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• Prof. M.Sc. • Janilton Maciel Ugulino TOPOGRAFIA Aula 04 Altimetria: Levantamento Composto OBJETIVOS • Nivelamento geométrico composto • Distribuição de erros • Nivelamento em percurso fechado NIVELAMENTO GEOMETRICO SIMPLES • Na aula passada, nivelamento simples – Diferença de um referencial para outro Plano Horizontal RN: 100m NIVELAMENTO GEOMETRICO SIMPLES • Em campo, usamos o nível A B 1,875m 0,145m NIVELAMENTO GEOMETRICO SIMPLES • Medida de diferenças de nível – Baseada em um único referencial • Distâncias de até 70m... – 100m com muito esforço, e baixa precisão NIVELAMENTO GEOMETRICO COMPOSTO • Medir diferenças em distâncias maiores? Plano de Referência h1 h2 h3 NIVELAMENTO GEOMETRICO COMPOSTO • Medir diferenças em distâncias maiores? – Medir em várias etapas! Plano de Referência h1 h2 h3 NIVELAMENTO GEOMETRICO COMPOSTO • Usamos: referência temporária em cada etapa! Plano de Referência h1 h2 h3 NIVELAMENTO GEOMETRICO COMPOSTO • Usamos: referência temporária em cada etapa! Plano de Referência h1 h2 h3 NIVELAMENTO GEOMETRICO COMPOSTO • Usamos: referência temporária em cada etapa! Plano de Referência h1 Δcota2 h3 Δcota1 h2 NIVELAMENTO GEOMETRICO COMPOSTO • Em campo... – Referência Temporária: Ré – Ponto medido: Vante NIVELAMENTO GEOMETRICO COMPOSTO Ponto Visado Mira ré (m) Mira Vante (m) Cota Provisória (m) Altitude (m) RN 1,498 865,426 E2 1,923 E2 2,799 E3 1,851 E3 2,097 E4 1,339 E4 1,925 E5 1,823 E5 1,550 E6 2,580 Montagem de planilha de campo NIVELAMENTO GEOMETRICO COMPOSTO Ponto Visado Mira ré (m) Mira Vante (m) Cota Provisória (m) Altitude (m) RN 1,498 865,426 E2 1,923 E2 2,799 E3 1,851 E3 2,097 E4 1,339 E4 1,925 E5 1,823 E5 1,550 E6 2,580 Montagem de planilha de campo NIVELAMENTO GEOMETRICO COMPOSTO Ponto Visado Mira ré (m) Mira Vante (m) Cota Provisória (m) Altitude (m) RN 1,498 865,426 E2 1,923 E2 2,799 E3 1,851 E3 2,097 E4 1,339 E4 1,925 E5 1,823 E5 1,550 E6 2,580 Montagem de planilha de campo NIVELAMENTO GEOMETRICO COMPOSTO Ponto Visado Mira ré (m) Mira Vante (m) Cota Provisória (m) Altitude (m) RN 1,498 865,426 E2 1,923 865,001 E2 2,799 E3 1,851 E3 2,097 E4 1,339 E4 1,925 E5 1,823 E5 1,550 E6 2,580 Montagem de planilha de campo NIVELAMENTO GEOMETRICO COMPOSTO Ponto Visado Mira ré (m) Mira Vante (m) Cota Provisória (m) Altitude (m) RN 1,498 865,426 E2 1,923 865,001 E2 2,799 E3 1,851 865,949 E3 2,097 E4 1,339 866,707 E4 1,925 E5 1,823 866,809 E5 1,550 E6 2,580 865,779 Montagem de planilha de campo NIVELAMENTO GEOMETRICO COMPOSTO • Outro caso... NIVELAMENTO GEOMETRICO COMPOSTO • Referência Temporária: Ré • Ponto medido: Vante ou Vante de Mudança • Vante de Mudança: passará a ser referência – Para medidas seguintes, será a nova “Ré” NIVELAMENTO GEOMETRICO COMPOSTO • Referência Temporária: