基于EXCEL的施工测量研究
2016-06-30杨宝全
杨宝全
摘 要：在高速公路桥梁或者道路项目建设中，工程测量是一项极其重要的基础性工作。而工程测量的关键是内业计算，传统的坐标计算方法繁琐且易出错。文章通过对道路或桥梁工程线路中线和边线大地坐标计算的分析，总结出更精确、更快捷、更方便的坐标计算方法—Excel电子表格编程计算，以提高道路工程测量的科学性和可靠性。
关键词：施工测量；坐标；高程；EXCEL编程
中图分类号：P209 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）15-0058-02
1 概 述
大型桥梁施工中，由于路线长，要求精度高，各个部位需要大量的坐标计算；道路工程施工中，尤其是深路堑、高填方施工，为了保证线路各部结构符合设计和规范要求，更好地掌握和控制工程施工质量，技术人员需不断地检查、监控线路中线和开挖（填筑）边线，内、外业工作量极大。因此，如何使测量人员从繁重的测量放样工作中解脱出来，成了工程测量实施中的一大课题。
2 放样准备
2.1 测量前期工作的重点
测量人员首先要与测绘院及监理工程师交接桩，确定工程的技术规范标准。道路红线的现场复核，整个标段的中线初放。原地面的复测工作：包括纵断面和横断面复测[1]。
2.2 测量工作的相关内容
2.2.1 基准点复测
包括导线点复测和水准点复测、导线点和水准点的加密及复测。导线控制点与相邻标段的复核与联测。
2.2.2 审核图纸
高程检验：路线纵断面图和横断面图验算复核、构筑物的各个部位高程计算复核。超高路段的验算复核。验线：构筑物基础的轴线、几何尺寸，构筑物的墙身轴线，道路桥梁的中线或定线，曲线的验算和复核[2]。直线、曲线及转角表的复核验算，并计算道路坐标数据[3]。
3 放样方法
在传统的工程放样中，须求出放样点或线及控制网和原有建筑的关系，并求出其间的角度及距离和高程，这种方法弊端在于误差会不断累积，尤其是长大曲线，曲线的闭合差往往会很大，并且传统放样工序繁琐，效率低下。
极坐标放样：根据控制点、水平角和水平距离放样点平面位置的方法。采用丈量实地放样点和控制点之间的水平边长，并与两点坐标反算出的水平边长进行比较，达到校核的目的。
4 道路工程路基EXCEL编程计算
作者根据长期的测量经验和对内业的研究，特别介绍EXCEL编程计算坐标数据。以此来提高测量工作效率和计算精度。具体以沿江高速坐标计算为实例，具体说明编程的要点和内容[4]。此程序经多个工程的检验和实际运用，坐标和高程计算正确、精准。可以满足（除卵形曲线外）各类曲线的施工要求，无需坐标转换，适用于各类坐标系统。
5 Excel操作实例（带圆曲线的缓和曲线段）
沿江高速11合同段坐标计算，注：ZH：直缓点 HY：缓圆点 YH：圆缓点 HZ缓直点都是缓和曲线主点。
5.1 ZH至HY段编程
5.1.1 ZH至HY段中桩计算公式：（右折角实例）
X=3371691.031+COS（RADIANS（224.0398889）+POWER（（B
4-152012.798），2）/（6*350*1500））*POWER（（POWER（（B4-152012.798-POWER（（B4-152012.798），5）/（40*POWER（724.569，4））），2）+P
OWER（（POWER（（B4-152012.798），3）/（6*POWER（724.569，2））-PO
WER（（B4-152012.798），7）/（336*POWER（724.569，6））），2）），0.5）
式中，33 71 691.031为ZH点X坐标；
224.0 398 889为前折点至此折点的方位角；
152 012.798为ZH点桩号；
350为缓和曲线长；
1 500为该段圆曲线半径；
724.569为缓和曲线参数；
RADIANS（angle）将角度转为弧度；
POWER为计算乘幂。
缓和曲线，右转为“+”，左转为“—”，PI（）/2是90度。（以下同理）
Y=496443.4143+SIN（RADIANS（224.0398889）+POWER（（B4-152012.798），2）/（6*350*1500））*POWER（（POWER（（B4-15201
2.798-POWER（（B4-152012.798），5）/（40*POWER（724.569，4））），2）+POWER（（POWER（（B4-152012.798），3）/（6*POWER（724.569，2））-POWER（（B4-152012.798），7）/（336*POWER（724.569，6））），2）），0.5）
式中，B4为桩号。
5.1.2 ZH至HY段左边桩计算公式—左10 m
X=C4+COS（RADIANS（224.0398889）-PI（）/2+POWER（（B4-1
