ESCUELA PROFESIONAL PROFESIONAL DE INGENIERÍA INGENIERÍA CIVIL
UNIVERSIDAD ANDINA NÉSTOR CÁCERES VELÁSQUEZ
ALINEAMIENTO DEL EJE DE LA CARRETERA INTRODUCCION
En el presente informe daremos a detallar la práctica realizada, en instalaciones de la Universidad Andina Néstor Cáceres Velásquez – Juliaca; cuyo tema es “Alineamiento del eje de la carretera”. Este trabajo realizado, tiene por objeto brindar una nueva red vial, para lo cual se hizo el reconocimiento de terreno y ahora presentaremos el proceso del estudio preliminar, de nuestro diseño de carretera. El Diseño geométrico de carreteras es la técnica de ingeniería civil que consiste en situar el trazado de una carretera o calle en el terreno. Los condicionantes para situar una carretera sobre la superficie son muchos, entre ellos la topografía del terreno, la geología, el medio ambiente, la hidrología o factores sociales y urbanísticos. La práctica realizada en el curso de laboratorio de diseño geométrico de carreteras, es de gran ayuda para nuestra formación como estudiantes de ingeniería civil. De esta manera, la construcción de carreteras de nuestro país es indispensable para el desarrollo social, económico y cultural, y más aún lo es la formación de profesionales capacitados en este campo. A continuación presentaremos el contenido del informe, en el que presentamos de forma detallada los conceptos básicos, materiales y equipos utilizados en dicha práctica, así como también el procedimiento de la ejecución de la práctica en campo.
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ANTECEDENTES Anteriormente se hizo el reconocimiento del terreno donde se ejecutaría la práctica, que es alineamiento del eje de una carretera. carr etera. La zona donde se escogió la ruta, fue en la Universidad Andina Néstor Cáceres Velásquez, a espaldas de la facultad de derecho, en esta zona solo se encuentran arbustos, ichu, también hay una trocha carrozable por donde transitan pocos vehículos.
OBJETIVOS. OBJETIVO GENERAL. Realizar el alineamiento del eje de una carretera y diseño geométrico de una carretera, tomando en cuenta criterios de accesibilidad, pendiente, tipo de carretera, etc.
OBJETIVOS ESPECIFICOS.
Realizar prácticas con situaciones lo más reales posibles en el alineamiento del eje de una carretera. Aprender a realizar el alineamiento del eje de una carretera. Realizar el alineamiento lo más correcto posible sin que el eje de la carretera este muy abierto o muy cerrado, para que el vehículo que transite por él pueda hacerlo sin mucha dificultad. Conocer cómo se realiza las progresivas y como se l lega a ubicar el punto de encuentro (PI), para el alineamiento del eje de una carretera. Determinar el azimut y los ángulos interiores de nuestro diseño vial, con la ayuda de equipos como la estación total. Realizar de manera correcta los planos de nuestro diseño de carretera. Realizar un trabajo en equipo para mejores resultados.
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MARCO TEÓRICO ALINEAMIENTOS Los alineamientos son necesarios en la ejecución de trabajos de medición con wincha y jalones. Un alineamiento en topografía se define como la línea trazada y medida entre dos puntos fijos sobre la superficie terrestre, que se materializan mediante jalones y estacas. Estos alineamientos pueden realizarse de acuerdo a la ubicación de los puntos base, los que pueden ser:
ALINEAMIENTOS ENTRE DOS PUNTOS : Cuando se tiene dos puntos ubicados sobre la superficie terrestre y materializada por dos jalones, sin tener ningún obstáculo entre ellos, se desea alinear un tercer jalón o más dentro del alineamiento.
ALINEAMIENTO POR EXTENSIÓN: Este tipo de alineamiento sirve para ubicar otro punto a partir de dos puntos alineados. Gracias a los alineamientos podemos hacer trazos perpendiculares, trazos paralelos.
TRAZOS DE PERPENDICULARES Y PARALELOS Para realizar este alineamiento se tiene que hacer uso del método del triángulo en el trazo de perpendiculares. A partir del alineamiento inicial se construye un triángulo rectángulo que en nuestra práctica hemos tomado las medidas de los catetos 3m, 4m y 5m respectivamente formando así un triángulo rectángulo.
