
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P0: Tensión de calibramiento
S : Sección recta de la wincha
E : Modulo de elasticidad del acero
Corrección por calibramiento:
Luego de haber efectuado las correcciones anteriores, las winchas deben ser
calibradas con una wincha patrón invar, y se determinara su verdadera magnitud.
EJEMPLO:
Se ha realizado la medición de la base de triangulación AB. Las características de la
wincha son:
K=0.000012m/°C=12x10-6 : Coeficiente de dilatación
W=15.6gr.m=0.0156kg/m : Peso lineal de la wincha
T0 =20°C : Temperatura de calibramiento
P0 =5 kg : Tensión de calibramiento
S= 0.02 cm2 : Sección recta de la wincha
E=2.1x106 kg/ cm2 : Módulo de elasticidad del acero
WP = 30 m : Wincha patrón
WC = 30.01 m : wincha de campo
Resolver:
1. ¿Se pide calcular la longitud medida en el campo?
2. ¿Calcular la corrección sistemática?
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3. ¿Calcular la longitud medida corregida?
SOLUCIÓN
a) Long. Medida en el campo: 367.197
b) Corrección sistemática (Cs)
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DESCRIPCIÓN CUADRO DE CORRECCIÓN SISTEMÁTICATramo Apoyo Desnivel Longitud
A-2 A-1 0.33 49.9671-2 0.25
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Cs= ∑Ct+∑Ch+∑Cp
Cs= -9.7-39.6-31.7+22.9=-58.1mm= -0.0581m
c) Longitud medida corregida.
L mc= 367.197+ (-0.0581)=367.1389
Longitud medida: 367.197m.
Corrección sistemática: -9.7-39.6-31.7+22.9 = -58.1mm
Longitud corregida: 367.197+ (-0.0581)
Longitud corregida: 367.1389 mt.
d) Longitud medida corregida calibrada
Wp - Wc Longitud medida corregida calibrada: 367.0166 mt.
X - 367.1389mt X=Lmcc=367.0166 mt
2.-PRECISIÓN DE LA BASE DE
TRIANGULACIÓNLa precisión de una triangulación depende del cuidado con que se haya medido la base y
de la precisión en la lectura de los ángulos.
Los ángulos de cada triángulo deben sumar 180º; debido a pequeños errores inevitables
durante el proceso de medición esto no se logra exactamente y es así que se presenta un
pequeño error en cada triangulo (cierre en ángulo).
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La estimación de los errores accidentales, en conjunto y que inciden una medición, se
realiza por fórmulas obtenidas por probabilidades, presentándose las que interesan a
nuestro estudio.
Sean:n1, n2, n3,………nn, los valores de las longitudes medidas y calibradas de una base de
triangulación, entonces:
VALOR MÁS PROBABLE DE LA BASE:
• Para igualdad de condiciones de medición está dado por la fórmula:
• n: número de mediciones
• M=valor más probable de la base(promedio)
ERRORES RESIDUALES O DESVIACIONALES:
• Es la diferencia entre los valores de las mediciones y la medida aritmética, así:
• V1 = n1 – M ; V3 = n3 – M
• V2 = n2 – M ; Vn = nn – M
MEDIA DE LOS ERRORES:
• Es la media aritmética de los errores residuales, sin tener en cuenta su signo:
|
º180
M=n1+n2+n3+. .. .. . ..+nn
n
T=∑±v
n
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ERROR MEDIO CUADRÁTICO DE UNA MEDICIÓN:
Está dado por la expresión:
ERROR MEDIO CUADRÁTICO DE LA MEDIA ARITMÉTICA:
Está dado por la expresión:
ERROR MÁXIMO ADMISIBLE:
Denominado también error tenible, está dado por la expresión:
emáx=±2.5 (em)ERROR PROBABLE:
Se calculará por:
: Error medio cuadrático probable de una medición cualquiera.
e pm=0.6745(em)
: Error medio cuadrático probable de una media altimétrica.
e pM=0.6745(eM) ERROR RELATIVO:
• Existen diversos criterios en cuanto a la fórmula específica a utilizar, así:
• A fin de despejar posibles confusiones, se especifica la fórmula usada.
|
1
2
n
vem
1
2
nn
veM
M
ee
M
ee
Me
eMe
e pMr
pmr
Mr
mr ,,,
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Ejemplo:
La medición de una base de triangulación ha dado las siguientes mediciones corregidas
calibradas:
Solución:
|
MEDICIÓN LONGITUD (m)
1 526.178
2 526.202
3 526.163
4 526.194
5 526.170
6 526.199
7 526.169
8 526.165
526.180
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Medición Longitud m + V mm - V mm1 526.178 -2 2 42 526.202 22 22 4843 526.163 -17 17 2894 526.194 14 14 1965 526.17 -10 10 1006 526.199 19 19 3617 526.169 -11 11 1218 526.165 -15 15 225n=8 4209.44 -6.82121E-10 55 55 1780n 8M 526.18T -8.52651E-11
±16 mm
±6 mm
±40 mm
±11 mm
±4 mm
VmaxA 526.220 m
VminA 526.140 m
0.03041 1/ 32.8863 se tomara 1/30.00
0.02091 1/ 47.8345 se tomara 1/45.00
VL = Ln - M V2 mm2
em
eM
emax
epm
epM
er
epr
3.-COMPENSACIÓN DE ÁNGULOSVER EL MANEJO DE LA ESTACION TOTAL
|
526.220526.140
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Ecuaciones de Ángulo:
CA = Nº - L + 1
• Dónde:
– CA = Número de ecuaciones de Ángulo.
– Nº = Número de ángulos que conforman la figura o red.
– L = Número de líneas o lados de la figura o red.
FIGURAS MÁS COMUNES
Triángulo
NOTACIÓN
CA = 3 – 3 + 1 = 1
La ecuación es:
(1) + (2) + (3) = 180º
|
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Cuadrilátero
CA = 8 – 6 + 1= 3
Las ecuaciones son:
(1)+(2)+(3)+(4)+(5)+(6)+(7)+(8)=360º
(1)+(2)=(5)+(6)=(3)+ (4)= (7)+ (8)
• Polígono con Pto. Central
NOTACIÓN
(7)+(8)+(44)=180
(1)+(2)+(41)=180
(3)+(4)+(42)=180
(5)+(6)+(43)=180
(7)+(8)+(44)=180
|
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EJEMPLO DE APLICACIÓN:
Ángulos del Triángulo
Ángulos de un Polígono
Ángulos del Cuadrilátero
|
(3) = 49º 23' 08''(4) = 41º 28' 04''(5) = 55º 17' 38''(6) = 55º 00' 03''
[1] 33º43'58''[2] 36º40'10''[3] 49º23'08''[4] 41º28'04''
Cuadrilátero
[1] 45º12'10''[2] 37º51'08''[3] 51º04'06''
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Ing. Ms. Sc. Anaximandro Velásquez Díaz
Compensación por ecuación de Angulo: Triangulo EHF
Compensación y análisis:
Compensación por ecuación de Angulo: cuadrilátero ABCD
Procedimiento y Análisis:
Compensación por ecuación de Angulo:
Polígono CDEF(G)
|
n VALOR CI
1 62.45° + 0.00139°2 57.53° + 0.00139°
n VALOR CI
1 45.20° - -0.00083° 45.20°
ANGULO CORREGIDO3 51.07° 7 47.84°
4 45.88° 8 49.11°total = 96.9489° - 96.9456° 0.0033°
CII360° - 360.007°
= -0.00667°-0.00667° ÷ 8
= -0.00083°
CI
1 45.2028° 5 36.3225°2 37.8522° 6 46.7347°
total = 83.0550° - 83.0572° 0.0022°
CI
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1º PASO
n VALOR CICII CIII CIV CV
1 33.73° 33.73° -0.0011° 33.73167° 33° 43' 54''2 36.67° 36.67° -0.0011° 36.66833° 36° 40' 06''3 49.39° 49.39° -0.0008° 49.38472° 49° 23' 05''4 41.47° 41.47° -0.0008° 41.46694° 41° 28' 01''5 55.29° 55.29° 0.0006° 55.29444° 55° 17' 40''6 56.00° 56.00° 0.0006° 56.00139° 56° 00' 05''7 42.20° 42.20° -0.0019° 42.19722° 42° 11' 50''8 45.26° 45.26° -0.0019° 45.25528° 45° 15' 19''
41 109.60° + 0.00111° 109.600° -0.0003° 109.60000° 109° 36' 00''42 89.15° + 0.00111° 89.148° 0.0000° 89.14833° 89° 08' 54''43 68.70° + 0.00111° 68.703° 0:02:00 68.70417° 68° 42' 15''44 92.55° + 0.00111° 92.549° -0.0011° 92.54750° 92° 32' 51''
ANGULO CORREGIDO
ANGULO COMPENSADO
ANGULO COMPENSADO
CIII
POLÍGONO CON PUNTO CENTRAL CDEF (G) POR ECUACIÓN DE ÁNGULOS
2º PASO
COMPENSACIÓN POR ECUACIÓN DE LADO
|
- 359.996°= 0.00444°÷ 4= 0.00111°
CI
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• Con los valores de los ángulos compensados por las ecuaciones de ángulo se
calcula los valores de los logaritmos senos de los ángulos , obteniéndose luego la
suma de ellos , de acuerdo a la condición de lado
• Se calcula la diferencia de valores en la suma anteriormente encontrada
• Se calcula la suma de las diferencias tabulares en el logaritmo seno 1”para los
valores de los ángulos.
