【文章內(nèi)容簡介】 完成路基土方自動計(jì)量，實(shí)現(xiàn)路基施工測量、放樣及土方計(jì)量一體化；（7）隧道斷面分析與三維坐標(biāo)計(jì)算：提供隧道斷面分析功能，便捷實(shí)現(xiàn)隧道斷面的三維 5點(diǎn)坐標(biāo)、超欠挖、炮眼放樣、開挖輪廓線任意動態(tài)修改、隧道斷面上任意點(diǎn)三維坐標(biāo)計(jì)算等隧道斷面分析數(shù)據(jù)的計(jì)算。（8）平差計(jì)算：支持附合導(dǎo)線、閉合導(dǎo)線、支導(dǎo)線等導(dǎo)線類型的近似與嚴(yán)密平差計(jì)算，以及各等級水準(zhǔn)路線平差計(jì)算，計(jì)算結(jié)果以圖表形式表達(dá)；（9）其它：提供各種線路改線、坐標(biāo)反算、水平角計(jì)算、直線與線路中線交點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算、鐵路雙線間距計(jì)算、線元要素查詢、與AutoCAD、EXCELL系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換等功能。另外，RBCCE還可以通過對一些功能圖形對象的靈活組合應(yīng)用來實(shí)現(xiàn)靈活多樣的測量計(jì)算問題，通過這種方式來靈活擴(kuò)展系統(tǒng)的測量計(jì)算功能，以適應(yīng)現(xiàn)場復(fù)雜多樣的現(xiàn)場測量計(jì)算需求。橋涵結(jié)構(gòu)物特征點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算是路橋施工測量計(jì)算的重要內(nèi)容，一項(xiàng)工程通常需要完成成千上萬個(gè)橋涵結(jié)構(gòu)特征點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算。利用RBCCE可以實(shí)現(xiàn)橋涵結(jié)構(gòu)物特征點(diǎn)坐標(biāo)的快速計(jì)算，其關(guān)鍵是線路中線模型與橋涵結(jié)構(gòu)物平面對象的創(chuàng)建，系統(tǒng)根據(jù)橋涵結(jié)構(gòu)物平面對象與線路中線的工程關(guān)系便捷計(jì)算橋涵結(jié)構(gòu)物特征點(diǎn)坐標(biāo)。 線路中線對象的創(chuàng)建RBCCE是通過線路中線對象描述線路平面線形。盡管公路、鐵路等線路工程其平面形式豐富多樣，有時(shí)顯得很復(fù)雜，但路橋工程設(shè)計(jì)文件中通常是通過給定一些平面線形數(shù)據(jù)來描述或控制線路中線的平面線形，可將這些數(shù)據(jù)稱為線路平面中線的建模數(shù)據(jù)。RBCCE就是根據(jù)這些建模數(shù)據(jù)創(chuàng)建線路平面中線，然后利用線路平面中線對象進(jìn)行中、邊樁坐標(biāo)計(jì)算及中樁切線方位的計(jì)算。根據(jù)具體線路工程對象的不同，RBCCE提供了多種線路平面中線創(chuàng)建方法，下面主要介紹交點(diǎn)坐標(biāo)法及積木法創(chuàng)建線路平面中線的方法：交點(diǎn)坐標(biāo)法：通過給定線路交點(diǎn)轉(zhuǎn)折線的交點(diǎn)坐標(biāo)、交點(diǎn)處的曲線要素來控制線路平面中線，主要建模數(shù)據(jù)如下（見圖1440）：l 線路交點(diǎn)轉(zhuǎn)折線上的各交點(diǎn)JDi(i=1,2,?,n)坐標(biāo)（X，Y），或(N,E)，可以是高斯坐標(biāo)或施工局部坐標(biāo)系坐標(biāo)；l 交點(diǎn)處的平曲線的前、后緩和曲線長度為Ls1，Ls2。根據(jù)LsLs2的取值，可以得到不同的平曲線類型，即當(dāng) Ls1=Ls2時(shí)，為對稱型單交點(diǎn)平曲線，而當(dāng)Ls1≠Ls2時(shí)，則為非對稱單交點(diǎn)平曲線，當(dāng)Ls1=Ls2=0時(shí)，平曲線退化為圓曲線； l 圓曲線半徑R，為一正值；l 線路中線上第一平曲線的ZH點(diǎn)（ZY點(diǎn)）處的設(shè)計(jì)樁號； l 線路中線上的斷鏈數(shù)據(jù)。