UNIVERSIDAD CATOLICA LOS ANGELES DE CHIMBOTE

FACULTAD: INGENIERÍA

TÍTULO: POLIGONAL ABIERTA PARA CARRETERAS, CANALES, OLEODUCTOS Y

LÍNEAS DE ALTA TENSIÓN.

TOPIC: OPEN TRAVERSE FOR ROADS, CANALS, PIPELINES AND POWER LINES.

DOCENTE: ING- LUIS ENRIQUE (D) MELENDEZ CALVO

CICLO: IV

AUTORES: INFANTE ACUÑA NEDIER

MELÉNDEZ CALDERÓN STACY

CHIMBOTE-PERÚ- 2015

INTRODUCCIÓN

En la topografía hay muchas formas de medir terrenos ya sea para los dos campos que

comprende (Planimetría, Altimetría), que van desde métodos sencillos a unos un poco más

complejos en este caso trataremos con el levantamiento topográfico de poligonal abierta, en

este método implementamos el teodolito para medir una distancia de un punto a otro y tomar

la distancia por taquimetría (cálculos) en esto tratamos de minimizar los errores de la

medición entre más sencilla se la medición más errores puede tener y cada medición tiene

factores que pueden acrecentar los factores de error en este caso los factores de error que nos

interesan son los del teodolito se pueden dar más que todo por: Error debido al instrumento de

medida, error debido al operador, error debido a los factores ambientales, error debido a

las tolerancias geométricas de la propia pieza.

El levantamiento topográfico por Poligonal Abierta se basa en hacer estaciones sucesivas a lo

largo de una línea quebrada las poligonales abiertas se usan más que todo en vías terrestres

aunque evitarlos es favorable ya que no se pueden verificar los errores y equivocaciones. En

las poligonales abiertas deben repetirse las medidas para prevenir las equivocaciones. La

Topografía es una disciplina cuya aplicación está presente en la mayoría delas actividades de

la ingeniería, por lo tanto se requieren tener conocimiento de la superficie del terreno donde

tendrá lugar el desenvolvimiento de las actividades. La Topografía de ruta es importante ya

que realiza el trazo de vías de comunicación. Principalmente aplicada al trazo de canales y

caminos que se constituyen en medios de transporte del agua para el riego y el acceso a los

campos de cultivo o producción. En esta ve describiremos las poligonales abiertas para

carreteras, canales, oleoductos y líneas de alta tensión.

Objetivo general

Aprender la aplicación del Método de poligonal abierta y comprender la recopilación de datos

y su aplicabilidad.

Objetivos específicos.

Reconocer el manejo de los instrumentos para la medición.

Analizar y manejar los datos correctamente para obtener buenos resultados en los

cálculos taquimétricos.

Hacer el levantamiento de una poligonal de apoyo abierta con medida de ángulos por

el método de las deflexiones y dibujo de un canal por el método de la tangente.

Que los estudiantes se adiestren en el manejo del teodolito, brújula, etc. Mediante el

trazo de un canal, a través del trazo preliminar del método de la poligonal abierta.

Identificar los ángulos de deflexión y establecer la referenciaión de los puntos

importantes de la poligonal para adquirir buenas destrezas en el cálculo de las

coordenadas.

Mediante las diferentes propiedades que existen para el método de la poligonal

abierta, llegar a hacer los cálculos matemáticos en lo más exacto posible.

JUSTIFICACIÓN

Bueno mostraremos todas las pautas ´para el levantamiento topográfico de las poligonales

abiertas y con estos paso ya uno está dispuesto para realizar cualquier poligonal abierta para

carreteras, canales, oleoductos y líneas de alta tensión.

