高速鐵路精測(cè)控制網(wǎng)的布設(shè)和測(cè)量.doc

1、1 高速鐵路控制網(wǎng)精度控制標(biāo)準(zhǔn)為保證旅客列車高速運(yùn)行時(shí)的安全性和舒適度,鐵路軌道的平順度是重要指標(biāo)。軌道平順度包含線路方向和縱向方向兩個(gè)分量,線路方向的不平順是指鋼軌頭內(nèi)側(cè)與鋼軌方向垂直的凸凹不平順。高速鐵路平順度要求在線路方向每10米弦實(shí)測(cè)正矢與理論正矢之差為2毫米。線路平順度的要求和控制測(cè)量的精度有一定的關(guān)系，對(duì)于線路形狀來(lái)說(shuō)，平順度只是一種局部誤差。不能依線路平順度的要求作為控制測(cè)量的精度標(biāo)準(zhǔn)。因?yàn)?，平順度?duì)線路位置誤差的影響有積累性和擴(kuò)大的趨勢(shì)，當(dāng)實(shí)際線路偏離設(shè)計(jì)位置很遠(yuǎn)時(shí),線路仍舊可以滿足平順度要求。1。1短波平順度對(duì)線路位置的影響現(xiàn)以直線線路討論,當(dāng)在10米處產(chǎn)生2不平順度時(shí)，線路

2、將出現(xiàn)轉(zhuǎn)折角為（82。5），直線B移至B點(diǎn)。每個(gè)不平順度具有偶然性，因此，由各段不平順度產(chǎn)生的點(diǎn)位移按偶然誤差計(jì)算,設(shè)AB為150米，則 =127。短波不平順累計(jì)誤差示意圖1。2 長(zhǎng)波平順度對(duì)線路位置的影響長(zhǎng)波平順度要求,150米處不大于10，當(dāng)在150米處產(chǎn)生10不平順度時(shí)，線路將出現(xiàn)轉(zhuǎn)折角為（27。5）。設(shè)AB為900米,則 M=147。雖然如此，如果僅僅控制軌道的平順度，在達(dá)到要求的情況下，軌道的整體線形總是不能保證。由上可知，在客運(yùn)專線無(wú)砟軌道的施工過(guò)程當(dāng)中，僅僅控制軌道的平順度是不夠的，我們還需要建立無(wú)砟軌道施工測(cè)量控制網(wǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)軌道的總體線形的正確。1。3 CP和CP誤差計(jì)算通過(guò)無(wú)砟

3、軌道施工中軌道對(duì)平順度的相關(guān)要求,我們可以反推出CP和CP控制網(wǎng)的相關(guān)精度要求.CP和CP最弱點(diǎn)的橫向中誤差計(jì)算按導(dǎo)線測(cè)量方法，計(jì)算最弱點(diǎn)的橫向中誤差公式為：客運(yùn)專線無(wú)砟軌道鐵路工程測(cè)量暫行規(guī)定中要求的各級(jí)平面控制網(wǎng)布網(wǎng)要求如下表所示：控制網(wǎng)級(jí)別測(cè)量方法測(cè)量等級(jí)點(diǎn)間距備注CPGPSB級(jí)1000m4一對(duì)點(diǎn)CPGPSC級(jí)8001000m 導(dǎo)線四等CP導(dǎo)線五等150200m 后方交會(huì)5060m1020m一對(duì)點(diǎn)對(duì)于CP，取S=800m,則可計(jì)算得 MK=3.7；對(duì)于CP，取S=4000m，則可計(jì)算得 MK=11。6。假定導(dǎo)線縱向誤差等于橫向誤差，則可計(jì)算最弱點(diǎn)點(diǎn)位中誤差分別約為5和

4、15。相鄰兩點(diǎn)的相對(duì)中誤差計(jì)算：客運(yùn)專線無(wú)砟軌道鐵路工程測(cè)量暫行規(guī)定中GPS測(cè)量的精度要求規(guī)定如下表所示:控制網(wǎng)級(jí)別基線邊方向中誤差最弱邊相對(duì)中誤差CP1.31/170 000CP1.71/100 000CPI 相鄰兩點(diǎn)的相對(duì)中誤差邊長(zhǎng)：4000000×1/170000=23。5方向：4000000×1。3/206265=25相鄰兩點(diǎn)的相對(duì)點(diǎn)位中誤差為34.3CP 相鄰兩點(diǎn)的相對(duì)中誤差邊長(zhǎng)：800000×1/100000=8方向：800000×1.7/206265=6.6相鄰兩點(diǎn)的相對(duì)點(diǎn)位中誤差為10。42 平面控制網(wǎng)客運(yùn)專線無(wú)砟軌道鐵路工程測(cè)量暫行規(guī)定

