基于AutoCADVBA的公路施工横断面图的绘制和土方量计算

'2010年8月第4期城市勘测Aug.2010UrbanGeotechnicalInvestigation&SurveyingNo.4文章编号：1672-8262(2010)04-133-04中图分类号：P2O9文献标识码：B基于AutoCADVBA的公路施工横断面图的绘制和土方量计算纪凯.(安徽交通职业技术学院土木系，安微合肥230051)摘要：路恳斯面图和土石方童是施工单位工程计童的重要依据，本文针对施工特点，阐述了在AutoCAD平台下如何使用VBA开发适合施工单位的横斯面图绘制和土方计算程序的一些问題。开发的程序使用方便，计算轿度离。关键词：施工；横断面；土方童；AutoCAD目前我国交通建设发展迅猛，持别是随着公路交通和高速公路的增加，旧有公路不断拓宽和改建，在公路施工过程中，由于一些客观的原因，设计文件中的路基土石方的数量误差较大，特别是地形起伏变化大的地方更是如此。究其原因:一是设计部门在勘测时•由于现场复杂，特别是杂草丛生、树木较多通视条件差的地方,测量误差大;二是有些地方无法精确详细测童,如遇河塘；三是断面测量间距受到限制，不町能很小,否则对7设计单位来说，勘测工作量很大。因此各施工单位进入现场后，都要对各自施工的路段的路基土石方进行复核。主要包括:一是公路线路原地面复测;二是绘制横断面图和土石方量计算。这两项工作量都较大。绘制横断面图和上石方最计算在设计单位冃前全部采用计算机软件自动完成,而在施工单位主要采用在方格厘米纸上用人工方法完成或在AutoCAD用Command命令绘制。劳动强度大,效率差，精度低,而横断面图和土石方量是业主对施工单位路基工程汁址的重要依据。本文讨论结合施工的特点，开发适合施匸单位使用的路基施工横断面图绘制和土方计算的程序。2公路施工测量断面的特点2.1原地表(1)同一桩号的断面比勘测设计阶段准确。这是由丁施T单位进场后投入人力对原地表进行了处理，如清表、砍伐植物等，为梢确测科提供了条件。(2)断面间距缩短。我们知道，土方量计算的梢度与断面的间跖•有很大的关系，间距越小，精度越高。由于每个施工单位施工的标段里程冇限，因此，施工单位为了提高土方羞的精度,横断面的间距都较小，在土方成本大的地方，甚至5m测量一个断面。2.2标准断面(1)对于复测后的断面与原设计单位勘测的相差不大的悄况，对施工单位来说，标准断面都是由设计图纸确定，施工单位不得变更。(而设计阶段的标准断面可以自由确定)(2)对于复测后的断面与原设计单位勘测的相差大的情况，标准断面如果不能满足要求,应重新设计。3AutoCADVBA编程介绍VisualBasicforApplication(VBA)是Microsoft面向最终用户的应用软件编程语言。它最早出现于Mi・crosoft的Excel和Project中，如今VBA已成为VB和所有Office产品的组件。常用的绘图软件AutoCAD也已支持VBA作为二次开发工具。VBA最大特点和最大优点是利用面向对象(OOP)的ActiveXAutomation技术，使语言的引擎在技术上与开发环境分离。它的功能在很大程度上依赖于它的客户显露的Automation接口。同时，由于VBA是基于ActiveXAutomation技术，它可以使用任何Automation技术的应用程序共同工作。收稿日期：2009-10-31作吿简介：纪凯(I979-),男•讲师.在职研究生;研究方向：变形监测和测就教学°基于AutoCAD的VBA应用程序就是高级程序语言的计算功能与AutoCAD的绘图功能结合，使用VBA程序语句来控制对AutoCAD图形的操作。VBA作为一个集成的开发环境，它提供了高质量的用户化编程能力，能够使AutoCAD数据与英他的VBA应用程序，如MicrosoftExcel软件直接共宇，实现无缝连接，交换数据非常方便。 VBA的两种重要的基础是宏和集合对象。宏是执行特定操作的一系列命令，可以只是完成任务的按钮记录,也可以是复杂的命令，例如，AuloLISP,DIESEL和ActiveX编程代码等的组合。