高速鐵路無砟軌道控制測量技術(shù)研究

高速鐵路無砟軌道控制測量技術(shù)研究摘要:隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，我國已經(jīng)進入高速鐵路建設(shè)的快速發(fā)展時期,高速鐵路無砟軌道對線路穩(wěn)定性和平順性的極高，建立有效、經(jīng)濟實用的精密測量控制網(wǎng)是保障高速鐵路建設(shè)工程施工、放樣及運營維護精度的前提。本文對高速鐵路控制測量中需要注意的若干問題進行了分析。關(guān)鍵詞:高速鐵路無砟軌道控制測量Abstract:withtherapideconomicdevelopment,China’saccesstotherapiddevelopmentofhighspeedrailwayconstructionperiod,thehighspeedrailwaytrackofalinewithoutafranticjumbleofthestabilityofpeaceisextremelyhigh,establisheffectiveandeconomicalpracticalprecisionmeasuringcontrolnetsistheguaranteetheconstructionofhigh-speedrailwayengineeringconstruction,layoutandoperationmaintenanceprecisionofthepremise.Inthispaper,thehighspeedrailwaycc%fa%c2%b7>controlsurveytobepayattentiontoanalyzetheproblems.Keywords:highspeedrailwaytrackfranticjumblenocontrolmeasures 高速鐵路時速快,效率高,為了保證其安全性,基礎(chǔ)控制測繪工作尤為重要。與一般鐵路不同,高速鐵路對軌道工程精度要求極高,傳統(tǒng)測量方法已顯得落后,且原有鐵路控制網(wǎng)存在精度偏低、樁點密度不足等若干問題,因此建立軌道鐵路精密測量控制網(wǎng)已是大勢所趨。 1高速鐵路測量技術(shù)要求通常來說我們把鐵路軌道可以分為有砟軌道和無砟軌道。有砟軌道也就是我們平時所說的普通鐵路軌道,在地面上軌枕下鋪設(shè)一層碎石組成的道床,上面再假設(shè)木軌枕和鋼軌組成,雖然便于維修,卻無法滿足高速行車的要求。無砟軌道是以鋼筋混凝土或者瀝青混凝土道床取代了有砟軌道的散粒體道砟床的整體軌式結(jié)構(gòu)。為與目前的高速鐵路建設(shè)相適應(yīng),提高高速行車時的平順性和舒適性,高速鐵路軌道對精度的控制必須嚴(yán)格,甚至達到毫米級別。同時因為無砟軌道施工后的不能調(diào)整性,高速鐵路軌道控制網(wǎng)測量必須具備更嚴(yán)格的控制和提高測量精度。2高速鐵路控制網(wǎng)布設(shè)方案高速鐵路技術(shù)經(jīng)過幾次發(fā)展,目前已經(jīng)成為當(dāng)今世界鐵路發(fā)展的共同趨勢。我國在借鑒德國等國家先進技術(shù)的基礎(chǔ)上,依據(jù)誤差分析理論和仿真試驗,考慮我國的技術(shù)能力,我國高速鐵路無砟軌道測量平面控制網(wǎng)是建立在ITRF2000或者ITRF2005框架下,選用北京54或者西安80參考橢球體,通過地區(qū)的具體情況,選擇抵償帶坐標(biāo)系統(tǒng)、任意中央子午線系統(tǒng)、任意中央子午線的較窄寬度帶橫軸墨卡托或者斜軸墨卡托投影到平面上的。為解決無砟軌道高平順和穩(wěn)定性要求,目前,我國已在高速鐵路線路勘察、施工、運行維護期間建立統(tǒng)一的平面、高程控制網(wǎng)和計算基準(zhǔn)。主要包含框架平面控制網(wǎng)(CP0)基礎(chǔ)平面控制網(wǎng)(CPⅠ)、線路平面控制網(wǎng)(CPⅡ)、軌道控制網(wǎng)(CPⅢ)。 3高速鐵路測量控制網(wǎng)建立步驟高速鐵路無砟軌道測量控制網(wǎng)的布設(shè)也是按分級布設(shè)原則進行,平面控制網(wǎng)一般原則按三級布設(shè)。第一級為基礎(chǔ)平面控制網(wǎng)(CPⅠ),CPⅠ主要在初測階段布設(shè),為勘測、施工、運營維護提供坐標(biāo)基準(zhǔn);第二級為線路控制網(wǎng)(CPⅡ),CPⅡ主要在定測階段布設(shè),為勘測和施工提供控制基準(zhǔn);第三級為基樁控制網(wǎng)(CPⅢ),CPⅢ主要在無碴軌道鋪設(shè)階段布設(shè),為鋪設(shè)無碴軌道和運營維護提供控制基準(zhǔn)。高程控制網(wǎng)一般為二等水準(zhǔn)基準(zhǔn)網(wǎng),一般不與CPⅠ、CPⅡ或CPⅢ共用網(wǎng)點,即各自布點成網(wǎng)。其中CPⅠ、CPⅡ為設(shè)計院提供,但作為施工單位必須對其進行復(fù)測,施測精度按同等精度進行。 4高速鐵路控制測量中需要注意的問題4.1基礎(chǔ)平面控制網(wǎng)(CPI)4.1.1CPI點位的選取要求(1)點位應(yīng)便于安置GPS接收機。點位周圍視野開闊,在地面高度角15°內(nèi)不應(yīng)有成片的障礙物,便于GPS衛(wèi)星信號的接收;(2)離大功率無線電發(fā)射源(如電視臺、電臺、微波站等)的距離不小于400m,離高壓輸電線距離不得小于200m;(3)附近不應(yīng)有強烈干擾衛(wèi)星信號接收的物體(如金屬廣告牌等),盡量避開大面積水域;(4)點位應(yīng)選在穩(wěn)定、牢固、不易破壞且容易尋找、交通方便、利于安全砟業(yè)的地方。