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PERFILES LONGITUDINALES Y TRANSVERSALES

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UNIVERSIDAD NACIONAL FEDERICO VILLARREAL FACULTAD DE INGENIERÍA GEOGRÁFICA, AMBIENTAL Y ECOTURISMO ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA GEOGRÁFICA TOPOGRAFÍA I

“DETERMINACIÓN DE LOS PERFILES LONGITUDINALES Y TRANSVERSAL DEL TERRENO” Alumno: LÓPEZ GOÑAS ROYSER Docente: Ing. Walter Zúñiga Díaz Fecha: 30 de junio del 2016

LIMA-2016

ROYSER LÓPEZ GOÑAS

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- ÍNDICE -

TÍTULO

PÁGINA

1. ÍNDICE----------------------------------------------------------------------------

02

2. RESUMEN------------------------------------------------------------------------

03

3. INTRODUCCIÓN----------------------------------------------------------------

04

4. CONTENIDO---------------------------------------------------------------------

05

-

TEORIA----------------------------------------------------------------------

05

-

OBJETIVOS-----------------------------------------------------------------

09

-

MÉTODO Y METODOLOGÍA-------------------------------------------

10

-

PROCEDIMIENTOS-------------------------------------------------------

11

-

RESULTADOS--------------------------------------------------------------

12

5. CONCLUSIONES----------------------------------------------------------------

15

6. RECOMENDACIONES---------------------------------------------------------

16

7. REFERENCIAS BIBLIOFRÁFICAS-----------------------------------------

17

8. ANEXOS--------------------------------------------------------------------------

18

PERFILES LONGITUDINALES Y TRANSVERSALES

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RESUMEN El presente informe técnico tiene como objeto mostrar los perfiles longitudinales y transversales que se obtuvieron a partir de la nivelación de un eje de proyecto tomando vistas laterales en cada punto del recorrido; tal actividad se realizó en el predio de la universidad: ex Fundo Oquendo, situado en el distrito de Ventanilla, Callao. Aplicando lo aprendido en clase en el curso de Topografía I; como por ejemplo el cálculo de volúmenes de relleno y volúmenes de corte, calcular las cotas de la línea rasante, etc. Para ello elegimos los materiales necesarios y aplicamos los métodos adecuados después de haber analizado el área de trabajo con las previas indicaciones del Ing. Walter Zúñiga. También se muestran los resultados obtenidos a partir de las secciones levantadas las cuales se muestran en los resultados, así mismo se consignaron una serie de conclusiones y recomendaciones que buscan servir como herramienta de apoyo en la búsqueda del mejoramiento continuo, tanto de la metodología empleada en la práctica, como para el desarrollo de la misma. Aprendimos que aparte de conocer la teoría hay que saber aplicarla en la vida diaria, con este trabajo empezamos a entender y comprender lo que serán nuestros que haceres de rutina en el futuro.

INTRODUCCIÓN El trabajo se realizó en el ex fundo Oquendo, predio de la Universidad Nacional Federico Villarreal situado en Ventanilla (Callao), donde cada equipo de trabajo estacó una ruta para una nivelación con visuales laterales, izquierda y derecha, para dibujar un perfil transversal y así determinar las áreas y volúmenes para el cálculo y movimiento de tierras (de corte y terraplén) a lo largo de un perfil longitudinal. Los perfiles topográficos se utilizan para fines de localización, diseño y construcción, es necesaria determinar las elevaciones a lo largo de las rutas propuestas de carreteras, canales, vías férreas, líneas de conducción de agua y proyectos similares mediante el proceso de determinación de una serie de elevaciones siguiendo una línea predeterminada nivelación de perfil. A la operación de nivelar puntos situados a corta distancia entre sí, a lo largo de una alineación, determinada, se llama nivelación de un perfil. En esta nivelación es recomendable establecer una serie de Bancos de nivel (BM)

