NIVELACIÓN GEOMETRICA DE POLIGONAL ?· 1 nivelaciÓn geometrica de poligonal choconta-suesca (apoyo…

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  • 1

    NIVELACIN GEOMETRICA DE POLIGONAL CHOCONTA-SUESCA

    (APOYO AL PROYECTO DE INVESTIGACIN SOBRE PLANOS

    TOPOGRAFICOS LOCALES - TRAMO k11+000 al k14+000)

    AVENDAO CAITA JOS HUMBERTO

    VSQUEZ DUARTE JUAN SEBASTIN

    Universidad Distrital Francisco Jos de Caldas

    Facultad del Medio Ambiente y Recursos Naturales

    Tecnologa en Topografa

    Bogot D.C. 2017

  • 2

    NIVELACIN GEOMETRICA DE POLIGONAL CHOCONTA-SUESCA

    (APOYO AL PROYECTO DE INVESTIGACIN SOBRE PLANOS

    TOPOGRAFICOS LOCALES - TRAMO k11+000 al k14+000)

    AVENDAO CAITA JOS HUMBERTO

    Cdigo.20122031092

    VSQUEZ DUARTE JUAN SEBASTIN

    Cdigo. 20032031038

    Trabajo de grado para optar al ttulo de Tecnlogo en Topografa.

    Director:

    ING. RAUL ORLANDO PATIO PEREZ

    Universidad Distrital Francisco Jos de Caldas

    Facultad del Medio Ambiente y Recursos Naturales

    Tecnologa en Topografa

    Bogot D.C. 2017

  • 3

    Nota de aceptacin

    __________________________________________

    __________________________________________

    __________________________________________

    __________________________________________

    __________________________________________

    __________________________________________

    __________________________________________

    Firma de Director

    __________________________________________

    Firma de Evaluador

    Bogot D.C. 2017

  • 4

    Articulo 117

    La Universidad Distrital Francisco Jos de Caldas no se hace responsable de las ideas

    expuestas por los graduandos en el trabajo de grado segn el acuerdo 029 de 1988.

  • 5

    Agradecimientos

    En primer lugar agradecemos por el apoyo, compromiso y comprensin a nuestro director

    del proyecto, el Ing. Orlando Patio, por haber compartido con nosotros sus ideas y

    conocimientos, para concluir con xito este proyecto para apoyo de la investigacin.

    Al igual agradecemos a todas nuestras familias por su apoyo y nimo, sin todos ellos esto

    no sera posible.

  • 6

    DECLARACIN EXPRESA

    El contenido de este trabajo de grado, corresponde exclusivamente a los autores, y al

    patrimonio intelectual de la UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSE DE

    CALDAS.

    ___________________________________

    JOS HUMBERTO AVENDAO CAITA

    ___________________________________

    JUAN SEBASTIAN VASQUEZ DUARTE

  • 7

    ABSTRACT

    The content of this project allows us to appreciate the altitude difference is seen in the

    section (k11 +000 to abscissa k14 +000) of the polygonal Choconta - Suesca. In order to

    contribute to the research project it is carried out by teachers of curriculum Surveying

    Technology project of the Faculty of Environment and Natural Resources of the University

    Francisco Jos de Caldas. This project is entitled "Development of a new system of

    cartographic projection oriented work with large scale infrastructure projects of the

    Colombian engineering from the definition and development of local topographic maps

    (PTL)" with an additional compare data geometric obtained with geodetic (ellipsoidal)

    leveling and trigonometric leveling.

  • 8

    Resumen

    El contenido de este proyecto permite apreciar la diferencia de altitud que se aprecia en el

    tramo (k11+000 hasta la abscisa k14+000) de la poligonal Choconta - Suesca. Con el fin de

    aportar al proyecto de investigacin que se lleva a cabo por los docentes del proyecto

    curricular de Tecnologa en Topografa de la Facultad de Medio Ambiente Y Recursos

    Naturales de la Universidad Distrital Francisco Jos de Caldas. Este proyecto se titula

    Desarrollo de un nuevo sistema de proyeccin cartogrfico orientado al trabajo con escalas

    grandes en proyectos de infraestructura de la ingeniera Colombiana, a partir de la definicin

    y elaboracin de planos topogrficos locales (PTL)" con un adicional de comparar los datos

    obtenidos de la nivelacin geomtrica con las nivelaciones geodsica (elipsoidal) y

    trigonomtrica.

  • 9

    TABLA DE CONTENIDO

    Pag.

