高速鐵路精測(cè)控制網(wǎng)的布設(shè)和測(cè)量

1、【精品文檔】如有侵權(quán)，請(qǐng)聯(lián)系網(wǎng)站刪除，僅供學(xué)習(xí)與交流高速鐵路精測(cè)控制網(wǎng)的布設(shè)和測(cè)量.精品文檔.高速鐵路精測(cè)控制網(wǎng)的布設(shè)和測(cè)量 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)于線路形狀來說，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)椋巾樁葘?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

2、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)專線無砟軌道的施工過程當(dāng)中

3、，僅僅控制軌道的平順度是不夠的，我們還需要建立無砟軌道施工測(cè)量控制網(wǎng)來實(shí)現(xiàn)軌道的總體線形的正確。1.3 CP和CP誤差計(jì)算通過無砟軌道施工中軌道對(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 CP GPS B級(jí) 1000m 4一對(duì)點(diǎn) CP GPS C級(jí) 8001000m 導(dǎo)線 四等 CP 導(dǎo)線 五等 150200m 后方交會(huì) 5

4、060m 1020m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15。相鄰兩點(diǎn)的相對(duì)中誤差計(jì)算：客運(yùn)專線無砟軌道鐵路工程測(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 CP 1.3 1/170 000 CP 1.7 1/100 000 CPI 相鄰兩點(diǎn)的相對(duì)中誤差邊長(zhǎng)：4000000×1/170000=23.5方向：4000000×1.3/20626

5、5=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)專線無砟軌道鐵路工程測(cè)量暫行規(guī)定中規(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

6、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)?；€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。P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

7、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)點(diǎn)位精度 CP 后方交會(huì)測(cè)量 5 1 2.2.4、 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)專線無碴

8、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)允許的最遠(yuǎn)的目標(biāo)距離為120m左右，最大不超過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

9、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 同一方向值各測(cè)回互差 DJ05 0.5 4 12 4 DJ07 1 5 12 5 DJ1 1 6 12 6 注：DJ05為一測(cè)回水平方向中誤差不超過±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

10、。(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8001000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)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

11、道段須與已有的獨(dú)立的隧道施工控制網(wǎng)相連接。通過選取適當(dāng)?shù)腃P點(diǎn)和CP 特殊網(wǎng)點(diǎn)，來保證形成均勻的過渡段。（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)采用通過鐵道部相關(guān)部

12、門正式鑒定軟件，在計(jì)算報(bào)告中要說明軟件名稱。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?？?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 2000m CP控制點(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&

13、#160;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 2.0 6 4 4 - 精密水準(zhǔn) 2.0 4.0 12 8 8 4 三等水準(zhǔn) 3.0 6.0 20 12 12 8 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)。現(xiàn)對(duì)后方交會(huì)網(wǎng)CP控制點(diǎn)高程控制測(cè)量作詳細(xì)說明。3.1.1、 測(cè)

14、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)在鑒定期內(nèi)，有效期最多為一年

15、，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) 4 2 DS1 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

16、后視距累積差 （m） 視線高度（m） 精密水準(zhǔn) 因瓦 DS1 60 2.0 4.0 下絲讀數(shù)0.3 DS05 65 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 1.5 0.5 0.7 1.0 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

17、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)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) 0.01 0.1 0.01 0.01 0.1 0.1 4、 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TCA2003 TCA1800&

18、#160;TCRP1201+ 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 +70 CP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)