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que puede ser de mucha utilidad posteriormente, por ejemplo, cuando se establecen las pendientes para la utilidad posteriormente, por ejemplo, cuando se establecen las pendientes para la construcción. Perfiles Longitudinales: La finalidad de la nivelación de perfil es proporcionar la información necesaria para dibujar una gráfica de la elevación del terreno a largo de una línea o ruta propuesta. Un perfil es la intersección grafica de un plano vertical, siguiendo la ruta en cuestión, con la superficie terrestre; el perfil es absolutamente necesario para el trazo de pendientes de carreteras, canales, vías férreas, drenajes, etc. Dibujo de perfil longitudinal: Este se realiza a partir de los datos de campo de altimetría y planimetría. Una vez calculada las altitudes de todos los puntos, ordinariamente referidas a un nivel conveniente elegido, se toman aquellas en papel milimétrico, el dibujo se inicia en la parte izquierda del papel. El perfil del terreno: Se representa en unos ejes cartesiano: en el eje X, las distancias reducidas, que son desarrollos desde el origen u en el eje Y, las cotas. Rasante: Se usa para denotar la elevación de la superficie determinada de un proyecto. En topografía, se usa el término pendiente para indicar la proporción en que sube o baja una línea. Sección transversal: Las secciones transversales son líneas de niveles o perfiles cortos que se realizan de forma perpendicular al eje del proyecto, proporcionan la información necesaria para la estimación de los volúmenes de movimientos de tierras. Existen dos tipos generales de secciones transversales para proyectos de vías terrestres como carreteras y para bancos de materiales. Dibujo de secciones transversales: El dibujo se empieza en la parte izquierda inferior del papel de abajo hacia arriba, en el orden de los estacionamientos una sobre la otra. Se representa el terreno natural, la rasante o plantilla del diseño de pavimento y los ejes de elevaciones, su distancia correspondiente. Curvas Verticales: Las curvas que se usan en plano verticales para proporcional un cambio suave entre líneas de rasantes de carreteras y vías férreas se denomina curvas verticales y son parabólicas en vez de circulares. CONTENIDO TEORIA El perfil topográfico es una representación de tipo lineal, que permite establecer las diferencias de altitud, que se presentan a lo largo de un recorrido. Se clasifican como: Perfil longitudinal: Es aquel en el cual se toma la misma dirección durante todo el recorrido, sin cambiar el rumbo. Es la intersección del terreno con un cilindro vertical que contenga al eje longitudinal del trazado. Perfil transversal: Es la representación gráfica de las secciones que resultan en una obra lineal al cortar por planos verticales perpendiculares al eje de dicha obra y que define el trazado en alzado. En ellos aparecen representados la rasante, el terreno, los

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taludes, los desmontes y los terraplenes. Estas secciones son equidistantes a lo largo de la traza y su número es variable. Su representación se hace en dos ejes, el de abscisas, coincidente con la rasante, y el de ordenadas, perpendicular a esta rasante por el eje de la traza. En la parte inferior se localizan los datos numéricos correspondientes a distintos puntos del perfil. PERFIL LONGITUDINAL: Un perfil longitudinal es un perfil topográfico a lo largo del eje de la planta, y por tanto es la intersección de la superficie topográfica con el plano vertical que contiene al eje de la planta. El perfil longitudinal se utiliza para proyectar el alzado de la carretera. Se puede obtener a partir de la cartografía base (que tendrá las curvas de nivel), pero lo más preciso es obtenerlo después de realizar el replanteo del eje de la carretera. A la vez que se replantean los puntos secuenciales se toman sus cotas. El perfil del terreno se representa en unos ejes cartesianos: en el eje X, las distancias reducidas, que son desarrollos desde el origen (punto kilométrico Pk=O) y en el eje Y las cotas. En estos perfiles se utilizan diferentes escalas para el eje X y el eje Y: es muy normal que se exageren las cotas IO veces, lo que se hace para mejorar la percepción del relieve. Los datos que deben figurar en el perfil longitudinal son:

RASANTE: Se proyectan sobre el perfil longitudinal a lo largo del eje. Al igual que en el proyecto de la planta de la carretera, para el alzado se proyectan alineaciones rectas entre las cuales se encajan curvas de acuerdo vertical. Las alineaciones rectas del alzado estarán definidas por dos puntos con una distancia al origen y una cota. La inclinación de estas rectas se expresa en % (es su pendiente), siendo positiva cuando la rasante aumenta de cota en el sentido de la marcha y negativa cuando disminuye. Se suelen utilizar el término rampa para las pendientes positivas y el de pendiente para las negativas. Ejemplo de proyecto de rasantes:

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CAMBIOS DE RASANTE: Un cambio de rasante es la intersección de dos rasantes con un valor de pendiente diferente. Existen cambios de rasante cóncavos y convexos. Para pasar de una rasante con una pendiente determinada a otra con una pendiente diferente se utilizan curvas de acuerdo vertical. La curva utilizada en los proyectos de carreteras es la parábola:

PERFILES TRANSVERSALES: Son perfiles topográficos en direcciones perpendiculares al eje de la carretera por los puntos secuenciales. Se utilizan para calcular los movimientos de tierras y los bordes de la explanación de la carretera.

