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CURSO DE CAPACITAÇÃO EM GEORREFERENCIAMENTO MÓDULO = 1 DISCIPLINA DE TOPOGRAFIA GERAL Parte 3 Prof.. Espec. Carlos Alberto Lima TOPOGRAFIA LOCAÇÃO E NIVELAMENTO Linha de Poligonal Para se falar de Locação e Nivelamento precisamos ver o conceito de poligonal e suas formas. Trata-se de um dos conceitos mais importantes a serem estudados na geometria. São estas linhas que formam os tão conhecidos polígonos que estudamos no ensino fundamental e médio: triângulos, quadrados, hexágonos, pentágonos. As linhas poligonais são as responsáveis por formar todos os polígonos que existem. É uma linha formada por um conjunto de segmentos de retas sucessivas e não-colineares TOPOGRAFIA LOCAÇÃO E NIVELAMENTO Linha de Poligonal Sucessivas porque sempre que um segmento de reta acaba, outro segmento de reta inicia no fim deste último segmento de reta dando continuidade à linha. Não-colinear porque esses outros segmento de retas que se iniciam sempre no final das anteriores seguem direções diferentes da anterior, pois se tomassem a mesma direção continuariam fazendo parte do segmento de reta anterior a ela. TOPOGRAFIA LOCAÇÃO E NIVELAMENTO Linha de Poligonal TOPOGRAFIA LOCAÇÃO E NIVELAMENTO Linha de Poligonal Poligonal Aberta e Poligonal Fechada Quando uma linha poligonal formada por segmentos de retas sucessivas e não-colineares possuir duas extremidades (distintas), dizemos então que ela é uma linha poligonal aberta TOPOGRAFIA LOCAÇÃO E NIVELAMENTO Linha de Poligonal Poligonal Aberta e Poligonal Fechada Uma linha poligonal aberta, possui duas subclassificações: Linha Poligonal Aberta Simples Linha Poligonal Aberta Não - Simples ou Complexa TOPOGRAFIA LOCAÇÃO E NIVELAMENTO Linha de Poligonal Poligonal Aberta e Poligonal Fechada Quando uma linha poligonal formada por segmentos de retas sucessivas e não-colineares possuir o final do último segmento de reta ligado (unido) ao início do primeiro segmento de reta dizemos então que ela é uma linha poligonal fechada. Tomando como referência a ordem alfabética que conhecemos (a, b, c, d, e, f), observe o segmento de reta "a“ quando coincide com o final do segmento de reta "f", caracteriza uma linha poligonal fechada. TOPOGRAFIA LOCAÇÃO E NIVELAMENTO Linha de Poligonal Poligonal Aberta e Poligonal Fechada TOPOGRAFIA LOCAÇÃO E NIVELAMENTO Linha de Poligonal Poligonal Aberta e Poligonal Fechada Uma linha poligonal fechada possui uma parte interna e uma parte externa. Tomando como base o exemplo anterior destacamos a(s) parte(s) interna(s) (em azul claro) e externa(s) (em verde) dessa linha poligonal fechada. TOPOGRAFIA LOCAÇÃO E NIVELAMENTO Linha de Poligonal Poligonal Aberta e Poligonal Fechada As linhas de poligonais fechadas delimitam uma única região interna, diferente do exemplo anterior, onde tínhamos 3 regiões internas. Isso acontece porque nenhuma das linhas poligonais que as formam se cruzam entre si, formando assim uma figura geométrica conhecida como polígono. TOPOGRAFIA LOCAÇÃO E NIVELAMENTO Linha de Poligonal Polígono é uma linha poligonal fechada que possui uma única região interna. TOPOGRAFIA LOCAÇÃO E NIVELAMENTO Locação Horizontal A geometria de uma estrada é definida pelo traçado do seu eixo em planta e pelos perfis longitudinal e transversal, ou seja, o traçado em planta é composto de trechos retos concordados por curvas horizontais. Em princípio, uma estrada deve ter o traçado mais curto possível. Porém, ligeiras deflexões, quando necessárias, podem harmonizar o traçado da estrada com a topografia local TOPOGRAFIA LOCAÇÃO E NIVELAMENTO Locação Horizontal Para concordar dois alinhamentos retos é muito utilizada a curva circular simples, devido a sua simplicidade para ser projetada e locada. O estudo deste tipo de curva é fundamental, pois mesmo quando se