(5)《工程測(cè)量學(xué)》第2章線路設(shè)計(jì)階段的測(cè)繪工作(II)

1、 2.1 2.1 線路設(shè)計(jì)的有關(guān)知識(shí)線路設(shè)計(jì)的有關(guān)知識(shí) 2.2 2.2 線路初測(cè)階段的測(cè)量工作線路初測(cè)階段的測(cè)量工作 2.3 2.3 線路定測(cè)階段的測(cè)量工作線路定測(cè)階段的測(cè)量工作 2.4 2.4 線路縱橫斷面圖的測(cè)繪線路縱橫斷面圖的測(cè)繪 2.5 2.5 既有線路測(cè)量既有線路測(cè)量 2.6 2.6 航測(cè)、遙感技術(shù)中線路勘測(cè)中的應(yīng)用航測(cè)、遙感技術(shù)中線路勘測(cè)中的應(yīng)用 補(bǔ)充：補(bǔ)充： 高速鐵路控制網(wǎng)的布設(shè)高速鐵路控制網(wǎng)的布設(shè)) 1 . 0100() 1 . 0200100(LLLhH限限天寶GEDO軌道測(cè)量系統(tǒng)瑞士安伯格GRP一體化軌道測(cè)量系統(tǒng)徐萬(wàn)鵬徐萬(wàn)鵬徐萬(wàn)鵬徐萬(wàn)鵬，男，1967年11月出生，河南淅川人

2、，1990年畢業(yè)于武漢測(cè)繪科技大學(xué)。碩士研究生學(xué)歷。中鐵十五局集團(tuán)京滬高鐵指揮部副京滬高鐵指揮部副指揮長(zhǎng)，指揮長(zhǎng)，教授級(jí)高級(jí)工程師教授級(jí)高級(jí)工程師。全國(guó)五一勞動(dòng)獎(jiǎng)?wù)妈F道部青年科技拔尖人才詹天佑中國(guó)鐵建青年獎(jiǎng)鐵道部火車頭獎(jiǎng)?wù)轮袊?guó)鐵建勞動(dòng)模范先后獲得省、部級(jí)科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)2項(xiàng)，二等獎(jiǎng)2項(xiàng)，洛陽(yáng)市青年科技獎(jiǎng)2項(xiàng)。在國(guó)際會(huì)議和國(guó)家核心期刊上發(fā)表學(xué)術(shù)論文16篇。http:/ 通過改造原有線路，使?fàn)I運(yùn)速率達(dá)到每小時(shí)200公里以上，或者專門修建新的“高速新線”，使?fàn)I運(yùn)速率達(dá)到每小時(shí)250公里以上的鐵路系統(tǒng)。1.時(shí)速100120公里稱為常速； 2.時(shí)速120 160公里稱為中速或準(zhǔn)高速；3.時(shí)速160 200

3、公里稱為快速； 4.時(shí)速200 400公里稱為； 5.時(shí)速400公里以上稱為特高速。 中國(guó)對(duì)速度的界定u到2014年底，中國(guó)高鐵運(yùn)營(yíng)里程將達(dá)到16500公里，約占世界總里程的2/3；u“四縱四橫”高鐵路網(wǎng)主骨架已經(jīng)大部分建成。1、高速鐵路的分類2、高速鐵路修建過程3、高速鐵路工程分類和測(cè)量要求4、高速鐵路測(cè)量關(guān)鍵技術(shù)5、高速鐵路測(cè)量控制網(wǎng)分級(jí)6、布網(wǎng)方法及數(shù)據(jù)處理原則7、測(cè)量基準(zhǔn)和精度匹配問題8、CP網(wǎng)布設(shè)9、三網(wǎng)合一技術(shù)優(yōu)點(diǎn)：技術(shù)成熟，經(jīng)濟(jì)，與既有路網(wǎng)的兼容性好缺點(diǎn)：噪聲大。按驅(qū)動(dòng)方式劃分輪軌系統(tǒng)高速鐵路磁懸浮鐵路優(yōu)點(diǎn)：速度快，噪聲小缺點(diǎn)：技術(shù)不成熟且造價(jià)高，與既有路網(wǎng)不兼容上海磁懸浮世界唯

