ROAD-2程序特殊应用03——直线路段的处理091001.doc

ROAD-2程序特殊应用03直线路段的处理 王中伟 发表于2009年10月01日 23:18 阅读(691) 评论(7) 分类： 技术交流 举报 ROAD-2程序特殊应用03直线段的处理一、研究直线段有何意义看到标题，可能很多人会有些嘀咕，第一，直线的计算是最简单的，有何讨论的必要，第二，实际工程中的道路很多曲线，哪会有只有一条直线的？我的解释是，直线的计算确实是最简单的，但我的用意是如何利用ROAD-2程序计算直线段，而不是另外再编一个程序来计算了，这样可以做到物尽其用，一物多用。但是我们知道，ROAD-2的计算是建立在交点曲线参数的基础上的，各种起算数据就是曲线的各种参数，这个怎么办？这是值得研究的第一个出发点。（注：我曾经应现场测量工程师的要求编写了一个专门用于计算直线路段的CASIO5800程序，见链接：/595077/blog/1238944892）另外，实际工程中还真有只有一段直线的单项工程，我目前能碰到的有两种情况，第一，多发生在市政道路中，某一段城市道路施工项目，还真就只是一条直线，比如我最近接触到的长沙县暮云镇暮云大道北沿线，就是一段两百多米长的一段直线，而且还是正北方向的；第二，某独立桥梁工程项目，桥梁也是道路的组成，桥梁的轴线就是道路轴线，它也是一段直线，没有曲线。因此，如何利用ROAD-2程序计算直线段的中边桩坐标很有意义。二、直线段的解决思路当然，这里所说的直线段的解决思路，是指在ROAD-2程序中的解决思路。先看某直线段的数学描述示意图：.这个图很好理解，就不多做解释了。我的解决思路是：利用交点的计算范围包括了曲线之前、后的直线段的这一特性（详见日志ROAD-2程序特殊应用01断链的处理中“交点定位与交点计算范围”的描述），在直线终点后设一个虚拟的特殊的交点，其要素假定为：转角90度（右转），R=100，Ls1=Ls2=0，如图所示：.由于这个交点特殊的几何特性，容易推算出交点桩号K3=K2+100，交点的坐标也容易根据直线终点坐标（X2，Y2）、直线的方位角a和交点切线长T=100，通过坐标正算计算得出。最后需要做的，就是在数据子程序中将桩号计算范围设定为实际直线段的起终点桩号，这样，有效的桩号计算范围就限定在这个直线段内了。三、工程示例本工程示例前面已经提到过：长沙县暮云镇暮云大道北沿线。本路段全长235.01米（K0+000K0+235.010），路线前进方向为正北（方位角为0度），路线平面图如下（图中浅蓝色部分为本路段）：.因为是直线段，设计文件中没有直线曲线及转角表，在平面图中标注了路线起点和终点的坐标，如图所示：.四、数据库子程序的编写数据库子程序编写之前，当然先要一一确定各参数。1）计算终点。就是直线路段的终点，K0+235.01；2）本交点桩号。这个交点是虚拟的，根据交点的几何特性，交点桩号为直线路段终点加上切线长100m，即K0+335.01。3）本交点X/Y坐标。根据坐标正算原理，按照几何关系，已知直线路段终点的坐标为X=3103032.879，Y= 399932.265，切线长T=100m，直线段的坐标方位角正好等于0，容易得出交点的坐标为：X= 3103132.879，Y=399932.265。4）交点之前直线方位角，0。5）交点转角。90，右转。6）平曲线半径及缓和曲线长度。半径R=100m，第一缓和曲线Ls1=Ls2=0m。7）交点计算起终点桩号。就是直线路段的起终点桩号，K0+000K0+235.010。由此该直线路段的数据库子程序可编写如下表：.计算时，记得要把ROAD-2程序第二行调用的数据库子程序名称改为“ROAD-DATA4”。五、验证示例验证之前，先展示一下设计文件中这一段路线的逐桩坐标表：.验证计算过程如下表所示：.和设计文件K0+040坐标一致。按说，到这里问题得到解决，本文也就该结束了，但我还想进一步阐述直线路段的施工坐标系的问题。六、直线路段的施工坐标系1什么是施工坐标系设计文件中的坐标为测量坐标系，一般采用54北京坐标系或者80西安坐标系，这个在设计文件中会有说明。这种坐标的数字都很大，实际使用时，往往进行简化，视情况取到千位数或万位数，比如前面的X= 3103132.879、Y=399932.265两个坐标在计算时均简化为X= 3132.879、Y=9932.265，这样可减少按键输入，并方便阅读。在道路工程中的直线路段的项目（包括直线桥梁）一般还使用施工坐标系，使坐标更加简化，并使坐标值具有特定的含义。施工坐标系的定义一般是：施工坐标系纵轴（X轴）指向路线前进方向，并使X坐标等于道路里程，而坐标横轴（Y轴）则指向与路线垂直的右边方向，这样Y坐标就等于距道路中心线的距离，Y坐标为正，表示在路线右侧，Y坐标为负，表示在路线的左侧。.这样一来，施工坐标系下的坐标值就不再是一个冰冷的数字，而是具有明确的含义了，比如X= 210、Y=4.5，表示桩号K0+210右侧4.5米处的点，同样，要放样K0+160左侧12米的点，就不要再翻设计文件或者现场计算边桩坐标了，直接将坐标X= 160、Y=12输入全站仪即可放样。看来，施工坐标系真是个好东西，那现在扛着全站仪，开始工作吧。且慢，突然发现还有一个问题，那就是控制点在施工坐标系中的坐标还不知道呐。这可是个大问题，若不解决，想要在施工坐标系统下用全站仪进行坐标测量和放样，那是瞎扯。2测量坐标与施工坐标的转换.还是回到本项目：长沙县暮云镇暮云大道北沿线。该项目有两个控制点，测量坐标系下的坐标为：H13（3102788.523，399959.678，63.413），BM5（3102864.227，399960.263，64.449）。通过坐标转换计算，两控制点在施工坐标系下的坐标分别为：H13（9.346，27.413，63.413），BM5（66.358，27.998，64.449）。好，控制点的施工坐标也有了，可以开工了。3数据库子程序的编写改为施工坐标系后，数据库子程序中的交点坐标也需相应做出修改，容易得出，