利用Excel數(shù)據(jù)合并在AutoCAD中繪制堤防橫斷面圖的探討

任少峰

(岐山縣水利局，陜西 岐山 722400)

1 引言

在水利工程土石方施工中，進(jìn)場后復(fù)核設(shè)計工程量和完工后的結(jié)算都要進(jìn)行橫斷圖測量，將長達(dá)幾千米的測量數(shù)據(jù)繪制成橫斷面圖是一項(xiàng)繁重而又容易出錯的工作，如何準(zhǔn)確繪制提高工作效率就顯得較為重要。在石頭河堤防建設(shè)實(shí)踐中，總結(jié)了利用Excel數(shù)據(jù)編輯，在與AutoCAD快速展點(diǎn)并自動繪制斷面圖的具體方法。

在AutoCAD中繪制一條曲線，而這條線如果是由多個坐標(biāo)點(diǎn)(x、y)連接而成的，逐點(diǎn)輸入起來就比較麻煩，并且很容易出錯。Excel軟件數(shù)據(jù)計算功能可以提供坐標(biāo)點(diǎn)(X、Y)格式的數(shù)據(jù)，把Excel坐標(biāo)格式的數(shù)據(jù)與AutoCAD巧妙的結(jié)合起來，繪制出所需要的線段生成原始橫斷面圖。

Excel是具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)計算與分析功能電子表格軟件，基于Excel電子表格的數(shù)據(jù)合并、連接功能結(jié)合CAD多線段輸入坐標(biāo)原理。具體使用方法：excel電子表格有二維坐標(biāo)連接功能，用連接符號“&”將該數(shù)據(jù)默認(rèn)為一個二維的坐標(biāo)，之間用英文狀態(tài)逗號隔開，使用此符號后就能將所需數(shù)據(jù)合并在一起，在CAD中將數(shù)據(jù)粘貼到CAD的命令行中用多線段方法自動生成原始橫斷面圖。

2 石頭河堤防治理工程技術(shù)實(shí)例

石頭河發(fā)源于秦嶺北麓太白山區(qū)，流域面積731 km2，流經(jīng)太白、眉縣斜峪關(guān)經(jīng)岐山縣安樂鎮(zhèn)匯入渭河，縣內(nèi)流程15.1 km，河床平均寬度300 m，比降19.4‰。岐山縣石頭河安樂鎮(zhèn)段防洪工程新修右岸堤防長度3108.8 m(樁號0+000～3+108.80)，按照20年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防，洪峰流量為1540 m3/s，工程級別為Ⅳ級，堤頂超高為1.2 m。斷面為梯形堤頂寬4 m，迎、背水坡坡比為1∶2，迎水坡采用0.5 m厚的格賓籠石護(hù)坡，護(hù)坡堤頂高程為設(shè)計洪水位以上1.2 m，護(hù)腳為3層1 m厚的格賓籠石，自上而下分別寬1 m、2 m和3 m。工程于2014年11月9日開工建設(shè)，2015年6月30日完工，完成主要工程量：挖方量14.3萬m3，回填方量23.9萬m3，格賓籠石3.7萬m3。

3 堤防軸線加密坐標(biāo)點(diǎn)的提取

在石頭河堤防工程建設(shè)中，施工單位進(jìn)場后對堤防原始斷面進(jìn)行復(fù)測，測量人員快速地用復(fù)測數(shù)據(jù)繪圖并計算出土方的填挖量，對項(xiàng)目組織相應(yīng)的工作策劃及部署至關(guān)重要。根據(jù)堤防施工圖中軸線已知控制坐標(biāo)點(diǎn)，進(jìn)行加密放樣間隔距離每20 m一個橫斷面，沿軸線方向用GPS或全站儀進(jìn)行復(fù)測，在開展施工放樣之前先要按照施工圖已知控制坐標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行加密點(diǎn)的計算。