4、一磁懸浮營(yíng)運(yùn)線路列車在鋼軌上運(yùn)行列車懸浮在軌道上1、高速鐵路的分類1、高速鐵路分類優(yōu)點(diǎn)：軌道穩(wěn)固、線路平順，運(yùn)營(yíng)維護(hù)工作量小缺點(diǎn)：造價(jià)高。輪軌系統(tǒng)按照道床結(jié)構(gòu)劃分無(wú)砟軌道系統(tǒng)有砟軌道系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)：造價(jià)低缺點(diǎn)：線路不穩(wěn)定，晝間運(yùn)營(yíng)，夜間維護(hù)，運(yùn)營(yíng)維護(hù)成本高1、高速鐵路分類型雙塊系統(tǒng)雙塊系統(tǒng)無(wú)砟軌道系統(tǒng)分類雙塊式無(wú)砟軌道系統(tǒng)板式無(wú)砟軌道系統(tǒng)型板式系統(tǒng)板式系統(tǒng)u 澆筑軌道板間的接縫u 軌道板縱連與鎖定形成帶狀受力結(jié)構(gòu)u 灌注CA砂漿填充層軌道板與底座板耦合u 軌道板鋪設(shè)和精調(diào)亞毫米級(jí)精度(0.3mm)2、高速鐵路修建過程(以CRTS型板為例介紹)u 下部主體工程施工橋梁、隧道、路基、涵洞厘米級(jí)精度u 支

5、承層或底座板施工毫米級(jí)精度(3mm)通過鎖件張拉寬接縫u 無(wú)砟軌道成型3、高速鐵路工程分類和測(cè)量要求u 下部主體工程施工橋梁、隧道、路基、涵洞厘米級(jí)精度線下工程u 鋼軌鋪設(shè)和軌道精調(diào) 精度0.3毫米u(yù) 澆筑軌道板間的接縫u 軌道板縱連與鎖定u 灌注CA砂漿填充層u 軌道板鋪設(shè)和精調(diào)亞毫米級(jí)精度(0.3mm)u 支承層或底座板施工毫米級(jí)精度(3mm)基礎(chǔ)基礎(chǔ)承軌承軌結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)軌道軌道扣件扣件軌道系統(tǒng)除了嚴(yán)格控制沉降和變形外，其它方面與傳統(tǒng)鐵路測(cè)量并無(wú)本質(zhì)區(qū)別 精密工程測(cè)量 獨(dú)立測(cè)量基準(zhǔn) 三網(wǎng)合一技術(shù) 專用測(cè)量工具 特殊測(cè)量手段 強(qiáng)調(diào)相對(duì)精度 精密測(cè)量設(shè)備4、高速鐵路測(cè)量關(guān)鍵技術(shù)變形控制和精密測(cè)量技

6、術(shù)是高速鐵路建設(shè)中與測(cè)量相關(guān)的兩大關(guān)鍵技術(shù)。高速鐵路實(shí)現(xiàn)列車高速行駛的前提條件： 軌道系統(tǒng)的高穩(wěn)定性一次性建成穩(wěn)固、可靠的線下工程；嚴(yán)格控制沉降和變形。 軌道系統(tǒng)的高平順性精密測(cè)量技術(shù)：測(cè)量精度0.3mm ；特殊測(cè)量手段：嚴(yán)格控制誤差傳遞和積累，確保軌道平順5、高速鐵路測(cè)量控制網(wǎng)分級(jí) 平面控制網(wǎng)分四級(jí)，逐級(jí)向下控制； 高程控制網(wǎng)為二等水準(zhǔn)網(wǎng)。 第一級(jí)為框架控制網(wǎng)，簡(jiǎn)稱為CP0網(wǎng)； 第二級(jí)為基礎(chǔ)平面控制網(wǎng)，簡(jiǎn)稱CP網(wǎng)； 第三級(jí)為線路平面控制網(wǎng)，簡(jiǎn)稱CP網(wǎng)； 第四級(jí)為軌道控制網(wǎng)，簡(jiǎn)稱CP網(wǎng)。5、高速鐵路測(cè)量控制網(wǎng)分級(jí)5、高速鐵路測(cè)量控制網(wǎng)分級(jí)5、高速鐵路測(cè)量控制網(wǎng)分級(jí)控制網(wǎng)控制網(wǎng)測(cè)量方法測(cè)量方法相

7、鄰點(diǎn)的相對(duì)中誤差相鄰點(diǎn)的相對(duì)中誤差(mm)(mm)點(diǎn)點(diǎn) 間間 距距CP0CP0GPSGPS2020約約50km50kmCPCPGPSGPS1010約約4000m4000mCPCPGPSGPS8 8600600800m800m附合導(dǎo)線附合導(dǎo)線8 8400400800m800mCPCP自由測(cè)站邊角交會(huì)自由測(cè)站邊角交會(huì)1 1點(diǎn)對(duì)間距點(diǎn)對(duì)間距505070m70m二等水二等水準(zhǔn)準(zhǔn)二等水準(zhǔn)測(cè)量二等水準(zhǔn)測(cè)量高差中誤差高差中誤差2mm/km2mm/km約約2000m2000m說(shuō)明：說(shuō)明：1 1、相鄰點(diǎn)的相對(duì)中誤差指、相鄰點(diǎn)的相對(duì)中誤差指X X、Y Y坐標(biāo)分量中誤差。坐標(biāo)分量中誤差。 2 2、相鄰、相鄰CPCP

