EXCEL辅助计算公路中桩与边桩参数的应用

1、EXCEL辅助计算公路中桩与边桩参数的应用             摘要在现今的道路桥梁建设中， 全站仪以其高精度、高效率的特点，在测量放样中得到广泛的应用，它将传统的二维测量提升到了三维测量的高度。但大量的坐标计算加重了测量人员的工作强度，也影响了全站仪的使用效率。本人根据公路工程施工测量提供的FX-4500程序，利用EXCEL函数与逻辑循环语来计算公路中桩及边桩参数，大大提高了计算的可靠性和速度。 关键词EXCEL 计算 公路中桩 公路边桩 一、前言在当前的高速公路施工中

2、，全站仪以其高精度、使用简便的特点在施工测量放样中得到广泛的应用。它的使用还有一个意义，它将测量从传统的二维测量提升到三维测量的高度，使测量效率大为提高。全站仪使用时需计算大量的坐标，坐标的正确和精度直接关系到测量结果的准确度；另外，对于现场计算的坐标，能否迅速的得出结果也会影响全站仪的使用效率，所以准确、快速的坐标计算也是全站仪使用中的关键一环。坐标的计算涉及到大量的数据和公式，计算时极易出错。测量中使用最多、计算最为复杂的是公路中桩、边桩坐标和方位角，其他的施工测量都是以此作为参照，经过简单运算即可得结果。现测量员普遍采用可编程计算器帮助计算，使用前需根据不同的计算器特性输入程序，计算时根

3、据不同的路段选择不同的程序输入参数，逐个得到坐标或方位角，还得反复校核。这对于大批量计算来说是一个不小的工程。现在，电脑在施工单位已得到使用普及，在工程量及数测量数据处理过程中，Office中EXCEL经常是测量技术人员利用的工具。本人根据本人从2002年至2005年的利用电脑处理测量资料的经验结合EXCEL的强大功能，总结出了用电脑计算公路中桩、左侧、右侧坐标的可行方法，并利用EXCEL的逻辑语句编制了一个小的应用程序。希望能把测量人员从重复性的劳动中解脱出来。二、工作原理1.应用程序的目标上文已讲到施工测量中使用最多、计算最为复杂的是公路中线逐点坐标和切线方位角，既中桩的X值、Y值。EXC

4、EL的主要目标就是计算公路中线的中桩参数。2源程序L1  F：N：G：R：U：Q：J：K起算要素L2  Defm  4 扩大内存L3  M=I/2-I3/240/R2  M为加设缓和曲线后使切线增长的距离L4  P=I2/24/R-I4/2688/R3  P为加设缓和曲线，圆曲线相对于切线的内移量L5  E=（R+P）/cos(N/2)-R  E外矢距在EXCEL中角度默认为弧度。L6  L=RN/180+I  L为曲线长含缓和段L7  T=M+（R+P）tan（N/2）切线

5、长L8  A=Q-T：B=A+I：D=A+L：C=D-I  ZH：HY：HZ：YH里程桩号L9   Rec（T，F+180） ZH点坐标增量计算L10  Z1=V+J：Z=W+K  ZH点坐标（V，W坐标增量，计算机内部运算）L11  Rec（T，F+GN） HZ点坐标增量计算L12  Z=V+JZ=W+K  HZ点坐标LBI  L14  H，S，E  待点要素L15  HAGOTO  1 第一段直线上任一点坐标计算L16  HBGOTO

6、0; 2 第一段缓和曲线上任一点坐标计算L17  HCGOTO  3 圆曲线上任一点坐标计算L18  HDGOTO  4 第二段缓和曲线上任一点坐标计算L19  GOTO  5第二段直线上任一点坐标计算L20  LBI  I  第一段直线坐标计算开始L21  Rec（Q-H，F+180） 中桩坐标增量计算L22  X=V+J：Y=W+K  中桩坐标L23  X=X+V：“X”=L24  Y=Y+W：“Y”=第一段直线上任一点坐标计算结果L25 