emprega uma curva de transição a curva circular continua a ser utilizada na parte central da concordância. TOPOGRAFIA LOCAÇÃO E NIVELAMENTO Curva horizontal circular simples TOPOGRAFIA LOCAÇÃO E NIVELAMENTO Curva horizontal circular simples Vamos detalhar e explicar o estudo da curva simples. Raio da curva (R), É o raio do arco do círculo empregado na concordância, normalmente expresso em metros. É um elemento selecionado por ocasião do projeto, de acordo com as características técnicas da rodovia e a topografia da região. A escolha do valor do raio pode ser feita também por meio de gabaritos, que representam, na escala da planta, trechos de curvas circulares de diversos raios, de valores convenientemente escalonados. TOPOGRAFIA LOCAÇÃO E NIVELAMENTO Curva horizontal circular simples Vamos detalhar e explicar o estudo da curva simples. Raio da curva (R) TOPOGRAFIA LOCAÇÃO E NIVELAMENTO Curva horizontal circular simples Vamos detalhar e explicar o estudo da curva simples. Tangentes(T) = São os segmentos de retas que vão do PC ao PI ou do PI ao PT (não confundir com a extensão do trecho em tangente entre duas curvas consecutivas). TOPOGRAFIA LOCAÇÃO E NIVELAMENTO Curva horizontal circular simples Vamos detalhar e explicar o estudo da curva simples. Desenvolvimento da Curva(D) É o comprimento do arco do círculo que vai desde o PC ao PT. A extensão do desenvolvimento da curva circular é obtida da seguinte expressão: 2∏R = D 360° AC D= ∏.R.AC 180º TOPOGRAFIA LOCAÇÃO E NIVELAMENTO Curva horizontal circular simples Vamos detalhar e explicar o estudo da curva simples. Grau da Curva (G) Chama-se "grau da curva circular" ao ângulo central, que compreende uma corda de um dado comprimento (c). O grau é independente do ângulo central. TOPOGRAFIA LOCAÇÃO E NIVELAMENTO Curva horizontal circular simples Vamos detalhar e explicar o estudo da curva simples. Grau da Curva (G) Os valores mais usados do grau são o G20, que compreende uma corda de 20 metros (distância entre duas estacas consecutivas), o G10 (que compreende a semi-estaca ou 10 metros) e o G5 que compreende a corda de 5 metros. TOPOGRAFIA LOCAÇÃO E NIVELAMENTO Curva horizontal circular simples Vamos detalhar e explicar o estudo da curva simples. Grau da Curva (G) Pode-se definir uma curva circular pelo seu grau (G) em lugar de se definir o seu Raio (R), pois existe uma relação constante entre o RAIO e o GRAU. TOPOGRAFIA LOCAÇÃO E NIVELAMENTO Curva horizontal circular simples Vamos detalhar e explicar o estudo da curva simples. Grau da Curva (G) TOPOGRAFIA LOCAÇÃO E NIVELAMENTO Curva horizontal circular simples Vamos detalhar e explicar o estudo da curva simples. Grau da Curva (G) É comum, também, enquadrar o eixo da estrada entre dois traços paralelos, cujo afastamento é igual à plataforma da estrada. Os valores dos principais elementos das curvas podem ser colocados em tabelas no rodapé da folha de projeto. TOPOGRAFIA LOCAÇÃO E NIVELAMENTO Curva horizontal circular simples Vamos detalhar e explicar o estudo da curva simples. Grau da Curva (G) TOPOGRAFIA LOCAÇÃO E NIVELAMENTO Nivelamento Topográfico Nivelamento é a operação geodésica ou topográfica que permite determinar desníveis, ou seja, a diferença de altitudes entre duas superfícies, utilizando um nível. Existem vários métodos de nivelamento. Nivelamento Geométrico; Este método, sendo o mais preciso, permite determinar desníveis e consequentemente altitudes (ou cotas) com grande rigor. Baseia-se na diferença das leituras de duas miras graduadas colocadas sensivelmente à mesma distância do nível. TOPOGRAFIA LOCAÇÃO E NIVELAMENTO Nivelamento Geométrico; Sendo La leitura atrás e Lb leitura à frente. ∆HAB = La – Lb TOPOGRAFIA LOCAÇÃO E NIVELAMENTO Nivelamento trigonométrico; Este é um método indireto, ao contrário do anterior, pois o desnívelé obtido da