淺談道路工程中的測量放樣

楊 強(qiáng)，李 強(qiáng)，趙風(fēng)平

1中國石油管道局工程有限公司第二分公司，江蘇 徐州

2中國石油管道局工程有限公司國際事業(yè)部，河北 廊坊

3廊坊職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河北 廊坊

1.引言

隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展和進(jìn)步，從原來的經(jīng)緯儀、全站儀放樣，到現(xiàn)在DGPS-RTK 放樣，其基本原理都是一樣的[1]。但是利用DGPS-RTK 放樣較傳統(tǒng)方式工作效率更高，數(shù)據(jù)計(jì)算更簡化。文中介紹的二種DGPS-RTK 放樣方法均可滿足道路曲線放樣的需要，方案一中的方法效率更高。

在道路工程的施工中，需要進(jìn)行緩和曲線與圓曲線的放樣，與平時(shí)站場及線路施工中直線段的放樣工作不同[2]。道路緩和曲線及圓曲線的放樣，前期需要大量的內(nèi)業(yè)計(jì)算，整理出各種點(diǎn)線角度高程等數(shù)據(jù)，才能進(jìn)行放樣。

一般采用偏角法、極坐標(biāo)法、切線支距法進(jìn)行道路圓曲線及緩和曲線的放樣，但這些方法前期計(jì)算量大，放樣效率較低。

目前國內(nèi)外一般采用全站儀和經(jīng)緯儀，使用偏角法、極坐標(biāo)法、切線支距法進(jìn)行道路圓曲線及緩和曲線的放樣[3]。這種方式是目前施工過程中比較準(zhǔn)確的一種測量方法，但是這種方法存在前期計(jì)算量大，放樣效率較低等缺點(diǎn)。隨著社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，科學(xué)技術(shù)發(fā)展也是日新月異，DGPS-RTK 也應(yīng)用到施工測量中[4]，我們利用DGPS-RTK 結(jié)合AUTOCAD軟件與excel 涵數(shù)公式，簡化測量內(nèi)業(yè)計(jì)算過程，提高放樣效率。

2. 道路放樣原理的簡介

通過中亞管道C 線工程新建至UCS3 壓縮機(jī)站的伴行路施工實(shí)踐，利用DGPS-RTK 進(jìn)行道路圓曲線及緩和曲線的放樣，能有效的提高工作效率及放樣精度。工程中我們使用的儀器為拓普康Hiper Gb 接收機(jī)，放樣時(shí)需要的基本數(shù)據(jù)，我們可以通過內(nèi)業(yè)計(jì)算提前獲得，道路施工中Angle point-7 的曲線放樣如圖1 所示。

Figure 1. Angle point-7 curve 圖1. Angle point-7 的曲線

Figure 2. Ypical road curve 圖2. 道路圓曲線典型圖

根據(jù)典型圖對Angle point-7的曲線圖進(jìn)行分解，設(shè)計(jì)圖紙給出的參數(shù)有，AP7轉(zhuǎn)角α = 68°46′07″(右轉(zhuǎn))，R = 200，Ls1= 70，Ls2= 50，Ly = 180.05，ZH 至JD切線方位角為α = 335°42′08″[6]。用Hiper Gb接收機(jī)進(jìn)行放樣，有兩種方案。方案1：計(jì)算出曲線上各點(diǎn)的大地坐標(biāo)，輸入儀器中，直接進(jìn)行點(diǎn)放樣。這種做法的優(yōu)點(diǎn)是操作簡單和誤差小，缺點(diǎn)是內(nèi)業(yè)計(jì)算量大。方案2：利用Hiper Gb接收機(jī)手薄中的軟件，進(jìn)行緩和曲線及圓曲線的放樣。優(yōu)點(diǎn)是內(nèi)業(yè)計(jì)算量小和放樣效率高，缺點(diǎn)是手薄中操作較復(fù)雜。