• La corrección se obtienen por división del valor de la diferencia de las sumas de
logaritmo seno, entre el valor de la suma de las diferencias tabulares, siendo
positiva para los ángulos cuya suma de logaritmos seno fue menor siendo negativa
apara los ángulos cuya suma de logarítmica fue mayor.
ECUACIÓN DE CONDICIÓN DE LADO
En toda figura geométrica cerrada, e l número de ecuaciones de condición de lado
que deben cumplirse los ángulos de la misma, es:
CL= L – 2S + 3 CL = Número de Ecuaciones de ángulo.
L = Números de líneas o lados
S = Número de estaciones o vértices
Logsen (1)+logsen(3)+logsen(5)+logsen(7)-logsen(2)-logsen(4)-logsen(6)-logsen(8) = 0
CASO DEL TRIANGULO:
|
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Cl=3-2(3)+3= 0
CASO DE UN POLÍGONO CON PUNTO CENTRAL
CL=8-2(5)+3=1
Siendo la ecuación:
Logsen (1)+logsen (3)+logsen (5)+logsen (7)-logsen (2)-logsen (4)-logsen (6)-logsen (8) = 0
TRIANGULACIÓN TOPOGRÁFICA: |
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TRIÁNGULO
POLÍGONO CON PUNTO CENTRAL
CUADRILÁTERO
Para una cadena de triángulos con base de comprobación
AB =Base de la
Triangulación GH =
Base
De comprobación
Log b + Log Sen (B1) + Log Sen (B2) + Log Sen (B3) + Log Sen (B4) + Log Sen (B5) + Log Sen
(B6) - Log b’- Log Sen (A1) - Log Sen (A2) - Log Sen (A3) - Log Sen (A4) - Log Sen (A5) - Log
Sen (A6) = 0
EJEMPLO:
| ÁNGULOS COMPENSADOS DEL TRIÁNGULO EFH
1) 62° 27’ 20’’2) 57° 31’’ 47’’3) 60° 00’’ 53’’
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Compensación por ecuación de lado
Se trabaja con los ángulos compensados por las ecuaciones de ángulos se calcula
los valores de los Logaritmos Senos de los ángulos, obteniéndose luego la suma de
ellos, de acuerdo a la condición de lado.
Se calcula la diferencia de valores en la suma anteriormente encontrada.
Se calcula la suma de las diferencias tabulares en el logaritmo seno l” para los
valores de los ángulos.
|
ÁNGULOS COMPENSADOS DEL POLÍGONO CDEF (G)
ÁNGULOS COMPENSADOS DEL CUADRILÁTERO ABCD
1) 33° 43’ 54’’2) 36° 40’’ 06’’3) 49° 23’’ 05’’4) 41° 28’ 01 ’’5) 55° 17’’ 40’’6) 56° 00’’ 05’’7) 42° 11’ 50’’8) 45° 15’’ 19’’41) 109° 36’’ 00’’42) 89° 08’ 54’’43) 68° 42’’ 15’’44) 92° 32’’ 51’’
1) 45° 12’’ 09’’2) 37° 51’’ 07’’3) 51° 04’’ 00’’4) 45° 52’’ 44’’5) 36° 19’’ 16’’6) 46° 44’’ 00’’7) 47° 50’’ 20’’8) 49° 06’’ 24’’
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La ecuación se obtiene por división del valor de la diferencia de las sumas
Logaritmos Seno, entre el valor de la suma de las diferencias tabulares; siendo
positiva para los ángulos cuya suma de logaritmos seno fue menor y siendo
negativa para los ángulos cuya suma de logaritmos fue mayor.
Del cuadrilátero ABCD
Calculamos los valores de Logaritmos Senos :
Luego se calcula la diferencia de valores de las sumas de LogSen(-) – LogSen(+) =
Ῑ.384663 - Ῑ.384445 = 218 (unidades del 6° orden decimal)
Calculamos la diferencia tabular (D’) analizamos el ángulo (1)
LogSen(45°13’)= Ῑ.851121
LogSen(45°12’)= Ῑ.850996
125 ̸ 60=2.008= D’
Calculamos la corrección:
La obtendremos dividiendo la diferencia de las sumas de los LogSen entre la suma
de las diferencias tubulares.
= 218 ̸ 17.08 =12.8’’= 13’’
Del Polígono CDEF (G)
|
[1] LOGSEN 45º12'09'' + 1[2] LOGSEN 37º51'07'' + 1[3] LOGSEN 51º04'00'' + 1
Ῑ. 851015Ῑ. 787902Ῑ. 890911
[5] 55º17'38''[6] 56º00'03''[7] 42º11'57''[8] 45º15'26''
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1° Paso:
1: Logsen (33º43’54”) = -0.255469 = -0.255469+1 = Ῑ.744531
2: Logsen (36º40’06”) = -0.223893 = -0.223893+1 = Ῑ.776107
2° Paso:
Tomamos los 4 últimos dígitos:
7080-6913=167
3° Paso:
Diferencia tabular:
1: Log sen (33º44’54”)= -0.255280 + 1 = Ῑ.744720
Log sen (33º43’54”)= -0.255469 + 1 = Ῑ.744531
189/60 = 3.15
4° Paso:
La corrección: 167 / 17.456 = 9.876” =10”Ejemplo: Del Polígono CDEF (G)
|
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#angulo Anguloslog.seno
D'' CIV+ -
1 33° 43' 54'' Ῑ.744531 3.15 0.00267° 33.73434° 33° 44' 04''2 36° 40' 6'' Ῑ.776107 2.83 -0.00267° 36.66566° 36° 39' 56''3 49° 23' 5'' Ῑ.880298 1.81 0.00267° 49.38739° 49° 23' 15''4 41° 28' 1'' Ῑ.820981 2.38 -0.00267° 41.46428° 41° 27' 51''5 55° 17' 40'' Ῑ.914919 1.46 0.00267° 55.29711° 55° 17' 50''6 56° 0' 5'' Ῑ.918581 1.42 -0.00267° 55.99872° 55° 59' 55''7 42° 11' 50'' Ῑ.827165 2.32 0.00267° 42.19989° 42° 12' 00''8 45° 15' 19'' Ῑ.851411 2.09 -0.00267° 45.25261° 45° 15' 09''
TOTAL 3.366913 3.367081 17.46 360.00000° 360° 00' 00''
ANGULO COMPENSADO
Ver el manejo de la estación total
El parámetro que valora la bondad de precisión de las figuras de una triangulación es el
coeficiente denominado resistencia de figura, cuando menor sea el valor de la resistencia,
la figura es de mejor precisión.
La resistencia o consistencia de figuras viene a ser la precisión relativa con que puede
evaluarse cuantitativamente con la finalidad de obtener el mejor camino posible que me
permita obtener con mayor precisión el lado opuesto de la línea conocida para aplicar la
ley de senos.
LA FÓRMULA PARA CALCULAR LA RESISTENCIA DE FIGURA ES:
EN DONDE:
|
4.- RESISTENCIA DE FIGURAS
D – C∑ (dA2+ dAdB+ dB
2 )R =D
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R: Resistencia de figura.
D: Numero de nuevas direcciones observadas en la figura o red.
C: Número total de ecuaciones de condición (C= CA + Cl).
dA: Diferencia tabular del logaritmo seno 1’’ del ángulo opuesto al lado conocido,
expresada en unidades del 6º orden decimal.
dB: Diferencia tabular del logaritmo seno 1’’ del ángulo opuesto al lado por calcular,
expresada en unidades del 6º orden decimal.
El factor (da2 + dadb+ db
2) realizara la selección del mejor camino de cálculo de la
triangulación, tomándose aquel cuyo valor es el menor.
|
D= (L-1) x 2
n: número de ángulos
L: número de lados
S: número de vértices
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VALORES MÁXIMOS RECOMENDADOS PARA LA RESISTENCIA DE FIGURAS
DESCRIPCIÓN 1º ORDEN 2º ORDEN 3º ORDEN
FIGURA SIMPLE INDEPENDIENTE:
DESEABLEMÁXIMO
1525
2540
2550
RED ENTRE BASES:DESEABLEMÁXIMO
80100
100130
125175
FIGURA 1:
|
Ángulos Compensados
de EFDCG Ángulos Compensados
de ABCD
Ángulos Compensados de EHF
1) 45° 12’ 22’’2) 37° 50’’ 54’’3) 51° 04’’ 13’’4) 45° 52’ 31’’5) 36° 19’ 29’’6) 46° 43’ 47’’7) 47° 50’ 33’’8) 49° 06’’ 11’’
1) 33° 44’ 04’’2) 36° 39’’ 56’’3) 49° 23’’ 15’’4) 41° 27’ 51 ’’5) 55° 17’ 50’’6) 55° 59’ 55’’7) 42° 12’ 00’’8) 45° 15’’ 09’’
41) 109° 36’ 00’’42) 89° 08’ 54’’43) 68° 42’ 15’’44) 92° 32’ 51’’
1) 62° 27’ 20’’2) 57°31’ 47’’3) 60° 00’ 53’’
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EJEMPLO:
Para la triangulación de la figura 1, llevar a cabo la evaluación de la resistencia de figuras,
así como indicar cuál debe ser el camino de cálculo de lados de proyecciones.
