PRACTICA 1- Instrumentos Elementales,Alineamientos y Cartaboneo de Paso

UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA

Facultad de IngenieríaFacultad de IngenieríaEscuela Profesional de Ingeniería CivilEscuela Profesional de Ingeniería Civil

TEMA :: INSTRUMENTOS ELEMENTALES, INSTRUMENTOS ELEMENTALES, ALINEAMIENTOS, CARTABONEO DE PASO.ALINEAMIENTOS, CARTABONEO DE PASO.

NOMBRE DEL CURSONOMBRE DEL CURSO :: TOPOGRAFIA ITOPOGRAFIA I

PROFESORPROFESOR : ING. JOSÉ BENJAMÍN TORRES TAFURING. JOSÉ BENJAMÍN TORRES TAFUR

OBSERVACIONES:

1. ………………………………………………………………………………………………………………………………..

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3. ………………………………………………………………………………………………………………………………..

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NOTA:…….............................. ...................................................

EN NUMERO EN LETRA FIRMA DEL PROFESOR

Cajamarca / 25 / abril / 2011

ALUMNO (a) CÓDIGO

SÁNCHEZ MONTENEGRO, Cynthia Melissa 2010100057


INTRODUCCIÓN

En el presente informe, nuestro grupo de trabajo ha tenido en cuenta la teoría explicada en clase sobre el uso de los instrumentos elementales, métodos topográficos para trazos perpendiculares, paralelos y para medición lineal de ángulos, además, sobre el cartaboneo de paso, ya que con la aplicación de los mismos, hemos llevado a cabo con éxito nuestra salida al campo.

El terreno que se eligió para realizar la Práctica Topográfica fue una parte del campus universitario de la UNC, donde se hizo alineamientos y mediciones de distancias y ángulos en la superficie terrestre utilizando los métodos topográficos explicados por el docente, en el aula de clase y en el campo.

La realización de esta práctica es muy importante en nuestra carrera, pues la medición de distancias entre dos puntos constituye una operación común en todos los trabajos de topografía. Además su ejecución nos ayuda a familiarizarnos con algunos instrumentos topográficos, necesarios en toda medición.

En esta oportunidad los métodos e instrumentos seleccionados en la medición de distancias y ángulos dependieron de la importancia y precisión requeridas, como son el teodolito mecánico y el teodolito electrónico, además de un trípode y una mira para las respectivas mediciones.

TOPOGRAFÍA Página 2


OBJETIVOS

Familiarizarnos con algunos instrumentos taquimétricos. Realizar correctos alineamientos y mediciones de distancias en el terreno, con

la ayuda del teodolito. Saber efectuar la medida de un ángulo dado utilizando los métodos enseñados.



MARCO TEÓRICO

I. Instrumentos topográficos elementales: Para realizar mediciones con precisión adecuada, utilizando el menor tiempo posible, se hace necesario el uso de instrumentos o aparatos adecuados para tal fin. En el presente informe se describen los instrumentos más simples y que comúnmente son utilizados en levantamientos topográficos.

II. Alineamientos: Los alineamientos son necesarios en la ejecución de trabajos de medición con wincha y jalones. Un alineamiento en topografía se define como la línea trazada y medida entre dos puntos fijos sobre la superficie terrestre, que se materializan mediante jalones y piquetes.

Estos alineamientos pueden realizarse de acuerdo a la ubicación de los puntos base, los que pueden ser:

A. Alineamientos entre dos puntos visibles entre sí: Cuando se tiene dos puntos ubicados sobre la superficie terrestre y materializada por dos jalones, sin tener ningún obstáculo entre ellos, se desea alinear un tercer jalón o más dentro del alineamiento.

B. Alineamientos entre dos puntos invisibles entre sí: Cuando se tiene dos puntos ubicados sobre la superficie terrestre y materializada por dos jalones, pero donde existe algún obstáculo entre ellos, se desea alinear dos jalones intermedios dentro del alineamiento.