5、中規(guī)定:平面控制分三級(jí)布設(shè)：第一級(jí)為基礎(chǔ)平面控制網(wǎng)（CPI），為勘測(cè)、施工、運(yùn)營(yíng)維護(hù)提供坐標(biāo)基準(zhǔn).第二級(jí)為線路控制網(wǎng)（CP），為勘測(cè)和施工提供控制基準(zhǔn)。第三級(jí)為基樁控制網(wǎng)（CP），為鋪設(shè)無(wú)渣軌道和運(yùn)營(yíng)維護(hù)提供控制基準(zhǔn)。2。1 CPI、CP布測(cè)方法CPI沿線路走向，每4千米一個(gè)或一對(duì)點(diǎn)，按鐵路B級(jí)GPS測(cè)量要求施測(cè)?；€邊方向中誤差不大于1.3，最弱邊相對(duì)中誤差1/170000。CP在CPI的基礎(chǔ)上采用GPS測(cè)量或?qū)Ь€測(cè)量方法施測(cè)。點(diǎn)間距離8001000米。GPS測(cè)量按鐵路C級(jí)要求施測(cè).基線邊方向中誤差不大于1.7，最弱邊相對(duì)中誤差1/100000；導(dǎo)線測(cè)量等級(jí)為四等，測(cè)角中誤差 2.5，相對(duì)閉

6、合差1/40000。2。2 CP控制點(diǎn)的布測(cè)方法2.2.1 CP控制點(diǎn)的元器件:采用工廠精加工元器件（要求采用數(shù)控機(jī)床)，用不易生銹及腐蝕的金屬材料制作，CP控制點(diǎn)標(biāo)志重復(fù)安置精度應(yīng)達(dá)0。3。CP器件完整示意圖2.2。2 CP控制點(diǎn)的布設(shè)（1）CP控制點(diǎn)距離布置一般為60 m左右，且不應(yīng)大于80 m， CP控制點(diǎn)布設(shè)高度應(yīng)與軌道面高度保持一致的高度間距。隧道內(nèi)CP控制點(diǎn)位置示意圖注：標(biāo)記點(diǎn)設(shè)置在內(nèi)襯上，位距電纜槽邊墻表面約100cm左右.路基地段CPIII控制點(diǎn)位置示意圖橋梁上CPIII控制點(diǎn)位置示意圖2.2。3 CP控制點(diǎn)的定位精度要求CP控制點(diǎn)的定位精度要求表（)控制點(diǎn)可重復(fù)性測(cè)量精度相對(duì)

7、點(diǎn)位精度CP后方交會(huì)測(cè)量512.2.4 CP控制點(diǎn)的測(cè)量（1）儀器要求全站儀必須滿足如下精確度要求：角度測(cè)量精確度：1距離測(cè)量精確度：1+2ppm使用帶目標(biāo)自動(dòng)搜索及測(cè)量的自動(dòng)化全站儀.每臺(tái)儀器應(yīng)至少配13套棱鏡，使用前應(yīng)對(duì)棱鏡進(jìn)行檢測(cè)。（2）測(cè)量方法CP控制網(wǎng)采用自由設(shè)站交會(huì)網(wǎng)（客運(yùn)專線無(wú)碴軌道鐵路工程測(cè)量暫行規(guī)定稱為“后方交會(huì)網(wǎng)”）的方法測(cè)量，自由測(cè)站的測(cè)量,從每個(gè)自由測(cè)站，將以2 x 3個(gè) CP 點(diǎn)為測(cè)量目標(biāo)，每次測(cè)量應(yīng)保證每個(gè)點(diǎn)測(cè)量3次，測(cè)量方法見下圖。 測(cè)站(自由站點(diǎn)） CP控制點(diǎn) 向CP點(diǎn)進(jìn)行的測(cè)量（方向、角度和距離） CP控制點(diǎn)距離為60m左右,且不應(yīng)大于80m,觀測(cè)CP 點(diǎn)允許

