EXCEL辅助计算公路中桩及边桩参数的应用

1、-E*CEL辅助计算公路中桩与边桩参数的应用 晓凌摘要：在现今的道路桥梁建立中， 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F*-4500程序，利用E*CEL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：E*CEL 计算 公路中桩 公路边桩 一、前言在当前的高速公路施工中，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

2、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

3、已得到使用普及，在工程量及数测量数据处理过程中，Office中E*CEL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历结合E*CEL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E*CEL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*值、Y值。E*CEL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  Def

4、m  4 扩大存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移量L5  E=R+P/cos(N/2)-R  E外矢距在E*CEL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+PtanN/2切线长L8  A=Q-T：B=A+I：D=A+L：C=D-I  ZH：HY：HZ：YH里程桩号L9   Rec

5、T，F+180 ZH点坐标增量计算L10  Z1=V+J：Z2=W+K  ZH点坐标V，W坐标增量，计算机部运算L11  RecT，F+GN HZ点坐标增量计算L12  Z3=V+J：Z4=W+K  HZ点坐标LBI  L14  H，S，E  待点要素L15  H<AGOTO  1 第一段直线上任一点坐标计算L16  H<BGOTO  2 第一段缓和曲线上任一点坐标计算L17  H<CGOTO  3 圆曲线上任一点坐标计算L18 

6、; H<DGOTO  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场L21  RecQ-H，F+180 中桩坐标增量计算L22  *=V+J：Y=W+K  中桩坐标L23 *=*+V：“*=L24 Y=Y+W：“Y=第一段直线上任一点坐标计算结果L25  GOTO L26 LbI 2第一段缓和曲线坐标计算开场L27 Z=H-A所求点到ZH距离L28 O=90Z2/R/I/ 所求点的方位角L29 *=Z-Z

7、5/40/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*，FL33 *=Z1+V：Y=Z2+WL34 Rec*，F+90GL35 *=*+V：Y=Y+WL36 LbI 3 圆曲线上任一点切线支距法计算开场L37 Z=H-A-I/2L38 O=180Z/R/ Z所对中心角L39 *=Z-Z3/6/R2+Z5/120/R4+ML40 Z=Z2/2/R-Z4/R3/24+Z6/720/R5+PL41 GOTO 6

8、L42 LbI 4 第二段缓和曲线计算开场L43 Z=D-H到HZ点长度L44 O=90Z2/R/I/ Z所对中心角L45 *=Z-Z5/40/R2/I2+Z9/3456/R4/I4L46 Z=Z3/6/R/I-Z7/336/R3/I3+Z11/42240/R5/I5L47 Rec*，F+GN+180L48 *=Z3+V：Y=Z4+WL49 Rec*，F+GN+180-90GL50 *=*+V：Y=Y+WL51 *=*+V：“*=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

9、入转向角时不得输入“+、-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*坐标值；K交点Y坐标值；H所求点里程桩号；*、Y所求点*、Y坐标值。3根本思路本文根本思路是在E*ECEL表格中建立假设干个工作表，利用E*ECL的逻辑循环语句IF，VLOOKUP与函数计算公式把这些工作表一起。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E*ECL实例路宽10米，路基8米，路肩2米，下面以此展开表达：、首先在电子表中建立9个工作表，分别命名为根本资料、JD7、JD8、JD9、JD10、JD11、JD12、JD13、成果。、a首

10、先在根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在一起计算，在表2中利用9个单元格起来计算。例如利用JD7与JD6所对应的*Y值相减，得出JD7所对行数据的*Y值，在JD7所对应行的反切值1数据中输入公式=IF(E4=",",IF(F4=0,",ATAN(G4/F4)，在JD7所对应行的反切值2数据中输入

11、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(F4>0,G4=0),0,(")，在JD7所对应行的数据2中输入公式=IF(AND(G4>0,F4>0),H4,IF(AND(G4>0,F4=0),PI()/2,IF(AND(G4>0,F4<0),PI()/2-I4,(")，在JD7所对应行的数据3中输入公式IF(AND(F4<0,G4=0),PI(),(")，在JD7所对应行的数据4输入公式=IF(AND(G4<0,

12、F4<0),PI()+H4,IF(AND(F4=0,G4<0),1.5*PI(),IF(AND(G4<0,F4>0),1.5*PI()-I4,(")，在JD7所对应行数据方位角弧度中输入公式=IF(AND(F4>0,G4=0),J4,IF(G4>0,K4,IF(AND(G4=0,F4<0),L4,IF(G4<0),M4,(")。表1表2b利用已输入的根本资料数据，计算出如下表表3对应的单元格的数据。现以JD7所对应行做公式表达。在M所对应单元格输入公式：IF(OR(AD4=0,AE4=0)," ",AE4/

