EXCEL和CAD相結合在非對稱平曲線測設中的應用

摘 要：本文通過EXCEL和CAD相結合測設非對稱平曲線的方法，對小型計算器編程測設曲線進行了補充，很方便的解決了既有線改建施工中的測量難題。

關鍵詞：EXCELCAD 非對稱平曲線 既有線改建

１前言

自從大地坐標引入到工程測量中以來，全站儀和編程計算器相結合在工程測量特別是平曲線測量中得到了極大的應用，成為了目前測設平曲線的基本方式。因為受測量教材設置深度的限制，一般的平曲線計算公式都是以對稱曲線的型式出現的，目前大多數小型計算器平曲線編程軟件的開發也是以此為基礎的。在山區既有鐵路改建施工中，由于地形的多樣性和復雜性，部分站場曲線是以非對稱平曲線設計的，這就給小型計算器平曲線編程軟件帶來了困難，顯示了其應用的局限性。因為編程軟件的開發及再次開發都要受數學知識和測量知識的制約，對于普通的測量人員困難較大，本文結合大家最常用的EXCEL和CAD工具對此進行闡述解決。

2曲線要素的核實

通過線路復測，對曲線偏角誤差進行核實，并據此確定原設計曲線要素的可適用性。

3緩和曲線的切線支距計算

利用EXCEL表格進行緩和曲線的切線支距x和y的連續計算，從ZH直至HY，點位間距離0.1m。“x”、“y”各設一欄，另加一欄“，”。利用函數CONCATENATE將“x”、“，”、“y”組合為（x，y），單設一欄。因曲線兩端緩和曲線和切線長度的不同，需做兩個工作薄，分別為第一緩和曲線和第二緩和曲線。

4用CAD確定大地坐標

4.1曲線切線的繪制

在CAD上，以大地坐標繪制曲線的兩條切線，并相交于交點。根據兩端切線的長度分別確定ZH和HZ的位置。

4.2EXCEL和CAD的結合

將EXCEL表格中的（x，y）工作欄，從（0，0）至（x0，y0）全部復制。轉至CAD窗口，采用“多段線”（不推薦使用樣條曲線）繪圖，將復制的（x，y）數據粘貼于命令下，回車，即生成起點為（0，0）的左偏緩和曲線，并用“對象特性”檢查緩和曲線的長度。以（0，0）為起點畫向右的正交直線，作為切線方向。將上述兩條線作為一組移動到一旁，再進行另一緩曲的繪制。

4.3曲線的完整繪制

將上述兩組線條，移動到曲線的實際位置跟前，按長度的不同對號分開。

利用“鏡像”、“旋轉”功能將兩組線條的切線方向與對應的實際切線平行；將兩個緩曲對應粘貼到實際位置處；再利用“圓弧”完成圓曲線部分的繪制，整條曲線全部完成。

4.4曲線主要點位的坐標確定

確定“格式”里“點樣式”的類型和大小。

利用“繪圖”里“點”之“定距等分”或“定數等分”對緩和曲線(為方便對樁點的識別，對非整10m緩曲須從曲線頭尾點擊)和圓曲線分別進行分割，所得點位的大地坐標即可用全站儀進行測設放樣。

5使用效果

在本方法中，圖畫圓曲線與曲線要素的圓曲線長度會有2mm以內的誤差，但可以滿足施工要求。

6結束語

全站儀利用大地坐標進行點位的測設已成為目前施工現場的通用做法，只有部分全站儀可進行坐標編程，大部分的測量技術人員還需要依賴于小型計算器的編程功能，編程軟件的局限性在實際工作中出現了使用困難，因此采用常用的EXCEL和CAD工具即可解決問題，達到目的。當然，本方法還有每個曲線都需要計算以及計算量較大的缺陷，最根本的辦法還有賴于編程軟件的完善和改進。

作者簡介：

張海龍，男，1968年10月出生，1991年畢業于石家莊鐵道學院鐵道工程專業。現任中鐵十八局集團五公司建筑工程公司項目總工，工程師。

注：文章內所有公式及圖表請用PDF形式查看。