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NIVELAMENTO GEOMÉTRICO GEA 104 – TOPOGRAFIA / ALTIMETRIA Profa. Dra. Mirléia Aparecida de Carvalho Profa. Mirléia Aparecida de Carvalho – GEA 104 – Topografia/Altimetria CONTEÚDO 1. INTRODUÇÃO. 2. CONCEITO. 3. MEDIÇÃO COM O NÍVEL TOPOGRÁFICO. 4. NIVELAMENTO: 4.1. SIMPLES. 4.2. COMPOSTO. 5. ALGUNS EXEMPLOS DE APLICAÇÃO. 6. LEVANTAMENTO TOPOGRÁFICO DE UM PERFIL: 6.1. POLIGONAL ABERTA: 6.1.1. CAMPO. 6.1.2. ESCRITÓRIO. 6.1.3. EXEMPLOS. 6.2. POLIGONAL FECHADA: 6.2.1. CAMPO. 6.2.2. ESCRITÓRIO. 6.2.3. EXEMPLOS. 7. FONTES DE ERRO EM UM NIVELAMENTO GEOMÉTRICO: 7.1. EXEMPLOS. 1. INTRODUÇÃO Baseia-se na geometria plana: distância entre duas retas ou dois planos paralelos é constante; a a’ b b’ c c’ d d’ pp’ = aa’ = bb’ = cc’ = dd’ Profa. Mirléia Aparecida de Carvalho – GEA 104 – Topografia/Altimetria INTRODUÇÃO É o mais preciso dos métodos. Instrumento: nível: NÍVEL ÓPTICO 3 NÍVEL LASER NÍVEL ELETRÔNICO Profa. Mirléia Aparecida de Carvalho – GEA 104 – Topografia/Altimetria INTRODUÇÃO SISTEMA DE EIXOS DOS NÍVEIS Profa. Mirléia Aparecida de Carvalho – GEA 104 – Topografia/Altimetria INTRODUÇÃO Não apresenta movimento vertical da luneta Gira em torno do eixo vertical • Não mede ângulos - distâncias curtas; e • Forma um plano de visada. Fonte: Adaptado de Veiga (2004) SISTEMA DE EIXOS DOS NÍVEIS Profa. Mirléia Aparecida de Carvalho – GEA 104 – Topografia/Altimetria INTRODUÇÃO Fonte: Adaptado de Veiga (2004) 2 Acessórios: tripé, trena, piquete, estaca, baliza e régua graduada ou mira; Profa. Mirléia Aparecida de Carvalho – GEA 104 – Topografia/Altimetria INTRODUÇÃO SISTEMA DE EIXOS DOS NÍVEIS Profa. Mirléia Aparecida de Carvalho – GEA 104 – Topografia/Altimetria INTRODUÇÃO Fonte: Adaptado de Veiga (2004) FS = Fio superior FM = Fio médio FI = Fio inferior Fio vertical 2 Profa. Mirléia Aparecida de Carvalho – GEA 104 – Topografia/Altimetria INTRODUÇÃO ENTENDENDO A RÉGUA (MIRA) Profa. Mirléia Aparecida de Carvalho – GEA 104 – Topografia/Altimetria INTRODUÇÃO PRIMEIRO NÚMERO = METRO ENTENDENDO A RÉGUA (MIRA) Profa. Mirléia Aparecida de Carvalho – GEA 104 – Topografia/Altimetria INTRODUÇÃO SEGUNDO NÚMERO = DECÍMETRO ENTENDENDO A RÉGUA (MIRA) Profa. Mirléia Aparecida de Carvalho – GEA 104 – Topografia/Altimetria INTRODUÇÃO TERCEIRO NÚMERO = CENTÍMETRO 1 cm 1 cm 1 cm 1 cm 1 cm ENTENDENDO A RÉGUA (MIRA) Profa. Mirléia Aparecida de Carvalho – GEA 104 – Topografia/Altimetria INTRODUÇÃO QUARTO NÚMERO = MILÍMETRO ENTENDENDO A RÉGUA (MIRA) Profa. Mirléia Aparecida de Carvalho – GEA 104 – Topografia/Altimetria INTRODUÇÃO QUARTO NÚMERO = MILÍMETRO PRIMERIO NÚMERO = METRO SEGUNDO NÚMERO = DECÍMETRO TERCEIRO NÚMERO = CENTÍMETRO LEITURA DA RÉGUA (MIRA) 0,900 m 0,921 m 0,968 m 1,005 m 0,850 m Profa. Mirléia Aparecida de Carvalho – GEA 104 – Topografia/Altimetria INTRODUÇÃO 2. CONCEITO Método de determinação das diferenças de altitudes ou de cotas entre pontos a partir da medição da distância vertical entre cada um deles e um plano horizontal de referência, gerado por intermédio de um instrumento topográfico denominado nível. Profa. Mirléia Aparecida de Carvalho – GEA 104 – Topografia/Altimetria Fonte: Adaptado de Silva e Segantine (2015) CA DNAB FMB FMA Plano de Vista do Aparelho CB Profa. Mirléia Aparecida de Carvalho – GEA 104 – Topografia/Altimetria CONCEITO Plano de Referência Plano de Vista do Aparelho Plano de Referência ADAPTADO: