Replanteo y levantamiento planialtimétrico

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL LITORAL

FACULTAD DE INGENIERIA Y

CIENCIAS HIDRICAS

Asignatura: Proyecto Final

Indice

1- Introducción .....................................................................................................................1

2- Recopilación de antecedentes ........................................................................................1

3- Información complementaria para la obra .......................................................................1

Sección topográfica ...............................................................................................2

4- Levantamiento planimétrico ............................................................................................3

4- 1- Trabajo de campo ...................................................................................................3

4- 1- 1- Ubicación del punto de arranque de la poligonal ...........................................3

4- 1- 2- Materialización de los demás puntos .............................................................3

4- 1- 2- 1- Cálculo para ubicar el punto G y verificar el punto F .........................4

4- 1- 3- Replanteo de la curva ....................................................................................6

4- 1- 3- 1- Trabajo de gabinete ...........................................................................6

4- 1- 3- 2- Trabajo de campo ..............................................................................7

4- 2- Coordenadas planimétricas de los puntos de la poligonal (método de radiación) .8 4- 2- 1- Trabajo de campo ........................................................................................8 4- 2- 2- Trabajo de gabinete ......................................................................................9

4- 3- Planillas de coordenadas ......................................................................................10

5- Levantamiento altimétrico ..............................................................................................12

5- 1- Punto fijo (ubicación) .............................................................................................12

5- 2- Coordenada z de los puntos de la poligonal .........................................................12

5- 3- Trazado de cuadrícula ...........................................................................................13

5- 3- 1- Metodología de trabajo ...............................................................................13

5- 3- 2- Trabajo de campo .......................................................................................13

5- 3- 3- Trabajo de gabinete ....................................................................................15

5- 4- Planilla de nivelación y de coordenadas .............................................................16

Sección de tratamiento de imagen ......................................................................21

6- Trabajo de campo (método de radiación) ......................................................................22

7- Planillas de coordenadas ...............................................................................................23

8- Trabajo de gabinete .......................................................................................................25

8- 1- Puntos de control ..................................................................................................25

8- 2- Metodología de trabajo .........................................................................................26

9- Cartografía final .............................................................................................................29

10- Conclusiones y recomendaciones ...............................................................................30

11- Agradecimientos ..........................................................................................................30

12- Bibliografía ...................................................................................................................31

13- Planos ..........................................................................................................................32

1- Introducción

El trabajo que se presenta a continuación corresponde al Proyecto Final de la Carrera PERITO TOPOCARTOGRAFO, de la Facultad de Ingeniería y Ciencias Hídricas.

Este mismo se realizó en las cercanías de la Ciudad Universitaria, más exactamente al este de la Fuente de la Cordialidad, entre la actual Ruta 168 y la Ex Ruta 168.

Este Proyecto Final consiste en un Replanteo y Levantamiento planialtimétrico con el fin de obtener una cartografía.

El resultado final será utilizado por la Empresa Aguas Provinciales de Santa Fe para ubicar en dicho lugar una planta de descarga para camiones atmosféricos.

2- Recopilación de antecedentes

El miércoles 5 de septiembre fuimos a la Municipalidad de Santa Fe a interiorizarnos sobre los trabajos topográficos que se encuentran en proyecto en nuestra ciudad. Después de recorrer distintas oficinas, llegamos a la Dirección de Estudios y Proyectos, donde hablamos con el Ing. Luis Lombo, el cual nos informó de las obras que podían estar a nuestro alcance. El nos habló de varios proyectos, donde nos decidimos por uno que nos interesó por el tipo de labor. Inmediatamente nos suministró un plano que estaba a su disposición, donde se observa la poligonal a replantear con su planimetría correspondiente. Para mayor información de la zona recurrimos a la Dirección de Catastro de la Municipalidad el viernes 7 de dicho mes, donde hablamos con el Ing. Miguel Blanchoud. El nos proporcionó una cartografía en la cual se observa el área de estudio y las zonas aledañas.

También fuimos a Vialidad Nacional de nuestra ciudad, allí nos facilitaron una cartografía de la zona, donde se observa el lugar de trabajo e inmediaciones.

