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27/10/2015 1 Prof. Humberto Melo Topografia I Objetivo da norma: Fixar as condições exigíveis para a execução de levantamento topográfico destinado a obter: a) conhecimento geral do terreno relevo, limites, confrontantes, área, localização, amarração e posicionamento; b) informações sobre o terreno destinadas a estudos preliminares de projetos; c) informações sobre o terreno destinadas a ante-projetos ou projetos básicos; d) informações sobre o terreno destinadas a projetos executivos. 27/10/2015 2 Objetivo da norma: As condições exigíveis para a execução de um levantamento topográfico devem compatibilizar ◦ medidas angulares, ◦ medidas lineares, ◦ medidas de desníveis e as respectivas tolerâncias em função dos erros, ◦ selecionando métodos, processos e instrumentos para a obtenção de resultados compatíveis com a destinação do levantamento assegurar que a propagação de erros não exceda os limites de segurança inerentes a esta destinação. Definições: Alinhamento de via (alinhamento predial) ◦ linha divisória que separa o lote de terreno do logradouro público. Apoio geodésico altimétrico ◦ conjunto de referências de nível, materializadas no terreno, que proporciona o controle altimétrico dos levantamentos topográficos e o seu referenciamento ao datum (origem, marco determinado por meios geodésicos) altimétrico do país. 27/10/2015 3 Definições: Apoio geodésico planimétrico ◦ conjunto de pontos, materializados no terreno, que proporciona aos levantamentos topográficos o controle de posição em relação à superfície terrestre determinada pelas fronteiras do país, referenciando-os ao datum planimétrico do país. Apoio topográfico ◦ conjunto de pontos planimétrico, altimétrico, ou planialtimétrico, que dão suporte ao levantamento topográfico. Definições: Apoio topográfico altimétrico o conjunto de pontos, materializados no terreno, com suas alturas referidas a uma superfície de nível arbitrária (cotas) ou ao nível médio do mar (altitudes), que serve de suporte altimétrico ao levantamento topográfico; Apoio topográfico planimétrico o conjunto de pontos, materializados no terreno, com coordenadas cartesianas (x e y) obtidas a partir de uma origem no plano topográfico, que serve de base planimétrica ao levantamento topográfico. Estes pontos formam uma figura complexa. 27/10/2015 4 Definições: Carta (ou mapa) ◦ representação gráfica sobre uma superfície plana, dos detalhes físicos, naturais e artificiais, de parte ou de toda a superfície terrestre, mediante símbolos ou convenções e meios de orientação indicados, que permitem a avaliação das distâncias, a orientação das direções e a localização geográfica de pontos, áreas e detalhes, podendo ser subdividida em folhas, de forma sistemática, obedecido um plano nacional ou internacional. Tal representação leva em consideração a curvatura da Terra, dentro da mais rigorosa localização possível relacionada a um sistema de referência de coordenadas. Nota: Os ingleses e americanos dão preferência ao termo mapa, enquanto os franceses e demais países de origem latina ao termo carta. Definições: Croqui ◦ esboço gráfico sem escala, em breves traços, que facilite a identificação de detalhes. Desenho topográfico final (ou desenho final) ◦ peça gráfica realizada, a partir do original topográfico, sobre base transparente, dimensionalmente estável, quadriculada previamente, em formato definido nas NBR 8196, NBR 8402, NBR 8403, NBR 10068, NBR 10126, NBR 10582 e NBR 10647, com área útil adequada à representação do levantamento topográfico. 27/10/2015 5 Definições: Desvio padrão valor dado pela expressão: Definições: Erro de graficismo ◦ erro máximo admissível na elaboração de desenho topográfico para lançamento de pontos e traçados de linhas, com o valor de 0,2 mm, que equivale a duas vezes a acuidade visual. Exatidão ◦ grau de aderência das observações, em relação ao seu valor verdadeiro que, sendo desconhecido, o valor mais provável é considerado como a média aritmética destas observações. 