宏的定义方式与VB中的过程（SUB）的定义是一致的，一般用来实现某一些特定的功能，也可作为VBA的启动过程。在Aulo・CAD的“宏”对话框的宏列表中，仅会显示ThisDrawing或者标准模块的宏。ThisDrawing模块中无法创建全局变量，可以放置AutoCAD爭件处理的代码，而标准模块则与之相反。进入VBA的编程环境可以有两种方法:第一种方法是在AutoCAD中，选择“工具”—“宏”—“VISUALBASIC编辑器”。第二种方法是在AutoCAD的命令中输入命令“VBAIDE”。4公路横断面绘制的方法为了在AutoCAD中绘制公路横断面图需要解决3个问题:第一是从Excel中读取断面数据的问题;第二足坐标转换的问题,也即是把断面的坐标转换成AutoCAD的地图坐标;第三是设汁横断面的坡度线与原地面线段求交点的问题。4.1从Excel读取数据的方法在MicrosoftExcel中，与表对应的对象是工作表（Sheet或Worksheet），与每一个表格方格对应的对象是单元格区域（range）,它可以仅包括一个单元格（cell）,也可以由多个单元格合并而成。工作表对象中的cells属性，在单元格的选择方面可以达到与range相同的效果。它是以行（row）和列（col）作为参数的,对于行和列的选择町以采用变肚的形式。在AutoCAD中，没有与表对应的对象，但町以根据表中前后桩号定义水平跆离，根据地闻髙程定义垂直距离，将表中数据理解为线条与文字对象的集合。这样，通过读取MicrosoftExcel文件中的最小对象-单元格区域［cells（i,,j）］的主要信息，利用VBA建立AutoCAD与Excel的通信，然后在AutoCAD文件里指定的图层、位置画线条，书写文字。通过循环,遍历所有单元格区域［cells（i,,j）］,边读边写,最终完成纵断面地面线的绘制及桩号的节写。4.2横断面数据的坐标转换方法为了把横断面数据绘制在AutoCAD中，苗要将横断面数据转化成AutoCAD的平面坐标。由于数据的格式不同，可分为设计断面线的平面坐标数据转换和原地面线的平面坐标的转换"（1）设计横断面线数据的平面坐标计算问题如图1所示：已经知道起点A在AutoCAD平面坐标系中的平面坐标为（x0,y0），该设计线的长度为L和坡度为i,点〃的平面坐标为：x=x0±Ly=y0±Lxi/0(1)当B在右侧的时候，式（1）取加号，当〃在左侧的时候，式（1）取减号。为了计算岀各设计坡度变化点的平面坐标，可以先算出设计中桩的平面坐标，然后依次求解岀各坡度变化点的平面坐标。图I设计坡度变化点坐标求解（2）原地面数据的平而坐标计算问题如图2所示，已经知道点A的平面坐标（x0,y0）,点A,B的高程分别为仏和",A与B的横坐标增量为△*“，则rx=x0+（2）尸九+（〃-〃0）当B在右侧的时候，式（2）取加号，当B在左侧的时候，式（2）取减号。为了计算岀各原地面点的平血坐标，可以先算出中桩的平面坐标，然后求解出各原地面点的平面坐标。4.3设计横断面的坡度线跟原地面线段求交点的方法如图3所示，设计横断面的坡度线AB的起点A的平面坐标为（xa,y.）,B为该坡度线AB上的一点，其平面坐标为（如』J，CD为原地面的一段线段，点C和点D的平面坐标分别为（%"）和（耳，人）。则AB的参数方程为：x=x^t（xh-xj（3）,y=ya+/（yb-ya）其中f>0,同理可得线段CI）的参数方程为：rx=xc+5(xd-xc)ly=/r+5(yd-yc)其中Ovvl,山式（3）、式（4）联合解参数/和s可得:（尤宀・）（儿・九）・（叫-®）（儿一儿）（知-%JG厂人）-（叭-筍）（n-y.） (兀b一心)(人-儿)一(叫一心)(九一儿)(力b-力・)(人一人)-(乙)(rb-y.)图3设计横斷面的坡度线跟原地面拔交点的求解(6)使用式(5)、式(6)参数求解法，先求出t和5O如果少0并且Ovsvl的时候•则存在交点，将/代入式(3).或者将s代入式(4),即可求得AB和线段CD的交点。