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TOPOGRAFIA PROFESSORA JOSLAINE DOBELIN ALTIMETRIA É a parte da topografia que trata dos métodos e instrumentos empregados no estudo e na representação do relevo do solo. Estuda as distâncias verticais, diferença de nível, cotas e altitudes formadoras do relevo de um determinado local. Seu produto final é uma planta/carta/mapa tridimensional. REPRESENTAÇÃO DO RELEVO As formas mais comuns de representação do relevo são pontos cotados, curvas de nível, perfil, seção transversal, modelagem numérica do terreno, entre outras. PONTOS COTADOS São pontos distribuídos num plano, representados graficamente, onde se têm as altitudes ou cotas, levantados em um determinado terreno. PONTOS COTADOS CURVAS DE NÍVEL CURVAS DE NÍVEL PERFIL São vistas laterais que representam o relevo de um determinado local. SEÇÃO TRANSVERSAL Formas de representação do relevo através de vistas frontais, perpendiculares ao perfil longitudinal de um determinado local. MODELAGEM NUMÉRICA É um modelo matemático do terreno, onde a partir de uma determinada origem (0,0,0), tem-se para cada ponto do terreno uma coordenada x, y, z, resultando numa visualização tridimensional do terreno. MODELAGEM NUMÉRICA DISTÂNCIAS VERTICAIS Cota ou cota relativa – distância entre um ponto qualquer da superfície da Terra e um plano de referência qualquer. Altitude ou altitude absoluta – distância vertical entre um ponto qualquer da superfície da Terra e o nível médio dos mares. Marégrafo ou Mareográfo Instrumento que registra continuamente o nível da marés (máximo, médio e mínimo) em um determinado ponto da costa. Resultados diário, semanal, mensal ou anual em forma de gráfico chamado de maregrama. Marco altimétrico – No Brasil o datum vertical está localizado em Imbituba – SC desde 1959. DIFERENÇA DE NÍVEL Diferença de altura, altitudes ou cotas entre dois pontos situados na superfície da Terra. CURVAS DE NÍVEL Linhas imaginárias de mesma cota ou altitude e equidistantes entre si, que representam o relevo de um determinado local. NIVELAMENTO TOPOGRÁFICO Operação utilizada para encontrar diferenças de nível no terreno a fim de possibilitar a determinação ou cálculo de altitudes e cotas do terreno através dos seguintes instrumentos: Nível de luneta, teodolito, nível de mangueira, jogo de réguas, estação total, GNSS, barômetro. Podem apresentar exatidão alta, média ou baixa. MÉTODOS DE NIVELAMENTO TOPOGRÁFICO POR SATÉLITE – Sistema de navegação por satélite conhecido por GNSS (Global Navegation Satellite System) que permitem localizar um ponto em qualquer parte da superfície terrestre. TRIGONOMÉTRICO – resulta da obtenção das distâncias verticais através da trigonometria. Obtido por instrumentos como teodolito e estações totais. GEOMÉTRICO – é o mais preciso. Realizado com o nível de luneta através de visadas horizontais sucessivas. NÍVEL DE MANGUEIRA – muito utilizados por construtores em obras residenciais. EXERCÍCIOS DE FIXAÇÃO 1. Defina cota 2. Defina altitude 3. Defina diferença de nível 4. Quais os métodos de nivelamento e qual o mais preciso? 