27/10/2015 6 Definições: Levantamento de detalhes ◦ conjunto de operações topográficas clássicas (poligonais, irradiações, interseções, ou por ordenadas sobre uma linha-base), destinado à determinação das posições planimétrica e/ou altimétrica dos pontos, que vão permitir a representação do terreno a ser levantado topograficamente a partir do apoio topográfico. Definições: Levantamento topográfico ◦ conjunto de métodos e processos que, através de medições de ângulos horizontais e verticais, de distâncias horizontais, verticais e inclinadas, com instrumental adequado à exatidão pretendida, primordialmente, implanta e materializa pontos de apoio no terreno, determinando suas coordenadas topográficas. A estes pontos se relacionam os pontos de detalhes visando à sua exata representação planimétrica numa escala predeterminada e à sua representação altimétrica por intermédio de curvas de nível. . 27/10/2015 7 Definições: Levantamento topográfico expedito ◦ levantamento exploratório do terreno com a finalidade específica de seu reconhecimento, sem prevalecerem os critérios de exatidão. Levantamento topográfico planimétrico ◦ levantamento dos limites e confrontações de uma propriedade, pela determinação do seu perímetro, incluindo, quando houver, o alinhamento da via ou logradouro com o qual faça frente, bem como a sua orientação e a sua amarração a pontos materializados no terreno de uma rede de referência cadastral, ou, no caso de sua inexistência, a pontos notáveis e estáveis nas suas imediações. Definições: Levantamento topográfico altimétrico (nivelamento) ◦ levantamento que objetiva, exclusivamente, a determinação das alturas relativas a uma superfície de referência, dos pontos de apoio e/ou dos pontos de detalhes, pressupondo-se o conhecimento de suas posições planimétricas, visando à representação altimétrica da superfície levantada. Levantamento topográfico planialtimétrico ◦ levantamento topográfico planimétrico acrescido da determinação altimétrica do relevo do terreno e da drenagem natural. 27/10/2015 8 Definições: Levantamento topográfico planimétrico cadastral ◦ levantamento planimétrico acrescido da determinação planimétrica da posição de certos detalhes visíveis ao nível e acima do solo e de interesse à sua finalidade, tais como: limites de vegetação ou de culturas, cercas internas, edificações, benfeitorias, posteamentos, barrancos, árvores isoladas, valos, valas, drenagem natural e artificial, etc. Estes detalhes devem ser discriminados e relacionados nos editais de licitação, propostas e instrumentos legais entre as partes interessadas na sua execução. Definições: Levantamento topográfico planialtimétrico cadastral ◦ levantamento topográfico planialtimétrico acrescido dos elementos planimétricos inerentes ao levantamento planimétrico cadastral, que devem ser discriminados e relacionados nos editais de licitação, propostas e instrumentos legais entre as partes interessadas na sua execução. 27/10/2015 9 Definições: Método das direções ◦ consiste nas medições angulares horizontais com visadas das direções determinantes nas duas posições de medição permitidas pelo teodolito (direta e inversa), a partir de uma direção tomada como origem, que ocupa diferentes posições no limbo horizontal do teodolito. As observações de uma direção, nas posições direta e inversa do teodolito, chamam-se leituras conjugadas. Definições: Nivelamento geométrico (nivelamento direto) ◦ nivelamento que realiza a medida da diferença de nível entre pontosdo terreno por intermédio de leituras correspondentes a visadas horizontais, obtidas com um nível, em miras colocadas verticalmente nos referidos pontos. 27/10/2015 10 Definições: Nivelamento taqueométrico ◦ nivelamento trigonométrico em que as distâncias são obtidas taqueometricamente 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. Definições: Nivelamento trigonométrico ◦ nivelamento que realiza a medição da diferença de nível entre pontos do terreno, indiretamente, a partir da determinação do ângulo vertical da direção que os une e da distância entre estes, fundamentando-se na relação trigonométrica entre o ângulo e a distância medidos, levando em consideração a altura do centro do limbo vertical do teodolito ao terreno e a altura sobre o terreno do sinal visado. 