4.1.2基礎(chǔ)平面控制點(CPI)施測(1)儀器:采用雙頻GPS接收機;(2)CPI應(yīng)與沿線不低于國家二等三角點或GPS點聯(lián)測,每50km左右聯(lián)測一個國家三角點。全線聯(lián)測國家三角點的總數(shù)不得少于3個。4.1.3GPS網(wǎng)平差及坐標(biāo)轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)后處理采用通用的商業(yè)軟件(如TPPS等)或隨機數(shù)據(jù)處理軟件進行平差計算。(1)采用GPS基線的雙差固定解進行GPS基線網(wǎng)平差;(2)在WGS-84坐標(biāo)系中進行三維無約束平差,并把WGS-84的三維坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為工程獨立平面坐標(biāo);(3)采用一個已知點和一個己知方向進行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換,并引入相應(yīng)的平面坐標(biāo)系;(4)為保證GPS測量的高精度性,坐標(biāo)轉(zhuǎn)換前,檢查聯(lián)測三角點的精度,確認(rèn)至少滿足C級控制點精度后方可采用;4.2線路控制網(wǎng)(CPII)CPII在基礎(chǔ)平面控制網(wǎng)(CPI)上沿線路附近布設(shè),為勘測、施工階段的線路平面控制和無砟軌道施I階段基樁控制網(wǎng)起閉的基準(zhǔn)。CPII網(wǎng)在CPI網(wǎng)的基礎(chǔ)上采用四等導(dǎo)線或C級GPS網(wǎng)施測,點間距800～1000m,離線路50m～100m左右,CPII控制點位盡可能選在鐵路用地界內(nèi)、不易被破壞的范圍內(nèi);當(dāng)與水準(zhǔn)點共用時,應(yīng)選在土質(zhì)堅實、安全僻靜、觀測方便和利于長期保存的地方,并按規(guī)定埋石。所有CPII控制點均在現(xiàn)場填寫點位說明,必要時丈量至明顯地物的距離,繪制點位示意圖,砟好點之記。一在線路勘測設(shè)計起、終點及不同單位測量銜接地段,聯(lián)測2個以上CPII控制點砟為共用點,并在測量成果中反映出相互關(guān)系。CPII控制點應(yīng)有良好的對空通視條件,相鄰點之間應(yīng)通視,特別困難地區(qū)至少有一個通視點,以滿足放線或施I測量的需要。CPII網(wǎng)采用邊聯(lián)結(jié)方式構(gòu)網(wǎng),形成由三角形或大地四邊形組成的帶狀網(wǎng),并與CPI聯(lián)測構(gòu)成附合網(wǎng)。4.3基樁控制網(wǎng)(CPIII)CPIII為沿線路布設(shè)的三維控制網(wǎng),起閉于基礎(chǔ)平面控制網(wǎng)(CPI)或線路控制網(wǎng)(CPII),一般在線下工程施工完成后施測,為鋪設(shè)無砟軌道和運營維護提供控制基準(zhǔn)。CPIII測量應(yīng)按導(dǎo)線測量或后方交會法施測,控制點的布設(shè)應(yīng)兼顧施工及運營維護要求,埋點應(yīng)設(shè)置在穩(wěn)固、可靠、不易破壞和便于測量的地方,并應(yīng)防凍、防沉降和抗移動,控制點標(biāo)識清晰、齊全、便于準(zhǔn)確識別和使用。4.4高程控制測量勘測高程控制測量應(yīng)與高一級的國家水準(zhǔn)點聯(lián)測。四等水準(zhǔn)測量一般30km聯(lián)測一次,困難條件下不應(yīng)大于80km;二等水準(zhǔn)測量一般150km聯(lián)測一次,困難條件下不應(yīng)大于400km并形成附合水準(zhǔn)路線。高速鐵路無砟軌道與另一鐵路連接時,應(yīng)確定兩鐵路高程系統(tǒng)的關(guān)系。水準(zhǔn)路線應(yīng)沿線路敷設(shè),水準(zhǔn)點埋設(shè)滿足下列要求:(1)水準(zhǔn)點應(yīng)每2km設(shè)置一個。重點工程(大橋、長隧及特殊路基結(jié)構(gòu))地段應(yīng)根據(jù)實際情況增設(shè)。水準(zhǔn)點可與平面控制點共用,也可單獨設(shè)置,單獨設(shè)置的水準(zhǔn)點距線路中線距離宜在50～150m之間;(2)水準(zhǔn)點應(yīng)選在土質(zhì)堅實、安全僻靜、觀測方便和利于長期保存的地方;(3)采用四等水準(zhǔn)測量時,在平原地區(qū)可采用水準(zhǔn)測量方法;在山岳、丘陵地區(qū)可采用光電測距三角高程測量方法;(4)水準(zhǔn)基點應(yīng)按二等水準(zhǔn)測量要求施測。二等水準(zhǔn)路線一般150km與國家一等水準(zhǔn)點聯(lián)測一次,最長不應(yīng)超過400km聯(lián)測一次。水準(zhǔn)基點控制網(wǎng)應(yīng)全線(段)一次布網(wǎng)測量。 5結(jié)語高速鐵路無砟軌道測量控制網(wǎng)的建立,有效克服了我國傳統(tǒng)鐵路測量方法采用定測中線控制樁砟為聯(lián)系鐵路勘測設(shè)計與施工維護所帶來的測量精度低,坐標(biāo)系統(tǒng)不統(tǒng)一的缺點,使得我國鐵路測量工作更加規(guī)范化和系