桥梁施工放样点坐标计算方法探讨

桥梁施工放样点坐标计算方法探讨

计耿耿

西安方舟工程咨询有限责任公司，西安 ， 710065

摘要：测量工作向来被称作工程的眼睛，其重要性不言而喻，近年来随着测绘技术的发展，使测绘内业计算变得越来越便捷，测量内业计算的正确与否，直接关系到现场施工的质量。本文以柬埔寨金边三环巴萨河东汊大桥为例，对桥梁施工放样坐标的几种方法进行说明，并加以比较；为大家在施工中解决类似提供一定的技术参考。

关键词：Excel VBA CADlisp Casio 坐标计算

1 前言

在现代桥梁施工过程中，我们经常使用全站仪、GPS进行现场结构物放样，而一般设计图纸只提供基础坐标及相关结构尺寸，相关结构物（如桩基、承台、墩柱、盖梁、垫石）坐标需要现场自己进行计算；而使用常规的公式进行手工计算不仅工作量大，且易出错不易发现。我们结合测量学、几何学及相关编程语言（Excel VBA、CADlisp 、Casio）来解决这一问题，现在我们以柬埔寨金边三环巴萨河东汊大桥为例，来说明三种计算方法，并比较其优劣。

2 放样实例

巴萨河东汊大桥位于柬埔寨甘丹省，跨越巴萨河东汊河道，位于金边南郊20公里。中心桩号为K38+20，全桥布跨为：4×20+3×20+（75+135+75）+5×20+5×20m，全桥桥长630.04m，且为直线段。设计院提供了所有下构轴线点坐标，如表1

表1 桥梁轴线点坐标表

注：只为说明计算过程，就不一一列举，主要以14#墩柱为例

1. 采用ExcelVBA编制自定义函数进行计算

Function ABDDX(A, B) '计算设计X

j = apol(37707.5, 0, A, B) '0#台中心为原点计算方位角

j = j + 71.7013888888889 '设计坐标系统方位角转换

s = spol(37707.5, 0, A, B) '计算未知点至原点距离

ABDDX = RECX(3458443.028, 511092.355, j, s) '坐标正算设计X

End Function

Function ABDDY(A, B) '计算设计Y

j = apol(37707.5, 0, A, B) '0#台中心为原点计算方位角

j = j + 71.7013888888889 '设计坐标系统方位角转换

s = spol(37707.5, 0, A, B) '计算未知点至原点距离

ABDDY = RECY(3458443.028, 511092.355, j, s) '坐标正算设计X

End Function

注意：其中apol、spol、RECY、RECX为excel自定义函数

程序使用，先打开Excel，进入vba编辑业面，直接导入自定义程序文件.bas，然后启用宏，直接在excel 函数中调用即可，相关程序如图1、图2

图1 导入自定义函数文件 图2 直接调用自定义函数进行计算

根据图纸里程横偏计算桩位坐标如表2

表2 利用EXCEL VBA编程计算14#桩位坐标

2. 根据图纸坐标尺寸进行CAD化，通过lisp程序进行坐标提取

CAD化图纸如图3所示，相关坐标可以图纸直接标注也可以直接提取到excel文件进行编辑。提取出坐标如图4

图3 根据图纸CAD化 图4 提取后坐标如图所示

提取输出坐标lisp程序如下：

(defun c:scdzb()

(setq ff (open (getfiled "文件保存为" "c:" "txt" 1) "w"))

(setq ents "")

(while

(setq pt (getpoint "\n 点击输出坐标的点:"))

(setq s (strcat (rtos (nth 1 pt) 2 3) " " (rtos (nth 0 pt) 2 3) " " (rtos (nth 2 pt) 2 3)))

(write-line s ff)

(princ "\n")

(princ (strcat "\n　已输出的文字为'" s "'"))

(setq ents "") ) )

程序运用时，先打开CAD,然后在命令栏输入appload，加载lisp程序，加载完成直接在命令栏输入lisp命令sb，然后根据命令栏提示进行操作，就可以得到对应点位坐标。

3. 卡西欧计算器编程

也可以将相关公式计算过程使用CASIO-fx5800进行编程，计算对应点位坐标。

CASIO相关程序如下：

?A:?B: '输入图纸点位对应里程和横偏

Pol(A-37707.5,B-0):IF J<0：THEN J+360°->J:IFEND: '以0#中心为原点方位角

J+71°42′5″->U:'设计坐标系统方位角转换

REC(I,U):'计算设计坐标增量

1266147.218+I->X:”X=”:X◢'输出设计坐标X

505342.352+J->Y:”Y=”:Y◢'输出设计坐标Y

注：相关输入方法应根据计算机提示进行即可。

结论

相对于传统的手工计算，以上三种方法更加智能化，而且计算过程减少人为错误造成的影响，当然通过实例计算比较，以上三种方法都存在各自优劣之处；

优点:ExcelVBA可以进行批量化坐标计算，且易于编辑，可以进行各种格式转换后，和全站仪，GPS进行交互传输，减少人为错误；CAD-LISP计算方法更加直观，可以从宏观上对坐标进行校核，避免大量数据计算过程存在的错误；CASIO可在现场进行临时转换计算，具有很好的灵活性。且程序语言简单便于掌握。

缺点:ExcelVBA只能在室内进行内业计算，但计算过程不够直观，计算前期需对程序内容调试到位；CAD-LISP提取过程要时刻注意拾取点位精度，对大量数据提取存在一定风险；同样CASIO每次只能计算一个点位坐标，故对大量数据计算存在一定困难。

针对以上三种方法优劣分析，我们在平时的施工计算过程中，可以优先使用ExcelVBA和CAD-lisp进行坐标计算，然后进行互相校核，然后用CASIO计算器进行抽样校核及现场零星点位计算，这样可以双管旗下的同时，增加坐标计算方法。

面对日益发展的测绘技术，我们应该探索手机APP开发与BIM技术的交互使用，使现场的坐标计算更加智能，同时可以增加结构物坐标的使用范围和周期，能够在工程使用期为监测维护提供数据依据。

参考文献

[1] 《工程测量规范》GB 50026-2007.中国人民共和国国家标准[S].北京:中国计划出版社,2008

[2] ExcelVBA其实很简单，北京大学出版社，2020

[3]AutoCAD二次开发实用教程，机械工学出版社，2014

[4]CASIO 图形编程计算器公路与铁路测量程序，覃辉，人民交通出版社，2020

[5] 中文版Excel 2019高级VBA编程宝典(第9版),清华大学出版社,2020

[6]Excel VBA案例实战从入门到精通（视频自学版）,机械工业出版社,2018

作者简介：计耿耿，1987年12月出生，男，本科，主要从事工程测量研究及施工管理。