DEFINICIÓN DE POLIGONAL ABIERTA

Las poligonales abiertas se usan como redes de apoyo en los levantamientos para vías

terrestres, canales, líneas de conducción y distribución, etc. En las poligonales abiertas deben

repetirse las medidas para prevenir las equivocaciones. A las estaciones se les denomina

vértices o puntos de ángulo, por medirse generalmente en cada una de ellas un ángulo o

cambio de dirección. Cuándo se realiza el levantamiento de una poligonal abierta,

normalmente se trata de obras de tipo lineal, tales como caminos, carreteras, canales de

drenaje y similares, en este caso lo que se hace es dividir la obra en tramos rectos y definir la

alineación de cada uno, es decir se mide el azimut de cada uno y su distancia para ir

construyendo la poligonal abierta. De acuerdo a lo anterior este método es muy similar al

levantamiento por poligonación, solo que el objetivo no es determinar el área, sino definir la

ruta de la obra.

En la figura I: observamos cómo es la secuencia de una poligonal abierta.

LEVANTAMIENTO TOPOGRÁFICO

Los levantamientos topográficos se realizan con el fin de determinar la configuración del

terreno y la posición sobre la superficie de la tierra, de elementos naturales o instalaciones

construidas por el hombre.

En un levantamiento topográfico se toman los datos necesarios para la representación gráfica

o elaboración del mapa del área en estudiada.

Un levantamiento topográfico permite trazar mapas o planos de un área, en los cuales

aparecen:

Las principales características físicas del terreno, tales como ríos, lagos, reservorios,

caminos, bosques o formaciones rocosas.

las diferencias de altura de los distintos relieves, tales como valles, llanuras, colinas o

pendientes; o la diferencia de altura entre los elementos de la granja. Estas diferencias

constituyen el perfil vertical.

TIPOS DE LEVANTAMIENTOS

Aéreos. mediante la fotogrametría, se utilizan por lo general para el levantamiento de

grandes extensiones de terreno.

Superficie. Para realizar un levantamiento de configuración el primer paso debe ser el

control, tanto horizontal como vertical.

El control horizontal.se obtiene por medio de poligonales, triangulación y consiste en

establecer dos o más puntos en el terreno, los cuales deben tener distancia y dirección

para luego definir las coordenadas.

El control vertical.se lo realiza mediante la nivelación, el tipo de nivelación que se

escoja dependerá del relieve del terreno, También se puede realizar un control vertical

utilizando receptores GPS.

TOPOGRAFIA DE RUTA

Estudia la configuración del terreno y las proyecciones geométricas para el trazado de vías de

comunicaciones y que estas pueden ser, un camino, un canal, una ferrovía, una tubería, una

línea de transmisión eléctrica, etc. Estas vías de comunicación se proyectan bajo dos

consideraciones:

Sin control de pendiente: En el caso de caminos, líneas de transmisión eléctrica, etc.,

donde la pendiente es variables en su recorrido y puede cambiarse de (+ -) y (- +), pero

con limitaciones de acuerdo a consideraciones técnicas.

Con control de pendiente: Se presenta en caso de canales, sin embargo también tiene

sus limitaciones, puede ser mínima a horizontal y en todo caso la pendiente es siempre

descendente (negativa)

TRAZADO DE VIAS

El trazo de una vía, como en canales y caminos se lleva a cabo mediante las fases de:

Reconocimiento de terreno

Trazo preliminar

Trazo definitivo

En la figura II nos muestran como es el trazado de una vía

El trazo del eje de una vía requiere del conocimiento de la configuración topográfica de la faja

del terreno y el tipo de suelo sobre el cual va descansar la vía, por lo que nos conduce al

levantamiento de una faja de terreno.

El reconocimiento del terreno: Fase importante en el trazo de una vía y consiste en lograr la

información necesaria para establecer la posible ruta, la misma que debe satisfacer ciertos

requerimientos técnicos y económicos.

Trazo preliminar: Es técnicamente considerado como el trazo de la ruta preliminar de la vía

y sobre este se hará el trazo definitivo. Es el trazo más irregular, presenta líneas y ángulos. La

eliminación en lo posible de ciertas irregularidades en el trazo, así como del desarrollo

longitudinal excesivo de la vía nos conduce al trazo conocido como trazo definitivo.

El trazo preliminar se realiza con nivel de mano o nivel de ingeniero y eclímetro. Cada 20 m

en canales, cada 50 m en caminos o carreteras y cada 5 m en túneles.

