全站仪使用方法
在这个日新月异的社会里,有许多的东西在被取代。在老前辈的时候用作测量放线的是经纬仪,而经纬仪受地形的影响,地势变化大的地方用经纬放线很不方便。因此在经纬仪的基础上聪明的人又发明了全站仪,它使前线的施工放线工作变的简单、快捷化。而且无累积误差,是现施工放线中最常用的方法。
现西北项目部用的是拓普康GTS-332N 电子全站仪,下面就以此型号的全站仪作一下简单的介绍。仪器的各部分名称见说明书第10、11页。先来介绍一下仪器的安置(仪器的整平与对中)
1、 安置三脚架:先将三脚架打开,伸到适当高度,拧紧三个固
定螺旋。
2、 将仪器安置到三脚架上:将仪器小心地置到三脚架上,拧紧
中心连接螺旋。
3、 仪器的对中(光学对中器):先用光学对中器粗略对中,具体
方法如下:光学对中器的中心距测站点较远,则应移动三脚
架,其方法是将一脚架固定住,移动另外两个脚架将其对准
测站点,在此当中可利用人的脚来帮忙找点,这样会提高效
率。对中后将另外两个脚架也踩实,尤其是在地面较软的情
况下这项工作尤为重要。
4、 利用脚架的升降将圆水准气泡居中。
5、 再一次用光学对中器对测站点:对中的目的是使仪器的
中心与测站点位于同一铅垂线上。轻轻松开中心螺旋至仪
器可移动即可,将仪器轻轻移动至对中器对准测站点为止。
6、 精确整平:整平的目的是使仪器的竖轴居于铅垂位置,从而
使水平度盘水平。整平时,先转动照准部平行于任意两个脚
螺旋的连线,使两个脚螺旋作相对(或相反)转动,左手大
拇指的运动方向即为气泡移动方向。当气泡居中后,再将照
准部平转90°,旋转另一个脚螺旋使气泡居中。这一工作需
反复多次,直至气泡在任何位置都居中为止。(部分分仪器也
可用电子气泡调平)
7、 仪器的照准:首先转动目镜使十字丝清晰,然后旋转照
准部,使望远镜筒上的瞄准器照准目标,拧紧水平制动
螺旋和竖直制动螺旋 ;再转动望远镜物镜调焦筒,使目
标成像清晰;最后旋转水平和竖直微动螺旋,使十字丝
精确照准目标,仔细消除视差。
全站仪各键功能简介:POWER 键为电源开键; 星键用于如下项目的设置或显示:(1)显示屏对比度(2)十字丝照明(3)背景光(4)倾斜改正(5)设置音响模式;ANG 角度测量模式MENU 菜单键ESC 退出键ENT 确认键F1-F4为软键(功能键) 对应于显示的软键 功能信息。
利用全站仪测角的方法:在将仪器对中整平的情况下开机,屏幕显示为测角模式V 为竖直角HR 为水平角,如需测角可直接读数。置盘:确认处于角度测量模式(1)照准目标(2)按[F3](置盘)键(3)通过键盘输入所要求的角度如70°04′30″
则应输入70.0430即在度后加. 然后输入分和秒。置零:确认处于角度测量模式(1)照准目标(2)按[F1](置零)键根据屏幕显示显示提示按确认键即将水平度盘置零。
利用全站仪测距:距离测量(连续测量):(1)确认处于测角模式(2)按下测距键(MENU 键下方),距离测量开始,显示测量的距离(HD 为平距,VD 为高差,SD 为斜距)再次按测距键,显示变为水平角(HR ),垂直角(V )和斜距(SD )。
距离放样:该功能可显示出测量的距离与输入的放样距离之差(测量距离-放样距离=显示值)放样时可选择平距(HD ),高差(VD )和斜距(SD )中的任意一种放样模式。(1)在距离测量模式下按[F4]()键,进入第2页功能(2)按[F2](放样)键,显示出上次设置的数据(3)通过按[F1]-[F3]键选择测量模式例:水平距离(4)输入放样距离(5)照准目标(棱镜)测量开始。显示出测量距离与放样距离之差(6)移动目标棱镜,直至距离差等于0m 为止。
对边测量:测量除支镜点外另两个目标棱镜间的水平距离,斜距,高差和水平角。(如下图)
棱镜点A
支镜点棱镜点B
(1)按[MENU]键,再按F4()键进入第2页菜单(2)按F1键(3)按[F2]对边测量键(4)按F1或F2键,选择是否使用坐标文件[例:不使用坐标文件](5)按[F1]或[F2]键,选择是否使用坐标格网因子[例:F2不使用坐标格网因子(6)按[F1]键(7)照准棱镜A ,按F1(测量)键显示仪器到棱镜A 的平距(HD )(8)测量完毕,棱镜位置即被确定(9)照准棱镜B ,按[F1](测量)键显示仪器到棱镜B 的平距(HD )(10)测量完毕显示棱镜A 与B 之间的平距dHD 和高差Dvd 。