5横断面图的绘制程序设计本程序以AutoCAD2004为平台，在VBA的编程环境开发出适合于施工和监理单•位的土石方计算与绘图程序，以VBA语言编制程序•采用Aciive-XAutomation技术控制AutoCAD对象。断面图全部在AutoCAD自动生成，土方肚的计算可以由AutoCAD提供的求面积的工具求得。程序要求输入的原始数据有:原地面测彊和设计横断面数据文件,由施工单位测最和图纸上所得,其格式:断而个数n桩号k,设计中桩高程hl，地面高程h2点软nl,LI川，12,12……Lnl.In!,i(设计线右侧)点数nl,L1,11,12,12Lnl,lnl,i(设计线左侧)点数nl,L1,hl,L2,h2・・・.・•Lnl,hnl(原地面线右侧)点数nl.Ll,hl,L2,h2・・・.・・Lnl,hnl(原地面线左侧)对于设计线，其中LiJi分别表示第i个点的跟前一个点41的距离和该设计线的横坡度，最后一个数据i表示设计线的最后坡度线的坡度。对于原地面线，其中】几hi分别表示第i个点跟前一个点i-1的距离和第i个点的髙程。5.1在AutoCAD中创建Excel应用程序和Excel数据的读取问题要编写存取Excel的应用程序，必须通过VBA将Excel中的对象能够让用户使用，这就需要参考Excel对象的数据库。其具体步骤如下。(1)打开AutoCAD的VBA编辑器(命令:VBAIDE)；(2)选择“工具”“引用”项，在弹岀的“引用”对话框的“可使用的引用”列表框内，选择“MicrosoftExcel8.0ObjectLibrary"项；(1)单击“确定”按钮；(2)接下来使用下列代码可创建完整的应用程序对象实例DimexcelAppAsExcel.ApplicationDimexcelSheelAsExcel.WorksheetSetexcelApp=CreateObject("Excel.Application")excelApp.Visible=TrueexcelApp.Workbooks.OpenFilenameSeiexcelSheet=excelApp.ActiveWorkbook.Sheets("SheetIM)具中FileName为Excel的包括路径的文件名。这样就可以通过excelSheet.Cells(i,j).Value来获取第i行和第j列的值了。5.2绘制横段面图通过不断读取Excel中的数据，并H计算出各点的地图坐标，利用AutoCAD中的绘制线段的Addline方法，该方法的具体语法是：setLineObject=ThisDrawing.ModclSpace.AddLine(SPoint,EPoinl)具中LineObject为Acadline对象,SPoint和EPoint分别为线段的起点和终点坐标。为了方便使用AutoCAD命令来调用已编制完成的断面绘制程序“dmhz・dvb”，首先找到AutoCAD2004.lsp文件，它一般是在AutoCAD的安装口录中的SUPPOTR文件夹下,文件AutoCAD2004.lsp的文件名中的2004会I®AutoCAD的版本号的不同而有所不同。在Auto-CAD2004.kp文件的后面增加如下内容：(defunc:hdmhz()(command"_vbarun""c:dinhz.dvbH))该段程序中hdmhz是用户白定义的命令，“c：dmhz.dvb”为含路径的工程文件名，毎当CAD程序启动后，AutoCAD2004.lsp会自动读入并运行，这样当在AutoCAD的命令行中输人dmhz命令，就会执行宏命令dmhzo为了能在AutoCAD中启动的时候能自动加载VBA程序，先把新建的编好的VBA工程dmhz.dvb拷贝到AutoCAD安装目录下的SUPPOTR文件夹中，并修改文件acad.lsp,该文件一般在用户的目录下的ApplicationDataAutodeskAutoCAD2004R16.0chsSupport文件夹下，其中AutoCAD2004和R16.0会随着安装的AutoCAD的版本不同而不同，如果找不到该文件，则在该文件夹下增加该文件。