横断面测量及数据的处理方法
工 业 技 术
２００９ ＮＯ．０５
科技资讯
横断面测量及数据的处理方法
教传辉
（辽宁有色地质局１０３队 辽宁丹东 １１８００２）
摘 要：介绍一种用全站仪进行横断面测量及其数据处理方法。对一些没有横断面绘制软件的单位来说，该法使横断面测量变得简易、快捷、高效。
关键词：横断面 数据 测量
中图分类号：ＴＤ８５ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７２－３７９１（２００９）０２（ｂ）－０１４３－０２
１ 问题的提出
横断面测量是线路工程中一项非常繁琐的测量工作。传统测量方法内外业工作量都很大。对一些没有横断面绘制软件的单位来说，内业工作量仍很大。针对这一情况，本文提出一种减少内业工作量的测量方法。
角度关系（可用计算器编程计算）。按图１定义的假定坐标系，以中线点的切线为Ｘ轴，（Ｘ轴指向线路前进方向，定义其方位角为零），推算定向方位角，精确照准后视点进行定向，旋转照准部至线路法线方向（９０°或２７０°方位），此时即可逐点测定该断面上各地形变化点的三维坐标。
（４）编号。测点可按断面号附测点号的形式进行编号，如：第一条横断面的点，１－１、１－２、１－３……；第二条横断面的点，２－１、２－２、２－３……。亦可按里程附测点号形式编号，如横断面中线点里程为Ｋ１＋１２０，可记为，Ｋ１１２０－１、Ｋ１１２０－２、Ｋ１１２０－３……。这样编号有利于不同横断面所测点的识别，便于数据的处理。
（５）观测。在完成上述步骤后，开始观测，并存储。根据测点的纵（应恒为零）、横坐标（测点与中心点的间距）可判断立镜点是否位于所需断面上或是否超出所测范围。
３．３遇障碍物及中线点不能设站的处理
（１）当横断面上有障碍物时（如高坎），可在断面线上作一支点Ｂ，在支点Ｂ上进行操作。如图２，Ａ至Ｂ间距为Ｍ，此时Ｂ点三维坐标为（０，±Ｍ，Ｚ）（当Ｂ位于线路右侧时取正，当Ｂ位于线路左侧时取负）。于Ｂ点设站，将其三维坐标及仪器高、觇标高输入全站仪，然后按上述操作方法继续横断面
图１
架设仪器、高差较大的地区时，上述方法就会受到一定的限制甚至无法测量。此时可采用全站仪自由设站法测量横断面［１］，如图３，Ａ为线路中线点，若Ａ为曲线上点，可按文献［１］提供的方法解算其坐标和切线方位角。Ｂ为根据现场地形确定的自由站点，其坐标、高程可根据测量控制点施测而得。
图３中，ｂ为Ａ点切线（即假定坐标系Ｘ轴）与ＡＢ之夹角，可在测量坐标系中求得。应结合ｂ在假定坐标系ＸＡＹ中的象限位置确定其角值。Ｂ在ＸＡＹ平面直角坐标系中的坐标ｘ、ｙ按下式求得：
ｘ＝Ｄｃｏｓｂ ｙ＝Ｄｓｉｎｂ
于Ｂ设站，全站仪置入Ｂ点坐标（ｘ，ｙ，Ｚ）及其仪器高、觇标高。Ｂ点定向方位角ｅ可在测量坐标系中通过反算的ＢＣ（Ｃ为测量控制点）方位与Ａ点切线方位之差求得。完成定向后按自由站法施测横断面。
根据Ａ的横断面各点ｘ坐标均为零，顺向确定施测点位，并按ｙ坐标控制横断面施测长度。注意坐标为（０，０，Ｚ）的位置系该横断面的线路中线点。
２ 横断面的测设原理
测设横断面采集的是沿线路法线方向地形变化点相对于中线点的高差和水平距离数据，或者是地形变化点的高程和到中线点的水平距离数据。根据这两项数据就可以绘制某里程处的横断面图。
