横断面测量及数据的处理方法

工业技术　ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ　

横断面测量及数据的处理方法　

教传辉　（辽宁有色地质局１０３队　辽宁丹东　１１　８００２）　

摘要：介绍一种用全站仅进行横断面测量及其敖耱处理方法。　快捷．高效。　关键词：横断面　数据　测量　

中图分类号：ＴＤ８５　文献标识码：Ａ　

１问题的提出　

横断面测量是线路工程中一项非常繁　

琐的测量工作。传统测量方法内外业工作　

量都很大。对一些没有横断面绘制软件的　

单位来说，内业工作量仍很大。针对这一　

情况，本文提出一种减少内业工作量的测　

量方法。　

２横断面的测设原理　

测设横断面采集的是沿线路法线方向　

地形变化点相对于中线点的高差和水平距　

离数据，或者是地形变化点的高程和到中　

线点的水平距离数据。根据这两项数据就　

可以绘制某里程处的横断面图。　

如图１，ＮＯＥ为测量坐标系。建立以线　

路某中线点Ａ为坐标原点，该中线点的切线　

为ｘ轴（ｘ轴正向指向线路前进方向），法线　

为Ｙ轴的假定坐标系，则只要测定了假定坐　

标系中法线上地形变化处的Ｙ、ｚ（高程）坐　

标即可绘制该中线点上线路横断面图。　

０　

图１　

３中线点上测设横断面　

３．１中线点测量　

线路的主点如转点、曲线起点、曲中　

点、终点和里程桩均可在测量坐标系中求　

得其位置坐标，并应按测量坐标测设线路　

主点。　

根据设计及有关规范要求，确定各断　

面之间的间距（如２０米），然后于实地测定　

各中线桩。　

３。２操作步骤　

（１）设站。在线路中线点上设站。　

（２）输入起始数据。将该中线点的点　

号、假定坐标（Ｘ，Ｙ）及高程Ｚ、仪器高、觇　

标高等输入全站仪，此时，Ｘ：Ｙ＝０。　

（３）定向。事先在测量坐标系中计算中　

线点（即设站点）至后视点和切线方向等的　对一些没有横断面绘．Ｉ软件的单位来说，谊法使横断面测量变得简易、　

文章编号：ｌ６７２—３７９１（２００９）０２（ｂ）一０ｌ４３—０２　

角度关系（可用计算器编程计算）。按图ｌ定　

义的假定坐标系，以中线点的切线为Ｘ轴，　

（Ｘ轴指向线路前进方向，定义其方位角为　

零），推算定向方位角，精确照准后视点进　

行定向，旋转照准部至线路法线方向（９Ｏ。　

或２７０　方位），此时即可逐点测定该断面上　

各地形变化点的三维坐标。　

（４）编号。测点可按断面号附测点号的　

形式进行编号，如：第一条横断面的点，ｌ—ｌ、　

ｌ一２、ｌ一３……；第二条横断面的点，２一ｌ、　

２－２、２－３……。亦可按里程附测点号形式　

编号，如横断面中线点里程为Ｋ１＋ｌ２Ｏ，可　

记为，Ｋｌ１２０－ｌ、Ｋｌ１２０－２、Ｋｌ１２０－３……。　

这样编号有利于不同横断面所测点的识　

别，便于数据的处理。　

（５）观测。在完成上述步骤后，开始观　

测，并存储。根据测点的纵（应恒为零）、横　

坐标（测点与中心点的间距）可判断立镜点　

是否位于所需断面上或是否超出所测范　

围。　

３．３遇障碍物及中线点不能设站的处理　

（１）当横断面上有障碍物时（如高坎），可　

在断面线上作一支点Ｂ，在支点Ｂ上进行操　

作。如图２，Ａ至Ｂ间距为Ｍ，此时Ｂ点三维　

坐标为（０，士Ｍ，Ｚ）（当Ｂ位于线路右侧时取　

正，当Ｂ位于线路左侧时取负）。于Ｂ点设　

站，将其三维坐标及仪器高、觇标高输入　

全站仪，然后按上述操作方法继续横断面　

施测。　

（２）当线路中线点不能设站时，可由前　

面的中线点上放出该断面上的一点，在放　

出的点上进行操作。　

（３）根据测点的纵、横坐标值判断立镜　

点是否位于指定断面或是否超出测量范围。　

图２　

４自由设站法测设横断面　

当线路穿越通视条件差、中线上难以　架设仪器、高差较大的地区时，上述方法　

就会受到一定的限制甚至无法测量。此时　

可采用全站仪自由设站法测量横断面［１１，　

如图３，Ａ为线路中线点，若Ａ为曲线上点，　

可按文献【１】提供的方法解算其坐标和切线　

方位角。Ｂ为根据现场地形确定的自由站　

点，其坐标、高程可根据测量控制点施测　

而得。　

图３中，ｂ为Ａ点切线（即假定坐标系Ｘ　

轴）与ＡＢ之夹角，可在测量坐标系中求得。　

应结合ｂ在假定坐标系ＸＡＹ中的象限位置　

确定其角值。Ｂ在ＸＡＹ平面直角坐标系中　

的坐标ｘ、ｙ按下式求得：　

ｘ　Ｄｃｏｓｂ　

Ｙ：Ｄｓｉｎｂ　

干Ｂ设站，全站仪置入Ｂ点坐标（ｘ，ｙ，　

Ｚ）及其仪器高、觇标高。Ｂ点定向方位角ｅ　

可在测量坐标系中通过反算的ＢＣ（Ｃ为测　

量控制点）方位与Ａ点切线方位之差求得。　

完成定向后按自由站法施测横断面。　

根据Ａ的横断面各点Ｘ坐标均为零，顺　

向确定施测点位，并按ｙ坐标控制横断面　

施测长度。注意坐标为（０，０，Ｚ）的位置系该　

横断面的线路中线点。　

５数据处理及成图　

（１）将全站仪记录的数据传人电脑，可　

按施测日期建立数据存储文件。　

（２）采用记事本、ＷＯＲＤ和ＥＸＣＥＬ工具　

对数据进行合理编辑，使观测数据符合地　

形图成图软件对数据格式的要求。　

全站仪施测记录的横断面数据包含测　

点号ｎ（按上述编号方法记录的点号）、横坐　

标Ｙ、纵坐标Ｘ、高程ｚ，其ｄａｔ一般格式　

为：ｎ，Ｙ，Ｘ，Ｚ。其中Ｘ恒为零（或接近零），　

ｌＹＩ实际为测点至线路中线的间距。经　

ｗＯＲＤ表格处理后，数据格式可变为ｎ，Ｙ，　

科技资讯ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ　ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ　１　４３　一　～　ｌ　『　～　．　一