C. Alineamientos recíprocos: Este alineamiento es utilizado cuando no le es posible al operador ubicarse detrás de los jalones extremos para realizar el alineamiento.

Gracias a los alineamientos podemos hacer trazos perpendiculares, trazos paralelos, medición lineal de ángulos y de distancias.

En esta oportunidad los alineamientos que realizamos en el campo fueron entre dos puntos visibles entre sí, utilizando los métodos estudiados en clase.

III. Cartaboneo de paso: Viene a ser la determinación de la longitud del paso del operador, apuntador, o cualquier miembro de la brigada.



PRACTICA N° 01

INSTRUMENTOS ELEMENTALES, ALINEAMIENTOS Y CARTABONEO DE PASO

1. INSTRUMENTOS ELEMENTALES

1.1. Jalón: Es un instrumento de forma largada y cilíndrica, de diámetro de ½”, ⅝”, ¾” y 1”, y de una longitud de 2 metros, lleva en uno de sus extremos un refuerzo metálico llamado regatón, el que sirve para ser clavado en el terreno. Este instrumento se encuentra pintado de rojo y blanco o de negro y amarillo en forma alternada cada 50 cm.

Los jalones se utilizan para marcar puntos fijos en el levantamiento de planos topográficos, para trazar alineaciones, para determinar las bases y para marcar puntos particulares sobre el terreno. Normalmente, son un medio auxiliar al teodolito, la brújula u otros instrumentos de medición electrónicos como la estación total.

Fig. 01: Jalón clavado en el terreno

1.2. Wincha: Es una cinta graduada graduadas en el sistema métrico decimal o en pulgadas. Es de forma largada, de espesor pequeño comparado con su longitud. De acuerdo al material de confección puede ser:

- De tela o Lona- De fibra de vidrio- De acero- Wincha Invar

Fig. 02: Wincha de fibra de vidrio


Operador


1.3. Piquete o aguja: Al igual que el jalón es un instrumento que sirve para materializar o señalar un punto topográfico. Está conformado de metal, generalmente de fierro de media. En uno de sus extremos tiene una punta para introducirse en el terreno y en el otro extremo tiene una argolla para manipular el instrumento.

Fig. 03: Piquete clavado en el terreno

2. ALINEAMIENTOS

2.1. Alineamiento entre dos puntos visibles entre sí

Procedimiento

1. Teniendo dos puntos ubicados sobre la superficie del terreno y materializados por dos jalones, el operador debe colocarse detrás de cualquiera de uno de ellos para luego por medio de visuales a uno y a otro lado de jalón “base” (el más cercano al ojo del operador alinear el tercer jalón u otros jalones dentro del alineamiento previsto.

Fig. 04: Operador realizando un alineamiento, detrás del jalón base

2. Es necesario anotar necesario anotar que previo al trabajo de alineamiento, el operador indicará a su ayudante o jalonero, el código de señales para el Movimiento de los Jalones.

3. De acuerdo a las indicaciones del operador, el jalonero colocará el jalón dentro del alineamiento, ya sea a una distancia arbitraria o a una distancia pre establecida, para esta última se deberá utilizar la wincha.


Jalón Base


Fig. 05: Jalonero colocando el jalón dentro del alineamiento

2.2. Trazos perpendiculares

2.2.1.Triángulo pitagórico: Es un método de trazo perpendicular usando el triángulo pitagórico de 3,4 y 5. Por ejemplo, en la práctica que se detalla en el presente informe, se desea trazar la perpendicular del punto A dentro de un alineamiento que se hizo con anterioridad. En primer lugar se midió con la wincha 3 metros sobre el alineamiento hecho, partiendo del punto A hacia el punto B (AB = 3m), luego sumamos 5 metros más del punto B hacia el punto C (BC = 5m), para formar la hipotenusa del triángulo pitagórico, seguidamente medimos 4 metros más del punto C al punto A (CA = 4m), para así poder cerrar el polígono triangular 3,4 y 5 (AB + BC + CA = 12m); finalmente, tensionamos la wincha y con un piquete se señaló la medida 8 metros (AB + BC = 8m → AC = 4m ), y así obtener el ángulo recto buscado en el punto A con respecto al alineamiento hecho.