5. Quais as principais formas de representação do relevo? NIVELAMENTO GEOMÉTRICO Realizado através de visadas horizontais sucessivas, para obtenção de leituras do fio médio (FM) em miras-falantes, objetivando-se a obtenção de diferenças de nível (DN), cotas e altitudes entre pontos na superfície de um determinado local. É o nivelamento mais simples de se realizar e mais preciso. ALTURA DO INSTRUMENTO (Aipr) Altura do instrumento ao plano de referência (AIpr). Distância vertical compreendida entre a linha de visada do instrumento e o plano de referência. Pode ser um plano de referência qualquer (PRQ) ou o nível médio dos mares (NMM). Em cada estação só podemos ter uma altura do instrumento com relação ao plano de referência. LEITURAS DE RÉ E VANTE Leitura Ré ou visada Ré é a primeira leitura que se faz numa estação. Há somente uma para cada estação. O nome Ré deriva de referencial pois é feita em um ponto onde se tem cota ou altitude conhecidas. Leitura Vante é a leitura posterior ou posteriores à visada de Ré na mesma estação. Aipr= cota ou altitude no ponto de Ré ou (RN)+ Visada de Ré Cota/altitude= Aipr - visada de Vante CADERNETA DE CAMPO ESTAÇÃO PONTOS VISADOS (PV) LEITURAS AIpr COTA/ALTITUDE RÉ VANTE NIVELAMENTO TRIGONOMÉTRICO Consiste na determinação das diferenças de nível entre dois pontos na superfície da Terra. DN = DH. tg α Ao utilizar um teodolito para realizar a medição deve-se acrescentar à fórmula a altura do instrumento até a superfície do ponto AI e ao se colocar a mira falante, deve-se subtrair o FM da fórmula. DN = AI + X tg α = (LFM + X)/DH DN = (Tg α . DH) – LFM + AI NIVELAMENTO TRIGONOMÉTRICO Para obtenção da altura de um objeto: tg α =X/DH X= tg α.DH Y = X+LFM EXERCÍCIOS 1) Calcular a DNab de um terreno, sabendo-se que ao instalar o teodolito, um topógrafo obteve os seguintes dados: em a (AI=1600 mm e α=30°); em b (FS = 2000 mm; FM = 1500 mm e FI = 1000 mm) 2) Calcular a DN de uma torre sabendo-se que ao instalar o teodolito, um topógrafo obteve os seguintes dados: α=30°; FS=2000 mm; FM = 1500 mm. INSTRUMENTOS E ACESSÓRIOS É realizado com o nível de luneta pois sua luneta é fixa num ângulo vertical zenital de 90° e possui compensadores em seu interior que facilitam a sua calagem ou nivelamento. São usados como acessórios tripé e mira falante. TIPOS DE NIVELAMENTO GEOMÉTRICO Simples – ocorre quando se tem somente uma estação de onde podem ser visados um ou mais pontos. Estação – todo ponto onde o instrumento é instalado Composto – quando não for possível visualizarem-se todos os pontos de um levantamento, devido ao relevo ou distância acima de 80 m, utiliza-se o nivelamento geométrico composto, onde o instrumento será instalado mais de uma vez, e que se dá a partir de uma sucessão de nivelamentos geométrico simples. Altura do instrumento – distância vertical entre o plano de referência e a linha de visada do instrumento NIVELAMENTO GEOMÉTRICO SIMPLES AI = COTA/ALTITUDE INICIAL DA ESTAÇÃO + LEITURA DE RÉ COTA/ALTITUDE INTERMEDIÁRIA OU FINAL = AI – Visada de Vante NIVELAMENTO GEOMÉTRICO COMPOSTO É preciso ter um ponto comum entre as duas estações, chamado de ponto de mudança. TRANSPORTE DE RN RN = REFERÊNCIAL DE NÍVEL Nome atribuído ao processo de transporte de um valor conhecido de cota ou altitude de um ponto topográfico para outro ponto a partir do original. CONTRANIVELAMENTO Processo inverso ao nivelamento. Usado para conferir as altitudes/cotas de diversos pontos topográficos obtidos no nivelamento geométrico. Após a última estação no nivelamento, retira-se o instrumento do local e instala-se novamente, caracterizando-se como uma nova estação, fazendo-se a leitura de ré no último ponto obtido e seguindo-se o percurso inverso ao nivelamento. TOLERÂNCIA DO NIVELAMENTO/CONTRANIVELAMENTO É calculada em função do perímetro percorrido em Km, sem contar com o contranivelamento. A) Alta ordem: tolerância de ± 1,5 mm/Km percorrido B) 1ª ordem: tolerância de ± 2,5 mm/Km percorrido C) 2ª ordem: tolerância de ± 1 cm/Km percorrido D) 3ª ordem: tolerância de ± 3 cm/Km percorrido E) 4ª ordem: tolerância de ± 10 cm/Km percorrido T = 5mm x 𝑫𝑯𝟏/𝟐(Km) ERRO E DISTRIBUIÇÃO Após a realização do contranivelamento compara-se a RN inicial do nivelamento com a cota final do contranivelamento. Se o erro for menor do que a tolerância realiza-se a distribuição do mesmo de forma acumulativa entre as estações. Se o erro for maior que a tolerância realiza-se um novo levantamento. EXERCÍCIOS 1) Defina cota. 2) Defina altitude. 3) Defina plano de referência. 4) Defina altura do instrumento (AI). 5) defina estação. 6) Qual a diferença entre nivelamento geométrico simples e composto? 7) Qual o princípio do nivelamento geométrico? EXERCÍCIOS 8)Foi realizado um lancede nivelamento geométrico entre os pontos A e B, cujas leituras efetuadas na mira foram: FM=1150 (A) e FM=1532 (B). Sabendo-se que a cota do RN=115 cm (ponto de Ré em B), calcular o desnível entre os pontos A e B. 9) De acordo com os dados referentes ao nivelamento (cota em A=20 000 mm; Leitura A= 2,125 m; Leitura B= 2007,5 mm; Leitura C= 09,5 dm) calcular em milímetros as cotas dos pontos B e C. 10) O deve ser feito se o erro for maior que a tolerância ou a tolerância for maior que o erro? 11) O que é contranivelamento? PERFIL LONGITUDINAL É uma representação gráfica do relevo de um determinado local visto de forma lateral em escala horizontal e vertical. Podemos dizer também que são linhas resultantes da interseção de planos verticais com a superfície do terreno. Em topografia podemos ter o perfil longitudinal e transversal do terreno. Perfil longitudinal - corte longitudinal no eixo principal do projeto. No mesmo sentido e mesma distância de estaqueamento. PERFIL LONGITUDINAL Escalas – O desenho de um perfil deve ser realizado em duas escalas, sendo uma horizontal e outra vertical. A horizontal representa a distância horizontal planimétrica e a vertical representa a distância altimétrica. Normalmente a escala vertical é 10 vezes maior que a escala horizontal. Sendo assim quando a escala horizontal for 1/100 a vertical deverá ser 1/10. Estaqueamento – Pocesso realizado em campo, para levantamento de pontos através de nivelamento geométrico, onde se materializa um segmento de retas usando balizas alinhadas (balizamento), marcando-se pontos topográficos, chamados de estacas (E0, E1, E2...). O mais comum é que se faça o estaqueamento com espaçamento de 20 m. Estaca fracionária – realizada quando houver pontos de interesses fora do estaqueamento escolhido. PERFIL LONGITUDINAL Desenho do perfil Verificar qual a distância horizontal foi percorrida. Tendo 5 estacas com espaçamento de 20 m sabemos que foi percorrido 100 m de distância horizontal. Verificar a variação de distância do terreno subtraindo o valor da cota máxima pelo valor da cota mínima. (12000-9250 = 2750 mm) PERFIL LONGITUDINAL Escolha do papel que se deve trabalhar. Normalmente se utilizam os papéis A4, A3, A2, A1 e A0. No exemplo escolheu-se A3. Escolha da escala horizontal – a partir do papel escolhido se faz a relação da distância horizontal com a maior dimensão do papel (caso a distância horizontal seja maior que a vertical) e a relação da distância vertical com a menor dimensão do papel. Pela fórmula de escala, divide-se a distância horizontal do terreno pela maior dimensão do papel, obtendo assim o módulo da escala. PERFIL LONGITUDINAL M = D/d DH = 100 m A3 = (297 x 420 mm) M = 100/0,42 M = 238,095 E = 1: 238,095 Como não é uma escala ideal deve-se utilizar 1: 250 e a vertical 1: 25 (verificar se é menor que a dimensão do papel). Declividade – é a relação entre as distâncias vertical e horizontal multiplicada por 100. (DV/DH) x 100 EXERCÍCIOS 1) Como se dá o processo de estaqueamento? 