ROTEIRO TRABALHO PRÁTICO - NIVELAMENTO.pdf

NIVELAMENTO Topogfo

Coleta e poessamento de dados

Instrumentos Topográficos

Mira: Instrumento para medir a distância vertical de um ponto até o plano do nível.

Nível: Gera um plano de referência e auxilia o calculo dos desníveis entre pontos.

Trena: Medição direta de distâncias, as de aço devem ser utilizadas com fator de correção de temperatura.

Piquetes: Estacas de madeira que possuem a representação de um ponto topográfico, na maior parte dos casos os pontos topográficos são definidos por um prego cravado no centro do piquete.

Como ler e anotar os fios estadimétricos: A leitura dos fios estadimétricos deve ser feita com o uso da MIRA. Sobre a mira os fios Médio (FM) Superior (FS) e Inferior (FI) serão projetados em alturas a serem lidas, normalmente a altura é lida em milímetros (mm).

Para verificar se a leitura está correta, efetue o seguinte calculo em campo para corrigi-lo imediatamente caso haja divergência:

FS+FI = FM 2

Figura 1 Fonte: do Autor

Figura 2 Fonte: do Autor

Figura 3 Fonte: Do autor

Figura 4 Fonte: Do Autor

Figura 5 Fonte: Do autor

Figura 6 Fonte: Do ator

1. Nível

2. Duas miras (réguas graduadas)

3. Caderneta de campo

EQUIPAMENTO NECESSRIO

NIVELAMENTO O nivelamento topográfico é o conjunto de medições feitas em campo para determinar as distâncias verticais de diferentes pontos ao longo do terreno, ou seja, define a diferença de nível existente em uma área. Existem 4 métodos diferentes para se fazer o nivelamento, cada um deles é obtido por um tipo de aparelho diferente, são eles: A- Geométrico: • Instrumentos – nível topográfico e

réguas graduadas; B- Trigonométrico: • Instrumentos – teodolítos e estações

totais; C- Barométrico: • Instrumento – aneróides. D- GPS: • Instrumento – GPS geodésico.

O método utilizado nesse tutorial foi o geométrico, o mais preciso entre eles. Para a utilização desse método, será necessária uma altitude conhecida ou uma cota pré-estabelecida, fornecida pelo professor, e servirá como referência para todas as outras medições, sendo assim, é importante a diferenciação dos dois conceitos:

A altitude tem como seu marco 0 o Nível Médio dos Mares (N.M.M). Pode ser positiva, indicando sua elevação em relação ao nível do mar ou negativa indicando uma depressão.


Obs: Mínimo de 3 componentes por grupo.

OBJETIVO

1. Mensurar a diferença de nível entre pontos localizados na própria universidade.

2. Determinar o erro altimétrico e a tolerância altimétrica e verificar se estão de acordo com o nivelamento classe II N da NBR 13.133.


PLANO ARBITRÁRIO

PLANO DO NÍVEL MÉDIO DOS MARES

ALTITUDE

COTA

Simples

Composto

A cota tem sua referência em um plano qualquer, arbitrário, mas geralmente definido de forma a facilitar o cálculo dos demais níveis.

Considerações para a entrega Haverá uma aula prática para coleta de dados e a entrega do trabalho será na aula seguinte, os alunos que não comparecerem na aula prática devem marcar antecipadamente com o professor para fazer a prática em outro horário. Os alunos que não participarem da prática não poderão entregar o relatório. A planilha de coleta de dados deverá ser entregue juntamente com os cálculos realizados. A entrega será individual e deverá ser feita no laboratório junto ao Renato.

NIVELAMENTO

Diferença de Nível (DN)

P1

P2

1. Como já dito anteriormente, o objetivo é determinar a diferença de nível entre dois pontos, em nosso exemplo nomearemos esses pontos de P1 e P2. De acordo com a NBR 13.134, a distância máxima entre P1 e P2 é de 10.000m e mínima de 15m. A linha de nivelamento será segmentada por vãos de até 160 m de comprimento.

