試論精密控制測(cè)量在鐵路工程中的應(yīng)用

1、<p>　　試論精密控制測(cè)量在鐵路工程中的應(yīng)用</p><p>　　摘要：近年來(lái)我國(guó)的鐵路建設(shè)發(fā)展迅速，在國(guó)際上極具影響力，特別是高速鐵路的建設(shè)，更是位于國(guó)際前列。鐵路建設(shè)與國(guó)家的穩(wěn)定發(fā)展、人們出行安全都息息相關(guān)，目前我國(guó)高鐵運(yùn)行，成功提速到了350km/h，為人們的工作與生活帶來(lái)了極大的方便，也推動(dòng)了我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，這些都與高鐵建設(shè)中精密測(cè)量技術(shù)分不開的。 </p><p>　

2、　關(guān)鍵詞：鐵路；精密控制測(cè)量；平面控制網(wǎng) </p><p>　　中圖分類號(hào)：K826.16 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)： </p><p>　　為了確保高速鐵路的安全運(yùn)行，必須對(duì)鐵路的可靠性、平順性進(jìn)行嚴(yán)格要求，其中精密測(cè)量技術(shù)發(fā)揮了重要作用。本文主要探討一下精密控制測(cè)量技術(shù)在高速鐵路工程中的應(yīng)用問(wèn)題，目的是提高我國(guó)高速鐵路建設(shè)的水平，促進(jìn)我國(guó)高速鐵路建設(shè)的發(fā)展。 </p>&

3、lt;p>　　1 高速鐵路精密控制測(cè)量的控制標(biāo)準(zhǔn) </p><p>　　高速鐵路的運(yùn)行的穩(wěn)定性與鐵路的平順度有密切關(guān)系，對(duì)線路方向的控制要確保每10m弦實(shí)際測(cè)量正矢數(shù)據(jù)和理論正矢數(shù)據(jù)的偏差要小于2mm。對(duì)高速鐵路軌道的平順度在兩方面控制，分別是線路方向和縱向方向。要想達(dá)到線路的平順度的要求，就要提高測(cè)量時(shí)的精確度，但是基于線路形狀來(lái)考慮，對(duì)平順度的要求只停留在表面現(xiàn)象，在實(shí)際測(cè)量中，并不能做為高速鐵路精確測(cè)

4、量的要求與標(biāo)準(zhǔn)，必須綜合考慮各種影響因素。測(cè)量中產(chǎn)生的誤差會(huì)逐漸累積并發(fā)展擴(kuò)大，當(dāng)實(shí)際線路和設(shè)計(jì)線路偏差很大時(shí)，反而有可能滿足了鐵路對(duì)平順度的要求。 </p><p>　　1.1 長(zhǎng)波不平順度誤差 </p><p>　　長(zhǎng)波平順度要求是在150m的范圍內(nèi)誤差不超過(guò)10mm，如果在150m處有10mm的不平順度，那么線路將出現(xiàn)27.5″的轉(zhuǎn)折角。設(shè)AB為900m，則mβ=147mm。 <

5、;/p><p>　　從控制測(cè)量精度來(lái)講，對(duì)于無(wú)砟軌道鋪設(shè)的平順度要求150m不大于10mm，實(shí)際要比上面所說(shuō)的每10m弦實(shí)測(cè)正矢與理論正矢的誤差不大于2mm還要精準(zhǔn)。但是如果僅是控制高鐵的平順度，還是不能保證軌道的整體線形的，我們還需要建立施工測(cè)量的控制網(wǎng)來(lái)對(duì)高鐵進(jìn)行精準(zhǔn)測(cè)量，保證軌道的總體線形。 </p><p>　　1.2 短波不平順度誤差 </p><p>　　我

6、們把直線線路作為參考，假如在10m的地方出現(xiàn)2mm的不平順度偏差，在線路上便會(huì)發(fā)生一個(gè)82.5″的轉(zhuǎn)折角，在線路上點(diǎn)B就會(huì)偏移到點(diǎn)B′。每個(gè)轉(zhuǎn)折角的發(fā)生都是偶然發(fā)生的，因此我們可以用偶然誤差來(lái)計(jì)算偏移，設(shè)AB為150m，則mβ=127mm，如圖1。 </p><p>　　圖1短波不平順累計(jì)誤差示意圖 </p><p>　　1.3 CPⅠ、CPⅡ的誤差計(jì)算 </p><p