Trazo real o trazo definitivo: Es el trazo que define la ruta de la vía generando tramos rectos

y curvas, planteando la ejecución de obras de arte, eliminando en lo posible el excesivo

número de ángulos y/o de curvas.

El objeto de este trazo es obtener la topografía necesaria para la localización definitiva del

canal.

LEVANTAMIENTO DE UNA FAJA DE TERRENO

El objetivo de este tipo de levantamiento es la elaboración de un plano con curvas de nivel,

detalles planimétricos y los elementos necesarios para realizar el trazo definitivo de la vía,

como camino o canal.

El levantamiento se inicia con el trazo preliminar del eje de la vía proyectada, dicho trazo

permite al topógrafo definir el ancho de la faja de terreno a levantar y que este puede variar

entre 40 a 100 m y el largo de la faja es la longitud de la vía. Todo levantamiento topográfico

de precisión consta de una red de apoyo, que esta puede ser cerrada o abierta. Cuando se trata

de una faja de terreno, esta se realiza sobre una poligonal de apoyo abierta, de 100 a 200 m de

lado sobre el trazo preliminar o próximo a este.

El control planimétrico de la poligonal abierta se realiza mediante la medida de ángulos por el

método de deflexiones y la medida de distancias mediante tolerancias angular y lineal

respectivamente.

El control altimétrico de la poligonal abierta se realiza a través de una nivelación cerrada para

cada kilómetro de vía, mediante el uso de un nivel de ingeniero, partiendo de un BM o Banco

de Nivel, con tolerancias de nivelación que van de + 1 cm x k1/2

a + 2 cm x k1/2

(k = distancia

de nivelación en Km.). El control altimétrico permite la obtención de cotas para los vértices

de la poligonal. Finalmente el barrido taquimétrico de detalles y puntos de relleno topográfico

del terreno, se logrará la obtención de datos necesarios para la generación del plano

topográfico a curvas de nivel de dicha faja de terreno.

LEVANTAMIENTO DE UNA POLIGONAL ABIERTA

La poligonal abierta en una faja de terreno para fines del trazo de una vía es de dos tipos:

Poligonal de Apoyo Abierta y Poligonal de Intersecciones.

La primera se trata de una poligonal de apoyo abierta. Para el levantamiento topográfico de

una faja angosta de terreno sobre la cual se proyectará la vía u obra lineal, como canales,

caminos, etc. Dicha poligonal será ubicada y estacada a partir y sobre el trazo preliminar.

Fotofarfia III nos muestra

como son la secuencia del

punto para una poligonal

abierta

Trazo de poligonales por ángulos de deflexión.

Los levantamientos para vías terrestres se hacen comúnmente por deflexiones medidas hacia

la derecha o hacia la izquierda desde las prolongaciones de las líneas. Un ángulo de deflexión

no está especificado por completo sin la designación D o I, y por supuesto, su valor no puede

ser mayor de 180°.

Cada ángulo debe duplicarse o cuadruplicarse (es decir, medirse 2 o 4 veces) para reducir los

errores de instrumento, y se debe determinar un valor medio.

TRAZO DE POLIGONALES POR ÁNGULOS A LA DERECHA

Los ángulos medidos en el sentido de rotación del reloj desde una visual hacia atrás según la

línea anterior, se llaman ángulos a la derecha, o bien, a veces, "acimuts desde la línea

anterior". El procedimiento es similar al de trazo de una poligonal por acimuts, con la

excepción de que la visual hacia atrás se dirige con los platos ajustados a cero, en vez de

estarlo al acimut inverso.

Los ángulos pueden comprobarse (y precisarse más) duplicándolos, o bien, comprobarse

toscamente por medio de lecturas de brújula.

Si se giran todos los ángulos en el sentido de rotación de las manecillas del reloj, se eliminan

confusiones al anotar y al trazar, y además este método es adecuado para el arreglo de las

graduaciones de los círculos de todos los tránsitos y teodolitos, inclusive de los instrumentos

direccionales.