P1

P2

15 m < D < 10km

2. Para facilitar a leitura pode ser necessário dividir a distância total em frações (vãos), quanto menor a distância destas vãos, mais precisa será a leitura. A distância mínima de cada lance é de 15 m e a máxima 80m, o grupo decidirá o tamanho da lance, mas lembrem-se de que quanto menor a lance, mais precisa será a leitura. A primeira mira deverá ser posicionada em P1 (mira de RÉ). A segunda mira (mira de VANTE) será posicionada a frente do aparelho, com este aproximadamente no meio do vão.

3. A mira onde se inicia a medição é chamada de RÉ, e onde ela termina é chamada de VANTE. Como nosso ponto de partida será P1 em direção a P2, nossa RÉ será o número lido na mira de P1 e nossa VANTE será o número lido na mira da frente.

Ré

Vante

4. Preencha a caderneta da seguinte maneira: • A cota de P1 será fornecida pelo

professor, anote-a na linha da mira 1

• Anote o número obtido na leitura da ré na da mira 1, bem como a leitura de FI e FS

• Na linha da posição A (mira 2) anote o numero obtido na leitura da vante, bem como a leitura de FI e FS.

1355mm

800mm

Exemplos De

leitura

Mira 1

Mira

2

lance

lance

Vão

A

FI FS

575 1025

1095 1615

P1 800 100,00Piso do bloco I

A 1355

DIST. HOR. OBSESTACA RÉ VANTE ALT. APARELHO COTAFIOS EST.

P1

5. Após preencher a tabela, transfira a mira de P1 para o próximo vão, e mantenha a mira 2 (A) fixa. É imprescindível que a mira 2 (A) não mude de localização, caso contrário acarretará em uma diferença na medição. A mira 2 agora será a mira de RÉ. A mira 1 agora será a mira de vante na posição (B). Posicione o nível entre as duas miras novamente e faça as respectivas leituras de mira.

Manter

Reposicionar

Reposicionar

6. A mira 2, na posição A, será o início da segunda medição. Diferentemente do primeiro vão, onde ela foi vante, irá ser agora a ré nesse segundo vão. A mira 1, salta a mira 2, posicionando-se a nossa frente, na posição B, onde será feita a leitura de vante. Repita processo quantas vezes forem necessárias até atingir P2.

Ré

7. Complete a tabela com os novos dados obtidos:

• A mira 2 será ré, ou seja complete a linha com a leitura da ré.

• A mira 1 será a vante, complete linha apenas a leitura de vante.

Mira

2 Mira

1

8. Ao final das medições sua tabela deve conter os seguintes dados:

Vante

A B

Mira

1 Mira

2

As leitura de FI e FS devem ser executas tanto para a posição de RÉ como de VANTE.

FI FS

575 1025

1095 1615

281 631

1286 1616

287 537


A 456 1355

B 412 1451


RÉ VANTE

FI FS

575 1025

1095 1615

281 631

1286 1616

287 537

1734 2014


A 456 1355

B 412 1451

P2 1874


CONTRA NIVELAMENTO

O contra nivelamento permite o conhecimento do erro cometido. Consiste em realizar o mesmo procedimento, mas no sentido inverso. O ponto inicial será P2 e o final P1. Ao posicionar as miras de VANTE e RÉM no contra nivelamento, obviamente não o faremos na mesma posição colocada no nivelamento. As miras deverão ser posicionadas em pontos diferentes, exceto nos pontos P1 e P2. Preencha a tabela da mesma maneira:

CLCULO DO ERRO Para encontrar a diferença de nível entre P1 e P2 a partir do NIVELAMENTO devemos proceder da seguinte forma:

1. Efetuar a soma das leituras de RÉ. 2. Efetuar a soma das últimas leituras de VANTE de cada vão.

A diferença de nível entre P1 e P2 será a diferença entre soma de RÉ e soma de VANTE.