加热器开/关:屏幕加热器可以设置为开或是关。
当气温低于0℃时,仪器内装的加热器就自动工作,以保持显示屏正常显示:(1)先按[MENU]键,再按[F4]()键两次进入第3页菜单(2)按[F1]键(3)按[F4]键(4)按[F3]键显示先前设置状态(5)按[F1](开)键或[F2](关)键,再按[F4](回车键)。
用坐标法放样:1、设置测站点(本例采用的是直接输入坐标数据)(1)按[MENU]键按[F2]进入放样模式由放样菜单按[F1](测站点输入)键,(2)按[F3](坐标)键,进入坐标输入模式,即显示原有数据,光标箭头就会在N 坐标上闪动,按[F1]输入键输入X 坐标,输入完毕后按[F4](ENT 回车键)然后,光标箭头就会在E 标上闪动按[F1]输入键输入y 标,输入完毕后按[F4](ENT 回车键)根据屏幕提示输入。(按[F4],直至回到放样模式。然后按[F2](后视点输入) 进入坐标输入模式,
即显示原有数据,光标箭头就会在N 坐标上闪动,按[F1]输入键输入X 坐标,输入完毕后按[F4](ENT 回车键)然后,光标箭头就会在E 标上闪动按[F1]输入键输入y 标,输入完毕后按
[F4](ENT 回车键)根据屏幕提示输入。仪器会自动配成这两点间的方位角屏幕显示H (B )=00°00′00″>照准?[是][否],精确照准后视棱镜按[F3]([是])键, 仪器将自动回到放样的初始菜单. 按[F3](放样点输入) 按以上输入测站和后视坐标的方法输入放样点坐标一直按[F4]键按[F1]键HR 实际测量的水平角dHR:对准放样点仪器应转动的水平角=实际水平角-计算的水平角当dHD=0°00′00″时即表明放样方向正确. 固定好仪器的水平置动. 指挥前视(棱镜) 左右移动直至移到仪器十字丝方向, 照准棱镜按[F1](距离) 键HD:实测的水平距离dHD:对准放样点尚差的水平距离=实测平距-计算平距, 按[F1](模式) 键进行精测. 重复以上工作直至方向与距离都达到要求方可定点。
以上介绍的是仪器的外业操作,下面来介绍一下测量的一些内业计算:
曲线要素的计算:
圆曲线:T =Rtg α/2
L=Rαπ/180(π:圆周率)
E0=R (secα/2-1) secα/2=1/cosα/2
偏角 δ=k*90/(R*π)
带缓和曲线的圆曲线:
T=m+(R+P)* tgα/2 β0=L0/2*R*180/π
L=2L0+(R*(α-2*β0) π/180) δ0=1/3β0
E 0=(R+P)* secα/2-R P=L0/24*R
q=2T-L m=LO /2-L03
坐标正反算公式:△x=dcosα △y=dcosα
d= √△x 2+△y 2 tan α= △y/△x
缓和曲线中桩坐标计算公式:(附曲线要素图)
直线段:
X ZH =Xb+S*COSα YZH =Yb+S*SINα
第一缓和曲线段:
X= XZH +(L-L5 /(40* R2 *Ls2)) COSA0+ L3/(6* R Ls)*COS(A0+90)
Y= YZH +(L-L5/(40* R2 *Ls2)) SINA0+ L3/(6* R Ls)*SIN(A0+90)
圆曲线段:
X HY = XZH +(L- L3/(40* R2)+ L5/120*R4)*COS(A0+β0)+(L2/(2*R)- L4/24
R 3+ L6/720* R5)* COS(A0+β0+90)
Y HY = YZH +(L- L3/(40* R2)+ L5/120*R4)*SIN(A0+β0)+(L2/(2*R)- L4/24
R 3+ L6/720* R5)* SIN(A0+β0+90)
第二缓和曲线段:
X= X ZH +(L-L5 /(40* R 2 *Ls2)) COS (A 0+△+180)+ L 3/(6* R Ls)*COS(A0+△+180-90)
