丰富的知识使交通工程测量轻松有趣

廖明侠　李成军

（贵州陆通工程管理咨询有限责任公司　贵州贵阳　550000）

1　工程测量的重要性

工程测量是工程设计和施工的前提条件和检查手段，是工程项目的重要组成部分。测量结果直接影响到工程的质量、造价甚至成败。工程测量涉及内容多，知识面广，交通工量测量更是复杂多样，要测横坡、纵坡、平面线型，平面线型涉及到直线、圆曲线、缓和曲线等线型正反算知识，个别放样还涉及到制图知识；测量场地有的要跨过江河湖海，有的要绕过山体、绕过村镇，有的要在车人来往的城市街道上进行，条件各不相同。80年代的工程测量工具一般只有水平仪、经纬仪、花杆、塔尺、钢尺、皮尺、线锤等简单测量工具，计算只用到加减乘除和三角函数，只要普通计算器就能计算，测量人员不需要很高的文化。但在测量仪器先进、计算器具和计算软件发达的今天，测量效率已成百上千倍的提高，不同的测量内容、不同的测量精度要求、不同的测量环境适用不同测量仪器、测量方法和计算方法，只会加减乘除和三角函数已经不能适应工程测量了，只有测量人员知识全面，灵活使用适合的测量方法、测量仪器、计算方法、计算器具和绘图方法等，才能适应今天高效率的工程测量工作。

2　提高工程测量效率方法分析

在进行工程设计前或土石方开挖工程前需要测量原地面特征点，并根据测量数据绘制地形图，再根据地形图绘制断面图，然后根据断面图计算断面积，最后根据断面间距和断面积计算出各种所需的工程量。这些工作如果用以前的老办法，得在每个特征点测量时记录下数据，然后根据数据遂个将点描画在图纸上，再将各点连线修饰成地形图，绘一张几千平方米的地形图就得花上好几天，且容易出错，但如果是用全站仪、或RTK、或GPS测存数据，用Excel配合南方测绘等绘图软件绘图和计算，则绘图只需要几分钟就可完成，且不易出错，绘断面、计算表面积、计算断面积和工程数量都很快且很准确。

在测量隧道开挖工程量、初期支护工程量、或二衬混凝土工程量时，需要测量断面数据，绘制隧道断面图，如果用老方法测量记录，再描点画图、据图计算，一个断面图就得花上半天时间，且容易出错；但如果用全站仪测存数据，用Excel整理测量数据，配合CAD绘制断面图，只需要将全站仪导出的数据复制到Excel表格上，通过格式符调整成CAD接受的绘图输入格式，复制Excel表格上的数据到CAD的命令行，所需要的断面图就生成了；然后用CAD的面积计算功能计算出断面积、再用Excel表格计算出方量，则每个断面绘图加上计算也只需要几分钟时间就可以完成[1]。

测量工作中除了在设计、施工前要进行测量外，在施工中和施工后还要进行复核和检查测量，这时往往会把测量数据带回办公室来处理，如果用计算器或手机计算边线超欠或建筑物位置，则要在计算器或手机上输入每个测点的X、Y、Z3个方向的坐标数据才能计算出偏距、里程和相对高度，进一步计算出偏差值。如果用Excel整理数据后再用CAD绘图，在CAD图上直接量取偏距或偏差值，就比遂个输入X、Y、Z3个方向的坐标值要快无数倍，且避免了因输错数字而出现的错误。

3　编写交通工程测量程序

在编写程序时，直线上要用到方位角，圆曲线上要用到圆心坐标、圆曲线半径，在缓和曲线上除要用到直线和圆曲线上的要素外还要用到缓和曲线的计算公式，计算直线的方位角至少要在计算器上输入两组平面坐标，计算圆曲线的圆心坐标和半径需要解两个三角方程、在计算器上输入很多次坐标，计算缓和曲线上点的坐标时、要多次用到3次方和5次方的乘方公式，这些工作，每项都会花很多时间；如果用Excel配合CAD绘图或用道路之星等绘图软件配合CAD绘图，在图上查取坐标、标出半径、标出方位角等线路曲线要素，则编写工程测量程序时就会损去复杂的计算过程，避免计算上的错误，工作效率就会无数倍地提高。

