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AULA 03 LEVANTAMENTOS TOPOGRÁFICOS E PLANIMETRIA, TAQUEOMETRIA, INTRODUÇÃO A PLANIALTIMETRIA Professor Pedro Andrade Tipos de levantamentos topográficos Procedimentos: aéreos terrestres Finalidade: planimétricos altimétricos 2 Levantamento topográfico pelo processo fotogramétrico 3 4 Medidas topográficas: Medidas angulares: ângulos horizontais: entre alinhamentos ângulo horário deflexão de orientação rumo azimute ângulos verticais de inclinação (i) zenital (z) nadiral (z’) 5 Medidas topográficas: Medidas lineares: Procedimento: direto - trena indireto – taqueometria, barra horizontal, MED Finalidade: horizontal - DH vertical (diferença de nível) - DV 6 Rumo: É o menor ângulo formado entre a linha norte-sul e o alinhamento. Varia de 0° a 90º e é necessário indicar a qual quadrante pertence. Azimute: É o ângulo entre o norte e o alinhamento seguindo o sentido horário e sem a necessidade de determinação do quadrante em que o mesmo se encontra. Varia de 0º a 360º. Ângulos horizontais de orientação: Azimute e Rumo 8 Levantamento topográfico planimétrico Levantamento de pontos da rede de referência Poligonal aberta Poligonal fechada Levantamento de pontos de detalhes Irradiação Intersecção 9 Levantamento topográfico planimétrico – princípio Cálculo dos azimutes Cálculo das coordenadas cartesianas 10 Levantamento topográfico por poligonação A poligonação é um dos métodos para determinar coordenadas de pontos em Topografia, principalmente para a definição de pontos de apoio planimétricos. Uma poligonal consiste em uma série de linhas consecutivas onde são conhecidos os comprimentos e direções, obtidos através de medições em campo. O levantamento de uma poligonal é realizado através do método de caminhamento, percorrendo-se o contorno de um itinerário definido por uma série de pontos, medindo-se todos os ângulos, lados e uma orientação inicial. A partir destes dados e de uma coordenada de partida, é possível calcular as coordenadas de todos os pontos. Levantamento topográfico por poligonação Um dos elementos necessários para a definição de uma poligonal são os ângulos formados por seus lados. A medição destes ângulos pode ser feita utilizando técnicas como pares conjugados, repetição ou outra forma de medição de ângulos. Normalmente são determinados os ângulos externos ou internos da poligonal. Também, é comum realizar a medida dos ângulos de deflexão dos lados da poligonal. Levantamento topográfico por poligonação Levantamento topográfico por poligonação O sentido de caminhamento para o levantamento da poligonal será considerado o sentido horário. No sentido de caminhamento da poligonal, a estação anterior denomina-se de estação RÉ e a estação seguinte de VANTE. Medição Distância Indireta:Taquemoetria Medição Distância Indireta:Taquemoetria Medição Distância Indireta:Taquemoetria Medição Distância Indireta:Taquemoetria Medição Distância Indireta:Taquemoetria Medição Distância Indireta:Taquemoetria Justificativa O estudo topográfico tem um importante papel na construção das estradas, pois através de levantamentos dos terrenos e seus relevos, pode-se avaliar os melhores traçados após o conhecimento das seções transversais e longitudinais do terreno, reduzindo os custos com o volume de terra movimentado. E é no estudo e implantação desses traçados uma das aplicações mais importantes da Planimetria. Justificativa As normas técnicas da ABNT que tratam dos procedimentos para o Levantamento Topográfico e para o Levantamento Planialtimétrico e Cadastral de imóvel urbanizado para fins com área até 25.000 m2, de estudos, projetos e edificação, são respectivamente a NBR 13133 e NBR 14645-1. Sistemas de Unidades de Medida A unidade de medida internacional para medidas lineares é o metro(m) O sistema métrico admite múltiplos (km, hm e dam) e submúltiplos (dm, cm, mm) A unidade de medida de superfície padrão é o metro quadrado(m²) Em topografia o múltiplo hectare (ha) é utilizado com mais frequência e corresponde a 10.000 m² Sistemas de Unidades de Medida A unidade de medida Volumétrica padrão é o metro cúbico(m³) A unidade de medida angular mais utilizado na topografia é o grau (sistema sexagesimal) Decimalização, sistema centesimal e radianos. Exemplos conversão angular Sistema sexagesimal: A maior parte dos países utiliza a divisão do círculo em 360 partes ou graus; Ex: 37o 15’30” o ’ ” para decimais 37, 15/60 e 30/3600 = 37,2583333... Decimais para o ’ ” : 37o ,258333 x 60 15’ ,499999 x 60 30” Exemplos conversão angular Sistema Centesimal: Na maioria dos países europeus, o círculo é divido em 400 partes ou grados(atualmente gon); Ex: 122,3968 gon ao multiplicar por 0,9 têm-se o resultado em graus (decimais). Radianos: ângulo inscrito no centro do círculo por um arco de comprimento igual ao raio desse círculo. Como o comprimento da circunferência é igual a 2r, assim: 1 radianos é igual a 360/2 = 57,30º 1 gon é igual a 0,01571 radianos Princípios básicos da Gramometria Parte-se do pressuposto que cálculos topográficos são balizados a base dos pela geometria plana e limita-se a realizar, genericamente, medição de distâncias no plano. Entre os pontos, por estarem em cotas distintas, torna-se