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隧道斷面測(cè)量應(yīng)用程序編制原理

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隧道斷面測(cè)量應(yīng)用程序編制原理

隧道斷面測(cè)量應(yīng)用程序編制

隧道測(cè)量設(shè)備的不斷更新(紅外測(cè)距功能),編程計(jì)算器的普及使用,隧道斷面測(cè)量的手段也日益進(jìn)步。如何更快、更準(zhǔn)的進(jìn)行隧道斷面測(cè)量,也同樣關(guān)系著隧道施工的成敗。

下面簡(jiǎn)單介紹下隧道斷面測(cè)量方法:

首先我們要知道設(shè)計(jì)中提供的有關(guān)數(shù)據(jù):一般情況下給出隧道所在線路的曲線要素等;隧道逐樁坐標(biāo)(鐵路隧道設(shè)計(jì)中一般不會(huì)給出);隧道內(nèi)輪廓設(shè)計(jì)圖(其中會(huì)明確指明隧道中線與線路測(cè)設(shè)線之間的關(guān)系,隧道斷面的組成)。

通過(guò)隧道內(nèi)輪廓設(shè)計(jì)圖,我們看出隧道襯砌拱墻部分為單心圓的一部分。我們?cè)谶M(jìn)行隧道斷面測(cè)量時(shí),可將輪廓線上的點(diǎn)看做圓上的點(diǎn),如下圖:

LDR上半圓起拱線設(shè)計(jì)標(biāo)高線輪廓線上的點(diǎn)的關(guān)系,可看做D2+L2=R輪廓線外的點(diǎn)可看做D2+L2>R2輪廓線內(nèi)的點(diǎn)可看做D2+L2<R2D=H-設(shè)計(jì)標(biāo)高-1.5上式是參見(jiàn)上頁(yè)示意圖所列

而設(shè)計(jì)標(biāo)高又與里程有關(guān),故我們斷面測(cè)量程序需要的三個(gè)變量分別為:{KLH}

D=H-(XXXXXXKXXXXX)-1.5

D≥0成立時(shí)E=ABS(L)-(R2D2)(超寬值+為超-為欠)F=D-(R2L2)(超高值+為超-為欠)R=(D2L2)r(半徑方向超欠+為超-為欠)不成立時(shí)E=L-(R2D2)(超寬值+為超-為欠)F=ABS(D)-(R2L2)(超高值+為超-為欠)R=(D2L2)r(半徑方向超欠+為超-為欠)根據(jù)數(shù)學(xué)計(jì)算公式,我們知道我們需要的儀器測(cè)量值為:里程K

距離隧道中線的寬度L高程H

但設(shè)計(jì)中給出的都是大地坐標(biāo)值

我們就要把測(cè)量中導(dǎo)線點(diǎn)的坐標(biāo),轉(zhuǎn)換為上述坐標(biāo)系中可根據(jù)坐標(biāo)反算程序計(jì)算,也可手算

N隧道中心坐標(biāo)點(diǎn)大地坐標(biāo)系E掌子面YK92+750施工用直角坐標(biāo)系導(dǎo)線點(diǎn)2導(dǎo)線點(diǎn)1隧道中線第一步:計(jì)算隧道中線坐標(biāo)點(diǎn)A與導(dǎo)線點(diǎn)1之間的距離,方位角第二步:計(jì)算隧道中線坐標(biāo)點(diǎn)A與導(dǎo)線點(diǎn)2之間的距離,方位角已知條件:隧道某里程(擬定YK92+750)中心坐標(biāo),隧道前進(jìn)方位角。第三步:計(jì)算上兩步得出的方位角與隧道前進(jìn)方向方位角之間的夾角第四步:利用距離及夾角計(jì)算導(dǎo)線點(diǎn)的里程及距離隧道中線的距離(在隧道中線左側(cè)距離為-,在隧道中心右側(cè)距離為+)。

利用普通的測(cè)量放樣方式,進(jìn)行置鏡、后視,退回常規(guī)測(cè)量模式,就可以進(jìn)行隧道斷面測(cè)量。

上述方法在隧道直線段可用,在曲線段落同樣可用,不過(guò)由于曲線段,隧道前進(jìn)方向不斷變化,要事先估計(jì)掌子面里程,將掌子面前后3米距離看做直線段計(jì)算導(dǎo)線點(diǎn)的施工直角坐標(biāo),再進(jìn)行常規(guī)測(cè)量(掌子面里程不同,導(dǎo)線點(diǎn)的施工直角坐標(biāo)也不相同,要每循環(huán)進(jìn)行計(jì)算)。