observação de ângulos e distâncias. equação: ∆HAB = Dinc cosZ+hi – há Sendo Dinc a distância inclinada Z o ângulo zenital hi altura do instrumento ha altura do alvo. TOPOGRAFIA LOCAÇÃO E NIVELAMENTO Nivelamento trigonométrico; TOPOGRAFIA LOCAÇÃO E NIVELAMENTO Nivelamento taqueométrico As distâncias são obtidas através da taqueometria e a altura do sinal visado é obtida pela visada do fio médio do retículo da luneta do teodolito sobre uma mira colocada verticalmente no ponto cuja diferença de nível em relação à estação do teodolito é objeto de determinação. Nivelamento Barométrico Dos três apresentados este é o menos preciso e também ele é indireto, baseando-se na medição da pressão atmosférica. TOPOGRAFIA LOCAÇÃO E NIVELAMENTO Representação do Relevo Nas cartas topográficas o relevo é representado através de curvas de níveis e pontos cotados com altitudes referidas ao nível médio do mar (datum vertical). Ponto Cotado Trata-se da projeção ortogonal de um ponto do terreno no plano da carta com a indicação da sua altitude Curvas Mestras São as curvas de níveis mais grossas e numeradas que ocorrem de 5 em 5 curvas. A quinta curva é sempre uma curva mestra nas cartas topográficas. TOPOGRAFIA LOCAÇÃO E NIVELAMENTO Curvas de Nível São isolinhas de altitude, ou seja, linhas que representam todos os pontos do terreno de mesma altitude e constituem a forma mais utilizada para representação do relevo nas cartas topográficas. Equidistância Vertical É a separação vertical entre curvas de níveis consecutivas. A equidistância vertical está associada a escala da carta, por exemplo: Esc:1:250.000 Eq:100 m, Esc:1:100.000 Eq:50 m, Esc:1:50.000 Eq:20m TOPOGRAFIA LOCAÇÃO E NIVELAMENTO Curvas de Nível Em mapas de maior escala, a altitude é representada por meio de curvas de nível. Trata-se de linhas traçadas sobre o mapa e separadas entre si por intervalos constantes de altitude. É caracterizada como uma linha imaginária que une os pontos de igual altitude de uma região apresentada. É chamada de 'curva' uma vez que a linha que resulta do estudo das altitudes de um terreno é em geral manifestada por curvas. Portanto, quando uma linha está muito distante de outra, o terreno apresenta um declive suave, e quando as linhas estão muito próximas entre si, apresenta declive muito acentuado. TOPOGRAFIA LOCAÇÃO E NIVELAMENTO Curvas de Nível As curvas de nível mais próximas significam declives mais elevados, enquanto curvas de nível mais afastadas representam áreas de declives mais suaves. Há ainda o caso das curvas de nível concêntricas, cujos valores mais elevados no centro representam montanhas ou montes. Se no centro estiverem, ao contrário valores mais baixos, então tem-se uma área com depressões. TOPOGRAFIA LOCAÇÃO E NIVELAMENTO Curvas de Nível TOPOGRAFIA LOCAÇÃO E NIVELAMENTO Curvas de Nível Com as curvas de nível são construídos mapas topográficos e sua correta representação e interpretação, permite obter uma visão tridimensional do relevo. As curvas de nível transformam uma representação bidimensional em tridimensional. Propriedade das curvas de nível a) Todos os pontos situados sobre uma curva tem a mesma ou altitude TOPOGRAFIA LOCAÇÃO E NIVELAMENTO Propriedade das curvas de nível b) Duas curvas de nível não podem se tocar ou se cruzar - caso isso ocorra, será resultado de um efeito visual, uma vez que na verdade uma curva passa por baixo da outra, e deve ser representada com uma linha tracejada ou pontilhada c) Uma curva de nível sempre tem um fim, seja fechando-se em si mesma, dentro ou fora dos limites do papel d) Uma curva de nível não pode bifurcar-se; e) Terrenos planos apresentam curvas de nível mais espaçadas; em terrenos acidentados as curvas de nível encontram-se mais próximas uma das outras. TOPOGRAFIA LOCAÇÃO E NIVELAMENTO Propriedade das curvas de nível A