隧道中、线路中逐桩坐标计算表
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利用EXCEL表格计算线路中边桩坐标高速公路施工中,桥梁、隧道施工以及路沿石施工时对测量要求相当严格,要求总体宽度误差在1cm以内。
这就要求测量工程师必须把线路边桩都计算出来,每隔10米(曲线段)或者20米(直线段)放样线路边桩,以便指导施工。
如果采用常规的计算器计算,不仅繁琐、费力而且容易出现差错。
本人在计算中边桩坐标时,试着利用EXCEL表格功能,编辑函数大批量计算线路中边桩坐标,达到了高效、准确的目的。
由于直线部分相对简单,复曲线又特别繁琐。
现就圆曲线举例计算如下:例:在浙江省龙丽一级公路施工中,左线圆曲线起点里程为K86+966.6,曲线半径为1500m,曲线左偏,起始方位角为147°43 ′58.2″,线路中心和隧道中心偏差15cm。
计算隧道中心线和衬砌边线(半径5.1m)。
1.在B4方格中输入:=$B$3+3000*SIN((A4-$A$3)/3000)*COS(2.5784244-(A4-$A$3)/3000)+ 0.15*COS(4.149220679-2*(A4-$A$3)/3000)按回车键确认即可以计算出该里程隧道中心线X轴坐标。
2.在C4方格中输入:=$C$3+3000*SIN((A4-$A$3)/3000)*SIN(2.5784244-(A4-$A$3)/3000)+0.15*SIN(4.149220679-2*(A4-$A$3)/3000)按回车键确认即可以计算出该里程隧道中心线Y轴坐标。
同理在3.D4方格中输入:=$B$3+3000*SIN((A4-$A$3)/3000)*COS(2.5784244-(A4-$A$3)/3000)+ COS(4.149220679-2*(A4-$A$3)/3000) *(0.15+5.1)4.在E4方格中输入:=$C$3+3000*SIN((A4-$A$3)/3000)*SIN(2.5784244-(A4-$A$3)/3000)+SIN(4.149220679-2*(A4-$A$3)/3000)*(0.15+5.1)其中 2.5784244为方位角147°43 ′58.2″的弧度表达方式,4.149220679为起始方位角147°43 ′58.2″加90°后的弧度值。
路线逐桩坐标计算高等级公路路线设计中,必须计算各点位的逐桩坐标,以作为路线施工放样的依据,也是公路交工和峻工验收时检测中线偏位的依据,故坐标计算能力,已是道路桥梁工程技术专业学生的必备技能。
1、 路线交点偏角、交点间距、曲线要素及主点桩计算如图所示,设路线起点坐标),,(000YJ XJ JD 任一交点i 的坐标为,,...3,2,1),,(n i YJ XJ JD i i i =则相邻两交点之间的坐标增量:1,11,1-----=∆-=∆i i i i i i i i YJD YJD Y XJD XJD X路线交点坐标计算:ii i i i i i i Y Y J D Y J D X X J D X J D ,11,11----∆+=∆+=交点间距:2,12,1,1)()(i i i i i i Y X S ---∆+∆=象限角i,1i i ,1i ,1X Y arctan---∆∆=i i θ象限角与方位角A 之间关系i i i i i i i i i i A Y X ,1,1,1,1,1,0,0-----=>∆>∆θθ位于第一象限,时,i i i i i i i i i i A Y X ,1,1,1,1,1180,0,0-----=>∆<∆θθ-位于第二象限,时, i i i i i i i i i i A Y X ,1,1,1,1,1180,0,0-----+=<∆<∆θθ 位于第三象限,时, i i i i i i i i i i A Y X ,1,1,1,1,1360,0,0-----=<∆>∆θθ-位于第四象限,时,路线偏角i α 等于后方位角减前方位角: 12θθα-=一般情况下,i α为正时,曲线右偏;i α为负时,曲线左偏。
2、 直线段上中桩坐标计算图中,设交点i 的坐标为Jdi(Xji,YJi),交点i 前后相邻直线的方位角分别为A i-1,i 和A i,i+1.则ZH(或ZY)点的坐标: )180sin()180cos(,1,1++=++=--i i i i ZHi i i i i ZHi A T YJD Y A T XJD XHZ(或YZ)点的坐标:1,1,sin cos +++=+=i i i i HZi i i i i HZi A T YJD Y A T XJD X设直线上加桩里程为L ,ZHi 、Hzi 表示曲线i 的起、终点里程,则交点i 前直线上任意点坐标(i ZH L ≤)。
路线中线桩点的坐标计算如图1所示,已知两交点的坐标:JDi(XJDi ,YJDi),JDi-1(XJDi-1,YJDi-1)。
路线导线的坐标的坐标方位角A 和边长S 可按坐标反算公式求得:A i-1,i =tg -111----i i i i x x y y , (式1)S i-1,i =i i i i A x x ,11cos ---=ii i i A y y ,11sin --- (式2)S i-1,i =2121)()(---+-i i i i y y x x (式3)在选定各圆曲线半经R 和缓和曲线长度Ls 后,根据各桩点的里程桩号,即可算出相应的坐标值X,Y 。
一、 HZ 点(包括线路起点)至ZH 点之间的中桩坐标如图1所示,此段为直线。
桩点的坐标按下式计算:X JDi =X HZi-1+D i cosA i-1,iY JDi =Y HZi-1+D i sinA i-1,I (式4)式中A i-1,i 为线路导线JDi-1到JDi 的坐标方位角;Di 为桩点到HZi-1的距离(Si-1,i –THi-1),即桩点里程与HZi-1点里程之差;X HZi-1、Y HZi-1为HZi-1点的坐标,由下式计算:XHZi-1=X JDi-1+T Hi-1cosA i-1,iY HZi-1=X JDi-1+T Hi-1sinA i-1,i (式5)同理计算出直线终点ZHi 点的坐标 X ZHi =X JDi-1+(Si-1,i –THi)cosA i-1,iY ZHi =X JDi-1+(Si-1,i –THi)sinA i-1-I (式6)二、 ZH 点至YH 点之间的中桩坐标如图1所示,此段包括第一缓和曲线及圆曲线,先计算桩点的切线支距法坐标x 、y :1、缓和曲线上桩点的切线支距法坐标x 、y :X=()L -22540SL R L Y=SRL L 63(式7)L 为桩点(测点)到缓和曲线起点ZH 的曲线长,即测长;R 为圆曲线半径;L S 为缓和曲线总长2、圆曲线上桩点的切线支距法坐标x 、y :以ZH 为起点:(带有缓和曲线的圆曲线,)X=Rsin ϕ+q=Rsin )2(1800S L L R +π+2S L –23240RL SY=R(1-cos ϕ)+p=R …1–cos )2(1800S L L R +π‟+RL S 242 (式8) ○1L 为桩点到HY(缓圆点,既圆曲线的起点)的曲线长,仅为圆曲线部分的长度,则: 式中ϕ=α+βo =R L π180⨯+βo =RL π0180⨯+πR L S 21800⨯=)2(1800S L L R +π, ○2若L 为桩点到ZH(直缓点)的曲线长,则:式中ϕ=α-βo =R L π180⨯-βo =RL π0180⨯-πR L S 21800⨯=)2(1800S L L R -π。
工程名称:212国道杨双段拓宽改建二期工程第四标段
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