TRIANGULO PITAGÓRICO Es un método de trazo perpendicular usando el triángulo pitagórico de 3,4 y 5. Por ejemplo, en la práctica que se detalla en el presente informe, se desea trazar la perpendicular del punto A dentro de un alineamiento que se hizo con anterioridad. En primer lugar se midió con la Wincha 3 metros sobre el alineamiento hecho, partiendo del punto A hacia el punto B (AB = 3m), luego sumamos 5 metros más del punto B hacia el punto C (BC = 5m), para formar la hipotenusa del triángulo pitagórico, seguidamente medimos 4 metros más del punto Cal punto A (CA = 4m), para así poder cerrar el polígono triangular 3,4 y 5(AB + BC + CA = 12m); finalmente, tensionamos la Wincha y con un piquete se señaló la medida 8 metros (AB + BC = 8m →AC = 4m), y así obtener el ángulo recto buscado en el punto A con respecto al alineamiento hecho.
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CURVA HORIZONTAL: Se define como arcos de circunferencia de un solo radio que son utilizados para unir dos tangentes de un alineamiento. Según Harry Cayupi para el diseño geométrico de una curva horizontal se debe tomar en cuenta la topografía del terreno y la velocidad de diseño, que puede variar de una curva a otra, teniendo cuidado de no incrementar en más de 10kph la velocidad entre una curva y la siguiente.
CURVA HORIZONTAL COMPUESTA Llamamos curva horizontal compuesta a la combinación de dos o más curvas simples. La medida de colocar una curva compuesta se toma cuando la distancia de separación entre dos curvas consecutivas es menor que la establecida por las normas según la velocidad de diseño entonces se anula la distancia recta entre las curvas y el punto final (PT) de la primera curva se hace coincidir con el punto de comienzo de la segunda curva (PC) formando así una sola curva, la cual se conoce como curva compuesta.
TRAZO DE CURVAS HORIZONTALES. Como la liga entre una y otra tangente requiere el empleo de curvas horizontales, es necesario estudiar el procedimiento para su realización, estas se calculan y se proyectan según las especificaciones del camino y requerimientos de la topografía
INSTRUMENTOS Y MATERIALES UTILIZADOS: Para realizar mediciones con precisión adecuada, utilizando el menor tiempo posible, se hace necesario el uso de instrumentos o aparatos adecuados para tal fin. En el presente informe se describen los instrumentos más simples y que hemos utilizado en esta práctica de campo.
GPS: El Sistema de Posicionamiento Global (GPS) es un servicio por que proporciona a los usuarios información sobre posicionamiento, navegación y cronometría.
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Estaca: Una estaca es un objeto largo y afilado de madera que clavamos en el suelo . Tiene muchas aplicaciones, como demarcador de una sección de terreno. En nuestra práctica las estacas tuvieron una longitud de 20 cm.
Jalón: Son bastones metálicos o de madera, pintados cada diez centímetros de colores rojo y blanco. Sirven para visualizar puntos en el terreno y hacer bien las punterías. Los jalones que hemos usado en este caso fueron de metal.
Wincha: Es una cinta métrica flexible, enrollada dentro de una caja de plástico o metal, que generalmente está graduada en centímetros en un costado de la cinta y en pulgadas en el otro.
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COMBO O MAZO: Un mazo o combo es una herramienta de mano que sirve para golpear o percutir; tiene la forma de un martillo, pero es de mayor tamaño y peso. En la práctica se usó para hacer el respectivo clavado de estacas.
MARCADOR EN SPRAY: Se usó para marcar la progresiva de puntos y los P.I.
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CLAVOS DE CALAMINA: Se fabrican con acero de alta resistencia recubierto de Zinc, por deposición electrolítica que le brinda resistencia a la oxidación en ambientes altamente corrosivos. Presenta en la cabeza una arandela en forma circular cóncava que le permite tener una mayor superficie de sujeción brindando al mismo tiempo protección para evitar el ingreso de agua.
CORDEL: Llamado también tiralinea sirve para la marcación sobre terrenos.
Personal:
Arce Acsara, Ruth Shakelin. Huarilloclla Apaza, Marilu Yeny. Mostajo Pancca, Jose Raul. Quispe Sucasaca, Alexis Raul. Calizaya Mamani, Jorge Antonio. Arestegui Apaza, Andreé. Tito Machaca, José Feliciano. Zavaleta Larico, Jean Carlos.