8、的最遠(yuǎn)的目標(biāo)距離為120m左右,最大不超過(guò)180m。每次測(cè)量開始前在全站儀初始行中輸入起始點(diǎn)信息并填寫自由測(cè)站記錄表,每一站測(cè)量3組完整的測(cè)回。應(yīng)記錄于每個(gè)測(cè)站的：T溫度、氣壓以及CPI、CP點(diǎn)上的目標(biāo)點(diǎn)的棱鏡高測(cè)量，并將溫度、氣壓改正輸入每個(gè)測(cè)站上。對(duì)于線路有長(zhǎng)短鏈時(shí)，應(yīng)注意區(qū)分重復(fù)里程及標(biāo)記的編號(hào)。（3）水平角測(cè)量的精度應(yīng)按如下要求進(jìn)行：測(cè)量水平方向：3測(cè)回;測(cè)量測(cè)站至CP標(biāo)記點(diǎn)間的距離：3測(cè)回。方向觀測(cè)各項(xiàng)限差根據(jù)精密工程測(cè)量規(guī)范（GB/T 15314-1994）的要求不應(yīng)超過(guò)下表的規(guī)定，觀測(cè)最后結(jié)果按等權(quán)進(jìn)行測(cè)站平差。經(jīng)緯儀類型電子經(jīng)緯儀兩次讀數(shù)差半測(cè)回歸零差一測(cè)回內(nèi)2C互差同一方向值

9、各測(cè)回互差DJ050。54124DJ0715125DJ116126注:DJ05為一測(cè)回水平方向中誤差不超過(guò)±0.5的經(jīng)緯儀.每個(gè)點(diǎn)應(yīng)觀測(cè)3個(gè)全測(cè)回。距離的觀測(cè)應(yīng)與水平角觀測(cè)同步進(jìn)行，并由全站儀自動(dòng)進(jìn)行。（4)平面測(cè)量可以根據(jù)測(cè)量需要分段測(cè)量,其測(cè)量范圍內(nèi)的CP點(diǎn)應(yīng)聯(lián)測(cè).2。2。5 與上一級(jí)CP控制點(diǎn)聯(lián)測(cè)與上一級(jí)CP控制點(diǎn)聯(lián)測(cè)時(shí)應(yīng)保證800-1000米的間隔聯(lián)測(cè)一個(gè)。（1）與上一級(jí)CP控制點(diǎn)聯(lián)測(cè)，一般情況下應(yīng)通過(guò)2個(gè)或以上線路上的自由測(cè)站，見下圖。聯(lián)測(cè)高等級(jí)控制點(diǎn)時(shí)，應(yīng)最少觀測(cè)3個(gè)完整測(cè)回?cái)?shù)據(jù)（其精確度應(yīng)在5毫米誤差以下)。與CP控制點(diǎn)聯(lián)測(cè)示意圖 測(cè)站（自由站點(diǎn)） CP控制點(diǎn) 向CP點(diǎn)

10、進(jìn)行的測(cè)量（方向、角度和距離）(2）為了使相鄰重合區(qū)域能夠滿足CP網(wǎng)絡(luò)的測(cè)量高均勻性和高精確度,每個(gè)重合區(qū)域至少要有3到4對(duì)CP點(diǎn)（約為180米的重合)一起測(cè)量,并且考慮平差，每個(gè)區(qū)域不小于4公里為宜。橋梁、隧道段須與已有的獨(dú)立的隧道施工控制網(wǎng)相連接。通過(guò)選取適當(dāng)?shù)腃P點(diǎn)和CP 特殊網(wǎng)點(diǎn)，來(lái)保證形成均勻的過(guò)渡段.（3）CP控制網(wǎng)應(yīng)與線下工程竣工中線進(jìn)行聯(lián)測(cè)。2。2.6 內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理在自由設(shè)站CP測(cè)量中，測(cè)量時(shí)必須使用與全站儀能自動(dòng)記錄及計(jì)算的專用數(shù)據(jù)處理軟件，采用軟件必須通過(guò)鐵道部相關(guān)部門正式鑒定。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。包括如下內(nèi)容:觀測(cè)者、記錄者、復(fù)核者簽名；觀測(cè)日