如图１，ＮＯＥ为测量坐标系。建立以线路某中线点Ａ为坐标原点，该中线点的切线为Ｘ轴（Ｘ轴正向指向线路前进方向），法线为Ｙ轴的假定坐标系，则只要测定了假定坐标系中法线上地形变化处的Ｙ、Ｚ（高程）坐标即可绘制该中线点上线路
横
断
面图。
施测。
（２）当线路中线点不能设站时，可由前面的中线点上放出该断面上的一
点，
在放
出的点上进行操作。
（３）根据测点的纵、横坐标值判断立镜点是否位于指定断面或是否超出测量范围。
图３
３ 中线点上测设横断面
３．１中线点测量
线路的主点如转点、曲线起点、曲中点、终点和里程桩均可在测量坐标系中求得其位置坐标，并应按测量坐标测设线路主点。
根据设计及有关规范要求，确定各断面之间的间距（如２０米），然后于实地测定各中线桩。３．２操作步骤
（１）设站。在线路中线点上设站。（２）输入起始数据。将该中线点的点号、假定坐标（Ｘ，Ｙ）及高程Ｚ、仪器高、觇标高等输入全站仪，此时，Ｘ＝Ｙ＝０。
（３）定向。事先在测量坐标系中计算中线点（即设站点）至后视点和切线方向等的
５ 数据处理及成图
（１）将全站仪记录的数据传入电脑，可按施测日期建立数据存储文件。
（２）采用记事本、ＷＯＲＤ和ＥＸＣＥＬ工具对数据进行合理编辑，使观测数据符合地形图成图软件对数据格式的要求。
全站仪施测记录的横断面数据包含测点号ｎ（按上述编号方法记录的点号）、横坐
图２
标Ｙ、纵坐标Ｘ、高程Ｚ，其ｄａｔ一般格式为：ｎ，Ｙ，Ｘ，Ｚ。其中Ｘ恒为零（或接近零），｜Ｙ｜实际为测点至线路中线的间距。经ＷＯＲＤ表格处理后，数据格式可变为ｎ，Ｙ，
４ 自由设站法测设横断面
当线路穿越通视条件差、中线上难以
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（３）经上述表格化处理的ｄａｔ数据格式仍保持ｎ，Ｙ，Ｚ，形式不变，仅Ｚ附加了常数。将处理后ｄａｔ数据文件调入地形图成图软件（如南方Ｃａｓｓ５．０），按断面号依次将各断面点连线，即可得到各个横断面。
（４）经适当注记、各断面间间距的合理调整及图廓整饰即可形成一幅幅完整的横断面图。
用、可行。
Ｚ。此时Ｚ位置空缺，且以Ｚ替换了Ｘ的位
为数字化绘图需要，运用ＥＸＣＥＬ表格编辑功能，对第二个横断面所测点的Ｚ值附加一常数Ｓ（如２０米），第三个横断面所测点的Ｚ值附加２Ｓ（如４０米），……，第ｎ个横断面所测点的Ｚ值附加（ｎ－１）Ｓ［如（ｎ－１）２０米］。附加规律性常数后的Ｚ值作为计算机绘图用高程使用。常数Ｓ应根据测区地势变化情况合理确定。这样处理好处在于：不但可按施测数据正确表示单个断面的位置高程变化，而且绘图时可使不同断面间保持常数间隔（依次自动上下间隔排列），避免不同断面的点重叠，利于绘图时辨识。
参考文献
［１］ 傅熙照．用全站仪自由设站法测量横断
面［Ｊ］．测绘通报，２００１（７）．
６ 结语
经多项工程的应用证明，在不要求施测地形图或没有横断面成图软件的情况下，此法可提高内外业工作效率，降低劳动强度，数据处理简单直观。因而该作法实
（上接１４２页）
表１ 环氧树脂补强材料配比参考表
表２
环氧胶泥（
腻子）
配方