Los perfiles transversales se pueden obtener de forma aproximada a partir de la cartografía base. Pero lo más preciso es obtenerlos en campo una vez replanteado el eje. Actualmente:  Levantando los puntos destacados de la dirección transversal donde hay cambios de pendiente y detalles planimétricos importantes, como pueden ser muros o vallas de fincas.  Utilizando nivel (para determinar desniveles entre los puntos destacados de la dirección transversal y del eje) y estadimetría o cinta (para medir distancias reducidas entre los puntos y el eje).

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El perfil transversal se representa en unos ejes cartesianos: en el eje X, las distancias reducidas al punto secuencial y en el eje Y las cotas. Se utilizan escalas iguales para los dos ejes porque la finalidad de estos perfiles es medir sobre ellos superficies.

MOVIMIENTOS DE TIERRAS Los movimientos de tierra son actividades constructivas muy frecuentes en la ejecución de la infraestructura vial, el desarrollo urbano, social e industrial de un país. Estas actividades son de la competencia de los profesionales de la construcción y en especial de los Ingenieros Civiles, por tal razón deben ser estudiadas para ser capaces de diseñar y construir con eficiencia tales trabajos. Suponen la determinación de los volúmenes de desmonte y de terraplén. Se calculan a partir de los perfiles transversales, la sección tipo y las cotas rojas.

Coronación: Capa de suelo, generalmente de 0.15-0.50 m con suelos granulares de buena a excelente a buena calidad, compactados a máxima densidad. Núcleo: Zona hecha con capas de suelos compactados seleccionados debidamente colocados y compactados a máxima densidad. Cimiento: Es el suelo de cimentación o de soporte de la E.T. Pueden ser firmes o débiles (pantanosos) e incluso el lecho del mar. Berma: Es un elemento estabilizador de los taludes en relleno del terraplén y protector contra las inundaciones. CALCULOS DE MOVIMIENTO DE TIERRAS

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El método para calculas movimientos de tierra provienen de los cálculos de volúmenes de excavaciones (cortes) y terracerías (terraplén o relleno), aplicando las siguientes formulas. 𝐴𝐶1 + 𝐴𝐶2 𝐴𝑇1 + 𝐴𝑇2 𝑉𝐶 = ( ) 𝐿 ó 𝑉𝑇 = ( )𝐿 2 2 DONDE:       

𝑉𝐶 : Volumen de corte 𝑉𝑇 : Volumen de terraplén. 𝐴𝐶1 : Área de corte en la primera estación. 𝐴𝐶2 : Área de corte en la segunda estación. 𝐴𝑇1 : Área de terraplén la primera estación. 𝐴𝑇2 : Área de terraplén en la primera estación. 𝑇: Distancia entre ambas estaciones.

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OBJETIVOS

 Determinar el perfil longitudinal del terreno a partir de las elevaciones contenidas a lo largo de una ruta o eje de vía estacado.

 Determinar los perfiles transversales para cada sección a partir de las correspondientes elevaciones izquierda y derecha del eje de vía.

 Diseñar la rasante proyectada a escalas 1/200 y 1/20.  Calcular los movimientos de tierra a realizar.  Determinar los costos que involucran dichos movimientos de tierra.

MÉTODO Y METODOLOGÍA Para la determinación de los perfiles transversales existen dos métodos: el directo y el indirecto. El directo consiste en el levantamiento de las secciones con nivel en el campo para determinar las cotas del eje y de sus respectivas secciones perpendiculares.

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Mientras que el método indirecto es a través de la toma cotas en de un plano con curvas de nivel, de manera que los datos tomados en el plano transformados de acuerdo a su escala nos de las cotas requeridas. De ambas maneras se puede calcular los movimientos de tierras que se van a realizar para un determinado proyecto. En nuestro caso particular se utilizó el método directo, en el Fundo Oquendo de la UNFV con una eje de 1000m, cada estación separada por 20m, al igual que sus trazos perpendiculares hacia la derecha e izquierda. MATERIALES

NIVEL DE INGENIERO

CINTA METRICA

TRIPODE MIRA

ESTACAS DE MADERA

PROCEDIMIENTOS Las secciones transversales se pueden construir a partir del mapa de curvas de nivel, en forma similar a la descrita en el caso de perfiles longitudinales. Para las secciones transversales del siguiente mapa de curvas de nivel, se procede de la siguiente manera: EN EL CAMPO

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   

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Se esboza el eje donde se realizará el trabajo. Marcamos y estacamos cada 20 metros los puntos donde se requiere construir las secciones transversales, a partir del punto 1. Trazamos perpendiculares con un ancho aproximado de 40 m. (20 a cada lado del eje; en cada punto determinado anteriormente. Se estaciona el nivel de ingeniero, se toma las lecturas del eje y las lecturas de izquierda y derecha respectivas para luego calcular las elevaciones de cada punto en gabinete. También se midió el Angulo cuando el eje cambiaba de sentido.

