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Fx-4800高速公路测量计算程序 CASIOfx-4800计算器高速公路测量计算程序作者：薛战军2001年1月目 录 一、 路线中、边桩坐标计算与放样程序.1二、 桥梁基础与桩基坐标计算与放样程序.7三、 路面高程计算程序.16四、 坐标反算.19五、 横断面（多边形）面积计算程序20六、 隧道断面放样与超欠挖检测程序.七、 路基坡角宽度计算程序.八、 全站仪高程测量计算程序一.九、 全站仪高程测量计算程序二.十、一、 路线中、边桩坐标与放样程序1. 程序功能：u 计算路线（直、缓、园）中桩坐标及横断面内任点坐标；u 计算特大桥、高架桥桩基与墩台柱坐标；注：该桥在曲线时其桩基与墩台柱的横轴分布线必须符合“沿法线或与法线成一定夹角辐射分布、同跨内梁板不等长”的设计要求(例如粤开阳A01标雅岗高架桥和K81+818.5大桥)。2. 计算范围：输入JDn的平曲要素，可计算从JDn-1的HZ点至JDn+1的ZH点内任点坐标，其它依次类推。如图： JDn ZH HZ A1 HZ ZH JDn-1 JDn+1 计算范围3. 已知起算数据说明：本程序依设计文件第一册的“平面要素表”作为起算数据进行计算。在表中设计给定的要素点桩号一般都精确到两小数，为精确计算放样数据，必须提高起算的数据精确度，需重新计算直缓点的精确桩号，将其保留到小数点后5位。4. 起算数输入次序：. X(JD)?-转点坐标 . Y(JD)?-转点坐标. K(ZH)?-直缓点桩号(单园曲线时K(zh)=K(zy). L?-缓和曲线长(单园曲线时输0). R?-曲线半径. A1?- 前一转点JDn-1至本转点JDn的方位角. PJ?-转点(JD)处路线偏角. Z-1,Y+1-偏角，左偏输-1,右偏输+1（以上数据做为常量一次性输入,将被保存在计算器内,即可计算对应范围内任意桩号的放样数据） 5变量输入：. K？-任意点桩号（桥墩台中心桩号）. W？-计算点（如边桩）到桩号的距离（桥桩基中心到桥墩台中心的距离）. ZJ计算边与K桩号切线的左夹角(桥墩台纵横轴线的左夹角)如图: W ZJ K ZJ K W 6.显示计算结果: X=计算点的X坐标 Y=计算点的Y坐标7.显示工作判断: GO NO=1,ZBFY=2? 如果想继续计算坐标输1,程序将重复第5与第6步,若想进行放样,计算放样距离和角度,输2后将进行如下步骤:. X0?设站X坐标. Y0?设站Y坐标. 显示计算结果：D0=设站点到放样点的距离 A0=设站点到放样点的方位角注：程序可连续计算其它桩号或桥桩的放样数据，只需重复第5步输入变量，即可显示计算结果。 8、程序清单ZBJSDefm 10M“X(JD)”:N“Y(JD)”: V“K（ZH）” ：L:R:S“A1”：C“PJ”：A“Z-1，Y+1”Lb1 0：KWE：G=（CR）180+L：T=L2-L3240R2+(R+L224R)tg(C2)KZ4=T+V-K:T=S+180:J=S:Goto B K-VL J=K-V：Goto 1K-VG-LJ=K-V-L:Goto2K-VG J=G-K+V:Goto1KV+GZ4=T+K-V-G:T=AC+S:J=T:Goto B Lb1 1:X=J-J540R2L2+J93456R4L4:Y=J3 6RL-J7336R3L3:Z5=tg-1(Y(T-X):Z6=180J2(2R):Z4=(Y2+(T-X)2)K-VL Goto 3: K-VG-L Goto 4 Lb1 2:Y=G2+V-K:X=(R+L224R)Cos(C2)-R:Z6=180YR:Z4= (R+X)2+R2-2R(R+X)CosAbs(C2-90LR-180JR):Z5= Cos-1(SinZ6RZ4):Goto 5Lb1 3:T=S-AZ5+180:J=S+AZ6:Goto BLb1 4:T=S+AC+AZ5:J=S+AC-AZ6:Goto BLb1 5:T=S+360+A(90+C2+Z5):J=S+90A(L+2J)R:Goto BLb1 B:X“X”=M+Z4CosT+WCos(J+E“ZJ”-180) Y“Y”=N+Z4SinT+WSin(J+E“ZJ”-180) F“GO