52012.798），2）/（2*350*1500））*10
式中，C4代表中桩值。
Y=D4+SIN（RADIANS（224.0398889）-PI（）/2+POWER（（B4-15
2012.798），2）/（2*350*1500））*10
式中，D4代表中桩Y值；
B4为桩号。
5.2 HY至YH段编程
5.2.1 HY至YH段中桩计算公式
X=3371449.228+COS（RADIANS（224.0398889）+0.11666666
6+（B5-152362.798）/（2*1500））*2*1500*SIN（（B5-152362.798）/（2
*1500））
式中，3371449.228为HY点X坐标；
224.0398889为前折点至折点的方位角；
0.116666666为缓和曲线角。
公式为：βh=Lh/2R
式中，Lh为ZH-HY之间的缓和曲线长；
R为圆曲线半径；
152362.798为HYD桩号。
Y=496190.6638+SIN（RADIANS（224.0398889）+0.116666666
+（B5-152362.798）/（2*1500））*2*1500*SIN（（B5-152362.798）/（2*
1500））
式中，496 190.6 638为HY点Y坐标。
5.2.2 HY至YH段左边桩计算公式—左10 m
X=C5+COS（RADIANS（224.0398889）+0.116666666-PI（）/2+（B5-152362.798）/1500）*10
式中，C5代表中桩X值；
B5代表计算里程桩号。
Y=D5+SIN（RADIANS（224.0398889）+0.116666666-PI（）/2+（B5-152362.798）/1500）*10
式中，D5代表中桩Y。
5.3 YH至HZ段编程
5.3.1 YH至HZ段中桩计算公式
X=3371101.442+COS（RADIANS（267.8293333）+PI（）-POWE
R（（153509.203-B33），2）/（6*350*1500））*POWER（（POWER（（15350
9.203-B33-POWER（（153509.203-B33），5）/（40*POWER（724.569，4））），2）+POWER（（POWER（（153509.203-B33），3）/（6*POWER（724.5
69，2））-POWER（（153509.203-B33），7）/（336*POWER（724.569，6））），2）），0.5）
式中，33 71 101.442为HZ点X坐标；
267.8 293 333为该折点至下一折点的方位角；
153 509.203 其中HZ点的桩号；
724.569为缓和曲线参数。
Y=495123.2351+SIN（RADIANS（267.8293333）+PI（）-POWER（（153509.203-B33），2）/（6*350*1500））*POWER（（POWER（（153509.
203-B33-POWER（（153509.203-B33），5）/（40*POWER（724.569，4））），2）+POWER（（POWER（（153509.203-B33），3）/（6*POWER（724.569
，2））-POWER（（153509.203-B33），7）/（336*POWER（724.569，6））），2）），0.5）
式中，495123.2351为HZ点Y坐标。
5.3.2 YH至HZ段左边桩计算公式—左10 m
X=C33+COS（RADIANS（267.8293333）+PI（）+PI（）/2-POWER（（153509.203-B33），2）/（2*350*1500））*10
式中，C33代表中桩X值。
Y=D33+SIN（RADIANS（267.8293333）+PI（）+PI（）/2-POWER（（153509.203-B33），2）/（2*350*1500））*10
式中，D33代表中桩Y值。
程序数据参考沿江高速直线、曲线及转角表。
6 结 语
大力促进工程测量技术方法与手段的更新换代，积极推动新技术的推广与应用，把传统的手工测量向智能化方向发展。以便提高工作效率，减轻人员劳动强度，最终节约人力物力，控制成本，同时加强相关学科的研究，不断拓宽工程测量服务新领域。
参考文献：
[1] 王福学，马宗海.GPS-RTK与全站仪在道路工程测量中的应用比较[J].
测绘与空间地理信息，2010，（3）.
[2] 鲍峰，欧建良.道路曲线的工程测量计算问题[J].同济大学学报（自然科 学版），2004，（11）.
[3] 孟伟.工程测量工作在城市道路建设中的应用[J].才智，2013，（24）.
[4] 朱向荣.基于Excel VBA的常用测量计算问题解决方案[J].地理空间信 息，2013，（5）.