EN EL GABINETE          

Se calculan todas las elevaciones anotadas en la libreta de campo de cada punto tomado. Se procedió a digitalizar los datos en AutoCAD. Se trazó el eje en AutoCAD, debidamente georeferenciado. Se marcaron las estaciones cada 20 metros. Se hizo secciones de 20 metros a la izquierda y derecha en cada punto perpendicular al eje principal. Se exportó las coordenadas de todos los puntos a Excel para asignarle su respetiva cota. A partir del eje se construye un perfil longitudinal. En el perfil longitudinal se dibujó una rasante. Se convierte la rasante a proyecto para hallar las secciones transversales. Con la extensión CivilCAD, se introduce los comandos neesarios para que finalmente nos arroje las secciones transversales de cada estación del eje de proyecto. Con un cuadro de datos donde especifica volúmenes y áreas de corte y terraplén.

RESULTADOS Base de datos: EST. PTO. A

1

DIST

L. At

L. Ad

∆H

ELEVACION

L.I

L.D

∆ L.I

∆ L.D

ELEVACION I.

ELEVACION D.

0+000

1.828

….

…….

11.764

1.792

1.595

0.036

0.233

11.800

11.997

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B

C

D

E

F

G

H

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2

0+020

1.862

-0.034

11.730

1.749

1.541

0.079

0.287

11.809

12.017

3

0+040

1.761

0.067

11.831

2.059

1.551

-0.231

0.277

11.600

12.108

4

0+060

1.791

0.037

11.801

1.982

1.688

-0.154

0.140

11.647

11.941

5

0+080

1.83

-0.002

11.762

2.053

1.838

-0.225

-0.010

11.537

11.752

6

0+100

2.251

-0.423

11.341

2.071

2.028

-0.243

-0.200

11.098

11.141

7

0+120

2.219

0.622

11.963

2.591

1.909

0.250

0.932

12.213

12.895

8

0+140

2.717

0.124

11.465

2.857

1.788

-0.016

1.053

11.449

12.518

9

0+160

2.763

0.078

11.419

2.949

1.902

-0.108

0.939

11.311

12.358

10

0+180

2.679

0.162

11.503

2.72

3.06

0.121

-0.219

11.624

11.284

11

0+200

3.024

-0.183

11.158

2.955

2.581

-0.114

0.260

11.044

11.418

12

0+220

2.538

0.303

11.644

2.504

3.014

0.337

-0.173

11.981

11.471

13

0+240

2.736

0.105

11.446

2.973

2.789

-0.132

0.052

11.314

11.498

14

0+260

2.549

0.402

11.848

3.14

2.451

-0.189

0.500

11.659

12.348

15

0+280

2.904

0.047

11.493

2.386

2.321

0.565

0.630

12.058

12.123

16

0+300

2.119

0.832

12.278

2.299

1.965

0.652

0.986

12.930

13.264

17

0+320

1.959

0.992

12.438

2.271

1.689

0.680

1.262

13.118

13.700

18

0+340

1.349

1.602

13.048

1.671

1.461

1.280

1.490

14.328

14.538

19

0+360

1.099

1.852

13.298

1.202

1.209

1.749

1.742

15.047

15.040

20

0+400

2.449

0.502

11.948

0.881

0.981

2.070

1.970

14.018

13.918

21

0+420

2.100

0.851

12.297

2.561

2.629

0.390

0.322

12.687

12.619

22

0+440

2.835

-0.474

11.823

2.258

2.23

0.103

0.131

11.926

11.954

23

0+460

1.998

0.363

12.660

1.909

2.047

0.452

0.314

13.112

12.974

24

0+480

2.345

0.016

12.313

1.692

1.595

0.669

0.766

12.982

13.079

25

0+500

2.985

-0.624

11.673

1.678

1.341

0.683

1.020

12.356

12.693

26

0+520

1.908

0.453

12.750

2.234

1.341

0.127

1.020

12.877

13.770

27

0+540

2.736

-0.782

11.968

1.982

1.458

-0.028

0.496

11.940

12.464

28

0+560

2.549

-0.595

12.155

2.453

1.638

-0.499

0.316

11.656

12.471

29

0+580

2.504

-0.55

12.200

2.111

2.028

-0.157

-0.074

12.043

12.126

30

0+600

2.119

-0.165

12.585

2.341

1.609

-0.387

0.345

12.198

12.930

31

0+620

2.959

-1.005

11.745

2.457

1.688

-0.503

0.266

11.242

12.011

32

0+640

2.749

-0.795

11.955

2.849

1.102

-0.895

0.852

11.060

12.807

33

0+660

2.899

-0.945

11.805

2.723

3.123

-0.769

-1.169

11.036

10.636

34

0+680