8、點(diǎn)高程的相對(duì)中誤差為點(diǎn)高程的相對(duì)中誤差為0.5mm0.5mm。6、布網(wǎng)方法及數(shù)據(jù)處理原則 框架控制網(wǎng)(CP0)布設(shè) 在線路初測(cè)前布網(wǎng)和測(cè)量，用靜態(tài)GPS技術(shù)建網(wǎng)； 點(diǎn)間距約50km，應(yīng)與IGS參考站或國(guó)家A、B級(jí)GPS點(diǎn)聯(lián)測(cè)； 聯(lián)測(cè)點(diǎn)數(shù)不少于2個(gè)，且均勻分布； 每個(gè)點(diǎn)上的獨(dú)立基線不小于3條，采用精密星歷解算基線； 要求全線一次性布設(shè)、測(cè)量和整體平差。 6、布網(wǎng)方法及數(shù)據(jù)處理原則基礎(chǔ)平面控制網(wǎng)(CP) 在線路初測(cè)階段建立，用靜態(tài)GPS技術(shù)建網(wǎng)； 點(diǎn)間距約4km，隧道段應(yīng)在洞口處加設(shè)一對(duì)CP點(diǎn)； 由三角形、大地四邊形構(gòu)成的帶狀網(wǎng)，附合在CP0網(wǎng)上； 全線一次布網(wǎng)、測(cè)量和整體平差； 整網(wǎng)三維約束和無(wú)

9、約束平差在2000國(guó)家大地坐標(biāo)系中進(jìn)行； GPS測(cè)量的空間直角坐標(biāo)分區(qū)、分帶投影帶至工程獨(dú)立坐標(biāo)系中6、布網(wǎng)方法及數(shù)據(jù)處理原則線路控制網(wǎng)(CP) 在線路定測(cè)階段建立，用靜態(tài)GPS技術(shù)或精密導(dǎo)線建網(wǎng)； 沿線路每600800m布設(shè)一個(gè)點(diǎn)(隧道洞內(nèi)每300600m布設(shè)一對(duì)點(diǎn))； 由三角形、大地四邊形連接成的帶狀網(wǎng)，并附合在CP網(wǎng)上； 隧道段，采用四至六條邊的導(dǎo)線環(huán)布網(wǎng)，并附合在洞口CP點(diǎn)上 全線應(yīng)一次布網(wǎng)、測(cè)量和整體平差。6、布網(wǎng)方法及數(shù)據(jù)處理原則軌道控制網(wǎng)(CP) 在線下主體完工、沉降變形趨于穩(wěn)定后建立，用精密測(cè)量機(jī)器人施測(cè)； 平面和高程共點(diǎn)的三維控制網(wǎng)，控制點(diǎn)埋設(shè)強(qiáng)制對(duì)中裝置； 平面控制基準(zhǔn)是C

10、P或CP點(diǎn)； 自由設(shè)站后方邊角交會(huì)方式布設(shè)，網(wǎng)形規(guī)則； 軌道系統(tǒng)施工和運(yùn)營(yíng)維護(hù)的控制基準(zhǔn)； 數(shù)據(jù)處理采用傳統(tǒng)平面、高程平差或三維平差。6、布網(wǎng)方法及數(shù)據(jù)處理原則軌道控制網(wǎng)(CP) 強(qiáng)制對(duì)中裝置常規(guī)強(qiáng)制對(duì)中裝置6、布網(wǎng)方法及數(shù)據(jù)處理原則軌道控制網(wǎng)(CP) 強(qiáng)制對(duì)中裝置通用強(qiáng)制對(duì)中裝置轉(zhuǎn)接盤轉(zhuǎn)接桿預(yù)埋件轉(zhuǎn)接頭6、布網(wǎng)方法及數(shù)據(jù)處理原則軌道控制網(wǎng)(CP) 強(qiáng)制對(duì)中裝置強(qiáng)制對(duì)中模式一6、布網(wǎng)方法及數(shù)據(jù)處理原則軌道控制網(wǎng)(CP) 強(qiáng)制對(duì)中裝置強(qiáng)制對(duì)中模式二7、測(cè)量基準(zhǔn)和精度匹配問題 高速鐵路線下基礎(chǔ)工程施工，其測(cè)量控制網(wǎng)可以基于國(guó)家統(tǒng)一基準(zhǔn)。 確保新建工程不與既有建筑發(fā)生矛盾和沖突； 便于地理信息的統(tǒng)一

