利用全站仪参考线测量程序快速进行横断面测设方法概要

第 11卷 第 6期 中 国 水 运 Vol.11 No.6 2011年 6月 China Water Transport June 2011收稿日期:2011-03-21作者简介:喻建武(1972- ,男,武汉铁路桥梁技工学校,一级实习指导教师,从事工程测量的理论与实践教学和应用。利用全站仪参考线测量程序快速进行横断面测设方法喻建武(武汉铁路桥梁技工学校,湖北 武汉 摘 要:介绍了无论是直线段还是曲线段,利用全站仪的自由设站和两点参考线功能测量线路、站场横断面的方法 和步骤,实现了线路横断面测量一体化作业的快速进行。关键词:全站仪;自由设站;两点参考线;4800P 计算程序; 线路站场;横断面测量中图分类号:P217 文献标识码:A 文章编号:1006-7973(-0109-02横断面测量是高速公路、铁路等线路工程、站场工程测 量中重要的测量内容之一,主要用于施工前的土方量计算, 也是一项比较复杂、外业工作量大的测量工作。传统的横断 面测量方法有花杆皮尺法、水准仪法、经纬仪法。近十多年 来,随着测绘仪器技术的日新月异的发展,横断面测量方法 也在不断更新发展,测量精度得到很大提高。现在有的高端 全站仪甚至带有专门的断面测量程序。但在实际工作中,比 较普及的还是常规全站仪,并不带有专业的断面测量程序。 几年前用全站仪进行横断面测量用得较多的还是无需设站的 对边测量方法,直接测量变坡点间的平距和高差,但这种方 法测量时需要事先由 1至 2人在中桩上先确定横断面方向, 然后再来施测,需要人员较多,尤其是地形复杂,断面宽,通 视条件差的曲线上进行横断面测量,其工作量很大,效率不 高。本人看过黄河水利职业技术学院的靳祥升副教授的论 线路横断面测设方法 是一种较好的方法 (见 2007年的 测 绘信息与工程 ,它是以线路中线里程方向为 X 坐标轴,垂 直于线路里程方向为 Y 坐标轴,建立局部坐标系进行测设, 但该种方法只在直线上测量断面方便,而在曲线上现场还需 进行坐标转换才能完成。本文论述了一种无需在现场进行坐 标转换,在甲方提供的国家测量坐标系下用尼康全站仪的两 点参考线功能, 配合 4800计算程序, 即可进行横断面测量, 无需在中桩上先确定横断面方向,而是横断面方向的确定和 变坡点的测量在全站仪上是一次完成,而且在地势高的地方 置一次仪器,可以测量多个超宽横断面,使繁琐的横断面测 量变得更加轻松、实用、简单快捷,大大提高了工作效率。一、基本思想利用全站仪的后方交会自由设站功能,在地势高,通视 条件好, 控制范围大, 能与两个已知点同时通视的地方设站, 得到设站点的三维坐标,并完成测站后视定向任务后,现场 用已编好程序的 f x -4800P 程序计算器,计算出相应里程的 中桩坐标和横断面方向上(正交的任意边桩坐标;进入尼 康全站仪的两点参考线程序,第一点输入中桩坐标,第二点 输入边桩坐标 (边桩可任意选择一个整距 , 实地测量地形变 坡点,根据仪器上显示的偏距来确定是否在横断面方向,移 动棱镜到测出的偏距为 0,即为位于横断面方向,显示的到 第一点的纵距即为变坡点到中桩的水平距离,同时仪器上还可以显示变坡点的三维坐标。二、线路站场的横断面测量 1.编制 4800P 计算程序目前中铁施工现场用小巧便于携带的 4800P 和 4850P 程序计算器很普遍,中桩、边桩常见计算程序较多,只要修 改起、终点桩号、坐标和切线方位角及曲线要素,输入中桩 号、边桩距离,即可随时得到直线和曲线上的中桩、边桩坐 标。现附一现场曲线坐标计算程序如下:主程序:KZB LBl 8:KPZ Prog “ W2” :K10131.741Goto 1 prog“W3”:K11688.163Goto1prog“W4”:K11997.610Goto 1 Lbl 1:F=F:L=K-A:D=D:M=B:S=C:KA Goto 5 KA+VGoto 3 KG-V Goto 2 L=G-K:Q=Q+180:M=O:S=U:KGGoto 6Goto 4 LBl 2:X=M+Rec(Rsin(180(L-V2 (R+V2-V3(240R,D:Y=S+JX=X+Rec(R-Rcos(180(L-V2 (R+V(24R,D-90F:Y=Y+J:W=D-90FV(RV-180F(L-V(R:prog“XY”:Goto 7 LBl 3:W=D-30FLRV:prog“HZ”:W=D-90FLRV:prog“XY”:Goto 7 LBl4:F=-F:W=Q-30FL(RV:prog“HZ”:W=Q-180-90FL(RV:prog“XY”:Goto 7 LBl 5:W=D:Prog“ZX”:prog“XY”:Goto 7 LBl 6:L=AbsL:W=Q-180:prog“ZX”:prog“XY”: Goto 7 LBl 7:XY Goto 8 子程序 HZ X=M+Rec(L-L540RV+(L36RV,W:Y=S+J子程序 ZXX=M+Lcosw Y=S+Lsinw 子程序 XY110 中 国 水 运 第 11卷X=X+Pcos(W+Z:Y=Y+Psin(W+Z子程序 W2 (W3、 W4输入方法与 W2相同 F=1备注:“F=1”为左转 “F=-1”为右转 R=250“R”为半径V=70“V”为缓和曲线长度 A=9818.889“A”为曲线起点桩号 B=3571.786“B”为曲线起点 X 坐标 C=22894.356“C”为曲线起点 Y 坐标 G=10131.741“G”为曲线终点桩号 O=3339.080“O”为曲线终点 X 坐标 U=22711.963“U”为曲线终点 Y 坐标 D=2460244.4 “D”为上一直线方位角 Q=1872016.6 “Q”为下一直线方位角 上述程序计算直线、曲线中桩、边桩坐标很方便,正交 到当前设站点 O 的三维坐标(XO ,Y O ,Z O ;并保存, 即完成了建站和后视定向工作。(2横断面测量完成建站、定向后,进入尼康全站仪两点参考线程序, 按提示依次输入第一点 P1(中桩坐标(P1X ,P1Y ,第 二点 P2(边桩坐标(P2X ,P2Y , (P1、P2点的坐标现 场用 4800计算器,只要输入横断面里程和边距,现场能随 时得到 , 如上图 P1P2即为横断面方向 (注意必须先输入中 桩坐标, 再输入边桩坐标 ; 照准变坡点 P 上的棱镜测量, 根 据仪器上显示的偏距 PM 来判断当前点是否在横断面方向 上。当 PM 显示为“+”时,测点 P 在 P1P2横断面方向的 右侧;测点在横断面方向左侧时,PM 显示为“” ;移动棱 镜,到测出的偏距 PM 为“0”时,测点就在横断面方向上, 显示的纵距 P1M 即为测点到中桩的水平距离,P1M 为“+” 时,测点在中桩的“左”侧;P1M 为“”时,测点在中桩 的 “右” 侧。 测量过程中, 得到偏距 PM、 纵距 P1M 的同时, 还可根据现场地形随时修改当前的棱镜高,得到测点的三维 坐标(PX ,P Y ,P Z ,P Z 即为当前测点的高程。 各断面变坡点到中桩 P1的水平距离及其高程,可手工 记录于横断面表格里,见下表 1。表 1 横断面测量记录表左侧 中桩号 右侧88.4378.10353.3520.3088.343004+K64.3477.1594 .4028 .10695.4682.11430.3620.1169.343204+K63.3468. 366 .4038 .101表格里左、右侧线上的数据是各变坡点至中桩 P1的水 平距离,线下的数据是变坡点的高程。横断面外业数据得到 后,需得到各个中桩处的横断面图,计算出土方量。横断面 图的生成可用南方 CASS 软件得到。 利用 CASS 软件, 可事 先在电脑上用记事本按横断面里程格式编写里程文件。其格(注意说明:第一点至第 。-43.24,35.24-40.31,35.30-39.60,34.22-38.73,35.34-30.20,35.53-21.98,34.750.00,34.8815.77,34.6439.87,38.4054.57,39.1163.09,39.3167.66,40.9976.28,40.88106.28,40.94在南方 CASS 软件的工程应用里用断面法用里程文件便 可生成横断面图,并可计算出土方量。软件生成部分横断面 图如图 3: (下转第 119页第 6期 赵 明:浅谈农村公路质量监督工作的实践 119型,拓宽路基,完善道路网络,给今后发展打下良好基础。 