excel竖曲线高程计算(一)
Excel竖曲线计算
利用Excel表格进行全线线路竖曲线的统一计算
高速公路纵断面线型比较复杂，竖曲线数量比较多。由于相当多的竖曲线分段造成了设计高程计算的相对困难，为了方便直接根据里程桩号计算设计高程，遂编制此计算程序。 程序原理：
1、根据设计图建立竖曲线参数库；
2、根据输入里程智能判断该里程位于何段竖曲线上；
3、根据得到的竖曲线分段标志调取该分段的曲线参数到计算表格中；
4、把各曲线参数带入公式进行竖曲线高程的计算；
5、对程序进行优化和简化，去掉中间环节，进行直接计算；
6、防止计算过程中的误操作，对计算表进行相应的保护。
竖曲线的高程计算原理公式：
2H=G+B*A+(-1)^J*X÷(2R)
H: 计算里程的设计高程
K: 计算点里程
D: 竖曲线交点里程
G: 竖曲线交点的高程
R: 竖曲线半径
T: 切线长
M: 前坡度I1
P: 后坡度I2
A: A=Abs(K-D)
X: A>T => X=0; A<T => X=T-A
J: M-P<0 => J=0; M-P>=0 => J=1
B: K<=D =>B=-M ; K>D => B=P【excel竖曲线高程计算】
程序特色：
1、 可以无限添加竖曲线，竖曲线数据库不限制竖曲线条数；
2、 直接输入里程就可以计算设计高程，不需考虑该里程所处的竖曲线分段；
3、 对计算公式进行保护，表格中不显示公式，不会导致公式被错误修改或恶意编辑。【excel竖曲线高程计算】
程序的具体编制步骤：
1、新建Excel工作薄，对第一第二工作表重新命名为“参数库”和“计算程序”，根据设计图建立本标段线路竖曲线的参数库，需要以下条目：
（1）、竖曲线编号；
（2）、竖曲线的前后坡度（I1、I2）不需要把坡度转换为小数；
（3）、竖曲线半径、切线长（不需要考虑是凸型或凹型）；
（4）、竖曲线交点里程、交点高程；
（5）、竖曲线起点里程、终点里程（终点里程不是必要参数，只作为复核检测用）； 如图1所示：
图1
2、进行计算准备：
（1）、根据输入里程判断该里程所处的曲线编号：
需要使用lookup函数，函数公式为“LOOKUP(A2,参数库!H3:H25,参数库!A3:A25)”。 如图2所示：
里程为K15+631的桩号位于第11个编号的竖曲线处，可以参照图1 进行对照
（2）、在工作表“程序计算”中对应“参数库”相应的格式建立表格
根据判断得出的竖曲线编号，把相应编号的各参数调入工作表“程序计算”，需要使用vlookup函数，例如：第四列调取坡度I1函数公式为“VLOOKUP(C2,参数库!A1:I25,2)”调取交点高程的函数公式为“VLOOKUP(C2,参数库!A1:I25,7)”结果出来可以参照图1进行对照。 如图3所示：
（3）、现在计算该里程设计高程所需要的参数已经具备，可以编制公式进行计算了，根据竖曲线高程计算的原理公式，把单元格数据套入公式：
2公式为：H=G+B*A+(-1)^J*X÷(2R)
其中B的函数公式为：IF(K<=D,-M,P) 转化为表格编号就是IF(A2<=H2,-1*D2/100,E2/100)
A 的函数公式为ABS(A2-H2)
X的函数公式位
IF(ABS(A2-H2)>G2,0,(G2-ABS(A2-H2)))
图
2【excel竖曲线高程计算】
图3
J的函数公式为 IF(D2/100-E2/100<0,0,1)
2H=G+B*A+(-1)^J*X÷(2R)
=I2+ IF(A2<=H2,-1*D2/100,E2/100)* ABS(A2-H2)+POWER((-1),
IF(D2/100-E2/100<0,0,1))*POWER(IF(ABS(A2-H2)>G2,0,(G2-ABS(A2-H2))),2)/2/F2