http://topografia-turmav2c-uam.blogspot.com/2015/09/ Plano da Luneta (PL) 3. MEDIÇÃO COM O NÍVEL TOPOGRÁFICO Profa. Mirléia Aparecida de Carvalho – GEA 104 – Topografia/Altimetria INTRODUÇÃO 4. NIVELAMENTO i = Altura do instrumento; FM = leitura do fio médio (fio nivelador); DN = diferença de nível. i FM DN Profa. Mirléia Aparecida de Carvalho – GEA 104 – Topografia/Altimetria NIVELAMENTO 4.1. NIVELAMENTO SIMPLES Fonte: Silva e Segantine (2015) \ (a) NÍVEL NO ALINHAMENTO (b) NÍVEL EM UM PONTO QUALQUER Profa. Mirléia Aparecida de Carvalho – GEA 104 – Topografia/Altimetria NIVELAMENTO 4.2. NIVELAMENTO COMPOSTO \ \ Fonte: Adaptado de Silva e Segantine (2015) Ré (a) NÍVEL NO ALINHAMENTO (b) NÍVEL EM UM PONTO QUALQUER Profa. Mirléia Aparecida de Carvalho – GEA 104 – Topografia/Altimetria NIVELAMENTO 5. ALGUNS EXEMPLOS DE APLICAÇÃO Profa. Mirléia Aparecida de Carvalho – GEA 104 – Topografia/Altimetria 6. LEVANTAMENTO TOPOGRÁFICO DE UM PERFIL 6.1. POLIGONAL ABERTA: ponto inicial não coincide com o ponto final. 6.1.1. CAMPO 6.1.2. ESCRITÓRIO 6.2. POLIGONAL FECHADA: ponto inicial coincide com o ponto final. 6.2.1. CAMPO 6.2.2. ESCRITÓRIO Profa. Mirléia Aparecida de Carvalho – GEA 104 – Topografia/Altimetria 6.1. POLIGONAL ABERTA 6.1.1. campo a. Reconhecer a área: CROQUI Profa. Mirléia Aparecida de Carvalho – GEA 104 – Topografia/Altimetria b. Reunir: pessoal qualificado; instrumentos e acessórios; c. Marcar o alinhamento; d. Estaquear o perfil: pontos de inflexão ou de 10 em 10 ou 20 em 20 m; e. Realizar o levantamento planimétrico do estaqueamento (DH entre os pontos); f. Realizar o nivelamento do estaqueamento: f1. Estabelecer uma Referência de Nível Local (RNL) ou Referência de Nível Verdadeira (RNV); f2. Escolher um local para estacionar o aparelho; f3. Estacionar o aparelho; f4. Fazer as leituras começando pela RNL ou RNV e anotar em uma caderneta de campo (Caderneta de Nivelamento): Profa. Mirléia Aparecida de Carvalho – GEA 104 – Topografia/Altimetria POLIGONAL ABERTA - CAMPO MODELO DA CADERNETA DE CAMPO DE NIVELAMENTO ES PV VISADA [m] PL [m] COTAS [m] OBSERVAÇÕES RÉ VANTE Estação Ponto visado Leitura do fio médio em um ponto de cota conhecida Leitura do fio médio em um ponto que se deseja determinar a cota Distância entre o plano formado pelo eixo ótico da luneta e o plano de referência Altitude ou altura Observações relevantes: localização dos pontos, valor da cota de referência, distância entre os pontos, etc. Profa. Mirléia Aparecida de Carvalho – GEA 104 – Topografia/Altimetria POLIGONAL ABERTA - CAMPO CADERNETA DE NIVELAMENTO ES PV LEITURAS DO FM PL COTAS OBSERVAÇÕES RÉ VANTE Estação P0 ... Pn RNL coincide com Po; CRNL = valor arbitrado ou conhecido ATENÇÃO: Para as estacas de mudança: o último ponto de leitura com o aparelho em uma posição será o primeiro ponto de leitura com o aparelho na posição seguinte; Pelos menos até familiarizar-se com as leituras: verificar (FS – FM = FM – FI) Profa. Mirléia Aparecida de Carvalho – GEA 104 – Topografia/Altimetria POLIGONAL ABERTA - CAMPO \ \ Fonte: Adaptado de Silva e Segantine (2015) Ré Profa. Mirléia Aparecida de Carvalho – GEA 104 – Topografia/Altimetria Estaca inicial Estaca final Estacas intermediárias POLIGONAL ABERTA - ESCRITÓRIO Estaca de mudança g. Verificar o erro cometido na operação de campo (e): OPERAÇÃO DE CONTRANIVELAMENTO: nivelamento no sentido contrário (leitura de Pn para P0) CADERNETA