CÁLCULO DE FACTORES:
(d2A + dAdB + d2
B)
CUADRO DE LOS FACTORES:
CÁLCULO DE FACTORES:
(d2A + dAdB + d2
B)
CUADRILÁTERO:
En todo cuadrilátero con dos diagonales, existe la posibilidad de ejecutar el cálculo
de los lados mediante cuatro (4) caminos de cálculo, siendo estos:
|
n L S
CUADRILÁTERO 8 6 4
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ELECCIÓN DEL MEJOR CAMINO
CAMINO I
-0.17 *-0.17 ^2 + 1.82 + 1.82 ^20.03 + -0.31 + 3.32 = 3.04
2.04 *2.04 ^2 + 0.04 + 0.04 ^24.17 + 0.08 + 0.00 = 4.25
(d2A + dAdB + d2
B)
(d2A + dAdB + d2
B)
88
CAMINO II:
-0.16 *-0.16 ^2 + 1.91 + 1.91 ^20.03 + -0.3 + 3.63 = 3.36
1.70 *1.70 ^2 + 0.29 + 0.29 ^22.89 + 0.49 + 0.08 = 3.46
(d2A + dAdB + d2
B)
(d2A + dAdB + d2
B)
87
|
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CAMINO III:
1.98 *1.98 ^2 + 1.70 + 1.70 ^23.93 + 3.37 + 2.89 = 10.19
2.09 *2.09 ^2 + 2.04 + 2.04 ^24.37 + 4.27 + 4.17 = 12.81
total 23.00
CAMINO IV:
2.86 *2.86 ^2 + 1.82 + 1.82 ^28.20 + 5.22 + 3.32 = 16.74
1.91 *1.91 ^2 + 2.71 + 2.71 ^23.63 + 5.16 + 7.34 = 16.13
(d2A + dAdB + d2
B)
(d2A + dAdB + d2
B)
(d2A + dAdB + d2
B)
(d2A + dAdB + d2
B)
En consecuencia el mejor camino de cálculo en el cuadrilátero ABCD será el CAMINO II.
|
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El camino IV es el camino más desfavorable para el cálculo de los lados.
POLÍGONO : En todo polígono con punto central existe la posibilidad de cálculo
por dos caminos, en uno y otro sentido respecto del vértice central, para el caso
que nos ocupa se tiene:
|
CAMINO I:
POLIGONO:
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En conclusión el CAMINO II, es el mejor camino de cálculo, aunque el camino I podría ser
tomado también como camino de cálculo ya que los valores no difieren sustancialmente
en nada.
|
TRIANGULO:
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TRIANGULACIÓN TOTAL:
CUAD. POL. TRIA. TOTALMIN 6.77 25.01 4.03 35.82MAX 32.88 25.16 4.88 62.92
EN CONCLUSIÓN LOS VALORES MÍNIMOS Y MÁXIMOS DE LA RESISTENCIA DE FIGURAS
FACTOR MIN MAX RESISTENCIA MIN. RESISTENCIA MAXCUADRILATERO 0.60 6.77 32.88 4.06 19.73
POLIGONO 0.57 25.01 25.16 14.29 14.38TRIANGULO 0.75 4.03 4.88 3.02 3.66
TRIANGULACION TOTAL 1.92 35.82 62.92 68.82 120.90
EL MEJOR CAMINO DE CÁLCULO ES:
BA, AD, DC, DG, GF, FE, EH
| 5.- AZIMUT Y RUMBO
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Ver el manejo de la brújula
La dirección de los alineamientos en topografía se dan en función del ángulo que se forma
con el meridiano de referencia y puede ser de dos tipos: azimut o rumbos.
Azimut:
Es el ángulo horizontal medido en el sentido de las manecillas del reloj a partir del
extremo superior de un meridiano, conocido comúnmente como NORTE, hasta el
alineamiento respectivo. Su valor puede estar entre 0 y 360° en el sistema
sexagesimal.
Rumbo:
Es el ángulo horizontal con respecto al meridiano de
referencia, medido con la línea de los extremos norte
(N), sur (S), este (E) u oeste (W), según la orientación
que tenga dicho alineamiento. Se expresa como un
ángulo entre 0 a 90°, indicando el cuadrante en el cual
se encuentra situado.
|
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CALCULO DEL AZIMUT Y RUMBOS DEL MEJOR CAMINO DE CÁLCULO DE LA
TRIANGULACIÓN
Con los valores de los ángulos corregidos por ecuaciones de condición de ángulo y lado y
según el mejor camino de cálculo para la triangulación, se procede al cálculo de los azimut
y rumbos de dicho camino.
Ejemplo:
Calcular los azimut y rumbos del mejor camino de cálculo para la triangulación de la figura.
|
Azimut:Z AB = 103°20’14’’
RESISTENCIA DE
FIGURAS
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MEJOR CAMINO LEY DE SENOS
TRIANGULACIÓN
|
ASenα
= BSen β
= CSenσ
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=
BC =
BC =
BC = 496,554.
CÁLCULO DE LAS LONGITUDES DE LOS LADOS
El cálculo de las longitudes de los lados se realiza aplicando la fórmula de la ley de senos
para un triángulo. |
ABSen 4
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Ejemplo: Calcular los lados del mejor camino de cálculo en la triangulación en estudio.
CALCULO DE LA PROYECCIÓN DE LOS LADOS DE LA TRIANGULACIÓN
Conocidos los valores de las longitudes de los lados así como los valores de los rumbos de
cada uno de ellos se procede al cálculo de proyecciones empleando la formula conocida.
Ejemplo:
LADO LONGITUD RUMBO LADO
|
Proyección en X = Lado * Seno Rumbo
Proyección en Y = Lado * Coseno Rumbo
LADO AB 356.503
LADO AD 356.503 (SEN 94º18'33'' / SEN
LADO AB 356.503
LADO AD 356.503 (SEN 94º18'33'' / SEN
LADO AB 356.503
LADO AD 356.503 (SEN 94º18'33'' / SEN
ZAB 103º20'14''
RAB 180º00'00'' -
479.555 [1+8] 94º18'33''[7] 47º50'33''
376.538 [4+5] 82º12'00''[3] 51º04'13''
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CALCULO DE LAS PROYECCIONES DEL LADO AB
Px = 356.503 Sen 76° 39’ 46”
Px = 346.888
Py = 356.503 Cos 76° 39’ 46”
Py = -82.234
|
LONGITUD RUMBO LADO PROYECCIÓN X PROYECCIÓN Y
DC 238,678 N 34° 02’ 50” - 133,630 197,763
LADO AB 356.503
LADO AD 356.503 (SEN 94º18'33'' / SEN
ZAB 103º20'14''
RAB 180º00'00'' -
479.555 [1+8] 94º18'33''[7] 47º50'33''
376.538 [4+5] 82º12'00''[3] 51º04'13''
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PROYECCIÓN:
PROYEC X=L Sen Rumbo
PROYEC X=238,678 Sen 34°02’50”
PROYEC X= -133,60 (Es negativo por estar en ese cuadrante)
PROYECCIÓN Y=LCosRumbo
PROYEC Y=238,678 Cos 34°02’50”
PROYEC Y=197,763
PROY X=L Sen RUMBO
PROY X= 252,359 Sen 53°24’19”
PROY = 202.61 M
LADO CF
LADO BC
Datos = BC=496.554
Rumbo=N 31° 27’ 24” 0
Px= Lado BC * Sen 31° 27’ 24”
Px= -496.554 *Sen 31° 27’ 24” |
LONGITUD RUMBO
252,359 N 53°24’19”
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Px= -259.128
PY=Lado BC * Cos 31°27’24”
PY= +496.554 * Cos 31°27’24”
PY= +423.578
PROYECCIONES DE LOS LADOS EN LA TRIANGULACIÓN
El mejor camino del cálculo será: AB – AD; DC; DG; GF; FE; EH
|
PROYECCIONESLONGITUD X Y356.503 346.888 -82.239
LADO RUMBOAB S 76º39'46'' E 76 39 46
AD N 65º29'20'' E 65 29 20
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Ing. Ms. Sc. Anaximandro Velásquez Díaz
CÁLCULO DE COORDENADAS DE UNA TRIANGULACIÓN
• COORDENADAS GEOGRÁFICAS
Se llama coordenadas geográficas a las líneas imaginarias que cruzan la superficie
de la Tierra en dirección horizontal y vertical.
El Ecuador, Meridianos y Paralelos forman la red de coordenadas geográficas que
se utilizan en planos, mapas y globos terrestres para determinar los distintos
puntos de la Tierra y la distancia que miden entre ellos.
a) LONGITUD: Es la distancia de arco que se mide a partir del meridiano de
Greenwich y puede ser Este u Oeste máximo 180°.
b) LATITUD: Es la distancia de arco que mide a partir del plano del Ecuador y
puede ser Norte o Sur máximo 90°.