11、期、天氣等氣象要素記錄。檢核方法可以采用手工或程序檢核.觀測(cè)數(shù)據(jù)經(jīng)檢核不滿足要求時(shí)，及時(shí)提出重測(cè),經(jīng)檢核無(wú)誤并滿足要求時(shí)，進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，提交給數(shù)據(jù)計(jì)算、平差處理。數(shù)據(jù)計(jì)算、平差處理必須是經(jīng)采用通過(guò)鐵道部相關(guān)部門正式鑒定軟件，在計(jì)算報(bào)告中要說(shuō)明軟件名稱.自由設(shè)站點(diǎn)、CP點(diǎn)進(jìn)行整體平差。平差計(jì)算時(shí)，要對(duì)各項(xiàng)精度作出評(píng)定.3 高程控制網(wǎng)的建立客運(yùn)專線無(wú)砟軌道鐵路工程測(cè)量暫行規(guī)定中規(guī)定:高程控制測(cè)量分為勘測(cè)高程控制測(cè)量、水準(zhǔn)基點(diǎn)高程控制測(cè)量和CP控制點(diǎn)高程控制測(cè)量.控 制 網(wǎng) 級(jí) 別測(cè) 量 等 級(jí)點(diǎn)間距勘測(cè)高程控制測(cè)量二等水準(zhǔn)測(cè)量2000m四等水準(zhǔn)測(cè)量水準(zhǔn)基點(diǎn)高程控制測(cè)量二等水準(zhǔn)測(cè)量2000mCP控制

12、點(diǎn)高程控制測(cè)量精密水準(zhǔn)測(cè)量800m各等級(jí)水準(zhǔn)測(cè)量精度水準(zhǔn)測(cè)量等級(jí)每千米水準(zhǔn)測(cè)量偶然中誤差M每千米水準(zhǔn)測(cè)量全中誤差MW限 差監(jiān)測(cè)以測(cè)段高差之差往返測(cè)不符值附和路線或環(huán)線閉合差左右線路高差不符值二等水準(zhǔn) 1.0 2。0644-精密水準(zhǔn) 2。0 4.012884三等水準(zhǔn) 3。0 6。02012128注:表中L為往返測(cè)段、附和或環(huán)線的水準(zhǔn)路線長(zhǎng)度，單位為。3。1 高程控制測(cè)量勘測(cè)高程控制測(cè)量、水準(zhǔn)基點(diǎn)高程控制測(cè)量依照國(guó)家相關(guān)技術(shù)規(guī)范進(jìn)行.CP控制點(diǎn)高程控制測(cè)量又分為兩種：導(dǎo)線網(wǎng)CP控制點(diǎn)、后方交會(huì)網(wǎng)CP控制點(diǎn)高程控制測(cè)量.CP控制點(diǎn)高程控制測(cè)量采用的水準(zhǔn)等級(jí)為精密水準(zhǔn)?，F(xiàn)對(duì)后方交會(huì)網(wǎng)CP控制點(diǎn)高程控制

13、測(cè)量作詳細(xì)說(shuō)明。3.1。1 測(cè)量方法每一測(cè)段應(yīng)至少與3個(gè)二等水準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行聯(lián)測(cè)，形成檢核。聯(lián)測(cè)時(shí),往測(cè)時(shí)以軌道一側(cè)的CP水準(zhǔn)點(diǎn)為主線貫通水準(zhǔn)測(cè)量，另一側(cè)的CP水準(zhǔn)點(diǎn)在進(jìn)行貫通水準(zhǔn)測(cè)量擺站時(shí)就近觀測(cè)。返測(cè)時(shí)以另一側(cè)的CP水準(zhǔn)點(diǎn)為主線貫通水準(zhǔn)測(cè)量,對(duì)側(cè)的水準(zhǔn)點(diǎn)在擺站時(shí)就近聯(lián)測(cè)。往測(cè)水準(zhǔn)路線示意圖水準(zhǔn)返測(cè)示意圖3。1。2 CP高程控制點(diǎn)精度要求CP控制點(diǎn)水準(zhǔn)測(cè)量應(yīng)按客運(yùn)專線無(wú)碴軌道鐵路工程測(cè)量技術(shù)暫行規(guī)定中的“精密水準(zhǔn)”測(cè)量的要求施測(cè)。CP控制點(diǎn)高程測(cè)量工作應(yīng)在CP平面測(cè)量完成后進(jìn)行，并起閉于二等水準(zhǔn)基點(diǎn)，且一個(gè)測(cè)段聯(lián)測(cè)不應(yīng)少于三個(gè)水準(zhǔn)點(diǎn)。精密水準(zhǔn)測(cè)量采用滿足精度要求的水準(zhǔn)儀，配套因瓦尺。使用儀器設(shè)備應(yīng)

