[摘要]本文通過對道路工程線路中線和路基邊樁關(guān)系的分析，總結(jié)出一種更精確、更快捷、更方便的路基邊樁放樣方法——極坐標(biāo)法。
[關(guān)鍵詞]路基邊樁極坐標(biāo)法放樣

1 引言
道路工程TRANBBS施工中，尤其是深路塹、高路堤施工，為了保證線路各部結(jié)構(gòu)符合TRANBBS設(shè)計(jì)和規(guī)范要求，更好地掌握和控制工程施工數(shù)量，TRANBBS技術(shù)人員需要不斷地檢查、監(jiān)控線路中線和開挖（填筑）邊線，內(nèi)、外業(yè)工作量極大。近年來，工程施工大多采用項(xiàng)目法管理，人員精簡，每個(gè)技術(shù)人員除了本職的技術(shù)工作外，還要參與大量的管理工作。因此，如何使技術(shù)人員從繁重的測量放樣工作中解脫出來，成了項(xiàng)目法管理實(shí)施中的一大課題。
道路工程線路平面總是由直線和曲線所組成。曲線按其半徑的不同分為圓曲線和緩和曲線。在我國，道路工程大多采用螺旋線作為緩和曲線。本文通過對按這種線型設(shè)計(jì)的線路中線與路基邊樁關(guān)系的分析，尋求一種更精確、更快捷、更方便的邊樁放樣方法，使技術(shù)人員既可以有效、有力地控制施工現(xiàn)場，又可以更多地參與項(xiàng)目管理工作。

2 傳統(tǒng)的路基邊樁放樣方法
由于測量儀器等的限制，以前放樣路基邊樁大多采用如下的方法：首先用切線支距法或偏角法等定出線路中線里程樁；其次是在每個(gè)里程樁上置鏡撥其斷面方向（即法線方向）放樣出路基邊樁；然后抄平、移樁。這種放樣方法最大的弊病在于放樣誤差會(huì)不斷累積，尤其是長大曲線，曲線的閉合差往往會(huì)很大，因此施工時(shí)不得不采用分段的方法進(jìn)行測設(shè)。此外，工序繁瑣，外業(yè)工作量大，需要人員多，而且對施工現(xiàn)場干擾很大。顯然，這種路基邊樁放樣方法不但與現(xiàn)代施工“快而準(zhǔn)”的要求很不相符，而且一定程度上制約了已廣泛應(yīng)用于施工現(xiàn)場的先進(jìn)儀器設(shè)備，如半站型電子速測儀和全站儀等功能的發(fā)揮。

3 路基邊樁放樣方法的改進(jìn)
半站型電子速測儀、全站儀等先進(jìn)測距儀器和 CASIO可編程計(jì)算器、PC-E500電子手簿及南方儀器公司新近推出的測繪通（SPDA，掌上電腦）等先進(jìn)袖珍型計(jì)算機(jī)在施工現(xiàn)場的廣泛應(yīng)用，使得極坐標(biāo)法放樣的優(yōu)越性得到了充分的體現(xiàn)，也為路基邊樁放樣方法的改進(jìn)提供了前提條件。
路基邊樁點(diǎn)是從線路中線點(diǎn)沿其橫斷面方向量取一定的距離得到的點(diǎn)位。在一定的坐標(biāo)系中，線路中線點(diǎn)的坐標(biāo)可以利用各種曲線坐標(biāo)公式求得，路基邊樁點(diǎn)與中線的距離可以根據(jù)路基設(shè)計(jì)資料計(jì)算，因此，只要能求出該坐標(biāo)系中線路橫斷面方向的方位角，利用極坐標(biāo)公式就可以求出路基邊樁的坐標(biāo)值（X，Y），然后通過極坐標(biāo)反算得到其與任意已知坐標(biāo)點(diǎn)的位置關(guān)系（極角和極距），據(jù)此即可在任意點(diǎn)上直接放樣出路基邊樁的樁位。

3.1 施工坐標(biāo)系
為實(shí)用方便，以曲線直緩點(diǎn)（ZH點(diǎn)）為原點(diǎn)，過ZH點(diǎn)的緩和曲線切線為X軸正方向，ZH點(diǎn)上緩和曲線的半徑為Y軸正方向建立施工坐標(biāo)系（即曲線坐標(biāo)系）。在實(shí)際應(yīng)用中，可利用坐標(biāo)轉(zhuǎn)換（平移、旋轉(zhuǎn)）得到特定的施工坐標(biāo)系。

3.2 線路中線點(diǎn)坐標(biāo)
線路中線點(diǎn)的坐標(biāo)計(jì)算公式在各種專業(yè)書中都有詳細(xì)的推導(dǎo)，為實(shí)際使用和編程方便，這里作適當(dāng)?shù)淖儞Q和轉(zhuǎn)化。

3.3 斷面方向的方位角（圓心方向）
按線路的組成對其進(jìn)行分段圖解，根據(jù)曲線的基本性質(zhì)和三角形的角度定理，可以得出斷面方向的方位角α的計(jì)算公式。

3.4 路基邊樁坐標(biāo)

3.5 路基邊樁放樣
利用后視點(diǎn)、測站點(diǎn)及路基邊樁點(diǎn)的坐標(biāo)反算出放樣數(shù)據(jù)（極角θi和極距Si），然后進(jìn)行現(xiàn)場放樣。

4 極坐標(biāo)法放樣的優(yōu)點(diǎn)及應(yīng)用
路基邊樁的傳統(tǒng)放樣方法與改進(jìn)的放樣方法，其工作流程如圖所示。從圖中可以很明顯地看出改進(jìn)的放樣方法在外業(yè)方面的優(yōu)點(diǎn)。此外，改進(jìn)的放樣方法很大程度上減少了測量放樣對現(xiàn)場施工的干擾。從內(nèi)業(yè)精度上分析，極坐標(biāo)法測設(shè)曲線的測設(shè)元素（極角和極距），對于在同一個(gè)測站上所測設(shè)的各點(diǎn)，除后視定向誤差（即導(dǎo)線點(diǎn)本身的誤差、儀器安置誤差、后視瞄準(zhǔn)誤差等綜合影響的反映）外，各測點(diǎn)撥角和量距誤差都是獨(dú)立的。也就是說，同一個(gè)測站所測設(shè)各點(diǎn)誤差不積累、不傳遞，即點(diǎn)與點(diǎn)之間的誤差是獨(dú)立的。此外，極坐標(biāo)法可以在導(dǎo)線點(diǎn)上直接放樣線路中線點(diǎn)和路基邊樁點(diǎn)，較之傳統(tǒng)的放樣方法減少了測設(shè)線路主要控制樁的誤差、護(hù)樁的誤差、恢復(fù)樁的誤差、中樁測設(shè)誤差等的影響。
經(jīng)過在梅坎鐵路、蕪湖長江鐵路樞紐工程外繞線、新長鐵路、外福鐵路電化技改、京福高速公路、西寧鐵路、寧啟鐵路、贛龍鐵路等工程施工中的實(shí)際應(yīng)用，總結(jié)編制了“道路工程路基中、邊樁放樣CASIO程序”，配合半站型電子速測儀或全站儀使用，可提高工效5倍以上。尤其對于山區(qū)深路塹和高路堤施工時(shí)的邊坡控制、長大曲線的測設(shè)、涵洞軸線放樣等，其優(yōu)越性更為突出。