李 從 德

(云南交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院，云南 昆明 650500)

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CASIO程序結(jié)合全站儀在公路橋隧施工放樣中的應(yīng)用

李 從 德

(云南交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院，云南 昆明 650500)

以CASIO fx-5800P為平臺，編制了適合于CASIO fx-5800P的公路橋隧施工測量放樣應(yīng)用技術(shù)程序，并結(jié)合全站儀在通?！ㄋ咚俟返膶?shí)際施工測量放樣案例進(jìn)行說明演算分析，為公路橋隧施工測量放樣提供一個便捷操作的平臺。

公路橋隧,測量放樣,全站儀,CASIO fx-5800P

0 引言

在公路橋隧施工測量放樣中，全站儀的主要功能是測量角度、距離(水平距離)、三維坐標(biāo)(X：北坐標(biāo),Y：東坐標(biāo),Z：高程)，但在公路橋隧施工放樣測量中，每一個放樣點(diǎn)的數(shù)學(xué)計(jì)算都非常復(fù)雜，而且每一個放樣點(diǎn)都要進(jìn)行不同的計(jì)算，為有效地提高效率，就必須在一定平臺上開發(fā)公路橋隧施工放樣軟件程序。在公路橋隧施工測量放樣中，用施工放樣程序結(jié)合全站儀進(jìn)行施工放樣效益就會得到很大提高。現(xiàn)以CASIO fx-5800P為開發(fā)平臺，開發(fā)出相應(yīng)的公路橋隧施工測量放樣軟件程序。并以此公路橋隧施工測量放樣程序結(jié)合全站儀對公路橋隧的施工測量放樣進(jìn)行詳解。

1 CASIO fx-5800P施工測量放樣程序

LCD

“X0”?→N：“Y0”?→E：“A0”→A：“K0”?→Z：“R”?→R：“LS”?→L：If L=0:Then 0.001→L：IfEnd：“J0”?→Q：“Xn”?→F：“Yn”?→H：LbI 0：“K”?K：“BX”?D：K-Z→W：Prog“D”：2L+C-W→M：If Q<0 Then 1→P：Prog“A”：Else-1→P：Prog“A”：IfEnd：Po1(X-F，Y-H：If J<0：Then J+360→J：IfEnd：“A=”：J ?DMS“S=”：IGoto 0

A

If K≤Z：Then Prog“1”：Else If W≤L：Then Prog“2”：Else If W≤L+C：Then Prog“3”：Else If W≤2L+C：Then Prog“4”：Else Prog“5”：IfEnd：IfEnd：IfEnd：IfEnd

1

N-AbS(W)cos(A)+Dcos(A+90)→X：“X=”：XE-AbS(W)sin(A)+Dsin(A+90)→Y：“Y=”：Y

2

Prog“G”：N+S cos(A-PO)+D cos(A+90-3PO)→X：“X=”：XE+S sin(A-PO)+D sin(A+90-3PO)→Y：“Y=”：Y

3

Prog“H”：A+90P-BP-180P(W-L)÷π÷R→G：N+S cos(A-PO)+R cos(A-90P-BP)+(R+DP)cos(G)→X：“X=”：XE+S sin(A-PO)+R sin(A-90P-BP)+(R+DP)sin(G)→Y：“Y=”：Y

4

Prog“K”：N+T cosA+T cos(A+Q)-S cos(A+Q+PO)+D cos(A+Q+90+3PO)→X：“X=”：XE+T sinA+T sin(A+Q)-S sin(A+Q+PO)+D sin(A+Q+90+3PO)→Y：“Y=”：Y

5

N+T cos(A)+(T+W-2L-C)cos(A+Q)+D cos(A+Q+90)→X：“X=”：XE+T sin(A)+(T+W-2L-C)sin(A+Q)+D sin(A+Q+90)→Y：“Y=”：Y

D

90L÷π÷R→B：(AbS(Q)-2B)πR÷180→C：L÷2-L^(3)÷240÷R2+(R+L2÷24÷R-L^(4)÷2384÷R^(3))tan(AbS(Q)÷2)→T

G

tan-1((W^(3)÷(6RL)-W^(7)÷(336R^(3)L^(3)))÷(W-W^(5)÷(40R2L2)))→O：(W^(3)÷(6RL)-W^(7)÷(336R^(3)L^(3)))÷sin(O)→S