现在把H的计算函数输入 B2单元格，看看结果是不是出来了，这时候可以把这个结果和
计算器计算出来的结果进行对照。
如图4 所示：
图4
万事俱备，现在开始计算，下拉B2单元格，竟然出错，如图
5
图5
解决办法就是同时选择B2直到后面的K2，然后再下拉，下拉前一定要把引用的“参数库”中的单元格进行锁定，如图6、7。
这样就显得复杂了点，现在开始简化计算程序，C2 到K2单元格都是其中间作用的，可以直接套用到高程的计算公式中，分别把C2 到K2单元格所对应的公式替换到单元格B2，得到最终公式：
=VLOOKUP(C2,参数库!$A$1:$I$25,7)+ IF(A2<=VLOOKUP(C2,参数库!$A$1:$I$25,6),-1*VLOOKUP(C2,参数库!$A$1:$I$25,2)/100,VLOOKUP(C2,参数
库!$A$1:$I$25,3)/100)* ABS(A2-VLOOKUP(C2,参数库!$A$1:$I$25,6))+POWER((-1), IF(VLOOKUP(C2,参数库!$A$1:$I$25,2)/100-VLOOKUP(C2,参数库!$A$1:$I$25,3)/100<0,0,1))*POWER(IF(ABS(A2-VLOOKUP(C2,参数库!$A$1:$I$25,6))>VLOOKUP(C2,参数库!$A$1:$I$25,5),0,(VLOOKUP(C2,参数库!$A$1:$I$25,5)-ABS(A2-VLOOKUP(C2,参数库!$A$1:$I$25,6)))),2)/2/VLOOKUP(C2,参数库!$A$1:$I$25,4)
图
6
图7
excel竖曲线高程计算(二)
如何运用EXCEL制作竖曲线高程计算软件
摘要：在公路高程测量放样过程中，工程技术人员整天与标高及坐标打交道。在整理大量的测量数据面前，计算时不小心算错。而且工作效率低，一堆数据算起来头昏脑胀。其实在工程测量中相关的数据计算完全可以通过EXCEL辅助完成，现在用的多的是卡西欧5800系列的计算器等很多工具，但是有些人只会用不会编，这样测量知识时间长了也会忘。现信息时代的社会，电脑普遍了，EXCEL是个很好的工具，尤其宏的功能很强大。本文通过视图教学，运用电子表自动计算数据，省时省力，已经过一次升级，更稳定全面。 关键词：工程测量；EXCEL；竖曲线；函数；公式；要素
为了测量计算更快速准确，只要你输入你里程桩号，高程自动计算，精确度很高，提高了你的工作效率。我在这里教大家自己动手运用EXCEL制作竖曲线高程计算小软件。
首先，要理解竖曲线的概念和要素，是指纵断面上相邻两条坡度线相交处，会出现变坡点和变坡角。在变坡处，用一段曲线予以连接，以保证车辆平顺行驶，这就是竖曲线。相见图（1-1）变坡角w=i1-i2，其中i1，i2是表示相邻坡度线的坡度值%。当w>0时，为凸型曲线；反之为凹形竖曲线。
竖曲线的要素有三个：曲线长L=Rw；切线长T=RW/2；外距E=T2/2R?yi=X2/2R（标高改正值）：式中yi值在凹形竖曲线中为正号，在凸形竖曲线中为负号；x表示竖曲线上任意一点距曲线起点或终点的水平距离，接着，我们打开EXCEL做表格，可以根据自己的要求制作。下面是我的模板，见图（1-2）。
在EXCEL里做好模板后按照计算原理我们要在单元格里面编辑公式及相关设置。
第一步我们设置里程桩号，见图（1-3）。点击确定之后单元格显示的是k00+000.000的格式。设置之后在输入自己要的桩号，比如我要输入只需输入K02+323.165这个里程时，只需要输入2323.165，ENYER键确认后自动显示为K02+323.165。同理坡度的表示方法一样，将其设置成0.000%的格式；第二步就是分清已知未知条件。已知条件（手动输入的数据）有变坡点桩号和高程、坡度、半径；其他的都是未知的条件（自动计算的数据）。