Para la traza de la cloaca máxima, se buscó información en la empresa Aguas Provinciales de Santa Fe, donde el Ing. Alesandría nos suministró los planos de dicha traza.

3- Información complementaria para la obra.

Terreno accesible, sin dificultad alguna para movilizarse dentro de él.

En días de lluvia pueden formarse en algunas zonas un terreno barroso de poca extensión, pero que no interrumpen la medición.

A continuación se detallan ciertos elementos importantes, que a la hora de trabajar en el campo pueden ayudar para el desarrollo del mismo.

• Cantidad de árboles 65

Diámetro promedio 25 cm.

• Cantidad de carteles de publicidad 4

• Plataformas de cemento 300 m2

SECCION TOPOGRAFICA

4- Levantamiento planimétrico

Antes de empezar el trabajo fuimos con el plano a observar si los puntos de la poligonal estaban materializados en el terreno. Nos encontramos con que ningún punto estaba en el terreno como lo especifica el plano que nos facilitó el Ing. Luis Lombo, con lo que se decidió encarar el replanteo de la siguiente manera:

con respecto al plano, y en relación al terreno, el dato que podemos tomar como base, es la alineación AB que se encuentra paralela al eje de la ex ruta 168. Mediante la intersección de ésta con el eje del cantero de la ruta 168 materializamos el punto H, el cual será el punto de partida para la planimetría.

Instrumental utilizado:

• Estación total Pentax PCS-515

• Prisma Pentax MP27

• Jalones

• Cinta de 50m.

• Estacas 1x1 pulg.

4- 1- Trabajo de campo

4- 1 - 1- Ubicación del punto de arranque de la poligonal

Alineación lado HB.

4- 1- 2- Materialización de los demás puntos

Para el replanteo de la poligonal se optó por tomar ángulos y distancias. En el caso de los puntos F y G, como no es posible seguir con esta metodología, se decidió encarar el trabajo por medio de coordenadas.

Punto de origen H

Bisectando la alineación se mide la distancia hasta A y luego hasta B.

Una vez que se está seguro de que los puntos están ubicados correctamente se materializan con estacas.

Se verifica la distancia al punto A y H.

Sobre este mismo eje y desde esta misma parada se introduce en la estación total el 0º00'00” y se provoca un ángulo de 205º13'30” (360º - áng. int. de la poligonal). Teniendo este ángulo y la distancia de 100 m (dato) se ubica el punto C (vértice de la poligonal).

Se verifica la distancia al punto B. Luego se coloca en 0º00'00” sobre esa alineación y se provoca un ángulo de 205º13'30” (360º - áng. int. de la poligonal). Con este ángulo y la distancia que tenemos como dato de 258,60 m se ubica el punto D.

Se corrobora la distancia de 10 m desde este punto al eje del camino. Luego desde esta misma estación se bisecta el punto C, verificando la distancia a dicho punto. Se introduce el 0º00'00” y se provoca un ángulo de 274º50'00” (360º - áng. int. de la poligonal). Este ángulo con la distancia de 21,32 m como dato nos ubica el punto E, y con la distancia de 74,55 m (dato) el punto F.

4- 1- 2- 1- Cálculos para ubicar el punto G y verificar el punto F

El punto G y F de la poligonal se hallaron por un método diferente al realizado hasta ahora. Este cambio se produjo porque sobre el eje del cantero se encuentran plantados una serie de árboles que no permiten la visibilidad de los puntos F, G y H entre sí. Por ende, se utilizó una estación intermedia (Ei), de la cual sean observables los puntos mencionados.

Los valores descriptos a continuación son calculados en gabinete, con el fin de ir al campo y trabajar de una forma más ordenada.