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Equipos y herramientas.
Jalones
Estaca de madera
Cinta métrica
Clavos de calamina
Cordel
Pintura en spray
Combo
GPS
PROCEDIMIENTO UBICACIÓN: Región:
Puno
Provincia:
San Román
Distrito:
Juliaca
La práctica de “Alineamiento del Eje de la Carretera”, se realizó en la Ciudad Universitaria de la Universidad Andina Néstor Cáceres Velásquez.
TRABAJO DE CAMPO: Nos reunimos para Realizar la Practica de laboratorio de “Diseño Geométrico de Carreteras” el día viernes 19 de mayo del año en curso, el Ing. Elmer Quispe Cahui, encargado del curso de
laboratorio nos dio instrucciones para llevar a cabo la práctica dándonos unos pasos y observaciones que se debe de tener para el alineamiento del eje de una carretera terminado esto fuimos a realizar la práctica. Se realizó el trabajo de campo en la Universidad Andina Néstor Cáceres Velásquez al norte del estadio universitario ahí fue donde se puso el PC, progresiva 0+000 punto de comienzo. Se proyectó una línea usando la cinta métrica con rumbo al sur, se puso el PI2 antes de chocar con el estadio, con una progresiva 0+064,49; seguido se proyectó otra línea y en la progresiva 0+164,60 se ubicó el PI3, todo esto haciendo el uso de la cinta y de los jalones cada 20m para alinear y que nuestra línea sea recta, en la progresiva 0+320 se ubicó el PI4, se continuó alineando hasta llegar a la progresiva 0+363,45 donde se ubicó el PI5, y así sucesivamente, esto se ver más detallado en los planos que se anexan en el presente informe. En cada uno de estos puntos se tomó las progresivas cada 20m y cuando ya no se podía medir más se ponía un PI y se cambiaba de dirección. También nos reunimos el día viernes 26 de mayo para sacar las coordenadas de los PI hallados anteriormente, esto se dio con ayuda de un GPS Navegador, se ubicó el GPS en todos los PI que se tuvieron a continuación se pone un cuadro donde se ve las diversas coordenadas.
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NORTE ESTE ALTURA NORTE ESTE ALTURA NORTE ESTE ALTURA NORTE ESTE ALTURA NORTE ESTE ALTURA NORTE ESTE ALTURA NORTE ESTE ALTURA NORTE ESTE ALTURA NORTE ESTE ALTURA NORTE ESTE ALTURA
8282376 0379850 3782m 8282335 0379802 3795m 8282281 0379885 3797m 8282223 0379882 3802 8282271 0380008 3809m 8282362 0379999 3810m 8282368 0380081 3813m 8282420 0380119 3814m 8282415 0380260 3815m 8282334 0380271 3819m
ESTE
NORTE
379850m 379802m 379885m 379882m 380008m 379999m 380081m 380119m 380260m 380271m
8282376m 8282335m 8282281m 8282223m 8282271m 8282362m 8282368m 8282420m 8282415m 8282334m
PI 1
PI 2
PI 3
PI 4
PI 5
PI 6
PI 7
PI 8
PI 9
PI 10
TRABAJO DE GABINETE: DATOS OBTENIDOS EN CAMPO EST. PI 1-A PI 2-B PI 3-C PI 4-D PI 5-E PI 6-F PI 7-G PI 8-H PI 9-I PI 10-J
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CALCULO DE DIRECCIONES Y RUMBO
= −−
379802 −379850 = 8282335 −8282376 = 49° 29 50′′ = 229° 29 50′′ 379885 −379802 = 8282281 −8282335 = 56° 57 7′′ = 123° 2 53′′ 379882m−379885 = 8282223m−8282284 = 2° 57 39′′ = 182° 57 39′′ 380008m−379882m = 8282271m−8282223m = 69° 8 44′′ = 69° 8 44′′ 379999m−380008m = 8282362m−8282271m = 5° 38 54′′ = 174° 21 6′′ 380081m−379999m = 8282368m−8282362m = 85° 48 54′′ = 85° 48 54′′ 380119m−380081m ℎ = 8282420m−8282368m = 36° 9 39′′ = 36° 9 39′′ LABORATORIO DE DISEÑO GEOMÉTRICO DE CARRETERAS
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380260m−380119m ℎ = 8282415m−8282420m = 87°58 9′′ = 92° 1 51′′ 380271m−380260m = 8282334m−8282415m = 7° 44 1′′ = 172° 15 59′′ CALCULO DE LOS ELEMENTOS DE LA CURVA
FORMULAS USADAS 1.- Calculo del Radio.