Fig. 06: Trazo de la perpendicular del punto A en el terreno, por el método del triángulo pitagórico


OperadorJalonero


Fig. 07: Representación en plano del la Fig. 06

2.2.2.Brazos del operador: Se trata del método para el de una perpendicular, usando los brazos del operador. Donde el operador se ubica dentro del alineamiento abriendo los brazos en dirección a los dos jalones que materializan dos puntos ubicados sobre el terreno, luego cierra los brazos formando un ángulo recto con respecto al alineamiento y seguidamente debe mirar por el espacio entre sus pulgares que servirán de colimador para el trazo de la perpendicular.

Fig. 08: Paso 1ro de método de trazo perpendicular usando los brazos del operador.

Fig. 09: Paso 2do de método de trazo perpendicular usando los brazos del operador.

2.2.3.Triángulo isósceles: Este método consiste en construir un triángulo isósceles para el trazo de una perpendicular a un punto. Por ejemplo, se desea trazar una perpendicular del punto D, que se encuentra dentro de un alineamiento base (alineamiento hecho anticipadamente para ubicar el punto D, su centro). En primer lugar, se tomó una distancia dentro del alineamiento base, distancia centrada tomando como centro el punto a partir del cual se trazará la perpendicular (D), a estos puntos se los ha denominado A y B. Luego, a partir de los puntos A y B, se mide una distancia entera tal como 10 metros, esta medida fue repetida en el otro lado del triángulo, de tal manera que se forma el triángulo isósceles. Finalmente se tensiona la wincha para encontrar el punto C, que junto con el punto D, forman un alineamiento perpendicular al alineamiento base.



Fig. 10: Trazo de la perpendicular del punto D en el terreno, utilizando el método del triángulo isósceles

Fig. 11: Representación en plano de la Fig. 10

2.3. Trazos paralelos

Se realiza cuando existe un objeto o algún otro obstáculo que impida realizar un alineamiento normal. Consiste formar un rectángulo no cerrado alrededor del obstáculo, para así continuar con el alineamiento al otro extremo del obstáculo. Para realizar este alineamiento se tiene que hacer uso del método del triángulo en el trazo de perpendiculares. En el siguiente gráfico se brinda una muestra de trazos paralelos, realizada en la práctica de campo.



Fig. 12: Vista frontal de trazos paralelos y perpendiculares alrededor del poste (obstáculo).

Fig. 13: Vista lateral de trazos paralelos y perpendiculares alrededor del poste (obstáculo).

Fig.14: Representación en plano de las figuras 12 y 13.


Obstáculo

Obstáculo

Obstáculo

AB C

DE

AB

CD

E

E

DC

BA


2.4. Medida lineal de ángulos

Este método se utiliza cuando no se cuenta con ningún instrumento para la medición del ángulo horizontal.

Procedimiento

a) Se realiza dos alineamientos ubicados sobre la superficie terrestre y que se materializan por tres jalones, en puntos visibles entre sí.

b) Se procede tal y como se explica en cada método.

2.4.1. Método del seno:

Primero, se midió una distancia de 10 metros en los alineamientos hechos anticipadamente, PB y BQ. Luego estos puntos así determinados (A y C), se unen mediante un alineamiento, y a partir de la mitad de este alineamiento (punto H) se traza una perpendicular hacia el vértice del ángulo (B). Consecuentemente se mide todas las distancias que intervienen en los alineamientos. Así tenemos:

AB = BC = 10m AC = 10.05m AH = HC = 5.025m α =?

Fig. 15: Determinación del valor del ángulo B por el método del seno.