知道了已知未知条件以后，我们要将未知（自动计算）数据在对应的单元格内编辑。由于坡度差w=i1-i2对应一栏设置为=H3-I3；通过要素知道竖曲线的线形与坡度差有关，归纳为“-”凹“+”凸。所以在线形对应的一栏要设置为“=IF（J5>0，“凸形”，“凹形”）。这里的IF是如果的意思，就是当J5单元格里数据大于零时线形为凸形，否则为凹形。按上述的方法设置就可以了。在对应的切线长（T）一栏里双击设置为=D3*ABS（J5）/2，ENTER键确认就可以了，见图（1-4）。同理曲线长（L）一栏里设置为=D3*ABS（J5）、外矢距（E）设置为=J3^2/2/$D$3、通过要素知道还要计算起终点桩号及高程高程。由于起点桩号=变坡点桩号-T；终点桩号=起点桩号+L。所以对应设置分别为：=$B$3-$J$3、=$B$6+$K$3。文章里面大家需要注意的就是，每个单元格的文字表示方法：EXCEL电子表竖行序号对应的是1、2、3、4、……、n，按顺序排列的；横向序号都是按A、B、C、D、……、Z字母表的顺序排列的。大家可以随意打开一个电子表看一下就知道了。比如B3（单元格）表示的意思就是第二列第三行的单元格。如图所示（1-5）。前面起终点桩号知道了，还要计算起终点高程。
坡道高程要根据坡度i=h/L计算，起点H设置=IF（$J$5>0，$C$3-F6，$C$3+F6），终点H设置=IF（$J$5>0，$C$3-F20，$C$3+F20）。距起点距离见图（1-6）设置。高程改正值对应栏设置为=C7^2/2/$D$3；在前面我们讲到高程改正值要根据竖曲线线形由正负之分，所以改后值为=IF（$J$5>0，“+”&F7，IF（$J$5<0，“-”&F7，0））。接着竖曲线高程设置为=$H$6+G7+E7，即坡道高程（起点高程加上距离起点的高差）加上高程改正值。生成函数后往下拖就好了。
需要说明的是距离分为两段，由两头往中间，所以编辑函数时要对应各自的坡度，对应见图（1-2）箭头所示。这样一个基本的框架就出来了。计算的时候只需输入已知条件：半径R、坡度、变坡点桩号及高程，再在自动计算出来的起点 变坡点 终点桩号范围内输入桩号，对应的竖曲线的高程就自动计算出来了。
本软件已是第二次更新了，增加了竖曲线的自动判断；改善了乱码现象。由于EXCEL里面涉及了函数及公式，所以在这里教大家怎么锁定软件，设置密码，防止错误。第一步把非已知（自动计算）的数据保护起来，按住ctrl键鼠标点击要保护的单元格，再鼠标右击选项里点击单元格设置，保护选项里勾上锁定，再点击确定。第二步就是在EXCEL表头点击审阅，点击保护工作表，在选项里面勾选定未锁定的单元格，输入设置的密码两次确定就好了。
备注：
1）函数IF表示判断是否满足某个条件，如果满足返回一个值，反之则返回另外一个值。
2）函数ABS表示返回数字的绝对值。
3）函数*^2表示的是*的平方。
4）函数$B$7表示的是固定单元格B7，你拖单元格的时候不会随之改变。
excel竖曲线高程计算(三)
基于Excel的土方量快速计算方法
摘 要：针对工程施工对土方量计算的需要，本文提出一种基于Excel的土方量的快速计算方法，详细介绍了计算土方量的设计过程，并对本文方法进行了试验验证。 关键词：Microsoft office Excel；土方量快速计算；方格网法
中图分类号：TU751
