横断面测量和计算的新方法.doc

横断面测量和计算的新方法 张坤华 (桂林市基础设施建设总公司 桂林 541001) 摘 要 介绍利用 (电子) 经纬仪进行横断面测量的一种新方法, 并提出横断面截面积计算的一种 新思路。 关键词 横断面测量 (电子) 经纬仪 倾角法 截面积计算 高程边距法 在公路勘测设计和建设施工过程中, 横断面 测量和计算是必不可少的前期基础性工作, 其作 业成果直接影响并应用于土石方计算、道路定线、 路基设计及工程预结算。通过研究比较, 设计一种 简便、高效、精确、通用的横断面测量和计算方法, 对公路工程技术人员来说具有非常现实的技术意 义和经济意义。 竖直角 Η1 , 再将望远镜瞄准尺上另一点 B , 读取中 丝读数 v 2 和竖直角 Η2。 1 横断面测量 横断面测量的常用方法有: ① 简易标杆法, 即花杆法, 该方法技术简单, 测量精度低, 一般仅 用于低等级公路测设; ② 水准仪法, 测量精度高, 但人员配置多, 工作效率低, 故仅适用于地形平 坦、简单的地区和作业量小的工程; ③ 经纬仪视 距法, 能适应复杂的地形条件, 但观测计算繁杂, 精度低且不稳定, 故实际应用较少; ④ 全站仪法, 人员配置少, 测量精度高, 工作效率高, 因而是现 阶段最常用的横断面测量方法, 但它仍有一定的 局限性, 如仪器昂贵、笨重, 受外界条件影响大, 不 利于野外作业, 而且当地形条件趋于复杂 (如高差 变化太大) 时, 其工作效率也将大大降低。 ( 电子) 经纬仪倾角法具有仪器配置简单轻 便, 作业人员少, 劳动强度低, 工作效率高, 能适应 最复杂最困难的地形条件, 而且具有稳定、足够的 测量精度。 如图 1, 选择与已知高程点 H 及待测横断面 通视良好的任意一点O 安置经纬仪 (无需对中, 仅 需整平) , 量取仪器高 i; 在 H 点竖立水准 (塔) 尺。 图 1 倾角法示意图 在 R t△ CA M 中, 有 A M tan Η1 = CM , 而 A M = h + v 1 - i, CM = D 故: D tan Η1 = h + v 1 - 同理, 在 R t△ CB M 中有: (1) i D tan Η2 = 式 (1) , 得: h + v 2 - (2) i 式 (2) - v 2 - v 1 D = (3) tan Η2 - tan Η1 由式 (1) 易得: h = D tan Η1 + 同理, 由式 (2) 得: (4) i - v 1 h = D tan Η2 + i - (5) v 2 在实际观测时, 为使计算方便, 中丝读数应尽 量取整数, 并使 v 2 - v 1 = 1 m 。 如取 v 1 = 0 m ,  h = D tan Η1 。 法测量平距, 相对误差在 1?500 以内, 高差测量精 竖直角是指视准轴与水平面所成的夹角, 即 等于天顶距读数- 90°。利用光学经纬仪观测竖直 角, 一般需要观测一个测回。 为了提高观测精度, 必须注意两个半测回观测时中丝应瞄准同一位 置。 另外, 读取竖盘读数时, 必须调节竖盘指标水 准管微动螺旋, 使气泡居中。电子经纬仪的普及应 用, 大大提高了竖直角观测的精度和效率, 因此本 方法大力推荐使用电子经纬仪。 度在 1?1 000 以上, 完全满足高等级公路和城市 道路横断面测量的限差要求。另外, 电子经纬仪体 积小、重量轻, 便于野外作业, 观测快捷 (相对全站 仪而言, 不用测距) , 水准塔尺最高可达 5 m ( 而全 站仪反光镜对中杆最高仅 2 m 多) , 更适用于高 差大、地形困难复杂地区。 总之, 电子经纬仪完全 可以代替全站仪进行各种等级道路的纵横断面 测量。 (6) 由图 1 可知: h = H 尺 - H 站 2 横断面截面积计算 据此即可求得测站点 O 的高程。依次在待测 横 断面上中桩位置 P , 左、右方向的地面变坡点 L 、R 上立尺 ( 如图 2) , 用上述方法即可分别求得 D L 、D P、D R、H L 、H P、H R。观测读取横断面上各地 形点的水平角读数 ΑL 、ΑP、ΑR , 则有: 横断面测量外业观测记录经内业计算, 即可得 出横断面上各点的高程 H 及其与中桩位置间的水 平 距离 ( 即边距)D , 然后绘制纵横断面图。根据横 断面图及路基设计她据, 即可计算每断面的挖填截 面积, 继而计算出整段道路的挖填土方量。 传统的横断面截面积计算方法包括: ① 方格 网法, 纯手工方法, 效率低, 精度 低, 已 基 本 被 淘 汰; ② 条分法, 手工计算思路,