CASIOfx—5800p计算器编程在南水北调.docxVIP

CASIO fx-5800p计算器编程在南水北调渠坡测量放样中的应用作者：王晓羽（河南省水利第一工程局，河南 郑州 450000）摘要：CASIOfx-5800p可编程计算器拥有强大的程序编辑功能，针对南水北调渠道主要为直线段和弧线段的特点，编写直线段和弧线段渠坡放样程序，配合全站仪和GPS处理测量数据，能大大的简化测量工作量，提高施工放样精度和速度。关键词：渠道、测量、计算器、编程1 工程概况南水北调渠道轴线主要为直线段和圆弧段两种形式，渠道为梯形断面，根据开挖深度不同设置一级马道到多级马道。渠道一级马道以下过水断面深度和渠底宽度从上游到下游逐渐变化，一级马道以上边坡每6米一级，马道宽2米。渠底宽度、坡比每段相同，不同底宽、坡比之间采用渐变段过渡。施工单位在测量放样中主要采用全站仪和GPS，坐标分为大地坐标和工程坐标，根据仪器读数X、Y、Z计算出距开口线的距离和下挖深度。用普通计算器计算速度慢，易出错。采用编程计算器直接将仪器读数X、Y、Z输入程序，可以自动计算出和距开口线的水平距和下挖深度，速度快、不易出错，可以大幅度提高测量放样效率。郑州2-4标设计桩号为SH(3)197+408.1～SH(3)201+188.4，总长3.780km，包括2个直线段和2个圆弧段，渠道起点渠底高程为112.939米，终点渠底高程为112.757米，渠道纵坡降1：23000，渠底宽度分为12m、13.5m、14.5m三种，坡比1：3.5~1：2.5，每级坡比从下到上按0.25递减，最大挖深34m，5级边坡，不同底宽、坡比之间采用渐变段连接，渐变段长15m。郑州2-4标渠道轴线平面图如下图（左侧为下游、右侧为上游）第一段为圆弧段，起点桩号为197+408.1，大地坐标为（3842167.417，462800.137）；终切点桩号为197+657.962，大地坐标为（3842370.625，462656.499）。第二段为直线段，桩号197+657.962~200+181.5348。第三段为圆弧段，起切点桩号为200+181.5348，大地坐标为（3844632.8314,461538.0952）；终切点桩号为200+571.1209，大地坐标为（3844948.1845,461312.2598）；第四段为直线段，渠道中线长m。桩号200+571.1209~201+188.4211。终点大地坐标为（3845385.377,460876.463）。郑州2-4标工程很具有南水北调渠道工程的代表性，本文就以郑州2-4标渠道开挖测量放样为例，介绍CASIOfx-5800p计算器编程在南水北调渠坡测量放样中的应用。2 施工坐标系的建立和坐标转换程序大地坐标系数据长、不直观、计算速度慢。相对坐标系（又叫工程坐标系）数据短、直观、计算速度快。因此测量中采用相对坐标系可以提高测量效率。建立相对坐标系时的坐标原点和轴线方向的选取非常重要，我们把相对坐标系的坐标原点设在第二段（直线段）渠道中心线起点，X轴指向直线段方向，Y轴垂直于直线段，高程仍采用绝对高程。设定后，在第二段中，相对坐标的X值加上197657.962（原点桩号）就是测量点的桩号，Y值就是测量点的偏中距。为了方便施工现场进行大地坐标和相对坐标的转换，需要编写两个坐标系的转换程序，如图：大地坐标转换为相对坐标程序:“X=”？X:“Y=”?Y:5DimZ(输入大地坐标，定义5个额外变量)Pol(3842370.625-3844632.8314,462656.499-461538.0952):IZ[1]:JZ[2](计算渠道中心线极坐标)Pol((3842370.625-X),(462656.499-Y)):IZ[3]:JZ[4](计算测点极坐标)Z[2]-Z[4]A:(计算两方向线夹角)Z[3]*cosAM:“M=”:M⊿(计算施工坐标X，并显示)Z[3]*sinAN:“N=”:N⊿(计算施工坐标Y，并显示)程序结束。相对坐标转换为大地坐标程序：“M=”?M:“N=”?N:tan-1N/MA:5 DimZPol(3842370.625-3844632.8314,462656.499-461538.0952):IZ[1]:JZ[2]Z[2]-AB:（M2+N2）1/2C：Rec(C,B)（极坐标反算大地坐标）IZ[3]: 3842370.625-Z[3] X:“X=”:X⊿JZ[4]: 462656.499-Z[4] Y:“Y=”:Y⊿程序结束。3边坡开挖深度程序渠道边坡开挖的下挖深度计算程序分为三类，弧线段类、直线段类和渐变段类，其中渐变段类编程最难。弧线段类和直线段类不同段之间程序的变化不大，变化的只是中间的数据，增加或减少马道级数而已；渐变段需要根据不同的段编写不同的程序。1 ) 直线段类以第一段（