道路斷面方量計(jì)算程序開(kāi)發(fā)及應(yīng)用

　　摘要：道路施工前，業(yè)主委托設(shè)計(jì)單位進(jìn)行道路土石方量的概算，作為道路施工招投標(biāo)的依據(jù)，道路施工開(kāi)挖過(guò)程中，施工單位、業(yè)主均涉及土石方驗(yàn)方計(jì)算，作為辦理結(jié)算的依據(jù)，準(zhǔn)確計(jì)算土石方量是十分重要的。文章介紹了如何用java語(yǔ)言編寫(xiě)程序結(jié)合AutoCAD軟件，解決挖填方屬性判別的難點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)利用原設(shè)計(jì)斷面參數(shù)結(jié)合施工后實(shí)測(cè)斷面數(shù)據(jù)快速、準(zhǔn)確地進(jìn)行道路土石方驗(yàn)方計(jì)算的方法。

　　關(guān)鍵詞：軟件，橫斷面，設(shè)計(jì)參數(shù)，土方量

　　一、 引言

　　隨著城市的發(fā)展，道路建設(shè)隨之而來(lái)，在進(jìn)行道路施工中必然會(huì)涉及土石方的挖、填方量的測(cè)量和計(jì)算。其中土石方量的計(jì)算在重慶這個(gè)丘陵地區(qū)尤為重要，直接關(guān)系到業(yè)主和施工單位的經(jīng)濟(jì)利益。提供準(zhǔn)確的道路土石方量可為搞好工程預(yù)算、結(jié)算奠定基礎(chǔ)。

　　隨著測(cè)量科學(xué)的發(fā)展，測(cè)繪手段的進(jìn)步，全野外數(shù)字化測(cè)圖的推廣，三維地形圖的出現(xiàn)，可采用不同的軟件計(jì)算出挖、填方量。南方CASS5.0軟件中斷面法土方計(jì)算對(duì)不同的參數(shù)斷面需進(jìn)行人工輸入，工作量大，且利用設(shè)計(jì)斷面圖和實(shí)測(cè)段面數(shù)據(jù)進(jìn)行快速、準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)道路橫斷面土方計(jì)算還未考慮，本文就如何編程解決這一問(wèn)題進(jìn)行了研究，并用實(shí)例驗(yàn)證軟件的正確性。

　　二、橫斷面數(shù)據(jù)格式

　　按道路設(shè)計(jì)原則，道路里程由小到大為線路前進(jìn)方向，沿道路前進(jìn)方向左側(cè)距離為負(fù)，右側(cè)為正，距離都是斷面端點(diǎn)至中樁點(diǎn)的長(zhǎng)度；高差為端點(diǎn)與中樁點(diǎn)的差值，也可是絕對(duì)高程。根據(jù)軟件設(shè)計(jì)理念不同，用于計(jì)算斷面土石方的數(shù)據(jù)格式各不相同。

　�。ㄒ唬�、南方CASS5.0橫斷面數(shù)據(jù)文件格式

　　南方CASS5.0的斷面數(shù)據(jù)文件擴(kuò)展名是“.HDM”，數(shù)據(jù)間以“,”分隔，每條斷面以BEGIN開(kāi)始，在三維地形圖中用CASS5.1軟件生成的數(shù)據(jù)格式如下：

　　BEGIN,0.000:1開(kāi)始語(yǔ)句,斷面中樁里程（K0+00）:斷面序號(hào)（第一條）

　　-30.000,272.118道路橫斷面左側(cè)端點(diǎn)至中樁距離,端點(diǎn)絕對(duì)高程

　　…………………

　　-6.000,277.714道路橫斷面左側(cè)第一點(diǎn)至中樁距離,絕對(duì)高程

　　0.0,279.474道路橫斷面中樁點(diǎn)里程,中樁點(diǎn)高程

　　2.000,280.651道路橫斷面右側(cè)第一點(diǎn)至中樁距離,絕對(duì)高程

　　…………………

　　30.000,287.097道路橫斷面右側(cè)端點(diǎn)至中樁距離,端點(diǎn)絕對(duì)高程

　　BEGIN,20.000:2開(kāi)始語(yǔ)句,斷面中樁里程（K0+20）:斷面序號(hào)（第二條）

　　…………

　　BEGIN,200.000:n開(kāi)始語(yǔ)句,斷面中樁里程（K0+200）:斷面序號(hào)（第n條）

　　…………

　�。ǘ�）、清華三維EPSW2008橫斷面數(shù)據(jù)文件格式

　　清華三維EPSW2008的斷面數(shù)據(jù)文件擴(kuò)展名是“.txt”，數(shù)據(jù)間以“空格”分隔，每條斷面嚴(yán)格以三行記錄，第二、三行每行的數(shù)據(jù)n不能少于2，否則數(shù)據(jù)檢查不能通過(guò)，無(wú)法繪制橫斷面圖。

