(5)《工程測量學》第2章線路設計階段的測繪工作(II)

1、 2.1 2.1 線路設計的有關知識線路設計的有關知識 2.2 2.2 線路初測階段的測量工作線路初測階段的測量工作 2.3 2.3 線路定測階段的測量工作線路定測階段的測量工作 2.4 2.4 線路縱橫斷面圖的測繪線路縱橫斷面圖的測繪 2.5 2.5 既有線路測量既有線路測量 2.6 2.6 航測、遙感技術中線路勘測中的應用航測、遙感技術中線路勘測中的應用 補充：補充： 高速鐵路控制網(wǎng)的布設高速鐵路控制網(wǎng)的布設) 1 . 0100() 1 . 0200100(LLLhH限限天寶GEDO軌道測量系統(tǒng)瑞士安伯格GRP一體化軌道測量系統(tǒng)徐萬鵬徐萬鵬徐萬鵬徐萬鵬，男，1967年11月出生，河南淅川人

2、，1990年畢業(yè)于武漢測繪科技大學。碩士研究生學歷。中鐵十五局集團京滬高鐵指揮部副京滬高鐵指揮部副指揮長，指揮長，教授級高級工程師教授級高級工程師。全國五一勞動獎章鐵道部青年科技拔尖人才詹天佑中國鐵建青年獎鐵道部火車頭獎章中國鐵建勞動模范先后獲得省、部級科技進步一等獎2項，二等獎2項，洛陽市青年科技獎2項。在國際會議和國家核心期刊上發(fā)表學術論文16篇。http:/ 通過改造原有線路，使營運速率達到每小時200公里以上，或者專門修建新的“高速新線”，使營運速率達到每小時250公里以上的鐵路系統(tǒng)。1.時速100120公里稱為常速； 2.時速120 160公里稱為中速或準高速；3.時速160 200

3、公里稱為快速； 4.時速200 400公里稱為； 5.時速400公里以上稱為特高速。 中國對速度的界定u到2014年底，中國高鐵運營里程將達到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量要求4、高速鐵路測量關鍵技術5、高速鐵路測量控制網(wǎng)分級6、布網(wǎng)方法及數(shù)據(jù)處理原則7、測量基準和精度匹配問題8、CP網(wǎng)布設9、三網(wǎng)合一技術優(yōu)點：技術成熟，經(jīng)濟，與既有路網(wǎng)的兼容性好缺點：噪聲大。按驅(qū)動方式劃分輪軌系統(tǒng)高速鐵路磁懸浮鐵路優(yōu)點：速度快，噪聲小缺點：技術不成熟且造價高，與既有路網(wǎng)不兼容上海磁懸浮世界唯

4、一磁懸浮營運線路列車在鋼軌上運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：軌道穩(wěn)固、線路平順，運營維護工作量小缺點：造價高。輪軌系統(tǒng)按照道床結構劃分無砟軌道系統(tǒng)有砟軌道系統(tǒng)優(yōu)點：造價低缺點：線路不穩(wěn)定，晝間運營，夜間維護，運營維護成本高1、高速鐵路分類型雙塊系統(tǒng)雙塊系統(tǒng)無砟軌道系統(tǒng)分類雙塊式無砟軌道系統(tǒng)板式無砟軌道系統(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構u 灌注CA砂漿填充層軌道板與底座板耦合u 軌道板鋪設和精調(diào)亞毫米級精度(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、涵洞厘米級精度u 支

5、承層或底座板施工毫米級精度(3mm)通過鎖件張拉寬接縫u 無砟軌道成型3、高速鐵路工程分類和測量要求u 下部主體工程施工橋梁、隧道、路基、涵洞厘米級精度線下工程u 鋼軌鋪設和軌道精調(diào) 精度0.3毫米u 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 軌道板鋪設和精調(diào)亞毫米級精度(0.3mm)u 支承層或底座板施工毫米級精度(3mm)基礎基礎承軌承軌結構結構軌道軌道扣件扣件軌道系統(tǒng)除了嚴格控制沉降和變形外，其它方面與傳統(tǒng)鐵路測量并無本質(zhì)區(qū)別 精密工程測量 獨立測量基準 三網(wǎng)合一技術 專用測量工具 特殊測量手段 強調(diào)相對精度 精密測量設備4、高速鐵路測量關鍵技術變形控制和精密測量技