在Excel中輸入堤防中軸線已知控制坐標(biāo)點(diǎn)X、Y值，在E4單元格中輸入=C4&“，”&D4(英文狀態(tài)輸入逗號)就出現(xiàn)了一對鏈接坐標(biāo)值(見圖1)，在CAD命令行處鍵入畫線命令，點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵，粘貼鏈接數(shù)據(jù)就自動生成堤防設(shè)計軸線，接下來就是對這條軸線進(jìn)行每20 m的定距等分，以便于在CAD圖中求得坐標(biāo)值。

圖1 堤防設(shè)計軸線坐標(biāo)表

(1)定距等分：在進(jìn)行定距等分設(shè)計軸線時先要對其合并，在CAD命令欄輸入“PE”命令，輸入“M”，將多條線合并為一條多段線。定距等分就是根據(jù)指定的距離對線段進(jìn)行等分，合并完成軸線后，點(diǎn)擊菜單欄里的“格式選擇-點(diǎn)樣式”，在命令行輸入“ME”，選中這條繪制好的線段，選擇輸入定距等分的距離數(shù)值20 m可完成定距等分，共等分點(diǎn)數(shù)155個。要提取這些大量X、Y坐標(biāo)值，單純的去手動操作一個個的提取將花費(fèi)大量的時間和精力，在cad中提供了可以批量提取數(shù)據(jù)的功能。

(2)坐標(biāo)提取：在施工放樣時我們要用到大量坐標(biāo)的提取，在CAD從菜單欄中單擊工具“數(shù)據(jù)提取”命令，選擇“創(chuàng)建新數(shù)據(jù)提取”，指定“將數(shù)據(jù)提取另存為”的路徑及文件名稱，點(diǎn)擊“保存”，選擇“在當(dāng)前圖形中選擇對象”，點(diǎn)擊右側(cè)拾取按鈕，在類別過濾器中勾選“幾何圖形”和“文本”，在特性表中勾選“位置X”“位置Y”，勾選“將數(shù)據(jù)輸出至外部文件”，指定文件名稱和保存的位置，本次共導(dǎo)出156個點(diǎn)包含點(diǎn)的X、Y坐標(biāo)，選中“位置X”“位置Y”列中的全部數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)換為數(shù)字；選中“位置X”列，點(diǎn)擊排序。查找起始0+000樁號點(diǎn)對應(yīng)的坐標(biāo)值，以間隔20 m排列出0+020、0+040等樁號，便于在施工放樣時對照使用，見圖2。

圖2 堤防軸線控制點(diǎn)坐標(biāo)表

(3)堤防中軸線及橫斷面測量：根據(jù)堤防中軸線加密坐標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行放樣，用GPS或全站儀從樁號0+000開始，沿堤軸線方向每隔20 m打樁定出整樁號，在地形有明顯變化處或經(jīng)過溝、坑、路以及需要經(jīng)過構(gòu)筑物的地方應(yīng)加密打樁標(biāo)記，里程樁號編號：0+000、0+020、0+040。

原始橫斷面測量的主要內(nèi)容是在各中樁處測量垂直于堤防中線方向的地面高低起伏，測量寬度由堤頂寬度、高程以及地面高程和坡比來確定，在中線兩側(cè)各測量寬度20米并打樁標(biāo)記。從樁號0+000開始測量斷面上平距和高程對應(yīng)的數(shù)據(jù)組，(以測量前進(jìn)方向軸線左側(cè)邊距為-，右側(cè)為+)，詳細(xì)記錄樁號、平距、高程數(shù)據(jù)。

4 在Excel上處理數(shù)據(jù)

將現(xiàn)場測量的樁號、平距和高程數(shù)據(jù)輸入Excel表格中，見圖3，第A列為里程樁號，第B列為各點(diǎn)相對于中樁的水平距離，第C列為地面上各點(diǎn)高程，第G列的300、350為等差數(shù)據(jù)，目的是為了在CAD上能按里程樁斷面從左至右依次畫多個斷面圖，使它們不會出現(xiàn)上一斷面的右部與下一斷面的左部相交，H列是B列與G列計算之和，L列是鏈接數(shù)據(jù)，在L列單元格中輸入=H3&″，″&C3并回車，單擊鼠標(biāo)左鍵，當(dāng)指針變成細(xì)十字時，按住鼠標(biāo)左鍵向下拖動進(jìn)行復(fù)制，這樣我們就得到了一組水平距離與高程鏈接數(shù)據(jù)組完成的數(shù)據(jù)編輯。