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關(guān)于CASIO系列編程計(jì)算器在隧道斷面測(cè)量中的應(yīng)用

關(guān)于CASIO系列編程計(jì)算器在隧道斷面測(cè)量中的應(yīng)用:隧道斷面施工放樣測(cè)量的快速方法,作者:米躍光

(杭州路達(dá)公路工程總公司:20省道桐廬段改建工程S202段項(xiàng)目部)摘要:隧道施工斷面測(cè)量工作,不需要專用軟件,采用立面坐標(biāo)法就能及時(shí)為施工提供可靠的測(cè)量數(shù)據(jù),準(zhǔn)確的指導(dǎo)施工。三維坐標(biāo)法,只需測(cè)量隧道斷面內(nèi)任意位置的三維坐標(biāo)即可計(jì)算其偏差。

關(guān)健詞:隧道斷面放樣測(cè)量:立面坐標(biāo)、三維坐標(biāo)段落法。

一、前言隧道施工中各種工序銜接緊湊,平行作業(yè),交叉施工的工序很多,且洞內(nèi)作業(yè)面狹小,排風(fēng)不暢,空氣質(zhì)量差,紅外線測(cè)量?jī)x器的反射信號(hào)太弱,往往無(wú)法進(jìn)行測(cè)量放樣工作。測(cè)量放樣工作在隧道開(kāi)挖施工中非常重要,它控制著隧道開(kāi)挖的平面、高程和斷面幾何尺寸,關(guān)系到隧道的貫通。為滿足測(cè)量放樣工作的需要,需選擇關(guān)健工序工作面污染小的時(shí)間,停止一些次要工序,提前加大排風(fēng)來(lái)滿足測(cè)量放樣工作條件。若測(cè)量工作占用時(shí)間過(guò)長(zhǎng),將直接影響工程進(jìn)度和經(jīng)濟(jì)放益。在洞內(nèi)測(cè)量必需使用免棱鏡全站儀,配合CASIOfx-4800P計(jì)算器進(jìn)行施工放樣測(cè)量,使用起來(lái)非常方便,操作簡(jiǎn)單,數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠。二、CASIOfx-4800P計(jì)算器編程方法:1、直線段隧道斷面:

在直線段上選任意點(diǎn)B作為起算點(diǎn),已知直線段方位角BC,A點(diǎn)就是我們?cè)谒淼罃嗝嬷兴鶞y(cè)點(diǎn)的三維坐標(biāo)點(diǎn),用坐標(biāo)反算求得BA的方位角。通過(guò)兩點(diǎn)方位角之差a和BA的距離,解直角三角形可得BC距離L和AC距離b。B點(diǎn)的樁號(hào)加L等于測(cè)量點(diǎn)對(duì)應(yīng)的樁號(hào)。b就是我們所求點(diǎn)隧道斷面的寬度,高程為A點(diǎn)實(shí)測(cè)高程。如圖:

程序文件名:SD-ZD(隧道直線斷面)

程序:B“X0”:C“Y0”:A:K“L0”:Lbl0:{D,E}:D“X1”:E“Y1”:Pol(D-B,E-C):F=I:J≥0=>J=J≠=>J=J+360:W=J-A:G“B0”=FSinW▲L=FcosW+K▲

H=(L-K)O“I0”÷100+Q“H0”:S“H1”=√(R2-G2)+H▲Goto0

說(shuō)明:X0,Y0,A---起點(diǎn)坐標(biāo)及方位角。L0----起點(diǎn)樁號(hào)。X1,Y1----計(jì)算點(diǎn)坐標(biāo)。

B0----計(jì)算點(diǎn)到中線的寬度。L-----計(jì)算點(diǎn)的里程樁。

I0-----路線縱坡。(上坡為正,下坡時(shí)為負(fù))H0----遂道園心處的高程。I,J---計(jì)算器內(nèi)部轉(zhuǎn)換符號(hào)。H1----計(jì)算點(diǎn)的高程計(jì)算值。(與實(shí)測(cè)高程對(duì)比)

計(jì)算實(shí)例:X0=679.969Y0=179.471L0=K1+580A=142°27′06″I0=1.05H0=45.83R=5.81.計(jì)算:X1=663.0Y1=196.0

計(jì)算結(jié)果:B0=-2.764(在線路左側(cè)).L=K1+603.527.H1=51.1762.計(jì)算:X1=659.0Y0=190.0

