王 燕 ,李超杰 ,李新芳
(1.煙臺市永福園地下水庫管理局,山東 煙臺 264000;2.黃河水電工程建設(shè)有限公司,河南 鄭州 450003)
在渠道施工中,由于存在彎道。以及在軸線上的控制點(diǎn)因施工的需要不易保留等原因,采用傳統(tǒng)的軸線偏移法放線滿足不了工程要求,利用計(jì)算機(jī)輔助計(jì)算,事先求出所施放渠道或建筑物的關(guān)鍵控制點(diǎn)。利用全站儀到現(xiàn)場放樣,可以極大地提高施工放樣的效率與精度。本方法需要利用 AutoCAD、EXCEL、記事本及CASS等軟件。
利用 AutoCAD的畫點(diǎn)命令“point”,在繪圖空間把設(shè)計(jì)圖紙所提供的渠道軸線控制點(diǎn)坐標(biāo)按1:1的比例展畫出來。
也可利用南方測繪公司的CASS軟件菜單欄中的“繪圖處理”下的“展野外測點(diǎn)點(diǎn)號”命令。選取軸線控制點(diǎn)所在的文件并點(diǎn)擊“打開”命令,根據(jù)繪圖區(qū)下方的提示,將繪圖比例選擇為1,即可把軸線控制點(diǎn)展畫出來。
在AutoCAD命令欄中利用LINE命令,把軸線控制點(diǎn)連接起來,產(chǎn)生渠道中軸線。
軸線控制點(diǎn)文件可以用Windows系統(tǒng)自帶的記事本程序建立。首先建立一個新的文本文件,把軸線控制點(diǎn)坐標(biāo)按照“點(diǎn)名,東坐標(biāo)Y,北坐標(biāo)X,高程Z”這樣的格式輸入進(jìn)去,每個點(diǎn)坐標(biāo)占一行。點(diǎn)擊文件菜單中的“另存為”命令,在文件名后面加上擴(kuò)展名“.DAT”,在保存類型中選擇“所有文件”,點(diǎn)“保存”即可。如另存為“軸線點(diǎn)坐標(biāo).DAT”文件。
為消除高程對軸線水平偏移和控制點(diǎn)坐標(biāo)提取所產(chǎn)生的干擾,在軸線控制點(diǎn)坐標(biāo)文件輸入坐標(biāo)時,應(yīng)先將所有軸線點(diǎn)高程坐標(biāo)輸入為O。
如渠段存在彎道,可在上面的步驟中,把彎道的前后切點(diǎn)和圓心點(diǎn)坐標(biāo)展畫出來,然后利用畫圓弧命令“ARC”將弧形渠道軸線畫出來。
根據(jù)某已知樁號處堤頂設(shè)計(jì)高程與渠底設(shè)計(jì)高程的高差 “H”,設(shè)計(jì)渠底寬度 “B”、左右堤頂設(shè)計(jì)寬度“BL、BR”,設(shè)計(jì)渠道內(nèi)坡比“i”,計(jì)算出該已知樁號處左右堤頂軸線距渠道軸線的水平距離,例如L左=H*i+B/2+BL/2。通過該已知樁號的點(diǎn)做垂直于渠軸線的垂直線,以垂直線與渠道軸線的交點(diǎn)為圓心,以L左為半徑畫圓,圓與垂直線的交點(diǎn)即為該樁號處左堤頂軸線的位置。將所有高程有突變的樁號處的堤軸線位置畫出后,利用畫直線命令,把各點(diǎn)連接起來,即得到左右堤的堤軸線。根據(jù)設(shè)計(jì)的左右堤寬和渠底寬度,利用AutoCAD命令 “offset”對堤軸線或渠軸線進(jìn)行左右偏移,得到左右堤的肩線和渠底的左右底角線。
根據(jù)渠道軸線上已知樁號的某一點(diǎn),做垂直于渠道軸線的橫斷面線,其長度應(yīng)超出渠道內(nèi)外填筑范圍,以確保橫斷面線與各特征線均有交點(diǎn)。
將該橫斷面線以相同的間距向兩側(cè)偏移,并按已知樁號連續(xù)加(或減)偏移距離,并求出各橫斷面線的樁號。各斷面線的間距以能滿足控制要求和方便施工的原則取定。渠道開挖、填筑放樣一般可按每20m或25m截取一個斷面較為適宜;如為渠道襯砌放線,也可按設(shè)計(jì)的分縫長度取定。
如遇彎道,為便于施工控制,可將曲面近似為折平面進(jìn)行施工放樣,此時需對弧線平分。一般采用輔助圓截取法或半徑線旋轉(zhuǎn)的方法畫出橫斷面線,各橫斷面延長線均應(yīng)通過圓弧的圓心。
在CASS環(huán)境中,選擇菜單中的“工程應(yīng)用”并點(diǎn)其中的“指定點(diǎn)生成數(shù)據(jù)文件”命令,在出現(xiàn)的比例對話框中輸入1,然后輸入需要保存坐標(biāo)文件名稱 (例如:“左堤外堤肩線.DAT”)和文件保存位置,點(diǎn)“保存”命令。按樁號從低到高的順序,依次點(diǎn)取某一特征線與各橫斷面線交點(diǎn),在命令欄里出現(xiàn)地物代碼、高程和點(diǎn)號對話框時,按空格鍵由軟件自動提取。當(dāng)一條特征線上的所有交點(diǎn)都順序提取完成后,可重復(fù)按空格鍵,則坐標(biāo)數(shù)據(jù)自動保存到前面指定的“左堤外堤肩線.DAT”文件中。
