Tipos de nivelación

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Instituto Tecnológico de Nuevo Laredo

Departamento de ciencias de la tierra

Materia: Carreteras

Unidad I

I.- Tipos de niveles

Docente: Romeo Moreno Cortez  

Alumno (o): Zamora Alvarado Gabriela

No. De control: 20100084

Especialidad: Ingeniería Civil

Fecha de entrega: 10 de septiembre del 2021.

I.- Tipos de niveles

1.1 Introducción

Nivelación es un término genérico que se aplica a cualquiera de los procedimientos a través de los cuales se determinan elevaciones o diferencias entre las mismas Hay varias definiciones que es preciso revisar, las cuales se analizan en un curso regular de Topografía.

En Topografía se supone a efectos altimétricos, la Tierra esférica. Las superficies de nivel son también esferas, concéntricas con la forma general de la Tierra y por lo tanto equidistantes.

Hasta épocas recientes se clasificaban los métodos altimétricos o de nivelación atendiendo al tipo de visual cenital utilizada. En estas fechas, podemos volver a retomar este mismo criterio. Definimos:

• Nivelación con visuales cenitales de cualquier inclinación: nivelación trigonométrica.
• Nivelación con visuales exclusivamente horizontales: nivelación geométrica.

1. Altimetría o nivelación [pic 3]

Se da el nombre de nivelación al conjunto de operaciones por medio de las cuales se determina la elevación de uno o más punto respecto a una superficie horizontal de referencia dada o imaginaria la cual es conocida como superficie o plano de comparación. El objetivo primordial de la nivelación es referir una serie de puntos a un mismo plano de comparación para poder deducir los desniveles entre los puntos observados. Se dice que dos o más puntos están a nivel cuando se encuentran a la misma cota o elevación respecto al mismo plano de referencia, en caso contrario se dice que existe un desnivel entre estos.

La nivelación es una operación fundamental para el ingeniero, tanto para poder confeccionar un proyecto, como para lograr replantear el mismo. Las aplicaciones más comunes de la nivelación son:

• En proyecto de carreteras        y canales que deben tener pendientes determinadas.
• Situar obras de construcción de acuerdo a elevaciones planeadas.
• Calcular volúmenes de terracería. (Volúmenes de tierra).
• Investigar características de drenaje y escurrimiento de superficies.
• Establecer puntos de control mediante el corrimiento de una cota.

Los instrumentos básicos utilizados para lograr estos fines son el nivel y la estadía. También puede ser usado el teodolito pues también realiza las funciones del nivel. Los niveles son instrumentos de fácil manejo y de operación rápida y precisa (nivel automático o autonivelante).[pic 4]

Los niveles de mano son instrumentos que se usan con una sola mano y se usan en trabajos de poca precisión y para fines de verificación. Los niveles de mano tienen dos características básicas; una línea de vista o de colimación y un nivel de burbuja para poner la línea de vista horizontal. Con un nivel de mano podremos lanzar visuales, determinar pendiente o ángulos horizontales.

En trabajos de gran envergadura y que abarcan grandes extensiones se utiliza el nivel medio del mar (NMM) como plano de comparación. En trabajos pequeños de relativa importancia donde no se tiene referencia cercana del NMM se acostumbra a usar planos de referencia asumidos, esto es sin duda uno de los casos más comunes en los trabajos de nivelación de nuestra carrera.[pic 5]

De esta manera, se puede entender la nivelación topográfica como el conjunto de mediciones y cálculos precisos para dotar a un punto de cota, respecto a un plano de referencia determinado. La definición sería aquel proceso de medición de elevaciones o bien altitudes de puntos sobre la superficie de la Tierra. En este sentido, se entendería por elevación o bien altitud a la distancia vertical medida desde una superficie de referencia hasta el punto considerado. Una vez que conocemos qué es exactamente la nivelación en topografía, es el momento de conocer los tipos de nivelación topográfica.

2.1 Nivelación directa (geométrica o diferencial)

Consiste en medir las distancias verticales y elevaciones de manera directa. Se realiza con el objetivo de establecer puntos de control mediante el corrimiento de una cota, entendiéndose como tal las operaciones encaminadas a la obtención de la elevación de un punto determinado partiendo de otro conocido. La nivelación geométrica o diferencial se clasifica en simple o compuesta.[pic 6]

2.1.1 Nivelación simple [pic 7]

Es aquella en la cual desde un punto o una sola posición del aparato se puede conocer las cotas o elevaciones de los diferentes puntos que deseamos nivelar. En este se sitúa el nivel en el punto más conveniente el cual ofrezca mejores condiciones de visibilidad.

La primera lectura se hace sobre al estadal colocado en el punto estable y fijo que se toma como un BM el cual podrá ser conocido o asumido.

Este B.M. puede tener cotas determinadas o arbitrarias, la lectura del punto de cota conocido se denomina V. AT., y esta se suma a la cota del punto para determinar la altura del aparato que no es más que la altura del plano horizontal que recorre la línea de vista.

Las lecturas efectuadas sobre los diferentes puntos se denomina vistas intermedias y las elevaciones de los diferentes puntos se encuentra restando a la altura del aparato las lecturas correspondientes sobre cada punto.

2.1.2 Nivelación compuesta

Nivelación es igual a la simple con la única diferencia que el aparato se plantara más de una vez y por consiguiente la altura de instrumento será diferente cada vez que se cambie. Este tipo de nivelación se realiza cuando los terrenos son bastantes accidentados y exceden visuales de 200 m. en otras palabras la nivelación compuesta es una serie de nivelaciones simples amarradas entre sí por puntos de cambio o de liga del aparato.[pic 8]

Si los puntos cuyo desnivel se quiere determinar están muy separados entre sí, o la diferencia de nivel es mayor que la que se puede medir de una vez, se hace necesario calcularlo realizando varias estaciones sucesivas, es decir, efectuando una nivelación compuesta. [pic 9]

Partiendo del punto A de cota conocida, se quiere dar cota a los puntos B, C y D. Se coloca la mira en el punto A y B, y estacionamos en el punto medio E-1, se hacen las medidas necesarias. A continuación, la mira B, sin moverla de su sitio, gira sobre la vertical y se queda mirando a C, donde se instala la mira que estaba en A. El aparato (nivel) se sitúa equidistante de B y C en el punto de estación E-2. Se hacen las medidas correspondientes.

Después estacionaremos en E-3 y E-4 para terminar el itinerario altimétrico.

Cada desnivel entre puntos donde ponemos la mira (entre A y B, B-C, C-D, D-A) es la diferencia entre la lectura de mira de espalda y la de frente realizadas desde cada estación.[pic 10]

El desnivel total es el resultado de restar de la suma de todas las miras de espalda la de todas las miras de frente. [pic 11]

En este caso como el punto de salida y de llegada es el mismo el desnivel debería ser igual a cero. La diferencia resultante será el error de cierre altimétrico que se compensará.

Las lecturas sobre la mira pueden hacerse anotando la correspondiente al hilo central horizontal del retículo, pero si además tiene otros dos hilos equidistantes del central, es muy conveniente tomar las tres lecturas y tomar como altura de mira el promedio de las extremas, ya que la media es de más precisión que una lectura simple. Además se obtiene comprobación, pues si designamos por c la altura leída con el central y por a y b las de los extremos, habrá de verificarse:[pic 12]

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