Punto G

Datos:

• Angulo interno H: 38º37'

• Distancia HG: 400,80 m

Coordenadas parciales

x = sen H * L

x = sen 38º37' * 400,80 m

x = 250,142 m

y = cos H * L

y = cos 38º37' * 400,80 m

y = 313,161 m

Metodología para ubicar los puntos F y G (pasos a seguir en el campo)

Estación H

Fórmula a d = " (x2 + y2)

Fórmula b  = cos-1 y

d

Punto F

Datos:

• Angulo interno H: 38º37'

• Angulo interno G: 181º04'

Coordenadas parciales

x = sen [H+(G-180º)]*L

x = sen 39º41'*53,80m

x = 34,35m

y = cos (H+1º04')*L

y = cos 39º41'*53,80m

y = 41,40m

Para hallar los valores de distancias y ángulos entre F y Ei se procede de la misma forma que se realizó para el punto G descripto en el paso e).

4- 1- 3- Replanteo de la curva

4- 1- 3- 1- Trabajo de gabinete

Cálculos de la curva

Datos del plano:

Cuerda mayor = 100,00 m

Radio curva = 117,00 m

Cálculo de las tangentes

T= R * tg /2

Cálculo de /2

Sen /2= 50,00 m

117,00 m

sen /2= 0,4273

/2= arc sen 0,4273

/2= 25º17' 58''

= 25º17'58'' * 2

= 50º35'57''

Cálculo de la longitud de la curva

APB =  * 2R

360º

APB = 50º35'57'' * 2..117,00 m

360º

APB = 103,32 m

Cálculo de la flecha

F= DP= R - R * cos 1/2

F= DP= 117,00 m - 117,00 m * cos 25º17'58”

F= DP= 11,22 m

4- 1- 3- 2- Trabajo de campo

Método de abscisas y ordenadas sobre la tangente

En este método se utiliza un sistema de ejes coordenados, tomando como eje de las X la tangente de la curva y como eje de las Y el radio en el punto de tangencia. Utilizando a este como origen de las coordenadas.

Como primer paso se hace estación en el punto B de la poligonal (teniendo previamente ubicado un jalón en el punto A). Bisectando el jalón se introduce al instrumento 0º00'00”, se gira 180º y se colocan jalones midiendo sobre el eje X las distancias establecidas arbitrariamente por nosotros (ver tabla siguiente). Una vez obtenido estos puntos se hace estación en ellos y bisectando un jalón perteneciente a la alineación se provoca 0º00'00”, luego se gira 90º y se determina el eje Y de ese punto. Mediante la fórmula Y= R-(R2-X2) se calcula la distancia a medir sobre ese mismo eje. De esta misma forma se procede con los otros dos puntos restantes.

Tabla: Datos de los puntos de la curva

Gráfico de la curva

4- 2- Coordenadas planimétricas de los puntos de la poligonal por método de radiación

4- 2- 1- Trabajo de campo

Esta metodología de trabajo es utilizada en la sección de tratamiento de imagen (ver ítem 6). Allí se generó un sistema coordenado con una cantidad determinada de puntos contenidos en él, del cual se tomó el punto E3 (estación). Esta se la selecciona porque desde allí nos permite bisectar una cantidad considerable de puntos pertenecientes a la poligonal. Luego se generan mas puntos (relacionándolos con la estación mencionada), y desde ellos terminar de tomar las coordenadas a los puntos restantes.

También se tomó el punto fijo para relacionarlo a nuestro sistema de coordenadas.

Los puntos que se bisectan y desde que estación se realiza, se ven detallados en la planilla de coordenadas (pág. Nº10).

4- 2- 2- Trabajo de gabinete

Aplicación del Software AutoCAD map2000

Los valores planimétricos mencionados anteriormente se utilizan para realizar la cartografía digital de la poligonal, la cuál será utilizada más adelante para insertar las curvas de nivel y todo este conjunto vincularlo con la fotografía.

También con este programa se realizan los cálculos de superficie y perímetro.

Los resultados son:

• Superficie: 41.697,57 m2

• Perímetro: 1.051,42 m

Vale aclarar que estos cálculos fueron realizados recurriendo a todos los quiebres de la poligonal, incluyendo los tres puntos de la curva.

Promedio de coordenadas

5- Levantamiento altimétrico

5- 1- Punto fijo nº10

Coordenada Z: 16,242 m

Esta cota es obtenida como dato del Proyecto final realizado antes por el alumno Luciano Bombin para la FICH. Las coordenadas X e Y son halladas mediante el método de radiación, el cual queda relacionado a nuestro sistema de trabajo.

