朱順生 肖根旺

摘 要 文章介紹了一種實現(xiàn)橋梁工程施工測量內(nèi)業(yè)測量資料自動化的軟件。提出利用軟件快速生成施工測量內(nèi)業(yè)資料的實現(xiàn)方式，根據(jù)給定的墩號和外業(yè)測量坐標數(shù)據(jù)，采用自定義標準測量資料模板，可以快速的自動生成內(nèi)業(yè)測量資料，保證了資料格式標準統(tǒng)一，減輕測量人員編制內(nèi)業(yè)資料的勞動強度，提高作業(yè)效率；軟件采用自定義編碼思路，適用于各種不同種類的測量資料表格模板和式樣，具有通用性；同時軟件內(nèi)置線路計算功能對理論設(shè)計坐標進行驗算，并對外業(yè)測量成果自動進行復核，防止測量錯誤，減小測量質(zhì)量事故發(fā)生的概率。

關(guān)鍵詞 橋梁工程；施工測量；測量資料；自動化

中圖分類號 TP3 文獻標識碼 A 文章編號 1674-6708（2019）230-0115-03

施工測量在橋梁工程建設(shè)施工中起著不可或缺的輔助作用，是一項技術(shù)含量較高的工作，貫穿橋梁工程的整個施工過程，直接影響橋梁工程的質(zhì)量。包括平面控制測量、高程控制測量，樁基、承臺、墩臺等施工測量，涉及施工各個工序，測量工作繁雜。

近年隨著國家基礎(chǔ)建設(shè)快速發(fā)展，現(xiàn)場施工測量任務(wù)重，測量人員緊張，測量人員白天在現(xiàn)場從事繁重的外業(yè)測繪，外業(yè)結(jié)束后還要進行繁雜的內(nèi)業(yè)測量資料的編制。

因測量人員水平不一，測量資料數(shù)量多，種類雜，造成測量資料格式不統(tǒng)一，測量資料編制不及時，測量資料存在小瑕疵、小錯誤等現(xiàn)象。為提高測量人員內(nèi)業(yè)編制施工測量資料的效率，及時出具合格測量資料，減少資料中出現(xiàn)的低級錯誤，保證資料的格式統(tǒng)一、標準、規(guī)范，設(shè)計一個專用測量資料軟件，根據(jù)外業(yè)施工測量觀測數(shù)據(jù)，自動生成內(nèi)業(yè)測量資料。

1 軟件設(shè)計思想

設(shè)計一款計算機軟件，直接利用外業(yè)觀測的數(shù)據(jù)，自動根據(jù)已定義的測量模板，將外業(yè)測量數(shù)據(jù)快速生成合格的內(nèi)業(yè)測量資料。軟件需要具備以下功能：

1）根據(jù)設(shè)計提供的線路曲線要素，直接計算曲線各相關(guān)參數(shù)，并根據(jù)給定的里程和偏距，計算相應理論設(shè)計坐標；

2）可以自由選擇工程部位；

3）可以自由選擇資料模板樣式；

4）直接從外業(yè)觀測數(shù)據(jù)中自動提取外業(yè)觀測坐標；

5）根據(jù)選定的測量資料模板，自動生成測量內(nèi)業(yè)資料。

2 軟件實現(xiàn)

一般測量資料采用Word、Excel或WPS三種格式形成，微軟OFFICE更為常用，且Word和EXCEL自帶VBA功能，與VB更為兼容，因此采用VB進行編程更宜實現(xiàn)對Word和Excel的控制。

程序運行流程：給定墩號，計算里程樁號，根據(jù)樁號里程、結(jié)構(gòu)物尺寸，計算各特征點設(shè)計坐標，讀取各特征點外業(yè)實測坐標，計算結(jié)構(gòu)偏差，并填入測量資料模板，生成測量資料。軟件共具有以下幾項功能。