TRAZO DE POLIGONALES POR ACIMUTES

A menudo se trazan por azimuts las poligonales para levantamientos orográficos (Descripción

orográfica o de montañas) o configuraciones, y en este caso sólo necesita considerarse una

línea de referencia, por lo general la meridiana (o línea norte-sur) verdadera o la magnética.

En la figura, los azimut es se miden en el sentido de rotación del reloj, a partir de la dirección

norte del meridiano que pasa por cada vértice o punto de ángulo.

Posición relativa de puntos en el terreno

Se sabe que una de las finalidades de la topografía plana es la determinación de la posición

relativa de los puntos sobre el terreno, tanto en planta como en alzado, elevación o perfil.

Si se conoce la posición y orientación de una línea dada AB y se desea conocer la posición

relativa del punto P, se pueden emplear los siguientes métodos:

Radiación: Medición de un ángulo y una distancia tomados a partir de un extremo de la línea

de referencia.

TRILATERACIÓN: Medición de las dos distancias tomadas desde los dos extremos de la

línea de referencia

INTERSECCIÓN DE VISUALES: Medición de los dos ángulos medidos desde los

extremos de la línea de referencia, lo cual se conoce también como base medida. Se conforma

un triángulo, donde se conocen tres elementos: una distancia y dos ángulos, que mediante la

aplicación de la ley de los senos pueden calcular las distancias desde los extremos de AB al

punto P

INTERSECCIÓN DIRECTA: Medición de la distancia desde un extremo y la medición del

ángulo desde el otro extremo. Los datos faltantes se pueden calcular mediante la

generalización de la fórmula de Pitágoras o la ley del coseno.

Intersección Inversa: Medición de dos ángulos desde el punto por localizar a tres puntos de

control de posición conocida, método conocido como trisección. Si la determinación de las

coordenadas de un punto se hace observando únicamente dos puntos de posición conocida se

conoce como bisección.

Deflexión de una línea

Es el ángulo formado en un itinerario entre una línea y la prolongación de la precedente; las

deflexiones pueden ser derechas e izquierdas, según se midan a la derecha o a la izquierda de

la prolongación de la línea respectivamente.

EQUIPOS Y MATERIALES EMPLEADOS

EQUIPOS UTILIZADOS

04 Jalones

01 Cinta Métrica

05 estacas

01 comba

01 teodolito

01 brújula

01 trípode

01 mira

01 libreta topográfica

EJEMPLO DE POLIGONAL ABIERTA.

Punto Ángulos Azimut Dist. NS EW Norte Este

D0 134° 50.4 -35.011 36.255 958.231 854.123

D1 112°28’ 45’’ 66°28’ 45’’ 63.3 25.262 58.041 923.22 890.378

D2 199°07’31’’ 85°36’16’’ 40.2 3.081 40.082 948.482 948.419

D3 242°56’12’’ 148°32’28’’ 20.1 -17.146 10.490 951.563 988.501

A 934.417 998.991

Calculo de Azimut

Para los ángulos trabajados en este ejemplo:

Az= (Az anterior ±180 + < corregido); si este resultado es mayor a 360˚ se restan 360˚

Calculo del Rumbo

Utilizando lo visto en clase se calcula el rumbo a partir de los azimuts obtenidos en la

columna 3.

Cálculos de las Proyecciones

Se utilizan las formulas:

Proyecciones NS = cos (azimut) x distancia Las positivas son Norte y negativas Sur

Proyecciones EW = sen (azimut) x distancia Las positivas son Este y negativas Oeste

LÍNEAS DE ALTA TENSIÓN

A NIVEL DE CONSTRUCCION Y MONTAJE ELECTROMECANICO

Siguiendo el cronograma de trabajo establecido en el expediente técnico, las actividades de

construcción seguirán una secuencia, comenzando por la excavación. Antes de ello se habrá

señalado exactamente la ubicación de las excavaciones, utilizando un teodolito y dejando una

estaca en la ubicación designada para el poste.

