省際高速公路設(shè)計方案對接方法研究

易 恒 鄭 磊 紀志剛 樊東昊

(天津市市政工程設(shè)計研究院，天津 300051)

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省際高速公路設(shè)計方案對接方法研究

易 恒 鄭 磊 紀志剛 樊東昊

(天津市市政工程設(shè)計研究院，天津 300051)

以津石高速為例，介紹了省際高速公路設(shè)計方案平面對接的方法，通過聯(lián)測省界附近三個高精度的平面控制點，并在CAD軟件中通過整體平移、旋轉(zhuǎn)設(shè)計方案，實現(xiàn)了省際高速公路設(shè)計方案平面對接，具有很好的適用性。

高速公路，設(shè)計方案，對接方法，聯(lián)測控制點

0 引言

由于不同省市平面系統(tǒng)、高程系統(tǒng)的不同，在高速公路設(shè)計階段往往就會存在設(shè)計對接的問題。設(shè)計對接問題也就是高速公路在省際分界處如何接邊、相互銜接的問題。一般來說，設(shè)計對接往往是己方設(shè)計圖紙完工之后，通過一定方式方法將己方圖紙轉(zhuǎn)換到對方的平面系統(tǒng)、高程系統(tǒng)之下，對方在此基礎(chǔ)上進行后續(xù)設(shè)計。目前有關(guān)人員對高速公路省際測繪聯(lián)測方法進行了研究，給出了可操作性的步驟[1]；而關(guān)于設(shè)計圖紙對接的方法還未有所見。本文以津石高速公路為例，介紹了一種適用性很強的設(shè)計圖紙對接方法，取得了很好的效果。

1 設(shè)計對接方法

設(shè)計對接主要解決的問題就是如何把己方的設(shè)計圖紙轉(zhuǎn)換到對方的坐標(biāo)系統(tǒng)之下。要實現(xiàn)這一目的，需要完成以下步驟：

1)聯(lián)測設(shè)計對接附近的控制點，聯(lián)測點至少3個；

2)在CASS環(huán)境下將控制點的己方平面坐標(biāo)和對方平面坐標(biāo)一并展繪到設(shè)計圖紙上；

3)選擇距離較遠的3個聯(lián)測點，以控制點為頂點繪制三角形，己方和對方需分別獨立繪制；改變對方控制點和三角形的圖層和顏色并予以鎖定，以示區(qū)分；

4)選中己方控制點和三角形，然后以某一控制點為基準，將己方控制點和三角形復(fù)制平移到對方對應(yīng)的基準點上;

5)選擇距離最遠的兩個聯(lián)測點的線段作為基線邊，分別標(biāo)注線段長度(長度精確到0.000 1 m)，以檢核線段長度是否一致(由于省際高速公路聯(lián)測是小范圍的，尺度參數(shù)一般不需要改變);

6)選擇距離最遠的兩個聯(lián)測點的線段作為基線邊，以己方線段為起始邊，到對方對應(yīng)的線段進行角度標(biāo)注(角度采用度分秒格式，精確到0.000 1 s)，以得到旋轉(zhuǎn)角;

7)基準點到其他聯(lián)測點的距離和角度重復(fù)步驟5)、步驟6)，以進行檢核;

8)如果檢核沒問題，則將己方設(shè)計圖紙全選或者做成塊，以步驟4)中作為基準點的控制點為基準，將己方設(shè)計圖紙復(fù)制平移到對方對應(yīng)的控制點上;

9)再次全選平移后的己方圖紙，以對方的基準點為原點，以己方基線邊(平移之后的)為起始方向，旋轉(zhuǎn)到對方的基線邊上，完成圖紙的平移和旋轉(zhuǎn)，從而實現(xiàn)己方圖紙變換到對方坐標(biāo)系下。