Ré • Ponto medido: Vante ou Vante de Mudança • Vante de Mudança: passará a ser referência – Para medidas seguintes, será a nova “Ré” NIVELAMENTO GEOMETRICO COMPOSTO • É usual chamar as “vantes não de mudança”... – ... de Detalhes • E chamar de vante as vante de mudança Detalhe B Detalhe C Detalhe E Detalhe F Vante D NIVELAMENTO GEOMETRICO COMPOSTO Ponto Visado Mira ré (m) Mira Vante (m) Detalhe (m) Cota Provisória (m) Altitude (m) RN 1,498 865,426 E2 1,923 E3 1,851 E3 2,097 E4 1,339 E6 1,925 E6 1,823 E7 1,550 Montagem de planilha de campo NIVELAMENTO GEOMETRICO COMPOSTO Ponto Visado Mira ré (m) Mira Vante (m) Detalhe (m) Cota Provisória (m) Altitude (m) RN 1,498 865,426 E2 1,923 865,001 E3 1,851 E3 2,097 E4 1,339 E6 1,925 E6 1,823 E7 1,550 Montagem de planilha de campo NIVELAMENTO GEOMETRICO COMPOSTO Ponto Visado Mira ré (m) Mira Vante (m) Detalhe (m) Cota Provisória (m) Altitude (m) RN 1,498 865,426 E2 1,923 865,001 E3 1,851 865,073 E3 2,097 E4 1,339 865,831 E6 1,925 E6 1,823 E7 1,550 Montagem de planilha de campo NIVELAMENTO GEOMETRICO COMPOSTO Ponto Visado Mira ré (m) Mira Vante (m) Detalhe (m) Cota Provisória (m) Altitude (m) RN 1,498 865,426 E2 1,923 865,001 E3 1,851 865,073 E3 2,097 E4 1,339 865,831 E6 1,925 865,245 E6 1,823 E7 1,550 Montagem de planilha de campo NIVELAMENTO GEOMETRICO COMPOSTO Ponto Visado Mira ré (m) Mira Vante (m) Detalhe (m) Cota Provisória (m) Altitude (m) RN 1,498 865,426 E2 1,923 865,001 E3 1,851 865,073 E3 2,097 E4 1,339 865,831 E6 1,925 865,245 E6 1,823 E7 1,550 865,518 Montagem de planilha de campo NIVELAMENTO GEOMETRICO COMPOSTO Ponto Visado Distância (m) Mira ré (m) Mira Vante (m) Detalhe (m) Cota Provisória (m) Altitude (m) RN 40,6 1,498 865,426 E2 40,1 1,923 865,001 E3 39,2 1,851 865,073 E3 38,9 2,097 E4 43,4 1,339 865,831 E6 43,6 1,925 865,245 E6 42,5 1,823 E7 41,7 1,550 865,518 É usual, ainda, indicar a distância ESTADIA Alguns níveis e teodolitos possuem 4 retículos ESTADIA • Usamos as leituras de A e B para confirmar M Confira! NIVELAMENTO GEOMETRICO COMPOSTO Ponto Visado Estadia (m) Distância (m) Mira ré (m) Mira Vante (m) Detalhe (m) Cota Provisória (m) Altitude (m) RN 1,7011,295 40,6 1,498 865,426 E2 2,1231,722 40,1 1,923 865,001 E3 2,0951,656 39,2 1,851 865,073 E3 2,3141,880 38,9 2,097 E4 1,5571,121 43,4 1,339 865,831 E6 2,3171,712 43,6 1,925 865,245 E6 2,0321,615 42,5 1,823 E7 1,7481,352 41,7 1,550 865,518 É usual, ainda, indicar a distância EXERCÍCIOS RESOLVIDOS Ponto Visado Estadia (m) Distância (m) Mira ré (m) Mira Vante (m) Detalhe (m) Cota Provisória (m) Altitude (m) RN 1,6011,199 30,2 865,426 E2 2,1201,722 29,8 E2 1,3950,999 31,3 E3 1,7801,378 32,2 E4 1,5571,121 28,7 E5 2,2181,812 29,6 E5 2,0321,615 30,1 E6 1,7581,342 33,2 1. Complete a planilha abaixo EXERCÍCIOS RESOLVIDOS Ponto Visado