　ＣＨＮＯＬＯＧＹ　ＩＮＦ０ＲＭＡＴ１０Ｎ　

Ｚ。此时Ｚ位置空缺，且以Ｚ替换了Ｘ的位　

置。　

为数字化绘图需要，运用ＥＸＣＥＬ表格　

编辑功能，对第二个横断面所测点的Ｚ值　

附加一常数ｓ（如２０米），第三个横断面所测　

点的Ｚ值附加２ｓ（如４０米），……，第ｎ个横　

断面所测点的Ｚ值附￣ｎ（ｎ－１）Ｓ［如（ｎ—１）２０　

米］。附加规律性常数后的Ｚ值作为计算机　

绘图用高程使用。常数ｓ应根据测区地势　

变化情况合理确定。这样处理好处在于：　

不但可按施测数据正确表示单个断面的位　

置高程变化，而且绘图时可使不同断面间　

保持常数间隔（依次自动上下间隔排列），避　

免不同断面的点重叠，利于绘图时辨识。　（３）经上述表格化处理的ｄａｔ数据格式　

仍保持ｎ，Ｙ，Ｚ，形式不变，仅Ｚ附加了常　

数。将处理后ｄａｔ数据文件调入地形图成　

图软件（如南方Ｃａｓｓ５．０），按断面号依次将　

各断面点连线，即可得到各个横断面。　

（４）经适当注记、各断面间间距的合理　

调整及图廓整饰即可形成一幅幅完整的横　

断面图。　

６结语　

经多项工程的应用证明，在不要求施　

测地形图或没有横断面成图软件的情况　

下，此法可提高内外业工作效率，降低劳动　

强度，数据处理简单直观。因而该作法实　用、可行。　工业技术　

参考文献　

【１】傅熙照．用全站仪自由设站法测量横断　

面［Ｊ］．测绘通报，２００１（７）．　

（上接１　４２页）　

表１　环氯树脂补强材料配比参考表　

材料名称　规格　重营比（ｇ）　备注　

环氧树脂　Ｅ　４４　ｌＯＯ　主剂　

临苯二甲一丁酶　工、　１０　增塑剂　

甲苯　Ｅ业　３０－６０　稀释剂，用鼙看缝宽火小　

乙二胺　试刺　８一ｌＯ　固化剂，用量以操作州‘问、环境温度而定　

表２环氧胶泥（腻子）配方　

材料名称　规格　总量比（ｇ）　

环氧树脂　Ｅ　４４　１ＯＯ　

临ｉ苯二【１】ｌ二．ＦｉＳｈ　工、【　３Ｏ　

乙一胺　试剞　８～１Ｏ　

滑石粉或水泥　：￣００－３５０　

致，砂子用中粗砂。　

③水泥砂浆的配比为ｌ：２到１：３，并　

搅拌均匀，在水泥浆中掺入水泥用量１％的　

ＺＶ混凝土界面剂，起到加强混凝土结合的　

作用。　④按照抹灰工的操作方法，用抹子大　

力将砂浆压人蜂窝内，刮平；在棱角部位用　

靠尺将棱角取直。　

⑤待砂浆凝结硬化后，用２００目砂布打　

鏖加强保湿养护。　

２．４缺棱掉角　

梁端头底边、锚穴砼发生斜截面破坏　

后掉角。　

（１）原因分析。　

①钢筋保护层局部过大。　

②端头模板脱模剂涂刷不均匀。　

③模板倒角制作的不容易睨模，拆除　

时工人人为破坏。　

（２）预防措施。　

①严格控制钢筋保护层。　

②端头模板脱模剂涂刷要均匀。　③修改模板，拆除时工人不要人为的　

破坏。　

（３）修补方法。　①清除待修补砼表面浮浆、松动石子　

等，并用清水冲冼干净后风干待补表面。　