H

tan-1((L2÷6÷R-L^(4)÷336÷R^(3))÷(L-L^(3)÷40÷R2))→O：(L2÷6÷R-L^(4)÷336÷R^(3))÷sin(O)→S

K

tan-1((M^(3)÷(6RL)-M^(7)÷(336R^(3)L^(3)))÷(M-M^(5)÷(40R2L2)))→O：(M^(3)÷(6RL)-M^(7)÷(336R^(3)L^(3)))÷sin(O)→S

2 CASIO fx-5800P施工測量放樣程序應(yīng)用說明

以CASIO fx-5800P為平臺編制出的公路橋隧施工測量放樣程序可分為主程序LCD與子程序A,1,2,3,4,5,D,G,H，K。程序運(yùn)行時，都是調(diào)出主程序LCD進(jìn)行運(yùn)行，子程序不能單獨(dú)運(yùn)行與計(jì)算?，F(xiàn)將主程序LCD的輸入與輸出主要要素進(jìn)行說明如下：

輸入: X0: ZH點(diǎn)X坐標(biāo)

Y0: ZH點(diǎn)Y坐標(biāo)

A0: 起點(diǎn)方位角

K0: ZH點(diǎn)樁號

R:半徑

LS: 緩和曲線

J0: 轉(zhuǎn)角(左“-”、右“+”)

Xn: 架儀點(diǎn)X坐標(biāo)

Yn: 架儀點(diǎn)Y坐標(biāo)

K: 任一樁號

BX: 橫向距離(遵行“左負(fù)右正”的原則。如某一樁號K處，中樁處“BX=0”；左邊樁距路中線為10.25 m，輸入計(jì)算器時應(yīng)寫成“BX=-10.25”；右邊樁距路中線為10.25 m輸入計(jì)算器時應(yīng)寫成“BX=10.25”。)

輸出： X: 路線(或左、或中、或右)的北坐標(biāo)

Y: 路線(或左、或中、或右)的東坐標(biāo)

A: 架儀點(diǎn)至任一放線點(diǎn)的方位角

S: 架儀點(diǎn)至任一放線點(diǎn)的距離

3 CASIO fx-5800P施工測量放樣案例

通?！ㄋ咚俟飞嫌幸患墝?dǎo)線點(diǎn)26-1，其大地坐標(biāo)為X=2632970.316，Y=585109.170；一級導(dǎo)線點(diǎn)26-2，其大地坐標(biāo)為X=2633013.016,Y=585248.550。在JD64處有右轉(zhuǎn)角37°10′31″、半徑300.705 m、緩和曲線長度90 m，還有經(jīng)JD63和JD64的大地坐標(biāo)計(jì)算推算出的本曲線ZH點(diǎn)大地坐標(biāo)X0,Y0及起始方位角A0，見圖1?，F(xiàn)要求對K45+000～K45+576.85之間曲線主點(diǎn)與每隔100 m整樁的左樁10.75 m、中樁、右樁12.25 m進(jìn)行施工測量放線。

解：這種放線為大地坐標(biāo)放線，根據(jù)已知給出的一級導(dǎo)線點(diǎn)26-1,26-2，選擇26-2為架儀點(diǎn)，輸入計(jì)算器數(shù)據(jù)時，Xn,Yn就為架儀點(diǎn)坐標(biāo)。

把全站儀架在26-2上，后視26-1，把全站儀水平角置入為252°58′02″、坐標(biāo)為X=33013.016,Y=85248.550。然后就可用全站儀配合CASIO fx-4500PA程序進(jìn)行施工測量放線。

運(yùn)行主程序LCD，根據(jù)圖1把相應(yīng)數(shù)據(jù)輸入計(jì)算器并輸出結(jié)果為下(為計(jì)算方便，我們把坐標(biāo)中的大數(shù)據(jù)省略掉，如X坐標(biāo)中的“26”，Y坐標(biāo)中的“5”)

輸入： X0？ 32899.789 (ZH點(diǎn)X坐標(biāo))

Y0？ 85143.265 (ZH點(diǎn)Y坐標(biāo))

A0？ 162°37′25″ (起始方位角)

K0？ 45291.74 (ZH點(diǎn)樁號)

R？ 300.705 (半徑)

Ls？ 90 (緩和曲線長度)

J0？ 37°10′31″ (“右”轉(zhuǎn)角)

Xn？ 33013.016 (架儀點(diǎn)X坐標(biāo))

Yn？ 85248.550 (架儀點(diǎn)Y坐標(biāo))