Estadia (m) Distância (m) Mira ré (m) Mira Vante (m) Detalhe (m) Cota Provisória (m) Altitude (m) RN 1,6011,199 30,2 1,400 865,426 E2 2,1201,722 29,8 1,921 864,905 E2 1,3950,999 31,3 1,197 E3 1,7801,378 32,2 1,579 864,523 E4 1,5571,121 28,7 1,339 864,763 E5 2,2181,812 29,6 2,015 864,087 E5 2,0321,615 30,1 1,823 E6 1,7581,342 33,2 1,550 864,36 Resolvendo os exercícios FIXANDO OS EXERCÍCIOS Levantamento Geométrico Simple FIXANDO OS EXERCÍCIOS Levantamento Geométrico Simple FIXANDO OS EXERCÍCIOS Levantamento Geométrico Simple Ponto Visado Plano de referência Leitura na Mira Cotas ou altitudes OBS Ré Vante A 2,80 10,00 B 1,70 C 0,40 D 3,40 FIXANDO OS EXERCÍCIOS Levantamento Geométrico Simple Ponto Visado Plano de referência Leitura na Mira Cotas ou altitudes OBS Ré Vante A 12,80 2,80 10,00 B 1,70 11,10 C 0,40 12,40 D 3,40 9,40 Obs: em negrito estão os dados com informação de campo, e os demais os dados calculados FIXANDO OS EXERCÍCIOS Levantamento Geométrico Composta FIXANDO OS EXERCÍCIOS Levantamento Geométrico Composta Tabela 1 Ponto Visado Plano de referência Leitura na Mira Cotas ou altitudes OBS Ré Vante A 2,95 10,00 B 1,00 B (bis*) 3,15 C 0,35 D 3,00 E 0,80 E (bis*) 2,15 F 1,05 FIXANDO OS EXERCÍCIOS Levantamento Geométrico Composta Tabela 1 Ponto Visado Plano de referência Leitura na Mira Cotas ou altitudes OBS Ré Vante A 12,95 2,95 10,00 B 1,00 11,95 B (bis*) 15,10 3,15 C 0,35 14,75 D 3,00 12,10 E0,80 14,30 E (bis*) 16,45 2,15 F 1,05 15,40 Obs: em negrito estão os dados com informação de campo, e os demais os dados calculados * significa que este ponto foi medido duas vezes, sendo uma visada de vante e outra de ré DETERMINAÇÃO DE ERRO a. Considerando Nivelamento de Poligonal Fechado Quando se executa em uma poligonal fechada (ou em looping), ou seja, quando se parte de um ponto de cota conhecido em geral de uma RN, e termina-se nesse mesmo ponto, significa que a cota final deverá ser igual a cota inicial. Logo, a diferença entre a cota inicial e a cota final é o erro cometido no nivelamento: Onde: En - Erro cometido no nivelamento Cf - Cota final Ci - Cota inicial Se Cf > Ci (erro por excesso) Cf < Ci (erro por falta) DETERMINAÇÃO DE ERRO b. Considerando Nivelamento de Poligonal Aberta Quando se executa em uma poligonal aberta, ou seja, quando se parte de um ponto e chega-se em outro ponto, a única maneira de se verificar sua exatidão e controlar o erro por ventura cometido consiste em repetir o nivelamento de trás para frente, o que se denomina Contranivelamento. Na operação de contranivelamento, não é necessário nivelar todas as estacas do nivelamento, bastando fazer o nivelamento dos pontos auxiliares para que, partindo do último, retorne-se ao ponto de partida. A diferença entre a conta do ponto de partida e a cota que for calculada para o