EXCEL在桩基工程测量内业计算工作中的应用

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[摘要] 城际铁路工程设计标准高，桥梁多，线下工程测量任务重，需计算大量的坐标资料，计算过程具有统一、复杂、单纯性。对此，结合现场工程实际，利用excel的强大处理数据功能来计算坐标，即节省了工作时间，又提高了工作质量。

[关键词] 工程计算 坐标

城际铁路的发展，大多使用了高速铁路的标准，设计时速高，施工质量要求高，平顺性要求高，因此，测量工作显得尤为重要，而在施工伊始，桩基工程为先行工程，这就需要工程技术人员放样测量，计算出桩基坐标。坐标的计算速度和质量决定了施工现场的进度和质量。计算坐标方法有很多，手算的工作量大且容易出错；CASIO计算器有局限性，一次只能计算几个点，不能快速、大规模的计算；AutoCAD可以量取坐标，但需要事先画图且需要一定专业水平。下面以青荣城际铁路一处跨既有线主桥的桩基坐标计算为例，介绍利用EXCEL在桩基坐标中的计算应用。

一、实例情况

本桥基础与正线斜交，与既有铁路平行，44号墩如下图所示

二、计算与应用

1.输入曲线要素

在上表粉红色区域中填入相关数据，以上数据设计资料中均已给出，角度以十进制输入。

2.计算四大桩

ZH点桩号D6=$D$2+$L$3；HY点桩号D7=$D$6+$H$4；YH点桩号D8=$D$7+($D$4-$H$4*2)；HZ点桩号D9=$D$8+$H$4；

ZH点X坐标H6=$H$2+$L$3*COS(($P$2+180)/180*PI())；HY点X坐标H7=$H$6+($H$4- $H$4^5/(90*$H$3^2*$H$4^2))*COS(ABS(($P$2+30*$H$4^2/(PI()*$H$3*$H$4))/180*PI()))；YH点X坐标H8=$H$7+(SIN(90*($D$8-$D$7)/PI()/$H$3/180*PI())*(2*$H$3)* COS(ABS(($P$7+90*($D$8-$D$7)/PI ()/$ H$3)/180*PI())))；HZ点坐标H9=$H$2+$L$3* COS(($P$2+$D$3)/180*PI())；

ZH点Y坐标L6=$L$2+$L$3*SIN(($P$2+180)/180*PI())；HY点Y坐标L7=$L$6+ ($H$4-$H$4^5/(90*$H$3^2*$H$4^2))*SIN(ABS(($P$2+30*$H$4^2/(PI()*$H$3*$H$4))/180*PI()))；YH点Y坐标L8= $L$7+(SIN(90*($D$8-$D$7)/PI()/$H$3/180*PI()) *(2*$H$3)*SIN(ABS(($P$7+90*($D$8-$D$7)/PI()/$H$3)/180*PI())))；HZ点坐标L9=$L$2+$L$3*SIN(($P$2+$D$3)/180*PI())；

ZH点方位角P6=$P$2；HY点方位角P7=$P$6+90*$H$4^2/PI()/$H$3/$H$4；YH点方位角P8=$P$7+ 180*($D$8-$D$7)/PI()/$H$3；HZ点方位角P9=$P$2+$D$3。

3.输入桩基几何尺寸

在上表粉红色区域中填入中心里程，距墩中心纵向、横向尺寸，桥墩的外矢距E(单位：cm)，桥墩中心线与线路的斜交角度（十进制），设计线距桥墩中心的距离。

4.计算桩基坐标

设计线（线路）方位角I13=IF(A13>$D$9,ABS($P$9),IF(A13>$D$8,ABS ($P$9-90* (A13-$D$9)^2/PI()/$H$3/$H$4),IF(A13>$D$7,ABS($P$7+180*(A13-$D$7)/PI()/$H$3),IF(A13

设计线弧度值J13=RADIANS(I13)，复制粘贴至J14：J21，求出线路坐标方位角的弧度值；

设计线X坐标K13=IF(A13>$D$9,$H$9+(A13-$D$9)*COS($P$9/180*PI()), IF(A13>$D$8,$H$8+((A13-$D$8)-(A13-$D$8)^5/(90*$H$3^2*$H$4^2))*COS(ABS(($P$8+30*(A13-$D$8)*(3*$H$4-(A13-$D$8))/PI()/$H$3/$H$4)/180*PI())),IF(A13>$D$7,$H$7+(SIN(90*(A13-$D$7)/PI()/$H$3/180*PI())*(2*$H$3)*COS(ABS(($P$7+90*(A13-$D$7)/PI()/$H$3)/180*PI()))),IF(A13

设计线Y坐标L13 =IF(A13>$D$9,$L$9+(A13-$D$9)*SIN($P$9/180*PI()), IF(A13>$D$8,$L$8+((A13-$D$8)-(A13-$D$8)^5/(90*$H$3^2*$H$4^2))*SIN(ABS(($P$8+30*(A13-$D$8)*(3*$H$4-(A13-$D$8))/PI()/$H$3/$H$4)/180*PI())),IF(A13>$D$7,$L$7+(SIN(90*(A13-$D$7)/PI()/$H$3/180*PI())*(2*$H$3)*SIN(ABS(($P$7+90*(A13-$D$7)/PI()/$H$3)/180*PI()))),IF(A13

桥墩中心X坐标M13=K13+$H$13*COS(J13+RADIANS(90))，复制粘贴至M14：M21，求出桥墩中心X坐标。

桥墩中心Y坐标N13=L13+$H$13*SIN(J13+RADIANS(90))，复制粘贴至N14：N21，求出桥墩中心Y坐标。

桥墩中心方位角O13=I13+$G$13，复制至O14：O21，求出桥墩中心方位角。

桥墩中心方位角弧度值P13=RADIANS(O13),复制P14：P21，求出桥墩中心方位角的弧度值。

桩位坐标X值Q13=M13+D13*COS(P13)-E13*SIN(P13)，依次下拉，可求出此墩位所有的X值。

桩位坐标Y值Q13=N13+D13*SIN(P13)+E13*COS(P13)，依次下拉，可求出此墩位所有桩的Y值。

三、结束语

通过以上的计算过程可以看出，EXCEL计算过程采用了IF选择语句，对缓和曲线、圆曲线、直线进行了自动选择，实现了一个曲线交点内任何里程所有坐标的计算，工程技术人员只需填入设计已给的曲线要素及墩台中心里程、相对墩中心的纵横向尺寸，即可求出桩基、承台、墩身、垫石等控制放样点得坐标，且计算结果通过了CASIO编程计算器的复核，结果相互一致。再借助EXCEL的可视性和灵活多样性，直接修改表格样式就可生成坐标成果表、放样报审表等，极大的节约了计算时间，提高了工作效率。当然如何深化利用EXCEL的VBA功能和CAD功能，使计算公式更加精简化、图文一体化是以后学习、优化的方向。

参考文献

顾孝烈等编著.《测量学》（第三版）.同济大学出版社，2006

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。