高速鐵路軌道控制網(wǎng)cpⅲ平面測(cè)量技術(shù)探討

1、<p>　　高速鐵路軌道控制網(wǎng)CPⅢ平面測(cè)量技術(shù)探討</p><p>　　摘要：本文通過CPⅢ軌道控制網(wǎng)測(cè)量之前的工作準(zhǔn)備、CPⅢ控 </p><p>　　制點(diǎn)的布設(shè)、測(cè)量儀器的要求、CPⅢ平面測(cè)量精度、CPⅢ軌道控制網(wǎng)網(wǎng)型要求、CPⅢ軌道控制網(wǎng)平面測(cè)量方法及數(shù)據(jù)處理等方面介紹了CPⅢ控制網(wǎng)平面測(cè)量的技術(shù)特點(diǎn)、技術(shù)要求和測(cè)量方法。 </p><p>　　關(guān)

2、鍵詞：高速鐵路 精密控制網(wǎng) CPⅢ平面測(cè)量 </p><p>　　在我國經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展的今天，高速鐵路已經(jīng)蔓延向全國東南西北，人們對(duì)于快速出行和舒適安全的要求也十分關(guān)注。列車快速行駛的過程中旅客乘坐舒適度以及安全性的高低，已經(jīng)是用來進(jìn)行鐵軌平順度衡量的一個(gè)非常重要的指標(biāo)，而軌道控制網(wǎng)CPⅢ測(cè)量為無砟軌道鋪設(shè)的高平順性起著至關(guān)重要的作用。軌道控制網(wǎng)CPⅢ是一個(gè)沿著軌道線路兩側(cè)布設(shè)的三維控制網(wǎng)，起閉于基礎(chǔ)平面控制網(wǎng)（C

3、PⅠ）或線路控制網(wǎng)（CPⅡ），一般在線下工程施工完成后進(jìn)行施測(cè)，為軌道施工和運(yùn)營維護(hù)的基準(zhǔn)。 </p><p>　　高速鐵路工程測(cè)量的平面、高程控制網(wǎng)，按施測(cè)階段、施測(cè)目的及功能可分為勘測(cè)控制網(wǎng)、施工控制網(wǎng)、運(yùn)營控制網(wǎng)。為了保證勘測(cè)、施工、運(yùn)營維護(hù)各階段平面測(cè)量成果的一致性，應(yīng)該做到三網(wǎng)合一。 </p><p>　　為了保證軌道控制網(wǎng)CPⅢ測(cè)量的可靠性和準(zhǔn)確性，在進(jìn)行軌道控制網(wǎng)CPⅢ正式測(cè)

4、量之前，應(yīng)采用水準(zhǔn)儀和GPS全球定位系統(tǒng)對(duì)管段內(nèi)二等水準(zhǔn)網(wǎng)、CPⅠ以及CPⅡ控制網(wǎng)進(jìn)行全面復(fù)測(cè)，并采用復(fù)測(cè)合格的精測(cè)網(wǎng)對(duì)破壞的點(diǎn)重新布設(shè)和測(cè)量，并上報(bào)設(shè)計(jì)院批復(fù)。按照設(shè)計(jì)要求，對(duì)于距離超過1km的CPⅡ需按同精度內(nèi)插方式進(jìn)行加密。 </p><p>　　在進(jìn)行軌道控制網(wǎng)CPⅢ外業(yè)測(cè)量的時(shí)候，測(cè)量的難度是比較大的，需克服各種外界觀測(cè)條件的阻礙，其測(cè)量精度為每個(gè)控制點(diǎn)與相鄰5個(gè)控制點(diǎn)的相對(duì)點(diǎn)位中誤差均要求小于1mm。

5、軌道控制網(wǎng)CPⅢ平面測(cè)量采用自由設(shè)站邊角交會(huì)的測(cè)量方法，這是一種比較新的測(cè)量技術(shù)，在具體的測(cè)量過程中，由于測(cè)量點(diǎn)的數(shù)量很多，測(cè)量的工作任務(wù)量是非常大的，而且要求的技術(shù)精度比較高，如陽光、灰塵、棱鏡松動(dòng)、對(duì)中基座偏差、熱源、凍霜、遮擋、震動(dòng)等因素均會(huì)對(duì)其測(cè)量精度產(chǎn)生影響，故適宜在夜間或陰天干擾因素較小的良好測(cè)量環(huán)境下進(jìn)行測(cè)量，做好每一個(gè)細(xì)節(jié)的檢查是確保CPⅢ平面測(cè)量數(shù)據(jù)合格的基本條件。 </p><p>　　1 進(jìn)