7、GOTO L26  LbI  2第一段缓和曲线坐标计算开始L27  Z=H-A所求点到ZH距离L28  O=90Z2/R/I/ 所求点的方位角L29 X=Z-Z5/40/R2/I2+Z9/3456/R4/I4L30  Z=Z6/6/R/I-Z7/336/R3/I3+Z11/42440/R5/I5 第一段缓和曲线上任一点切线支距法坐标计算L31  LBI  6  第一段缓和曲线、圆曲线坐标换算计算L32  Rec（X，F）L33  X=Z1+VY=Z+WL34  Rec（X，F+90G）

8、L35  X=X+VY=Y+WL36  LbI  3  圆曲线上任一点切线支距法计算开始L37  Z=H-A-I/2L38  O=180Z/R/ Z所对中心角L39  X=Z-Z3/6/R2+Z5/120/R4+ML40  Z=Z2/2/R-Z4/R3/24+Z6/720/R5+PL41  GOTO 6L42  LbI  4  第二段缓和曲线计算开始L43  Z=D-H到HZ点长度L44  O=90Z2/R/I/ Z所对中心角L45  X=Z-Z

9、5/40/R2/I2+Z9/3456/R4/I4L46  Z=Z3/6/R/I-Z7/336/R3/I3+Z11/42240/R5/I5L47  Rec（X，F+GN+180）L48  X=Z+VY=Z+WL49  Rec（X，F+GN+180-90G）L50  X=X+VY=Y+WL51  X=X+V：“X”=L52  Y=Y+V：“Y”=L53  GOTO 程序中符号说明F-第一直线段正方位角（即后视切线上任一点（如ZH）至交点的方位角；N交点转向角（即偏角）；右偏角为正，左偏角为负，输入转向角时不得输入“+、

10、-”G条件（左偏输入-1，右偏输入+1）；R半径；I缓和曲线长度（m）（圆曲线I输入0）；Q交点里程桩号；J交点X坐标值；K交点Y坐标值；H所求点里程桩号；X、Y所求点X、Y坐标值。         3基本思路本文基本思路是在EXECEL表格中建立若干个工作表，利用EXECL的逻辑循环语句（IF，VLOOKUP）与函数计算公式把这些工作表链接一起。本文利用蒲石河对外永久公路（K1+200-K2+100段）中桩及边桩计算做出EXECL实例（路宽10米，路基8米，路肩2米），下面以此展开叙述、首先在电子表中建立9个工作

11、表，分别命名为基本资料、JD7、JD8、JD9、JD10、JD11、JD12、JD13、成果。、a首先在基本资料工作表中输入如下表相对的数据。在电子表格中，三角函数计算以弧度为单位，所以角度值必须在单元格中必须利用pi()/180在角度与弧度的转换。在转向角输入时，向左转时在G对应的单元格中输入-1，向右转时在G对应的单元格中输入1（如表1）。方位角所对应的数据可以直接从设计提供的参数表输入，另外可以用几个单元格链接在一起计算，在表2中利用9个单元格链接起来计算。例如利用JD7与JD6所对应的XY值相减，得出JD7所对行数据的XY值，在JD7所对应行的反切值1数据中输入公式=IF(E4=&qu

12、ot;","",IF(F4=0,"",ATAN(G4/F4)，在JD7所对应行的反切值2数据中输入公式=IF(E4="","",IF(G4=0,"",ATAN(F4/G4)，在JD7所对应行的数据1中输入公式=IF(AND(F40,G4=0),0,("")，在JD7所对应行的数据2中输入公式=IF(AND(G40,F40),H4,IF(AND(G40,F4=0),PI()/2,IF(AND(G40,F40),PI()/2-I4,("")，在JD7

13、所对应行的数据3中输入公式IF(AND(F40,G4=0),PI(),("")，在JD7所对应行的数据4输入公式=IF(AND(G40,F40),PI()+H4,IF(AND(F4=0,G40),1.5*PI(),IF(AND(G40,F40),1.5*PI()-I4,("")，在JD7所对应行数据方位角弧度中输入公式=IF(AND(F40,G4=0),J4,IF(G40,K4,IF(AND(G4=0,F40),L4,IF(G40),M4,("")。表1表2b利用已输入的基本资料数据，计算出如下表表3对应的单元格的数据。现以JD7所对