ON=1，ZBFY=2”：F=2 Prog“ZBFY” -END- 9、广东开阳A01标平面要素表：要 素JD43JD44交点坐标X(JD)85857.083 85594.000Y(JD) 371548.330368368.000直缓点桩号K（ZH）80790.46015684364.319474缓长 L4200曲线半径 R36006500方位角 A1229589.972651616.14路线偏角 PJ35186.17154513.43偏左或偏右Z-1,Y+1输+1(右偏) 输+1(右偏)（2001124定稿）-完-二、桥梁基础与桩基坐标计算与放样程序（一）.弯桥墩台中心线分布计算墩台中心的精密坐标,测设墩台轴线，对直线桥梁而言,相对容易,对曲线桥梁,由于墩台中心不在线路中线上,计算其坐标比较费事,线路中心为曲线,但梁本身是直的,线路中心与梁的中线不能完全的吻合,如图所示.梁在曲线上布置,是使各梁的中线连接起来,成为基本与线路中相线符合的一条折线.这条折线称为桥梁的工作线,桥墩的中心位于工作线转折角的顶点上,所谓墩台中心定位,实际上就是测设这些转折点位置。桥梁设计中，梁中心线的两端并不位于线路的中心线上，因为那样将使梁的中部线路中心偏向梁的外侧，致使行车中，梁两侧受力不均匀,因而须将梁的中线向外侧移动偏距E。曲线桥的工作线的分布形式有：1、 平分中矢布置（以梁长为弦线的中矢值的一半布置）；2、 切线布置（E）；3、 弦线布置（E=0）。 梁在圆曲线上时切线布置中矢值 E=L2/（8R） 平分中矢布置 E=L2/（16R） 梁在缓和曲线上时切线布置中矢值 E=L2/（8R）*（Lt/L0） 平分中矢布置 E=L2/（16R）*（Lt/L0） L=l+2a+B/2式中：L-墩中心距 L0-缓长 Lt-ZH或HZ至计算点的距离 R-圆曲线半径 l-梁长 a-规定的直线桥墩梁缝之半 -桥梁偏角，（两孔梁中线的转向角以弧度表示） B-梁宽所以必须清楚墩台中心连线的布置形式，并解算出E值，才能计算墩台的中心坐标。（二）.弯桥梁板的设计要点明白了墩台中心连线的布设形式，再看墩台纵轴线(指垂直于是线路方向的轴线，横轴线指平行于线路方向的轴线)的分布形式，只有分为两种：1. 墩台纵轴线沿法线成一定夹角幅射分布，每跨内每片梁板均为不等长（如开阳A01段雅岗与K81+818.5大桥）；2. 桥的斜交角为桥跨中心桩号处的倾斜角度，其它墩台（桩）纵轴线均与其平行，每跨内板为等长。墩台纵轴线两种不同的分布形式，致使梁板设计形式的不同，本程序针对第2种布设形式而编制。第2种布设形式梁板的设计要点：1. 弯桥布置：处于弯道上的桥梁，其墩台纵轴线平行布置，保证上部构造板长为定值；2. 桥面横坡设置：桥面横坡由墩台帽倾斜形成，桥在铺装作局部调整；3. 弯道上的桥梁：桥墩上的盖梁长度取该桥桥墩盖梁长度最大者，用于各个桥墩上盖梁长度不变，调整挡块宽度使得挡块与边板边缘距离为3cm。4.施工要点：弯桥桩位施工时，应按坐标放样。施工波形梁护栏基座时，平面上须做成与该弯道相适应的弧线，保证线型美观。重新计算盖梁最大值用于施工（因有的设计仅给出桥中心桩处的盖梁长度值（三）.弯线桥斜交桥桩位分布特点:如图,在理论上每个盖梁（承台）的长度并是不同的，再加上E值的影响，致使桥的桩位、柱位间距也不同，Z12表示法线与墩台轴的夹角，路线右转时与桥斜交角a的关系， 当a90。时，Z12值、盖梁（承台）长度、桩柱间距依次减小；路线左转时反之。必须解算出Z12值，再利用设计给定的法向宽度值W与E值，求出桩位中心到墩台中心的距离（W-E）cosz12.（四）.程序说明1.计算范围同上程序。2.起算数输入次序：. X(JD)?-转点坐标 . Y(JD)?-转点坐标 . K(ZH)?-直缓点桩号(单园曲线时k(zh)=K(zy).L?-缓和曲线长(单园曲线时输0).R?-曲线半径.A1?- 前一转点JDn-1至本转点JDn的方位角.PJ?-转点JDn处路线偏角.Z-1,Y+1-偏角，左偏输-1,右偏输+1.A-？桥梁的设计偏角.K-?桥梁的中心桩号.HH1=1,YQ=2,HH2=3,ZX=4?