全站儀極坐標法在曲線橋墩中心坐標放樣中的應(yīng)用

全站儀極坐標法在曲線放樣中的應(yīng)用但強強（西南交通大學(xué)峨眉校區(qū)土木工程添級鐵道工程/班）摘要橋梁施工測量的主要任務(wù)是精確地測定墩臺中心位置，橋軸線測量以及對構(gòu)造物各細部構(gòu)造的定位和放樣。為了提高橋涵的施工測量效率，使測量人員從繁重的測量工作中解脫出來，全站儀作為光電技術(shù)的最新產(chǎn)物，智能化的測量產(chǎn)品無論是數(shù)字化測圖，還是施工放樣，全站儀都是非常簡捷、高效的應(yīng)用工具，在高等級公路橋涵中的應(yīng)用日益廣泛。在此本人就利用全站儀放樣曲線橋墩墩臺中心坐標進行簡要闡述，并結(jié)合具體工程實例說明其實用性。關(guān)鍵詞全站儀極坐標法曲線放樣1全站儀極坐標法放樣原理先根據(jù)已知條件（設(shè)計要求）計算橋梁各里程中樁、邊樁和節(jié)點等的坐標，然后使用全站儀在沿途施工線路已布設(shè)的控制點上設(shè)站，再對各里程中樁、邊樁及節(jié)點等進行放樣，從而達到指導(dǎo)橋梁施工的目的。圖1圖1全站儀極坐標法曲線測設(shè)如圖1所示，a為線路的轉(zhuǎn)向角，以ZH為坐標原點建立切線支距坐標系，在導(dǎo)線測量坐標系中，ZH至JD的方位角A0，可由該兩點的導(dǎo)線測量坐標反算得到。2綜合要素和中樁坐標的計算方法2.1曲線綜合要素的計算緩和曲線常數(shù)的計算公式如下:cl180。P=―^D02R5=1P035=1P030〈m=L-l180。=—^口6R兀l3—0l2l4l2

p=―0—0^—0—24R2688R324R注：緩和曲線常數(shù)定義參考王兆祥主編鐵道工程測量.北京：中國鐵道出版社，1998.P229-230其中，R為圓曲線的半徑，l為兩端緩和曲線長，a為曲線轉(zhuǎn)向角。曲線綜合要素的計算公式如下0：切線長T=m+（R+p）Otan—2|曲線長L=2+地凄（*1）｛0180。以外矢距E=（R+p）Osec—一R、切曲差q=2T一L若已知曲線半徑R，緩和曲線長度10，曲線轉(zhuǎn)向角a，ZH點前某主點里程，由上即可計算出各主點里程。2.2第一緩和曲線上點位坐標計算在第一緩和曲線上的橋墩A坐標，先按切線支距法求出中心點a在ZH點切線支距坐標系中的坐標（x，y）及中心點a的切線的傾角p。計算如下：13a6R1012180。2R1兀0式中，1為橋墩A的里程與ZH點里程差值。再由以下公式，將所得a（x，y）轉(zhuǎn)換到統(tǒng)一的ZH坐標系中:X=X+xcosA-eOysinA（*3）\Y=Y+xsinA+eOycosAA=A+eOp1a0由此，計算得到了橋墩A的中心點統(tǒng)一坐標（X,Y）以及切線方位角Aa。2.3圓曲線上點位坐標計算對于帶有緩和曲線的圓曲線上橋墩B坐標的計算，同樣的，先按切線支距法求出中心點b在ZH點切線支距坐標系中的坐標（X，y）及中心點b的切線的傾角p,計算公式為（*4）。算得（X，y）后，同理按公式（*3）得到橋墩B的中心點統(tǒng)一坐標（X,Y）以及切線方位角氣。TOC\o"1-5"\h\z=1（匕-0.510）3103b6R2240R2（1-0.51）2（1-0.51）412（*4）〈y=b0—b0+02R24R324Rp=七-0.510口180。2.4第二緩和曲線上點位坐標計算在第二緩和曲線上的橋墩C坐標，計算方法同橋墩A，不同的是，ZH點（X0,*）和氣應(yīng)利用下列公式計算:'X=X+Tcos（a+a）（*5）<Y=Y+Tsin（a+a）A=a+a+1803利用全站儀放樣曲線橋墩中心坐標具體工程實例西南交通大學(xué)峨眉校區(qū)計劃在校區(qū)明湖修建一座大跨徑曲線橋，經(jīng)過導(dǎo)線測量和水準測量，已在明湖附近布置了多個控制點。已知數(shù)據(jù)見表1：點位XY里程曲線半徑（R）緩和曲線長度（l）QD3273497.904470871.456125001015.40100JD3272971.916470961.096ZD3272591.120470764.589表1已知數(shù)據(jù)由此，可計算得到轉(zhuǎn)向角a，進一步計算出主點要素:JH口點號里程XYQDK12+500.0003273492470871.5ZHK12+637.0213273357470894.7HYK12+737.0213273258470910.1QZK12+1015.5583272980470905.7YHK12+1294.0963272714470826.33.1施工條件分析明湖下游附近地區(qū)地形比較平坦，地基比較穩(wěn)定，周圍房屋建筑較多，植被覆蓋率較大，容易遮擋測量視線，有公路通過該地區(qū)，車輛和人口較為密集。3.2儀器選用南方全站儀一臺棱鏡兩個測釬兩根鋼尺一把3.3測設(shè)方法和控制點的選用在施工放樣中，由于附近的控制點受限制，且視線容易被樹木遮擋，不適宜選用方向交會法，故采用極坐標法在實地放樣出橋梁墩臺中心位置。由圖2控制測量示意圖可知，該橋梁曲線部分走向右偏，考慮放樣明湖下游部分橋墩的便利性和準確性，選取T1509、T1510、T1511這三個分布于橋梁附近的控制點，但其中只有T1510控制點能夠架設(shè)全站儀放樣出橋墩的墩臺中心位置，附近其他兩個控制點在架設(shè)全站儀時，視線被樹木遮擋，不便于照準其他控制點的棱鏡。

