AutoCAD制图软件在无缓和曲线的线路施工放样测量中的应用

AutoCAD制图软件在无缓和曲线的线路施工放样测量中的应用

本文结合AutoCAD制图软件和偏角放样放法、切线支距放样法中的计算公式，实现了线路放样使用坐标放样法。

标签：AutoCAD 坐标放样法偏角法切线支距法

1目标

以AutoCAD制图软件利用线路设计数据制作路线图，并图解线路放样所需的点位坐标代替繁琐的放样数据计算，并使施工放样达到和传统放样同等的精度。

2主要技术依据

此方法属于直角坐标放样。传统的偏角法、切线支距法属于极坐标法放样，同一仪器的直角坐标放样和极坐标放样的精度是相同的。

3仪器设备

适应此方法进行线路施工放样的主要测绘仪器设备有：GPS RTK、全站仪。

4主要点要素及计算公式

直圆点：ZY 偏角：α

曲中点：QZ 圆曲线半径：R

圆直点：YZ 圆曲线圆心：O

曲线长：L=π/180°×α×R 切线长：T=R×tan（α/2）

交点：JD 切曲差：q=2T-L

外矢距：E=R×（sec（α/2）-1）里程：DK

圆心角：ψ=（180×C）/πR

5具体应用步骤及方法

5.1线路中无缓和曲线的曲线放样

5.1.1求取ZY、YZ点

用AutoCAD软件将线路设计中起始点、交点及终点的已知坐标展布在图上，并用直线依次连接，再用公式计算出切线值T，以JD为圆心，以T为半径作圆，圆与两直线的交叉点即为ZY、YZ两点。如图1。

5.1.2作线路中的曲线

以ZY、YZ点为圆心，以半径R做两个圆，两圆在线路锐角侧的交点O，即为圆曲线的设计圆心，再以O为圆心、以圆曲线半径R作圆，连接O、JD，与圆的交点为曲中点QZ。过ZH、QZ、HZ作圆弧线即为线路中设计的圆曲线，（如图2中加粗弧线）。

5.1.3起始直线上里程计算举例说明

假设直线上起始里程和终点里程均不为整数，如起点里程为DK05+111.28，ZY点里程为DK09+548.74，设规定长度d=20m，则起始点下一点里程为DK05+120.00，ZY点上一点的里程为DK09+540.00。这时以起点为圆心，以R=120.00-111.28=8.72m为半径作圆，以ZY点为圆心，以R=548.74-540.00=8.74m 为半径作圆。两圆与直线的交点即为直线上第一个和最后一个整数里程的点位。用直线连接交点1和交点n，并用AutoCAD软件中的直线定距等分功能（measure 命令）将直线1-n以间距20m等分即得直线上里程尾数为20m的整数倍的其余点位置，如图3：

5.2圆曲线上主要点的里程计算

在AutoCAD软件中鼠标点选圆曲线，同时点选对象特性键，查取弧长值即为设计圆曲线长度L，可用公式L=π/180°×α×R进行检核。

各主要点里程：

ZYDK=JDDK-T YZDK=QZDK+（L/2）

QZDK=ZYDK+（L/2）检核：YZDK=JDDK=T-q

5.3曲线上其它点里程

曲线上点的里程尾数一般都为00、20、40......等20米的整数倍或10米的整数倍，故曲线上第一点需单独计算，下面来举例说明：

如：已知放样间距d=20m，直圆点里程为ZYDK12+212.54，设计圆曲线半径为R=360m，则圆曲线上第一点里程为DK12+220.00，其弧线长度c1=220.00-212.54=7.46，对应的圆心角ψ1=（C1×180）/（πR）=1.1873°。

注：ψ角为十进制度数。

在AutoCAD软件中直线连接O、ZY，并在原位置上复制此直线，再用图像旋转功能将直线O1—ZY以O1为基点旋转ψ1度，旋转后直线处于弧线L上的端点，即为曲线上第一点DK12+220.00点的位置，并做好该点点位标志。

在圆曲线第2至第i点区间范围中，第i-1点至第i点弧长所对应的圆心角均相等，即ψ2=（20×180）/（πR）=10/π=3.183°，再将O至第一点直线以O为基点旋转ψ2的角度值后，曲线上直线的端点即为圆曲线上第2点DK12+240.00点的位置，并做好点位标志。依次旋转直线OZY至O（i-1）后，得到i点的位置。如图4：

5.4放样

利用AutoCAD软件中点位坐标采集功能和坐标标注功能，对各个需要放样点的点位坐标进行采集、标注，并将采集的坐标编制成放样仪器数据通讯所需的坐标文件格式，核对无误后传输至测绘仪器设备中，并打印出图纸供放样时使用，最后用测绘仪器的坐标放样功能完成实地线路施工放样工作。

6坐标放样法与传统放样方法对比

6.1传统的偏角法放样和切线支距法

偏角法放样在实际放样时一般用弧长代替弦长，由此产生一定的放样误差，离测站越远积累误差越大。

切线支距法在放样时为了精确确定直角，x轴上每点需架设仪器，架设仪器次数明显过多。用罗盘等工具时角度误差较大，在地形坡度较大地区放样时不便于量距。

偏角法和切线支距法计算工作量大，此外ZY、ZH、YZ等特征点在实地放样时不一定适合架设仪器，在通视条件差或需跨越障碍物时会给放样工作带来大量的重复计算量及其他意想不到的困难。

6.2AutoCAD软件图解坐标后的坐标放样法

用AutoCAD软件图解坐标后，实现了线路施工放样利用全站仪和GPS RTK 进行坐标放样工作，各待放样点无需重复计算，减少了计算工作量。用坐标放样法时全站仪在实地设站机动灵活，不受计算值限制。利用GPS RTK放样在卫星信号好的地方更加快速高效。图解的坐标和传统放样方法计算的理论值同精度，但实际放样时坐标放样法避免了传统放样法所带来的放样误差，实际放样精度高于传统放样法的放样精度。坐标放样法不受通视条件限制，并解决了传统放样中实地需架设仪器的点位不能架设仪器及实地放样时需跨越重大障碍物等放样工作中遇到的难题，极大地提高了线路施工放样的工作效率。