2.1 曲線參數(shù)計算

由于一個項目的如主線路、各匝道等存在多條線路數(shù)據(jù)，采用下接列表框?qū)Τ绦蛭募夸浵碌乃芯€路數(shù)據(jù)進行讀取，以達到便捷的自由選取。系統(tǒng)軟件啟動時，自動根據(jù)給定的線路曲線參數(shù)（曲線起點樁號、交點坐標，圓曲線半徑、出入緩和曲線長），如圖1所示，對各曲線特征點進行驗算，生成曲線要素值（T1、T2、L、E）、曲線主點樁號（ZH、HY、ZQ、YH、HZ）表和線元要素（各曲線主點樁號、線元長度、方位角和主點坐標）表，為防止平曲線參數(shù)修改，造成各曲線主點相關(guān)數(shù)據(jù)未能及時更新，在軟件啟動時，自動讀取曲線參數(shù)文件修改時間，與系統(tǒng)存檔時間進行對比，如晚于系統(tǒng)時間，則說明曲線參數(shù)表進行了更新，將會自動根據(jù)平曲線參數(shù)表計算線路曲線相應的各主點及相關(guān)曲線參數(shù)。

2.2 資料模板

資料員根據(jù)項目所規(guī)定的各種測量資料格式，結(jié)合軟件給定的參數(shù)代碼配置表，如圖2所示，對測量資料模板中對應的位置設(shè)置好相對應的編碼，每一種類的測量資料只需要進行一次模板設(shè)置，設(shè)置好后存放在軟件系統(tǒng)目錄下，由軟件自動調(diào)取。

由于各類測量資料格式、樣式各不相同，要想實現(xiàn)軟件能夠針對各類測量資料具有通用性，針對不同的測量資料模板均可以適用，通過對各類施工測量資料進行分析發(fā)現(xiàn)，所有測量類資料具有一個共同的特征，測量資料成果均可以采用點位坐標來反映其結(jié)構(gòu)狀態(tài)和偏差，即實測坐標與設(shè)計坐標以及他們的差值，以及差值在軸線上的偏位，根據(jù)這一特征，采用編碼替代測量資料模板中相應測量坐標、偏差等相關(guān)內(nèi)容的方式，達到軟件適用于各種不同的測量資料模板，實現(xiàn)資料軟件的通用性。同時資料人員可以根據(jù)編碼內(nèi)容，自定義編碼，給予較大的自由度，適用各種不同編碼規(guī)則。

2.3 施工測量資料部位

橋梁結(jié)構(gòu)復雜，施工工序多，包括下部結(jié)構(gòu)、上部結(jié)構(gòu)和附屬結(jié)構(gòu)。其中下部測量就有樁基放樣、樁基護筒、樁基竣工、承臺放樣、承臺模板、承臺竣工、墩身放樣、墩身模板、墩身竣工、支座墊石測量等，種類多。為方便測量人員快速選擇外業(yè)測量數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)部位，將整個橋梁結(jié)構(gòu)測量部位全部內(nèi)置至軟件中。

同時將設(shè)計的墩號和里程直接以文本文件的方式錄入軟件，只需要輸入墩號，即可以自動調(diào)入里程，方便設(shè)計坐標的計算。

2.4 控制點選取

項目控制網(wǎng)測量完成后，將各控制點測量數(shù)據(jù)導入軟件存儲。資料軟件復次啟動時，自動加載已存入的控制點坐標，自動顯示各控制點點名，由資料員根據(jù)外業(yè)所使用的測站點和后視點選擇相應的點號，自動調(diào)取對應點的坐標信息，填入資料模板相應的位置，避免由資料員從外業(yè)記錄本中抄錄，同時保證了資料中的控制點數(shù)據(jù)正確無誤。

2.5 設(shè)計坐標計算

軟件內(nèi)置了獨立的曲線計算程序，可以根據(jù)數(shù)據(jù)庫中的項目設(shè)計線路要素，通過給定的樁號里程、結(jié)構(gòu)物的長寬尺寸和到線路中線距離，自動計算出結(jié)構(gòu)物特征點（中間點或四角點）設(shè)計坐標，如圖3所示。

