CAD技术在市政工程测量中的应用

CAD技术在市政工程测量中的应用

随着市政工程项目的日益增多，市政工程综合管线、排水工程错综复杂。本文结合CAD技术在巢湖经开路市政工程施工过程中的应用，为施工测量提供准确数据，实现CAD和全站仪数据交换，提高测量精度与效率，为今后市政工程测量提供参考做法。

在市政工程建设中，施工测量必须首先进行。市政施工测量就是将设计图纸上的结构物准确地测设于实地，为下一步的工程施工提供准确位置。对测量人员而言，市政工程难度在于结构管线错综复杂，如果通过手算求出放样点数据，费时、费力且容易出错。所以测量人员可以在CAD图中运用绝对坐标（本工程为54北京坐标）绘制出施工坐标图纸，然后直接从CAD图中直接获取特征点坐标进行测量放样，并且方便获取放样示意图进行施工交底。

CAD软件在测量工程的一般设置

在进行CAD绘图前我们需要对CAD进行一些通用设置用以保证我们测量工作的方便进行，我习惯对CAD进行如下设置。

1. 格式单位设置。（打开CAD-“格式”-“单位”）。在工程用坐标单位通常为米，所以在CAD图纸中也将单位设置单位为米；长度单位精度通常设置为0.000，即毫米，这样就足以满足施工测量要求了。

2. CAD命令只能通过英文输入，在绘制CAD图及Excel编制公式时要保证输入法为英文状态。

3. 在本工程54北京坐标系中施工测量坐标顺序为(X,Y)，而CAD中的坐标顺序为(Y,X)所以一定要注意将坐标数据进行对调进行导入导出。

4. CAD图层的应用。由于市政工程结构复杂为了便于CAD图纸观看需把不同结构物用不同线型及颜色绘制在不同图层中方便后期查询与观看图纸。

CAD软件在测量方面应用技巧

1. 多线段的连续画法

在进行测量作业中我们经常遇到把现场测量数据绘制在CAD图纸情况，遇到大量数据我们可以运用Excel先处理一下格式参照表1。

首先复制第三列CAD输入列数据，然后在CAD命令栏输入命令pl(多段线)，最后粘贴复制数据即可得到图1

注意数据必须在英文输入法中输入，第三列公式为Y(E)&","&X(N)。

2、文字注释的自动输入

在绘制完成CAD图时我们一般对对特征点进行文字注释，如果文字多会大量浪费时间，我们可以通过Excel编辑公式在CAD中批量进行文字注释。Excel中的格式参照表2进行处理。

首先复制第四列CAD输入列数据，然后在CAD命令栏进行粘贴即可得到CAD的文字注释如图2。

• 解释：通过命令po(多点)，text(单行文字)进行大量文字注释，注释文字大小为20，旋转角度为0。（文字大小和旋转角度可以根据项目实际情况进行调整）
• 运用此方法我们可以进行里程桩号、墩柱号、场地标高等进行批量标注。
• 注意在进行文字注释输入前最好新建一个图层，把本次输入的所有注释文字标注在同一图层中，方便后期统一管理。

3、圆的批量画法

在桥梁施工中我们需要大量进行桩基（圆墩柱）的测量工作。在进行现场放样测量前可以将桩基（圆墩柱）按坐标落在CAD图纸上，方便查看及复核坐标。Excel表格数据格式如表3。

首先复制第四列CAD输入列数据，然后在CAD命令栏进行粘贴即可在CAD中得到对应图形如图3。

4、矩形批量画法

在桥梁桩基施工完成后我们需要进行系梁（承台）施工。在进行现场放样测量前可以将系梁（承台）按坐标落在CAD图纸上，方便查看及复核坐标。Excel表格数据格式如表4。

首先复制第四列CAD输入列数据，然后在CAD命令栏进行粘贴即可在CAD中得到对应图形如图4。

对于施工测量来说批量画直线，圆形、矩形。并对所画图形进行主点文字标注已经够日常测量工作所需了，可以极大减轻工作的压力并且提升工作效率。并且用Excel编辑公式批量画CAD图可以减少人为的错误，人工单独绘制每一条线难免会产生错误和误差，在测量工作中，错误是绝对不可以出现的。