    1. GENERALIDADES...................................................................................................14

    2. PROBLEMA...............................................................................................................15

    3. JUSTIFICACIN......................................................................................................16

    4. OBJETIVOS...............................................................................................................17

    4.1. Objetivo General...................................................................................................17

    4.2.Objetivos Especficos.........................................................................................17

    5. MARCO CONCEPTUAL.........................................................................................18

    5.1.Topografa.........................................................................................................18

    5.1.1. Altimetra....................................................................................................18

    5.1.2. Redes Geodsicas.......................................................................................18

    5.1.3. PTLS..........................................................................................................18

    6. MARCO REFERENCIAL........................................................................................19

    6.1.Altimetra...............................................................................................................19

    6.1.1. Nivelacin Geomtrica...............................................................................19

    6.1.1.1.Mtodos de Nivelacin Geomtrica Simple..19

    6.1.1.1.1. Mtodo del punto medio. 19

    6.1.1.1.2. Mtodo del punto extremo..20

    6.1.1.1.3. Mtodo de estaciones equidistantes.21

    6.1.2. Nivelacin Geomtrica Compuesta...........................................................22

    6.1.2.1.Lnea de Nivelacin Sencilla...22

    6.1.2.2.Lnea de Nivelacin Doble...23

    6.1.3. Nivelacin Trigonomtrica.23

  • 10

    6.1.3.1.Correcciones...24

    6.1.3.1.1. Correccin por Esferidad24

    6.1.3.1.2. Correccin por Refraccin.25

    6.1.3.2.Correccin Conjunta.26

    6.1.4. Nivelacin Elipsoidal...26

    6.1.4.1.Altura elipsoidal (h)...26

    6.1.4.2.Altura nivelada...26

    6.1.4.3.Determinacin de Alturas.27

    6.1.4.3.1. En Campo..27

    6.1.4.3.2. En Oficina.28

    6.1.5. Redes de Nivelaciones...............................................................................29

    6.1.6. Ajuste de Nivelaciones...........................................................................30

    7. MARCO GEOGRFICO.........................................................................................32

    8. METODOLOGA..................................................................................................... 33

    8.1.Fase I: Reconocimiento del Terreno....................................................................33

    8.2.Fase II: Planeacin...............................................................................................34

    8.3.Fase III: Trabajo en Campo.................................................................................34

    8.4.Fase IV: Trabajo en Oficina................................................................................36

    8.4.1. Descripcin.............................................................................................. 36

    8.5.Fase V: Resultados........................................................................................... 37

    8.6.Fase VI: Realizacin del tomo.............................................................................38

    9. ANLISIS DE RESULTADOS................................................................................39

    CONCLUSIONES..................................................................................................................46

    RECOMENDACIONES........................................................................................................48

    ANEXOS.................................................................................................................................49

  • 11

    CARTERAS DE NIVELACION

    Cartera de Nivelacin Geomtrica Anillo N 1 (Delta 15 a Delta 16)...................50

    Cartera de Contra Nivelacin Geomtrica Anillo N 1(Delta 16 a Delta 15).51

    Cartera de Nivelacin Geomtrica Anillo N 2 (Delta 16 a Delta 17)..53

    Cartera de Contra Nivelacin Geomtrica Anillo N 2 (Delta 17 a Delta 16)54

    Cartera de Nivelacin Geomtrica Anillo N 3 (Delta 17 a Delta 18)..55

    Cartera de Contra Nivelacin Geomtrica Anillo N 3 (Delta 18 a Delta 17)57

    Cartera de Nivelacin Geomtrica Anillo N 4 (Delta 18 a Delta 19)..59

    Cartera de Contra Nivelacin Geomtrica Anillo N 4 (Delta 19 a Delta 18)...62

  • 12

    LISTA DE TABLAS

    Pag.

    Tabla 1. Clculos de anillos de Nivelacin Geomtrica. ..................................................................... 41

    Tabla 2. Cotas Deltas 15 al 19 ............................................................................................................ 42

    Tabla 3. Nivelacin Trigonomtrica ............................................................................................... 4242

    Tabla 4. Nivelacin Elipsoidal ............................................................................................................ 43

    Tabla 5.Cuadro de comparacin entre nivelacin geomtrica, trigonomtrica y elipsoidal................. 43

    Tabla 6. Cuadro de comparacin de alturas entre Deltas. ................................................................... 44

    Tabla 7.Comparacion entre Nivelacin Geomtrica y Trigonomtrica ............................................... 44

    Tabla 8. Comparacin entre Nivelacin Geomtrica y Elipsoidales ................................................... 44

    Tabla 9. Comparacin entre Nivelacin Trigonomtrica y elipsoidales .............................................. 45

  • 13

    LISTA DE ILUSTRACIONES

    Pag.