2.- Calculo de la Tangente
3.- Calculo de la Longitud de la Curva
4.- Calculo de la Flecha
5.- Calculo de la Cuerda
= sin∆−1 2 = ∗ tan(∆2) = (180∗ Δ ) = (1−cos(Δ2)) = 2 ∗ sin (Δ2)
Donde: E = Externa.q R = Radio. T = Tangente. Lc = Longitud de Curva.
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F = Flecha. C = Cuerda.
Δ = Delta Angulo interno del PI
CALCULO PI-1 Calculo del Radio
= sin(106°2612´57´´)−1 2 = 17.90
Calculo de la Tangente
57´´ 106°26 = 17.90∗ tan 2
= 23.95
Calculo de la Longitud de la Curva
57′′ = 17.90∗ ∗ 106°26′ 180 = 33.25 Calculo de la Flecha
= 1− cos106°26′57′′ 2 = 7.18 Calculo de la Cuerda
= 2 ∗ 17.90∗ sin106°26′57′′ 2 = 28.68 Deflexiones: PROGRESIVA
DISTANCIA
DIST. ACUMULADA
DEFLEXION
DEFLEX. ACUMULADA
PC 0+040.54 0+050 0+060 0+070 PT 0+073.8
0 9.46 10 10 3.8
0 9.46 19.46 29.46 33.26
0 15°08’24.61’’ 16°00’87’ 16°00’87’ 6°4’54.03’’
0 15°08’24.61’’ 31°08’40.48’’ 47°08’56.35’’ 53°13’50.38’’
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CALCULO PI-2 Calculo del Radio.
8.5 = sin(59°54′46′′ 2 )−1 = 55.13 Calculo de la Tangente
= 55.13∗ tan59°54′46′′ 2 = 31.77 Calculo de la Longitud de la Curva
= 55.13∗ ∗ 59°54′46′′ 180 = 57.64 Calculo de la Flecha
= 1− cos59°54′46′′ 2 = 7.36 Calculo de la Cuerda
= 2 ∗55.13∗ sin59°54′46′′ 2 = 55.05 Deflexiones: PROGRESIVA
DISTANCIA
PC 0+132.83 0+140 0+150 0+160 0+170 0+180 0+190 PT 0+194.47
0 7.17 10 10 10 10 10 0.47
DIST. ACUMULADA 0 7.17 17.17 27.17 37.17 47.17 57.17 57.64
DEFLEXION 0 3°43’33’’ 5°11’47’’ 5°11’47’’ 5°11’47’’ 5°11’47’’ 5°11’47’’ 0°14’39’’
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DEFLEX. ACUMULADA 0 3°43’33’’ 8°55’20’’ 14°07’07’’ 19°18’54’’ 24°30’42’’ 29°42’29’’ 29°57’08’’
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CALCULO PI-3 Calculo del Radio.
15 = sin(113°49′15′′ 2 )−1 = 18.04 Calculo de la Tangente
= 18.04∗ tan113°49′15′′ 2 = 27.68 Calculo de la Longitud de la Curva
15′′ = 18.04∗ ∗ 113°49′ 180 = 35.83 Calculo de la Flecha
= 1− cos113°49′15′′ 2 = 8.19 Calculo de la Cuerda
= 2 ∗ 18.04∗ sin113°49′15′′ 2 = 30.22 Deflexiones: PROGRESIVA
DISTANCIA
PC 0+192.32 0+200 0+210 0+220 PT 0+228.15
0 7.68 10 10 8.15
DIST. ACUMULADA 0 7.68 17.68 27.68 35.83
DEFLEXION 0 12°11’46’’ 15°52’48’’ 15°52’48’’ 12°56’33’’
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DEFLEX. ACUMULADA 0 12°11’46’’ 28°04’54’’ 43°57’23’’ 56°53’56’’
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CALCULO PI-4 Calculo del Radio.