14、在鑒定期內(nèi)，有效期最多為一年,每年必須對(duì)測(cè)量?jī)x器精確度進(jìn)行一次校準(zhǔn)，每天使用該儀器之前，對(duì)儀器進(jìn)行檢驗(yàn)和校準(zhǔn)。精密水準(zhǔn)測(cè)量的主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求等級(jí)每千米高差全中誤差（）路線長(zhǎng)度(km）水準(zhǔn)儀等級(jí)水準(zhǔn)尺觀 測(cè) 次 數(shù)往返較差或閉合差（）與已知點(diǎn)聯(lián)測(cè)附合或環(huán)線精密水準(zhǔn)42DS1因瓦往返往返8注：結(jié)點(diǎn)之間或結(jié)點(diǎn)與高級(jí)點(diǎn)之間，其路線的長(zhǎng)度，不應(yīng)大于表中規(guī)定的0.7倍。L為往返測(cè)段、附合或環(huán)線的水準(zhǔn)路線長(zhǎng)度,單位km。（2）精密水準(zhǔn)觀測(cè)應(yīng)符合以下要求等級(jí)水準(zhǔn)尺類型水準(zhǔn)儀等級(jí)視距 （m）前后視距差 （m）測(cè)段的前后視距累積差 （m) 視線高度（m)精密水準(zhǔn)因瓦DS1602.04

15、。0下絲讀數(shù)0.3DS0565注:L為往返測(cè)段、附合或環(huán)線的水準(zhǔn)路線長(zhǎng)度,單位km。DS05表示每千米水準(zhǔn)測(cè)量高差中誤差為±0。5。（3）測(cè)站觀測(cè)限差等級(jí)上下絲讀數(shù)平均值與中絲讀數(shù)的差基輔分劃讀數(shù)的差基輔分劃所測(cè)高差的差檢測(cè)間歇點(diǎn)高差的差精密1.50.50.71。0因水準(zhǔn)路線較短，故不設(shè)間歇點(diǎn).視距長(zhǎng)60m;前后視距差1。0m；前后視距累計(jì)差3.0m。上述觀測(cè)限差超限時(shí)，重新觀測(cè).測(cè)站數(shù)為偶數(shù)，一般為6或8個(gè)。由往測(cè)轉(zhuǎn)往返測(cè)時(shí)，兩支標(biāo)尺應(yīng)互換位置，并應(yīng)重新整置儀器.3.1。4 CP控制點(diǎn)高程測(cè)量數(shù)據(jù)處理CP控制點(diǎn)高程測(cè)量應(yīng)嚴(yán)密平差，平差計(jì)算取位下表中精密水準(zhǔn)測(cè)量的規(guī)定執(zhí)行.精密水準(zhǔn)測(cè)

16、量計(jì)算取位等級(jí)往（返)測(cè)距離總和（km）往（返）測(cè)距離中數(shù)(km）各測(cè)站高差（)往（返）測(cè)高差總和（）往（返)測(cè)高差中數(shù)()高程 （）精密水準(zhǔn)0.010.10.010。010。10.14 CP測(cè)量所使用的儀器4。1 全站儀適合于進(jìn)行CP測(cè)量的全站儀有Leica （徠卡)系列的:TCA1201+，TCRP1201+,TCA1800,TCA2003等TCA2003TCA1800TCRP1201+TCA1201+每臺(tái)儀器應(yīng)至少配13套棱鏡，使用前應(yīng)對(duì)棱鏡進(jìn)行檢測(cè)。注：使用前應(yīng)對(duì)配合全站儀使用的所有棱鏡進(jìn)行檢測(cè)，所有棱鏡的棱鏡常數(shù)都必須相同。4。2 水準(zhǔn)儀在進(jìn)行CP精密水準(zhǔn)測(cè)量時(shí)應(yīng)該使用精密水準(zhǔn)儀，徠卡滿足使用需求的光學(xué)水準(zhǔn)儀是NA2；NA2精密光學(xué)水準(zhǔn)儀相關(guān)技術(shù)指標(biāo)每公里往返測(cè)高程精度0.7，0。3 （帶測(cè)微計(jì)）放大倍率標(biāo)準(zhǔn)32x，補(bǔ)償器設(shè)置精度0。3”補(bǔ)償器工作范圍±30'工作溫度20到 +50貯藏溫度-40到 +70CP控制點(diǎn)因?yàn)辄c(diǎn)數(shù)繁多，水準(zhǔn)測(cè)量工作量大，故推薦使用精密電子水準(zhǔn)儀.徠卡DNA03數(shù)字水準(zhǔn)儀憑借其卓越的性能，穩(wěn)定的表現(xiàn)獲得了多家高鐵施工單位的青睞與肯定,在已建成和在建的