Y= Y ZH +(L-L5 /(40* R 2 Ls 2))*SIN(A 0+△+180)+ L 3/(6* R Ls)*SIN(A0+
△+180-90)
备注:L 为曲线长 Ls为缓和曲线长 R为半径
A0 为方位角
(1)A 0+△为下一直线坐标方位角此处A 0+△+180是取、反方位角的
意思,此公式实际上和第一缓和曲线段公式本质上相同
(2)此处-90是因为曲线偏的方向已改变,注意与第一条缓和曲线不同之处.
当p 点在缓和曲线上
βp=Lp2/(2*R*L0)*180/π
当p 点在圆曲线上
βp=β0+(Lp- L0)/R*π/180=((2Lp- L0)/2*R)*180/π
例:(如S8标段曲线要素表[76曲线])查曲线要素表得曲线的半径R=2000,缓和曲线长L 0(L S )=90,
切线长T=451.322,转向角α= 22°57′57″
JD75的坐标(4861181.853,27570748.137)
JD76的坐标(4860784.363,27569733.445),
JD77的坐标(4860835.302,27567879.632)
ZH点桩号DK190+399.568HY点桩号DK190+489.568
β0=L/2R*180/π=(90/2*2000)*180/3.1415926=1°17′21″
tgA 0=((YJD76- YJD75)/( XJD76- XJD75))
=((570748.137-569733.445)/( 4861181.853-4860784.363)) =2.552748497 A0=68°36′29″
X ZH =T*COS(A0)+ XJD76
=451.322*COS(68°36′29″)+ XJD76
=4860948.981
Y ZH =T*SIN(A0)+ YJD76
=451.322*SIN(68°36′29″)+YJD76
=570153.674
第一缓和曲线段:(DK190+399.568~DK190+489.568)
X HY = XZH +(L-L5 /(40* R2 *Ls2)) COSA0+ L3/(6* R Ls)*COS(A0+90) =4860948.981+( 90-905 /(40* 20002 *902)) COS(248°36′
29″) + 903/(6* 2000 *90)*COS(248°36′29″+90)
=4860916.784
Y HY = YZH +(L-L5 /(40* R2 *Ls2)) SINA0+ L3/(6* R Ls)*SIN(A0+90) =570153.674+( 90-905 /(40* 20002 *902)) SIN(248°36′
29″) + 903/(6* 2000 *90)*SIN(248°36′29″+90)
=570069.632
备注: 引入正反方位角相差180度,
68°36′29″为JD76~JD75的方位角, JD75~JD76才是我们线路前进方向的方位角, 故在后面的计算中采用(68°36′
29″+180),L=(489.45-399.45)=90 (即为要计算桩号减ZH 点号
[曲线长]DK190+399.45~DK190+489.45间的任一桩号都可用此公式计算,)
圆曲线段:(DK190+489.568~DK191+201.23)例(DK190+600) X= X HY +(L- L 3/(40* R 2)+ L 5/120*R4)*COS(A0+β0)+(L2/(2*R)- L 4/24 R 3+
L 6/720* R5)* COS(A0+β0+90)
=4860916.784+(110.432- 110.4323/(40* 20002)+ 110.4325/120* 20004)* COS(248°36′29″+1°17′21″)+(110.432/(2*2000)- 110.4324/24 *20003+ 110.556/720* 20005)* COS(248°36′29″+1°17′21″+90) (注:如是左转曲则为-β0-90)