6、術是高速鐵路建設中與測量相關的兩大關鍵技術。高速鐵路實現(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；嚴格控制沉降和變形。 軌道系統(tǒng)的高平順性精密測量技術：測量精度0.3mm ；特殊測量手段：嚴格控制誤差傳遞和積累，確保軌道平順5、高速鐵路測量控制網(wǎng)分級 平面控制網(wǎng)分四級，逐級向下控制； 高程控制網(wǎng)為二等水準網(wǎng)。 第一級為框架控制網(wǎng)，簡稱為CP0網(wǎng)； 第二級為基礎平面控制網(wǎng)，簡稱CP網(wǎng)； 第三級為線路平面控制網(wǎng)，簡稱CP網(wǎng)； 第四級為軌道控制網(wǎng)，簡稱CP網(wǎng)。5、高速鐵路測量控制網(wǎng)分級5、高速鐵路測量控制網(wǎng)分級5、高速鐵路測量控制網(wǎng)分級控制網(wǎng)控制網(wǎng)測量方法測量方法相

7、鄰點的相對中誤差相鄰點的相對中誤差(mm)(mm)點點 間間 距距CP0CP0GPSGPS2020約約50km50kmCPCPGPSGPS1010約約4000m4000mCPCPGPSGPS8 8600600800m800m附合導線附合導線8 8400400800m800mCPCP自由測站邊角交會自由測站邊角交會1 1點對間距點對間距505070m70m二等水二等水準準二等水準測量二等水準測量高差中誤差高差中誤差2mm/km2mm/km約約2000m2000m說明：說明：1 1、相鄰點的相對中誤差指、相鄰點的相對中誤差指X X、Y Y坐標分量中誤差。坐標分量中誤差。 2 2、相鄰、相鄰CPCP

8、點高程的相對中誤差為點高程的相對中誤差為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 在線路初測前布網(wǎng)和測量，用靜態(tài)GPS技術建網(wǎng)； 點間距約50km，應與IGS參考站或國家A、B級GPS點聯(lián)測； 聯(lián)測點數(shù)不少于2個，且均勻分布； 每個點上的獨立基線不小于3條，采用精密星歷解算基線； 要求全線一次性布設、測量和整體平差。 6、布網(wǎng)方法及數(shù)據(jù)處理原則基礎平面控制網(wǎng)(CP) 在線路初測階段建立，用靜態(tài)GPS技術建網(wǎng)； 點間距約4km，隧道段應在洞口處加設一對CP點； 由三角形、大地四邊形構成的帶狀網(wǎng)，附合在CP0網(wǎng)上； 全線一次布網(wǎng)、測量和整體平差； 整網(wǎng)三維約束和無

9、約束平差在2000國家大地坐標系中進行； GPS測量的空間直角坐標分區(qū)、分帶投影帶至工程獨立坐標系中6、布網(wǎng)方法及數(shù)據(jù)處理原則線路控制網(wǎng)(CP) 在線路定測階段建立，用靜態(tài)GPS技術或精密導線建網(wǎng)； 沿線路每600800m布設一個點(隧道洞內(nèi)每300600m布設一對點)； 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線環(huán)布網(wǎng)，并附合在洞口CP點上 全線應一次布網(wǎng)、測量和整體平差。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，用精密測量機器人施測； 平面和高程共點的三維控制網(wǎng)，控制點埋設強制對中裝置； 平面控制基準是C