9.5 = sin(105°12′02′′ 2 )−1 = 14.69 Calculo de la Tangente
= 14.69∗ tan105°12′02′′ 2 = 19.22 Calculo de la Longitud de la Curva
02′′ = 14.69∗ ∗ 105°12′ 180 = 28.98 Calculo de la Flecha
= 1− cos105°12′02′′ 2 = 5.76 Calculo de la Cuerda
= 2 ∗ 14.69∗ sin105°12′02′′ 2 = 23.34 Deflexiones: PROGRESIVA
DISTANCIA
PC 0+334.23 0+340 0+350 0+360 PT 0+361.21
0 5.77 10 10 1.21
DIST. ACUMULADA 0 5.77 15.77 25.77 26.98
DEFLEXION 0 11°15’09’’ 19°30’06’’ 19°30’06’’ 2°21’35’’
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DEFLEX. ACUMULADA 0 11°15’09’’ 30°45’15’’ 50°15’20’’ 52°36’55’’
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CALCULO PI-5 Calculo del Radio.
9 = sin(88°32′12′′ 2 )−1 = 22.70 Calculo de la Tangente
= 22.70∗ tan88°32′12′′ 2 = 22.13 Calculo de la Longitud de la Curva
= 22.70 ∗ 88°32′12′′ 180 = 35.08 Calculo de la Flecha
= 1− cos88°32′12′′ 2 = 6.44 Calculo de la Cuerda
= 22.70∗ sin88°32′12′′ 2 = 31.69 Deflexiones: PROGRESIVA
DISTANCIA
PC 0+424.87 0+430 0+440 0+450 0+459.95
0 5.13 10 10 9.95
DIST. ACUMULADA 0 5.13 15.13 15.13 35.08
DEFLEXION 0 6°28’27’’ 12°37’13’’ 12°37’13’’ 12°33’25’’
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DEFLEX. ACUMULADA 0 6°28’27’’ 19°05’40’’ 31°42’53’’ 44°16’18’’
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CALCULO PI-6 Calculo del Radio.
4 = sin(49°39′15′′ 2 )−1 = 39.28 Calculo de la Tangente
= 39.28∗ tan49°39′15′′ 2 = 18.17 Calculo de la Longitud de la Curva
= 39.28∗ ∗ 49°39′15′′ 180 = 34.04 Calculo de la Flecha
= 1− cos49°39′15′′ 2 = 3.63 Calculo de la Cuerda
= 2 ∗39.28∗ sin49°39′15′′ 2 = 32.99 Deflexiones: PROGRESIVA
DISTANCIA
PC 0+510.13 0+520 0+530 0+540 PT 0+544.17
0 9.87 10 10 4.17
DIST. ACUMULADA 0 9.87 19.87 27.87 34.04
DEFLEXION 0 7°11’54’’ 7°17’36’’ 7°17’36’’ 3°2’28’’
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DEFLEX. ACUMULADA 0 7°11’54’’ 14°29’30’’ 21°47’06’’ 24°49’39’’
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CALCULO PI-7 Calculo del Radio.
7.1 = sin(55°52′12′′ 2 )−1 = 53.83 Calculo de la Tangente
= 53.83∗ tan55°52′12′′ 2 = 28.55 Calculo de la Longitud de la Curva
= 53.83 ∗ 55°52′12′′ 180 = 52.49 Calculo de la Flecha
= 1− cos55°52′12′′ 2 = 6.27 Calculo de la Cuerda
= 2 ∗53.83∗ sin55°52′12′′ 2 = 50.44 PROGRESIVA
DISTANCIA
PC 0+565.99 0+570 0+580 0+590 0+600 0+610 0+618.48
0 4.01 10 10 10 10 8.48
DIST. ACUMULADA 0 4.01 14.01 24.01 34.01 44.01 52.49
DEFLEXION 0 2°08’03’’ 5°19’19’’ 5°19’19’’ 5°19’19’’ 5°19’19’’ 4°30’47’’
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DEFLEX. ACUMULADA 0 2°08’03’’ 7°27’22’’ 12°46’41’’ 18°05’59’’ 23°25’18’’ 27°56’05’’
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CALCULO PI-8 Calculo del Radio.
