通過逐樁坐標(biāo)計(jì)算曲線要素

1、摘要：現(xiàn)在從事工程行業(yè)的都流行使用AutoCAD進(jìn)行繪制圖形，為了更好的利用這個(gè)繪圖工具來繪制線路曲線要素，本文將講解如何通過設(shè)計(jì)院提供的逐樁坐標(biāo)表推算未知曲線要素。關(guān)鍵詞：AutoCAD 技巧 曲線要素說明：AutoCAD已經(jīng)成為國際上廣為流行的繪圖工具。具有良好的用戶界面，通過交互菜單或命令行方式便可以進(jìn)行各種操作。它的多文檔設(shè)計(jì)環(huán)境，讓非計(jì)算機(jī)專業(yè)人員也能很快地學(xué)會(huì)使用。在不斷實(shí)踐的過程中更好地掌握它的各種應(yīng)用和開發(fā)技巧，從而不斷提高工作效率。如何提高CAD速率？通常在開始繪圖的時(shí)候一些人由于對(duì)工具命令不熟悉直接使用工具欄等查找命令，這樣對(duì)制圖的效率會(huì)大打折扣從而導(dǎo)致繪圖的速率

2、緩慢，提高制圖的方法需要掌握CAD的快捷命令，孰能生巧的記住，然后擇優(yōu)選用其中的一些常用的繪圖命令，把繁瑣的長(zhǎng)命令轉(zhuǎn)化為簡(jiǎn)單的命令使用，其次需要多練習(xí)繪圖的方式與方法才會(huì)提高繪圖水平。推算原理：通過逐樁坐標(biāo)表（含曲線五大樁）然后利用Excel生成展點(diǎn)命令在AutoCAD中進(jìn)行坐標(biāo)展點(diǎn)，再通過工具或命令繪制進(jìn)行查詢曲線長(zhǎng)、切線長(zhǎng)、外失距、交點(diǎn)坐標(biāo)、交點(diǎn)里程、曲線半徑、方位角、轉(zhuǎn)角等。準(zhǔn)備工作：1、   逐樁坐標(biāo)表X、Y（含曲線五大樁）2、   AutoCAD繪圖軟件演示版本為：AutoCAD 2007 示例文件：某高速鐵路逐樁

3、坐標(biāo)表演示范圍：DK07+586.707DK12+126.03（由于該交點(diǎn)屬于大轉(zhuǎn)角則演示明顯）操作流程：坐標(biāo)展點(diǎn)繪制半徑繪制切線長(zhǎng)查詢方位角查詢轉(zhuǎn)角查詢交點(diǎn)坐標(biāo)查詢交點(diǎn)里程查詢外失距繪制緩和曲線。（請(qǐng)注意逐樁坐標(biāo)表中所提供的ZH、HY、QZ、YH、HZ等說明）準(zhǔn)備操作如下：1、打開“逐樁坐標(biāo)表”并復(fù)制（里程樁號(hào)、坐標(biāo)X、坐標(biāo)Y）數(shù)據(jù)到“”的“交點(diǎn)法正算”表格中，效果圖如下：逐樁坐標(biāo)表見（本文附件）下載地址附后！ 2、在“”的“交點(diǎn)法正算”表中“點(diǎn)擊生成展點(diǎn)”然后點(diǎn)擊“復(fù)制數(shù)據(jù)”按鈕，再打開AutoCAD在命令行中輸入pline按回車鍵，并在命令行上點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵選擇“粘貼”，圖示如下

4、：   3、展點(diǎn)完畢后刪除起始點(diǎn)那根長(zhǎng)線段（該線段屬于展點(diǎn)命令的起始端位置，該線段無用可以直接刪除），然后在命令行中輸入zoom按回車鍵再選擇E按回車鍵，圖示如下：  繪圖操作準(zhǔn)備：1、基本設(shè)置：點(diǎn)擊AutoCAD頂部工具欄中的“格式”“標(biāo)注樣式”（或輸入命令d）“修改”主單位精度選擇“”角度標(biāo)注：?jiǎn)挝桓袷竭x擇“度/分/秒”，精度選擇“0d”確定設(shè)為當(dāng)前。 2、在命令行中輸入：se按回車鍵，然后彈出草圖設(shè)置面板選擇“全部清除”在“圓心”上面打勾確定。繪制曲線半徑：半徑：在圓中，連接圓心和圓上任意一點(diǎn)的線段叫做圓的半徑。先找到HY 79