=4860881.675
Y=YHY +(L- L3/(40* R2)+ L5/120*R4)*SIN(A0+β0)+(L2/(2*R)- L 4/24 R3+
L 6/720* R5)* SIN(A0+β0+90)
=570069.632+(110.432- 110.4323/(40* 20002)+ 110.4325/120* 20004)* SIN(248°36′29″+1°17′21″)+(110.432/(2*2000)- 110.4324/24 *20003+ 110.4326/720* 20005)* SIN(248°36′29″+1°17′21″+90) (注:如是左转曲则为-β0-90)
=569964.820
tgA 0=((YJD76- YJD75)/( XJD76- XJD75))
=((569733.445-570748.137)/(4860784.363-4861181.853)) =2.552748497 A0=68°36′29
第二缓和曲线段:(DK191+201.23~DK191+291.230)
例:(DK191+260)
第二缓和曲线采用的方位角为:A0+ α(△),
X HZ =T*COS(A0+ α)+XJD76
=451.322*COS(248°36′29″+22°57′57″)+ XJD76
=4860796.759
Y ZH =T*SIN(A0)+ YJD76
=451.322*SIN(248°36′29″+22°57′57″)+ YJD76
=569282.293
X= X ZH +(L-L5 /(40* R 2 *Ls2)) COS (A 0+△+180)+ L 3/(6* R Ls)*COS(A0+△+180-90)
=4860796.759+(31.112- 58.775 /(40* 20002 *902)) COS (248°36′29″+22°57′57″+180)+ 31.1123/(6* 2000* 90)*COS(248°36′29″+22°57′57″+180-90)
=4860795.932
Y= Y ZH +(L-L5 /(40* R 2 *Ls2)) SIN (A 0+△+180)+ L 3/(6* R Ls)*SIN(A0+△+180-90)
=569282.293+(31.112- 58.775 /(40* 20002 *902)) SIN(248°36′29″+22°57′57″+180)+ 31.1123/(6* 2000* 90)*SIN(248°36′29″+22°57′57″+180-90)
=569313.394 (注:L=HZ点桩号-计算点桩号)
以上就为整条曲线的直线、缓和曲线、圆曲线的计算全过程, 在现场放线中曲线可采用全站仪输入坐标法放线也可用偏角法
拨角度放样。偏角的详细算法此处就不再多介绍。直线段也可采用坐标法依次放样,也可用坐标法精确放出前后两点,然后支镜其一后视另一个点穿线测距。
下面以塔克尔达拉特大桥1号墩为例介绍一下桥墩放样的计算方式:1号墩桩号为(DK191+072.2)按上叙方法算得坐标为: (4860798.484,569501.239)1号墩外移值E 为3cm.
βp =((2Lp- L0)/2*R)*180/π 注: Lp=计算点桩号-ZH 点桩号
=((2*672.75-90)/2*2000)*180/3.1415926
=17°59′1″ 注:E是在该点的切线方向上外移 切线方位角α0=248°36′29″+17°59′1″-90=176°35′30″ X=D*COS(α0)+4860798.484
=0.03*COS(176°35′30″)+4860798.484 =4860798.454
Y=D*SIN(α0)+569501.239
=0.03*COS(176°35′30″)+569501.239 =569501.240
以上就为特大桥放样资料的计算内容, 以此类推, 则可将所有在曲线上的桥墩坐标计算出来. 直线段则可用以上提供直线段公式进行计算.