Existen dos tipos de coordenadas:
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Coordenadas relativas: son las coordenadas dadas arbitrariamente y pueden ser de distinta denominación tanto para “x” como para “y”.
Coordenadas UTM: son las coordenadas dadas por un sistema electrónico o satelitales
como los GPS donde se puede ubicar las coordenadas con precisión en el globo terrestre.
DIBUJO DE LA TRIANGULACIÓN:
1. Seleccione la escala adecuada de dibujo para la triangulación:
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La selección de la escala de un plano o mapa depende del propósito, tamaño y de
la precisión exigida del dibujo terminado, las dimensiones estándares de las hojas,
el tipo y la cantidad de símbolos topográficos a utilizar
La escala de expresa de dos maneras:
a) Por una relación o fracción representativa, como por ejemplo: 1: 2000 o 1/2000.
b) Gráficamente, consiste en dibujar la escala grafica en una línea sobre el plano, subdividida en distancias que correspondan a determinado número de unidades en el terreno.
Las escalas gráficas serán sujetas a error pues el papel se alarga o encoge con los cambios de temperatura y humedad, por tanto, es conveniente indicar ambas escalas.
2. Trace correctamente el sistema de coordenadas:Para trazar las coordenadas, la hoja del plano se extiende precisamente sobre una retícula de cuadrados unitarios de tamaño apropiados, dependiendo de la escala pueden representar 100, 200, 300, 400, etc. metros el trazo se realiza con una punta de trazo fino ejemplo.No es necesario ejecutar el trazado de toda la cuadrícula del sistema de coordenadas, basta que se señalen las intersecciones de la cuadrícula mediante pequeños cruces. No es necesario ejecutar el trazado de toda la cuadricula del sistema de coordenadas, basta que se señalen las intersecciones de la cuadricula mediante pequeños cruces.
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3. Enumere correctamente los valores del sistema de coordenadas:
Tal numeración solo debe realizarse en la parte perimétrica de la lámina del dibujo.
4. Se ubica las estaciones con el valor de las coordenadas y/o proyecciones.
5. Empleo de la simbología específica para cada caso
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6. Toda lámina debe llevar indicado tanto la escala numérica como la escala gráfica,
las mismas que deben encontrarse juntas
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COMPENSACIÓN DE CIRCUITO DE NIVELACIÓN
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Ver
el
manejo de la estación total
Todo circuito de nivelación se define como la nivelación que partiendo de un punto también de cota
conocida llega a otro punto o vuelve al mismo punto del que se inició la nivelación.
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CIRCUITO DE NIVELACIÓN:
COMPENSACIÓN DE CIRCUITO DE NIVELACIÓN
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COMPENSACIÓN DE NIVELACIÓN QUE TERMINAN EN UN MISMO PUNTO
Ejemplo 1:
Con referencia a la figura, habiéndose realizado las nivelaciones de las rutas: a, b y c
RUTA LONGITUD (m) Cota De P (msnm)
a 1200 540.652
b 600 540.500
c 300 540.321
Calcular el valor más probable de la cota del punto P
SOLUCIÓN EJEMPLO 1:
Considerando la hipótesis que el error probable de cada valor observable varía como la
raíz cuadrada de la longitud del itinerario ruta seguida entonces el peso que debe
aplicarse a una cierta cota calculada variará en razón inversa a la longitud del itinerario
seguido, por lo que el valor más probable de la cota calculada será la media ponderada de
los valores obtenidos.
CÁLCULOS EJEMPLO 1:
Media Ponderada = 540.000 + (0.244667/0.58) = 540.422
EJEMPLO 2
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Ruta Cota de P
a 1200 540.652 0.652
b 600 540.5 0.5
c 300 540.321 0.321
Longitud
Exceso a 540
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Con referencia a la figura, habiéndose realizado las nivelaciones de las rutas: a y b.
RUTA LONGITUD (m) Cota De P (msnm)
a 1795.5423 38.523
b 1476.292 31.544
Calcular el valor más probable de la cota del punto P
SOLUCIÓN EJEMPLO 2:
Considerando la hipótesis que el error probable de cada valor observable varía como la
raíz cuadrada de la longitud del itinerario ruta seguida entonces el peso que debe
aplicarse a una cierta cota calculada variará en razón inversa a la longitud del itinerario
seguido, por lo que el valor más probable de la cota calculada será la media ponderada de
los valores obtenidos.
CÁLCULOS EJEMPLO 2:
Media Ponderada = 35.00 + (0.065977/0.12) = 35.5498
|
Ruta Longitud Cota de P
a 1795.5423 38.523 0.523
b 1476.2920 31.544 0.544
Ʃ
Exceso a 540
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COMPENSACIÓN DE NIVELACIÓN QUE TERMINAN EN UN MISMO PUNTO
Ejemplo 3:
Con referencia a la figura, habiéndose realizado las nivelaciones de las rutas: a, b y c.
Ruta Longitud Cota cálculo de P
a 1500 m 200.242 msnm
b 900 m 200.230 msnm
c 800 m 200.263 msnm
Calcular el valor más probable de la cota del punto P.
SOLUCIÓN EJEMPLO 3:
Considerando la hipótesis que el error probable de cada valor observable varía como la
raíz cuadrada de la longitud del itinerario o ruta seguida entonces el peso que debe
aplicarse a una cierta cota calculada variará en razón inversa a la longitud del itinerario
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seguido, por lo que el valor más probable de la cota calculada será la media ponderada de
los valores obtenidos.
CÁLCULOS EJEMPLO 3:
Media Ponderada = 200.000 + (0.074764/0.30) = 200.249
CALCULAR LOS VALORES DE LAS COTAS COMPENSADAS DEL CIRCUITO
DE NIVELACIÓN
EJEMPLO 4:
Habiéndose corrido la nivelación de las estaciones de una poligonal, los valores
encontrados son:
Vértice Cota Calculada Tramo Nivelado Longitud (m)
A 100.000 A B 115.6
B 98.953 BC 37.6
C 98.103 C D 234.2
D 95.303 D E 176.8
E 94.531 E F 82.5
F 97.582 F A 133.6
|
Ruta Cota de P
a 1500 200.245 0.245
b 900 200.23 0.23
c 800 200.263 0.263
Longitud
Exceso a 540
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A 100.037
Calcular los valores de las cotas compensadas del circuito de nivelación.
SOLUCIÓN EJEMPLO 4:
La corrección total en el circuito será de: 100.000 – 100.037 = -0.037 metros
SOLUCIÓN EJEMPLO 4:
La corrección total en el circuito será de: 100.000 – 100.037 = -0.037 metros
Los valores de las correcciones para cada una de las cotas serán
VÉRTICE DISTANCIA DESDE A CORRECCIÓN
A 0 -0.037(0/780.3) = 0.000
B 115.6 -0.037(115.6/780.3) = - 0.005
C 253.2 -0.037(253.2/780.3) = -0.011
D 487.4 -0.037(487.4/780.3) = -0.022
E 664.2 -0.037(664.2/780.3) = -0.030
F 746.7 -0.037(746.7/780.3) = - 0.034
A 880.3 -0.037(880.3/780.3) = -0.040
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CÁLCULOS EJEMPLO 3:
En consecuencia, los valores de las cotas compensadas, serán:
Cota A: 100 + 0.000 = 100 m
Cota B: 98.953 - 0.005 = 98.948 m
Cota C: 98.103 - 0.010 = 98.093 m
Cota D: 95.303 - 0.020 = 95.283 m
Cota E: 94.531 - 0.028 = 94.503 m
Cota F: 97.582 - 0.031 = 97.551 m
Cota A: 100.037 - 0.037 = 100 m
COMPENSACIÓN DE UNA RED DE NIVELACIÓN POR EL MÉTODO DE
INSPECCIÓN
EJEMPLO 5:
Tramo Nivelado Longitud (m)
A B 500
B C 600
C D 440
D E 900
E A 800
A F 260
F G 500
G H 240
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H C 600
F I 480
I H 280
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Cota fija de A = 502.653 m
Cota fija de C = 508.471 m
Tramo FCDESNIVEL
FIJO
ABC A B 500 45.45% 508.471B C 600 54.55% 502.653
Itinerario
Longitud
Vértice Distancia Cota
ABC A 900 502.65
Itinerario
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EJEMPLO 5:
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COMPENSACIÓN DE UNA RED DE NIVELACIÓN POR EL MÉTODO DE INSPECCIÓN Del Siguiente Circuito De Nivelación, Calcule las cotas compensada por el
método de inspección.
Vértice Distancia Cota
ABC A 900 502.65
Itinerario
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Tramo nivelado medido
1 A B 300.000 2.344 100 104.5
2 B C 400.000 2.189
3 C A 650.000 -4.500
4 A D 200.000 3.201
5 D C 480.000 1.300
Longitud m.