𝐷𝑁𝑁𝐼𝑉𝐸𝐿𝐴𝑀𝐸𝑁𝑇𝑂 = 𝑅É − 𝑉𝐴𝑁𝑇𝐸

FI FS

1750 2020

359 689

1386 1686

198 648

1178 1578

670 1020P1 845

Piso do bloco I

D 1378 423

C 1536 524

DIST. HOR. OBS

P2 1885 100,00Ponto Final

ESTACA RÉ VANTE ALT. APARELHO COTAFIOS EST.

Para encontrar a diferença de nível entre P2 e P1 a partir do CONTRA NIVELAMENTO devemos proceder da seguinte forma:

1. Efetuar a soma das leituras de RÉ. 2. Efetuar a soma das últimas leituras de VANTE de cada vão.

A diferença de nível entre P2 e P1 será a diferença entre soma de RÉ e soma de VANTE.

𝐷𝑁𝐶𝑂𝑁𝑇𝑅𝐴 = 𝑅É − 𝑉𝐴𝑁𝑇𝐸

O erro do nivelamento é obtido a partir da soma das diferenças de nível encontradas:

𝑒𝑟𝑟𝑜 = 𝐷𝑁𝑁𝐼𝑉𝐸𝐿𝐴𝑀𝐸𝑁𝑇𝑂 + 𝐷𝑁𝐶𝑂𝑁𝑇𝑅𝐴

A tolerância é obtida de acordo com a NBR 13.133 para a classe IIN.

𝑡𝑜𝑙 = 20𝑚𝑚 × 𝐾

O cálculo das distâncias de cada lance é obtido a partir das leituras de FS e FI conforme o modelo a seguir:

D𝐻 =𝐹𝑆 − 𝐹𝐼

1000× 100

FI FS

575 1025 45,0

1095 1615 52,0

281 631 35,0

1286 1616 33,0

287 537 25,0

1734 2014 28,0


A 456 1355

B 412 1451

P2 1874


Total do Nivelamento = 218,0 m

FI FS

1750 2020 27,0

359 689 33,0

1386 1686 30,0

198 648 45,0

1178 1578 40,0

670 1020 35,0P1 845

Piso do bloco I

D 1378 423

C 1536 524

DIST. HOR. OBS

P2 1885 100,00Ponto Final


Total do Contra Nivelamento = 210,0 m

Total = (218,0 + 210,0)/2 = 214,00 m K = 0,214

1668 4680

4799 1792

𝐷𝑁𝑁𝐼𝑉𝐸𝐿𝐴𝑀𝐸𝑁𝑇𝑂 = 𝑅É − 𝑉𝐴𝑁𝑇𝐸 = 1668 – 4680 = -3012mm

𝐷𝑁𝐶𝑂𝑁𝑇𝑅𝐴 = 𝑅É − 𝑉𝐴𝑁𝑇𝐸 = 4799 – 1792 = 3007mm

𝑒𝑟𝑟𝑜 = 𝐷𝑁𝑁𝐼𝑉𝐸𝐿𝐴𝑀𝐸𝑁𝑇𝑂 + 𝐷𝑁𝐶𝑂𝑁𝑇𝑅𝐴 = -3012 + 3007 = -5 mm

𝑡𝑜𝑙 = 20𝑚𝑚 × 𝐾 = 20mm × 0,214 = 9,3𝑚𝑚

CONCLUSÃO: Como o erro é inferior a tolerância, o nivelamento atende a norma.