Camino más conveniente para llegar al punto: Desde el Puente Peatonal en la ruta 168, recorrer unos 100 m en dirección este sobre el camino lateral paralelamente a la ruta, encontrándose ubicado al costado de la ruta a unos 6 m en el sector norte. Ver gráfico inferior de balizamiento del mismo.

5- 2- Coordenadas z de los puntos de la poligonal

Las coordenadas Z de la poligonal se obtienen por medio del método de nivelación geométrica, lo que permite el desarrollo de una poligonal cerrada de nivelación. Sus cotas perfectamente corregidas sirven como apoyo para determinar las cotas de las estaciones que se utilizan para la nivelación por cuadricula. (Ver planilla de nivelación, pag16)

Instrumental utilizado:

• Nivel automático Topcom

• Mira metálica (lectura directa)

• Cinta métrica

5- 3- Trazado de cuadrícula

Dependiendo de la extensión del proyecto, de lo abrupto del terreno y de la precisión necesaria se determina las divisiones de la cuadrícula.

Para nuestro caso se optó por una malla de 20 m, siendo en algunas zonas del terreno menor la distancia de esta, ya que el desnivel es considerable.

5- 3- 1- Metodología de trabajo

Las coordenadas de cada punto (X, Y, Z) de la cuadrícula son guardadas en forma automática por la colectora.

Como los puntos contenidos dentro del terreno son numerosos se decidió dividir el área en zonas de dimensiones similares. De esta manera la tarea es efectuada de una forma mas precisa y ordenada.

Se tomó como uno de los ejes de la cuadrícula a una alineación ubicada al sur del lado HG de la poligonal, paralela a esta. De esta manera se evita nivelar la ruta, que para nuestro objetivo no tiene importancia. El otro eje está situado en las proximidades del lado DF de la poligonal. Con los ejes ubicados de esta forma se comienza la medición de los puntos de oeste a este. Vale aclarar que la ubicación de los puntos en el terreno, se efectúa a pasos.

Instrumental utilizado:

• Estación total Pentax PCS-515

• Prisma Pentax MP27

• Colectora HP 48GX

• Jalones

• Cinta de 50m.

• Estacas 1x1 pulg.

5- 3- 2- Trabajo de campo

Luego se repite lo realizado en el paso c). Colocados estos últimos jalones con los alineados anteriormente, y contando con la alineación de las columnas por un lado y el lado CB de la poligonal por otro, queda cerrada nuestra primera zona a nivelar.

(coordenadas conocidas), ya que ese punto fue utilizado para realizar los trabajos anteriores (poligonal y radiación).

De este modo todas las lecturas a los puntos establecidos dentro esa zona, ya sean de cuadrícula, puntos intermedios (desniveles considerables) o de la poligonal, queden relacionados con nuestro sistema.

Cuando se hace estación en dicho punto, se orienta el sistema de la forma mencionada en el paso f), pero tomando como punto conocido la estación anterior.

De esta manera se procede para las demás zonas a nivelar.

5- 3- 3- Trabajo de gabinete

Software utilizados:

• Surfer 6.0 (curvas de nivel)

• AutoCAD map 2000 (CAD)

Utilizando el programa Surfer se importa la lista con las coordenadas, se aplica una serie de herramientas que me permiten interpolar los valores de acuerdo al método más conveniente para el trabajo. En nuestro caso se optó por el método de triangulación lineal por ser el más adecuado al trabajo a realizar. Luego tipiando una serie de comandos se genera automáticamente el dibujo las curvas de nivel. Utilizando las herramientas del programa se mejora el aspecto del MDT (modelo digital del terreno) de acuerdo a la finalidad del trabajo, por ejemplo el color, la equidistancia, los espesores, etc.

Teniendo este archivo con las curvas de nivel se lo exporta con extensión DXF.

5- 4- Planilla de nivelación

 = O - V T = 3 cm * l km.

 = 16,239 m - 16,242 m T = 3 * 1,0487

 = - 0,003 m T = ± 3,07 cm

 < T