27/10/2015 11 Definições: Definições: Obras de arte especiais ◦ constituem realizações de porte, que não se reproduzem idênticas. Defrontam-se, em cada local, com condições próprias, que as diversificam, impossibilitando a tipificação. Por exemplo: pontes, viadutos, passagens superiores ou inferiores, trevos, túneis, etc. Em saneamento, também, são consideradas obras especiais: ETA, ETE... 27/10/2015 12 Definições: Original topográfico (ou cartão) ◦ base em material dimensionalmente estável, quadriculada previamente, onde são lançados, na escala gráfica predeterminada, os pontos coletados no campo pelo levantamento topográfico, devidamente calculados e compensados e, em seguida, definidos os elementos planimétricos em suas dimensões e/ou traçadas as curvas de nível a partir dos pontos de detalhes e com controle nas referências de nível do apoio topográfico. Pode também ser obtido por processo informatizado, através de estação gráfica. Definições: Planta ◦ representação gráfica de uma parte limitada da superfície terrestre, sobre um plano horizontal local, em escalas maiores que 1:10.000, para fins específicos, na qual não se considera a curvatura da Terra. 27/10/2015 13 Definições: Poligonal auxiliar ◦ poligonal que, baseada nos pontos de apoio topográfico planimétrico, tem os seus vértices distribuídos na área ou faixa a ser levantada, de tal forma, que seja possível coletar, direta ou indiretamente, por irradiação, interseção ou por ordenadas sobre uma linha-base, os pontos de detalhe julgados importantes, que devem ser estabelecidos pela escala ou nível de detalhamento do levantamento. Definições: Poligonal principal (poligonal básica) ◦ poligonal que determina os pontos do apoio topográfico de primeira ordem. Poligonal secundária ◦ aquela que, apoiada nos vértices da poligonal principal, determina os pontos do apoio topográfico de segunda ordem. Ponto ◦ posição de destaque na superfície a ser levantada topograficamente. 27/10/2015 14 Definições: Pontos cotados ◦ pontos que, nas suas representações gráficas, se apresentam acompanhados de sua altura. Pontos de apoio ◦ pontos, convenientemente distribuídos, que amarram ao terreno o levantamento topográfico e, por isso, devem ser materializados por estacas, piquetes, marcos de concreto, pinos de metal, tinta, dependendo da sua importância e permanência. Definições: Pontos de detalhe ◦ pontos importantes dos acidentes naturais e/ou artificiais, definidores da forma do detalhe e/ou do relevo, indispensáveis à sua representação gráfica. Pontos de segurança (PS) ◦ pontos materializados para controle do nivelamento. Precisão ◦ valores que expressam o grau de aderência das observações entre si. 27/10/2015 15 Definições: Princípio da vizinhança ◦ estabelece que cada ponto novo determinado deve ser amarrado ou relacionado a todos os pontos já determinados, para que haja uma otimização da distribuição dos erros. Rede de referência cadastral ◦ rede de apoio básico de âmbito municipal para todos os levantamentos que se destinem a projetos, cadastros ou implantação de obras, sendo constituída por pontos de coordenadas planialtimétricas materializados no terreno, referenciados a uma única origem (Sistema Geodésico Brasileiro - SGB) e a um mesmo sistema de representação cartográfica, permitindo a amarração e consequente incorporação de todos os trabalhos de topografia num mapeamento de referência cadastral. Definições: Seção ◦ segmento de linha entre duas referências de nível. Série de observações angulares verticais conjugadas ◦ consiste na medição do ângulo vertical do ponto observado, nas duas posições de medição do teodolito (direta e inversa). O valor do ângulo vertical é a média dos valores obtidos nas diversas séries de observações angulares verticais conjugadas. 27/10/2015 16 Definições: Sistema Geodésico Brasileiro (SGB) ◦ conjunto de pontos geodésicos descritores da superfície física da Terra, implantados e materializados na porção da superfície terrestre delimitada pelas fronteiras do país, com vistas às finalidades de sua utilização, que vão desde o atendimento a projetos internacionais de cunho científico, passando pelas amarrações e controles de trabalhos geodésicos e cartográficos, até o apoio aos levantamentos no horizonte topográfico, onde prevalecem os critérios de exatidão sobre as simplificações para a figura da Terra. Definições: Sistema de projeção topográfica (sistema topográfico local) ◦ sistema de projeção utilizado nos levantamentos topográficos pelo método direto clássico para a representação das posições relativas dos acidentes levantados, através de medições angulares e lineares, horizontais e verticais. 