FI FS

575 1025 45,0

1095 1615 52,0

281 631 35,0

1286 1616 33,0

287 537 25,0

1734 2014 28,0


A 456 1355

B 412 1451

P2 1874


FI FS

575 1025 45,0

1095 1615 52,0

281 631 35,0

1286 1616 33,0

287 537 25,0

1734 2014 28,0


A 456 1355

B 412 1451

P2 1874


CLCULOS Para encontrar as cotas parciais entre P1 e P2, correspondentes aos pontos A, B, C e D onde as ,iras se posicionaram, é necessário estabelecer uma cota ou uma altitude de referência. O valor de início (cota ou altitude) será fornecida pelo professor, no nosso exemplo, usaremos como cota de referência para P1 = 100. Comesse pela primeira parte da medição do nivelamento:

?

100

1. Para determinar a altura do aparelho (?) basta somar a cota com o número lido na mira, ou seja a ré da mira 1. por exemplo, se o número lido na mira fosse 20 a altura do aparelho seria 100 (cota de P1) + 20 (ré) Alt. Do Ap. = Cota de P1 + Ré em P1

ré

+

= 100,800

Agora que sabemos a altura do aparelho, é fácil encontrar a cota do ponto de vante:

100,800

?

Para encontrar a cota do ponto de vante, faça a subtração da altura do aparelho e da vante lida em A.

Cota de A = altura do aparelho – vante de A

-

=

Repita as mesmas operações para as próximas leituras.

100,800 99,445

FI FS

575 1025 45,0

1095 1615 52,0

281 631 35,0

1286 1616 33,0

287 537 25,0

1734 2014 28,0

P1 800 100,800 100,000Piso do bloco I

A 456 1355 99,901 99,445

B 412 1451 98,862 98,450

P2 1874 96,988


Valores das cotas calculadas.

Para fazer o cálculo do contra nivelamento utilizamos a COTA de chegada em P2 a partir do NIVELAMENTO.

FI FS

1750 2020 27,0

359 689 33,0

1386 1686 30,0

198 648 45,0

1178 1578 40,0

670 1020 35,0P1 845 99,995

Piso do bloco I

D 1378 423 100,840 99,462

C 1536 524 99,885 98,349

DIST. HOR. OBS

P2 1885 98,873 96,988Ponto Final


Valores das cotas calculadas. NOTAR QUE A COTA EM P1 DIFERE DA COTA INICIAL CORRESPONDENTE A 100. A DIFERENÇA É EXATAMENTE O ERRO DE 5 mm COMETIDO NA OPERAÇÃO

Assim, para fazer o cálculo correto do contra nivelamento utilizamos uma COTA que permita chegar em P1 com o mesmo valor de partida, ou seja, 100.

Quanto deve ser o valor da cota de P2?

FI FS

1750 2020 27,0

359 689 33,0

1386 1686 30,0

198 648 45,0

1178 1578 40,0

670 1020 35,0P1 845 100,000

Piso do bloco I

D 1378 423 100,845 99,467

C 1536 524 99,890 98,354

DIST. HOR. OBS

P2 1885 98,878 96,993Ponto Final


Valor final da COTA de P2 é a média entre as COTAS obtidas. COTA P2 = (96,988 + 96,993)/2 = 96,9605 96,961m

IMPORTANTE

É recomendado que se faça a prova dos dados em campo, ao estimar o FS, o FI e o FM, utilizando a seguinte formula:

FS+FI 2

Caso exista divergência entre os dados, reavalie os dados. Se a divergência persistir, utilize o dado mais adequado.

= FM

ANTES de nivelar o aparelho, certifique-se de que o tripé esta devidamente cravado ao solo, o suficiente para não mover o aparelho facilmente.

SEMPRE Nivele o aparelho.

Ao escolher as miras no laboratório, certifique-se de que possuem a mesma marcação, algumas possuem o número de referência

acima da linha e outras abaixo. Cuidado!

Enquanto o aparelho estiver sobre o tripé o mantenha afixado à base do tripé.

Os parafusos do instrumento possuem limites para giro. NÃO FORCE O GIRO DE UM PARAFUSO QUANDO ESTE APRESENTAR RESISTÊNCIA AO MOVIMENTO.

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