DE CONTRANIVELAMENTO ES PV LEITURAS DO FM PL COTAS OBSERVAÇÕES RÉ VANTE Estação Pn ... P0 RNL coincide com Po;CRNL = valor arbitrado ou conhecido ATENÇÃO: No contranivelamento a medição é feita no sentido contrário do nivelamento. Profa. Mirléia Aparecida de Carvalho – GEA 104 – Topografia/Altimetria POLIGONAL ABERTA - CAMPO 6.1.2. ESCRITÓRIO a. Calcular a caderneta de Nivelamento: a1. Plano da Luneta (PL): a2. Cota (C): em que: CRN = cota conhecida (RNL ou RNV); VR = visada à Ré (visada à um ponto de cota conhecida); CPn = cota de um ponto qualquer; VVPn = visada à Vante (visada à um ponto que se deseja determinar a cota). ATENÇÃO: Repetir os cálculos para cada mudança do aparelho. Profa. Mirléia Aparecida de Carvalho – GEA 104 – Topografia/Altimetria POLIGONAL ABERTA - ESCRITÓRIO ADAPTADO: http://topografia-turmav2c-uam.blogspot.com/2015/09/ Profa. Mirléia Aparecida de Carvalho – GEA 104 – Topografia/Altimetria Plano de vista do aparelho PL = 100,00 + 1,60 = 101,60 CA = 100,00 m CB = 101,60 – 3,10 = 98,50 m CB = 101,60 – 2,80 = 98,80 m POLIGONAL ABERTA - ESCRITÓRIO Plano de Referência a3. Verificação dos cálculos: Profa. Mirléia Aparecida de Carvalho – GEA 104 – Topografia/Altimetria POLIGONAL ABERTA - ESCRITÓRIO b. Calcular a caderneta de Contranivelamento: b1. Plano da Luneta (PL): b2. Cotas (C): b3. Verificação dos cálculos : ATENÇÃO: Os cálculos da caderneta de contranivelamento começam pela RN. Profa. Mirléia Aparecida de Carvalho – GEA 104 – Topografia/Altimetria POLIGONAL ABERTA - ESCRITÓRIO c. Avaliar a precisão do nivelamento: c1. Calcular a tolerância para o erro de fechamento (erro admissível): Profa. Mirléia Aparecida de Carvalho – GEA 104 – Topografia/Altimetria POLIGONAL ABERTA - ESCRITÓRIO e = diferença entre as cotas (nivelamento e contranivelamento ou vice e versa), em cada estaca; Profa. Mirléia Aparecida de Carvalho – GEA 104 – Topografia/Altimetria POLIGONAL ABERTA - ESCRITÓRIO d. Calcular as cotas corrigidas (finais): e. Preencher a TABELA DE COTAS. PV COTA CALCULADA [m] ERRO (e) [m] COTA CORRIGIDA (FINAL) [m] NIVELAMENTO CONTRANIVELAMENTO Ponto visado Cotas de nivelamento Cotas de contranivelamento Diferença entre as cotas de nivelamento e contranivelament o ou vice-versa Cota corrigida: média (cotas de nivelamento e contranivelamento) MODELO DA TABELA DE COTAS Profa. Mirléia Aparecida de Carvalho – GEA 104 – Topografia/Altimetria POLIGONAL ABERTA - ESCRITÓRIO f. Representar topograficamente o perfil: f1. Escolher as escalas (E): EH = escala horizontal EV = escala vertical Profa. Mirléia Aparecida de Carvalho – GEA 104 – Topografia/Altimetria POLIGONAL ABERTA - ESCRITÓRIO I > 25%: EV = EH I ≤ 25%: EV = 10.EH Oferece um exagero vertical, porém com melhor visualização do relevo. em que: I = declividade do perfil [%]. Exemplo: EH = 1:1.000; 1:500; 1:100; 1:50 etc. EV = 1:100; 1:50; 1:10; 1:5 etc. Profa. Mirléia Aparecida de Carvalho – GEA 104 – Topografia/Altimetria POLIGONAL ABERTA - ESCRITÓRIO TAMANHO DO PAPEL (FONTE: ABNT, 1987) f.2. Escolher o papel: Profa. Mirléia Aparecida de Carvalho – GEA 104 – Topografia/Altimetria PERFIL – ESCRITÓRIO em que: MH = módulo da escala horizontal; MV = módulo da escala vertical; Cmáx = cota máxima; Cmín = cota mínima; 3,5 cm e 2,0 = margens (2,5 cm esquerda x 1,0 cm direita x 1,0 cm superior x 1,0 cm inferior). Comprimento do papel [cm]: Largura do papel [cm]: Profa. Mirléia Aparecida de