桥梁中心桩号在第1缓和线上输1,在圆曲线上输2,第2缓和线上输3,在直线上输4;（以上数据做为常量一次性输入,将被保存在计算器内,即可对该桥进行计算） 3变量输入：.K？-桥墩台中心桩号.V(Q+，H-)？沿桥中心桩号切线方向进行或后退距离，进行时输正值，后退时输负值.W(Z+,Y-)？-桥桩基到桥墩台中心法线宽度，即设计给定的桩基到线路中心的横向宽B，左侧输正,右侧输负值(在程序中左宽为B-E，右宽为-B-E)(4).E?该桥工作线分布形式的E值，如图: B2 A B1 B1 桥中心桩 B24.显示计算结果: X=桩位X坐标 Y=桩位Y坐标5.显示工作判断: ZBFY=2,GO NO=1? 如果想继续计算坐标输1,程序将重复第3与第4步,若想进行放样,计算放样距离和角度,输2后将进行如下步骤:(1).X0?设站X坐标(2).Y0?设站Y坐标(3).显示计算结果：D0=设站点到放样点的距离 A0=设站点到放样点的方位角注：程序可连续计算该桥其它桩基的放样数据，只需重复第3步输入变量，即可显示计算结果。(五).程序清单QHZBDefm 12M“X(JD)”:N“Y(JD)”: V“ZH” ：L:R:S“A1”：C“PJ”：A“Z-1，Y+1”：Q“A-”：D“K-”：P“HH1=1，YQ=2，HH2=3，ZX=4”：G=（CR）180+LP=1 Z11=S+90A（D-V）2RL P=2Z11=S+90A（L+2（D-V-L）R P=3 Z11=S+AC-90A(G+V-D)2(RL) Lb1 0：KWO：G=（CR）180+L：T=L2-L3240R2+(R+L224R-L42688R3)tg(C2)K Z4=T+V-K:T=S+180:J=S:Goto B K-VLJ=K-V：Goto 1K-VG-LJ=K-V-L:Goto2K-VGJ=G-K+V:Goto1KV+GZ4=T+K-V-G:T=AC+S:J=T:Goto B Lb1 1:X=J-J5(40R2L2)+J93456R4L4:Y=J3 (6RL)-J7336R3L3: Z5=tg-1(Y(T-X):Z6=180J2(2RL):Z4=(Y2+(T-X)2)K-VL Goto 3: K-VG-L Goto 4 Lb1 2:Y=G2+V-K:X=(R+L224R-L4(2688R3)Cos(C2)-R:Z6=180YR:Z4=(R+X)2+R2-2R(R+X) CosAbs(C2-90LR-180JR):Z5= Cos-1(SINZ6RZ4):Goto 5Lb1 3:J=S+90A(K-V)2(RL) :T=S-AZ5+180:Goto BLb1 4:J=S+AC-90A(G+V-K)2(R):T=S+AC+AZ5:Goto BLb1 5:T=S+360+A(90+C2+Z5):J=S+90A(L+2(K-V-L)R:Goto BLb1 B:Q90 Z7=-1: Z7=1 P=4 = Z12=Z7(90-Q):Z11=J: Z12=Z7(90-Q)-Z11+JX“X”=M+Z4CosT+O“Q+1，H-1”CosZ11+（W“W(Z+,Y-)”-U“E”）CosZ12Cos(J-90-Z12 Z7) Y“Y”=N+Z4SINT+OCosZ11+（W-U）CosZ12Sin(J-90-Z12 Z7) F“GO ON=1，ZBFY=2”：F=2 Prog“ZBFY” Goto 0-END- 五.开阳A01段通道与大中小桥工作线分布形式和E值桥名偏角。工作线分布形式E值桥名 偏角 。工作线分布形式E值81+396.64-10m60平分中矢布置0.0017482+5164-10m65切线布置0.0034781+5001-10m90弦线布置084+0506-16m45直线桥081+7081-10m120？84+2906-16m120直线桥082+049.53-13m65平分中矢布置0.0029484+5551-10m90弦线布置082+261.51-10m65切线布置0.0034784+8527-16m70平分中矢布置0.00247雅岗高架桥130切线布置0.0138981+818.57-16m90弦线布置090弦线布置092+929.56-20m75弦线布置093+6534-16m110平分中矢布置-完-三、路面设计高程计算程序1. 