Cota fija de A(m)
Cota fija de C (m)
Itinerario Tramo Longitud FC : % Desniveles
ABC
A B 300 42.9% Fijo: 4.5B C 400 57.1% Medido: 4.533
Total 700 100.0% Correcion total -0.033
CAC D 650 100.0%
Fijo: -4.5Medido: -4.500
total 650 100.0% Correcion total 0.000
ADC
AD 200.000 29.4%Fijo: 4.5
Medido: 4.501
DC 480.000 70.6%Correcion total -0.001
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ITINERARIO VERTICE COTA DESNIVELDesniveles
COTAS CORREGIDASTOTAL PARCIAL
ABCA
100 2.344-0.033
-0.014 2.330100
B 102.330
C 104.5 2.189 -0.019 2.170 104.500
CAC 104.5
-4.500 0.000 0.000 -4.500104.5
A 100 100.000
ADC
A 100 3.201-0.001
-0.000294 3.200100
D 103.200
104.5 1.300 -0.000706 1.299C 104.50
DESNIVEL CORREGIDO
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AGRIMENSURA
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1. GENERALIDADES:
Entre las múltiples aplicaciones que puede darse a un plano topográfico pueden
citarse: obtención de perfiles, determinación de pendientes, cálculo de áreas,
división de superficies, cálculo de volúmenes, etc; el interés de contar con el plano
topográfico de un terreno no siempre es únicamente la obtención de la
planimetría y altimetría, sino que a partir de dicha representación ha de obtenerse
una serie de datos que son de utilidad para otros fines y que frecuentemente están
ligados o relacionados con la ingeniería en general.
2. DEFINICIÓN:
El término Agrimensura puede definirse como la técnica que sirve para determinar
la medición de tierras, entendiéndose que no solamente implica el hecho de la
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AGRIMENSURA
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medición misma, sino también la determinación y rectificación de los límites de
dicho terreno.
3. AREADO DE SUPERFICIES:
Para encontrar la superficie de un terreno que esté representado en un plano
topográfico puede hacerse uso de los siguientes métodos:
Métodos o procedimientos analíticos: Descomposición del área total en
figuras parciales, por ordenadas a intervalos iguales, por las coordenadas
de los vértices.
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Métodos o procedimientos mecánicos: Método del compás y el papel
milimetrado; y por medio del planímetro.
4. AREADO POR DESCOMPOSICIÓN DEL ÁREA TOTAL EN FIGURAS PARCIALES
Como su nombre lo indica, el método consiste en dividir el área total en figuras
parciales y que correspondan a: triángulos, cuadriláteros, rectángulos, cuadrados,
trapecios, sectores de círculos, sectores parabólicos y/o elípticos, etc. Según como
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pueden dividirse la superficie total. El valor del área o superficie total será la suma
algebraica de todos los valores de las superficies parciales.
El método de descomposición generalmente es empleado cuando la superficie
total tiene la forma poligonal o el perímetro de ella es de forma irregular. En la
aplicación de este método, es aconsejable tener en cuenta las siguientes
consideraciones:
- Si la superficie total es un polígono, divídala en rectángulos, fig. a.
- Si la superficie total tiene perímetro irregular (segmentos de rectas y/o
curvas), tener una recta que atraviese las superficie y baje perpendiculares
desde los vértices, a la recta trazada, fig. b.
- Tal vez que sea posible, divida la superficie total en el menor número de
figuras parciales.
- Toda vez que sea posible tome los segmentos mayores para el cálculo de
áreas.
- En algunos casos es conveniente completar figuras, lo cual debe
descontarse en el cálculo matemático.
- Cuando se tenga que medir ángulos, no es aconsejable la medición con
transportador, sino calcular el ángulo por relaciones matemáticas.
| S : Superficie total
Sp: Superficie parciales (en este caso triángulos)
S=∑i=1
i=n
S p
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S1: Área de un sector circular
S2: Área de un triángulo
S3: Área superficie irregular con
ordenadas a intervalos iguales.
S4: Área de rectángulo – Área de un
sector parabólico.
S5: Área de un trapecio
S6: Área de un trapecio
5. FÓRMULAS PARA EL CÁLCULO DE ÁREAS DE FIGURAS ELEMENTALES:
Triángulo:
|
Figura b.Figura a.
Figura b. S=b∗h2
=a∗b∗sin∅2
S=√ p( p−a)( p−b)( p−c)
p=12(a+b+c )
S=∑i=1
i=n
S p
S=S1+S2+S3+S4+S 5+S 6
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Cuadrado:
Rectángulo:
Trapecio:
|
S=a2=d2
2
S=b∗h=d2
2sin∅
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Cuadrilátero:
Círculo:
Sector circular:
|
b
c
dd1 d2
∅
ad1
hB
S=12−(a+b )h
S=d1∗d2
2
S=d1∗d2
2sin∅
S= 14
(a2−b2+c2−d2 ) tan∅
∅ : Ángulo formado por las diagonalesdel cuadrilátero
S=π r2= π d2
4
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Sector parabólico:
Elipse:
6. AREADO POR ORDENADAS A INTERVALOS IGUALES
|
S=23a∗b
S=π∗a∗b
Sector sombreado=x∗y+a∗b∗sin−1( xa )
S= π r2∅360 °
= Arco∗r2
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Frecuentemente la forma de superficie cuya área se desea calcular tiene uno o más
de sus lados perimetrales de la forma de una línea irregular o de segmentos de
curvas con inflexiones en uno y otro sentido; en estos casos es adecuado trazar
una línea recta de referencia al interior o al exterior de la figura total (según
convenga), para luego tomar perpendiculares a intervalos (espacios) iguales hacia
la línea irregular. El área limitada por la línea de referencia, las ordenadas
extremas y la línea irregular, pueden ser calculadas siguiendo los siguientes
métodos:
Regla del Trapecio
Regla de Simpson.
REGLA DEL TRAPECIO O REGLA DE BEZOUT
Este método considera que los segmentos de la línea irregular que cortan
las ordenadas, son segmentos de rectas obteniéndose por consiguiente una
serie de trapecios unos tras de otros. Este método se aplica indistintamente
si el número de ordenadas es par o impar. Sea la figura:
La regla del trapecio o regla de Bezout se expresa:
|
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“El valor de la superficie total, es igual al producto del valor de intervalo
constante por la suma de la media de las ordenadas extremas más las
ordenadas intermedias”
Demostración:
REGLA DE SIMPSON
Este método considera que los segmentos de la línea irregular que cortan
las ordenadas, son segmentos de parábolas. Este método se aplica
directamente cuando el número de ordenadas es impar y se desea tener el
valor más aproximado de la superficie ya que da resultados más exactos
que el método del trapecio. La regla de Simpson se expresa:
“El valor de la superficie es igual al tercio de la multiplicación del valor
del intervalo constante por la suma de las ordenadas extremas con el
doble de la suma de las ordenadas impares y el cuádruple de la suma de
las ordenadas pares”
|
S1=d (h1+h2
2 ) S2=d (h2+h3
2 ) S3=d (h3+h4
2 ) . . . =. . .. . .. .. . .. .. . .
Sn=d (hn−1+hn
2 )S=d (h1+hn
2+h2+h3+h4+.. . .. .. . .. .. .+hn−1)
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Demostración:
Con referencia a las figuras anteriores, si se toma las dos primeras
superficies parciales, asumiendo que la línea irregular es un arco de
parábola:
Tomando las dos siguientes superficies parciales, tendremos que:
Y así sucesivamente:
S =.................
Sumando todas las superficies se tiene:
Ejercicio 1:
|
S3+4=d3 (h3+4h4+h5 )
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Calcular el valor de la superficie de la figura:
Ejercicio 2:
Calcular el valor de la superficie de la figura:
Solución Ejercicio 2:
|
PROCEDIMIENTO CÁLCULOS
S1 = 1/2(58.5 x 17.2) 503.1
S2= 1/2(58.5 x 19) 555.75
S3 = 1/2(73.2 x 11.6) 424.56
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CÁLCULOS DE ÁREAS
SUPERFICIE VALORES PARA EL CÁLCULO ÁREA u2
S1 1/2 (72.4 X 71.8) 2599.16
S2 1/2 (96.1 + 48) x 77.2 5562.26
S3 3.1416 X 522 X 69.5° X 1/360° 1639.98501
S4 1/3 (20) (250.0 + 1002.8 + 2491.6) 24962.6667
S5 1/3 (41.0 X 66.7) 911.57
S6 1/2 (120.9) (41.0 + 108.0) 9007.05
S7 1/2 (132.8) (48.2 + 108.0) 10371.68
Superficie Total: S = 53201.57
Por el método de la Ruta Nor Este – Sur Este
RUTA NOR ESTE RUTA SUR ESTE460.2 x 270.3 = 124392.06 215.6 x 685.1 = 14
7707.56685.1 x 530.4 = 363377.04 270.3 x 743.7 = 201022.11743.7 x 810.2 = 602549.74 530.4 x 564.8 = 299569.92564.8 x 700.5 = 395642.40 810.2 x 200.6 = 162526.12200.6 x 355.4 = 71293.24 700.5 x 162.1 =113551.05162.1 x 215.6 = 34948.76 355.4 x 460.2 = 163555.08
Suma = 1592199.24 m2 Suma = 1087931.84 m2
7. AREADO POR MEDIO DEL PAPEL MILIMETRADO Y EL COMPAS
|
215 . 6460 . 2
270 . 3685 . 1
530 . 4743 .7
810. 2564 .8
700. 5200. 6
355 .4162 .1
215.6460 . 2
S=1592199.24-1087931.842
=252133 .70 m2
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Este método es una variación del método de descomposición del área total en
figuras parciales y que en este caso, dado que la figura, al encontrarse dibujada en
papel milimetrado, ya está dividida en una serie de trapecios (muchas veces
triángulos en los extremos), entonces puede aplicarse la regla de Bezout para el
cálculo del área. En consecuencia en la figura:
Pero: Si = Base x Mediana
Si = (a) x (m)
En consecuencia:
El valor de la sumatoria de las medianas se obtiene con la ayuda del compás de
puntas secas, por aberturas sucesivas al ir sumando los segmentos representativos
de las medianas. Muchas veces las figuras parciales de los extremos no llegan a
tener la altura igual al valor “a”, en estos casos se calcula por separado estas áreas,
para luego agregarse al valor encontrado por la multiplicación de:
8. AREADO POR MEDIO DEL PLANÍMETRO ver el manejo del planímetro digital
|
S=d3
¿
S=∑i=1
i=n
S i
S=a∑i=1
i=n
mi
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El planímetro polar es un instrumento que consta básicamente de:
Un polo (que se ubica fijo) unido por un brazo a la rueda de la caja
integradora.