圖3 原始地面測量數(shù)據(jù)記錄表

5 繪制圖形

(1)繪制圖形

在CAD繪制圖形時比例尺1∶1，這樣在方便計算斷面面積，挖填高度直接將查詢數(shù)據(jù)輸入即可，標(biāo)注出所需畫線的各點(diǎn)坐標(biāo)值。先繪制堤防標(biāo)準(zhǔn)斷面按照設(shè)計堤頂寬度4 m、邊坡比1∶2、坡角籠石基礎(chǔ)、開挖放坡線進(jìn)行同時定義為塊方便復(fù)制。將例中L列數(shù)據(jù)，按Ctr+C將其復(fù)制到剪貼板上，在CAD命令行輸入畫線的命令L(直線)，將復(fù)制的坐標(biāo)Ctr+V粘貼到命令行，即可快速自動完成原始地面線的繪制。根據(jù)設(shè)計堤頂高程縱坡比分別計算出樁號0+010、0+031、0+038斷面的中樁高程，依次為614.82 m、614.47 m、614.30 m。在樁號0+031原斷面圖上中樁位置上標(biāo)注出高程614.47 m，將標(biāo)準(zhǔn)橫斷面圖復(fù)制到此點(diǎn)高程位置處，兩側(cè)邊坡線就自然連接到原地面線上，最后標(biāo)注出斷面圖的各點(diǎn)高程和距離，這樣就完成了斷面圖的構(gòu)架。

(2)圖形面積查詢

堤防工程量計算包括堤身回填量、基礎(chǔ)挖方、清基長度等內(nèi)容，圖形面積查詢有二種方法：①在CAD中選擇繪制好的橫斷面圖單擊建立的面域，對于全填或全挖的斷面是一個閉合非相交的圖形，使用“Area”命令中查詢面積時，“指定第一個點(diǎn)”輸入字母“o”并點(diǎn)擊圖形，數(shù)據(jù)顯示斷面的面積和周長，②不能建立面域的斷面是一種半填半挖的斷面，通過“多段線”命令將每一個區(qū)域角點(diǎn)連接閉合，求出每個斷面的挖、填面積，將這些圖對應(yīng)的長度、面積等數(shù)據(jù)填入相應(yīng)的表格中(見圖4)，完成所有斷面數(shù)據(jù)后，在Excel中列表按照堤身填方、基礎(chǔ)挖方等內(nèi)容求出相鄰斷面方量，再計算出整個堤防所需的工程量。

圖4 樁號0+031堤防橫斷面

6 批量出圖

在CAD出圖打印分為模型空間打印、布局空間打印，前一種出圖速度較慢。在CAD圖紙中單擊“布局”標(biāo)簽進(jìn)入布局空間，調(diào)整布局視口，進(jìn)入頁面設(shè)置管理器，設(shè)置打印機(jī)、設(shè)置打印范圍、圖紙尺寸、打印范圍、打印比例、打印樣式表等參數(shù)，選擇要打印范圍為窗口，將圖紙平移到視口中央即可，進(jìn)行預(yù)覽無誤后就可以點(diǎn)擊確定進(jìn)行打印了。

7 結(jié)語

在堤防工程建設(shè)中利用Excel強(qiáng)大的數(shù)據(jù)計算建立坐標(biāo)數(shù)據(jù)組，與在CAD中快速批量展點(diǎn)繪制堤防斷面圖的兩者結(jié)合，自動完成繪圖和計算工程量的功能，方法簡單快捷、準(zhǔn)確率高，該方法也可應(yīng)用在道路、管溝等施工領(lǐng)域，通過軟件的相互綜合運(yùn)用將給技術(shù)人員提供很大的幫助。