representação de um terreno mediante o uso das curvas de nível, deve ser um reflexo fiel do próprio terreno. TOPOGRAFIA PERFIL TOPOGRÁFICO Muitas vezes, é necessário observar a variação do relevo de um terreno. Devemos construir um perfil topográfico. Baseado nas curvas de nível construímos perfis topográficos do relevo. O perfil topográfico é uma representação gráfica de um corte vertical do terreno segundo uma direção previamente escolhida na construção de estradas, edifícios, barragens; urbanização, saneamento e loteamentos; construção de canais de irrigação, pontes, túneis, viadutos; planejamento de linhas de transmissão e eletrificação, etc. TOPOGRAFIA PERFIL TOPOGRÁFICO Construção de um perfil topográfico compreende as seguintes etapas: 1) Sobre o mapa topográfico traça-se uma reta, que corresponde à seção transversal do perfil que se pretende construir; 2) Coloque sobre o mapa uma folha de papel milimétrico ou quadriculado de maneira que o eixo horizontal sobre o qual se vai construir o perfil seja paralelo à linha reta que foi traçada no mapa; 3) Projeta-se sobre o eixo horizontal a intersecção de cada curva de nível com a linha reta, tendo em conta a cota de altitude correspondente; TOPOGRAFIA PERFIL TOPOGRÁFICO Construção de um perfil topográfico compreende as seguintes etapas: 4) Traça-se um eixo vertical, que representa a altitude ou cotas; 5) Recorrendo ao eixo vertical localiza-se e marca-se o valor de cada curva de nível projetada; 6) Depois de marcados, unem-se todos os pontos correspondentes às curvas de nível projetadas dando origem a um perfil topográfico. O perfil topográfico indicará as sinuosidades existentes no segmento escolhido TOPOGRAFIA PERFIL TOPOGRÁFICO Construção de um perfil topográfico compreende as seguintes etapas: 4) Traça-se um eixo vertical, que representa a altitude ou cotas; 5) Recorrendo ao eixo vertical localiza-se e marca-se o valor de cada curva de nível projetada; 6) Depois de marcados, unem-se todos os pontos correspondentes às curvas de nível projetadas dando origem a um perfil topográfico. O perfil topográfico indicará as sinuosidades existentes no segmento escolhido TOPOGRAFIA PERFIL TOPOGRÁFICO Construção de um perfil topográfico TOPOGRAFIA PERFIL TOPOGRÁFICO Representação do Relevo Numa planta topográfica, uma curva de nível caracteriza-se como uma linha imaginária que une todos os pontos de igual altitude de uma região representada. É chamada de "curva" pois normalmente a linha que resulta do estudo das altitudes de um terreno são em geral manifestadas por curvas. São associadas a valores de altitude em metros (m). Portanto, a curva de nível serve para identificar e unir todos os pontos de igual altitude de um certo lugar. TOPOGRAFIA PERFIL TOPOGRÁFICO Representação do Relevo As curvas de nível indicam uma distância vertical acima, ou abaixo, de um plano de referência de nível. Começando no nível médio dos mares, que é a curva de nível zero, cada curva de nível tem um determinado valor. A distância vertical entre as curvas de nível é conhecida como equidistância, cujo valor é encontrado nas informações marginais da carta topográfica. TOPOGRAFIA PERFIL TOPOGRÁFICO Representação do Relevo (Transposição de Garganta) H = diferença de cotas entre os pontos A e B; L = distância horizontal entre os pontos A e B; i = rampa máxima do projeto; h = altura máxima de corte e aterro; TOPOGRAFIA PERFIL TOPOGRÁFICO Representação do Relevo Garganta ou colo Revesão TOPOGRAFIA PERFIL TOPOGRÁFICO Representação do Relevo Zigue – zague TOPOGRAFIA PERFIL TOPOGRÁFICO Representação do Relevo Acompanha as curvas Quando o eixo acompanha as curvas de nível, há uma redução do volume de material escavado. Esta redução ocorre porque, ao se acompanhar as curvas de nível, a plataforma da estrada cruzará menos com as mesmas TOPOGRAFIA