Una rueda integradora.
Una punta que debe recorrer todo el perímetro de la figura por arear,
unida a la caja de la rueda integradora por un brazo diferente al del polo.
Un vernier de lectura para las unidades integradas.
Entre las recomendaciones que debe tenerse presente para un buen trabajo con
el planímetro, se cita:
S = K (Lectura final – Lectura inicial)
En donde:
S = Superficie areada
K = Constante del planímetro, para una longitud del brazo del polo y para una
escala específica del plano.
Para determinar el área de una superficie por medio del planímetro polar puede
optarse por disponer el polo dentro o fuera de la superficie.
La fórmula específica para determinar el área cuando el polo del planímetro se
encuentra fuera del área es:
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• Compruebe que
la constante K, es
la correcta.
• Ejecute todo el
trabajo sobre
una superficie
totalmente horizontal.
• En ningún instante la rueda integradora debe salir de la lámina que
conviene la superficie por arear, ya que los golpes en los bordes pueden
hacer saltar las lecturas.
• Asegúrese que el polo del planímetro permanece totalmente fijo durante el
areado.
• Si la superficie es muy grande, divídala en áreas parciales.
• Asegúrese que las lecturas son las correctas.
• Es aconsejable que para cada areado se ejecute cuando menos cuatro
operaciones de determinación del área, obteniéndose luego el promedio de
ellas.
• Con la punta trazadora, recorra con mano firme todo el perímetro de la
superficie, habiendo marcado previamente el inicio del recorrido.
“El uso del planímetro es ampliamente ventajoso cuando la superficie tiene
perímetros totalmente irregular, asimismo cuando tiene segmentos de rectas”
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Otros de los muchos fines, a que se puede destinar un plano a curvas de nivel es para la
determinación del volumen contenido entre las curvas, el caso más resaltante es el de
volúmenes de embalse, asimismo cuando se tiene las secciones transversales o través de
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VOLUMETRÍA
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un eje longitudinal también es posible encontrar el volumen que contendrían dichas
secciones como es el caso de secciones de canales o carreteras.
1. VOLÚMENES DE EMBALSE
Entre los métodos para determinar el volumen contenido entre dos curvas de nivel
consecutivas y que se cierran, se tiene: la fórmula de la superficie terminal y la
fórmula del prismatoide.
Fórmula de la Superficie terminal:
El volumen contenido entre dos curvas de nivel consecutivas y separadas
por la distancia vertical: “h”, es:
S1, S2: áreas encerradas por las curvas de nivel.
En el caso de tener que determinar el volumen contenido entre varias
curvas de nivel y que todas ellas se encuentren separadas a una misma
distancia vertical: “h”, la fórmula será:
Fórmula del Prismatoide:
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V 1−2=h ( S1+S2
2 )
V=( S1+Sn
2+S2+S3+S4+ ...+Sn−1)
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Este método brinda mejores resultados que le método anterior, ya que no
supone que la variación del relieve del terreno entre dos curvas de nivel
consecutiva es lineal sino que este varía como un prismatoide.
La fórmula es:
Para el cálculo del volumen comprendido entre varias curvas de nivel
separadas la distancia vertical “h” constante, la fórmula se transforma en:
Ejercicio:
Determinar el volumen contenido por el siguiente cuerpo de agua:
CURVAS DE NIVEL SUPERFICIE OBSERVACIONES2126.40m.s.n.m 13580 Fondo de cuerpo
2128 19990
2130 318202132 449002134 502502136 62660
2138 744802140 882302142 1084302144 1345102145 161420 Esponja de agua
Solución:
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V 1−2=h3
(S1+√S1∗S2+S2 )
V=h3 (S1+Sn+2 (S2+S3+S4+ ..+Sn−1 )+¿√s1∗s2+√s2∗s3+√s3∗s4+..+√sn−1∗Sn )
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El volumen total, para efectos del cálculo, se considerará que está dado por la suma de
tres (3) volúmenes parciales comprendidos entre las curvas de nivel:
2126.4 y 2128 V1
2128 y 2144 V2
2144 y 2145.3 V3
POR LA FÓRMULA DE LA SUPERFICIE TERMINAL:
V1 (m3)= 1.6(13580+19990)/2= 26856
V1(m3) = 1.3(134510+161420)/2 192354.5
CURVA SUPERFICIE COEFICIENTE PRODUCTO
2128 19990 0.5 99952130 31820 1 318202132 44900 1 449002134 50250 1 502502136 62660 1 626602138 74480 1 744802140 88230 1 882302142 108430 1 1084302144 134510 0.5 67255
SUMA = 538020ALTURA(h) = 2
1076040VOLUMEN v2(m3)=
V(m3) = 26856+10760 1295250.5
Por la fórmula del prismatoide se tiene:
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V 1=1.93
(13580+√13580∗19990+19990 )=31695.91u2
V1:
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CURVAS SUPERFICIE (SO * S2)2 COEFICIENTE PRODUCTO
2128 19990 25220.6 1 199902130 31820 37798.3 2 636402132 44900 47499.7 2 89800
2134 50250 56112.9 2 1005002136 62660 68314.8 2 1253202138 74480 81064 2 1489602140 88230 97809.9 2 1764602142 108430 120768 2 216860
2144 134510 1 134510
Sumas: 1076040 + 534588.2 = 1610628.2
Volumen total: 26691.3 + 1073752.1 + 192088.8 = 1292532.2 m3
2. VOLÚMENES POR SECCIONES TRANSVERSALES
La determinación del volumen de corte y/o relleno en los trabajos de explanación
de una carretera es posible calcularlos si se tiene las secciones transversales de los
puntos de estacado, los casos que se presentan.
AMBOS PERFILES EN CORTE COMPLETO
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V 2=23
(1610628.2 )=1073752.1m3
V 3=1.33
( 134510+√134510∗161420=192088m3 )
V C=D2
(C1+C2)
En consecuencia el volumen total será:
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AMBOS PERFILES EN RELLENO COMPLETO
AMBOS PERFILES A MEDIA LADERA CON CORRESPONDENCIA DE ÁREAS
UNO DE LOS PERFILES EN CORTE
COMPLETO Y EL OTRO EN RELLENO COMPLETO
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V C=D2
(C1+C2)¿V R=D2
(R1+R2)
V R=D2
(R1+R2 )
V C=D2 ( C2
C+R )V R=D2 ( R2
C+R )
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Como se podrá observar, las fórmulas anteriormente indicadas tienen su fundamento en
la fórmula de la superficie terminal (o área media) y que suficiente aproximación para la
precisión requerida en los trabajos de exploraciones de carreteras o canales.
1. CÁLCULO DE VOLÚMENES PARA MOVIMIENTO DE TIERRA
El Cálculo de Volúmenes de Tierra se determina a partir del área de las secciones
Transversales.
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ADICIONAL:
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2. VOLUMEN ENTRE SECCIONES TRANSVERSALES
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3. CÁLCULO DE ÁREAS POR CUADRADOS
Para realizar al cálculo del área mediante este método se traza a escala la sección
en papel cuadriculado y luego se cuenta el número de cuadros que hay en la
sección y se multiplica por el área del cuadro.
4. VOLÚMENES
ELEMENTALES
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5. PRISMOIDE
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A1, A2= Área de S1 y S2 en m2
d = Distancia entre S1 y S2 en m
Am= Área de la sección transversal en el punto medio entre S1 y S2 en m2
Sus dimensiones serán el promedio de las dimensiones de las secciones extremas y no el
promedio de áreas (Método de áreas extremas).