圖1440交點(diǎn)坐標(biāo)法建模數(shù)據(jù)說明對于鐵路、公路等線路平面中線通?？梢圆捎媒稽c(diǎn)坐標(biāo)法，主要操作步驟是：單擊線路交點(diǎn)轉(zhuǎn)折線創(chuàng)建按鈕，在圖形窗口中隨機(jī)繪制一條三交點(diǎn)轉(zhuǎn)折線，打開其對話框，在“坐標(biāo)與曲線要素”頁面上（見圖1441）輸入交點(diǎn)法建模數(shù)據(jù)，之后，單擊“創(chuàng)建或修改”按鈕，即可以創(chuàng)建出相應(yīng)的線路平面中線對象。圖1442為圖1441建模數(shù)據(jù)創(chuàng)建的結(jié)果，主要包括：線路交點(diǎn)轉(zhuǎn)折線對象、線路中線對象及樁線對象等。圖1441 “線路交點(diǎn)轉(zhuǎn)折線”之對話框圖1442線路平面中線要計(jì)算線路中線的中邊樁坐標(biāo)，可以打開線路平面中線對象的對話框（圖1443），在其 7對話框上進(jìn)行線路中線的中邊樁坐標(biāo)，另外還可以實(shí)現(xiàn)諸如坐標(biāo)正反算、線路中線斷鏈處理、橋梁錐坡及管涵錐坡坐標(biāo)計(jì)算等功能。圖1443積木法：對于城市立交匝道等復(fù)雜線形通?？梢圆捎梅e木法創(chuàng)建。積木法創(chuàng)建線路中線的基本思路是：盡管線路平面中線復(fù)雜多樣，但所有線路平面中線均可以看成是由一系列直線段、圓曲線及緩和曲線段等基本線元構(gòu)成的組合線型，而且各個(gè)線元之間切線相連，并通過對各個(gè)線元的建模參數(shù)來描述線路平面中線線形。積木法的主要建模數(shù)據(jù)如下：l 線路的起點(diǎn)設(shè)計(jì)樁號、坐標(biāo)和切線方位角；l 組成線路的各線元的線元參數(shù)，包括終點(diǎn)樁號（或者各線元的長度）、線元兩端點(diǎn)的曲率半徑rr2。實(shí)際上，各線元類型及轉(zhuǎn)向是通過線元的兩端半徑的數(shù)值來描述。當(dāng)線元為直線段時(shí)，r1及r2為無窮大，它們可用一大數(shù)Max(如大于或等于1E20的正數(shù))來表示；當(dāng)線元為圓曲線時(shí)，此時(shí)r1=r2，且小于Max=1E20；而當(dāng)線元為緩和曲線時(shí)，又可以根據(jù)r1與r2之間的相對大小，將其細(xì)分為以下四種類型：l 正向完全型緩和曲線，它在線路中線中以一條完整的緩和曲線出現(xiàn)，其起點(diǎn)半徑為無窮大，即r1=Max，另一端半徑r2為某一數(shù)值；l 正向不完全型緩和曲線，此時(shí)線元為正向完全型緩和曲線上的一個(gè)區(qū)段，即r1和r2為某一數(shù)值，它們均小于Max，且abs(r1)＞abs(r2)；l 逆向完全型緩和曲線，它在線路中線中以一條完整的緩和曲線出現(xiàn)，但起點(diǎn)半徑為某一數(shù)值，而終點(diǎn)半徑為r2=Max；l 逆向不完全型緩和曲線，為逆向完全型緩和曲線中的一段，此時(shí)r1和r2為某數(shù)值，它們均小于Max，且abs(r1)＜abs(r2)。另外，可以通過線元的正負(fù)來描述其轉(zhuǎn)向，規(guī)定線元左轉(zhuǎn)時(shí)，半徑為負(fù)，右轉(zhuǎn)時(shí)半徑為正。圖444顯示了某一公路匝道的線路中線，它是由5個(gè)線元構(gòu)成，從各線元兩端半徑數(shù)值可以判斷出各個(gè)線元類型，它們分別是正向完全型緩和曲線、圓曲線、逆向不完全型緩和曲線、圓曲線、逆向完全型緩和曲線，所有線元為左轉(zhuǎn)。圖444線路中線匝道示例積木法創(chuàng)建線路中線的操作步驟如下： l 單擊積木法創(chuàng)建按鈕建模數(shù)據(jù)；l 單擊“創(chuàng)建”按鈕，可以創(chuàng)建出線路中線對象，同時(shí)在各線元端點(diǎn)處作用有樁線對象，見446。