    Ilustracin 1. Nivelacin geomtrica por el mtodo del punto medio en campoxx

    Ilustracion 2. Nivelacin geomtrica por el mtodo del punto extremo en campo......xxi

    Ilustracion 3. Nivelacin geomtrica por el mtodo de equidistancias en campo.......xxi

    Ilustracion 4. Nivelacin Geomtrica Compuesta.xxii

    Ilustracion 5. Nivelacin Trigonomtrica..xxiii

    Ilustracion 6. Correccin por Esferidad en Nivelacin Trigonomtrica.xxiv

    Ilustracion 7. Correccin por Refraccin en Nivelacin Trigonomtricaxxv

    Ilustracin 8. Determinacion de la altura de los puntos de un perfil utilizando el sistema

    GPS... xxvii

    Ilustracin 9. Deltas del recorrido de la Nivelacin ........................................................... xxxii

    Ilustracin 10. Descripcin de Metodologa Empleada ..................................................... xxxiii

    Ilustracin 11. Nivelacin en Zona de Estudio ..................................................................... xxxv

  • 14

    1. GENERALIDADES

    Los planos topogrficos locales en su forma de presentacin son aquellos que contienen

    puntos de un levantamiento con coordenadas geodsicas conocidas, lo cual garantiza una

    buena exactitud entre los datos geodsicos y topogrficos, pero por lo general este

    procedimiento no se realiza lo que conlleva a que no se cumpla con las normas generales que

    se deben tener en cuenta para la entrega de un trabajo topogrfico de alta calidad.

    En la actualidad se tiene un proyecto de investigacin proporcionado por la Universidad

    Distrital Francisco Jos De Caldas y dirigido por los profesores del proyecto curricular de

    Tecnologa en Topografa de la sede el vivero cuyo propsito principal es definir parmetros

    para generar planos topogrficos locales (PTL) en proyectos en donde se trabaje con escalas

    de mayor magnitud. Dentro de la informacin til para esta investigacin est la nivelacin

    geomtrica de los vrtices de la poligonal levantada entre Chocont y la laguna de Suesca,

    teniendo en cuenta que la generacin de los planos topogrficos locales (PTL) depende del

    relieve del terreno, informacin que ser contrastada con los datos ya obtenidos de la

    nivelacin realizada con mtodos de posicionamiento global (GNSS) y los de la nivelacin

    trigonomtrica.

  • 15

    2. PROBLEMA

    La realizacin de levantamientos de nivelacin es un proceso topogrfico para determinar

    diferencias de altura entre puntos del terreno. Este tipo de levantamientos requiere definir

    unas metodologas de trabajo, el uso de instrumentos, procedimientos, precisiones y escalas

    de presentacin adecuadas, entre otros elementos que necesitan de estandarizacin. Segn la

    revisin de artculos producidos en Brasil (Idoeta, I.) Y en Chile (Ministerio de Obras

    Pblicas, Manual de Carreteras, 2015) en la generacin de plano topogrfico local se debe

    tener en cuenta las diferencia de altura entre los puntos de la superficie terrestre, ya que los

    planos de proyeccin deben generarse cada 300m de diferencia de altura. Para disponer de

    informacin de calidad, por lo que el proyecto de investigacin necesita la nivelacin de los

    vrtices de la poligonal por los tres mtodos ms conocidos en la ciencia de la topografa.

  • 16

    3. JUSTIFICACIN

    Se busca encontrar las diferencias que hay con respecto a la altitud que existe a lo largo

    del tramo abscisado (k11+000 hasta la abscisa k14+000) de la poligonal CHOCONT-

    Suesca con el fin de apoyar con informacin obtenida al proyecto que se lleva a cabo en

    conjunto con estudiantes y profesores del proyecto curricular de tecnologa en topografa, el

    cual se titula Desarrollo de un nuevo sistema de proyeccin cartogrfico orientado al

    trabajo con escalas grandes en proyectos de infraestructura de la ingeniera Colombiana, a

    partir de la definicin y elaboracin de planos topogrficos locales (PTL)" y adems

    comparar los resultados obtenidos con los datos de las nivelaciones geodsicas (elipsoidales),

    trigonomtrica y geomtrica.

  • 17

    4. OBJETIVOS

    4.1. Objetivo General

    Nivelar geomtricamente los vrtices de la poligonal CHOCONT-SUESCA en el tramo

    k11+000 al k14+000, con especificaciones de Segundo Orden siguiendo la metodologa del

    Instituto Geogrfico Agustn Codazzi (IGAC).

    4.2. Objetivos Especficos

    Hacer reconocimiento en campo para as realizar la nivelacin a partir de los

    parmetros adoptados por el presente proyecto.

    Calcular la informacin obtenida en campo para as elaborar planos de perfil

    topogrfico de dicho tramo.

    Realizar anlisis de comparacin entre la nivelacin geomtrica, la nivelacin

    geodsica (elipsoidales) y la nivelacin trigonomtrica.

  • 18

    5. MARCO CONCEPTUAL

    5.1.Topografa

    La topografa tiene por objeto medir extensiones de tierra,tomando los datos necesarios

    para poder representar sobre un plano, a escala, sus formas y accidentes (Torres y Villate,

    1968).

    5.1.1. Altimetra

    Conjunto de operaciones por medio de las cuales se determina la elevacin de uno o

    ms puntos respecto a una superficie horizontal de referencia dada o imaginaria, la cual es

    conocida como superficie o plano de comparacin (Sjnavarro, 2008)

    5.1.2. Redes Geodsicas

    Es la figura formada por una constelacin de puntos, enlazados entre s, que se

    distribuyen de forma simtrica sobre el territorio y que se pr...

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