在桥梁改造的施工图设计中,市质监站高度重视图纸会审和 老桥拆除方案评审工作,每一个项目均委派该项目的监督工 程师参与讨论和修订,很多由质监站提出的合理化建议,均 被相关部门认真的采纳和落实,有力地保障了桥梁改造工程 的质量和安全。(2 同时, 质监站加强市场准入, 择优选择好的农村公 路的施工企业进场施工,提请市交通局建立了镇江市农村 公路招标投标人备选库 , 要求所有参与农村公路的施工队伍 必须是备选库中资信优质的队伍,备选库中的信息细化到各 个的项目经理,确保每一个进场施工人员都能够熟悉和了解 农村公路的质量标准,为施工过程中的质量管理做了很好的 铺垫。3.事前控制,建立良好的质保体系鉴于农村公路的质量监督是一个全新的探索,监督模式 和质量管理工作面向的是最基层的管理人员和施工人员,大 多数人员既没有经验也不了解交通的规范和工法,质监站紧 抓事前控制,立足于建立良好、有效的质量保障体系,采用 不同形式逐级培训:(1 对于乡镇农管干部, 市质监站采取分期开班的方式, 逐级培训。先后在全市范围内先后组织了二灰碎石基层和混 凝土路面的专项培训班,所有培训人员均要求考试合格后方 可进行农村公路的质量管理工作。同时,组织全市所有分管 农路的副镇长参加省公路局组织的培训,为我市的基层输送 和培养了合格的农村公路管理人员。(2 对于所有进场施工的非交通企业施工技术人员进行 现场培训,所有开工项目必须先进行试验段施工或者技术交 底工作,由市质监站和县级质量监督组织进行检查和验收, 保证能够了解规范和熟悉施工工法后方可进行正式施工,同 时,市质监站还采取专项检查和不定期巡查对于出现施工质 量的标段进行停工整改或全市通报,直至清除出场。 (3 对于施工沿线的群众, 市质监站专门编制了 镇江 市水泥混凝土路面施工手册进行分发,用通俗易懂的语言 讲述水泥路面的施工技术要点,内容涵盖原材料、配合比、 搅拌、振捣、模板架立和拆除以及后期养生,保证老百姓看 得懂、用得着、监督到位,取得了良好的效果。4.强力推进,确保监督工作重点突出从我市的实践来看,搞好农村公路除了在前期管理和队 伍建设中做文章外,也要通过强有力的措施来推进制度建设 的贯彻和执行。首先,市质监站拨付了专项资金委托试验检测机构进行 质量检查、验收,由质量监督工程师带队进行分批检查或者 随机抽查,所有的检测数据由质监站汇总、分析,针对出现 的个别问题和共性问题分别采取单独通报或者是全市现场会 的形式进行公布,在全市农村公路的质量管理中始终形成一 种高压控制状态,使得质量管理者和施工人员不敢在质量问 题上做文章。其次,对于质量通病问题采取强势态度,制定了很多强 制性标准,如:在村道四级公路上,由于水泥混凝土路面属 于刚性路面,路基质量往往成为道路病害的主要薄弱点,为 此, 市质监站在全市范围内推行了 “水泥最小剂量要求” 、 “路 基验收制度” ,对于路基质量,尤其是宽度、平整度和弯沉值 达不到要求的,坚决不允许进行路面施工;在桥梁改造的质 控过程中,必须严格遵照施工技术规范执行,鉴于部分 商品混凝土品质低劣的情况,在全市桥梁改造的建设项目坚 决控制使用商品混凝土。这些质控措施,质监站均采取强势的态度作为强制性标 准贯彻在质量监督管理的实践当中,对于违规者发现一起、 查处一起,使得参建各方均能严格的遵照执行,确保了我市 农村公路的建设质量。三、小结经过七年的建设发展, 农村公路已经成为与国省道干线公 路、高速公路同等重要的交通基础设施, 农村公路的发展对于 沟通城乡交流、发展地域经济、服务小城镇建设有着显著地作 用,市质监站在农村公路的质量建设中发挥着重要的作用,做 了很多有益的探索和研究, 也是质监站学习科学发展观的重要 实践, 我们相信, 只要我们通过不懈的努力, 一心为民的态度, 农村公路一定会越搞越好,农村道路一定会越走越宽。(上接第 110 页图 3 软件生成部分横断面图也可将各变坡点的三维坐标存储于全站仪内, 供事后用南 方的 CASS7.1成图软件,下载全站仪内的坐标数据生成坐标 文件,并得到里程文件,生成横断面图和土方量计算结果。 三、结束语利用全站仪的自由设站和两点参考线程序测量横断面, 尤其是曲线地段,无需较繁锁的现场坐标转换,直接配合用程 序计算器随时得到所需里程中、边桩点的坐标确定横断面方