，系統(tǒng)彈出“積木法”對話框（見圖445）；l 在對話框的“線元樁號、半徑”頁面上，或者在“線元長度、半徑”頁面上，輸入積木法圖445“積木法”對話框圖446線路中線線路平面中線創(chuàng)建后，可以在其它圖形頁面上創(chuàng)建橋涵結(jié)構(gòu)物對象，利用橋涵結(jié)構(gòu)物對象的對話框即可實(shí)現(xiàn)橋涵結(jié)構(gòu)物上任意特征點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算。橋涵結(jié)構(gòu)物對象的幾何形狀可以是路橋施工圖中的簡化了的橋涵結(jié)構(gòu)物平面圖，其建模數(shù)據(jù)（見圖447）主要通過中樁樁號、橫軸與線路中線偏角、基點(diǎn)偏心等描述，可以通過橋涵結(jié)構(gòu)物對話框（見圖448）進(jìn)行設(shè)置或修改。圖447 橋涵結(jié)構(gòu)物對象建模參數(shù)圖448橋涵結(jié)構(gòu)物對象對話框之“屬性修改”頁面橋涵結(jié)構(gòu)物對象的創(chuàng)建步驟是，先繪制橋涵結(jié)構(gòu)物平面幾何圖形對象，再單擊指示線按鈕命令繪制指示線（見圖449），起點(diǎn)捕捉在橋涵結(jié)構(gòu)物基點(diǎn)處，打開指示線對話框，在“指示線對象”對話框之“工具1”頁面（見圖450），單擊“橋涵結(jié)構(gòu)物”按鈕命令，可以創(chuàng)建橋涵結(jié)構(gòu)物對象，之后可以打開其對話框進(jìn)行建模參數(shù)設(shè)置或修改。圖449 橋涵結(jié)構(gòu)物定義示意圖圖450指示線對象對話框之 “工具1”頁面要計(jì)算橋涵結(jié)構(gòu)物特征點(diǎn)坐標(biāo)，可以單擊指示線按鈕命令繪制指示線，讓指示線起點(diǎn)捕捉在橋涵結(jié)構(gòu)物特征點(diǎn)位置，以標(biāo)記需要計(jì)算坐標(biāo)的特征點(diǎn)。橋涵結(jié)構(gòu)物上圓心（通常為橋樁點(diǎn)）不用標(biāo)記，為系統(tǒng)默認(rèn)的計(jì)算特征點(diǎn)。圖451為一橋涵結(jié)構(gòu)物，其上圓心及用指示線標(biāo)記點(diǎn)均為需要計(jì)算的特征點(diǎn)，打開橋涵結(jié)構(gòu)物對話框，在“坐標(biāo)計(jì)算”、“批量計(jì)算1”或“批量計(jì)算2”等對話框頁面上（見452），即可實(shí)現(xiàn)橋涵結(jié)構(gòu)物特征點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算表（見圖453），并自動將指示線按順序進(jìn)行特征點(diǎn)自動編號（見圖454）。圖451為一橋涵結(jié)構(gòu)物圖452橋涵結(jié)構(gòu)物之“坐標(biāo)計(jì)算”頁面圖453 橋涵結(jié)構(gòu)物之特征點(diǎn)自動編號圖橋涵結(jié)構(gòu)物計(jì)算機(jī)模擬放樣是指借助計(jì)算機(jī)軟件將各種橋涵結(jié)構(gòu)物直接繪制于其關(guān)聯(lián)的線路中線上。通過橋涵結(jié)構(gòu)物計(jì)算機(jī)模擬放樣可以直觀形象地看清楚橋涵結(jié)構(gòu)物與線路中線及橋涵結(jié)構(gòu)物之間的相互位置關(guān)系，并可輔助檢查橋涵結(jié)構(gòu)物特征點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算結(jié)果的正確性，實(shí)現(xiàn)施工項(xiàng)目測量放樣的整體把握。利用RBCCE可以方便地實(shí)現(xiàn)橋涵結(jié)構(gòu)物的計(jì)算機(jī)放樣。只需在橋涵結(jié)構(gòu)物對話框上，單擊“橋涵結(jié)構(gòu)物計(jì)算機(jī)放樣”按鈕即可（見圖452）。圖454顯示了RBCCE實(shí)現(xiàn)某施工項(xiàng)目計(jì)算機(jī)放樣的結(jié)果。