10、P或CP點； 自由設站后方邊角交會方式布設，網(wǎng)形規(guī)則； 軌道系統(tǒng)施工和運營維護的控制基準； 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) 強制對中裝置常規(guī)強制對中裝置6、布網(wǎng)方法及數(shù)據(jù)處理原則軌道控制網(wǎng)(CP) 強制對中裝置通用強制對中裝置轉(zhuǎn)接盤轉(zhuǎn)接桿預埋件轉(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) 強制對中裝置強制對中模式一6、布網(wǎng)方法及數(shù)據(jù)處理原則軌道控制網(wǎng)(CP) 強制對中裝置強制對中模式二7、測量基準和精度匹配問題 高速鐵路線下基礎工程施工，其測量控制網(wǎng)可以基于國家統(tǒng)一基準。 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，需要在線下基礎工程的永久結構物上，重新建立基于工程獨立坐標系下的CP、CP、CP三網(wǎng)合一的精密控制網(wǎng)。 實現(xiàn)最佳精度匹配： 相鄰CP點的相對精度應優(yōu)于7mm； 相鄰CP點的相對精度應優(yōu)于 3mm。7、測量基準和精度匹配問題 軌道控制網(wǎng)(CP網(wǎng))是精密三維控制網(wǎng)。 工程獨立坐標系應確保軌面上的長度投影變形不大于10mm/km。 這一要求的依據(jù)是：高速鐵路軌道系統(tǒng)是狹長結構，凈寬很小(通常小于10m)，施工測量時，現(xiàn)場實測距離因長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)可以小到忽略不計的程度。8、CP網(wǎng)布設點位 CP控制點成對且對稱布置，點間

12、距9米15米，點對間距約60米，網(wǎng)形非常規(guī)則。 CP點要永久保存，需埋設在專用觀測墩。 路基段：專用觀測墩8、CP網(wǎng)布設點位 CP控制點成對且對稱布置，點間距9米15米，點對間距約60米，網(wǎng)形非常規(guī)則。 CP點要永久保存，需埋設在專用觀測墩。 橋梁段：橋梁防護墻CPIII點永久保存8、CP網(wǎng)布設點位 CP控制點成對且對稱布置，點間距9米15米，點對間距約60米，網(wǎng)形非常規(guī)則。 CP點要永久保存，需埋設在專用觀測墩。 隧道段：隧道邊墻8、CP網(wǎng)布設平面測量 觀測：CP觀測條件苛刻，一般要求在夜間或陰天，用邊角交會自由設站模式，向前、后各3對CP點進行全圓法方向和距離的全自動化觀測。 每測站至少測

13、量三個測回，測站之間重疊4對點。8、CP網(wǎng)布設平面測量 處理：全站儀的測量成果要在工程獨立坐標系中，利用聯(lián)測的CP點作為強制約束點，分段進行約束平差，求得CP點的平面坐標。分段長度不能小于四公里，平差方法為常規(guī)平面網(wǎng)平差。 精度要求：點位絕對精度優(yōu)于2mm，相鄰點的相對精度優(yōu)于1mm。8、CP網(wǎng)布設平面測量 CP測量通常按照間隔2對點設站的形式向前推進； 施工干擾或觀測條件不佳時可采用間隔1對點設站的形式向前推進； 可以直接在CP點上安置儀器進行CP和CP的聯(lián)系測量。8、CP網(wǎng)布設高程測量 CP高程利用二等幾何水準施測，要求相鄰CP點高程的相對精度為0.5mm。 特點 每個CP點都是水準點，水準測量時沒有轉(zhuǎn)點； 網(wǎng)形規(guī)則，測量中無須量距，每站觀測四個點； 水準尺立在與CP標志配套的轉(zhuǎn)接桿上，確保測量結果準確轉(zhuǎn)換到CP棱鏡中心； 用精密數(shù)字水準儀施測，勞動強度低，且方便CP點名的自動錄入； 測點高于地面1米左右且大致等高，測量中宜選用1米或1.5米長的