MANIOBRA PARA EL IZADO DE POSTES

Usualmente en zona rural por ser el terreno accidentado a veces el uso de grúa es imposible,

entonces se tiene que recurrir a maniobras mecánicas para el izado de los postes como se puede

apreciar en la fotografía

Para realizar esta maniobra, se necesita un trípode, tecle, sogas y todos los implementos de

seguridad necesarios, la ubicación del gancho del tecle será ligeramente por encima del punto

de centro de gravedad del poste, el cual se encuentra en el recuadro en bajo relieve donde

lleva la información del tipo de poste, ejemplo 12/200 – y el nombre del fabricante.

Esto permite que a medida que se recoge la cadena del tecle y el poste se va levantando, la

parte más pesada haga que el poste tienda siempre a la posición vertical. Las sogas sirven para

poner el poste a plomo una vez izado, y mantenerlo en esa posición para proceder a su

cimentación.

En esta lamina podemos apreciar toda la información que se requiere para el montaje

electromecánico, cada poste lleva en su parte superior un cuadro con información básica

como la altura del poste, carga de trabajo en la punta, si lleva retenida, si lleva puesta a tierra,

en la parte inferior se encuentra información de los parámetros, las distancias parciales y

acumuladas, el tipo de vegetación, los ángulos respectivos a cada vértice, la cota del terreno.

La forma de presentación es de acuerdo al criterio de cada ingeniero.

Con el expediente terminado y aprobado, el siguiente paso es la construcción de la línea, en

esta etapa es donde se realiza el replanteo ya que una vez en obra pueden surgir imprevistos

insalvables que impidan el montaje de algunos tramos de la línea.

Como observamos en la imagen la poligonal abierta nos sirve para dar ubicación de torres de

alta tensión, líneas de tren eléctrico, canalizaciones eléctricas levantamiento de perfiles y

fajas, ubicación de vértices y estudios topográficos. Y nosotros como estudiantes de

ingeniería tenemos que tener conocimiento de cómo realizar este tipo de poligonales y que

casos tenemos que aplicarlo

OLEODUCTOS

¿Cuál es su función?

Transporta petróleo desde la selva peruana hasta el terminal de Bayovar ubicado en la costa

norte del País, de esta manera logramos proveer de mayor cantidad de crudo a las refinerías

del país o del extranjero si éste se exporta. Pero para este los ingenieros civiles han tenido que

realizar una poligonal abierta y como ya hemos mencionado los diferentes pasos para hacer

un a poligonal abierta

¿Cómo nos beneficia?

Nos brinda la facilidad de disponer del petróleo extraído en la selva norte al transportarlo

hasta la costa peruana. Pero gracias al esfuerzo del ingeniero porque tenían que aplicar

diversas técnicas de estudios así como por ejemplo la poligonal cerrada para poder saber por

dónde es el tramo de la tubería

Las características particulares de topografía, geología y clima de nuestro país, que imponen

en la mayoría de los casos condiciones difíciles para la construcción, ha obligado a desarrollar

una ingeniería de oleoductos acorde con estas circunstancias. Levantamiento topográfico y

estudio geotécnico para obtener los parámetros de resistencia y compresibilidad del suelo y

con base en éstos, dar las recomendaciones necesarias para el diseño detallado del

movimiento de tierras, cimentaciones, vías, del área donde se desarrollará el proyecto de

ingeniería

POLIGONALES DE ESTUDIO DE UNA CARRETERA

Si todavía son varias las rutas por estudiar o si dentro de ellas hay posibilidades de varios

trazados, las poligonales de estudio deberán levantarse con rapidez y la precisión exigida no

será mucha, aunque sí la exactitud y veracidad de los datos.

De haberse reducido las alternativas a una sola, se podría proceder a estudiar en ella la línea

preliminar, la cual si es la poligonal base.

A continuación se tratarán las poligonales de estudio para el caso de varias alternativas.

La poligonal de estudio para los reconocimientos topográficos es una línea fácil de llevar.

Puede levantarse de distintas maneras, según el número de zonas a estudiar, la rapidez y

precisión requeridas, las características topográficas del terreno y la extensión del proyecto.