necessário a projeção do segmento que os une num plano horizontal. Exemplo Gramometria - Precisão Baixa precisão – para medição expedita de uma distância, comprimentos curtos, até 50 metros Representados em 0,1% a 0,2%(10 por exemplo. escalas inferiores a a 1:20.000; Erro relativo 20cm cada 100m) Gramometria - Precisão Média para precisão – tolerância admissível maioria das medições em topografia. É normalmente utilizada para representar generalidades na escala 1:500 e superiores; Erro relativo 0,01% a 0,02%(1 a 2cm cada 100m) Gramometria - Precisão Alta precisão – utilizada para densificar a rede topográfica de precisão – RGB. Todas as escalas. Erro relativo menor que 0,01%. %(menor que 1cm a cada 100m) Gramometria - Processos Divisão dos processos e instrumentos empregados nas determinações de distâncias entre dois pontos: em que se percorre os Diretos - aqueles pontos a se medir Indiretos - aqueles que os pontos são medidos por visadas ou conhecimento de suas coordenadas Processos diretos Medição a passos Tem como vantagens a praticidade por não precisar de nenhum equipamento e a rapidez em aferir determinadas distâncias; Baixa Precisão Processos diretos Hodômetros e Rodas de Medição O procedimento de medição através de uma roda girando e um contador de voltas (dispositivo atrelado a roda - hodômetro) é uma técnica que reduz o tempo de trabalho da medição se comparado a medição a passos. Baixa Precisão Processos diretos As trenas de fibra de vidros foram criadas e inseridas no apresentando vantagens mercado sobre as outras trenas (aço) já existentes tais como: dureza, capacidade de não sofrer alterações quando submetido a mudança de temperatura e umidade e apresentam um menor risco quando a equipamentos usadas próximos elétricos. Média Precisão Erros comuns nos Processos diretos Erro de horizontalidade do diastímetro (erro grosseiro) terceira pessoa observando a Evitar com uma posição correta. Erros comuns nos Processos diretos Erro de catenária Esticar bem aplicando a tensão correta para vencer o peso próprio do diastímetro Erros comuns nos Processos diretos Desvio vertical da baliza (erro grosseiro) Erros comuns nos Processosdiretos Engano ou erro grosseiro Quando o valor medido extrapola o desvio- padrão da medida, normalmente detecção e está associado à desatenção é de fácil do operador ou mesmo do anotador. Erros Aleatórios, Acidentais ou Estocásticos Quando existe uma flutuação do valor medido ao redor de um valor dito médio, também conhecido como acidental, estocástico ou randômico, não tem causa conhecida e está intimamente ligado às propriedades estatísticas das observações. Erros comuns nos Processos diretos Erros Sistemáticos Quando o diminuído valor medido é acrescido ou de quantidades constantes. Relacionados ao ajuste dos instrumentos Levantamento topográfico altimétrico Nivelamento geométrico Nivelamento trigonométrico Taqueometria Conceitos: 43 DN=(RE)-(VANTE) Nivelamento geométrico 44 Nivelamento trigonométrico DN=Dh * tg(i) + h(t) – h(pv) DN: diferença de nível Dh: distância horizontal i: ângulo vertical de inclinação h(t): altura do teodolito h(pv): altura do ponto visado 45 Processos indiretos São as medições realizadas sem percorrer o alinhamento, obtêm-se as medidas através de visadas ou de coordenadas dos pontos. Os instrumentos utilizados para medição indireta podem são os distanciômetros, que ser óticos, mecânicos ou eletrônicos. TEODOLITO Estadimetria ou Taqueometria Taqueômetros estadimétricos são os teodolitos com luneta portadora dos retículos estadimétricos que são constituídos basicamente por 3 fios horizontais e um vertical. De Baixa a média Precisão Mira Graduada A E C D F G AC BC fm fi fs B = AF EF AC CD AF FG = AC BC+CD AF EF +FG = BD EG sendo: AC (D) DIST A SER DETERMINADA AF (f) DISTANCIA FOCAL BD (m) LEITURA ESTADIMÉTRICA (Fs-Fi) EG (h) ALTURA FIOS DO RETÍCULO CONCLUI-SE: D m f h = . . = . D m . f = h g = f/h Constante aparelho LUNETA MIRA Precisão 1/250 a 1/5.000 Levantamentos expeditos e checagem de levantamentos precisos (obsoletos) Luneta Dh Dh = g(Fs-Fi)SenZ g=100 (Constante Aparelho) Fs=1,410 Fm=1,357 Fi=1,304 Seno Ângulo Zenital Ângulo Zenital Ângulo de inclinação Zênite - diretamente acima do observador Nadir – diretamente abaixo do observador Direção Horizontal 90º Representação do relevo Pontos cotados Curvas de nível Perfil topográfico longitudinal secções transversais MDT 52 53 Planta topográfica planialtimétrica Representação com curvas de nível todos os pontos de uma curva de nível se encontram na mesma altitude 54 Linha de talvegue Linha de cumiada Linhas notáveis do terreno 55 56 Linha de cumiada 57 58 59 60 Traçado das curvas de nível: as curvas de nível tendem a ser quase que paralelas entre si cada curva de nível fecha-se sempre sobre si mesma as curvas de nível nunca se cruzam, podendo se tocar em saltos d'água ou despenhadeiros em regra geral, as curvas de nível cruzam os cursos d'água (talvegues) em forma de "V", perpendicularmente, com o vértice apontando para a nascente em regra geral, as curvas de nível cruzam as linhas divisoras de águas (cumeadas) em forma de “U“, perpendicularmente 61 Modelo digital de terreno 62 Planta topográfica planialtimétrica 63 64 65 66 67 68