为了提高计算器的运行速度，在编写交通工程测量程序时，可用数学知识解决测量程序中缓和曲线反算程序运算复杂、计算器运行时间长的问题。隧道放样测量时，由于放样点和测站点之间的关系不确定，用正程序放样需要先估计大概位置再测量计算后根据计算结果计算出放样数据进行放样，且因放样断面不是规则标准的平面，放出的点误差很大，因此，隧道放样测量一般都是用反算程序进行测量放样。但交通工程测量反算程序在用计算器计算缓和曲线时、不论是网上下载的测量程序、还是自己根据缓和曲线计算公式编写的测量程序、计算器算一个点都要运行很长时间，有时运行时间长达十几秒。通过将缓和曲线起点、中点和终点画圆和缓和曲线相比较，发现两条线间近似相差一条正弦曲线，证明用正弦曲线和圆曲线可代替缓和曲线解决计算器运行慢的问题。但由于此法要用到正弦曲线，且要先用正程序算出缓和曲线上一些点的坐标，找出缓和曲线和代替的圆曲线的最大差距（即正弦曲线的振幅值），找出圆曲线的圆心坐标和圆半径，才能编写程序；当测量精度要求高时，还需要将缓和曲线分成两段甚至几段来编写程序才能满足测量精度要求，这就需要测量人员有一定的数学知识才能完成。当前，网上有“测量员”、“轻松测量”等等测量软件，计算器具方面有手机、CASIO-9860（道路之星）等等，但无论哪个软件哪种测量器具都不是万能的，都有不适用的地方，都需要用自己编写的测量程序或基本测量知识去解决一些测量问题。

为了计算某些建筑物的表面尺寸用于加工模板时测量放样，有时仅有测量和数学知识是不够的，还需要用到工程制图学知识帮助解决测量放样问题。比如1992年南昆铁路中铁二局一处南昆指挥部管段内的田阳县百东河大桥，那个年代没有专门的模板加工厂，施工模板都是各工程队自己设计加工。在此工程中，工人在加工桥墩托盘钢模板时，就遇上了问题，桥墩托盘侧面不仅是弧形的，还有45°的斜坡，底部却是水平的，整个侧面必须用一整块钢板做成，工人算不出钢板的加工尺寸，无法下料。最后通过运用制图学中的换面法，将模板底部按45°侧面展开后，再用几何知识计算出所需钢板的切割尺寸，然后画出下料尺寸图，按照该加工图将钢板切开再按照设计半径卷好后进行拼装试验，证实切割尺寸刚好合适。

要想快速准确地搞好工程测量工作，还要花一定的时间关心和学习工程测量方面的前沿技术。测量技术从80年代到今天，每一次测量仪器、计算器具或软件的更新替代都使工程测量工作效率提高无数倍[2]。因此只有关心和学习测量方面的前沿技术，才能使测量工作能力永远站在同行的前面，让工作效率高于定额任务，才不会感到工作繁重、思想压力大。

4　结束语

综上所述，当今的工程测量，特别是交通工程测量，测量负责人不仅要有一定水平的数学知识，学会测量方面的知识，还要学会与测量有关的一些制图知识、办公软件和测量计算软件，关心和学习本行业的前沿技术。只有撑握了与工程测量有关的各种知识，灵活运用与工程测量有关的各种知识，才能使自己的工程测量工作得心应手、轻松愉快，才会感受工程测量工作中的乐趣，才会把工程测量工作当成一种娱乐。

[1]王芳.重庆轨道交通工程测量管理信息系统开发与实施[D].重庆：重庆大学，2004.

[2]王建.城市轨道交通工程第三方测量检测若干问题探讨[J].隧道建设，2011（05）：547～549.