土方量，是指各项土石方工程量（挖方工程量、填方工程量）之总和。在工程施工前的设计阶段施工单位必须对施工现场的土方量进行精确的预算，它将直接关系到工程的费用概算及方案选优，确保整个工程的顺利进行。在现实中的一些工程项目中，因土方量计算而产生的纠纷也是经常遇到的。如何利用测绘单位现场测出的地形数据或原有的数字地形数据快速准确的计算出土方量成为工程施工日益关心的问题。
当前，计算土石方量的方法主要有以下几种：等高线法、断面法、方格网法等。其中，方格网法是利用现有的地形图内插方格网的方法来量算土方量，运算效率较快并且能有一定的精度保障。本文则采用方格网法，利用Excel软件实现土方量的快速计算。
1 土方量的计算原理和方法
对于大面积的土方量估算以及一些地形起伏较小、坡度变化平缓的场地适宜用格网法。本文以设计高程面为一水平面的情况进行计算。
1.1 方格网法计算土方量
方格网图由设计单位（一般在1：500的地形图上）将场地划分为边长a=10～40m的若干方格，与测量的纵横坐标相对应，在各方格角点规定的位置上标注角点的自然地面标高（Hi）和设计标高（Hs）。方格网边长根据地形复杂程度、地形图的比例尺以及估算的精度不同而异。
1.2 设计高程
在满足填挖方量基本平衡的前提下，设计高程也可以认为是场地的平均高程。但计算时不能简单地取各方格点高程的算术平均值。因为与各格网点高程相关的方格数不同，也可理解为各方格网点高程的权不一样。如果假设与一个方格相关的方格点（角点），其高程的权为1，与两个方格相关的方格点（边点），其高程的全为2，与三个方格相关的方格点（拐点），其高程的权为3，与四个方格相关的方格点（四个方格的交叉点），其高程的权为4，则可利用求加权平均值的方法计算设计高程，其一般式为：
（1）
式中：Hs为水平场地的设计高程；Hi为方格点的地面高程；Pi为方格点的权。通过上述公式计算出该水平面的设计高程。
1.3 计算填、挖高度
各方格点的填、挖高度为该点的地面高程及设计高程之差，即：
挖、填高度=实测地面高程-设计高程
式中Vt为填方，Vw为挖方。如果相对两个角点为连通的挖方，另外相对两个角点为独立的填方，则上下两个计算公式等号右边的算式对调。
2 基于Excel的试验
本文利用Microsoft office Excel设计土方量，采用的方格网边长为1m，计算步骤如下：
（1）按网格输入高程和权，将设计的数据输入到表格中。注意：在输入数据时，从一个方格的西北角点――东北角点――东南角点――西南角点，依次输入。
（2）计算设计高程：通过式（1）计算得出设计高程，在相应的表格中分别填写公式。
（3）计算填挖高度：通过式（2）计算得出填挖高度，在相应的表格中填写公式。
（4）判断方格网的类型，依据表1，输出不同的数字代表不同的类型。1为一个挖方、2为两个挖方、3为三个挖方、4为四个挖方、2.5为相对两个角点为连通的挖方。在相应的表格中填写公式。
（5）在三个挖方的类型中，找到另外1个填方的数据；在三个填方的类型中，找到另外1个挖方的数据。并且找到在“三挖”类中填方对角的数据和两个相邻的数据；在“三填”类中找到挖方对角的数据和两个相邻的数据。在相应的表格中填写公式。
（6）在两个填方和两个挖方的类型中，依次找到挖方的两个数据和填方的两个数据。在相应的表格中填写公式。
（7）根据表1、公式（1）和公式（2）计算出填挖土石方量。在相应的表格中填写公式。
（8）计算填挖方量的和，以及总填挖方量的和。
3 结束语
在大型土石方施工中经常要进行土方量来掌握土石方的施工进度，控制资金的使用，确保整个工程的顺利进行，因此，土方量计算必须快速准确。本文结合Excel软件从而实现土方量的快速计算为工程施工提供了必要的保证。
参考文献：
[1]李青岳.工程测量学[M].北京：测绘出版社，2008.
[2]张正禄.工程测量学[M].武汉：武汉大学出版，2005.
