高速鐵路軌道精密測(cè)量技術(shù)

1、高速鐵路軌道精密測(cè)量技術(shù)高速鐵路軌道精密測(cè)量技術(shù) 摘要：在我國(guó)高速鐵路迅猛發(fā)展的今天，傳統(tǒng)的相對(duì)測(cè)量模式與方法已經(jīng)滿足不了我國(guó)高速鐵路建設(shè)和運(yùn)營(yíng)維護(hù)的高精度需要。精密工程測(cè)量成為了我國(guó)高鐵高質(zhì)量建設(shè)和后期平穩(wěn)運(yùn)營(yíng)的首要保障。本文針對(duì)具體精密測(cè)量方法予以闡述和分析。 關(guān)鍵詞：高鐵軌道 精密測(cè)量 方法 中圖分類(lèi)號(hào)： U213.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1概述與基本原理 高速鐵路軌道技術(shù)參數(shù)直接影響著旅客運(yùn)行列車(chē)的安全性與舒適度，通過(guò)具體的軌道內(nèi)外部幾何尺寸（如軌道間距、軌向、水平度、扭曲度與設(shè)計(jì)高程及中線的偏差等）來(lái)保證軌道自身整體的高平順性，一般情況下精度要求達(dá)到1mm2mm。因此對(duì)高速

2、鐵路進(jìn)行精密測(cè)量，并保持高精度是建設(shè)高速鐵路的關(guān)鍵技術(shù)之一。 2平面控制網(wǎng) 高速鐵路工程測(cè)量的控制網(wǎng)按施測(cè)階段、施測(cè)目的及功能分為勘測(cè)控制網(wǎng)、施工控制網(wǎng)、運(yùn)營(yíng)維護(hù)控制網(wǎng)。平面控制網(wǎng)應(yīng)在框架控制網(wǎng)CP0基礎(chǔ)上分CP、CP、CP三級(jí)布設(shè)。 GPS框架網(wǎng)CP0按照每50到100公里的基本范圍沿鐵路兩側(cè)進(jìn)行設(shè)置，根據(jù)國(guó)家A/B級(jí)GPS標(biāo)準(zhǔn)施測(cè)，高鐵無(wú)碴軌道無(wú)砟軌道平面控制網(wǎng)在GPS基站網(wǎng)基礎(chǔ)上進(jìn)行分級(jí)。 CP布設(shè)測(cè)量，平面控制網(wǎng)CP應(yīng)附合到CP0控制網(wǎng)上，按照鐵路B級(jí)GPS標(biāo)準(zhǔn)沿線路小于4km布設(shè)點(diǎn)或點(diǎn)對(duì)一個(gè)，具體設(shè)備采用雙頻GPS接收機(jī)，以靜態(tài)方式進(jìn)行兩個(gè)時(shí)段（每時(shí)段1.5h）的觀測(cè)測(cè)量，使用廣播星

3、歷解算基線，基線邊方向中誤差:1.3秒，最弱邊相對(duì)中誤差：1/。 CP布設(shè)測(cè)量，平面控制網(wǎng)CP應(yīng)附合到CP控制網(wǎng)上，按照鐵路C級(jí)GPS標(biāo)準(zhǔn)沿線沿線路在間距8001000m內(nèi)測(cè)量，部分受限路段最小不低于600m，同樣采用雙頻GPS接收機(jī)以雙時(shí)段（60分鐘）靜態(tài)觀測(cè)測(cè)量，使用廣播星歷解算基線，基線邊方向中誤差:1.7秒，最弱邊相對(duì)中誤差：1/。 CP布設(shè)測(cè)量，軌道控制網(wǎng)CP應(yīng)附合到CP控制網(wǎng)上，是為了保證軌道施工控制的線路位置與線下工程施工的線路位置一致。CP控制網(wǎng)是高速鐵路測(cè)量最基本的控制網(wǎng)，一般沿線路每側(cè)隔60米左右布置一個(gè)點(diǎn)對(duì)，結(jié)合全站儀以自由設(shè)站邊角交會(huì)的測(cè)量方法綜合提高整個(gè)控制網(wǎng)的測(cè)量精

4、度，實(shí)際觀測(cè)時(shí)全程采用1秒級(jí)全站儀觀測(cè)4個(gè)測(cè)回，0.5秒級(jí)全站儀觀測(cè)3個(gè)測(cè)回，達(dá)到0.1cm的相對(duì)點(diǎn)位精度和0.3cm的可重復(fù)性測(cè)量精度。 控制網(wǎng)的復(fù)測(cè)，統(tǒng)一平面與高程控制網(wǎng)先后測(cè)量所采取的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、測(cè)量精度以及作業(yè)方法是非常必要的，復(fù)測(cè)時(shí)選取相同的設(shè)備和儀器進(jìn)行精密復(fù)核，周期為每年進(jìn)行一次全面復(fù)測(cè)，部分自然地質(zhì)特殊狀況的地區(qū)應(yīng)根據(jù)其變化度有計(jì)劃的實(shí)施復(fù)測(cè)。 3軌道精調(diào)測(cè)量 軌道精調(diào)測(cè)量應(yīng)在長(zhǎng)鋼軌應(yīng)力放散并鎖定后，采用全站儀自由設(shè)站方式配合軌道幾何狀態(tài)測(cè)量?jī)x進(jìn)行。調(diào)整原則：“先軌向、后軌距，先高低、后水平”，優(yōu)先保證參考軌的平順性，另外一股鋼軌通過(guò)軌距和水平（可利用軌道尺）向參考軌靠齊。 測(cè)量

