常用的土石方数量计算方法

发布时间:2010-01-14 共1页

   常用的土石方数量计算方法
   一、横断面面积计算
   在施工设计阶段(construction detail design phase),一般多利用路基实测的横断面图进行横断面面积计算。初步设计阶段(prehminary design phase)必要时,可用线路平面图点绘横断面,在横断面上计算面积。在横断面上计算面积的方法有卡规法(纸条法)、求积仪法、数学公式和坐标法,或直接在计算机上求出断面面积。采用何种方法,应视横断面形状、工作量小及现有条件灵活选用。
   1.卡规法是用平行线路中心线的直线,将横断面分为若干段高度等于1 m的梯形,然后用卡规量出每个梯形的中心长,按顺序累积起来,即为横断面面积。当采用米厘纸制成纸条带替代卡规时,就成了纸条法。对于不规则的断面,可用求积仪求其断面积。用上述方法求出横断面面积后,要进行复核,两次计算误差应小于5%。
   2.数学公式方法是将断面上不规则的图形划分为若干个规则的三角形、矩形和梯形,用公式计算累加即可。
   3.坐标法(coordinates method)
   坐标法是根据路基边坡与地面、基面线与边坡线的交点的坐标以及地面线变化点的坐标,所构成的闭合多边形,用坐标法求出任意闭合多边形的面积,即为路基横断面面积,它可直接根据测量的数据及路基设计参数,在计算机上实现。闭合多边形ABCDE位于图6—1所示的坐标系中。各顶点坐标分别为A(xa,ya)、B(xb,yb)、C(xc,yc)、D (xd,yd)、E(xe,ye),则多边形所围的面积S为各小块面积之和(代数和):
   S=S1+S2-S3-S4-S5
式中 S1--A、B顶点与竖坐标轴间形成的梯形面积;
   S2--D、C顶点与竖坐标轴间形成的梯形面积;
   S3--A、E顶点与竖坐标轴间形成的梯形面积;
   S4--E、D顶点与竖坐标轴间形成的梯形面积;
   S5--D、C顶点与竖坐标轴间形成的梯形面积;
   用坐标表示闭合多边形的面积公式为
 
将上式经整理,并推广到n边闭合多边形时,公式为

上式就是用坐标法计算任意闭合多边形面积的通用公式。计算时按顺时针顺序取点,计算结果为负值,逆时针顺序取点,结果为正值,在应用于路基横断面面积计算时作以下规定:
   (1)以线路中心线为坐标纵轴,以路基面为坐标横轴,中线与路基面的交点为坐标原点。
   (2)各交点的坐标,可根据测量数据计算,或由横断面确定。横坐标在中线右侧为正,在中线左侧为负;纵坐标在路基面以上为正,在路基面以下为负。

   (3)根据路基断面形式不同分别编号,路堤按逆时钊方向编号、路堑按顺时针方向编号、编号如图6—1所示。按上式算出的横断面面积,路堤为正,路堑为负。  
   计算时可编写程序,在计算机上实现。
   程序框图如图6—3所示。
   符号如下:
   n——相交点的数目;
   S——最后存放断面面积;
   z(n—1)——数组,存放交点横坐标;
   Y(n—1)——数组,存放交点纵坐标。
  

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