Carvalho – GEA 104 – Topografia/Altimetria PERFIL – ESCRITÓRIO FOLHAS NA HORIZONTAL E NA VERTICAL FONTE: ABNT, 1988 Profa. Mirléia Aparecida de Carvalho – GEA 104 – Topografia/Altimetria PERFIL – ESCRITÓRIO DISPOSIÇÃO DOS ELEMENTOS Profa. Mirléia Aparecida de Carvalho – GEA 104 – Topografia/Altimetria SHIROMA, UFSJ PERFIL – ESCRITÓRIO NÚCLEO DIDÁTICO-CIENTÍFICO DE GEOMÁTICA / DEG / UFLA OBRA / LEVANTAMENTO: LEVANTAMENTO TOPOGRÁFICO DO PERFIL ENTRE OS BLOCOS II E III DO DEG / UFLA CLIENTE: LOCAL: ESCALA: EH: EV: FOLHA 01 FOLHA ÚNICA RESPONSÁVEIS: DESENHO: Levantamento de Perfil DATA: XX/XX/2018 MODELO DA LEGENDA 175 mm (A0 e A1) e 178 mm (A2, A3, e A4) máximo 287 mm Profa. Mirléia Aparecida de Carvalho – GEA 104 – Topografia/Altimetria PERFIL – ESCRITÓRIO DOBRAGEM DO PAPEL (FONTE: http://www.exatas.ufpr.br) Profa. Mirléia Aparecida de Carvalho – GEA 104 – Topografia/Altimetria PERFIL – ESCRITÓRIO FONTE: http://www.exatas.ufpr.br DOBRAGEM DO PAPEL (FONTE: http://www.exatas.ufpr.br) Profa. Mirléia Aparecida de Carvalho – GEA 104 – Topografia/Altimetria PERFIL – ESCRITÓRIO Figura. Exemplos de Representação topográfica de um perfil DH Vista Lateral Vista Superior (a) Estacas Alinhadas (b) Estacas Desalinhadas Profa. Mirléia Aparecida de Carvalho – GEA 104 – Topografia/Altimetria PERFIL – ESCRITÓRIO 5.1.3. EXEMPLOS EXEMPLO 1. Montar e completar a tabela com o perfil e fazer a prova de cálculo. 2,618 PLANO DE REFERÊNCIA – COTA ZERO 1,343 3,801 0,860 2,806 2,310 3,813 1,782 2 3 4 5 6 CRN = 100,000 m RN - 1 Profa. Mirléia Aparecida de Carvalho – GEA 104 – Topografia/Altimetria EXEMPLO 1 - POLIGONAL ABERTA 2,618 PLANO DE REFERÊNCIA – COTA ZERO 1,343 3,801 0,860 2,806 2,310 3,813 1,782 2 3 4 5 6 CRN = 100,000 m RN - 1 RESOLUÇÃO: ES PV MIRA PL [m] COTAS [m] OBSERVAÇÕES RÉ [m] VANTE [m] ES1 RNL-1 1,343 100,000 RNL = 100,000m 2 2,806 3 3,801 ES2 3 0,860 4 2,310 5 3,813 ES3 5 1,782 6 2,618 Profa. Mirléia Aparecida de Carvalho – GEA 104 – Topografia/Altimetria EXEMPLOS 1 - POLIGONAL ABERTA FÓRMULAS: PL = CRN + FM COTA = PL – FM Cf – Ci = VR - VVn PASSO 1: Calcular o PL com o aparelho na ES1: PL = 100,000 + 1,343 = 101,343 m (mesmo para as estacas 2 e 3) PASSO 2: Calcular as cotas dos pontos 2 e 3: C2 = 101,343 – 2,806 = 98,537 m C3 = 101,343 – 3,801 = 97,542 m PASSO 3: Calcular o PL com o aparelho na ES2: PL = 97,542 + 0,860 = 98,402 m (mesmo para as estacas 4 e 5) PASSO 4: Calcular as cotas dos pontos 4 e 5: C4 = 98,402 – 2,310 = 96,092 m C5 = 98,402 – 3,813 = 94,589 m PASSO 5: Calcular o PL com o aparelho na ES3: PL = 94,589 + 1,782 = 96,371 m (mesmo para a estaca 6) PASSO 6: Calcular a cota do pontos 6: C6 = 96,371 – 2,618 = 93,753 m PASSO 7: Verificar os Cálculos 93,753 – 100,000 = (1,343 +0,860 + 1,782) – (3,801 +3,813 + 2,618) -6,247 = -6,247 CADERNETADE NIVELAMENTO ES PV MIRA PL [m] COTAS [m] OBSERVAÇÕES RÉ [m] VANT E [m] ES1 RNL-1 1,343 101,343 100,000 RNL = 100,000m 2 2,806 98,537 3 3,801 97,542 ES2 3 0,860 98,402 97,542 4 2,310 96,092 5 3,813 94,589 ES3 5 1,782 96,371 94,589 6 2,618 93,753 EXEMPLO 1 - POLIGONAL ABERTA PV MIRA [m] PL [m] COTAS [m] OBSERVAÇÕES Ré VANTE RNL 3,812 347,395 1 2,514 2 346,712 2 3,511 3 348,002 4 0,555 4 5 3,140 6 351,163 7 2,142 351,344 8 1,243 9 353,008 EXEMPLO 2. Completar a caderneta de nivelamento abaixo com os valores que faltam e fazer a prova de cálculo. Profa. Mirléia Aparecida de Carvalho – GEA 104 – Topografia/AltimetriaEXEMPLO 