27/10/2015 17 Instrumentos de topografia: Equipamentos necessários à obtenção de medidas lineares e angulares num plano horizontal. medidas lineares de distância podem ser de forma direta e indireta; direção angulares ocorrem tanto na horizontal quanto na vertical. Instrumentos de topografia: Instrumentos para medidas lineares diretas ◦ em tais medidas percorre-se um alinhamento a ser medido e são utilizados diastímetros (vários tipos, porém, os mais utilizados são as trenas). No processo de medição direta, além do uso da trena é comum utilizar-se de alguns acessórios tais como: ◦ piquetes, estacas testemunhas, balizas e níveis de cantoneiras. 27/10/2015 18 Instrumentos de topografia: Trenas fitas constituídas de diferentes tipos de material (mais usadas: aço e fibra de vidro), de tamanho e de fabricante; as mais utilizadas são, a fita e trena de aço e a de fibra de vidro. Instrumentos de topografia: Acessórios Piquetes têm por finalidade a materialização de um ponto topográfico, sendo cravado no solo, ficando apenas 3 cm ou 5 cm para fora, sem possíveis movimentos laterais. São de madeiras com seção transversal quadrada e comprimento de 15 a 30 cm. Com o piquete marca-se um ponto de partida aleatório. 27/10/2015 19 Instrumentos de topografia: Acessórios Estacas testemunhas Utilizadas para facilitar a localização dos piquetes, indicando a sua posição aproximada; Características: cravadas próximas ao piquete, cerca de 30 a 50 cm; comprimento variável de 15 a 40 cm e diâmetro variável de 3 a 5 cm. Ajuda na localização do ponto e traz a sua identificação (NR 0). Instrumentos de topografia: Acessórios Balizas o materialização vertical nos pontos topográficos (piquetes), mantendo o alinhamento na medição entre pontos, quando há necessidade de execução de vários lances. o Sãohastes metálicas ou de madeira de secção transversal circular ou oitavada, com 2 m de comprimento, diâmetro de 16 a 20 mm, pintadas de branco e vermelho ou branco e preto alternadamente em faixas de 50 cm permitindo sua visualização à distância e, terminadas em pontas de ferro. Devem ser mantidas na posição vertical, sobre o ponto marcado no piquete, com auxílio de um nível de cantoneira. 27/10/2015 20 Instrumentos de topografia: Acessórios Nível de cantoneira material em forma de cantoneira dotado de bolha esférica destinado a proporcionar a verticalização das balizas. Permite ao auxiliar segurar a baliza na posição vertical sobre o piquete ou sobre o alinhamento a medir. Instrumentos de topografia: Instrumentos para medidas lineares indiretas ◦ as medidas de distâncias horizontais indiretas são feitas por observações em campo com o auxílio de teodolitos e miras estadimétricas. Miras ◦ grandes réguas com comprimento de 1 a 5 m, graduadas (de encaixar ou telescópica), de madeira, fibra de vidro, alumínio. Servem para as leituras estadimétricas na determinação dos desníveis e distâncias indiretas. 27/10/2015 21 Instrumentos de topografia: Leitura de mira ◦ em mira convencional são lidos quatro algarismos, correspondente a valores em metro, decímetro, centímetro e milímetro. Focando a objetiva do aparelho sobre a mira são lidos os fios estadimétricos (fio superior, fio médio e fio inferior). Instrumentos de topografia: Exemplo de leitura primeiro valor na leitura (m) é identificado por algarismos romanos (I, II, III, IIII) ou barras verticais que ficam no início de cada metro correspondente, e por pontos vermelhos (um, dois, três ou quatro); segundo valor (dm) identificado por algarismos arábicos 1, 2, 3...9. terceiro valor da leitura (cm) obtido por meio da graduação existente na mira, onde traços pretos correspondem a um valor ímpar (1, 3, 5, 7, 9) e traços brancos, a um valor par (0, 2, 4, 6, 8). 