卡西歐fx-5800p計算器在隧道測量中的應(yīng)用.doc

CASIOfx-5800p計算器內(nèi)置公式及自定義公式在隧道測量中的應(yīng)用工程測量過程中，計算器是數(shù)據(jù)處理的快捷工具。在測量中，數(shù)據(jù)計算有很多都是重復(fù)計算，不能一次性通過計算得出結(jié)果，而是一個累計的過程。因此，測量中我們就必須想辦法使計算快速，而且又要準(zhǔn)確的輸出。于是，編程的思想就融入了計算器中。 編程計算器是一種能夠輸入編寫好的計算程序，可根據(jù)需要隨時調(diào)用進行重復(fù)計算的一種高科技電子產(chǎn)品。目前工程的施工測量中普遍使用的都是CASIO電子計算器，其計算器種類及型號很多：如今用于測量中的主要有fx-4850p、fx-5800p等等。CASIOfx-5800p計算器于2006年10月面市，是CASIO編程計算器中的一款經(jīng)典機型，主要功能與CASIOfx-4850p相比改進之處有：1. 無需備用電池保存機器內(nèi)的數(shù)據(jù)，即使取出電池也不會丟失內(nèi)存中的程序與數(shù)據(jù)。2. 關(guān)機現(xiàn)場保護功能。在任何操作界面下，包括正在執(zhí)行程序，用戶都可以按【SHIFT】【OFF】鍵關(guān)機，機器保存關(guān)機前現(xiàn)場的屏幕顯示與運行狀態(tài)，下次按【AC】（ON）時，機器自動恢復(fù)最近一次關(guān)機的屏幕顯示與運行狀態(tài)。3. 內(nèi)置128個常用公式和40個科學(xué)常數(shù)。4. 可采用自然書寫形式的函數(shù)輸入和輸出顯示。5. 增加矩陣計算功能，最多可定義MatAMatF六個矩陣，矩陣的階數(shù)最大為10行10列，可以對矩陣進行加、減、乘、行列式、轉(zhuǎn)置與求逆計算。6. 可以計算二元五元線性方程組及一元二次與一元三次方程的數(shù)值解。7. 程序使用類BASIC程序結(jié)構(gòu)命令，實現(xiàn)條件語句，循環(huán)語句等命令的結(jié)構(gòu)化，提供比以前功能更加強大的程序控制命令。8. 增加可數(shù)據(jù)串列，使統(tǒng)計計算中的樣本數(shù)據(jù)便于編輯和修改。9. 數(shù)據(jù)存儲器保護功能。10. 數(shù)據(jù)通信功能?？墒褂猛ㄐ啪€在兩臺fx-5800p計算器之間進行數(shù)據(jù)通訊，便于用戶相互交換程序及其它數(shù)據(jù)。CASIOfx-5800p與fx-4850p相比較，功能及應(yīng)用更加適應(yīng)工程中的測量，因此，從長遠(yuǎn)的角度上講，CASIOfx-5800p的使用將越來越廣泛。在橋梁、隧道、道路工程領(lǐng)域中，CASIO編程計算器應(yīng)用于工程中，主要還是在橋梁、隧道、道路的平面施工放樣中，施工放樣的方法有很多種，其中最主要的放樣是坐標(biāo)放樣或極坐標(biāo)放樣。放樣工作開始之前，需要根據(jù)待放樣點位和控制點的平面坐標(biāo)計算出放樣數(shù)據(jù)。但工程現(xiàn)場的條件是變化的，預(yù)先計算好的放樣數(shù)據(jù)由于點位的破壞或通視條件的限制或現(xiàn)場施工進程的影響，可能不便再使用，需要現(xiàn)場計算。這時采用預(yù)先編制好的計算程序的可編程計算器，可以大大縮短在外作業(yè)的時間，提高工作效率。如何使計算器發(fā)揮計算的最佳效果，首先，要了解計算的主要功能、基本操作及操作流程；其次，要學(xué)會其計算的主要用途、方法與技巧；最后，在基礎(chǔ)牢固的前提下，如何用自己的方法編寫適合自己的最佳程序。作為初學(xué)者我們并不能做到隨時隨地可編寫一個適用于現(xiàn)場施工放樣的程序，要想做到這一點必須經(jīng)過一個由簡入繁的過程。如上文所說，我們首先要對計算器有初步的認(rèn)識，了解它的主要功能，熟悉它的基本操作，并能掌握它的基本操作流程，在掌握這些東西之后，我們要根據(jù)自己現(xiàn)有的相關(guān)計算器的知識充分利用到測量放樣中去，在實踐中尋找不足，增進我們的學(xué)習(xí)效率。比如，上文提到的CASIOfx-5800p 比fx-4850p優(yōu)越之處，我們可以就上述優(yōu)點一一驗證，得出結(jié)論，在以后的使用中將其這些優(yōu)點發(fā)揮的淋漓盡致，進一步提升我們的工作效率。 這里我們主要就CASIOfx-5800p計算器內(nèi)置公式及自定義公式在隧道測量放樣中的應(yīng)用展開討論。上文已經(jīng)提到CASIOfx-5800p計算器內(nèi)置128個常用公式，其中測量上最常用的就是Dist&DirecAn即已知坐標(biāo)反算距離和方位角和Coord Calc即已知方位角和距離，正算坐標(biāo)。