2 案例應(yīng)用

津石高速起于河北省(廊坊市大城縣)與天津市(靜海縣)交界處的子牙河，經(jīng)大城北、任丘北跨京九鐵路和大廣高速、高陽西北跨保滄高速、蠡縣西、博野東、安國東跨朔黃鐵路，在跨大沙河后與津石高速石家莊段相接；主要控制點有起點與天津段相接處、廊滄高速、京九鐵路、大廣高速、馬棚淀蓄滯洪區(qū)、保滄高速、朔黃鐵路、曲港高速(規(guī)劃)、大沙河、沿線城市規(guī)劃及終點與石家莊段相接處；河北段全長約220 km，其中石家莊段約49.483 km，津冀界至保石界段169.807 km；天津段公布的總長度38.8 km。

津石高速天津段、河北段分別由各自省市的道路設(shè)計單位負責(zé)設(shè)計。而天津市的平面坐標(biāo)系統(tǒng)采用的是1990年天津市任意直角坐標(biāo)系，高程系統(tǒng)采用的是大沽高程2008年成果數(shù)值；而河北省的平面坐標(biāo)系統(tǒng)采用的是CGCS2000國家大地坐標(biāo)系116°20′高斯投影，高程系統(tǒng)采用的是1985國家高程。因此，在設(shè)計階段存在設(shè)計對接的問題。

按照設(shè)計對接方法，首先聯(lián)測線路對接附近的3個高精度平面控制點，控制成果分別如表1所示。

表1 聯(lián)測控制點成果表

展點及旋轉(zhuǎn)角標(biāo)注如圖1所示。

從圖1可以看出，Ⅳ002和Ⅳ004兩個點距離最遠且Ⅳ002距離省界最近，因此，本次設(shè)計對接基準點選擇的是Ⅳ002點，基準邊選擇的是Ⅳ002-Ⅳ004邊。將1990年天津市任意直角坐標(biāo)成果復(fù)制平移到CGCS2000/116°20′00″高斯投影結(jié)果下，通過距離標(biāo)注發(fā)現(xiàn)Ⅳ002-Ⅳ004邊長均為1 837.888 8 m，Ⅳ002-Ⅳ001邊長相差2 mm，說明距離不用縮放，由于旋轉(zhuǎn)角太小，距離標(biāo)注之后圖面顯得凌亂，這里就不標(biāo)注距離了。旋轉(zhuǎn)角標(biāo)注顯示Ⅳ002-Ⅳ004之間存在0°32′29.169 4″的旋轉(zhuǎn)角，Ⅳ002-Ⅳ001之間存在0°32′21.471 5″的旋轉(zhuǎn)角。從距離和旋轉(zhuǎn)角結(jié)果可以看出，本次控制點聯(lián)測精度滿足設(shè)計對接要求，因此可以依據(jù)設(shè)計對接方法將己方設(shè)計成果復(fù)制→平移→旋轉(zhuǎn)到對方坐標(biāo)系之下，以完成設(shè)計對接工作。

3 結(jié)語

本文針對設(shè)計工作對接這一難題，結(jié)合津石高速公路設(shè)計對接項目，給出了一種基于CASS,CAD軟件的復(fù)制、平移、旋轉(zhuǎn)方法，該方法具有直觀、能夠檢核聯(lián)測效果、進而快速實現(xiàn)設(shè)計對接工作的優(yōu)點，具有很好的適用性和可推廣性。

[1] 楊玉忠.高速公路省際測繪聯(lián)測方法研究[J].山西建筑，2012，38(2)：219-220.

[2] 李青岳，陳永奇.工程測量學(xué)[M].北京：測繪出版社，1993.

[3] GB 50026—2007，工程測量規(guī)范[S].

[4] JTG C10—2007，公路測量規(guī)范[S].

Study on the docking method of provincial highway designing scheme

Yi Heng Zheng Lei Ji Zhigang Fan Donghao

(TianjinMunicipalEngineeringDesign&ResearchInstitute,Tianjin300051,China)

Taking Jin-Shi highway engineering as an example, the docking method of provincial highway designing scheme was introduced, the method survey three high-precision plane control points near boundary jointly, and the docking of provincial highway designing scheme can be accomplished through the whole translation, rotation using the CAD software, the applicability of the method was verified through the practices.

highway, designing scheme, docking method, surveying control points

1009-6825(2017)13-0153-02

2017-02-25

易 恒(1981- )，男，工程師

U412.3

A