5、46.707位置，點(diǎn)擊頂部工具欄中的“繪圖”“圓弧”“三點(diǎn)”然后在HY 7946.707圓心位置單擊鼠標(biāo)左鍵，圖示如下：  通過同樣的方法用工具欄中的“實(shí)時(shí)平移”工具找到QZ 9856.369和YH 11766.03位置并在所對(duì)應(yīng)的圓心位置單擊鼠標(biāo)左鍵，然后通過標(biāo)注查詢繪制的曲線半徑，圖示如下： 如圖所示，曲線半徑R為：4500繪制切線長(zhǎng)T：切線長(zhǎng)：指的是路線交點(diǎn)至曲線起點(diǎn)或止點(diǎn)的直線距離。單擊7586.707圓心位置，圖示如下： 再找到直線段7160位置，這時(shí)將鼠標(biāo)指針放在7160所對(duì)應(yīng)的圓心位置中心（不可單擊鼠標(biāo)），然后在命令行中輸入-2500按回車

6、鍵，圖示如下： 通過以上方式繪制完畢的圖形如下： 解疑：為什么選擇7160位置和-2500這個(gè)數(shù)值？1、通過逐樁坐標(biāo)表了解7152.5567586.707屬于兩交點(diǎn)夾直線段，選擇7160剛好處于上個(gè)交點(diǎn)的HZ緩直位置，也是本段直線的起點(diǎn)位置，畫出來的長(zhǎng)直線就會(huì)更精確（如果選擇短距離畫直線會(huì)出現(xiàn)誤差）。2、選擇-2500是因?yàn)楫嫷木€段需要大于真實(shí)切線長(zhǎng)，畫出來才會(huì)使兩段切線相交，由于我們并不知道真實(shí)切線長(zhǎng)是多少，所以我們需要從曲線五大樁進(jìn)行分析，由于需要畫的直線屬于ZH 7586.707向大里程方向，但是ZH 7586.707向大里程方向又屬于曲線段而無法獲取直線方向，那么則

7、需要通過向小里程獲取反向正確方向從而找到直線方向輸入負(fù)數(shù)就是為了該線段反方向畫線。當(dāng)我們不知道真實(shí)的切線長(zhǎng)時(shí)，現(xiàn)在需要通過交點(diǎn)樁號(hào)所處于的位置進(jìn)行判斷，交點(diǎn)樁號(hào)處于QZ 9856.368曲中點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的外失距法線方向，那么用9856.368-7586.707=2269.661由于外失距大所以真實(shí)切線長(zhǎng)大于曲線段長(zhǎng)，而且這個(gè)交點(diǎn)屬于大轉(zhuǎn)角，那么外失距就會(huì)變得更大，之所以還需要加上該值的10%，（9856.368-7586.707）+2269.661*0.1=2496.627（2500）。通過以上同樣的方法繪制第二段切線長(zhǎng)，用“實(shí)時(shí)平移”工具找到HZ12126.03在命令行中輸入pline并在HZ

8、12126.03圓心位置單擊鼠標(biāo)左鍵，再找到15150的位置用鼠標(biāo)指針指向該圓心位置（不可單擊鼠標(biāo)），在命令行中輸入-2500按回車鍵，繪制完畢后得到了兩段切線長(zhǎng)所交的位置為交點(diǎn)，通過該點(diǎn)還可以查詢本交點(diǎn)坐標(biāo)，圖示如下：   查詢直線方位角F：方位角：是從某點(diǎn)的指北方向線起，依順時(shí)針方向到目標(biāo)方向線之間的水平夾角。通過“實(shí)時(shí)平移”工具找到直緩起點(diǎn)位置ZH 7586.707，打開狀態(tài)欄下的“正交”然后在命令行中輸入pline按回車鍵，再點(diǎn)擊7586.707圓心位置，將鼠標(biāo)垂直向上移動(dòng)并在命令行中輸入50按回車鍵，圖示如下： 現(xiàn)在對(duì)畫好的直線進(jìn)行查詢方位角，

9、點(diǎn)擊頂部“標(biāo)注”“角度”（或輸入命令dimangular）選擇剛畫好的垂線，再選擇切線，標(biāo)注完畢會(huì)顯示圖示如下： 為什么會(huì)顯示98？6”而不是正常顯示度分秒呢？其實(shí)這是標(biāo)注當(dāng)時(shí)沒有設(shè)置字體所造成的原因，現(xiàn)在我們選中標(biāo)注的角度98？6”在命令行中輸入ddedit按回車鍵彈出一個(gè)文字格式提示框，按Ctrl+A把標(biāo)注內(nèi)容全選，再點(diǎn)擊更換字體型號(hào)，選擇“宋體”點(diǎn)擊確定即可正常顯示，圖示如下：  查詢結(jié)果直線方位角F為：98°56為什么這樣查詢？是因?yàn)樵跍y(cè)量坐標(biāo)系中正北方向N屬于天頂方向正好是向上，所以垂直向上標(biāo)注則是為了找方位角起始0度，然后順時(shí)針旋轉(zhuǎn)到某方向的