[3]邓越，邢应太，张大江.方格网法在特定条件下土石方量计算中的应用[J].江西测绘，2010（03）：16-18.
作者简介：李天烁（1990.07-），男，北京人，在读硕士研究生，研究方向：测绘工程。
作者单位：北京建筑大学 测绘与城市空间信息学院，北京 100044
excel竖曲线高程计算(四)
Excel在路基断面测量及土石方计算中的应用
摘要：中交一航局鹤大高速公路ZT08标段场地狭小、林木茂盛、山高沟深穿越大面积原始森林。路基多以挖方和半填半挖为主，地形变化极大，因此对测量土石方工作难度较高。文章通过项目中常用的Excel数据处理软件的常用功能，针对不同形式的路基、横断面及平面测量后既需要数据处理又需要通过AutoCAD绘图形成平面图、断面图的繁杂工作方式进行改变。 关键词：Excel数据处理；路基土石方断面计算；土石方计算；Excel散点图；测量土石方 文献标识码：A
中图分类号：P217 文章编号：1009-2374（2016）17-0054-03 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.17.025
1 概述
在国内高速公路迅速发展的今天，Office和AutoCAD已经成为工程项目管理必备的常用软件，而路基土石方计算则在高速公路的施工中是一项主要的工作。众所周知，路基土石方计算是一项工作量较大并且极其繁琐的工作，单一地使用Office或AutoCAD软件虽然比以往采用人工内业计算的方法更为快捷，但依然有很多局限性。那么如何打破这种局限性，接下来本文将会介绍通过Excel散点图将数据直接转换为所需的图形，并形成最终需要的结果。
2 Excel图形数据处理
随着测量仪器的精度和效率的日益提高，目前高速公路测量中已经开始普遍应用GPS和全站仪，而在测量仪器中导出的平面测量数据和横断面测量数据都是由坐标组成的，显然单纯地采用AutoCAD虽然可以精准制图，但其速度显然不能满足日常大量数据的处理，那么被誉为办公软件三大利器之一的Excel便可以解决这个问题。
2.1 Excel散点图
Excel散点图是通过横纵轴数据形成X、Y坐标标记于图中进行矢量计算，并根据输入点进行闭合连接形成图形，Excel散点图可以形成带标记的点、折线和平滑曲线，而作为可形成路基断面或平面测量的图形则可通过“带直线和数据标记的散点图”。
应用方法：
Excel散点图在文中以Excel 2013为例进行介绍。
工作簿插入菜单→散点图→更多散点图→带直线和数据标记的散点图，通过上述方法可以插入到工作簿中一个图标数据，下一步需要设置散点图，鼠标右键单击散点图→选择数据→选择添加，这样就会出现系列名称、X轴系列值、Y轴系列值，根据选项选择对应的数据范围。
2.2 Excel图形数据处理
在路基土石方计算中图形的数据处理、制表顺序和数据排列是重要项目，数据的排列体现测量中的高程和距离，而散点图则代表测量数据所生成的图形。根据图1所示，先要进行系列名称的输入，如有可选择的单元格可直接单击；如需要自主命名可输入=“名称”，之后进行X、Y轴系列值范围选择。
例：测量数据为4个点，分别在单元格B2、C2、D2、E2输入X坐标，在B3、C3、D3、E3输入Y坐标，之后编辑散点图数据分别用X、Y轴系列圈选，最后根据数据生成图形。
3 Excel图形数据计算
路基土石方工程工作量最大且最复杂的莫过于计算面积，之后通过平均断面法或者是棱台体计算方法去求解体积，在《路桥计算手册中》常用的面积计算方法有积距法、坐标法、几何图形法，在对这三种公式的研究中符合Excel散点图生成图形的计算方法只有坐标法。
3.1 路基土石方工程量计算方法