9.1 = sin(80°14′08′′ 2 )−1 = 29.58 Calculo de la Tangente
= 29.58∗ tan80°14′08′′ 2 = 24.92 Calculo de la Longitud de la Curva
= 29.58∗ ∗ 80°14′08′′ 180 = 41.42 Calculo de la Flecha
= 1− cos80°14′08′′ 2 = 6.96 Calculo de la Cuerda
= 2 ∗29.58∗ sin80°14′08′′ 2 = 38.18 Deflexiones: PROGRESIVA
DISTANCIA
PC 0+708.48 0+710 0+720 0+730 0+740 0+749.9
0 1.52 10 10 10 9.9
DIST. ACUMULADA 0 1.52 11.52 21.52 31.52 41.42
DEFLEXION 0 1°28’20’’ 9°41’05’’ 9°41’05’’ 9°41’05’’ 9°35’17’’
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DEFLEX. ACUMULADA 0 1°28’20’’ 11°09’25’’ 20°50’31’’ 30°31’36’’ 40°06’53’’
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CONCLUSIONES: En el presente informe detalla la manera en el que se diseñó un eje de carretera. En la práctica para el diseño del eje de carretera se comprendió la forma de cómo realizarlo, así mismo entender que hay varios métodos para el levantamiento del eje de carretera. Se aprecia que el trabajo se vuelve mucho más fácil y más rápido al usar una Estación Total, en lugar de un Teodolito electrónico, debido a la tecnología de última generación que posee la estación Total. Es muy importante esta práctica, ya que nos enseña a comprender que hay criterios que hay que tener en cuenta (transitabilidad, tipo de carretera, pendiente, accesibilidad, etc.) Todos estos conocimientos aprendidos durante la práctica nos serán de mucha utilidad durante nuestra formación como futuros ingenieros civiles.
RECOMENDACIONES: Para el uso de equipos y herramientas hay que ser muy precisos y estrictos ya que tenemos que tener ángulos y distancias exactas para nuestro eje de carretera. El personal topográfico debe hacer un reconocimiento del sitio, acompañado de toda su cuadrilla. La estaca del PI, clavos, y demás objetos de demarcación deben estar visible lo máximo posible En el caso de usar el GPS navegador para sacar ángulos y distancias mediante fórmulas, se debe tener en cuenta que va haber un margen de error menor. Si se encuentran obstáculos, hay que hacer cálculos para poder hallar el vértice inaccesible con ayuda de otro punto mediante triangulaciones. Cuando el clima tenga condiciones desfavorables, hay que hacer un alto para no dañar los equipos topográficos. Leer adecuadamente la cinta métrica, teodolito, estación total, para tener datos apropiados para los cálculos.
BIBLIOGRAFIA
https://es.scribd.com/doc/99870178/Curva-Horizontal. https://es.slideshare.net/19Melz/informe-de-topografa-unp?from_action=save. http://www.gps.gov/systems/gps/spanish.php. https://www.google.com.pe/search?q=alineamiento+topografico&tbm=isch&tbo=u&s ource=univ&sa=X&ved=0ahUKEwjIrsrLnqXUAhVGYiYKHTwRA6cQsAQIQA&biw=1366& bih=662. http://www.javierbarrera.galeon.com/top8.html. https://es.wikipedia.org/wiki/Mazo. https://es.wikipedia.org/wiki/Cinta_m%C3%A9trica. https://es.slideshare.net/eldragondorado/trabajo-de-cartaboneo-y-alineamiento. https://es.slideshare.net/alemoscosomelino/informe-01-alineamiento-ylevantamiento-con-cinta.
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ANEXOS
Reconocimiento del terreno.
Se colocan dos jalones a distancias considerables y en su recta se colocan clavos con su marca de pintura amarilla a 20 m de distancias entre estas mismas.
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Ahora para el se repite el mismo procedimiento anterior dado (Para cada Pise coloca una estaca).
Estos pasos se repiten para todos los puntos PI hasta llegar a una distancia de 816 m el cual termina en nuestro .
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Algunas fotografías de nuestros P.Is:
Mientras otro grupo se encarga de sacar los ángulos y coordenadas absolutas de cada PI.
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Con la ayuda del GPS navegador se obtuvo las coordenadas de cada P.I.
Todos estos datos deben estar registrados en nuestras libretas de campo
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Croquis de los P.I.
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