K？ 45000 (K45+000樁號)

BX？ 0 (中樁)

輸出： X=33178.215 (K45+000中樁X坐標(biāo))

Y=85056.138 (K45+000中樁Y坐標(biāo))

A=310°38′54″ (架儀點(diǎn)至K45+000中樁方位角)

S=253.601 (架儀點(diǎn)至K45+000中樁距離)

輸入： K? 45000 (K45+000樁號)

BX? -10.75 (K45+000左樁10.75m)

輸出： X=33181.425(K45+000左樁10.75 m處X坐標(biāo))

Y=85066.397(K45+000左樁10.75 m處Y坐標(biāo))

A=312°45′18″ (架儀點(diǎn)至K45+000左樁10.75 m處的方位角)

S=248.076(架儀點(diǎn)至K45+000左樁10.75 m處的距離)

輸入： K？ 45000(K45+000樁號)

BX？ 12.25 (K45+000右樁12.25 m)

輸出： X=33174.557(K45+000右樁12.25 m處X坐標(biāo))

Y=85044.447(K45+000右樁12.25 m處Y坐標(biāo))

A=308°21′37″(架儀點(diǎn)至K45+000右樁12.25 m處的方位角)

S=260.295 (架儀點(diǎn)至K45+000右樁12.25 m處的距離)

·

·

·

·

輸入： K？ 45291.74 (K45+291.74樁號)

BX？0 (中樁)

輸出： X=32899.789 (K45+291.74中樁X坐標(biāo))

Y=85143.265 (K45+291.74中樁Y坐標(biāo))

A=222°55′06″ (架儀點(diǎn)至K45+291.74中樁方位角)

S=154.613 (架儀點(diǎn)至K45+291.74中樁距離)

輸入： K? 45291.74

BX? -10.75

輸出： X=32902.999

Y=85153.524

A=220°49′06″

S=145.374

輸入： K? 45291.74

BX？ 12.25

輸出： X=32896.131

Y=85131.574

A=225°01′20″

S=165.365

·

·

·

·

現(xiàn)將本段需要測量放線的左、中、右樁的計(jì)算成果列于表1。

表1 各樁號左中右樁坐標(biāo)、方位角、距離成果表

4 結(jié)語

本論文通過在全面分析了公路基本型曲線上直線、第一緩和曲線、圓曲線、第二緩和曲線、直線的坐標(biāo)公式推導(dǎo)后，以CASIO fx-5800P平臺，編制出適合于CASIO fx-5800P的公路橋隧施工測量放樣應(yīng)用技術(shù)程序。此程序主要包括主程序LCD與子程序A,1,2,3,4,5,D,G,H,K。編制公路施工放樣應(yīng)用技術(shù)程序時，不管是轉(zhuǎn)角還是公路中線對應(yīng)樁號處的左右橫向距離，一般都遵行“左負(fù)右正”的原則。以CASIO fx-5800P為平臺開發(fā)的公路橋隧施工測量放樣應(yīng)用技術(shù)程序不僅適用于大地坐標(biāo)法施工放樣，同樣適用于相對坐標(biāo)法施工放樣、大頭回頭曲線放樣等的施工測量放線。此論文中用CASIO fx-5800P公路橋隧施工測量放樣程序結(jié)合全站儀在通?！ㄋ咚俟返膶?shí)際施工測量放樣案例進(jìn)行說明演算分析，為公路橋隧施工測量放樣提供一個可便捷操作借鑒的平臺。

[1] 孫家駟.公路勘測設(shè)計(jì)[M].重慶：重慶大學(xué)出版社，1994.

[2] 李從德.公路橋隧施工測量放樣[M].成都：西南交通大學(xué)出版社，2016.

[3] CACIO fx-4500PA使用手冊[Z].

The application of CASIO-program combination total station in road and bridge tunnel construction lofting

Li Congde

(YunnanJiaotongVocationalTechnicalInstitute,Kunming650500,China)

Based on CASIO fx-5800P platform, this paper designed the application technology program of road and bridge tunnel construction measurement lofting suitable for CASIO fx-5800P, and combining with the actual construction measurement lofting case of total station in Tonghai-Jianshui highway made explanation calcuation and analysis, provided a editing operation platform for road and bridge tunnel construction and measurement lofting.

highway tunnel, measurement lofting, total station, CASIO fx-5800P

1009-6825(2017)14-0129-03

2017-03-01

李從德(1972- )，男，副教授，高級工程師

TP319

A