曲线要素计算方法在高速公路测量工作中的应用研究

2014-02-19李伟

科技创新与应用 2014年6期

李伟

摘要：在高速公路施工中，线路测量是一般性、经常性的工作，测量放样涉及曲线要素的计算更是测量技术人员家常便饭的工作。文章主要讨论了一种将Excel电子表格函数及公式功能应用于高速公路曲线坐标计算中去的方法，希望简化现场施工放样过程，快捷方便地解决上述问题的同时提高施工技术人员效率。

关键词：高速公路；测量；曲线要素

1 基本知识

Excel是一种电子表格软件，除了有传统纸质表格的特点，它还兼具自动完成对表格中数据的计算的功能，此外，Excel电子表格还可以通过重新分析计算表格中发生变化的数据的方式从而提高工作效率。目前电子表格的主要作用是处理办公环境中的各种表格，同时还被广泛应用于数据的计算与分析、图表的处理等等方面。每张Excel的表格中由许多有独立地址的单元格组成，而每个单元格的地址是由其对应的列号与行字母组合构成，通过利用单元格的地址可以实现对每个单元格的引用。通常情况下，Excel电子表格中的单元格只可以存放公式和常数这两种数据形式。使用时注意必须在输入数值、函数公式、运算符之前先输入等号。也可以直接在单元格中输入公式，Excel电子表格会自动对其进行运算并将计算出的结果显示在之前输入公式的单元格中，而将计算公式显示在编辑栏中。在Excel表格中有200多个函数，通过利用函数将会大大的节省操作时间及难度。高速公路测量中的曲线要素如图l所示。图中P是因设缓和曲线；m是在加设缓和曲线后增加的切线长度，是从O2向切线上作垂线，垂足距曲线起点或曲线终点的长度；a是指偏角；R代表圆曲线的半径。m，P，β0是缓和曲线中的参数，计算公式如下：

2 输入数据以及录入公式

先依据取位的精度要求设置单元格的小数，并显示位数。在实践应用中需要注意多取偏角一列中的小数位数，从而保证计算的精度。分别在AS～LS各单元格中输入各列名称，分别在A6～Eg各单元格中输入交点号、交点坐标、半径以及缓和曲线长。由于计算机中角度的计算都是以弧度为单位进行的，并不是我们所需要的度分秒角度单位，所以可设置从弧度为单位的“偏角”栏加设度分秒一栏，实际上这两栏只是偏角两种形式，从而达到简化计算的目的。当在电子表格中输入公式时，结合Excel中插入函数的功能编写并录入公式，注意用单元格的地址替换公式中的各项参数。运用到的Excel函数主要有：

（1） ABS（number）：返回数值的绝对值；（2） COS（number）：计算数值的余弦值；（3） TAN（number）：返回角度的正切值；（4） ATAN（number）：计算数值的反正切值，其值的单位为弧度；（5）PI（）：返回圆周率的值（即π），可以精确到15位；（6）SQRT（number）：返回给定正数的平方根；（7）DEGREES（angle）：将弧度转换成角度；（8）TRUNC（number，num-digits）将数字截为整数或小数保留指定位数。

录入偏角公式：单击F7对话框并在编辑栏输入：

=ATAN（（C8-C7）/（B8-B7））-ATAN（C7-C6）/（B7-B6））；输入后回车完成。

录入切线长公式：单击H7对话框并在编辑栏输入：

=E7/2-E7^3/240/D7^2+（D7+E7^2/24/D7）*ABS（TAN（F7/2））

录入曲线长公式：单击I7对话框并在编辑栏输入：

=PI（）*D7*（DEGREES（ABS（F7））-180*E7/PI（）/D7）/180+2*E7；

录入外矢距公式：单击J7对话框并在编辑栏输入：

=（D7+E7^2/24/D7）/COS（F7/2）-D7；

录入切曲差公式：单击K7对话框并在编辑栏输入：

=2*H7-17；

录入直线长公式：单击L7对话框并在编辑栏输入：

=SQRT（（C7-C6）^2+（B7-B6）^2）-H7-H6；