由于此計算內(nèi)置于軟件內(nèi)部，與工程項目施工測量前的設(shè)計坐標計算非同時計算，且計算方法也可能存在不同，對原設(shè)計坐標計算起到復核作用，保證設(shè)計坐標的正確性。曲線計算程序?qū)嵗缦隆?/p>

1）直線段上的點坐標計算

X=xjd-（t1+l）×Cos（a0）

Y=yjd-（t1+l）×Sin（a0）

2）第一回旋線上的點坐標計算

xp=l-l^5/（40×（R×ls1）^2）

2.6 外業(yè)實測數(shù)據(jù)讀取

測量外業(yè)觀測，采用全站儀觀測并存儲各結(jié)構(gòu)物特征點的外業(yè)觀測坐標，內(nèi)業(yè)將全站儀觀測數(shù)據(jù)下載到電腦，并按（點名、X坐標、Y坐標、高程）的基本數(shù)據(jù)格式保存為文本文件，利用軟件讀取實測數(shù)據(jù)功能，對外業(yè)測量坐標文本文件進行讀取，軟件根據(jù)結(jié)構(gòu)物不同部位設(shè)定的限差，與設(shè)計數(shù)據(jù)進行自動匹配，自動讀入外業(yè)實測坐標，全過程避免測量人員手工輸入，防止出現(xiàn)坐標輸入性錯誤。如對應設(shè)計點位無匹配實測數(shù)據(jù)，可以立即發(fā)現(xiàn)此特征點外業(yè)實測數(shù)據(jù)超限或存在錯誤，起到再次復核并預警的作用。

系統(tǒng)軟件在讀取外業(yè)數(shù)據(jù)后會自動與設(shè)計數(shù)據(jù)進行偏差計算，樁基則進行中心偏位計算，承臺和墩身則根據(jù)結(jié)構(gòu)物中心切線方位角轉(zhuǎn)換為橋軸線方向的偏位，并在資料中反映出相應的偏位值，根據(jù)給定的限差判斷是否合格，避免手工填寫坐標數(shù)據(jù)和繁雜的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換計算。對讀取數(shù)據(jù)文件增加多種支持的數(shù)據(jù)格式，軟件可以將中英文逗號、分號、空格、TAB等分隔開的文本文件數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為數(shù)組供程序計算使用，以方便測量外業(yè)觀測數(shù)據(jù)到內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換。數(shù)據(jù)讀取實例如下：

2.7 生成測量資料

生成資料模塊自動調(diào)用WORD文件模板，在Windows后臺利用VB控制Microsoft Word，對資料模板內(nèi)容進行操作，實現(xiàn)由軟件自動填寫測量資料。根據(jù)參數(shù)代碼配置表，對測量資料模板中相應的代碼進行轉(zhuǎn)換為相對應的工程部位、控制點信息、測量點位、點位坐標、坐標差值、中心偏位、軸線偏位等詳細數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)填寫完成后，顯示最終測量資料成果，如表1所示。資料員只需打印并辦理簽字手續(xù)并將和資料存檔即完成了內(nèi)業(yè)測量資料工作。部分功能實現(xiàn)代碼如下：

寫特征點坐標

3 結(jié)論

1）通過測量資料軟件，編制一份測量內(nèi)業(yè)資料約1分鐘，快速完成測量資料編制，減輕了測量人員編制測量內(nèi)業(yè)資料的勞動強度；

2）采用模板生成測量資料，保證測量資料格式標準統(tǒng)一；

3）采寫自定義編碼，可以適用于各種不同種類的測量資料表格模板和式樣；

4）軟件內(nèi)置線路坐標計算功能，對理論設(shè)計坐標計算起到復核作用，同時對測量外業(yè)測量成果起到再次復核作用，減小測量質(zhì)量事故發(fā)生的概率；

5）采用此軟件思路，可以擴展到工程施工中其它種類技術(shù)資料，為工程施工資料自動化提供借鑒。

參考文獻

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