以下提供整个特大桥各桥墩的中心坐标比对:
塔克尔达拉特大桥各桥墩中心坐标
以上则为全部的内业计算,与外业操作。 如发现有误,请与作者联系。
全站仪使用方法
在这个日新月异的社会里,有许多的东西在被取代。在老前辈的时候用作测量放线的是经纬仪,而经纬仪受地形的影响,地势变化大的地方用经纬放线很不方便。因此在经纬仪的基础上聪明的人又发明了全站仪,它使前线的施工放线工作变的简单、快捷化。而且无累积误差,是现施工放线中最常用的方法。
现西北项目部用的是拓普康GTS-332N 电子全站仪,下面就以此型号的全站仪作一下简单的介绍。仪器的各部分名称见说明书第10、11页。先来介绍一下仪器的安置(仪器的整平与对中)
1、 安置三脚架:先将三脚架打开,伸到适当高度,拧紧三个固
定螺旋。
2、 将仪器安置到三脚架上:将仪器小心地置到三脚架上,拧紧
中心连接螺旋。
3、 仪器的对中(光学对中器):先用光学对中器粗略对中,具体
方法如下:光学对中器的中心距测站点较远,则应移动三脚
架,其方法是将一脚架固定住,移动另外两个脚架将其对准
测站点,在此当中可利用人的脚来帮忙找点,这样会提高效
率。对中后将另外两个脚架也踩实,尤其是在地面较软的情
况下这项工作尤为重要。
4、 利用脚架的升降将圆水准气泡居中。
5、 再一次用光学对中器对测站点:对中的目的是使仪器的
中心与测站点位于同一铅垂线上。轻轻松开中心螺旋至仪
器可移动即可,将仪器轻轻移动至对中器对准测站点为止。
6、 精确整平:整平的目的是使仪器的竖轴居于铅垂位置,从而
使水平度盘水平。整平时,先转动照准部平行于任意两个脚
螺旋的连线,使两个脚螺旋作相对(或相反)转动,左手大
拇指的运动方向即为气泡移动方向。当气泡居中后,再将照
准部平转90°,旋转另一个脚螺旋使气泡居中。这一工作需
反复多次,直至气泡在任何位置都居中为止。(部分分仪器也
可用电子气泡调平)
7、 仪器的照准:首先转动目镜使十字丝清晰,然后旋转照
准部,使望远镜筒上的瞄准器照准目标,拧紧水平制动
螺旋和竖直制动螺旋 ;再转动望远镜物镜调焦筒,使目
标成像清晰;最后旋转水平和竖直微动螺旋,使十字丝
精确照准目标,仔细消除视差。
全站仪各键功能简介:POWER 键为电源开键; 星键用于如下项目的设置或显示:(1)显示屏对比度(2)十字丝照明(3)背景光(4)倾斜改正(5)设置音响模式;ANG 角度测量模式MENU 菜单键ESC 退出键ENT 确认键F1-F4为软键(功能键) 对应于显示的软键 功能信息。
利用全站仪测角的方法:在将仪器对中整平的情况下开机,屏幕显示为测角模式V 为竖直角HR 为水平角,如需测角可直接读数。置盘:确认处于角度测量模式(1)照准目标(2)按[F3](置盘)键(3)通过键盘输入所要求的角度如70°04′30″
则应输入70.0430即在度后加. 然后输入分和秒。置零:确认处于角度测量模式(1)照准目标(2)按[F1](置零)键根据屏幕显示显示提示按确认键即将水平度盘置零。
利用全站仪测距:距离测量(连续测量):(1)确认处于测角模式(2)按下测距键(MENU 键下方),距离测量开始,显示测量的距离(HD 为平距,VD 为高差,SD 为斜距)再次按测距键,显示变为水平角(HR ),垂直角(V )和斜距(SD )。
距离放样:该功能可显示出测量的距离与输入的放样距离之差(测量距离-放样距离=显示值)放样时可选择平距(HD ),高差(VD )和斜距(SD )中的任意一种放样模式。(1)在距离测量模式下按[F4]()键,进入第2页功能(2)按[F2](放样)键,显示出上次设置的数据(3)通过按[F1]-[F3]键选择测量模式例:水平距离(4)输入放样距离(5)照准目标(棱镜)测量开始。显示出测量距离与放样距离之差(6)移动目标棱镜,直至距离差等于0m 为止。
对边测量:测量除支镜点外另两个目标棱镜间的水平距离,斜距,高差和水平角。(如下图)
棱镜点A
支镜点棱镜点B