2 - POLIGONAL ABERTA PV MIRA [m] PL [m] COTAS [m] OBSERVAÇÕES Ré VANTE RNL 3,812 347,395 343,583 1 2,514 347,395 344,881 2 0,683 347,395 346,712 2 3,511 350,223 346,712 3 2,221 350,223 348,002 4 0,555 350,223 349,668 4 3,818 353,486 349,668 5 3,140 353,486 350,346 6 2,323 353,486 351,163 7 2,142 353,486 351,344 8 1,243 353,486 352,243 9 0,478 353,486 353,008 RESOLUÇÃO: Profa. Mirléia Aparecida de Carvalho – GEA 104 – Topografia/Altimetria EXEMPLO 2 - POLIGONAL ABERTA 1. COTA = 347,395 – 3,812 = 343,583 m 2. Mesmo PL do ponto 1 COTA = 347,395 – 2,514 = 344,881 m 3. Mesmo PL do ponto 1 VANTE = 347,395 – 346,712 = 0,683 m 4. Mesma COTA do ponto 2 PL = 346,712 + 3,511 = 350,223 m 5. Mesmo PL do ponto 2 VANTE = 350,223 – 348,002 = 2,221 m 6. Mesmo PL do ponto 2 COTA = 350,223 – 0,555 = 349,668 m 7. Mesma COTA do ponto 4 COTA = 350,223 – 0,555 = 349,668 m 8. Verificar ponto 7: calcular PL 352,344 + 2,142 = 353,486 m 9. Voltar ao 4: mesmo PL do ponto 7 353,486 – 349,668 = 3,818 m 10. Mesmo PL do ponto 7 COTA = 353,486 - 3,140 = 350,346 m 11. Mesmo PL do ponto 7 VANTE = 353,486 – 351,163 = 2,323 m 12. PL = 351,344 + 2,142 = 353,486 m 13. Mesmo PL do ponto 7 COTA = 353,486 – 1,243 = 352,243 m 14. Mesmo PL do ponto 7 VANTE = 353,486 – 353,008 = 0,478 m EXEMPLO 3. Verificar a aceitabilidade do nivelamento do perfil obtido conforme caderneta de campo do quadro abaixo. ES PV MIRA PL [m] COTAS [m] OBS. RÉ [m] VANT E [m] ES1 RNL 2,524 RNL = 10,00m O perfil começa em P0 Estacas principais a cada 20,00 m P0 1,304 P1 1,210 ES2 P1 3,122 P2 2,036 P3 3,000 P4 0,636 ES3 P4 2,840 P5 1,600 P6 1,520 P7 1,420 PV MIRA PL [m] COTAS [m] OBS. RÉ [m] VANT E [m] ES4 P7 2,022 RNL = 10,00m O perfil começa em P0 Estacas principais a cada 20,00 m P6 2,123 P5 2,202 P4 3,442 ES5 P4 1,231 P3 3,594 P2 2,631 P1 3,717 ES6 P1 1,811 P0 2,005 RNL 3,126 CADERNETA DE NIVELAMENTO CADERNETA DE CONTRANIVELAMENTO EXEMPLO 3 - POLIGONAL ABERTA Profa. Mirléia Aparecida de Carvalho – GEA 104 – Topografia/Altimetria ES PV MIRA PL [m] COTAS [m] OBS. RÉ [m] VANTE [m] ES1 RNL 2,524 12,524 10,000 RNL = 10,00m O perfil começa em P0 Estacas principais a cada 20,00 m P0 1,304 11,220 P1 1,210 11,314 ES2 P1 3,122 14,436 11,314 P2 2,036 12,400 P3 3,000 11,436 P4 0,636 13,800 ES3 P4 2,840 16,640 13,800 P5 1,600 13,800 P6 1,520 15,120 P7 1,420 15,220 CADERNETA DE NIVELAMENTO RESOLUÇÃO: CALCULAR A CADERNETA DE NIVELAMENTO IDEM EXEMPLO 1 EXEMPLO 3 - POLIGONAL ABERTA Profa. Mirléia Aparecida de Carvalho – GEA 104 – Topografia/Altimetria ES PV MIRA PL [m] COTAS [m] OBS. RÉ [m] VANTE [m] ES4 P7 2,022 17,243 15,221 RNL = 10,00m O perfil começa em P0 Estacas principais a cada 20,00 m P6 2,123 15,120 P5 2,202 15,041 P4 3,442 13,801 ES5 P4 1,231 15,032 13,801 P3 3,594 11,438 P2 2,631 12,401 P1 3,717 11,315 ES6 P1 1,811 13,126 11,315 P0 2,005 11,121 RNL 3,126 10,000 CADERNETA DE CONTRANIVELAMENTO RESOLUÇÃO: CALCULAR A CADERNETA DE CONTRANIVELAMENTO FÓRMULAS: PL = RN + FM COTA = PL – FM Cf – Ci = VR - VVn PASSO 1: Calcular o PL com o aparelho na ES6 - o cálculo começa pela RN, ou seja, de baixo para cima: PL = 10,000 + 3,126 = 13,126 m (mesmo para as estacas P0 e P1) PASSO 2: Calcular as cotas dos pontos P0 e P1 (o PL é o da ES6): CP0 = 13,126 – 2,005 = 11,121 m CP1 = 13,126 – 1,811 = 11,315 m PASSO 3: Calcular o PL com o aparelho na ES5 (repetir a cota do ponto P1 da ES6): PL = 11,315 + 3,717 = 15,032 m (mesmo para as estacas