2) O que é perfil longitudinal? 3) Desenhar o perfil a partir do nivelamento geométrico esboçado na tabela anterior. CURVA DE NÍVEL Representação do relevo a partir de linhas imaginárias que unem pontos de igual altura no terreno e equidistantes entre si. É chamada de curva pois os terrenos naturais apresentam curvatura devido a desgastes. Equidistância – distância vertical constante entre linhas imaginárias formadoras de curva de nível. As escalas utilizadas de acordo com a equidistância são: CURVA DE NÍVEL Quanto menor for a equidistância melhor será a representação do relevo. As curvas de nível, em terrenos naturais, são isentas de curvas bruscas e ângulos vivos, ou seja, devem ter forma suave. As curvas de nível jamais se encontram, pois são linhas imaginárias que possuem altitudes diferentes. Quanto mais afastadas uma das outras mais plano é o terreno e quanto mais próximas mais íngreme. CURVA DE NÍVEL As curvas de nível jamais se interrompem. Dão uma volta completa nela mesma. Na elevação as curvas de nível externas apresentam menor altura que as internas e na depressão as externas apresentam cotas superiores que as internas. Conforme a espessura de seus traços, são classificadas em curvas mestras e intermediárias (comuns). As curvas mestras, geralmente, são múltiplas de 2, 5 e 10 metros e representadas por traços mais grossos para facilitar a visualização. CURVA DE NÍVEL As intermediárias ou comuns são representadas por traços mais fracos, preferencialmente não cotados. As plantas coloridas deverão apresentar a curvas de nível em cor marrom ou sépia e quando for monocromática é necessário utilizar a cor preta. CURVA DE NÍVEL São compostas por talvegues, divisores de água, gargantas... Os talvegues são linhas de recolhimento de água nas curvas de nível. Para encontra-los é só verificar as curvas de menores cotas apontando para as curvas de maiores cotas. TALVEGUE CURVA DE NÍVEL Os divisores de águas são linhas que dividem o sentido de escoamento da água, delimitando as bacias. Para encontrá-los devem-se procurar as elevações, gargantas e curvas onde as cotas de valores maiores apontam para curvas de cotas de menores valores. DIVISOR DE ÁGUAS CURVA DE NÍVEL Garganta é um ponto notável do terreno, situado numa posição mais alta entre dois talvegues e mais baixa entre dois divisores. GARGANTA CURVA DE NÍVEL Quadriculação – consiste em quadricular o terreno com piquetes e bandeiras para a realização do nivelamento geométrico. Após a quadriculação se faz o transporte de RN para obtenção de todas as cotas e o produto final será um plano cotado. Interpolação – Após a quadriculação segue-se para o traçado das curvas de nível com o objetivo de localizar onde passará cada cota estabelecida de acordo com a equidistância. PONTOS COTADOS INTERPOLAÇÃO DE CURVA DE NÍVEL PONTOS 1-2: Onde passa a cota 99,5? Aplicar a regra da proporcionalidade. 99,7-99,3= 0,4m 20 -----0,4 X -------(99,7-99,5) X=10m PONTOS 1-6: Onde passa a cota 99,5? Aplicar a regra da proporcionalidade. 99,7-98,3= 1,4m 20 -----1,4 X -------(99,7-99,5) X= 2,86 m CURVA DE NÍVEL
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