ponto de partida ao final do contra nivelamento é o erro cometido no nivelamento: DEFINIÇÃO DA TOLERÂNCIA A definição de tolerância nos nivelamentos varia de acordo com as irregularidades do relevo do terreno e com o numero de estações niveladas (distância nivelada). Para nivelamentos taqueométricos, a ABNT (1994), por exemplo, considera-se uma tolerância conforme a fórmula abaixo, para poligonais principais, sendo “k"a extensão nivelada em km, medida em um único sentido. DISTIBUIÇÃO DO ERRO Quando erro está dentro da tolerância estabelecida, ele é denominado de Erro Admissível. No caso do nivelamento geométrico, a correção deverá ser introduzida em cada mudança da posição do nível, ou, mais precisamente, nas visadas ré, sendo igual à divisão do erro admissível pelo numero de instalações do nível: DISTIBUIÇÃO DO ERRO A correção será feita com sinal contrário ao do erro no nivelamento: Outra característica é que a correção será cumulativa, de modo a compensar as correções anteriores, deve-se ainda observar que: • Para a correção, deve-se evitar valores menores do que o milímetro, em virtude da precisão das visadas dos nivelamentos topográficos; logo, em caso de valores sem divisão exata (decimais), deve-se arredondar e adotar valores inteiros em milímetro. • Com a alteração da leitura da visada ré, com a respectiva alteração do PR, todas as cotas deverão ser recalculadas DISTIBUIÇÃO DO ERRO Para o caso do nivelamento trigonométrico de uma poligonal, após calcular o erro e sua tolerância, sugere-se a seguinte expressão: Pode-se ainda, distribuir o erro proporcionalmente às distâncias dos lados da poligonal. ERRO TOLERÁVEL • Imagine: sabemos a cota de 2 extremos • Queremos medir as cotas intermediárias • Vamos medir uma a uma... RN1: 100m 140m 165m 133m 170m 195m 186m 850m 240,004m RN2: 240m 210m240,004m ≠ 240m Será que esse erro é tolerável? ERRO TOLERÁVEL • O erro ser tolerável depende da: – Precisão do levantamento – Distância entre os pontos medidos com diferença de cota • A fórmula para o erro tolerável é: 𝑓 = 𝑘 . 𝑠 – f – Erro tolerável (em mm); – k – Cte. de precisão do levantamento (usamos 10mm/km1/2); – s – Distância entre os pontos, em km. 𝑓 = 10 . 𝑠 ERRO TOLERÁVEL • Valor obtido tem uma diferença de 4mm • O erro é tolerável! • No caso do exemplo: – k = 10mm/km1/2 – s = 0,85km 𝑓 = 10 . • f = 9,2mm 0,85 ! DISTRIBUINDO O ERRO Ponto Visado Estadia (m) Distância (m) Mira ré (m) Mira Vante (m) Detalhe (m) Cota Provisória (m) Altitude (m) RN 1,7011,295 40,6 1,498 865,426 E2 2,1231722 40,1 1,923 865,001 E3 2,0951,656 39,2 1,851 865,073 E3 2,3141,880 38,9 2,097 E4 1,5571,121 43,4 1,339 865,831 E6 2,3171,712 43,6 1,925 865,245 E6 2,0321,615 42,5 1,823 E7 1,7481,352 41,7 1,550 865,518 E se descobrimos que N(E7) = 865,522? Erro de 4mm DISTRIBUINDO O ERRO