6. MÉTODO DE LAS ÁREAS MEDIA (Las dos secciones en corte o relleno)
7. OTRO CASO COMÚN ES QUE UNA SECCIÓN ESTE EN CORTE Y OTRA EN RELLENO.
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PARA MEJOR COMPRENSIÓN REVISEMOS ESTE GRÁFICO
FORMA DE CÁLCULO
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OTRAS
FÓRMULAS BÁSICAS
SECCIONES TRANSVERSALES A NIVEL
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SECCIONES CON NIVEL VARIABLE O A TRES NIVELES
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EJEMPLO DE APLICACIÓN:
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PROCEDIMIENTO PARA EL CÁLCULO DEL ÁREA
1. En el papel milimetrado con nuestras 5 secciones transversales ya planteadas, procedemos a calcular el área de una sección.
2. Luego para hallar este, procedemos a dividir en figuras más simples. 3. Encontramos un triángulo en cada extremo de la sección, y en la parte central de
figura se encuentra un área irregular, donde para calcular el área debemos usar la regla de bezout (trapecios).
3. Finalmente sumamos las áreas parciales en la que se descompuso y de esa manera hallamos el área total:
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SECCIONES TRANSVERSALES
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CÁLCULO DE SECCIONES TRANSVERSALES
`CALCULO DE VOLUMENES
AREAS VOLUMETRIAPROGRESIVADISTANCIA CORTE RELLENO CORTE RELLENO
0 22 520 430 70
20 21 24 74 8
24 16 22 30 4
26 14 214 231 105
40 19 13
SUMATORIA 765187
ESTADO SUELTO 780.3
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progresivaArea 1 area2
b h b
0+002.35 2.8 1.3
3.29 0.65
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INSTRUMENTOS
AUTOMATIZADOS
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BRÚJULA DIGITAL
Sus partes son:
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Pantalla digital LCD
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Nivel de brújula
BOTÓN ADJ
-Sirve para ajustar las posiciones
BOTÓN MODE
-Cambia la pantalla de una función a
la siguiente dentro de la modalidad
de tiempo o brújula.
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Enciende la luz para iluminar la
pantalla LCD
BOTÓN CENTRAL
-Enciende la luz para mapas
BOTÓN ALTI.
-Accede a la función de altímetro
desde la función de tiempo.
BOTÓN COMP/+
-Cambia la modalidad de tiempo a
modalidad de brújula.
-también aumenta el ajuste de las
posiciones.
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Este instrumento tiene un sistema operativo DNS que permite la duración a largo plazo de las pilas.
FUNCIONES DE LA BRÚJULA
-MODO DE TIEMPO:
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BOTÓN BAROM/-
-Accede a la función de barómetro y
pronostico del tiempo desde de la
modalidad de tiempo.
-También disminuye las posiciones
mientras esta en las modalidades de
ajuste.
Posee una batería en la parte
posterior, durando aproximadamente
12 horas.
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Nos permite ver el tiempo y para ajustarlo mantenemos presionado el BOTÓN ADJ hasta
estallar la posición, configurando hora y fecha. Aumentamos y disminuimos con el BOTÓN
COM. Y BAROM. Dependiendo a la hora y fecha que queremos configurar; presionamos
ADJ para guardar cambios.
-MODO ALARMA:
-Tiene cinco alarmas, tres de tiempo, una de altura y otra de temperatura.
Presionamos el BOTÓN MODE hasta llegar al modo de alarma.
-Para configurar el tiempo que deseamos que suene nuestra
alarma mantenemos presionado ADJ hasta estallar la posición de
la hora. Con los BOTONES COM Y BAROM configuramos el tiempo
de sonido de la alarma.
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Con el BOTÓN COM nos dirigimos hacia la alarma de alarma y temperatura.
Presionamos el BOTÓN ADJ hasta estallar la posición de temperatura y altura y
configuramos los valores deseados.
MODO CRONOMETRO:
Pulse el botón MODE hasta que se visualice Modalidad de temporizador de
cuenta atrás (Countdown Timer Mode), representada por ‘RT’ (temporizador
inverso). Para que funcione, pulse el botón COMP/+ para empezar y púlselo
otra vez para parar, luego pulse el BARO/- para reajustar el Temporizador de
cuenta atrás. Para fijar el Temporizador de cuenta atrás, pulse y mantenga
pulsado el botón ADJ durante tres segundos, lo cual hará que destelle la
posición de segundos. Ajuste con el botón COMP/+ o BARO/-, y luego pulse el
botón MODE para fijar la siguiente posición. Pulse el botón ADJ para guardar
los ajustes y salir. Pulse ALTI y entre en ‘AUTO’ para permitir que el
Temporizador de cuenta atrás repita la función automáticamente, y pulse ALTI
otra vez para apagar la función ‘AUTO’.
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ICONO DE ALARMA
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MODO BRÚJULA:
Pulse el botón MODE hasta que se visualice Modalidad de tiempo (Time Mode),
y luego pulse el botón COMP/+. Si ya está en la Modalidad de tiempo (Time
Mode), sólo tiene que pulsar el botón COMP/+ y se visualizará la Modalidad de
brújula. Mantenga la brújula nivelada utilizando el nivel de burbuja para obtener
una lectura. Si destellan los Puntos Cardinales es posible que haya que calibrar la
brújula. (Consulte las sugerencias para corregir anormalidades).
CALIBRACIÓN DE LA BRÚJULA:
-Se presiona EL BOTÓN ADJ hasta que nos de la calibración, teniendo en
cuenta que debe estar en una superficie horizontal.
-Se presiona el botón COME, luego se da dos vueltas durante 10
segundos.
-Al terminar se presiona el botón COME, dándonos la declinación de la
brújula se registran en la pantalla, posteriormente se presiona el botón
ADJ para guardar los cambios.
MODO BARÓMETRO:
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Para introducir la Modalidad de barómetro (Barometer Mode), pulse el botón MODE hasta que se
visualice la Modalidad de tiempo (Time Mode), luego pulse el botón BARO/-. Si está en la Modalidad de
tiempo, Modalidad de brújula (Time Mode, Compass Mode) o en la Modalidad de altímetro (Altimeter
Mode), sólo tiene que pulsar el botón BARO/- y se visualizará la Modalidad de barómetro. Al introducir
la Modalidad de barómetro se visualizará un gráfico barométrico en el visualizador de matriz de
puntos.
-Unidades de Barómetro y Temperatura
Presión barométrica en Hg y temperatura en ° C. Para cambiar el tipo de
unidades de medida utilizado, pulse y mantenga pulsado el botón ALTI
durante 3 segundos hasta que destalle la unidad de temperatura y pulse el
botón COMP/+ o BARO/- para cambiarlo, luego pulse MODE para ir a la
unidad de presión y pulse el botón COMP/+ o BARO/- para cambiarlo. Pulse
el botón ADJ en cualquier momento para salir. Para obtener una lectura
precisa de la temperatura, recuerde que la unidad debe mantenerse alejada
de cualquier fuente de calor durante unos 15 minutos (por ejemplo, si
mantiene la unidad en un bolsillo la lectura puede reflejar la temperatura
dentro del mismo en lugar de la temperatura externa).
MODO ALTÍMETRO:
Pulse el botón MODE hasta que se visualice Modalidad de tiempo (Time Mode), luego pulse el botón
ALTI. Si ya está en la Modalidad de tiempo, Modalidad de brújula (Time Mode, Compass Mode), o en la
Modalidad de barómetro (Barometer Mode), sólo tiene que pulsar el botón ALTI y se visualizará la
Modalidad de altímetro. Pulse el botón ALTI y manténgalo pulsado durante 3 segundos para cambiar el
ajuste del Altímetro de Pies a Metros o viceversa.
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PLANÍMETRO
Un planímetro es un instrumento de medición utilizado para determinar el área de una
forma bidimensional arbitrario. Para los casos en los que se necesita calcular superficies
irregulares o en perspectiva, como mapas o manchas la geometría clásica o incluso la
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geometría analítica no es suficiente y no prestan mayor utilidad. Por ello es necesario
recurrir a una herramienta de medición específica para tal fin, el planímetro es una buena
y fácil alternativa.
PARTES DEL PLANÍMETRO:
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MODO DE USO DEL PLANÍMETRO DIGITAL:
Se procede de la siguiente forma:
1. Se ubica la posición del brazo perpendicular a la figura únicamente al empezar.
2. Se realiza la prueba del manejo.
3. Se encera el planímetro.
4. Este planímetro tiene que recorrer de acuerdo a lo que recorre las manecillas del
reloj iniciando en cualquiera de los puntos del plano y terminando en el punto de
inicio.
5. Se procede a tomar las lecturas respectivas (ejemplo lectura de tres veces como mínimo).
6. La anterior lectura tomada del planímetro se multiplica por un valor de constante
que existe dentro del estuche del planímetro dependiendo del valor de escala y la
posición del brazo.
Se recomienda realizar tres recorridos del planímetro por el plano con la finalidad de
sacar una media o promedio.
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Para hallar el área utilizaremos la siguiente formula:
EJEMPLO:
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A = D N2
A: área
D: resultado de pantalla
N: inversa de la escala
SOLUCIÓN:
A = D x N2
A= 44.73 x (200)2
A=1772000 cm2
En metros:
1772000 cm2 x1m
104cm2 = 177.2 m2
E=1
200
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ESTACIÓN TOTAL
Se denomina estación total a un instrumento electro-óptico utilizado en topografía, cuyo
funcionamiento se apoya en la tecnología electrónica. Consiste en la incorporación de un
distanciómetro y un microprocesador a un teodolito electrónico.
