|
马定球 (广东省水利水电第三工程局,广东 东莞 523710)
[摘 要]文章论述了数字化测量在工程施工中的应用和发展。 [关键词]数字化测量;优势;应用;发展 [中图分类号] U412.2 [文献标识码] A [文章编号] 1008-1151(2005)10-0082-02
公路建设是国家基础建设中的一个重点,90年代前期,随着电子测量仪器,特别是测距仪、全站仪的普及,测量人员开始利用坐标法进行线路坐标计算和放样,90年代后期,随着高速公路工程的大量上马,要求工期的不断缩短,测量人员开始大量的使用电脑软件、E500、CASIO计算器等计算工具来计算复杂的公路放样坐标。虽然利用这些计算工具解决了大量的线路复杂计算的问题,但是外部工具提供的仅仅是坐标的数据,放样时还需要测量人员通过手工输入或坐标传输的方式,将坐标值导入全站仪中进行放样测量。 将这些测量软件植入到全站仪中,是测量人员梦寐以求的事情,近年来新型的多功能全站仪开始使这种想法得到了实现, KTS550系列全站仪就是代表之一。 1 “道路设计与放样软件”的主要功能与作用 1.1道路设计功能 此项功能主要包括:对平面直线或曲线数据的定义和编辑;对线路纵断面上不同坡度和变坡点连接的圆曲线的定义和编辑;提供用户可以事先将水平或垂直的定线数据提前在电脑里编辑好,一次性的传输到全站仪上;可以将不要的水平或垂直定线数据删除。 1.2道路放样功能 此项功能主要包括:设置测站;角度后视点;坐标后视点;放样数据和测距参数。 2 道路设计要素的输入 2.1定义水平定线 定义水平线的方法有两种,一种是根据交点坐标输入,另一种是根据桩号逐段输入。得出的结果是一样的,用户可以根据设计图给出的参数灵活选择这两种方式。下面分别就这两种方式,用一个算例进行对比。 2.1.1 根据交点坐标逐段输入

图1中给出的参数是: 点名 北(N) 东(E) 半径(R) 缓和曲线缓和A1 缓和曲线缓和A2 BP 1100.000 1050.000 IP1 1300.000 1750.000 100.000 80.000 80.000 IP2 1750.000 1400.000 200.000 0.000 0.000 EP 2000.000 1800.000 要输入的参数如下表
在全站仪上根据对应参数输入数值即可,没有数值的参数给“0”值。注意A1,A2不是缓和曲线长,它和缓和曲线长的关系为:L= 。在国外的道路设计中,缓和曲线参数缓和A的采用比较普遍,而国内采用的方法多为缓和曲线长L。 2.1.2 根据桩号逐段输入直线,圆弧,缓和曲线 这种方法的定线元素和参数如下表:
|
定线元素 |
参数 |
|
直线 |
方位角、距离 |
|
缓和曲线 |
半径、缓各曲线长度 |
|
弧 |
半径、弧长 |
根据定线参数的计算公式,我们可以将图1给出的数据,计算成分段的数据。计算过后的结果如图2所示:

输入顺序是 起始点坐标(BP) N 1100.000 m E 1050.000 m BP和KA1间的直线 方位角 74°03′16.6″ 距离 545.543 m KA1和KE1间的缓和曲线 半径 -100 m (“-”表示朝着终点的方向曲线向左转) 缓和长度 64 m KE1和KE2间的弧 半径 -100 m (“-”表示朝着终点的方向曲线向左转) 长度 131.354 m KE2和KA2间的缓和曲线 半径 -100 m (“-”表示朝着终点的方向曲线向左转) 缓和长度 64 m KA2和BC间的直线 方位角 322°07′30.1″ 距离 166.004 m BC和EC间的弧 半径 200 (没有符号表示朝着终点的方向曲线向右转) 长度 334.648 m EC和EP间的直线 方位角 57°59′40.6″ 距离 250.084 m 对比这两种方式,应该说各有优势,两组数据在道路设计书上一般均会提供。用户可以任意选择一种,或混合使用。但是我们也看到,如果选用第一种方式,可以多解决一种情况,就是能输入不等缓和曲线长的线路设计,这种线路在目前的道路设计中普遍存在。 2.2定义垂直定线 由于我国的道路设计采用的连接相邻坡度线的竖曲线是圆曲线,一般半径很大,所以在计算竖曲线时,相应的比较简单。只需对应桩号给出设计高程和曲线长即可。
经过定义水平和垂直定线,我们可以将线路的三维坐标确定,能够一次性地完成放样工作。也可以分开水平和垂直定线完成放样。实施完成放样工作后,放样的数据还可以存储在全站仪里面,通过电缆将数据传输到电脑里,提供监理或自我检校。 3道路放样 完成设置测站和定向后视点后,进入放样数据功能。首先需要输入相关数据: 起点桩号———数值必须大于设计定线数据时的起点桩号。 桩增量———自动按此数值逐桩增加或减少。 左/右偏差———道路宽度,放边桩需要的数据。 左/右高差———道路边界对比道路中线的高程差值。 以上数值输入后,进入下一界面,桩号、左/右偏差、左/右高差还可以随时更改输入。确认输入后,全站仪显示放样点的坐标值,再次确认后调用放样程序,达到放样点后可以将该点的坐标记录在文件里。如果需要还可以进行放坡放样。 4与其它的计算工具的对比
|
工具 |
优点 |
缺点 |
|
KTS550系列全站仪 |
1、无须携带其它工具 2、不用考虑程序丢失 3、可以放样任意桩号 4、易学易用 |
|
|
CASIO计算器 |
1、携带轻巧 2、容易掌握 |
1、程序简单 2、移植性差 3、容易丢失 |
|
E500 |
1、使用方便 |
1、程序输入相对复杂 2、极难做到汉化 |
|
电脑 |
1、计算快 2、输入、输出方便 |
1、不便携带 2、不能根据现场情况调整放样 桩号 | 相对于其它计算工具,可以看出,利用KTS-550系列全站仪进行线路设计与放样有很大的优势,是目前线路设计与放样的发展趋势。 |