程序功能：l 计算线路（单坡、竖曲线）纵断设计高程；l 完成“路基设计表”中横、纵断面设计高程计算；l 计算各种设计线形的桥面任点高程； 2计算范围： 输入变坡点n的竖曲要素，可计算前一（n-1）变坡点的竖曲线终点到后一（n+1）变坡点的竖曲线起点内任点高程，其它依次类推。如图,超出范围的计算点程序将自动终止。 R T R T R TKB HB KB HB KB HB n I1 I2 n-1 n+1 计算范围 注：对坡率I必须重新计算，将其小数点后保留5位，以提高起算数据和计算结果的精确度; 3起算数据输入： KB？-变坡点的桩号 HB？-变坡点的高程 R？-竖曲线半径 I1？-变坡点前段单坡坡率（无时输0） I2？-变坡点后段单坡坡率（无时输0） QK？-计算范围的起点桩号 ZK? -计算范围的终点桩号 以上数据作为常数一次性输入后，可按程序清单后括号内方式将本线变常数编成子程序，以计算范围的起止桩号做文件名，保存在计算器内，即全标段内对应范围内任点进行计算。 4变量输入：K？-任点桩号5显示计算结果: H= -计算点高程6变量输入(计算本桩号断面内W宽行车道高程)W?-K桩号路面横断面任点至线路高程设计线的 宽度（只计算路线纵断高时输0） I？-K桩号断面横坡率（只计算路线纵断高时输0） 7显示计算结果：HW-K桩号断面面W宽点高程。 3 0.5 2*3.75 0.75 3 0.75 2*3.75 0.5 3 超高 I I W 线路高程计设线 W 单位：m 8、程序清单GHJSLb1 0:KWI:G“KB”:J“HB”:X“R”:Q“I1”:E“I2”:B“QK”:D“ZK”:T=Abs(E-Q)X2:Y=Abs(K-G)QEF=-1:Q F=1K Goto 0KD Goto 0KG Goto 1KG = Goto 2Lb1 1:K H=J-YQKG-TH=J-Q+F(G-T-K)22XGoto 3Lb1 2:K H=J+E+F(G+T-K)22X KG+TH=J+EYGoto 3Lb1 3 H“H=” Z4”HW”=H+WI Goto 0(G=？:J=？:X=？:Q=？:E=？:B=?:D=?：Prog “GHJS”) -END-五、路面施工高程挂线计算程序本成程序在上程序基本上进行改编，用于路面各层高程挂线施工，计算出各挂线点桩号水准尺前视读数，以减少查阅路基设计表高程及施工现场计算工作量。1 .程序功能：同上程序 2计算范围：同上程序3起算数据输入：.KB？-变坡点的桩号.HB？-变坡点的高程.R？-竖曲线半径. I1？-变坡点前段单坡坡率（无时输0）.I2？-变坡点后段单坡坡率（无时输0）.QK？-计算范围的起点桩号.ZK? -计算范围的终点桩号.V?-挂线层距路面高差加挂线层松铺厚度(米)4变量输入：K？-任点桩号5显示计算结果: H= -计算点高程6M-输入水准仪视线高，7显示计算结果QS1-为挂线点高程放样前视水准尺读数。可将全线变坡数据按次序输入，组成子程序，供施工随时调用(按程序后括号内)。8.变量输入W?-k桩号路面横断面任点至线路高程设计线的 宽度（只计算路线纵断高时输0）I？-K桩号断面横坡率（只计算路线纵断高时输0）9.计算结果QS2-K桩号W宽处挂线点高程放样水准尺前视读数。单位：m 3 0.5 2*3.75 0.75 3 0.75 2*3.75 0.5 3 I I 程计设线 挂线桩 W 10、程序清单GHJSLb1 0:KWI:G“KB”:J“HB”:X“R”:Q“I1”:E“I2”:B“QK”:D“ZK”:V:T=Abs(E-Q)X2:Y=Abs(K-G)QEF=-1:Q F=1K Goto 0KD Goto 0KG Goto 1KG = Goto 2Lb1 1:K H=J-YQKG-TH=J-Q+F(G-T-K)22XGoto 3Lb1 2:K H=J+E+F(G+T-K)22X KG+TH=J+EYGoto 3Lb1 3: H“H=” H-V M:S“QS1”=M-H Z4”HB”=H+WI N“QS2”=M-Z4Goto 0(G=？:J=？:X=？:Q=？:E=？:B=?:D=?：V：Prog “GHJS”)