(1)按[MENU]键,再按F4()键进入第2页菜单(2)按F1键(3)按[F2]对边测量键(4)按F1或F2键,选择是否使用坐标文件[例:不使用坐标文件](5)按[F1]或[F2]键,选择是否使用坐标格网因子[例:F2不使用坐标格网因子(6)按[F1]键(7)照准棱镜A ,按F1(测量)键显示仪器到棱镜A 的平距(HD )(8)测量完毕,棱镜位置即被确定(9)照准棱镜B ,按[F1](测量)键显示仪器到棱镜B 的平距(HD )(10)测量完毕显示棱镜A 与B 之间的平距dHD 和高差Dvd 。
加热器开/关:屏幕加热器可以设置为开或是关。
当气温低于0℃时,仪器内装的加热器就自动工作,以保持显示屏正常显示:(1)先按[MENU]键,再按[F4]()键两次进入第3页菜单(2)按[F1]键(3)按[F4]键(4)按[F3]键显示先前设置状态(5)按[F1](开)键或[F2](关)键,再按[F4](回车键)。
用坐标法放样:1、设置测站点(本例采用的是直接输入坐标数据)(1)按[MENU]键按[F2]进入放样模式由放样菜单按[F1](测站点输入)键,(2)按[F3](坐标)键,进入坐标输入模式,即显示原有数据,光标箭头就会在N 坐标上闪动,按[F1]输入键输入X 坐标,输入完毕后按[F4](ENT 回车键)然后,光标箭头就会在E 标上闪动按[F1]输入键输入y 标,输入完毕后按[F4](ENT 回车键)根据屏幕提示输入。(按[F4],直至回到放样模式。然后按[F2](后视点输入) 进入坐标输入模式,
即显示原有数据,光标箭头就会在N 坐标上闪动,按[F1]输入键输入X 坐标,输入完毕后按[F4](ENT 回车键)然后,光标箭头就会在E 标上闪动按[F1]输入键输入y 标,输入完毕后按
[F4](ENT 回车键)根据屏幕提示输入。仪器会自动配成这两点间的方位角屏幕显示H (B )=00°00′00″>照准?[是][否],精确照准后视棱镜按[F3]([是])键, 仪器将自动回到放样的初始菜单. 按[F3](放样点输入) 按以上输入测站和后视坐标的方法输入放样点坐标一直按[F4]键按[F1]键HR 实际测量的水平角dHR:对准放样点仪器应转动的水平角=实际水平角-计算的水平角当dHD=0°00′00″时即表明放样方向正确. 固定好仪器的水平置动. 指挥前视(棱镜) 左右移动直至移到仪器十字丝方向, 照准棱镜按[F1](距离) 键HD:实测的水平距离dHD:对准放样点尚差的水平距离=实测平距-计算平距, 按[F1](模式) 键进行精测. 重复以上工作直至方向与距离都达到要求方可定点。
以上介绍的是仪器的外业操作,下面来介绍一下测量的一些内业计算:
曲线要素的计算:
圆曲线:T =Rtg α/2
L=Rαπ/180(π:圆周率)
E0=R (secα/2-1) secα/2=1/cosα/2
偏角 δ=k*90/(R*π)
带缓和曲线的圆曲线:
T=m+(R+P)* tgα/2 β0=L0/2*R*180/π
L=2L0+(R*(α-2*β0) π/180) δ0=1/3β0
E 0=(R+P)* secα/2-R P=L0/24*R
q=2T-L m=LO /2-L03
坐标正反算公式:△x=dcosα △y=dcosα
d= √△x 2+△y 2 tan α= △y/△x
缓和曲线中桩坐标计算公式:(附曲线要素图)
直线段:
X ZH =Xb+S*COSα YZH =Yb+S*SINα
第一缓和曲线段:
X= XZH +(L-L5 /(40* R2 *Ls2)) COSA0+ L3/(6* R Ls)*COS(A0+90)
Y= YZH +(L-L5/(40* R2 *Ls2)) SINA0+ L3/(6* R Ls)*SIN(A0+90)
圆曲线段:
X HY = XZH +(L- L3/(40* R2)+ L5/120*R4)*COS(A0+β0)+(L2/(2*R)- L4/24
R 3+ L6/720* R5)* COS(A0+β0+90)
Y HY = YZH +(L- L3/(40* R2)+ L5/120*R4)*SIN(A0+β0)+(L2/(2*R)- L4/24
R 3+ L6/720* R5)* SIN(A0+β0+90)
第二缓和曲线段:
X= X ZH +(L-L5 /(40* R 2 *Ls2)) COS (A 0+△+180)+ L 3/(6* R Ls)*COS(A0+△+180-90)