Ponto Visado Estadia (m) Distância (m) Mira ré (m) Mira Vante (m) Detalhe (m) Cota Provisória (m) Altitude (m) RN 1,7011,295 40,6 1,498 865,426 E2 2,1231722 40,1 1,923 865,001 E3 2,0951,656 39,2 1,851 865,073 E3 2,3141,880 38,9 2,097 E4 1,5571,121 43,4 1,339 865,831 E6 2,3171,712 43,6 1,925 865,245 E6 2,0321,615 42,5 1,823 E7 1,7481,352 41,7 1,550 865,518 Primeiro, verificamos se o erro é tolerável Pontos de Detalhes não entram na conta DISTRIBUINDO O ERRO Ponto Visado Estadia (m) Distância (m) Mira ré (m) Mira Vante (m) Detalhe (m) Cota Provisória (m) Altitude (m) RN 1,7011,295 40,6 1,498 865,426 E2 2,1231722 40,1 1,923 865,001 E3 2,0951,656 39,2 1,851 865,073 E3 2,3141,880 38,9 2,097 E4 1,5571,121 43,4 1,339 865,831 E6 2,3171,712 43,6 1,925 865,245 E6 2,0321,615 42,5 1,823 E7 1,7481,352 41,7 1,550 865,518 Primeiro, verificamos se o erro é tolerável Soma: 246,5m f = 10 . 0,2465 f = 5mm 4mm < 5mm → OK DISTRIBUINDO O ERRO Ponto Visado Estadia (m) Distância (m) Mira ré (m) Mira Vante (m) Detalhe (m) Cota Provisória (m) Ajuste RN 1,7011,295 40,6 1,498 865,426 +0 E2 2,1231722 40,1 1,923 865,001 +1 E3 2,0951,656 39,2 1,851 865,073 E3 2,3141,880 38,9 2,097 E4 1,5571,121 43,4 1,339 865,831 E6 2,3171,712 43,6 1,925 865,245 E6 2,0321,615 42,5 1,823 E7 1,7481,352 41,7 1,550 865,518 Se é tolerável vamos dividir o erro Soma: 246,5m 4 / 246,5 = 0,0162mm RN→E2 = 80,70 80,70*0,0162=1,3mm DISTRIBUINDO O ERRO Ponto Visado Estadia (m) Distância (m) Mira ré (m) Mira Vante (m) Detalhe (m) Cota Provisória (m) Ajuste RN 1,7011,295 40,6 1,498 865,426 +0 E2 2,1231722 40,1 1,923 865,001 +1 E3 2,0951,656 39,2 1,851 865,073 +1 E3 2,3141,880 38,9 2,097 E4 1,5571,121 43,4 1,339 865,831 E6 2,3171,712 43,6 1,925 865,245 E6 2,0321,615 42,5 1,823 E7 1,7481,352 41,7 1,550 865,518 Se é tolerável vamos dividir o erro Soma: 246,5m 4 / 246,5 = 0,0162mm RN→E3 = 79,80 79,80*0,0162=1,3mm DISTRIBUINDO O ERRO Ponto Visado Estadia (m) Distância (m) Mira ré (m) Mira Vante (m) Detalhe (m) Cota Provisória (m) Ajuste RN 1,7011,295 40,6 1,498 865,426 +0 E2 2,1231722 40,1 1,923 865,001 +1 E3 2,0951,656 39,2 1,851 865,073 +1 E3 2,3141,880 38,9 2,097 E4 1,5571,121 43,4 1,339 865,831 +3 E6 2,3171,712 43,6 1,925 865,245 E6 2,0321,615 42,5 1,823 E7 1,7481,352 41,7 1,550 865,518 Se é tolerável vamos dividir o erro Soma: 246,5m 4 / 246,5 = 0,0162mm RN→E4 = 162,1 162,1*0,0162=2,6mm DISTRIBUINDO O ERRO Ponto Visado Estadia (m) Distância (m) Mira ré (m) Mira Vante (m) Detalhe (m) Cota Provisória (m) Ajuste RN 1,7011,295 40,6 1,498 865,426 +0 E2 2,1231722 40,1 1,923 865,001 +1 E3 2,0951,656 39,2 1,851 865,073 +1 E3 2,3141,880 38,9 2,097 E4 1,5571,121 43,4 1,339 865,831 +3 E6 2,3171,712 43,6 1,925 865,245 E6 2,0321,615 42,5 1,823 E7 1,7481,352 41,7 1,550 865,518 Se é tolerável vamos dividir o erro Soma: 