X(m)A3273600-3273400-3273200-3273000-32738003272600-名1電影場470200470400~470600~470S00~471000~471200丫㈣圖X(m)A3273600-3273400-3273200-3273000-32738003272600-名1電影場3.4數(shù)據(jù)準備橋梁中線上橋墩坐標、橋墩偏距后的坐標的計算控制點T1510與橋墩之間的距離的計算測設(shè)的夾角的計算橋墩的切線方位角和法線方位角的計算里程▼:中邊樁(e=0.2)!方位角▼_距離▼_X坐標▼LY坐標▼,切線方位角▼,測站坐標K12+750.000左.冰3231^24^31秒9.L-9.00r3273245.253r470912.1401衫度雙漪伽秒466,470966.922K12+760.000左般米.：3ig度廉分癖秒：■83.418「3273235.311r470913.235U3謎59免疑稱466,470966.922K12+770.000左.咪315度魏命4T秒75.371「3273225.359r470914.2321肖能懿分曲睡:466.,470966.922K12+780.000左.嘛；3誦1的如狙?67.914「3273215.398r470915.1301花良。7分濟秒?466,470966.922K12+790.000左.2米303度目蹌53秒[61.366「3273205.428470915.9311花度41譽乾社466,470966.922K12+800.000左.咪?坦95度把分網(wǎng)秒'55.716「3273195.450r470916.6331T6度逐分處秒466,470966.922K12+810.000左.2米2S5Jt44^1O51.620「3273185.467r470917.237176度4藪H勰)?.466,470966.922K12+820.000左米新4食39分如秒49.343「3273175.478,470917.742177Jt：^3分0E：秒466,470966.922K12+830.000左意米嘛3福分2渤149.138f3273165.484「470918.149177Jt57^0.0^466,470966.922K12+840.000左.Z米￡51度45^-07秒51.031「3273155.487r470918.45817SJt30分52秒466.,470966.922K12+850.000左.咪冽1度4淞U秒54.803「3273145.487r470918.6681勇能網(wǎng)分44檄：466.,470966.922K12+860.000左.麻密3建蹄靛秒60.102'3273135.486'470913.77917?癮攜必施?466,470966.922表2測設(shè)數(shù)據(jù)

3.5測設(shè)步驟在控制點T1510架設(shè)全站儀，后視控制點T1511的棱鏡，設(shè)置水平度盤讀數(shù)為0°00'00〃。將全站儀照準部轉(zhuǎn)動反算出的夾角，定出方向。根據(jù)反算出的控制點T1510與橋墩中心之間的距離D將橋墩中心初步定位。再將全站儀架設(shè)在測設(shè)所得橋墩中心點，通過表2切線方位角利用鋼尺定位出橋墩方位點4個。最終，能在明湖湖邊放樣出A、B兩個點，放樣成果見圖3。同理，即可放樣出曲線部分任何點位。圖3放樣成果3.6精度檢核在明湖邊上有一已知高級控制點H13,在已知點H13上架設(shè)全站儀，根據(jù)反算出的數(shù)據(jù)再次放樣出橋墩中心的位置，比較兩次放樣的點位差值，滿足限差要求則取兩點的中點作為橋墩中心的精確位置。4結(jié)束語大學(xué)治學(xué)，學(xué)以致用。工程測量，是一門工程實踐性很強的工學(xué)課程，在掌握理論知識的同時，更要注重工程應(yīng)用，善學(xué)勤思，出真知！利用全站儀進行自由設(shè)站曲線放樣，克服了傳統(tǒng)曲線測量速度慢和容易產(chǎn)生誤差積累的缺點，而且這種方法具有設(shè)站靈活，不必在曲線上設(shè)站等優(yōu)點，有效地提高了外業(yè)效率，降低了測量人員的外業(yè)勞動強度。5參考文獻[1]王兆祥主編鐵道工程測量北京：中國鐵道出版社，1998.1⑵《工程測量規(guī)