13、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*AC4/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(AC

14、4/2)，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=",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

15、入步长。表3c以上根本资料工作表以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。.然后利用源程序开场在工作表JD7、JD8、JD9、JD10、JD11、JD12、JD13中进展编单元格。现在以JD7所对应的工作表进展实例表达。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点间的数据进展计算。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、JD*、JDY、R、I、P、E、F、G、N、M、BC所对单元格参数与根本资料所对应的单元格参数起来，加宽值输入设计加宽值，常数输入为从路肩开场横向增

16、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,根本资料!$A$3:$AQ$32,38,)、VLOOKUP(A1,根本资料!$A$3:$AQ$32,39,)、VLOOKUP(A1,根本资料!$A$3:$AQ$32,40,)、VLOOKUP(A1,根本资料!$A$3:$AQ$32,41,)、VLOOKUP(A1,根本资料!$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&

17、gt;=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*、Y单元格中分别输入公式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*、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

18、*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*、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),ROUN

19、D(C$8+COS(A$5)*(B9-B95/40/D$32/E$32+B99/3469/D$34/E$34)+COS(A$5+PI()/2*B$5)*(B93/6/D$3/E$3-B97/336/D$33/E$33+B911/42240/D$35/E$35),3),IF(AND(A9>=A$9,A9<=A$11),ROUND(C$8+COS(A$5)*(B9-B93/6/D$32+B95/120/D$34+D$5)+COS(A$5+PI()/2*B$5)*(B92/2/D$3-B94/D$33/24+B96/720/D$35+I$3),3),IF(AND(A9>=A$11,

20、A9<=A$12),ROUND(C$12+COS(A$5+B$5*C$5+PI()*(B9-B95/40/D$32/E$32+B99/3469/D$34/E$34)+COS(A$5+PI()+B$5*C$5-PI()/2*B$5)*(B93/6/D$3/E$3-B97/336/D$33/E$33+B911/42240/D$35/E$35),3)," ")与IF(AND(A9>=A$7,A9<=A$8),ROUND(B9*SIN(A$5+PI()+C$3,3),IF(AND(A9>=A$8,A9<=A$9),ROUND(D$8+SIN(A$5)*

21、(B9-B95/40/D$32/E$32+B99/3469/D$34/E$34)+SIN(A$5+PI()/2*B$5)*(B93/6/D$3/E$3-B97/336/D$33/E$33+B911/42240/D$35/E$35),3),IF(AND(A9>=A$9,A9<=A$11),ROUND(D$8+SIN(A$5)*(B9-B93/6/D$32+B95/120/D$34+D$5)+SIN(A$5+PI()/2*B$5)*(B92/2/D$3-B94/D$33/24+B96/720/D$35+I$3),3),IF(AND(A9>=A$11,A9<=A$12),RO

22、UND(D$12+SIN(A$5+B$5*C$5+PI()*(B9-B95/40/D$32/E$32+B99/3469/D$34/E$34)+SIN(A$5+PI()+B$5*C$5-PI()/2*B$5)*(B93/6/D$3/E$3-B97/336/D$33/E$33+B911/42240/D$35/E$35),3)," ")。在公路中桩HY、QZ、YH及ZH点以下所对应的*、Y单元格填充以上公式，利用以公式计算出中桩坐标。ZH点以下所对桩号输入上一个交点处HZ点桩号，在与其相邻的递增桩号取5的倍数，例如在表5中桩号1100以下的桩号中输入公式A14+E$5，E$5所表

23、示的步长为5。在左、右侧任意值分别输入宽度所对公式IF(B$5>0,5,IF(A8<=A$8,5,IF(AND(A8>=A$8,A8<A$9),(A8-A$8)/E$3*F$5+5,IF(AND(A8>=A$9,A8<A$11),5+F$5,IF(AND(A8>=A$11,A8<A$12),ABS(A8-A$12)/E$3*F$5+5,IF(A8>=A$12,5)+I$5、IF(B$5<0,5,IF(A8<=A$8,5,IF(AND(A8>=A$8,A8<A$9),(A8-A$8)/E$3*F$5+5,IF(AND(

24、A8>=A$9,A8<A$11),5+F$5,IF(AND(A8>=A$11,A8<A$12),ABS(A8-A$12)/E$3*F$5+5,IF(A8>=A$12,5)+I$5，利用E*CEL的相下填充功能，向下填充公式，计算左、右侧的任意宽度。在ZH所对应左侧任侧任意值*、Y单元格分别输入公式C8+I8*COS(F8-PI()/2)与公式D8+I8*SIN(F8-PI()/2)，在ZH所对应右侧任意值*、Y单元格分别输入公式C8+T8*COS(F8+PI()/2)与D8+T8*SIN(F8+PI()/2)，同样利用向下填充功能复制单元格公式。表5c利用上述方式