14、应行做公式叙述。在M所对应单元格输入公式IF(OR(AD4=0,AE4=0)," ",AE4/2-AE43/240/AD42)，在P所对应单元格输入公式IF(AD4=0,"",AE42/24/AD4-AE44/2688/AD43)，在E所对应单元格输入公式IF(OR(D4="",E4=""),"",(AD4+AH4)/COS(AC4/2)-AD4)，在L所对应单元格输入公式IF(OR(D4="",E4=""),"",PI()*AD4*A

15、C4/PI()+AE4)，在T所对应单元格输入公式IF(OR(D4="",E4=""),"",IF(AG4="",0,AG4+(AD4+AH4)*TAN(AC4/2)，在ZH所对单元格输入公式IF(OR(D4="",E4=""),"",C4-AK4)，在HY所对应单元格输入公式IF(OR(D4="",E4=""),"",AL4+AE4)，在QZ所对应单元输入公式IF(OR(D4="&qu

16、ot;,E4=""),"",AM4/2+AO4/2)，在YH所对应单元格输入公式IF(OR(D4="",E4=""),"",AP4-AE4)，在HZ所对应单元格输入公式IF(OR(D4="",E4=""),"",AL4+AJ4)，在BC所对单元格输入步长。表3c以上基本资料工作表以JD7所对应行做例子，JD8至JD13所对应行输入公式采用电子表格中的编辑栏中的向下填充功能，向下填充公式。.然后利用源程序开始在工作表JD7、JD8、JD9

17、、JD10、JD11、JD12、JD13中进行编单元格。现在以JD7所对应的工作表进行实例叙述。工作表在计算过程中只能上一个交点的HZ点到本交点的HZ点间的数据进行计算。a、例如表4，在工作表的第一个单元格输入数字7（与JD7所对应的数字7一致），然后把JHZH、JDX、JDY、R、I、P、E、F、G、N、M、BC所对单元格参数与基本资料所对应的单元格参数链接起来，加宽值输入设计加宽值，常数输入为从路肩开始横向增加的宽度。表4b、例如表5，桩号（ZH-HZ）所对应的单元格中分别输入公式VLOOKUP(A1,基本资料!$A$3:$AQ$32,38,)、VLOOKUP(A1,基本资料!$A$3:$

18、AQ$32,39,)、VLOOKUP(A1,基本资料!$A$3:$AQ$32,40,)、VLOOKUP(A1,基本资料!$A$3:$AQ$32,41,)、VLOOKUP(A1,基本资料!$A$3:$AQ$32,42,)。在ZH所对应的参数单元格输入公式IF(AND(A8=A$7,A8=A$8),A$3-A8,IF(AND(A8=A$8,A8=A$9),A8-A$8,IF(AND(A8=A$9,A8=A$11),(A8-A$8-E$3/2),IF(AND(A8=A$11,A8=A$12),A$12-A8,"")，利用编辑工具栏中向下填充公式。在ZH点与HZ点对应的X、Y单元格

19、中分别输入公式B3+F3*COS(A5+PI()、C3+F3*SIN(A5+PI()、B3+F3*COS(A5+B5*C5)、C3+F3*SIN(A5+B5*C5)，首先计算出ZH点与HZ点所对应的X、Y坐标。在ZH点所对应的切线方位角单元格IF(A8=A$8,A$5,IF(AND(A8=A$8,A8=A$9),0.5*B82/D$3/E$3*B$5+A$5,IF(AND(A8=A$9,A8=A$11),B8/D$3*B$5+A$5,IF(AND(A8=A$11,A8=A$12),0.5*B82/D$3/E$3*(-B$5)+A$5+B$5*C$5,IF(A8=A$12,A$5+B$5*C$5)，然后利用向下填充功能把公式向下填充，计算相对应的桩号在切线方向的方位角。在HY点所对应的X、Y单元格中输入相应公式IF(AND(A9=A$7,A9=A$8),ROUND(B9*COS(A$5+PI()+B$3,3),IF(AND(A9=A$8,A9=A$9),ROUND(C$8+COS(A$5)*(B9-B95/40