AutoCAD在复杂曲线（匝道）中的应用

杨孝欣

摘 要：结合福州马尾大桥北接线段的工作实践，利用AutoCAD软件绘制复杂曲线图，并对该曲线图的精度进行评定，可为其他项目在匝道测量中的应用提供方法和依据。

关键词：AutoCAD软件；复杂曲线；匝道；坐标计算

中图分类号：U442 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.04.067

随着经济的发展和社会的进步，测量内业数据计算方法也在不断创新，利用AutoCAD软件采集、测量坐标数据已经成为一种主流方式。与传统的计算器计算方式相比，这一方式更直观、更迅速、更灵活、更高效。但是，由于互通立交中的匝道通常是由多条复曲线、S形曲线、卵形曲线组成，与简易的图形相比，绘制难度更大，因此，如何将这些不规则的曲线精准地绘制在AutoCAD软件上，并满足规范中施工测量的精度需求是企业急需解决的问题。

1 工程概况

福州市马尾大桥北接线段共计有12条匝道，除Y，Z匝道有部分路基外，其余全部为桥梁结构。其中，Y匝道最长，里程为1 726.775 m；I匝道最短，里程为203 m。E匝道中包含半径最大的曲线，曲线半径为2 283.75 m；I匝道中包含半径最小的曲线，曲线半径为40.5 m。由于曲线半径在桩间距拟合图形时具有重要的作用，同时又是精度评定的重要参考依据，因此，本文将曲线半径最小的I匝道作为特例进行解析。

2 准备工作

2.1 资料收集

首先在设计院下发的施工图纸中查找包含I匝道轴线起点里程、起点坐标、起点方位角、终点里程、终点坐标、变曲点里程、曲线半径、曲线走向、转角值等测量内业计算所需的相关信息的曲线要素表。图1所示为I匝道线形单元要素表。

2.2 软件安装

除Excel软件为系统自带的Office办公软件外，还要用到坐标批量计算的软件，即“公路施工测量坐标计算系统”软件和用于绘制图形的AutoCAD2007软件。以上两个软件均来自互联网，可自行下载并安装。

3 数据计算与处理

3.1 坐标计算

利用“公路施工测量坐标计算系统”软件的批量坐标计算功能可节省内业坐标计算的时间。选择功能中的互通立交匝道计算模块，按软件默认格式输入I匝道的曲线要素数据，包括起点里程、起点坐标、起点方位角、曲线半径、曲线类型、变曲点里程、曲线转向、结束点里程几项数据，具体如图2所示。

通过软件的一键计算功能 ，便可立即计算出I匝道曲线的批量坐标数据结果。值得注意的是，此时，如果发现结束点的计算坐标值与设计坐标值不符，可使用计算器对其进行最后复核。复核后，如果结束点计算坐标值仍然与设计值不符，则应上报设计单位，要求其确认曲线要素表内各项数据是否出现了设计错漏。只有当结束点的计算坐标值与设计坐标值比对无误时，才可通过输出按钮 将计算的批量结果全部导出至Excel。

鉴于本次任务后续对精度评定的需要，在桩间距数值填写处分别以5 m、10 m和20 m进行了3次独立的计算，从而得到3组独立的批量坐标结果数据。待后续通过精度分析总结，最终确定一个合理的桩间距数值，以供日后项目参考。

3.2 坐标转换

由于AutoCAD软件坐标系中的竖轴方向为Y轴，横轴方向为X轴，而测量学坐标系中的竖轴方向为X轴，横轴方向为Y轴，二者正好相反，因此，需要将导出至Excel表格中的坐标数据在Excel软件中进行X值、Y值对调处理后才可用于图形绘制。

在具体操作时，可在Excel表格中的任意第一行空白单元格处输入多文本转换指令“=CONCATENATE”和坐标X值、Y值单元格的编号，将坐标的X值与Y值单元格编号位置交换后放置于同一个单元格内，如图3所示；然后利用Excel软件的向下填充功能或者直接在目标单元格右下角向下拉拽，便可将Excel表格中所有计算得到的坐标数据转换为AutoCAD软件所能识别的坐标数据格式。

4 图形应用

4.1 绘制图形

利用AutoCAD软件的样条曲线绘制功能 或者直接在命令对话框输入“spline” ，然后切换至Excel软件，将格式转换后的K0～K203的坐标数据全部选取并复制，之后切换回AutoCAD软件的指令对话框中进行粘贴，最后第一次敲回车键“Enter”结束粘贴，第二次敲回车键结束曲线起点切向，第三次敲回车键结束曲线终点切向。完成以上指令后，I匝道的曲线图已在AutoCAD软件中绘制完毕。绘制好的I匝道曲线如图4所示。

4.2 坐标查询

开启AutoCAD软件的对象捕捉功能，利用AutoCAD软件的查询坐标按钮 或者直接在命令对话框中输入ID，便可实时调取绘制曲线上任意一点的坐标数据。

5 精度评定

5.1 精度指标

根据《工程测量规范》（GB 50026—2007）中的规定，结合本项目的情况，以高精度指标为准，将桥梁轴线测量偏位允许偏差值△o=4 mm作为依据，以此来评定AutoCAD软件直接查询的坐标值是否合格。

5.2 对比分析

将设计图纸中曲线要素表内的圆曲线中点（里程IK0+113.193，设计坐标X=2 877 549.353、Y=443 386.279）作为已知点进行检验抽查，分别与AutoCAD软件绘制的桩间距为5 m、10 m和20 m的三组曲线中的该点坐标值的偏差值进行对比。偏差值按以下公式计算：

由此可判定AutoCAD软件绘制曲线的坐标精度是否达到了规范要求。对比结果如表1所示。

从表4可以看出，即便在匝道的最小曲线半径仅为40.5 m时，只要在计算坐标时将桩间距选为≤10 m，按其坐标结果所绘制出的AutoCAD曲线图形完全能够满足规范中对测量精度的要求。

6 结束语

随着电脑的普及和应用，应用AutoCAD软件可高效率、高精度地绘制出复杂的曲线图形，其迅速、便捷的坐标查询功能极大地减少了传统测量复杂的内业计算工作量，值得在同类型项目中推广和应用。

参考文献

[1]中国有色金属工业西安勘察设计研究院.GB 50026—2007 工程测量规范[S].北京：中国标准出版社，2007.

[2]马旭，吴国云.中文AutoCAD2007应用基础教程[M].西安：西北工业大学出版社，2007.

〔编辑：刘晓芳〕