用同樣的方法依次提取其它特征線與橫斷面線的交點(diǎn)坐標(biāo),分別保存在不同的坐標(biāo)文件中。
按從左到右的順序,將渠道各特征線進(jìn)行編碼。如左堤外肩線編碼為“1”,左堤軸線為“2”,左堤內(nèi)肩線為“3”,渠底左底角線為“4”……
把上面所得坐標(biāo)文件 (如:“左堤外堤肩線.DAT”)用記事本程序打開,把其中的坐標(biāo)數(shù)據(jù)復(fù)制粘貼到EXCEL工作表中。利用EXCEL公式把提取時默認(rèn)的點(diǎn)名改寫成“樁號+特征線編號”,其余坐標(biāo)不變。
根據(jù)設(shè)計(jì)縱斷面圖所標(biāo)示已知各樁號點(diǎn)處各特征線高程,利用內(nèi)插法推求出各橫斷面處各特征線上高程。
利用EXCEL的合并文本公式,將重新編號的平面坐標(biāo)與高程坐標(biāo)合并成所用全站儀要求的坐標(biāo)格式。利用復(fù)制公式,對所有數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整轉(zhuǎn)換。將合并好的的合格數(shù)據(jù)復(fù)制粘貼到新的坐標(biāo)文件中 (如:“成果.DAT”)并進(jìn)行保存。
利用全站儀所附帶的傳輸工具,把“成果.DAT”的內(nèi)容傳輸?shù)饺緝x中,并把基準(zhǔn)點(diǎn)坐標(biāo)也傳輸?shù)饺緝x中。把成果控制點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)據(jù)打印成手簿,就可以進(jìn)行現(xiàn)場放線了。
由于開挖控制線和填筑控制線與現(xiàn)場地面高程有關(guān),若按前法求出開挖、填筑控制線上的控制點(diǎn)坐標(biāo),需要事先測量出放樣位置處地面的實(shí)際高程,其工作量較大,也比較麻煩。在實(shí)際放線過程中,可以在施放左右堤軸線和渠道軸線時,利用全站儀提示的高程差值推算出該樁號處填筑線和開挖線控制點(diǎn)的位置。
設(shè)大堤內(nèi)側(cè)坡比為i1,外側(cè)堤坡比為i2,左堤頂寬B1,渠底寬為B2,單側(cè)超填寬度為b1,開挖預(yù)留保護(hù)層水平厚度為b2。如放樣樁號為100100處的左堤填筑線時,可以先放樣左堤軸線點(diǎn),即1001002號點(diǎn),放樣時全站儀上顯示該處點(diǎn)的設(shè)計(jì)高程與實(shí)際高程的差值H1,則內(nèi)側(cè)填筑線控制點(diǎn)需從左堤軸線沿垂直于渠軸線方向向內(nèi)側(cè)量取L1(L1=B1/2+i1*H1+b1),左堤外側(cè)填筑線需從左堤軸線沿垂直于渠軸線方向向外側(cè)量L3(L3=B1/2+i2*H1+b1)。同理放樣樁號100100處左側(cè)開挖線,需先放樣渠軸線控制點(diǎn)即1001005點(diǎn),根據(jù)全站顯示該處點(diǎn)的實(shí)際高程與設(shè)計(jì)高程的差值H2,從渠軸線沿垂直于渠軸線方向向左側(cè)量L2(L2=B2/2+i1*H2-b2)即為左側(cè)開挖線控制點(diǎn)。將上述點(diǎn)用線繩連接起來并撒白灰示意,放線工作就完成了。
如果渠道填筑和開挖需要分層進(jìn)行,則可以重復(fù)放樣堤軸線與渠底軸線,根據(jù)高差的變化來推算出每一層的填筑線和開挖線。
該施工放樣方法的關(guān)鍵是利用計(jì)算機(jī)的強(qiáng)大計(jì)算功能,在AutoCAD軟件中把需放樣的渠道各特征線按1:1的比例展畫出來,利用CASS軟件提取出各特征線上控制點(diǎn)的坐標(biāo),利用EXCEL的公式功能對控制點(diǎn)進(jìn)行統(tǒng)一編號,并附加上特征線編號和設(shè)計(jì)高程數(shù)值。在放樣開挖線與填筑線時充分利用全站儀自帶的計(jì)算功能,根據(jù)所提示的設(shè)計(jì)高程與實(shí)際地面高程的差值,通過簡單換算,來推求放樣控制點(diǎn)。