圖454 橋涵結(jié)構(gòu)物計(jì)算機(jī)模擬放樣示例 在公路、鐵路等道路施工測量中，路基施工測量工作量很大，需要涉及大量的內(nèi)外業(yè)工作，主要包括路基橫斷面復(fù)測、坡口或坡腳放樣、施工過程中路基橫斷面測量與放樣、路基路面測量與放樣等內(nèi)容，其中坡口或坡腳放樣數(shù)據(jù)與地面線數(shù)據(jù)密切相關(guān)。路基本質(zhì)上為一三維構(gòu)筑物，理論上需要從三維計(jì)算模型對其測量放樣數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，可以有效提高路基施工測量內(nèi)外業(yè)作業(yè)效率，但在實(shí)際工作中通常是簡化為一系列簡單的平面問題進(jìn)行處理，這種方法雖然可行但效率低下，而且容易出錯(cuò)，并直接影響路基外業(yè)測量工作方案或方法。工程上通常從平面、縱斷面及橫斷面等角度來描述路基三維模型，其中，用線路平面中線描述路基的平面位置，用線路縱斷面圖描述路基的高程信息，而路基橫斷面則是用來描述路基橫斷面的橫向布置情況。當(dāng)設(shè)計(jì)資料給出某一路基橫斷面后，不管其斷面形式多么復(fù)雜，均可以從該橫斷面與線路中線、線路縱斷面圖之間工程關(guān)系計(jì)算出其上任意特征點(diǎn)三維坐標(biāo)。如圖455（a）為一路基橫斷面，其上包含檔墻、邊坡、水溝等構(gòu)筑物元素，圖455（b）為一線路平面中線，它是由直線、圓曲線和緩和曲線構(gòu)成的曲直組合線；圖455（c）為該線路縱斷面圖，它是由豎曲線與直線坡段構(gòu)成。坡腳點(diǎn)P為路基橫斷面的一特征點(diǎn)，其樁號為路基橫斷面樁號，則其三維坐標(biāo)可按以下步驟計(jì)算得到：l 從圖455（a）上量取P點(diǎn)到線路中線的水平距離a；l 根據(jù)P點(diǎn)樁號及平距a及線路平面中線，可以計(jì)算出該點(diǎn)位的邊樁坐標(biāo)(x,y)； l 根據(jù)P點(diǎn)樁號，在線路縱斷面上計(jì)算出路基橫斷面的中樁高程； l 根據(jù)坡口點(diǎn)與中樁點(diǎn)相對幾何位置，可計(jì)算A點(diǎn)高程。圖455 路基三維放樣原理示意圖上述路基橫斷面三維坐標(biāo)計(jì)算過程可以通過RBCCE軟件快速實(shí)現(xiàn)。RBCCE為路基橫斷面特征點(diǎn)三維坐標(biāo)計(jì)算提供了一種簡單、規(guī)范、直觀的通用計(jì)算方法，適合于所有類型的路基工程和各種復(fù)雜路基橫斷面，具體計(jì)算步驟是：l 創(chuàng)建線路平面中線對象； l 創(chuàng)建線路縱斷面對象； l 創(chuàng)建路基橫斷面對象；l 計(jì)算路基橫斷面上特征點(diǎn)三維坐標(biāo)。為了便于管理，可以在RBCCE中的不同頁面上繪制不同的對象類型，但在一個(gè)圖形頁面上可以繪制多個(gè)路基橫斷面。 路基橫斷面對象的創(chuàng)建方法在實(shí)際工程中，路基橫斷面會有多樣化的表現(xiàn)形式，需要根據(jù)工程類型、橫斷面形狀及已知的現(xiàn)場橫斷面資料提供合適的路基橫斷面創(chuàng)建方法，以提高路基橫斷面創(chuàng)建效率，為此RBCCE采用以下三種創(chuàng)建方法：（1）路基橫斷面自動帶帽法借助計(jì)算軟件將一系列路基橫斷面地面線三維坐標(biāo)轉(zhuǎn)化為相應(yīng)樁號的地面線，并與路基橫斷面的設(shè)計(jì)路面線、邊坡線一起構(gòu)成路基橫斷面對象的過程稱為路基橫斷面自動帶帽。RBCCE通過創(chuàng)建線路平面中線、縱斷面對象，并在縱斷面對象中輸入路基橫斷面設(shè)計(jì)線信息（其中包含路基的超寬與加寬信息）來建立路基橫斷面的三維設(shè)計(jì)模型，并可在路基橫斷面對象中輸入地面線三維坐標(biāo)來自動批量創(chuàng)建路基橫斷面對象，見圖456，457。圖456 路基三維放樣原理示意圖圖457 路基橫斷面自動帶帽結(jié)果示意圖（2）參數(shù)繪制方法通過輸入路基橫斷面的左右路面設(shè)計(jì)線、邊坡線平距、高差或坡率信息及地面線平距高程信息，創(chuàng)建路基橫斷面，見圖458。