Y= Y ZH +(L-L5 /(40* R 2 Ls 2))*SIN(A 0+△+180)+ L 3/(6* R Ls)*SIN(A0+
△+180-90)
备注:L 为曲线长 Ls为缓和曲线长 R为半径
A0 为方位角
(1)A 0+△为下一直线坐标方位角此处A 0+△+180是取、反方位角的
意思,此公式实际上和第一缓和曲线段公式本质上相同
(2)此处-90是因为曲线偏的方向已改变,注意与第一条缓和曲线不同之处.
当p 点在缓和曲线上
βp=Lp2/(2*R*L0)*180/π
当p 点在圆曲线上
βp=β0+(Lp- L0)/R*π/180=((2Lp- L0)/2*R)*180/π
例:(如S8标段曲线要素表[76曲线])查曲线要素表得曲线的半径R=2000,缓和曲线长L 0(L S )=90,
切线长T=451.322,转向角α= 22°57′57″
JD75的坐标(4861181.853,27570748.137)
JD76的坐标(4860784.363,27569733.445),
JD77的坐标(4860835.302,27567879.632)
ZH点桩号DK190+399.568HY点桩号DK190+489.568
β0=L/2R*180/π=(90/2*2000)*180/3.1415926=1°17′21″
tgA 0=((YJD76- YJD75)/( XJD76- XJD75))
=((570748.137-569733.445)/( 4861181.853-4860784.363)) =2.552748497 A0=68°36′29″
X ZH =T*COS(A0)+ XJD76
=451.322*COS(68°36′29″)+ XJD76
=4860948.981
Y ZH =T*SIN(A0)+ YJD76
=451.322*SIN(68°36′29″)+YJD76
=570153.674
第一缓和曲线段:(DK190+399.568~DK190+489.568)
X HY = XZH +(L-L5 /(40* R2 *Ls2)) COSA0+ L3/(6* R Ls)*COS(A0+90) =4860948.981+( 90-905 /(40* 20002 *902)) COS(248°36′
29″) + 903/(6* 2000 *90)*COS(248°36′29″+90)
=4860916.784
Y HY = YZH +(L-L5 /(40* R2 *Ls2)) SINA0+ L3/(6* R Ls)*SIN(A0+90) =570153.674+( 90-905 /(40* 20002 *902)) SIN(248°36′
29″) + 903/(6* 2000 *90)*SIN(248°36′29″+90)
=570069.632
备注: 引入正反方位角相差180度,
68°36′29″为JD76~JD75的方位角, JD75~JD76才是我们线路前进方向的方位角, 故在后面的计算中采用(68°36′
29″+180),L=(489.45-399.45)=90 (即为要计算桩号减ZH 点号
[曲线长]DK190+399.45~DK190+489.45间的任一桩号都可用此公式计算,)
圆曲线段:(DK190+489.568~DK191+201.23)例(DK190+600) X= X HY +(L- L 3/(40* R 2)+ L 5/120*R4)*COS(A0+β0)+(L2/(2*R)- L 4/24 R 3+
L 6/720* R5)* COS(A0+β0+90)
=4860916.784+(110.432- 110.4323/(40* 20002)+ 110.4325/120* 20004)* COS(248°36′29″+1°17′21″)+(110.432/(2*2000)- 110.4324/24 *20003+ 110.556/720* 20005)* COS(248°36′29″+1°17′21″+90) (注:如是左转曲则为-β0-90)
=4860881.675