例如，我們從隧道洞外控制點向隧道內(nèi)引控制點，具體操作及計算如下：我們將儀器架設(shè)在洞外控制點G01（坐標(biāo)：X=585987.3108，Y=3630.2256）上，后視洞外控制點G03（坐標(biāo)：X=585947.8509, Y=3212.3824），利用全站儀經(jīng)若干測回的轉(zhuǎn)折角（左角）與距離的測量之后，得出控制點G01與引至洞內(nèi)的控制點GQ1的轉(zhuǎn)折角平均值為332011.42,距離平均值為274.1010m?，F(xiàn)我們需計算洞內(nèi)控制點GQ1的坐標(biāo)。具體做法如下：首先利用CASIOfx-5800p計算器中的內(nèi)置公式Dist&DirecAn計算出控制點G01到G03的距離及方位角。按CASIOfx-5800p計算器中的【FMLA】按鈕顯示內(nèi)置公式菜單，使用和滾動內(nèi)置公式名稱，直到選中要調(diào)用的Dist&DirecAn公式，輸入XB=585947.8509,XA=585987.3108,YB=3212.3824,YA=3630.2256得出距離為：419.7023m，方位角為：2643618.55。然后再計算出洞外控制點G01與新的洞內(nèi)控制點GQ1方位角：332011.417+2643618.55=2975629.97。得出這些數(shù)據(jù)后，接下來將利用這些數(shù)據(jù)計算新的洞內(nèi)控制點GQ1的坐標(biāo)，這也是我們的終極目的。準(zhǔn)確計算好上述數(shù)據(jù)后，利用fx-5800p計算器中的內(nèi)置公式Coord Calc計算坐標(biāo)。按CASIOfx-5800p計算器中的【FMLA】按鈕顯示內(nèi)置公式菜單，使用和滾動內(nèi)置公式名稱，直到選中要調(diào)用的Coord Calc公式，輸入距離l=274.1010，方位角=2643618.55，XA=585987.3108，YA=3630.2256得出新的洞內(nèi)控制點GQ1的坐標(biāo)為x=586115.7469,y=3388.0779。上述內(nèi)容僅是CASIOfx-5800p計算器內(nèi)置公式在隧道測量放樣中的簡單應(yīng)用。雖然簡單但卻是我們使用CASIOfx-5800p計算器最為常用而且基礎(chǔ)的內(nèi)容。在長期的熟悉與使用CASIOfx-5800p計算器過程中，我們發(fā)現(xiàn)有時候一些小的卻又麻煩的而且重復(fù)的計算有時候可能也需要編寫一些程序來為我們服務(wù)，但這些小的計算為之編寫一個冗長的程序似乎有些得不償失，于是我們就想到利用CASIOfx-5800p計算器內(nèi)的自定義公式來為我們解決這個問題。CASIOfx-5800p計算器的這個功能沒有語法，而且變量可帶角標(biāo)，、等符號均可直接作為變量使用，而且編寫及調(diào)用方便，減少了編寫程序的工作量，易修改，直觀、易懂。例如，我們計算某一隧道的拱頂設(shè)計標(biāo)高，其洞口里程為DK586+051，洞口軌面標(biāo)高為504.8229，隧道洞身位于半徑7000的右偏曲線上，隧道自進口至出口為6上坡，初支斷面的半徑為7.3m，如下圖1-1，且初支斷面的圓心至軌面的垂直距離為2.43m。現(xiàn)我們計算此隧道某一里程的拱頂設(shè)計標(biāo)高，以里程DK586+500為例，此里程設(shè)計標(biāo)高為：504.8229+（500-51）6+2.43+7.3=517.2469。若利用CASIOfx-5800p計算器自定義公式則可直接寫出上述公式并調(diào)用，步驟如下：1. 按【MODE】【5】（PROG）【1】（NEW）（輸入文件名如GDSJBG）后【EXE】【3】（Formula）H=504.8229+（S-51）6+2.43+7.3（式中H表示拱頂設(shè)計標(biāo)高，S表示里程）2. 公式編寫好后，按【EXIT】退出到程序菜單，再按【MODE】【1】回到普通計算界面，按【FMLA】【1】（Original），移動光標(biāo)，選擇程序名，如GDSJBG，調(diào)用程序，此時我們只需要輸入某一里程S即可計算出此里程拱頂設(shè)計標(biāo)高H。再如，在隧道測量放樣中，我們?yōu)殡S時掌握隧道超欠挖情況，需在同一斷面或若干斷面上放樣出偏距不同的各點，通過實測的各點的標(biāo)高計算出這些點的超欠挖情況，為隧道下一步掘進提供控制依據(jù)。例如，前文提到的隧道中（隧道斷面圖如圖1-1），在圓弧ABC范圍內(nèi)，某一里程，據(jù)隧道中心線一定距離的測點的超欠挖情況可根據(jù)隧道初支斷面的設(shè)計半徑R與此測點至圓心O的距離r相比較，若rR則超挖，若rR則欠挖，圖中R=7.3m,r=（式中H為測點里程對應(yīng)的隧道中線的拱頂設(shè)計標(biāo)高，h為測點實測標(biāo)高，Z為測點據(jù)隧道中線的位移）。根據(jù)圖1-1，我們則可將上式寫為：r=（式中S為測點里程），于是將上述公式輸入到計算器中，我們只提供測點里程S及測點據(jù)隧道中線的位移Z，然后將r與設(shè)計半徑R相比較，即可得出此測點超欠