圖458路基橫斷面參數(shù)化創(chuàng)建對話框頁面（3）一般路基橫斷面繪制當(dāng)路基橫斷面比較復(fù)雜時(shí)，可以利用RBCCE提供的幾何圖形繪制功能，繪制目標(biāo)路基橫斷面對象，然后將其強(qiáng)制轉(zhuǎn)化為具有工程屬性和專業(yè)功能的路基橫斷面對象；由于RBCCE與AutoCAD 實(shí)現(xiàn)了圖形數(shù)據(jù)的無縫連接，當(dāng)設(shè)計(jì)已經(jīng)給出了電子版路基橫斷面圖時(shí)，無須重新繪制路基橫斷面，只需將這些路基橫斷面直接導(dǎo)入RBCCE中，然后將其強(qiáng)制轉(zhuǎn)化路基橫斷面，該路基橫斷面對象稱為一般路基橫斷面對象。圖459（a）為一一般路基橫斷面幾何圖形對象，單擊指示線按鈕命令繪制指示線，16其起點(diǎn)捕捉在路基橫斷面幾何圖形對象的中樁點(diǎn)處，打開其屬性對話框，在“非典型橫斷面”頁面上（見圖460），點(diǎn)擊“定義”按鈕即可以將該路基橫斷面的幾何圖形對象自動轉(zhuǎn)化為具有工程屬性和專業(yè)功能的路基橫端面對象,見圖459(b)，此時(shí)路基橫斷面具有樁號和高程信息，其上的任意特征點(diǎn)三維坐標(biāo)即可自動計(jì)算。圖459 一般路基橫斷面創(chuàng)建方法示例圖460 指示線對象之“一般橫斷面”頁面（4）一般路基橫斷面自動帶帽法將地面線三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)自動繪制在相應(yīng)的一般路基橫斷面上過程稱為一般路基橫斷面自動帶帽?？梢栽谝话懵坊鶛M斷面對話框上，輸入地面線三維坐標(biāo)，單擊“地面線生成”按鈕（見圖461），即可自動在一般路基橫斷面上自動生成地面線。圖461一般路基橫斷面對話框 路基橫斷面任意特點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算方法當(dāng)路基橫斷面對象創(chuàng)建后，即可便捷計(jì)算其上任意特征點(diǎn)三維坐標(biāo)，具體實(shí)現(xiàn)方法包括：（1）指示線計(jì)算方法：繪制指示線，將指示線的起點(diǎn)指向路基橫斷面上目標(biāo)點(diǎn)（見圖462），打開指示線的對話框（見圖463），單擊“指示點(diǎn)三維坐標(biāo)”按鈕，即可得到指示點(diǎn)的三維坐標(biāo)（見圖462）。圖462 指示線法計(jì)算路基橫斷面特征點(diǎn)示意圖圖463 指示線法對話框（2）繪制若干條指示線（見圖464），其起點(diǎn)指向路基橫斷面上特征點(diǎn)，打開指示線對話框（見圖460），單擊“系列指示線的三維坐標(biāo)表”按鈕，可以計(jì)算出所有指示線捕捉到的特征點(diǎn)的三維坐標(biāo)。圖16 路基橫斷面任意特征點(diǎn)坐標(biāo)坐標(biāo)計(jì)算示例（3）當(dāng)路基橫斷面為采用三維自動帶帽方法創(chuàng)建得到時(shí)，則其上坡腳或塹頂坐標(biāo)可以自動計(jì)算出來，具體計(jì)算方法是，打開路基橫斷面屬性對話框，在“輔助功能”頁面上，點(diǎn)擊“坡口點(diǎn)三維坐標(biāo)”按鈕，即可得到當(dāng)前斷面的坡腳或塹頂?shù)娜S坐標(biāo)數(shù)據(jù)；當(dāng)勾選“多斷面”選項(xiàng)時(shí)，可以創(chuàng)建出所有路基橫斷面的的坡腳或塹頂三維坐標(biāo)表。圖17 “路基橫斷面”對話框之“輔助功能”頁面習(xí)題和思考題：簡述功能圖形對象的基本特征；簡述圖形驅(qū)動式橋涵結(jié)構(gòu)物坐標(biāo)計(jì)算的基本原理；簡述交點(diǎn)法創(chuàng)建線路中線的建模數(shù)據(jù)；簡述積木法創(chuàng)建線路中線的建模數(shù)據(jù)；簡述一般路基橫斷面帶帽方法；簡述圖形驅(qū)動式路基三維測量放樣計(jì)算原理。參考文獻(xiàn)[1] 聞道