6、行精密控制網(wǎng)CPⅢ平面測(cè)量工作之前的準(zhǔn)備 </p><p>　　1.1 對(duì)線下的工程進(jìn)行變形和沉降方面的評(píng)估 </p><p>　　在進(jìn)行無砟軌道施工的時(shí)候，對(duì)于線下的一些基礎(chǔ)工程在施工完成之后的沉降是有非常嚴(yán)格的要求的。軌道控制網(wǎng)CPⅢ測(cè)量應(yīng)該等線下的基礎(chǔ)工程的變形以及沉降達(dá)到了要求之后，并通過無砟軌道的相關(guān)鋪設(shè)條件評(píng)估之后方可進(jìn)行工作。 </p><p>　　1

7、.2 對(duì)CPⅡ控制網(wǎng)進(jìn)行加密的工作 </p><p>　　初次建網(wǎng)時(shí)，一般情況下都需要對(duì)CPⅡ控制網(wǎng)進(jìn)行加密，其目的是為了能夠準(zhǔn)確和高效地建立CPⅢ軌道控制網(wǎng)，更好地對(duì)CPⅢ的基樁網(wǎng)進(jìn)行觀測(cè)，以及對(duì)那些已經(jīng)無法利用或者是被損毀的CPⅡ點(diǎn)進(jìn)行彌補(bǔ)。在橋梁和路基等地段進(jìn)行CPⅡ的控制網(wǎng)加密的時(shí)候，可以采用GPS在原來的精密平面控制網(wǎng)的基礎(chǔ)上按照相同精度的擴(kuò)展方式進(jìn)行加密。而在隧道內(nèi)的CPⅡ的控制網(wǎng)加密，則應(yīng)根據(jù)隧道長

8、度布設(shè)相應(yīng)精度要求的洞內(nèi)CPⅡ控制網(wǎng)，待整個(gè)隧道貫通之后，采用導(dǎo)線測(cè)量的方法進(jìn)行加密，測(cè)量時(shí)應(yīng)聯(lián)測(cè)一定數(shù)量的隧道施工導(dǎo)線點(diǎn)或中線點(diǎn)，以便檢查隧道洞內(nèi)CPⅡ控制網(wǎng)平差成果是否會(huì)對(duì)隧道的建筑界限造成侵限，若造成侵限，則應(yīng)對(duì)CPⅡ控制網(wǎng)誤差進(jìn)行調(diào)整或?qū)λ淼涝O(shè)計(jì)線路中線進(jìn)行調(diào)整。 </p><p>　　2 CPⅢ控制點(diǎn)的布設(shè) </p><p>　　2.1 布設(shè)CPⅢ控制點(diǎn)需要用到的元器件 <

9、/p><p>　　這些元器件主要就是采用的經(jīng)過工廠精密加工的元器件，而且在進(jìn)行加工的時(shí)候是需要采用數(shù)控機(jī)床來完成的。CPⅢ點(diǎn)的測(cè)量標(biāo)志應(yīng)由預(yù)埋套筒、棱鏡桿、水準(zhǔn)測(cè)量桿和預(yù)埋件保護(hù)蓋組成，且應(yīng)采用具有抗銹蝕和抗腐蝕不銹鋼的合金材料進(jìn)行加工。所以在采購CPⅢ測(cè)量標(biāo)志的時(shí)候應(yīng)該要達(dá)到下面的一些相關(guān)要求才行，能夠永久保存、體積較小、結(jié)構(gòu)簡單、不會(huì)變形、價(jià)格適中、可強(qiáng)制對(duì)中，互換性和重復(fù)安裝性誤差，X、Y誤差要求小于±

10、;0.4mm，H誤差要求小于±0.2mm。 </p><p>　　2.2 具體布設(shè)CPⅢ控制點(diǎn) </p><p>　　CPⅢ控制點(diǎn)應(yīng)沿線路布置在路基兩側(cè)的接觸網(wǎng)桿或基礎(chǔ)、橋梁防撞墻、隧道側(cè)壁上，當(dāng)CPⅢ點(diǎn)布置在橋梁防撞墻上時(shí)，點(diǎn)位應(yīng)設(shè)置在橋墩固定端上方的防撞墻上。在大跨度連續(xù)梁上等特殊地段，也可設(shè)置在活動(dòng)端，但在使用時(shí)要加強(qiáng)CPⅢ點(diǎn)位精度的復(fù)核，以確定點(diǎn)的穩(wěn)定性，并即測(cè)即用。CP