5、方法，首先需將CP精測(cè)網(wǎng)資料、軌道線型參數(shù)等預(yù)先輸入到手簿機(jī)載軟件中，并提前設(shè)定好測(cè)量環(huán)境（溫度、氣壓等），以便系統(tǒng)對(duì)測(cè)量環(huán)境誤差進(jìn)行修正；然后在測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)，手動(dòng)照準(zhǔn)2個(gè)CP坐標(biāo)并采集數(shù)據(jù)，后全站儀自動(dòng)照準(zhǔn)其余6個(gè)CP坐標(biāo)。建站過(guò)程中需剔除誤差較大的CP坐標(biāo)，但須同時(shí)保留至少6個(gè)CP坐標(biāo),以保證精度；再次，校準(zhǔn)、標(biāo)定測(cè)量小車(chē)，全站儀瞄準(zhǔn)并跟蹤測(cè)量小車(chē)，獲取小車(chē)所在位置的中線觀測(cè)數(shù)據(jù)，同時(shí)采集小車(chē)所在位置的里程、高程、水平、軌距等數(shù)據(jù)，并保存測(cè)量數(shù)據(jù)。 調(diào)整量的計(jì)算。將軌道狀態(tài)測(cè)量的采集數(shù)據(jù)導(dǎo)入長(zhǎng)軌精調(diào)軟件，根據(jù)：“先軌向，后軌距”，“先高低，后水平”，“先整體，后局部”的原則進(jìn)行調(diào)整。對(duì)計(jì)算的調(diào)

6、整量進(jìn)行核對(duì)優(yōu)化后形成正式“調(diào)整量表”，用于指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)整。 現(xiàn)場(chǎng)調(diào)整?，F(xiàn)場(chǎng)調(diào)整對(duì)照調(diào)整量表，按“先高低，后水平；先方向，后軌距”的原則進(jìn)行精調(diào)施工。每個(gè)作業(yè)面為提高工作效率宜分為兩個(gè)調(diào)整小組，一組高程，一組軌向。 4突破實(shí)際測(cè)量中的局限 在高速鐵路開(kāi)通運(yùn)營(yíng)后，由于受到地表沉降、施工影響、設(shè)備裝置損壞等原因的影響，CP精測(cè)網(wǎng)會(huì)受到很大的破壞，控制網(wǎng)坐標(biāo)高程會(huì)失準(zhǔn)，對(duì)消滅鐵路現(xiàn)場(chǎng)病害產(chǎn)生嚴(yán)重的影響，重新進(jìn)行完整的測(cè)量很多路段無(wú)法正常進(jìn)行，根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，運(yùn)營(yíng)后建站中誤差均在1.5mm以上，一般隧道內(nèi)精測(cè)網(wǎng)數(shù)據(jù)受影響很小，但按照規(guī)范依然存在，精測(cè)軟件輸出的模擬圖形中會(huì)出現(xiàn)很明顯的錯(cuò)臺(tái)，而且是在方向

7、與高低中均有存在，然而通過(guò)查閱動(dòng)檢車(chē)振幅圖對(duì)應(yīng)地段來(lái)看同樣路段中錯(cuò)臺(tái)并不存在，如果完全按照測(cè)量軟件中導(dǎo)出的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，相鄰測(cè)站搭接地段的數(shù)據(jù)將無(wú)法得到最為準(zhǔn)確的處理，不能較為科學(xué)的反應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的晃車(chē)病害也不能得到有效地整治。針對(duì)搭接路段第二站測(cè)量，需對(duì)前一站的后10根枕木進(jìn)行重測(cè)，通過(guò)大量數(shù)據(jù)研究分析，重測(cè)部分高低與方向偏差，同枕差值一般為0.5mm以內(nèi)的定值，這樣在消除站間錯(cuò)臺(tái)的需要下，將兩站測(cè)量數(shù)據(jù)在同一基準(zhǔn)上擬合再處理即可，如下： 1、2兩站導(dǎo)出數(shù)據(jù)錄入同一張EXCEL表格中，將搭接重測(cè)的10根枕數(shù)據(jù)置于同行，然后對(duì)2站數(shù)據(jù)向1站進(jìn)行擬合，方向偏差值加上1、2站間10根枕

8、偏差均值，后賦予2站作為新的方向偏差值，高低偏差值處理同上。這樣1、2站實(shí)際上采用了相同的基準(zhǔn)，特別注意3站進(jìn)行處理數(shù)據(jù)時(shí)需要模擬到與1、2站相同的基準(zhǔn)之上（即需要在經(jīng)過(guò)處理的2站數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，對(duì)搭接區(qū)的10根枕的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，以保證每一站均能夠模擬到同一個(gè)基準(zhǔn)之上）。新圖形在搭接地段仍然能夠保持線型的平順變化，這對(duì)我們處理數(shù)據(jù)時(shí)保持線型的整體平順、控制線路的成波平順性尤為重要。 5結(jié)束語(yǔ) 本文主要介紹了高速鐵路施工建設(shè)過(guò)程中，在控制測(cè)量、施工測(cè)量中的工作原理及方法，我們要牢牢把握高速鐵路軌道精密測(cè)量技術(shù)這個(gè)有力的武器，形成適合高速鐵路運(yùn)營(yíng)需求的檢測(cè)手段和作業(yè)模式，為我國(guó)高速鐵路實(shí)現(xiàn)安全、暢通運(yùn)營(yíng)貢獻(xiàn)自己的力量。 參考文獻(xiàn) 1席浩、武斌忠、喬世雄、廉杰.高速鐵路工程施工測(cè)量技術(shù)研究與應(yīng)用.中國(guó)水利水電出版