在该文件后面增加如下内容：(commandnvbaload11Hdmhz・dvb") 这样只要用户在AutoCAD的命令行中输入hdmhz命令，就可自动执行编好工稈dmhz.dvb的宏。本程序的界面以及利用AutoCAD的面积查询功能编辑生成的横断面图分别如图4和图5所示。图4程序界面图图5横断面图的生成6结语利用本文提供的施匸横断面图的绘制和土方计算方法开发程序，可以迅速画出施工横断面图，然厉利用AutoCAD提供求面积的工具可以很容易求出施工横断面图的土方量。作者在多年的公路测量中，已经使用该程序在安徽大顾店到叶集高速、周六高速、合六高速以及新疆和-铁-托等公路中得到了实践，有效地提高了施工单位和监理单位的工作效率。参考文献[1]符锌砂.公路计算机辅助设计[M].人民交通出版社，1999年4月第一版，P189[2]龚健私地理信息系统基础[M].科学出版,2001年2月第一版，P156~P157[3]张帆.AutoCADVBA次开发教4I[M].济华大学出版社,2006年I月第一版」马86[4]李凤华.Auk)CAI)2002/2004VBA开发指侖[M]・清华大学出版社,2001年4月第一版，P2、P15、P426[5]王卫东，蒋红斐.道路与扶道工程技算机储助设计[M]・机械工业出版社,2004年I月第一版，PI46-P149ShallowlyDiscussedTheCrossSectionandCalculatonofEarthwork"sVolumeofRoadConstructionBasedonAutoCADVBAJiKai(AnhuicommunicationsTechnologyInstitute,Hefei230051tChina)Abstract:Thegraphofcrosssectionandthevolumeofearthworkistheimportantbaseofconstruction"smeasurement,Thispaperdiscussestheproblemsofdrawingofcrosssectionandcalculatingofearthwork"svolumeintheplateformeofonAutoCAD.Theprogramisconvenientforapplyinginpracticeandthecalculatingaccuracyishigh.Keywords:construction；crosssection；earthworkfsvolume；AutoCAD2009年度全国优秀城乡规划设计奖城市勘测工程类评选结果揭晓(本刊讯)近日，中国城市规划协会公布『2009年度全国优秀城乡观划设计奖获奖名单，其中城市勘测工程类项目有292项申报项目，经专业评审、综合评审、公示及全国优秀城乡规划设计奖评选组织委员会会议审定，共评出优秀城市勘测工程126项。测绘工程项目中，“哈尔滨市双用导航服务系统(GNSS)及区域似大地水准面箱化“等7个项冃获优秀测绘工程一等奖,“包头市高精度三维GPS控制网的建立及似大地水准面精化”等20个项目获二等奖，“北京地铁4号线工程测量”等41个项目获三等奖，另有18个项目获表扬奖。勘察项目中，“重庆江北区寸滩立交工程岩土工程勘察”等4个项目获优秀勘察工程一等奖,“华骏国际中心工程勘察项目”等9个项目获二等奖,“西安地铁二号线深层水准标勘察设计”等18个项目获三等奖，另有9个项目获表扬奖。2009年度优秀城市勘测工程评选工作在中国城市规划协会的领导下，在城市勘测专业委员会的组织下，得到了城市勘测单位的大力支持。本次评选出的优秀勘测工程项目反映了城市勘测行业单位近年来在测绘工程、地理信息系统建设、岩土工程勘察、设计、施工以及城市:L程地质灾害评估、治理等方面取得的阶段性成果。为了让更多的城市勘测单位通过这些优秀勘测工程实例进一步提高本单位的科技水平和服务能力，城市勘测专业委员会将组织获得二等奖以上的项目完成单位对获奖项目进行归纳总结，并组织编辑印刷《2009年度优秀城市勘测工程项目文集》•供城市勘测单位管理和科技人员学习与参考。'