11、Ⅲ點(diǎn)沿線路布置時(shí)縱向間距宜為50～70m左右一對(duì)點(diǎn)，特殊情況下相鄰點(diǎn)間距最短不小于40m，最長不大于80m。同一對(duì)點(diǎn)里程差不大于1m，橫向間距不超過結(jié)構(gòu)寬度，CPⅢ點(diǎn)布設(shè)高度應(yīng)大致等高，高度應(yīng)與設(shè)計(jì)軌道頂面保持30～50cm的高度間距。 </p><p>　　3 CPⅢ平面控制網(wǎng)的測(cè)量 </p><p>　　3.1 測(cè)量CPⅢ控制點(diǎn)的要求及具體方法 </p><p>

12、;　　首先對(duì)于儀器的一些要求。全站儀在進(jìn)行測(cè)量的時(shí)候須合格并在有效檢定期內(nèi)，而且應(yīng)該要滿足下面的這些要求：在進(jìn)行角度測(cè)量的時(shí)候，精度應(yīng)該要滿足方向測(cè)量中誤差不大于1″；在進(jìn)行距離測(cè)量的時(shí)候，精度則應(yīng)該要滿足測(cè)距中誤差不大于1mm+2ppm；在進(jìn)行測(cè)量的時(shí)候，全站儀應(yīng)具有目標(biāo)自動(dòng)識(shí)別和測(cè)量的自動(dòng)化全站儀。而且每一套全站儀都應(yīng)該要至少配有13個(gè)配套棱鏡及其棱鏡組件，且棱鏡在使用之前應(yīng)該要經(jīng)過檢測(cè)，篩選互換性較好的使用。 </p>

13、<p>　　其次就是測(cè)量的具體方法。在每次測(cè)量開始的時(shí)候，應(yīng)在設(shè)站前輸入規(guī)范要求的各項(xiàng)限差，輸入測(cè)站信息，按照采集軟件要求學(xué)習(xí)目標(biāo)觀測(cè)點(diǎn)（全圓方向觀測(cè)法），而且還應(yīng)該要填寫自由站的記錄，每一測(cè)站的測(cè)量都應(yīng)該要觀測(cè)3個(gè)完整的測(cè)回（0.5″級(jí)儀器可觀測(cè)2個(gè)測(cè)回）。在每次自由設(shè)站時(shí)，應(yīng)該要記錄相應(yīng)的氣壓和溫度，對(duì)邊長觀測(cè)進(jìn)行溫度、氣壓等氣象元素改正，溫度讀數(shù)精確至0.2℃，氣壓讀數(shù)精確至0.5hPa。對(duì)于那些線路上有長短鏈的時(shí)候

14、，應(yīng)該要對(duì)標(biāo)記的編號(hào)和重復(fù)的里程進(jìn)行區(qū)分。在自由測(cè)站進(jìn)行測(cè)量的時(shí)候，應(yīng)該要保證每個(gè)CPⅢ點(diǎn)被3次獨(dú)立觀測(cè)，自由測(cè)站到CPⅢ點(diǎn)的最遠(yuǎn)觀測(cè)距離不應(yīng)大于180m，每個(gè)CPⅢ控制點(diǎn)應(yīng)有三個(gè)方向交會(huì)，從而提高觀測(cè)可靠性，示意圖如下所示： 　　■ </p><p>　　3.2 與上一級(jí)的CPⅡ控制點(diǎn)進(jìn)行聯(lián)測(cè) </p><p>　　CPⅢ平面網(wǎng)采用自由測(cè)站邊角交會(huì)法施測(cè)，附合到CPⅠ、CPⅡ控制點(diǎn)上，

15、每600m左右（400～800m）與上一級(jí)的CPⅡ控制點(diǎn)進(jìn)行聯(lián)測(cè)，自由測(cè)站至CPⅡ控制點(diǎn)的觀測(cè)邊長不大于300m。觀測(cè)時(shí)自由測(cè)站間距一般約為120m，測(cè)站內(nèi)觀測(cè)12個(gè)CPⅢ點(diǎn)，全站儀前后方各3對(duì)CPⅢ點(diǎn)，自由測(cè)站到CPⅢ點(diǎn)的最遠(yuǎn)觀測(cè)距離不應(yīng)大于180m；每個(gè)CPⅢ點(diǎn)至少應(yīng)保證有三個(gè)自由測(cè)站的方向和距離觀測(cè)量（測(cè)量示意圖如下）。在進(jìn)行長大隧道和橋梁聯(lián)測(cè)的時(shí)候，應(yīng)和已有的隧道洞外精密控制網(wǎng)或橋梁精密控制網(wǎng)進(jìn)行聯(lián)測(cè)，以便對(duì)設(shè)計(jì)單位的施測(cè)成果進(jìn)