P2 e P3) PASSO 4: Calcular as cotas dos pontos P2 e P3: CP2 = 15,032 – 2,631 = 12,401 m CP3 = 15,032 – 3,594 = 11,438 m PROSEGUIR COM OS CÁLCULOS, COMPLETAR A TABELA E VERIFICAR OS CÁLCULOS EXEMPLO 3 - POLIGONAL ABERTA Profa. Mirléia Aparecida de Carvalho – GEA 104 – Topografia/Altimetria ES PV MIRA PL [m] COTAS [m] OBS. RÉ [m] VANTE [m] ES1 RNL 2,524 12,524 10,000 RNL = 10,00m O perfil começa em P0 Estacas principais a cada 20,00 m P0 1,304 11,220 P1 1,210 11,314 ES2 P1 3,122 14,436 11,314 P2 2,036 12,400 P3 3,000 11,436 P4 0,636 13,800 ES3 P4 2,840 16,640 13,800 P5 1,600 13,800 P6 1,520 15,120 P7 1,420 15,220 ES PV MIRA PL [m] COTAS [m] OBS. RÉ [m] VANTE [m] ES4 P7 2,022 17,243 15,221 RNL = 10,00m O perfil começa em P0 Estacas principais a cada 20,00 m P6 2,123 15,120 P5 2,202 15,041 P4 3,442 13,801 ES5 P4 1,231 15,032 13,801 P3 3,594 11,438 P2 2,631 12,401 P1 3,717 11,315 ES6 P1 1,811 13,126 11,315 P0 2,005 11,121 RNL 3,126 10,000 RESOLUÇÃO: CADERNETA DE NIVELAMENTO CADERNETA DE CONTRANIVELAMENTO EXEMPLO 3 - POLIGONAL ABERTA Profa. Mirléia Aparecida de Carvalho – GEA 104 – Topografia/Altimetria TABELA DE COTAS RESOLUÇÃO: VERIFICAR SE O LEVANTAMENTO E ACEITÁVEL PASSO 1: Calcular o comprimento total do perfil: DHT = 140 m PV COTAS DE NIVELAMENTO [m] COTAS DE CONTRANIVELAMENT O [m] DH AUMULADO [m] P0 11,220 11,222 0 P1 11,314 11,316 20 P2 12,400 12,402 40 P3 11,436 11,439 60 P4 13,800 13,803 80 P5 15,040 15,042 100 P6 15,120 15,120 120 P7 15,220 15,222 140 EXEMPLO 3 - POLIGONAL ABERTA Profa. Mirléia Aparecida de Carvalho – GEA 104 – Topografia/Altimetria PV COTAS DE NIVELAMENTO [m] COTAS DE CONTRANIVELAMENTO [m] ERRO [m] P0 11,220 11,222 0,002 P1 11,314 11,316 0,002 P2 12,400 12,402 0,002 P3 11,436 11,439 0,003 P4 13,800 13,803 0,003 P5 15,040 15,042 0,002 P6 15,120 15,120 0,000 P7 15,220 15,222 0,002 TABELA DE COTAS PASSO 3: Calcular o erro cometido na operação de campo (em todas as estacas): eP0 = 11,220 – 11,222 = - 0,002 m eP1 = 11,314 – 11,316 = - 0,002 m eP0 = 11,220 – 11,222 = - 0,002 m PROSSEGUIR COM OS CÁLCULOS PASSO 4: Comparar os erros nas estacas com o aceitável (em todas as estacas): e < ea em todas as estacas – O LEVANTAMENTO ACEITÁVEL EXEMPLO 3 - POLIGONAL ABERTA Profa. Mirléia Aparecida de Carvalho – GEA 104 – Topografia/Altimetria RESOLUÇÃO: VERIFICAR SE O LEVANTAMENTO E ACEITÁVEL TABELA DE COTAS RESOLUÇÃO: CALCULAR AS COTAS CORRIGIDAS - FINAIS PASSO 1: Calcular as cotas finais: CP0 = (11,220 + 11,222) / 2 = 11,221 m CP1 = (11,314 – 11,316) / 2 = 11,315 m CP2 = (12,400 – 12,402) / 2 = 12,401 m PROSEGUIR COM OS CÁLCULOS E COMPLETAR A TABELA EXEMPLO 3 - POLIGONAL ABERTA Profa. Mirléia Aparecida de Carvalho – GEA 104 – Topografia/Altimetria PV COTAS DE NIVELAMENTO [m] COTAS DE CONTRANIVELAMENTO [m] ERRO [m] COTAS FINAIS [m] P0 11,220 11,222 0,002 11,221 P1 11,314 11,316 0,002 11,315 P2 12,400 12,402 0,002 12,401 P3 11,436 11,439 0,003 11,438 P4 13,800 13,803 0,003 13,801 P5 15,040 15,042 0,002 15,041 P6 15,120 15,120 0,000 15,120 P7 15,220 15,222 0,002 15,221 EXEMPLO 4. Caso o levantamento do exemplo 3 seja aceitável, desenhar o perfil em papel A3. Passo 1: Calcular a declividade do terreno: I = DN / DH x 100 = (Cfinal – Cinicial) / comprimento total do perfil I = (15,221 - 11,221) / 140 = 2,86% RESOLUÇÃO Profa. Mirléia Aparecida de Carvalho – GEA 104 – Topografia/Altimetria EXEMPLO 4 - POLIGONAL ABERTA I ≤ 25%: EV = 10.EH Passo 2: Verificar