　　在三維地形圖中用EPSW2008軟件生成的斷面數(shù)據(jù)格式如下：

　　0.000281.158起點(diǎn)里程K0+0高程

　　6.02281.2710.10279.86……32.42278.11(左邊,數(shù)字間用空格分隔)

　　距離1高程1距離2高程2……距離n高程n(距離為點(diǎn)到中樁的水平距離）

　　7.58281.1814.51282.34……32.73283.42(右邊,數(shù)字間用空格分隔)

　　距離1高程1距離2高程2……距離n高程n(距離為點(diǎn)到中樁的水平距離）

　　20.000279.485里程K0+20高程

　　18.13279.4421.23277.8244.47277.6344.90277.11(左邊)

　　1.80279.494.03281.1312.80281.2519.80281.3419.90(右邊)

　　……

　　380.000278.35終點(diǎn)里程K2+960高程

　　7.58277.2610.90277.94……33.41279.76(左邊)

　　5.21276.3216.29277.42……33.19281.18(右邊)

　　（三）、外業(yè)實(shí)測(cè)橫斷數(shù)據(jù)格式

　　在常規(guī)道路定線測(cè)量過(guò)程中，施工單位根據(jù)設(shè)計(jì)線路曲線元素表、逐樁坐標(biāo)表、線位圖電子文件，采用不同的手段和儀器設(shè)備，將設(shè)計(jì)線路在地面上施放出來(lái)，再在中樁上進(jìn)行橫斷面測(cè)量，橫斷面數(shù)據(jù)可以用E500S、PDA掌中寶，按記事本格式直記錄成為按“（二）”中的數(shù)據(jù)格式，用EPStf軟件計(jì)算方量；也可以用全站儀直接記錄，然后將文件傳入計(jì)算機(jī)中另存為“*.hdm”文件，成為“（一）”中格式，用CASS軟件計(jì)算道路土方。

　　三、 程序設(shè)計(jì)

　�。ㄒ唬�、設(shè)計(jì)思路

　　設(shè)計(jì)人員概算道路土石方時(shí)根據(jù)地形地貌、道路功能、巖層情況，對(duì)道路的每一條橫斷面進(jìn)行了參數(shù)設(shè)計(jì)，有80%的斷面參數(shù)各不相同，在施工單位或測(cè)量單位進(jìn)行土石方驗(yàn)算時(shí)，用南方CASS5.0軟件計(jì)算需要對(duì)每一條的參數(shù)進(jìn)行人工輸入，涉及工作量大、容易出錯(cuò)、設(shè)計(jì)參數(shù)不準(zhǔn)的情況。設(shè)計(jì)斷面的參數(shù)均以斷面圖的方式反映出來(lái)，有電子文件，我們可以在AutoCAD軟件中對(duì)電子文件進(jìn)行處理和編輯，僅保留設(shè)計(jì)斷面線、里程、高程值，通過(guò)開(kāi)發(fā)程序?qū)�圖形文件按“（二）”中格式，輸出成為所需的“*.txt”文件備用。

　　各單位可使用不同的數(shù)據(jù)采集軟件，按“（二）”中格式記錄或轉(zhuǎn)換為“（二）”的格式，保存為“地面橫斷面.txt”文件，程序編制時(shí)讀取兩橫斷面數(shù)據(jù)，生成不同比例尺的DWG圖形，以設(shè)計(jì)斷面線為基準(zhǔn)，實(shí)測(cè)斷面線與設(shè)計(jì)斷面線相比較，利用cad自帶功能計(jì)算出圍成的區(qū)域的面積，在圖象上表現(xiàn)為設(shè)計(jì)斷面線以上的部分，面積為“+”，表示為挖方面積，在圖象上表現(xiàn)為設(shè)計(jì)斷面線以下的部分面積為“-”，表示為填方面積。根據(jù)計(jì)算出的各斷面挖、填方面積和斷面間里程間距，按如下公式計(jì)算各斷面間土石方挖填方量。

　　（1）

　　S1、S2為相鄰各斷面面積；D為相鄰兩斷面間距離。

　　執(zhí)行程序后，先按里程繪出設(shè)計(jì)斷面和地面斷面圖形，再進(jìn)行計(jì)算，將面積和挖、填方量填寫(xiě)在每一個(gè)斷面圖的下面，并將計(jì)算過(guò)程中每段數(shù)據(jù)和總結(jié)果存入“土方計(jì)算結(jié)果.txt”文件中，以Excel打開(kāi)編輯為成果表輸出。