27/10/2015 22 Instrumentos de topografia: Exemplo de leitura Instrumentos de topografia: Exemplo de leitura 27/10/2015 23 Instrumentos de topografia: Instrumentos de medidas de direção angulares ◦ a medição de ângulos horizontais e verticais com utilização do teodolito é uma das operações básicas da topografia; Existem diversas marcas e modelos de teodolito, classificados em: ◦ finalidade: topográficos, geodésicos e astronômicos; ◦ forma: ópticos-mecânicos ou eletrônicos; ◦ precisão: a NBR 13133 classifica os teodolitos segundo o desvio padrão de uma direção observada em duas posições da luneta (manuais do equipamento descrevem a precisão dos mesmos). Instrumentos de topografia: Teodolitos são compostos por partes principais (sistemas de eixos, círculos graduados ou limbos, luneta de visada e níveis) e acessórios. Sistemas de eixos: VV - Eixo vertical, principal ou de rotação do teodolito eixo em torno do qual o instrumento gira num plano horizontal coincidindo com a vertical do lugar; ZZ - Eixo de colimação ou linha de visada: definido pela linha que une o centro ótico da ocular e da objetiva; KK - Eixo secundário ou de rotação da luneta: eixo em torno do qual gira a luneta. 27/10/2015 24 Instrumentos de topografia: Instrumentos de topografia: Círculos graduados ou limbos disco de metal ou vidro onde está gravada a escala da graduação angular (horizontal e vertical). Luneta de visada tubo cilíndrico, enegrecido internamente, constituído por um sistema de lentes composto de ocular, objetiva e um diafragma (lente intermediária entre as outras duas), que possui fios de retículo, um horizontal e outro vertical, sendo que nos teodolitos mecânicos, um microscópio de leitura angular fica acoplado a luneta. 27/10/2015 25 Instrumentos de topografia: Níveis os níveis de bolha podem ser esféricos (com menor precisão), tubulares, ou digitais, nos equipamentos mais recentes. Acessórios de um teodolito: Parafusos calantes ou niveladores; Parafusos de fixação e aproximação do movimento geral (fixa o corpo do aparelho); Parafusos de fixação e aproximação do movimento particular (fixa os limbos); Nônio ou Verniers; Parafusos de fixação e aproximação da luneta. (ajusta a visada e a leitura angular); Instrumentos de topografia: Acessórios de um teodolito: Parafusos ou anéis de focalização da objetiva e ocular; Parafusos retificadores dos níveis de bolha, retículos, eixo transversal e círculo vertical; Níveis de bolha; Tripé, fio de prumo e prumo ótico (sustentação do nível); Bússola ou declinatória; Display de cristal líquido; Memória interna de gravação. 27/10/2015 26 Instrumentos de topografia: Classificação dos teodolitos quanto ao tipo de leitura: Leitura direta são teodolitos mecânicos, onde a leitura dos ângulos é exposta na periferia do aparelho, vista diretamente na parte externa do mesmo; Prismáticos são analógicos ou mecânicos, onde a leitura é feita com auxílio de espelhos em forma de prismas, localizado dentro do aparelho. Refletem a leitura da graduação indicando o ângulo medido; Instrumentos de topografia: Classificação dos teodolitos quanto ao tipo de leitura: Taqueométricos teodolitos mecânicos ou eletrônicos que medem ângulos como também distâncias horizontais e verticais. Ideais para terrenos acidentados, relevos íngremes; Eletrônicos medem ângulos digitalmente ou ângulos e distâncias digitalmente. Os ângulos são lidos diretamente no visor com display de cristal líquido (LCD), leitura digital. Funciona à pilha ou à bateria. Usado em todo tipo de relevo com ótimas precisões. 27/10/2015 27 Instrumentos de topografia: Quando os teodolitos eletrônicos vem com equipamentos que medem eletronicamente distâncias entre pontos, recebem o nome de estação total. Instrumentos de topografia: Estação total é um teodolito eletrônico (medida angular), um distanciômetro eletrônico (medida linear) e um processador matemático, associados em um só conjunto. A partir de informações medidas em campo, como ângulos e distâncias, uma estação total permite obter informações como: distância reduzida ao horizonte (distância horizontal); desnível entre os pontos (ponto “a” equipamento, ponto “b” refletor); coordenadas dos pontos ocupados pelo refletor, a partir de uma orientação prévia. 