全站仪或GPS已经成为常用的测量工具，在每次测量平面或者断面我们都会得到两个值X、Y，那么平面测量可以直接得到X和Y坐标，断面测量时也会得到两组数据高程和偏距，高程则为X坐标，偏距则为Y坐标，因此坐标法就是已知断面图上各转折点坐标（X，Y）通过每点之间的乘积获得所测量面积的方法。坐标法计算断面面积公式为：
坐标法是一种高精度且很适用于计算机计算的一种方法，并且Excel可以直接通过测量坐标来生成断面图形。而在计算土石方量时由于两断面之间的断面差很大，所以平均断面法显然只是估算值，一般精度较高的计算方法采用棱台法进行计算。棱台法计算公式为：
在日常的计算中，如果A1或A2其中任意一项为0时，在Excel的计算结果就会出现#DIV/0！值，因此我们在计算过程中可以通过IF函数进行条件辨别，当A1=0时，选择原公式A1÷A2，当A2=0时，选择原公式A2÷A1，当A1=0、A2=0时，结果直接为0。
3.2 Excel横断面测量数据处理
鹤大高速公路ZT08标段主线路基长度有9.2km，由于地处山区，路基填、挖及半填半挖断面形式变化较大，因此采用Excel处理测量断面数据来解决该项工作复杂耗时的局面，在计算前首先要建立相应的表格，而表格的格式要符合后续计算的要求。
在实际施工中既要计算填方也需要计算挖方，因此在制作表格时要分别制作填方和挖方的坐标计算范围，在选择散点图数据的时候将数据设置成两组。下面将通过举例计算来进行说明：
鹤大高速公路K682+929.532～K682+949.532，现场实际测量的断面如下图：
根据上图测量完成的数据，如采用AutoCAD进行计算，绘图将是非常复杂的过程，采用Excel计算则只需要合理地制作好相应的表格就可以。
通过数据插入的散点图会自动生成图形。
3.3 Excel平、纵线路测量数据处理
Excel散点图不但可以生成直线图形，也可以通过GPS或全站仪测绘的坐标生成直线缓和曲线，因此可以通过散点图的图形组合，在制作表格的过程中进行数据分组，就可以实现数据图形一次生成。
现场测量完成后导出的数据为TXT文档格式，分别为点号、X坐标、Y坐标、Z坐标，以往采用AutoCAD通过数据形成图形是将X坐标、Y坐标复制到Excel中，之后采用&进行连接，最后将全部数据复制到多段线或样条曲线中形成线形。
应用方法：
制作表格时将直线和曲线进行分列。
图形插入依然选择散点图，在插入完成相应的数据后，选择图表中的组合直线部分数据设置成“带直线标记的散点图”，曲线部分设置成“平滑曲线散点图”，测量数据导入后自动成图。
4 Excel图形数据处理与AutoCAD图形数据处理
Excel图形的数据处理是通过单元格数据形成的一种矢量图，其优点就是可以直接通过数据形成所需要的图形，速度快，便于操作，并且可以通过Excel工程类函数直接成表，减少了将数据导入AutoCAD后二次操作的过程。
AutoCAD是具有完善的制图功能的一款软件，它可以与Excel进行综合应用，并且生成的图形可用于多个未知点的数据测量，而该功能是Excel所不具备的。在生成平面图的操作上AutoCAD可直接将Excel的数据转换为图形，并且可以通过插件自动生成里程等标注。
在日常的施工中，现场收方是不可缺少的工作之一，而往往单一的数据无法形象地体现出现场的一些情况，这种情况下采用Excel散点图可以极大地提高工作效率。
5 结语
伴随着国内管理机制的日益提高，项目管理已经开始启用更多智能化软件进行办公，目前Office办公软件依然是项目管理中不可替代的，合理地运用软件的操作不但可以节约时间、成本、人力等资源，同时也可以形成一种新的管理模式。Excel的应用范围非常广泛，本文中提出的方法只是Excel在工程应用的其中一种，同时也会有不足之处，其重点就是要善于合理的运用软件功能，并根据其功能合理地运用到日常的工作中。
（责任编辑：蒋建华）
http://m.zhuodaoren.com/fanwen544746/
推荐访问:竖曲线高程计算公式 竖曲线计算高程实例