7、>　　計(jì)算最弱點(diǎn)的橫向中的誤差按導(dǎo)線測(cè)量方法公式為： </p><p>　　《客運(yùn)專線無(wú)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)要求如表1所示： </p><p>　　表1各級(jí)控制網(wǎng)的測(cè)量布控要求 </p><p>　　對(duì)于CPⅡ，取S=800m，則可計(jì)算得mk=3.7mm； </p><p>　　對(duì)于CPⅠ，取S=400

8、0m，則可計(jì)算得mk=11.6mm。 </p><p>　　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(核實(shí))中誤差分別約為5mm和15mm。 </p><p>　　相鄰兩點(diǎn)的相對(duì)中誤差計(jì)算如表2所示： </p><p>　　表2CPⅠCPⅡ相對(duì)誤差計(jì)算 </p><p><b>　　2平面控制網(wǎng) </b><

9、/p><p>　　高鐵施工測(cè)量的平面控制分為三級(jí)布控，基礎(chǔ)平面控制網(wǎng)CPI，線路控制網(wǎng)CPⅡ，和基樁控制網(wǎng)CPⅢ?；A(chǔ)平面控制網(wǎng)CPI是為高鐵勘測(cè)、施工、運(yùn)營(yíng)維護(hù)工作提供坐標(biāo)基準(zhǔn)的，線路控制網(wǎng)CPⅡ是為高鐵勘測(cè)和施工提供控制基準(zhǔn)的，基樁控制網(wǎng)CPⅢ，主要為鋪設(shè)無(wú)渣軌道和高鐵運(yùn)營(yíng)維護(hù)提供控制基準(zhǔn)。 </p><p>　　2.1CPI、CPⅡ的測(cè)量方法CPI </p><p&g

10、t;　　要按照鐵路B級(jí)GPS測(cè)量要求實(shí)施測(cè)量，沿線路走向，每4km設(shè)一個(gè)點(diǎn)或一對(duì)點(diǎn)，，保證最弱邊相對(duì)中誤差1/170000，基線邊方向中誤差不大于1.3″。CPⅡ要按鐵路C級(jí)GPS測(cè)量要求實(shí)施測(cè)量，是在CPI的基礎(chǔ)上采用GPS測(cè)量或采用導(dǎo)線測(cè)量方法。保持800m～1000m的點(diǎn)間距離。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″，基線邊方向中誤差不大于1.7″，相對(duì)閉合差1/40000。2.2CPⅢ的測(cè)量方法

11、CPⅢ控制網(wǎng)按照《客運(yùn)專線無(wú)碴軌道鐵路工程測(cè)量暫行規(guī)定》采用自由設(shè)站交會(huì)網(wǎng)的方法測(cè)量，又稱為后方交會(huì)網(wǎng)測(cè)量。對(duì)自由測(cè)站的測(cè)量，要以2×3個(gè)CPⅢ點(diǎn)做為每個(gè)自由測(cè)站的測(cè)量目標(biāo)，保證每個(gè)點(diǎn)每次測(cè)量都要測(cè)量3次，測(cè)量方法見(jiàn)圖2。 </p><p>　　圖2CPⅢ控制點(diǎn)的測(cè)量方法 </p><p>　　CPⅢ控制點(diǎn)距離要保持60m左右，但是不能大于80m，觀測(cè)CPⅢ點(diǎn)的最遠(yuǎn)距離不能超過(guò)1

12、80m,一般是要求120m左右。 </p><p>　　在測(cè)量時(shí)要做好完整的測(cè)量記錄：具體測(cè)量CPI、CPⅡ-點(diǎn)上的目標(biāo)點(diǎn)的棱鏡高、還有溫度、氣壓，并將這些完整的記錄在每個(gè)測(cè)量站上。每次測(cè)量前要完整輸入起始點(diǎn)信息，保證每個(gè)測(cè)量點(diǎn)都測(cè)量三次，做好自由站記錄。在線路上有長(zhǎng)短鏈的時(shí)候，還要注意區(qū)分標(biāo)記編號(hào)和那些重復(fù)里程。 </p><p>　　2.3CPⅢ的測(cè)量要求 </p>&l