27/10/2015 28 Instrumentos de topografia: Estação total é um teodolito eletrônico (medida angular), um distanciômetro eletrônico (medida linear) e um processador matemático, associados em um só conjunto. A partir de informações medidas em campo, como ângulos e distâncias, uma estação total permite obter informações como: distância reduzida ao horizonte (distância horizontal); desnível entre os pontos (ponto “a” equipamento, ponto “b” refletor); coordenadas dos pontos ocupados pelo refletor, a partir de uma orientação prévia. Instrumentos de topografia: Procedimentos para medição com teodolito: Instalação do equipamento o equipamento deve ser corretamente estacionado sobre determinado ponto. Estacionar nivelar o equipamento e centrá-lo sobre determinado ponto topográfico. • Instalação do tripé após escolha do ponto onde será estacionado o equipamento, instala-se o tripé: abre-se o tripé sobre o ponto, procurando deixar sua base numa altura que permita ao observador permanecer em uma posição confortável para manuseio e leitura do equipamento; cravar bem as pontas das pernas do tripé evitando movimento durante as medições. 27/10/2015 29 Instrumentos de topografia: • Observar se a base do tripéestá o mais horizontal possível; ao fazer uma verificação por meio do orifício existente na base do tripé deva-se enxergar o ponto topográfico. Ao final dessa verificação o equipamento já pode ser colocado sobre o tripé e fixado com auxilio do parafuso de fixação; jamais soltar o equipamento antes que o mesmo esteja totalmente preso. • Nivelamento do equipamento com o equipamento fixo sobre o tripé é necessário realizar a centragem e o nivelamento do mesmo. Uma vez nivelado, o prolongamento do seu eixo vertical (principal) estará passando exatamente sobre o ponto. Instrumentos de topografia: • Com auxílio da bolha circular: com as pernas do tripé, observa-se o comportamento da bolha circular, verificando o centro da bolha com o centro da marca de referência (define o eixo). Este eixo aponta para uma das pernas do tripé. Olhar a bolha e abaixar ou subir a referida perna, até perceber a centralização da bolha; daí fixa-se as outras duas pernas. 27/10/2015 30 Instrumentos de topografia: • Com auxílio da bolha cilíndrica: usa-se os parufusos calantes (três), coloca-se o eixo longitudinal da bolha cilíndrica paralelo a um par de parafusos, mexendo-se nesses dois parafusos de forma simultânea e girando-os um no sentido horário e outro no anti-horário, até centralizar bolha; girar o aparelho até que o eixo longitudinal da bolha fique perpendicular com a posição anterior e girar o parafuso restante até centralizar a bolha. Para saber se o aparelho estar nivelado é só dar um giro qualquer no mesmo e verificar se a bolha continua centralizada. Para equipamentos com níveis digitais não é necessário rotacionar o equipamento, basta atuar diretamente no parafuso que está ortogonal a linha definida pelos outros dois. Instrumentos de topografia: Focalização verificar a focalização da luneta permite evitar o problema denominado de paralaxe de observação, o qual acarretará em visadas incorretas. • Focalização dos retículos: devem estar focalizados de forma que estejam sendo vistos com nitidez e bem definidos. Para isso, pode-se observar uma superfície clara, como parede branca ou mesmo o céu, tomando o cuidado de não apontar para o sol, para evitar danos irreversíveis à visão. • Focalização do objeto: após focalização dos retículos, faz-se a pontaria ao objeto desejado e realiza-se a focalização do mesmo. 27/10/2015 31 Instrumentos de topografia: Leitura da direção realizada a pontaria, faz-se a leitura da direção, em equipamentos eletrônicos é um procedimento simples, bastando ler o valor apresentado no visor do mesmo. • Para a leitura da direção horizontal do teodolito, a diferença entre a leitura em pontaria direta (PD) e pontaria inversa (PI) deve ser igual a 180º; • Para leitura do ângulo zenital a soma dos valores de PD e PI deve ser igual a 360º. Condições gerais: Fases (mínimo) que um levantamento topográfico deve ter: planejamento, seleção de métodos e aparelhagem; apoio topográfico; levantamento de detalhes; cálculos e ajustes; original topográfico (cartão); desenho topográfico final; relatório técnico.
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