o tamanho do papel recomendado: Papel A3: 420 x 297 mm Passo 3: Calcular os módulos das escalas horizontal e vertical:Largura: MH = 363,7 Altura: MV = 15,5 Passo 4: Escolher as escalas: OBS. As largura e altura calculadas devem caber dentro do papel. O ideal é que as escalas escolhidas tenham valores inteiros. ESCALAS: EH = 1:400 e EV = 1:40 RESOLUÇÃO: Profa. Mirléia Aparecida de Carvalho – GEA 104 – Topografia/Altimetria EXEMPLOS 4 - POLIGONAL ABERTA Passo 4: Desenhar o perfil: Piquete P0 P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 DH [m] 20 20 20 20 20 20 20 Cotas [m] 11,221 11,315 12,401 11,438 13,801 15,041 15,120 15,221 EV = 1:40 EH = 1:400 Cotas Corrigidas Profa. Mirléia Aparecida de Carvalho – GEA 104 – Topografia/Altimetria EXEMPLOS 4 - POLIGONAL ABERTA 6.2. POLIGONAL FECHADA 6.2.1. CAMPO: idem POLIGONAL ABERTA passos de “a” a “f”. 6.2.2. ESCRITÓRIO: Idem POLIGONAL ABERTA passo “a”. b. Avaliar a precisão do nivelamento: b1. Calcular a tolerância para o erro de fechamento (erro admissível): Profa. Mirléia Aparecida de Carvalho – GEA 104 – Topografia/Altimetria Profa. Mirléia Aparecida de Carvalho – GEA 104 – Topografia/Altimetria POLIGONAL FECHADA – ESCRITÓRIO Profa. Mirléia Aparecida de Carvalho – GEA 104 – Topografia/Altimetria POLIGONAL FECHADA – ESCRITÓRIO b5. Calcular as cotas corrigidas (finais): Cfinal = Ccalculada ± ed b6. Verificar as cotas corrigidas: Cfinal = Cinicial b7. Preencher a TABELA DE COTAS PV RÉ [m] VANTE [m] PL [m] COTAS CALCULA DAS [m] ed [m] COTAS CORRIGIDAS [m] Ponto visado: iniciar leitura em um ponto de cota conhecida e terminar a leitura no mesmo ponto Leitura do fio médio em um ponto de cota conhecida Leitura do fio médio em um ponto que se deseja determinar a cota Distância entre o plano formado pelo eixo ótico da luneta e o plano de referência Altitude ou altura Erro distribuído Soma ou diferença entre as cotas calculadas e ed MODELO DA TABELA DE COTAS Profa. Mirléia Aparecida de Carvalho – GEA 104 – Topografia/Altimetria POLIGONAL FECHADA – ESCRITÓRIO c. Representar topograficamente o perfil: idem POLIGONAL ABERTA. Profa. Mirléia Aparecida de Carvalho – GEA 104 – Topografia/Altimetria POLIGONAL FECHADA – ESCRITÓRIO PV MIRA [m] PL [m] COTAS CALCULADAS [m] Ré Vante RNL 1,820 785,547 A 3,725 B 3,749 B 0,833 C 2,501 D 2,034 E 3,686 F 3,990 F 3,460 G 0,305 G 2,869 RNL 0,934 785,547 EXEMPLO 1. Dada a planilha de campo abaixo, calcular as cotas dos pontos, verificar o erro de fechamento e distribuir o erro determinando as cotas corrigidas. (Fonte: Silva & Sagantine, 2015). (Fonte: Silva & Sagantine, 2015) Profa. Mirléia Aparecida de Carvalho – GEA 104 – Topografia/Altimetria TABELA 1: Dados coletados no campo EXEMPLO 1 - POLIGONAL FECHADA 6.2.3. EXEMPLOS PV MIRA [m] PL [m] COTAS CALCULADAS [m] Ré Vante RNL 1,820 787,367 785,547 A 3,725 783,642 B 3,749 783,618 B 0,833 784,451 783,618 C 2,501 781,950 D 2,034 782,417 E 3,686 780,765 F 3,990 780,461 F 3,460 783,921 780,461 G 0,305 783,616 G 2,869 786,485 783,616 RNL 0,934 785,551 Passo1: Determinação do plano da luneta (PL) e das cotas (C): TABELA 2. Cotas calculadas (Fonte: Silva & Sagantine, 2015) RESOLUÇÃO: Profa. Mirléia Aparecida de Carvalho – GEA 104 – Topografia/Altimetria EXEMPLO 1- POLIGONAL FECHADA Passo2: Determinação do erro admissível: Considerando que o perfil começa na RNL e que DHT = 200 m ea = 4,5 mm Passo 3: Determinação do erro de fechamento: e = Ccalculada - Cconhecida = 785,551 – 785,547 = 0,004m = 4mm Passo 4: Verificação da aceitabilidade do erro: e ea levantamento aceitável Passo 5. Determinação do “erro distribuição”: Mudou-se o aparelho 4 vezes de lugar, portanto: n = 4 1o PL→ ed = 1 x e / n = 1 x 0,004 / 4 = 0,001 2o PL→ ed = 2 x e / n = 2 x 0,004 / 4 = 0,002 3o PL→ ed = 3 x e / n = 3 x 0,004 / 4 = 0,003 4o PL→ ed = 4 x e / n = 4 x 0,004 / 4 = 0,004 Profa. Mirléia Aparecida de Carvalho – GEA 104 – Topografia/Altimetria EXEMPLO 1- POLIGONAL FECHADA PV MIRA [m] PL [m] COTAS CALCULADAS [m] ed [m] COTAS CORRIGIDAS [m] Ré Vante RNL 1,820 787,367 785,547 785,547 A 3,725 783,642 - 0,001 783,641 B 3,749 783,618 - 0,001 783,617 B 0,833 784,451 783,618 C 2,501 781,950 - 0,002 781,948 D 2,034 782,417 - 0,002 782,415 E 3,686 780,765 - 0,002 780,763 F 3,990 780,461 - 0,002 780,459 F 3,460 783,921 780,461 G 0,305 783,616 - 0,003 783,613 G 2,869 786,485 783,616 RNL 0,934 785,551 - 0,004 785,547 Passo 6: Distribuição do erro e determinação das cotas corrigidas: OBS. O erro é distribuído somente nas visadas de vante; Como o erro foi para mais, subtrair o “ed - erro de distribuição” em cada plano da luneta. Verificação (coluna das cotas corrigidas): Cfinal = Cinicial 785,547 = 785,547 (Fonte: Silva & Sagantine, 2015) TABELA 3. Erro e cotas corrigidas Profa. Mirléia Aparecida de Carvalho – GEA 104 – Topografia/Altimetria EXEMPLO 1 - POLIGONAL FECHADA Exemplo 2. Caso o levantamento do exercício 1 seja aceitável, representar o perfil do exemplo 4 nas escalas: EH = 1:1.000 e EV = 1:100. RESOLUÇÃO Profa. Mirléia Aparecida de Carvalho – GEA 104 – Topografia/Altimetria EXEMPLO 2– TAMANHO DO PAPEL Passo 3: Representação do perfil: Piquete RNL A B C D E F G DH [m] 20 20 20 20 20 20 20 Cotas [m] 785,547 783,641 783,617 681,948 782,415 780,763 780,459 783,613 EV = 1:100 EH = 1:1.000 Cotas Corrigidas Profa. Mirléia Aparecida de Carvalho – GEA 104 – Topografia/Altimetria EXEMPLO 2 – TAMANHO DO PAPEL 7. FONTES DE ERRO EM UM NIVELAMENTO GEOMÉTRICO Nível com calagem imperfeita; Mira topográfica fora da vertical; Erro de leitura da mira; Erro devido a esfericidade e refração da terra; Efeito resultante da curvatura da terra Fenômeno físico que ocorre quando os raios de luz atravessam o ar, que é formado por camadas de densidades distintas, desviando-os de sua trajetória retilíneas, curvando-os para baixo. Profa. Mirléia Aparecida de Carvalho – GEA 104 – Topografia/Altimetria FONTES DE ERRO Profa. Mirléia Aparecida de Carvalho – GEA 104 – Topografia/Altimetria FONTES DE ERRO Profa. Mirléia Aparecida de Carvalho – GEA 104 – Topografia/Altimetria REFRAÇÃO + ESFERICIDADE FONTES DE ERRO 7.1. EXEMPLOS 1. Qual o erro resultante da combinação entre esfericidade e refração atmosférica para uma distância de leituraigual a 1.500,00 m? RESOLUÇÃO eer = 6,6 . 10 -8 . D2 = 6,6 . 10-8 . 1.5002 = 0,15 m = 15 cm 2. Com relação ao exercício 4, calcular a DNV sabendo que a DNA = 35,00 m RESOLUÇÃO DNV = DNA + eer = 35 + 0,15 = 35,15 m Profa. Mirléia Aparecida de Carvalho – GEA 104 – Topografia/Altimetria EXEMPLOS - FONTES DE ERRO FONTES DE ERRO Mirléia Aparecida de Carvalho Universidade Federal de Lavras Departamento de Engenharia Agrícola Campus Universitário Caixa postal 3037 CEP: 37200-000 -- LAVRAS, MG fone: (35) 3829-1533 fax: (35) 3829-1481 e-mail: mirleia@ufla.br www.dea.ufla.br mailto:mirleia@deg.ufla.br http://www.deg.ufla.br/