11、。 軌道系統(tǒng)施工前，需要在線下基礎(chǔ)工程的永久結(jié)構(gòu)物上，重新建立基于工程獨(dú)立坐標(biāo)系下的CP、CP、CP三網(wǎng)合一的精密控制網(wǎng)。 實(shí)現(xiàn)最佳精度匹配： 相鄰CP點(diǎn)的相對(duì)精度應(yīng)優(yōu)于7mm； 相鄰CP點(diǎn)的相對(duì)精度應(yīng)優(yōu)于 3mm。7、測(cè)量基準(zhǔn)和精度匹配問題 軌道控制網(wǎng)(CP網(wǎng))是精密三維控制網(wǎng)。 工程獨(dú)立坐標(biāo)系應(yīng)確保軌面上的長(zhǎng)度投影變形不大于10mm/km。 這一要求的依據(jù)是：高速鐵路軌道系統(tǒng)是狹長(zhǎng)結(jié)構(gòu)，凈寬很小(通常小于10m)，施工測(cè)量時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)距離因長(zhǎng)度投影變形而引起的橫向誤差(通常小于0.1mm，軌道平順性要求是0.3mm)可以小到忽略不計(jì)的程度。8、CP網(wǎng)布設(shè)點(diǎn)位 CP控制點(diǎn)成對(duì)且對(duì)稱布置，點(diǎn)間

12、距9米15米，點(diǎn)對(duì)間距約60米，網(wǎng)形非常規(guī)則。 CP點(diǎn)要永久保存，需埋設(shè)在專用觀測(cè)墩。 路基段：專用觀測(cè)墩8、CP網(wǎng)布設(shè)點(diǎn)位 CP控制點(diǎn)成對(duì)且對(duì)稱布置，點(diǎn)間距9米15米，點(diǎn)對(duì)間距約60米，網(wǎng)形非常規(guī)則。 CP點(diǎn)要永久保存，需埋設(shè)在專用觀測(cè)墩。 橋梁段：橋梁防護(hù)墻CPIII點(diǎn)永久保存8、CP網(wǎng)布設(shè)點(diǎn)位 CP控制點(diǎn)成對(duì)且對(duì)稱布置，點(diǎn)間距9米15米，點(diǎn)對(duì)間距約60米，網(wǎng)形非常規(guī)則。 CP點(diǎn)要永久保存，需埋設(shè)在專用觀測(cè)墩。 隧道段：隧道邊墻8、CP網(wǎng)布設(shè)平面測(cè)量 觀測(cè)：CP觀測(cè)條件苛刻，一般要求在夜間或陰天，用邊角交會(huì)自由設(shè)站模式，向前、后各3對(duì)CP點(diǎn)進(jìn)行全圓法方向和距離的全自動(dòng)化觀測(cè)。 每測(cè)站至少測(cè)

13、量三個(gè)測(cè)回，測(cè)站之間重疊4對(duì)點(diǎn)。8、CP網(wǎng)布設(shè)平面測(cè)量 處理：全站儀的測(cè)量成果要在工程獨(dú)立坐標(biāo)系中，利用聯(lián)測(cè)的CP點(diǎn)作為強(qiáng)制約束點(diǎn)，分段進(jìn)行約束平差，求得CP點(diǎn)的平面坐標(biāo)。分段長(zhǎng)度不能小于四公里，平差方法為常規(guī)平面網(wǎng)平差。 精度要求：點(diǎn)位絕對(duì)精度優(yōu)于2mm，相鄰點(diǎn)的相對(duì)精度優(yōu)于1mm。8、CP網(wǎng)布設(shè)平面測(cè)量 CP測(cè)量通常按照間隔2對(duì)點(diǎn)設(shè)站的形式向前推進(jìn)； 施工干擾或觀測(cè)條件不佳時(shí)可采用間隔1對(duì)點(diǎn)設(shè)站的形式向前推進(jìn)； 可以直接在CP點(diǎn)上安置儀器進(jìn)行CP和CP的聯(lián)系測(cè)量。8、CP網(wǎng)布設(shè)高程測(cè)量 CP高程利用二等幾何水準(zhǔn)施測(cè)，要求相鄰CP點(diǎn)高程的相對(duì)精度為0.5mm。 特點(diǎn) 每個(gè)CP點(diǎn)都是水準(zhǔn)點(diǎn)，水準(zhǔn)測(cè)量時(shí)沒有轉(zhuǎn)點(diǎn)； 網(wǎng)形規(guī)則，測(cè)量中無(wú)須量距，每站觀測(cè)四個(gè)點(diǎn)； 水準(zhǔn)尺立在與CP標(biāo)志配套的轉(zhuǎn)接桿上，確保測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確轉(zhuǎn)換到CP棱鏡中心； 用精密數(shù)字水準(zhǔn)儀施測(cè)，勞動(dòng)強(qiáng)度低，且方便CP點(diǎn)名的自動(dòng)錄入； 測(cè)點(diǎn)高于地面1米左右且大致等高，測(cè)量中宜選用1米或1.5米長(zhǎng)的