2.849

-0.895

11.855

2.655

2.565

-0.701

-0.611

11.154

11.244

35

0+700

2.651

-0.106

11.749

2.204

3.233

0.341

-0.688

12.090

11.061

36

0+720

2.219

0.326

12.181

2.873

2.239

-0.328

0.306

11.853

12.487

37

0+740

2.917

-0.372

11.483

2.22

2.151

0.325

0.394

11.808

11.877

38

0+760

2.963

-0.418

11.437

2.306

2.376

0.239

0.169

11.676

11.606

39

0+780

2.979

-0.434

11.421

2.149

1.865

0.396

0.680

11.817

12.101

40

0+800

3.024

-0.479

11.376

2.234

1.689

0.311

0.856

11.687

12.232

41

0+820

2.438

0.107

11.962

1.634

1.461

0.911

1.084

12.873

13.046

42

0+840

2.962

-0.039

11.923

1.411

1.219

1.512

1.704

13.435

13.627

43

0+860

2.961

-0.038

11.924

0.891

0.955

2.032

1.968

13.956

13.892

44

0+880

2.999

-0.076

11.886

2.251

2.634

0.672

0.289

12.558

12.175

45

0+900

2.983

-0.06

11.902

2.223

2.83

0.700

0.093

12.602

11.995

46

0+920

2.921

0.002

11.964

1.212

1.347

1.711

1.576

13.675

13.540

47

0+940

2.965

-0.042

11.920

2.386

2.321

0.537

0.602

12.457

12.522

2.841

2.951

2.361

1.954

2.545

2.923

1.453

PERFILES LONGITUDINALES Y TRANSVERSALES

P á g i n a | 13

48

0+960

2.289

-0.836

11.084

2.299

1.965

-0.846

-0.512

10.238

10.572

49

0+980

2.061

-0.608

11.312

2.271

1.689

-0.818

-0.236

10.494

11.076

50

1+000

2.109

-0.656

11.264

1.671

1.461

-0.218

-0.008

11.046

11.256

51

2.281

-0.828

11.092

1.202

1.209

0.251

0.244

11.343

11.336

52

2.229

-0.776

11.144

0.849

0.981

0.604

0.472

11.748

11.616

Área de trabajo en 3D (Terramodel)

Vista de planta del eje del terreno:

Perfil longitudinal y rasante

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Secciones del eje cada 20m.

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PERFILES LONGITUDINALES Y TRANSVERSALES

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CONCLUSIONES



En presente informe se logró levantar un eje con secciones perpendiculares y registrarlos en una libreta de campo.



Aprendimos a calcular los volúmenes de corte y terraplén, así como también manejar los datos digitalmente para obtener el mismo resultado.



Resaltamos la importancia de los perfiles longitudinales y transversales para la ejecución de proyectos, como la construcción de carreteras, vías férreas, aeropuertos, etc.



Los objetivos que se plantearon al inicio de la práctica se cumplieron satisfactoriamente.

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RECOMENDACIONES 

Marcar las estacas con un color distintivo para no ser confundido con las estacas de otro grupo.



Tomar las lecturas con el nivel cuando no haya mucha radiación solar para tomar correctamente los datos y sin percances.



No olvidar de tomar los ángulos con el nivel cada que el eje cambia de dirección para poder dibujarlo en AutoCAD.



Revisar que los equipos estén en óptimas condiciones para ser utilizados y así el trabajo de campo se pueda realizar con normalidad.

PERFILES LONGITUDINALES Y TRANSVERSALES

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REFERENCIAS BIBLIOFRÁFICAS



Jack C. McCormac. Topografía. 1981. Editorial Dossat, S.A. España.



MANUAL DE TOPOGRAFIA. ZÚÑIGA DIAZ Walter. Lima – Perú. 1999. 162 pp.



James M. Anderson. Introducción a la Topografia. 1987. Edicion Libros McGraw- Hill de Mexico, S.A. de C.V.



JORDAN, W. “Tratado General de Topografía”. 1965. 3º Ed. Editorial Gustavo Gili S.A. Barcelona - España.

 http://es.slideshare.net/Nicgam/informe-de-topografia-eje-de-carretera46458625 

Fundamentos Teóricos de los Métodos Topográficos. Sánchez Ríos, Alonso. 2000. MadriD

ANEXOS

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