PERFIL TOPOGRÁFICO Representação do Relevo Eixo e Espigão Quando o eixo da estrada tiver que cruzar um espigão, deve fazê-lo nos seus pontos mais baixos, ou seja, nas gargantas. Deste modo, as rampas das rodovias poderão ter declividades menores, diminuindo os movimentos de terra. TOPOGRAFIA PERFIL TOPOGRÁFICO Representação do Relevo Solo É a camada que recobre as rochas, sendo constituído de proporções e tipos variáveis de minerais (formados por intemperismo da rocha subjacente, a rocha-mãe) e de húmus (matéria orgânica decomposta por ação de organismos do solo). TOPOGRAFIA PERFIL TOPOGRÁFICO Representação do Relevo Planalto É a classificação dada a uma forma de relevo constituída por uma superfície elevada, com cume mais ou menos nivelado, geralmente devido à erosão eólica ou pelas águas. TOPOGRAFIA A formação do Relevo é causada por: Agentes internos (endógenos) vulcanismo e tectonismo; vulcanismo – é o nome dado à ação dos vulcões, ou seja, conjunto de processos que determinam a saída de material magmático em estado sólido, líquido ou gasoso à superfície da crosta terrestre. Tectonismo TOPOGRAFIA A formação do Relevo é causada por: Agentes externos (exógenos): Intemperismo mecânico - é a forma mais comum de intemperismo, causada pela aplicação de várias forças físicas, que levando a desintegração de rochas em pedaços menores. A característica principal deste intemperismo, é que nenhum dos componentes da rocha sofre ação química, não havendo assim decomposição. TOPOGRAFIA A formação do Relevo é causada por: Agentes externos (exógenos): Intemperismo químico - ocorre quando estratos geológicos são expostos a águas correntes com compostos que reagem com os componentes minerais das rochas e alteram significativamente sua constituição. Esse intemperismo é que provoca o acréscimo de hidrogênio, oxigênio ou carbono e oxigênio em minerais que antes não continham nenhum desses elementos. Este tipo de intemperismo é mais comum em climas tropicais úmidos. TOPOGRAFIA A formação do Relevo é causada por: Agentes externos (exógenos): Intemperismo biológico - caracterizado por rochas que perdem alguns de seus nutrientes essenciais para organismos vivos e plantas que crescem em sua superfície. Plantas provocam o intemperismo quando suas raízes penetram de forma profunda na rocha abrindo fendas. TOPOGRAFIA A formação do Relevo Montanha É um acidente geográfico; a sequência de montanhas chama-se cordilheira. Uma montanha tem imponência e altitude, superior a uma colina, embora não exista uma altitude específica para essa diferenciação. Assim, cada autoridade no assunto assume valores convenientes, embora a montanha seja tipicamente escarpada, de grande inclinação e com sobreposição de relevos. TOPOGRAFIA A formação do Relevo Montanha É um acidente geográfico; a sequência de montanhas chama-se cordilheira. Uma montanha tem imponência e altitude, superior a uma colina, embora não exista uma altitude específica para essa diferenciação. Assim, cada autoridade no assunto assume valores convenientes, embora a montanha seja tipicamente escarpada, de grande inclinação e com sobreposição de relevos. TOPOGRAFIA A formação do Relevo Morro É um acidente geográfico. Monte pouco elevado sinônimo de colina, outeiro ou cerro (às vezes escrito serro). Constituído por pequenas elevações de terreno com decline suave. A distinção entre um morro e uma montanha é pouco precisa e muito subjetiva. Considera-se em geral que um morro é mais baixo e menos abrupto que uma montanha, com um desnível de até 50 metros. TOPOGRAFIA A formação do Relevo Serra É uma montanha prolongada, cujo cume tem muitos acidentes. TOPOGRAFIA A formação do Relevo OBSERVAÇÃO No Brasil, ao contrário do que se pensa, não existe montanha. No relevo brasileiro, suas grandes elevações são compostas de Serras e Picos.