การวัดมุมในงานถนนโค้ง: ใช้อย่างไรให้ได้รัศมีโค้งตรงตามแบบ

การวัดมุมในงานถนนโค้ง: ใช้อย่างไรให้ได้รัศมีโค้งตรงตามแบบ ️

การสร้างถนนโค้ง (Horizontal Curve) ให้ได้รัศมี (Radius, $R$) และแนวเส้นทางตรงตามแบบแปลนที่กำหนด เป็นหนึ่งในงานที่มีความแม่นยำสูงที่สุดในงานสำรวจโยธา โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการควบคุมจุดบนโค้ง (Point on Curve) เพื่อให้แนวก่อสร้างจริงไม่คลาดเคลื่อนจากแนวออกแบบ กล้อง Total Station และโปรแกรมวัดมุมมีบทบาทสำคัญในการวางแนวโค้งได้อย่างรวดเร็วและแม่นยำ

1. หลักการพื้นฐาน: การวางแนวโค้งด้วยมุมเบี่ยงเบน (Deflection Angle)

วิธีมาตรฐานในการวางแนวโค้งด้วยกล้อง Total Station คือการใช้หลักการ มุมเบี่ยงเบน (Deflection Angle) หรือ มุมศูนย์กลางโค้ง (Central Angle)

• มุมเบี่ยงเบน ($\delta$): คือมุมที่วัดจากแนวสัมผัส (Tangent Line) ณ จุดตั้งกล้องไปยังจุดใด ๆ บนโค้ง
• รัศมีโค้ง ($R$): เป็นค่าคงที่ที่กำหนดในแบบแปลน เช่น $R=100$ เมตร
• Chord Length ($C$): ความยาวคอร์ดที่วัดจากจุดตั้งกล้องไปยังจุดบนโค้งนั้น ๆ

กล้อง Total Station จะคำนวณพิกัดของจุดต่าง ๆ บนโค้งโดยใช้สูตรทางเรขาคณิตที่สัมพันธ์กับรัศมีโค้ง .

2. ขั้นตอนการวางแนวโค้งด้วย Total Station

การวางแนวโค้งต้องอาศัยการป้อนข้อมูลการออกแบบ (Design Data) เข้าสู่โปรแกรม Curve Calculation หรือ Layout Point ของกล้อง

2.1 กำหนดพารามิเตอร์ของโค้ง (Curve Parameter Input)

ก่อนเริ่มงาน ต้องป้อนข้อมูลหลักของโค้งเข้าสู่กล้อง:

1. จุดตั้งต้นโค้ง (PC - Point of Curve): พิกัด $X, Y$ ของจุดที่โค้งเริ่มต้น
2. จุดสิ้นสุดโค้ง (PT - Point of Tangent): พิกัด $X, Y$ ของจุดที่โค้งสิ้นสุด
3. รัศมีโค้ง (R): ค่ารัศมีที่กำหนดในแบบแปลน (เช่น $150.000$ เมตร)

2.2 การคำนวณหาจุดวางหมุด (Stake Out Point Calculation)

โปรแกรมใน Total Station จะนำค่า $PC$, $PT$, และ $R$ มาคำนวณ **พิกัด $X, Y$** ของจุดวางหมุดที่ระยะทางที่กำหนด (เช่น ทุก ๆ $20$ เมตร) กล้องจะคำนวณค่าที่จำเป็นสำหรับการวางแนว (Set Out) ซึ่งประกอบด้วย:

• มุมที่ต้องหมุน (Angle to Turn): มุมราบที่กล้องต้องหมุนจากแนวสัมผัส (Tangent) ไปยังจุดวางหมุด
• ระยะทางลาดเอียง (Slant Distance): ระยะทางที่ผู้ถือปริซึมต้องเดินไปตามแนวเส้นเล็ง

2.3 การ Set Out ในสนาม (Field Layout)

1. ตั้งกล้องที่ PC: ตั้งกล้อง Total Station ที่จุด $PC$ และ **กำหนดทิศทางอ้างอิง (Backsight)** ไปยังแนวสัมผัส (Tangent Line) หรือไปยังจุดควบคุมอื่น ๆ
2. ป้อนพิกัดเป้าหมาย: เลือกพิกัดของจุดบนโค้งที่ต้องการวาง (Point on Curve)
3. นำทาง: กล้องจะแสดงค่า Angle to Turn และ Distance to Stake ผู้ควบคุมกล้องจะหมุนกล้องตามมุมที่คำนวณได้ และนำทางผู้ถือปริซึมจนกระทั่งค่าระยะทางลาดเอียงและมุมราบตรงตามที่กล้องคำนวณไว้

3. การตรวจสอบความแม่นยำของรัศมี

เพื่อให้มั่นใจว่าโค้งที่วางแนวไปได้รัศมีตรงตามแบบ:

• ตรวจสอบมุมเบี่ยงเบนรวม (Total Deflection Angle): มุมเบี่ยงเบนรวมที่จุด $PT$ ต้องเท่ากับมุมที่คำนวณได้ตามสูตร
• วัดค่าคอร์ดยาว (Long Chord - LC): หลังวางแนวเสร็จ อาจมีการตรวจสอบระยะทางระหว่าง $PC$ กับ $PT$ ด้วยการวัดระยะทางตรง (LC) เพื่อยืนยันความแม่นยำของจุดเริ่มต้นและจุดสิ้นสุดของโค้ง
• ตรวจสอบพิกัด: หากมีจุดควบคุมอิสระที่สาม ควรใช้กล้อง Total Station วัดพิกัดของจุดบนโค้งที่วางแนวไปแล้ว เพื่อนำพิกัดเหล่านั้นไปเปรียบเทียบกับพิกัดออกแบบในซอฟต์แวร์ CAD อีกครั้ง

การวัดมุมในงานถนนโค้งจึงเป็นการนำความสามารถของกล้อง Total Station ในการวัดมุมและระยะทางมารวมเข้ากับหลักการคำนวณทางเรขาคณิต เพื่อเปลี่ยนแบบแปลนถนนโค้งให้เป็นรูปทรงเรขาคณิตที่แม่นยำในพื้นที่จริง