CAD在小半径曲线盖梁上的应用

在进行桥梁结构物坐标计算时一般会采用里程偏距法计算坐标。即先统计出桥梁结构物的所有特征点的里程偏距然后运用Excel等程序计算出结构物大地坐标，把所计算坐标导入仪器进行现场施工测量。这种算法在直线段和大半径曲线上计算不存在误差，但是在小半径曲线上存在一些误差，会使得矩形结构物变成了梯形。

下面我在秀湖路小里程（曲线半径900）做了具体验证，误差会达到28mm。秀湖路1#左幅盖梁尺寸横桥向11.6米，顺桥向1.9米。根据图纸计算出里程偏距，然后用Excel程序计算出大地坐标具体数据在图5.

表5

跟着表5中数据绘制成CAD图形，然后标注矩形尺寸横桥向11.6米，顺桥向1.928米如图5。如果按这个进行测量放样施工，结构物尺寸偏差远超规范要求。所以用里程偏距法计算小半径结构物存在较大误差。

在遇到小半径曲线时候我们可以根据图纸统计出结构物的轴线里程偏距，然后根据轴线偏移做出矩形。秀湖路1#左幅盖梁轴线数据在表6。在CAD先画出桥墩轴线然后用命令of(偏移)0.95米，做出矩形盖梁。这样得到的结构物才是矩形，然后进行标注对尺寸进行检查。确定无误方可进行下一步操作。最后可以用命令li（列表查询）查看特征点坐标。把坐标复制到Excel表中方便后期施工测量。

表6

运用CAD对曲线要素进行复核

曲线要素不仅可以通过软件进行复核还可以通过CAD进行复核

1. 在绘制CAD图第一步就是新建平曲线图层。

2. 根据设计院所提供交点坐标绘制成交点直线图。

3. 根据半径画出圆（相切、相切、半径），即得到线路轴线图。

4. 运用第二节技巧对交点进行标注，并对逐桩坐标进行标注。秀湖路轴线如图6。

注意CAD画不出缓和曲线如果遇到带缓和曲线线路需要用多段短距离直线代替。

运用CAD进行平面坐标转换

一般由于项目工程部为了出图方便快捷,一般绘制图纸都是独立坐标系（一般为正交图纸）而且尺寸单位多为mm。而测量员绘图采用大地坐标系，且尺寸单位为m。这样就造成了工程部和测量班的图纸坐标及单位不一致，为施工造成不便。所以要进行坐标数据转换，才能方便后期施工。

具体做法主要是在CAD上对工程部的平面图进行缩放、平移、旋转，使图纸坐标一致，方便现场施工测量。这种方法简单、方便，且便于校核。

首先对标注、注释等图层进行关闭，不能关闭的进行删除，只保留结构物及特征点在两份图纸上绘制最少三个共用点，其中两点用于缩放、平移、旋转，第三点用于检核。

对工程部CAD平面图缩放。在命令行中输入SC(缩放)空格，选择平面图空格，指定任意一个角点作为缩放基点，输入指定比例因子：0.001。实现长度单位由毫米到米的转换。

打开测量班的大地坐标CAD图，并对所有图层进行锁定，防止坐标发生变化。将缩放后的工程部平面CAD图复制到测量班CAD图附近。

对工程部平面CAD图平移。在命令行输入M（移动）空格，选择平面图空格，指定点1作为平移基点，然后选择锁定的对应基点进行平移。

对工程部平面CAD图旋转。在命令行输入RO（旋转）空格，选择平面图空格，选择点1为旋转基点，输入R（参照）空格，依次选择点1、点2确定参照角度，然后点选点2对应旋转位置指定新的旋转角。

滑动滚轮放大图像观察点3是否重合，用以保证平面转换精度。

在秀湖路桥施工中我就到需要把工程部主桥支架图转换成大地坐标情况。图7即是秀湖路主桥支架表换成大地坐标后CAD平面截图。图纸变转换后可直接用来进行坐标查询及坐标放样。

结语

在工程建设中工程测量是必须首先进行的工作，而测量精度的保证主要在于测量坐标的准确，所以对测量员来说熟练运用CAD软件是测量人员的必备技能。通过CAD软件的学习与应用会减少测量员的工作量，提升测量员的工作效率，保证工程测量的质量。