246,5m 4 / 246,5 = 0,0162mm RN→E6 = 162,1 162,1*0,0162=2,6mm EXERCÍCIOS RESOLVIDOS Apresentado a figura abaixo de um nivelamento geométrico composto e responda e preencha a planilha: a. Calcule as Cotas dos pontos; b.Verifique o calculo da planilha; c.Determine o erro do nivelamento; d. Defina a tolerância (considerando o comprimento nivelado k=1.385m); e.Distribua o erroEXERCÍCIOS RESOLVIDOS EXERCÍCIOS RESOLVIDOS Ponto Visado Plano de Referência Mira ré (m) Mira Vante (m) Cota/Altitude (m) Correção Acumulada Cota Corrigida OBS RN 0,438 50,000 A 1,795 B 3,542 bis 0,509 C 2,064 D 3,285 bis 3,811 E 2,053 F 0,276 bis 3,794 G 2,082 RN 1,444 EXERCÍCIOS RESOLVIDOS a. Calcule as Cotas dos pontos; PR = Cota + Ré PRRN = CotaRN + RéRN = 50,0000+0,438 = 50,438m CotaA = PRRN - VanteA = 50,438-1,795 = 48,643m CotaB = PRRN - VanteB = 50,438-3,542 = 46,896m PRB = CotaB + RéB = 46,896+0,509 = 47,405m Cotac = PRB - Vantec = 47,405-2,064 = 45,339m CotaD = PRB - VanteD = 47,405-3,285 = 44,120m PRD = CotaD + RéD = 44,120+3,811 = 47,931m CotaE = PRD - VanteE = 47,931-2,053 = 45,878m EXERCÍCIOS RESOLVIDOS Ponto Visado Plano de Referência Mira ré (m) Mira Vante (m) Cota/Altitude (m) Correção Acumulada Cota Corrigida OBS RN 50,438 0,438 50,000 A 1,795 48,643 B 3,542 46,896 bis 47,405 0,509 C 2,064 45,341 D 3,285 44,120 bis 47,931 3,811 E 2,053 45,878 F 0,276 47,655 bis 51,449 3,794 G 2,082 49,367 RN 1,444 50,005 EXERCÍCIOS RESOLVIDOS b. Verifique o Cálculo da Planilha; ∑Ré - ∑Vante = CotaChegada - CotaInício ∑Ré = 0,438+0,509+3,811+3,794 = 8,552m ∑Vante= 3,542+3,285+0,276+1,444 = 8,547m CotaChegada = 50,005m CotaInício = 50,000m ∑Ré - ∑Vante = CotaChegada - CotaInício 8,552-8,547 = 50,005-50,000 0,005m = 0,005m Considerar apenas Vante de mudança EXERCÍCIOS RESOLVIDOS b. Determine o erro do Nivelamento; é uma poligonal fechada logo: E=Cotaf - Cotai Ci = 50,000 e Cf = 50,005 E = 50,005-50,000 → E = +0,005m (+5mm, por excesso) EXERCÍCIOS RESOLVIDOS c. Defina a tolerância; Comprimento nivelado K=1.385,00m; Nivelamento de precisão de 2ª ordem - fator = 12mm T = fator . √K → T = 12mm . √1,385 → T = ±14,1mm T ≌ ±14mm EXERCÍCIOS RESOLVIDOS c. Distribua o erro admissível; Sendo o erro admissível, por excesso, a correção terá sinal contrário (negativo), dado pela expressão: EXERCÍCIOS RESOLVIDOS Ponto Visado Plano de Referência Mira ré (m) Mira Vante (m) Cota/Altitude (m) Correção Acumulada Cota Corrigida OBS RN 50,438 0,438 50,000 A 1,795 48,643 -0,001 48,642 B 3,542 46,896 -0,001 46,895 bis 47,405 0,509 C 2,064 45,341 -0,002 45,339 D 3,285 44,120 -0,002 44,118 bis 47,931 3,811 E 2,053 45,878 -0,003 45,875 F 0,276 47,655 -0,003 47,652 bis 51,449 3,794 G 2,082 49,367 -0,005 49,362 RN 1,444 50,005 -0,005 50,000 BOA NOITE A TODOS
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