計(jì)算結(jié)果:B0=2.764(在線路右側(cè)).L=K1+603.042.H1=49.8142、緩和曲線段隧道斷面。

在緩和曲線上求任意點(diǎn)的法線方向十分簡(jiǎn)單,但要求測(cè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)那個(gè)樁號(hào)法線上的點(diǎn),相對(duì)比較復(fù)雜。采用近似法,完全可以滿足測(cè)量精度要求,在測(cè)站前后的線路上,各選取一距離合適的點(diǎn)作為計(jì)算起點(diǎn),再把兩點(diǎn)當(dāng)作直線看,按直線段程序進(jìn)行計(jì)算即可。測(cè)點(diǎn)如下圖:

3、圓曲線段隧道斷面

在圓曲線上選任意點(diǎn)B為起算里程,坐標(biāo)反算分別求得測(cè)點(diǎn)A,起算點(diǎn)B,到圓心O的距離和方位角,兩方位角之差(OA-OB=a)和半徑計(jì)算曲線L,B點(diǎn)里程加L等于C點(diǎn)里程,測(cè)點(diǎn)A至圓心的距離減圓曲線半徑等于測(cè)點(diǎn)至中線距離b。見(jiàn)下圖:

程序文件名:SD-YD(隧道圓曲線斷面)

程序:B“X0”:C“Y0”:P”R0”:D“X1”:E“Y1”:K“L1”:Lbl0:{F,G}:F“X2”:G“Y2”:Pol(D-B,E-C):T=J:Pol(F-B,G-C):W=J:A=Abs(W-T):L“L2”=πPA÷180+K▲

M=√((G-C)2+(F-B)2):N“B2”=P-M▲H=(L-K)O“I0”÷100+Q“H1”:S“H2”=√(R2-N2)+H▲Goto0

說(shuō)明:X0,Y0---園曲線園心坐標(biāo)。R0----園曲線半徑。X1,Y1,L1----園曲線計(jì)算起坐標(biāo)與相應(yīng)里程樁號(hào)。H1-----計(jì)算起點(diǎn)樁號(hào)隧道斷面園心處的半徑。X2,Y2------計(jì)算點(diǎn)的實(shí)測(cè)坐標(biāo)。L2-----計(jì)算點(diǎn)實(shí)測(cè)坐標(biāo)換算后的里程。R-----隧道斷面半徑

B2----實(shí)測(cè)坐標(biāo)換算后相應(yīng)里程到中線的寬度。I0-----路線縱坡。(上坡為正,下坡時(shí)為負(fù))I,J---計(jì)算器內(nèi)部轉(zhuǎn)換符號(hào)。

H2----計(jì)算點(diǎn)的高程計(jì)算值。(與實(shí)測(cè)高程對(duì)比)

計(jì)算實(shí)例:X0=5933.769,Y0=8501.474,R0=410,

X1=6028.308,Y1=8102.522,L1=K1+210.927,H1=45.00R=5.8(隧道斷面半徑),I0=1.05,計(jì)算1.X2=5822.913,Y2=8111.941,

結(jié)果:L2=K1+419.9998,B2=4.999,H2=50.135計(jì)算2.X2=5820.1765,Y2=8102.323,

結(jié)果:L2=K1+419.9996,B2=-4.9999,H2=50.135

三、總結(jié):

三維坐標(biāo)段落法適合于施工中隧道開(kāi)挖斷面放樣測(cè)量,可做到那里需要,測(cè)后馬上出結(jié)果,一次置鏡能有效地測(cè)量全段落的特征點(diǎn)和任意點(diǎn),可根據(jù)斷面的大小與點(diǎn)數(shù)的頻率進(jìn)行測(cè)量放樣。該方法也適用于初期支護(hù)、二襯施工的斷面放樣測(cè)量。

本人是從事多年測(cè)量工作的測(cè)量工作者,有豐富的施工測(cè)量工作經(jīng)驗(yàn)。利用CASIOfx-4800P編程,總結(jié)了一些在公路施工測(cè)量中非常方便的測(cè)量程序。如:利用高程進(jìn)行邊坡開(kāi)挖確定開(kāi)口線的計(jì)算程序,一套能計(jì)算直線、緩和曲線、圓曲線、卵形曲線中線逐樁坐標(biāo)在及任意邊樁的程序.

友情提示:本文中關(guān)于《隧道斷面測(cè)量應(yīng)用程序編制原理》給出的范例僅供您參考拓展思維使用,隧道斷面測(cè)量應(yīng)用程序編制原理:該篇文章建議您自主創(chuàng)作。

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