Y=YHY +(L- L3/(40* R2)+ L5/120*R4)*SIN(A0+β0)+(L2/(2*R)- L 4/24 R3+
L 6/720* R5)* SIN(A0+β0+90)
=570069.632+(110.432- 110.4323/(40* 20002)+ 110.4325/120* 20004)* SIN(248°36′29″+1°17′21″)+(110.432/(2*2000)- 110.4324/24 *20003+ 110.4326/720* 20005)* SIN(248°36′29″+1°17′21″+90) (注:如是左转曲则为-β0-90)
=569964.820
tgA 0=((YJD76- YJD75)/( XJD76- XJD75))
=((569733.445-570748.137)/(4860784.363-4861181.853)) =2.552748497 A0=68°36′29
第二缓和曲线段:(DK191+201.23~DK191+291.230)
例:(DK191+260)
第二缓和曲线采用的方位角为:A0+ α(△),
X HZ =T*COS(A0+ α)+XJD76
=451.322*COS(248°36′29″+22°57′57″)+ XJD76
=4860796.759
Y ZH =T*SIN(A0)+ YJD76
=451.322*SIN(248°36′29″+22°57′57″)+ YJD76
=569282.293
X= X ZH +(L-L5 /(40* R 2 *Ls2)) COS (A 0+△+180)+ L 3/(6* R Ls)*COS(A0+△+180-90)
=4860796.759+(31.112- 58.775 /(40* 20002 *902)) COS (248°36′29″+22°57′57″+180)+ 31.1123/(6* 2000* 90)*COS(248°36′29″+22°57′57″+180-90)
=4860795.932
Y= Y ZH +(L-L5 /(40* R 2 *Ls2)) SIN (A 0+△+180)+ L 3/(6* R Ls)*SIN(A0+△+180-90)
=569282.293+(31.112- 58.775 /(40* 20002 *902)) SIN(248°36′29″+22°57′57″+180)+ 31.1123/(6* 2000* 90)*SIN(248°36′29″+22°57′57″+180-90)
=569313.394 (注:L=HZ点桩号-计算点桩号)
以上就为整条曲线的直线、缓和曲线、圆曲线的计算全过程, 在现场放线中曲线可采用全站仪输入坐标法放线也可用偏角法
拨角度放样。偏角的详细算法此处就不再多介绍。直线段也可采用坐标法依次放样,也可用坐标法精确放出前后两点,然后支镜其一后视另一个点穿线测距。
下面以塔克尔达拉特大桥1号墩为例介绍一下桥墩放样的计算方式:1号墩桩号为(DK191+072.2)按上叙方法算得坐标为: (4860798.484,569501.239)1号墩外移值E 为3cm.
βp =((2Lp- L0)/2*R)*180/π 注: Lp=计算点桩号-ZH 点桩号
=((2*672.75-90)/2*2000)*180/3.1415926
=17°59′1″ 注:E是在该点的切线方向上外移 切线方位角α0=248°36′29″+17°59′1″-90=176°35′30″ X=D*COS(α0)+4860798.484
=0.03*COS(176°35′30″)+4860798.484 =4860798.454
Y=D*SIN(α0)+569501.239
=0.03*COS(176°35′30″)+569501.239 =569501.240
以上就为特大桥放样资料的计算内容, 以此类推, 则可将所有在曲线上的桥墩坐标计算出来. 直线段则可用以上提供直线段公式进行计算.
以下提供整个特大桥各桥墩的中心坐标比对:
塔克尔达拉特大桥各桥墩中心坐标
以上则为全部的内业计算,与外业操作。 如发现有误,请与作者联系。