16、行復(fù)測(cè)確保成果的可靠性。 </p><p><b>　　■ </b></p><p>　　3.3 大跨度連續(xù)梁CPⅢ測(cè)量 </p><p>　　在大跨連續(xù)梁段，由于不能保證每個(gè)CPⅢ點(diǎn)均布置在橋梁固定支座端，梁體變形客觀存在，使得CPⅢ點(diǎn)在不同時(shí)間、環(huán)境及荷載的情況下測(cè)量時(shí)坐標(biāo)會(huì)存在一定的差異，因此造成CPⅢ成果使用和復(fù)測(cè)不便，故在測(cè)量中要注意

17、采取一定的措施。測(cè)量方法及計(jì)算與其它段落的要求一致。除嚴(yán)格執(zhí)行CPⅢ有關(guān)測(cè)量要求外，還應(yīng)特別注意整個(gè)段落要在較短的同一段時(shí)間、同一溫度、環(huán)境下進(jìn)行測(cè)量；測(cè)量CPⅢ的時(shí)間和軌道精調(diào)的時(shí)間盡量相隔短，且荷載沒有大的變化。如果相隔時(shí)間較長或溫度、環(huán)境荷載有較大的變化，要進(jìn)行重新復(fù)測(cè)后使用；軌道精調(diào)的時(shí)間段要和測(cè)量CPⅢ時(shí)的溫度、環(huán)境盡量一致；應(yīng)當(dāng)加大復(fù)測(cè)頻次，在施工的一個(gè)工序開始時(shí)要進(jìn)行一次復(fù)測(cè)，根據(jù)變形情況進(jìn)行分析，認(rèn)為復(fù)測(cè)結(jié)果符合變形規(guī)律

18、和實(shí)際情況時(shí)，要及時(shí)更新使用新的成果，以便進(jìn)行下一個(gè)工序的工作。同時(shí)在施工完成后的運(yùn)營階段，也要根據(jù)梁體的變形情況對(duì)CPⅢ進(jìn)行定期復(fù)測(cè)，以便于運(yùn)營維護(hù)使用。為保證大跨度連續(xù)梁及大跨度鋼梁上CPⅢ控制點(diǎn)的應(yīng)用精度，使用該部分CPⅢ控制點(diǎn)時(shí)，不得直接采用測(cè)量成果，應(yīng)以“即測(cè)即用”為原則進(jìn)行使用，無砟軌道施工時(shí)，按插點(diǎn)或者插網(wǎng)的方法重新測(cè)量非固定端上CPⅢ控制點(diǎn)</p><p>　　3.4 測(cè)量數(shù)據(jù)的處理 </p

19、><p>　　觀測(cè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)之前，必須對(duì)觀測(cè)數(shù)據(jù)的質(zhì)量進(jìn)行檢核，在滿足精度要求的情況之下才能存儲(chǔ)，然后對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理、計(jì)算和平差的處理。數(shù)據(jù)計(jì)算、平差處理采用的平差軟件，在計(jì)算報(bào)告中要說明軟件名稱。自由設(shè)站點(diǎn)、CPⅢ點(diǎn)進(jìn)行整體平差，而且在平差計(jì)算的時(shí)候，還應(yīng)對(duì)各項(xiàng)精度做出相應(yīng)評(píng)定。 </p><p><b>　　4 結(jié)束語 </b></p><p>

20、　　現(xiàn)在因?yàn)槭褂酶咚勹F路軌道控制網(wǎng)CPⅢ測(cè)量的時(shí)候，測(cè)量的穩(wěn)定性和精度都是非常地高，所以也就使得高速鐵路軌道控制網(wǎng)CPⅢ測(cè)量得到了很多測(cè)量工作者非常充分的肯定。在我國的高鐵的建設(shè)過程當(dāng)中，軌道控制網(wǎng)CPⅢ測(cè)量可以說是體現(xiàn)了非常重要的作用。在國內(nèi)很多已經(jīng)修建好的高鐵當(dāng)中，高速鐵路軌道控制網(wǎng)CPⅢ測(cè)量技術(shù)是具有很多成功的經(jīng)驗(yàn)，而且這項(xiàng)技術(shù)的可靠性、精度和穩(wěn)定性都非常高，從而才使得相關(guān)的施工建設(shè)單位能夠保質(zhì)保量地按時(shí)完成建設(shè)。 </p&

21、gt;<p><b>　　參考文獻(xiàn)： </b></p><p>　　[1]中華人民共和國鐵道部.TB 10601-2009高速鐵路工程測(cè)量規(guī)范[S].北京：中國鐵道出版社，2009. </p><p>　　[2]《客運(yùn)專線鐵路無砟軌道鋪設(shè)條件評(píng)估技術(shù)指南》鐵建設(shè) </p><p>　　〔2006〕158號(hào).北京：中國鐵道出版社，2