致，砂子用中粗砂。
③水泥砂浆的配比为１∶２到１∶３，并搅拌均匀，在水泥浆中掺入水泥用量１％的ＺＶ混凝土界面剂，起到加强混凝土结合的作用。
④按照抹灰工的操作方法，用抹子大力将砂浆压入蜂窝内，刮平；在棱角部位用靠尺将棱角取直。
⑤待砂浆凝结硬化后，用２００目砂布打磨加强保湿养护。２．４缺棱掉角
梁端头底边、锚穴砼发生斜截面破坏后掉角。
（１）原因分析。
①钢筋保护层局部过大。
②端头模板脱模剂涂刷不均匀。
③模板倒角制作的不容易脱模，拆除时工人人为破坏。
（２）预防措施。
①严格控制钢筋保护层。
②端头模板脱模剂涂刷要均匀。
③修改模板，拆除时工人不要人为的破坏。
（３）修补方法。①清除待修补砼表面浮浆、松动石子等，并用清水冲洗干净后风干待补表面。
②用最大粒径小于等于１５ｍｍ、级配连续的碎石与修补砂浆相同的啥、水泥、外加剂、水，以及混凝土界面结合剂，按１∶１．６３∶２．２７∶０．３２配比，掺入水泥用量１％的ＺＶ混凝土界面剂，起到加强混凝土结合的作用。
③用钢抹子用力将混凝土拌合物压抹在待修表面，要求平整，加强喷水养护， 待砂浆凝结硬化后，用２００目砂布打磨加强保湿养护。
④采用修饰麻面方法反复修饰。２．５收缩裂缝
砼的收缩分干缩和自收缩两种。干缩是砼中随着多余水分蒸发，湿度降低而产生体积减少的收缩，其收缩量占整个收缩量的很大部分；自收缩是水泥水化作用引起的体积减少。收缩量只有前者的１／５～１／１０。
干缩裂缝呈现在梁翼板顶面，宽度多在０．０５ｍｍ～０．２ｍｍ之间，其走向纵横交错，无规律性，分布不均，并随温度和湿度变化而逐渐发展。
（１）原因分析。
①砼养护不当。撒水次数过少，表面损失水分过快，造成内外收缩不均匀而引起表面砼开裂。
②过度振捣造成离析，表面水泥含量大，收缩量也增大。
（２）预防措施。
①浇注完砼及时养护，保证养护龄期。②振捣密实而不离析，对板面进行二次抹压，以较少收缩量。
（３）修补方法。
对于细微的裂缝可向裂缝灌入纯水泥浆，嵌实再覆盖养护。或将裂缝加以清洗，干燥后涂刷两遍环氧胶泥或加贴环氧玻璃布进行表面封闭。对于较深的或贯穿的裂缝，应用环氧树脂灌浆后表面再加刷环氧树脂胶泥封闭。２．６“白斑”、“黑斑”
（１）原因分析。
①插入式振捣器振捣时接触模板，形成白斑点。
②砼浇注后，模板会因投料和振捣器激振，溅上许多水泥浆或在翼板模板上残留有未清理干净的水泥浆，拆模后在砼表面留下黑斑点。
（２）预防措施。
①在振捣器上做好标记，避免振捣棒抵触模板。
②在浇下一层砼前将侧模板上溅落的水泥浆擦干净。
（３）修补方法。
黑斑用细砂纸精心打磨后，即可现出砼本身的颜色。白斑一般情况下不做处理，当白斑处砼较松散时可按麻面的修补方法进行整修。
３ 实施效果评价
经过多次施工实践，上述办法行之有效，使砼外观质量有很大改观，取得了满意的效果。
４ 结语
影响预制梁外观质量的因素很多，造成缺陷的原因分析也很复杂，本人仅就施工中发现的外观质量问题进行了一些分析，可为读者提供一些有用的资料，不当之处还望同行指正。希望随着技术的发展能够消除预制梁的外观缺陷保证其外观质量。
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