10、夾角則為真方位角。查詢直線方位角F方法之二：我們還可以通過坐標(biāo)反算原理進(jìn)行求得兩點(diǎn)間的水平距離和直線方位角，找到直線段任意兩個(gè)點(diǎn)坐標(biāo)，示例如下：    通過CASIO fx-5800P 方位角計(jì)算程序進(jìn)行求解，程序名稱“FWJ”，運(yùn)行程序提示輸入如下：Z(X)? Z(Y)? 輸入 Q(X)? Q(Y)? 顯示結(jié)果：F=98°56解疑：98°56和98°56我們可以完全忽略，因?yàn)檫@么小的差值對(duì)坐標(biāo)計(jì)算完全沒有影響。所以直線段兩點(diǎn)間距越近差值會(huì)越大，直線段兩點(diǎn)間距越大差

11、值會(huì)越小，提醒大家需要找遠(yuǎn)距離進(jìn)行標(biāo)注方位角才會(huì)更精準(zhǔn)。查詢轉(zhuǎn)角：轉(zhuǎn)角：即前段道路交點(diǎn)線的延長(zhǎng)線與后段道路交點(diǎn)線的夾角。轉(zhuǎn)角正負(fù)：交點(diǎn)線向右偏轉(zhuǎn)時(shí)轉(zhuǎn)角為正，向左偏轉(zhuǎn)時(shí)角度為負(fù)。 找到繪制完畢的兩條切線交叉位置，然后通過查詢方位角標(biāo)注方法對(duì)轉(zhuǎn)角進(jìn)行標(biāo)注，圖示如下： 通過以上方法查詢轉(zhuǎn)角結(jié)果為：53°1246，還可以通過第二切線方位角減去第一切線方位角得到的水平夾角即為轉(zhuǎn)角。提示：如何判斷轉(zhuǎn)角±？根據(jù)第二切線的走向判斷，由于本交點(diǎn)的第二切線屬于順時(shí)針旋轉(zhuǎn)所以轉(zhuǎn)角為正（右），同理逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)為負(fù)（左）。 查詢交點(diǎn)坐標(biāo)：交點(diǎn)坐標(biāo)位于兩切線段交叉位置，通過

12、查詢坐標(biāo)命令即可正確獲取。同樣先找到兩切線交叉位置，在命令行中輸入id按回車鍵然后在交點(diǎn)的交叉位置單擊鼠標(biāo)左鍵，即會(huì)在命令行中出現(xiàn)坐標(biāo)數(shù)值，圖示如下：   還可以按F2打開AutoCAD文本窗口查看坐標(biāo)，由于測(cè)量坐標(biāo)系和數(shù)學(xué)坐標(biāo)系相反之所以這里的X、Y順序相反。 查詢交點(diǎn)里程JD：方法非常簡(jiǎn)單，我們只需把剛才畫好的切線長(zhǎng)度標(biāo)注好即可獲得直緩到交點(diǎn)的長(zhǎng)度，找到ZH 7586.707位置用標(biāo)注工具標(biāo)注好長(zhǎng)度后，用ZH 7586.707加上第一切線長(zhǎng)即等于交點(diǎn)里程，標(biāo)注結(jié)果圖示如下：   查詢外失距E：外失距：是曲線的曲中點(diǎn)（QZ

13、）到切線交點(diǎn)的距離。方法也是運(yùn)用到標(biāo)注工具獲取，點(diǎn)擊頂部“標(biāo)注”“對(duì)齊”（或輸入命令dimaligned）點(diǎn)擊QZ 9856.369圓心位置，下一點(diǎn)單擊兩切線交點(diǎn)位置確定即可得到外失距E長(zhǎng)度，圖示如下： 繪制緩和曲線：緩和曲線：指的是平面線形中，在直線與圓曲線，圓曲線與圓曲線之間設(shè)置的曲率連續(xù)變化的曲線。關(guān)于上次發(fā)表的文章中提到“在AutoCAD中繪制緩和曲線圓曲線的方法”講述如何繪制緩和曲線，可運(yùn)用此方法進(jìn)行繪制！ 我們先找到ZH 7586.707位置在命令行中輸入qxhz當(dāng)提示：請(qǐng)獲取（或輸入）曲線起點(diǎn)坐標(biāo)時(shí)請(qǐng)用鼠標(biāo)左鍵單擊“”圓心位置，起點(diǎn)方位角輸入：98d56”（字符為英文狀態(tài)），曲線長(zhǎng)度輸入360，起點(diǎn)半徑輸入0，止點(diǎn)半徑輸入4500，計(jì)算間距輸入1，提示曲線繪制完畢，通過同樣的方法繪制第二緩和曲線，圖示如下：說明：繪制曲線長(zhǎng)度360則是HY 7946.707-ZH 7586.707=360 數(shù)據(jù)核對(duì)：通過本文講解