Fig. 16: Representación en plano de la Fig. 15



Entonces según gráfico o Fig. 16, determinamos :

sen∝2= AHAB

=HCBC

=5.02510

⇒ ∝=2× Arcsen( 5.02510 )

∝=60.3311∝=60 ° 19'87

2.4.2.Método de la tangente:

Primero se realiza los alineamientos PB y BQ, y luego se mide en uno de los alineamientos (por ejemplo PB) una distancia entera, de preferencia la unidad seguida de ceros, en nuestro ejemplo escogimos una distancia de 10m. A partir de este punto (A) se levanta una perpendicular hasta que corte al otro alineamiento, determinando el punto C. Seguidamente se mide la perpendicular trazada (AC), y finalmente se saca la tangente del ángulo para determinar su valor. Así tenemos:

AB = 10 AC = 6.75 α =?

Fig. 17: Determinación del valor del ángulo B por el método de la tangente

Entonces según gráfico o Fig. 16, determinamos :

tan∝= ACBA

=6.7510

⇒

∝=arctan (0.675)∝=34.0193 ∝=34 ° 1'66

3. CARTABONEO DE PASO

Procedimiento

1. Se alinea y mide una distancia de cincuenta metros (50m).



Fig. 18: Alineando para medir la distancia de 50m2. Luego el personal que desea conocer la longitud promedio de su paso,

caminará sobre dicha distancia en forma normal y contando hasta la fracción de paso que da al llegar o quizás al salir de los 50m.

Fig.19: Personal caminando sobre la distancia de 50m

3. Esta operación se repite 4 veces, 2 de ida y 2 de regreso.

DISTANCIA N° DE PASOS LONG. DE PASO

D1=50m 69 L1=5069

=0.7246

D1=50m 6813

L2= 50

6813

=0.7317

D1=50m 6812

L3= 50

6812

=0.7299

D1=50m 68 L4=5068

=0.7353

4. La longitud promedio del paso es:

LP= L1+L2+L3+L44

LP=0.7304

5. Se determina el error absoluto en la misma distancia (50m), se vuelve a caminar, y el número de pasos se lo multiplica por la longitud promedio de paso, obteniéndose la distancia calculada.

Di=N ×LP

Donde: N=Número de pasosDi=Distancia calculada LP=Longitud promedio

Entonces: Di=69×0.7304⇒Di=50.3976

6. Se calcula el valor absoluto que viene a ser a la diferencia de la distancia medida (50m) comparada con la distancia calculada.



E=|D1−Di|

E=|50−50.3976|

E=0.3976

7. Se calcula el error relativo, que es el grado de precisión de una medida.

Er=ED1

=

EED1

E

=1D1

E

Er=1

500.3976

Er=1

125.7545



CONCLUSIONES

Pude desenvolverme con facilidad con los instrumentos utilizados en la práctica.

Se realizó correctos alineamientos y mediciones de distancias en el terreno, con la ayuda de jalones, wincha y piquetes.

Se logró hallar la medida de los ángulos propuestos por el grupo de práctica y también se replanteó un punto dado en el terreno, utilizando los métodos estudiados en clase.



BIBLIOGRAFÍA

TOPOGRAFÍA. Ing. José Torres Tafur. Universidad Nacional de Cajamarca. 2009. Pág. 22 - 28

CLASES DE LEVANTAMIENTOS DE TOPOGRAFÍA PLANA. Consultado el día 21 de abril del 2011, en: http://html.rincondelvago.com/topografia_5.html

JALÓN TOPOGRÁFICO. Consultado el 20 de abril del 2011. Con referencia en: http://es.wikipedia.org/wiki/Jal%C3%B3n_(topograf%C3%ADa)

APUNTES EN CLASE DEL CURSO DE TOPOGRAFÍA. Ing. José Torres Tafur. Universidad Nacional de Cajamarca. 2011.


http://es.wikipedia.org/wiki/Jal%C3%B3n_(topograf%C3%ADa)

http://html.rincondelvago.com/topografia_5.html

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PRACTICA 1- Instrumentos Elementales,Alineamientos y Cartaboneo de Paso