25、，在工作表JD8-JD13编辑公式。工作表成果得出所有在K1+100-K2+100段的中桩及左右侧任意点坐标。参数栏所对应值为从路肩横向增加值变换常数。例如在桩号1100所对应行，左侧任意值*、Y单元格输入公式IF(AND(B4>=1100,B4<=1250),VLOOKUP(B4,JD7!A:V,10,FALSE),IF(AND(B4>=1255,B4<=1360),VLOOKUP(B4,JD8!A:V,10,FALSE),IF(AND(B4>=1365,B4<=1585),VLOOKUP(B4,JD9!A:V,10,FALSE),IF(AND(B4>

26、;=1590,B4<=1760),VLOOKUP(B4,JD10!A:V,10,FALSE),IF(AND(B4>=1765,B4<=1875),VLOOKUP(B4,JD11!A:V,10,FALSE),IF(AND(B4>=1880,B4<=2030),VLOOKUP(B4,JD12!A:V,10,FALSE),IF(AND(B4>=2035,B4<=2105),VLOOKUP(B4,JD13!A:V,10,FALSE),")与IF(AND(B4>=1100,B4<=1250),VLOOKUP(B4,JD7!A:V,11,FA

27、LSE),IF(AND(B4>=1255,B4<=1360),VLOOKUP(B4,JD8!A:V,11,FALSE),IF(AND(B4>=1365,B4<=1585),VLOOKUP(B4,JD9!A:V,11,FALSE),IF(AND(B4>=1590,B4<=1760),VLOOKUP(B4,JD10!A:V,11,FALSE),IF(AND(B4>=1765,B4<=1875),VLOOKUP(B4,JD11!A:V,11,FALSE),IF(AND(B4>=1880,B4<=2030),VLOOKUP(B4,JD12!A

28、:V,11,FALSE),IF(AND(B4>=2035,B4<=2105),VLOOKUP(B4,JD13!A:V,11,FALSE),")，在中桩坐标所对应的*、Y单元格输入公式IF(AND(B4>=1100,B4<=1250),VLOOKUP(B4,JD7!A:V,3,FALSE),IF(AND(B4>=1255,B4<=1360),VLOOKUP(B4,JD8!A:V,3,FALSE),IF(AND(B4>=1365,B4<=1585),VLOOKUP(B4,JD9!A:V,3,FALSE),IF(AND(B4>=1590

29、,B4<=1760),VLOOKUP(B4,JD10!A:V,3,FALSE),IF(AND(B4>=1765,B4<=1875),VLOOKUP(B4,JD11!A:V,3,FALSE),IF(AND(B4>=1880,B4<=2030),VLOOKUP(B4,JD12!A:V,3,FALSE),IF(AND(B4>=2035,B4<=2105),VLOOKUP(B4,JD13!A:V,3,FALSE),")与IF(AND(B4>=1100,B4<=1250),VLOOKUP(B4,JD7!A:V,4,FALSE),IF(AND

30、(B4>=1255,B4<=1360),VLOOKUP(B4,JD8!A:V,4,FALSE),IF(AND(B4>=1365,B4<=1585),VLOOKUP(B4,JD9!A:V,4,FALSE),IF(AND(B4>=1590,B4<=1760),VLOOKUP(B4,JD10!A:V,4,FALSE),IF(AND(B4>=1765,B4<=1875),VLOOKUP(B4,JD11!A:V,4,FALSE),IF(AND(B4>=1880,B4<=2030),VLOOKUP(B4,JD12!A:V,4,FALSE),IF(

31、AND(B4>=2035,B4<=2105),VLOOKUP(B4,JD13!A:V,4,FALSE),")，在右侧任意值所对应的*、Y单元格中输入公式IF(AND(B4>=1100,B4<=1250),VLOOKUP(B4,JD7!A:V,21,FALSE),IF(AND(B4>=1255,B4<=1360),VLOOKUP(B4,JD8!A:V,21,FALSE),IF(AND(B4>=1365,B4<=1585),VLOOKUP(B4,JD9!A:V,21,FALSE),IF(AND(B4>=1590,B4<=1760),VLOOKUP(B4,JD10!A:V,21,FALSE),IF(AND(B4>=1765,B4<=1875),VLOOKUP(B4,JD11!A:V,21,FALSE),IF(AND(B4>=1880,B4<=2030),VLOOKUP(B4,JD12!A:V,21,FALSE),IF(AND(