La poligonal de estudio debe ser tal que recoja todos los detalles necesarios para que revele

claramente cuál es la mejor línea o trazado. Generalmente, los lados de estas poligonales se

miden con cinta o por medio de la taquimetría, los rumbos se determinan con brújula, las

cotas con barómetro y las pendientes con nivel de mano o clisímetro.

TAQUIMETRIA.

Por medio de la taquimetría se pueden medir indirectamente distancias horizontales y

diferencias de nivel. Se emplea este sistema cuando no se requiere gran precisión o cuando las

condiciones del terreno hacen difícil y poco preciso el empleo de la cinta.

Para poder usar este método se requiere de un teodolito en cuyo retículo podemos leer el hilo

superior (s), el hilo medio (m) y el hilo inferior (i).

Para hacer un levantamiento empleando este sistema se procede al igual que en los diferentes

métodos de levantamiento de un terreno con teodolito y cinta, tan solo que, en lugar de medir

distancias, se toman las tres lecturas s, m e i, y el valor de ángulo vertical. alfa

FORMULAS PARA EL CALCULO DE LAS DISTANCIAS HORIZONTALES (DH) Y VERTICALES (DV).

CUANDO EL ANTEJO ESTA HORIZONTAL.

Donde generalmente T = 0 y S = 100

CUANDO EL ANTEJO ESTA INCLINADO.

Generalmente las constantes T y S han sido determinadas por el fabricante y vienen indicados

en el estuche del aparato. En los aparatos modernos T = 0 y S = 100.

CALCULO DE COTAS.

Para el cálculo de cotas, una vez conocida la DV, hay que tener en cuenta si el ángulo vertical

es positivo o negativo. Se conoce la cota A y se quiere determinar la cota B (ver figuras). La

altura del aparato (h) se puede determinar dando una "vista atrás" a un punto de cota conocida

o midiendo directamente la longitud "a", distancia del eje del ante ojo al punto A.

La cota B se calcula de la siguiente manera:

EL ANGULO VERTICAL ES NEGATIVO.

SI EL ANGULO VERTICAL ES POSITIVO.

CONCLUSIONES

Esta práctica ha sido muy importante debido a que es de mucha utilidad aprender a realizar el

trazo de vías de comunicación dentro de la ingeniería agrícola lo cual será de mucho beneficio

para la población rural.

La topografía de ruta se basa principalmente en el trazo de canales y caminos que se

constituyen en medios de transporte del agua para el riego y el acceso a los campos de cultivo

o producción en el ámbito tanto urbano como rural.

Es importante aprender a trazar un canal debido a que su finalidad consiste en llevar agua a

las zonas en las que esta se presenta de acuerdo al trazo de las curvas que esté presente.

Los métodos para la medición topográfica son muy eficientes y mejoran el trabajo en cuestión

de rapidez para realizar las mediciones y una buena precisión aunque el método de poligonal

abierta tiene algunas dificultades como son que no se pueden comprobar o verificar los

cálculos pero es aplicable a los que son vías la realización de esta práctica nos muestra su

aplicabilidad y nos enseña el manejo o forma de realización del mismo y que tipo de cosas

hay que tener en cuenta para un buen levantamiento topográfico por poligonal abierta.

La eficiencia del teodolito nos muestra que con un buen personal de trabajo y un buen equipo

se podrá realizar un levantamiento en un mínimo de tiempo y se podrán analizar muy bien los

datos de oficina.

REFERENCIAS

1. Alexander Kampos Kolunche.trazado de canales (topografía).slide share.(04 de abril

de 2015).(acceso 11de agosto del 2015).(43 paginas )

http://es.slideshare.net/josealexandercamposcolunche3/2-metodo-de-radiacion-

topografia?related=1

2. jafiro088636. Poligonal Abierta.scridb.(seriada en línea ) 2006.(acceso 11de agosto

del 2015).(33 paginas )

http://www.dspace.uce.edu.ec:8080/bitstream/25000/4341/1/T-UCE-0011-159.pdf

3. koitash.poligonal abierta . evelius.( el 13/07/2011).(acceso 11de agosto del 2015).(

4paginas ) http://hevelius.bligoo.es/calculo-de-poligonales-abiertas-y-cerradas