②用最大粒径小于等于ｌ　５ｍｍ、级配　

连续的碎石与修补砂浆相同的啥、水泥、　

外加剂、水，以及混凝土界面结合剂，按１：　

１．６３：２．２７：０．３２配比，掺入水泥用量１％　

的ＺＶ混凝土界面剂，起到加强混凝土结合　

的作用。　

③用钢抹子用力将混凝土拌合物压抹　

在待修表面，要求平整，加强喷水养护，待　

砂浆凝结硬化后，用２００目砂布打磨加强保　

湿养护　④采用修饰麻面方法反复修饰。　

２．５收缩裂缝　

砼的收缩分干缩和自收缩两种。干缩　

是砼中随着多余水分蒸发，湿度降低而产　

生体积减少的收缩，其收缩量占整个收缩　

量的很大部分；自收缩是水泥水化作用引　

起的体积减少。收缩量只有前者的ｌ／５～　

１／１０。　干缩裂缝呈现在梁冀板顶面，宽度多　

在０．０５ｍｍ～０．２ｒａｍ之间，其走向纵横交　

错，无规律性，分布不均，并随温度和湿度　

变化而逐渐发展。　

４４　科技资讯ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ　ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ　（１）原因分析。　

①砼养护不当。撒水次数过少，表面　

损失水分过快，造成内外收缩不均匀而引　

起表面砼开裂。　

②过度振捣造成离析，表面水泥含量　

大，收缩量也增大。　

（２）预防措施。　

①浇注完砼及时养护，保证养护龄期。　

②振捣密实而不离析，对板面进行二　

次抹压，以较少收缩量。　

（３）修补方法。　

对于细微的裂缝可向裂缝灌入纯水泥　

浆，嵌实再覆盖养护。或将裂缝加以清洗，　

干燥后涂刷两遍环氧胶泥或加贴环氧玻璃　

布进行表面封闭。对于较深的或贯穿的裂　

缝，应用环氧树脂灌浆后表面再加刷环氧　

树脂胶泥封闭　

２．６“白斑”　“黑斑”　

（１）原因分析。　

①插入式振捣器振捣时接触模板，形　

成白斑点。　

②砼浇注后，模板会因投料和振捣器　

激振，溅上许多水泥浆或在翼板模板上残　

留有未清理干净的水泥浆，拆模后在砼表　

面留下黑斑点。　

（２）预防措施。　

①在振捣器上做好标记　避免振捣棒　

抵触模板。　②在浇下一层砼前将侧模板上溅落的　

水泥浆擦干净。　

（３）修补方法。　

黑斑用细砂纸精心打磨后，即可现出　

砼本身的颜色。白斑一般情况下不做处　

理，当白斑处砼较松散时可按麻面的修补　

方法进行整修。　

３实施效果评价　

经过多次施工实践，上述办法行之有　

效，使砼外观质量有很大改观，取得了满意　

的效果。　

４结语　

影响预制梁外观质量的因素很多，造成　

缺陷的原因分析也很复杂，本人仅就施工　

中发现的外观质量问题进行了一些分析，　

可为读者提供一些有用的资料，不当之处　

还望同行指正。希望随着技术的发展能够　

消除预制梁的外观缺陷保证其外观质量。