3.兩種放樣方案的介紹與比較

方案1中的關(guān)鍵點(diǎn)是，計(jì)算出曲線上各點(diǎn)的大地坐標(biāo)，如果利用緩和曲線公式及已知參數(shù)計(jì)算，計(jì)算量很大，數(shù)據(jù)容易出現(xiàn)錯(cuò)誤。我們可以利用AUTOCAD軟件，按照設(shè)計(jì)提供的圖紙，調(diào)整及修改后，在電子版圖紙上完成道路曲線的放樣。完成放樣后，利用軟件的點(diǎn)測量功能，根據(jù)施工要求，每距離10 m 或20 m 量取一個(gè)點(diǎn)，得到各點(diǎn)的大地坐標(biāo)，然后，導(dǎo)入儀器手薄中，完成道路曲線的放樣工作。這種方法缺陷是，要求設(shè)計(jì)圖紙必須是根據(jù)實(shí)際尺寸，按比例進(jìn)行繪制的，否則無法進(jìn)行放樣。

利用設(shè)計(jì)圖紙和AUTOCAD軟件極大簡化測量內(nèi)業(yè)計(jì)算過程，快速得到放樣的大地坐標(biāo)。

另一種計(jì)算曲線上各點(diǎn)坐標(biāo)的方法是利用EXCEL中的函數(shù)，編制完成計(jì)算公式，輸入相應(yīng)的參數(shù)，并得出各點(diǎn)的坐標(biāo)，以AP7為例，詳見圖3[7][8]。

Figure 3.Curve calculation element table 圖3.曲線計(jì)算要素表

這個(gè)方法的優(yōu)點(diǎn)是適用性強(qiáng)，且利用EXCEL 軟件中的函數(shù)功能，減少計(jì)算過程，表格中輸入相應(yīng)的參數(shù)，立刻輸出放樣的大地坐標(biāo)。即可導(dǎo)入到儀器手薄中，完成道路曲線的放樣工作[9]。

方案2是利用Hiper Gb接收機(jī)手薄中的軟件進(jìn)行曲線的放樣，進(jìn)入偏距放樣菜單，選擇緩和曲線和偏距[10]。

進(jìn)入下級菜單，按照提示輸入放樣參數(shù)，以AP7點(diǎn)放樣為例，TS點(diǎn)為ZH 樁的坐標(biāo)，切線方位角為緩和曲線曲線(ZH 至JD)方位角，半徑和長度輸入緩和曲線半徑及長度。轉(zhuǎn)動(dòng)方向，根據(jù)轉(zhuǎn)角方向輸入，AP7轉(zhuǎn)角方向?yàn)橛摇Ｈ缓?，選擇繼續(xù)，即可開始進(jìn)行放樣工作。

道路圓曲線的放樣前面的步驟與緩和曲線的放樣，先進(jìn)入偏距放樣菜單，選擇圓曲線和偏距，進(jìn)入下級菜單，PC點(diǎn)和PT點(diǎn)分別為圓曲線的起點(diǎn)和終點(diǎn)，半徑為圓曲線半徑，方向同AP7轉(zhuǎn)角方向?yàn)橛?。然后，選擇繼續(xù)，即可開始進(jìn)行放樣工作。

方案1中提前利用AUTOCAD軟件或EXCEL函數(shù)公式完成測量內(nèi)業(yè)計(jì)算，把放樣數(shù)據(jù)導(dǎo)入到儀器手薄中。相較方案2，在施工現(xiàn)場輸入數(shù)據(jù)參數(shù)到儀器手薄中，放樣效率更高。施工放樣中，優(yōu)先采用方案1。

4.結(jié)語

綜上所述，二種方案中的DGPS-RTK 放樣方法均可滿足道路曲線放樣的需要，較傳統(tǒng)方法在工作效率方面有較大的提升。隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展和進(jìn)步，從原來的經(jīng)緯儀、全站儀放樣，到現(xiàn)在DGPS-RTK放樣，但是，其基本原理都是一樣的，我們可以根據(jù)工程的實(shí)際需要，選擇不同的曲線放樣方法。