Algunas de las características que incorpora, con las cuales no cuentan los teodolitos son
una pantalla alfanumérica de cristal líquido (LCD), leds de avisos, iluminación
independiente de la luz solar, calculadora, distanciómetro, trackeador (seguidor de
trayectoria) y la posibilidad de guardar información en formato electrónico, lo cual
permite utilizarla posteriormente en ordenadores personales. Vienen provistas de
diversos programas sencillos que permiten, entre otras capacidades, el cálculo de
coordenadas en campo, replanteo de puntos de manera sencilla y eficaz y cálculo de
azimutes y distancias.
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PARTES DE LA ESTACIÓN TOTAL:
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FUNCIONES LOS BOTONES DE LA ESTACIÓN TOTAL:
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FUNCIONAMIENTO
El instrumento realiza la medición de ángulos a partir de marcas realizadas en discos
transparentes. Las lecturas de distancia se realizan mediante una onda electromagnética
portadora con distintas frecuencias que rebota en un prisma ubicado en el punto a medir
y regresa, tomando el instrumento el desfase entre las ondas. Algunas estaciones
totales presentan la capacidad de medir "a sólido", lo que significa que no es necesario un
prisma reflectante.
Este instrumento permite la obtención de coordenadas de puntos respecto a un sistema
local o arbitrario, como también a sistemas definidos y materializados. Para la obtención
de estas coordenadas el instrumento realiza una serie de lecturas y cálculos sobre ellas y
demás datos suministrados por el operador.
Las lecturas que se obtienen con este instrumento son las de ángulos verticales,
horizontales y distancias. Otra particularidad de este instrumento es la posibilidad de
incorporarle datos como coordenadas de puntos, códigos, correcciones de presión y
temperatura, calibración digital, etc.
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La precisión de las medidas es del orden de la diezmilésima de gonio en ángulos y de
milímetros en distancias, pudiendo realizar medidas en puntos situados entre 2 y 5
kilómetros según el aparato y la cantidad de prismas usada. Además se puede calibrar la
estación total.
APLICACIÓN
-Primero encendemos el instrumento, apareciendo automáticamente la siguiente
pantalla.
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- Presionamos el BOTÓN FUNCIÓN hasta llegar al MENÚ PRINCIPAL para poder
configurar el instrumento
-En esta función se configura el instrumento, en especial las unidades.
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-Aquí cambiamos las unidades con las que queremos trabajar.
-Ingresamos a MEM. Para guardar los trabajos en la memoria del instrumento, creando
luego una carpeta de trabajo
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-Luego presionamos el BOTÓN FUNCIÓN hasta llegar al icono de nivelación del
instrumento
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- Con los tornillos de nivelación de la base nivelamos la estación total para mejor
precisión.
-Para empezar a tomar la lectura de un trabajo tenemos q ingresar algunos datos
adicionales como temperatura, presión atmosférica, coordenadas, etc.
-Ingresamos a las funciones coordenadas.
-Luego vamos a datos de
estación para ingresar nuestros datos.
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En esta parte podemos ingresar vista atrás, azimut o coordenadas de la referencia.
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-Ingresamos coordenadas obtenidas con el GPS DIGITAL, también se ingresan el azimut y vista atrás
como datos de la misma manera en la que ingresamos las coordenadas.
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-Ingresamos datos de altura del prisma, de la presión atmosférica, temperatura, ppm, etc.
Hacemos uso de la brújula digital para ingresar datos de temperatura y principalmente de presión
atmosférica.
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-Una vez configurado, presionamos la función distancia para posteriormente tomar las lecturas con el
prisma
-Procedemos a tomar la lectura del prisma cuando en la pantalla figure la siguiente imagen:
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-Al captar la señal con el prisma la estación total emite un sonido particular como señal de haber
captado los datos que requiere el instrumento.
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-Luego de tomar las lecturas de varios puntos, se forma una figura. Presionamos el botón Menú, luego
la opción cálculo de área después, seleccionamos los puntos que cerraron la figura y así calculamos el
área.
GPS
El sistema GPS funciona mediante unas señales de satélite codificadas que pueden ser procesadas en un receptor GPS permitiéndole calcular su posición, velocidad y tiempo de manera inmediata tan solo con presionar un botón.
-Para hacer uso del GPS estrictamente debe utilizarse en campo abierto, de lo contrario no captaría la señal satelital.
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TOPOGRAFÍA GENERAL II - 2014-10
Ing. Ms. Sc. Anaximandro Velásquez Díaz
FUNCIONES DEL GPS:
-El GPS tiene que tener por lo menos 6 satélites encendidos para que pueda estar en
funcionamiento. |
El círculo exterior representa el
horizonte
Coordenadas UTM y sus ejesEl círculo exterior representa el horizonte
Se muestra el número de cada
satélite aéreo
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PASOS PARA UTILIZAR EL GPS DIGITAL:
PARA IR A LA PÁGINA DE SATÉLITE.
1°. Para iniciar el GPS debemos sacar el instrumento a una zona abierta y
despejada donde la antena tenga una visualización clara del cielo. Mantener
pulsada el BOTÓN POWER para conectarlo y aparecerá la página de bienvenida.
Pulsar el BOTÓN PAGINA hasta que nos aparezca la página de satélites.
PAGINA MAPA:Cuando encendemos el GPS nos aparece la PAGINA MAPA. Un mapa base incorporado
que incluye ciudades, carreteras nacionales, autopistas nacionales y regionales,
información de salidas y contornos de lagos y ríos aparece en esta página. Se añaden más
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Se muestra el número de cada satélite aéreo
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detalles sobre las carreteras, puntos de interés y datos de mapas cuando se utilizan datos
detallados de mapas MapSource.
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La esfera del compás se mueve para indicar la orientación hacia el norte
Puntero de rumbo
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Página Compás
Para llegar a la página compas pulse el BOTÓN PAGINA hasta que llegue a esta.
La página Compás le guía hasta su destino con la visualización de un compás gráfico y un
puntero de ruta o rumbo.
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PAGINA ALTÍMETRO
-Para llegar a esta página se presiona el BOTÓN PAGINA hasta que indique la página
altímetro.
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-La página Altímetro muestra un perfil de cambios de altura en la distancia o en el tiempo, o un perfil
de cambios de presión en el tiempo.
Para llegar a opciones se presiona BOTÓN MENÚ:
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PAGINA MENÚ PRINCIPAL |
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El menú principal contiene configuraciones y funciones que no se encuentran en las
páginas principales ni en los submenús. La fecha y la hora se muestran en la parte inferior
de esta página. Se puede acceder al menú principal desde cualquier página pulsando
MENÚ dos veces. Para seleccionar un elemento en el menú principal, resalte el elemento
de menú y pulse INTRO.
PAGINA PROCESADOR DE TRAYECTO
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La página Procesador de trayecto muestra ocho tipos de datos de navegación. La opción Números
grandes organiza la página en tres grandes campos de datos.
CREACIÓN DE UNA RUTA
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La creación de rutas permite crear una secuencia de waypoints que le llevan a su destino
final. El dispositivo eTrex almacena 50 rutas con hasta 250 puntos cada una. Cree o
modifique una ruta mediante la página Rutas y añada waypoints a una ruta. Cree rutas
complejas mediante mapas de MapSource.
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Presionar esta tecla y esperamos que carguen los satélites para obtener las coordenadas de nuestra ubicación exacta con las unidades que seleccionamos en el paso anterior
Cálculo de coordenadas
Cuarto paso
Menú
Luego de entrar a configuraciones, entramos a la opción unidades, ahí podremos cambiar nuestro sistema de coordenadas, como por ejemplo: WGS84 ó Datum provisional sudamericano de 1956 (PSAD56)
Configurar unidades
Tecla rocker: Funciona como un
cursor, sirve para desplazarse a través del menú hacia arriba, abajo, izquierda o derecha.
Ir hacia configuraciones
Tercer paso
Tecla menú: Se pulsa dos veces para ver el
menú principal También sirve para ver las
opciones de una página.Segundo
paso
Tecla power Mantener pulsada la para
encender/apagar el equipo. Pulse y suéltela para ajustar la retro
iluminación y el contraste
Primer paso
USO DEL GPS
Esperar unos segundos hasta que cargue
Encendido
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CONCLUSIONES:
Al finalizar el curso, hemos llegado a la conclusión, que a través de la
topografía podemos hallar la planimetría y altimetría de cualquier terreno.
Hemos aprendido que no todos los instrumentos tienes las mismas
constantes (k y c), ya que varían de acuerdo a la marca.
A través de los distintos métodos topográficos aprendidos sabemos que
con la ayuda de la triangulación podemos hallar la planimetría y altimetría
de terrenos extensos y plasmarlos en planos.
Concluimos que con la ayuda del planímetro y los métodos numéricos
podemos hallar el área de un terreno.
Con todo lo analizado anteriormente, podemos decir que es posible hallar
volúmenes de tierra (corte y relleno).
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