13、t;p>　　a)CPⅢ在施測(cè)前，要進(jìn)行詳細(xì)的技術(shù)方案的設(shè)計(jì)：包括CPⅢ點(diǎn)的埋設(shè)與編號(hào)設(shè)計(jì)、CPⅢ與上一級(jí)控制點(diǎn)的聯(lián)測(cè)方案設(shè)計(jì)、測(cè)量方法與精度設(shè)計(jì)、CPⅢ觀測(cè)網(wǎng)形設(shè)計(jì)、以及所需要的儀器設(shè)備及其周期檢定計(jì)劃和內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理方法設(shè)計(jì)、還包括具體的人員組織計(jì)劃、應(yīng)提交的成果資料清單和質(zhì)量保障措施以及安全生產(chǎn)的注意事項(xiàng)等； </p><p>　　b)CPⅢ的外業(yè)觀測(cè)采用全站儀的自由測(cè)站邊角交會(huì)測(cè)量。在測(cè)量時(shí)，要從一段依

14、次測(cè)量到另一端； </p><p>　　c)CPⅢ平面網(wǎng)水平方向測(cè)量需要滿足以下要求：采用多測(cè)回全圓方向觀測(cè)法對(duì)每測(cè)站CPIII控制點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量。同一測(cè)站的所有CPIII制點(diǎn)可以一次或分組觀測(cè)；在分組觀測(cè)時(shí)要保證分組的零方向一致，且至少有一個(gè)CPⅢ點(diǎn)在兩組中均觀測(cè)。兩組中，重復(fù)觀測(cè)的同一個(gè)CPⅢ點(diǎn)其歸零后的方向值較差應(yīng)不大于6″。CPⅢ平面網(wǎng)的水平方向觀測(cè)的技術(shù)要求應(yīng)滿足表3水平方向觀測(cè)的技術(shù)要求的規(guī)定。 <

15、/p><p>　　表3水平方向觀測(cè)的技術(shù)要求 </p><p>　　3CPⅢ高程控制測(cè)量 </p><p>　　3.1CPⅢ高程控制測(cè)量方法 </p><p>　　測(cè)量時(shí)每一測(cè)段要至少與 </p><p>　　3個(gè)二等水準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行聯(lián)測(cè)，把軌道一側(cè)的CPⅢ水準(zhǔn)點(diǎn)做為主線貫通水準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)量，在進(jìn)行貫通水準(zhǔn)測(cè)量時(shí)對(duì)另一側(cè)的CPⅢ水準(zhǔn)

16、點(diǎn)在擺站時(shí)就近觀測(cè)。返測(cè)時(shí)以另一側(cè)的CPⅢ水準(zhǔn)點(diǎn)為主線貫通水準(zhǔn)來(lái)測(cè)量，對(duì)側(cè)的水準(zhǔn)點(diǎn)在擺站時(shí)就近聯(lián)測(cè)。 </p><p>　　3.2CPⅢ高程控制點(diǎn)精度要求 </p><p>　　CPⅢ控制點(diǎn)水準(zhǔn)測(cè)量應(yīng)按“精密水準(zhǔn)”測(cè)量的要求施測(cè)。CPⅢ控制點(diǎn)高程測(cè)量工作應(yīng)在CPⅢ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)。 </p><p>　　精密

17、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，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)。 </p><p><b>　　4結(jié)語(yǔ) </b></p><p>　　我們只有克服各種自然條件，用精密控制測(cè)量的方法對(duì)高速鐵路做好精準(zhǔn)的檢測(cè)，掌握測(cè)量方法和測(cè)量要點(diǎn)，保證高鐵的平順性和精準(zhǔn)的幾何線性參

18、數(shù)，才能夠切實(shí)保證高鐵在營(yíng)運(yùn)期間高速平穩(wěn)運(yùn)行，保障人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn)： </b></p><p>　　[1]蘇全利.論高速鐵路測(cè)量網(wǎng)布設(shè)技術(shù)[J].鐵道勘察，2010（06）：34. </p><p>　　[2]夏季,應(yīng)立軍.高速鐵路軌道精密工程測(cè)量[J].科技資訊，2010（18):25. </