(5)《工程测量学》第2章线路设计阶段的测绘工作(II)

1、 2.1 2.1 线路设计的有关知识线路设计的有关知识 2.2 2.2 线路初测阶段的测量工作线路初测阶段的测量工作 2.3 2.3 线路定测阶段的测量工作线路定测阶段的测量工作 2.4 2.4 线路纵横断面图的测绘线路纵横断面图的测绘 2.5 2.5 既有线路测量既有线路测量 2.6 2.6 航测、遥感技术中线路勘测中的应用航测、遥感技术中线路勘测中的应用 补充：补充： 高速铁路控制网的布设高速铁路控制网的布设) 1 . 0100() 1 . 0200100(LLLhH限限天宝GEDO轨道测量系统瑞士安伯格GRP一体化轨道测量系统徐万鹏徐万鹏徐万鹏徐万鹏，男，1967年11月出生，河南淅川人

2、，1990年毕业于武汉测绘科技大学。硕士研究生学历。中铁十五局集团京沪高铁指挥部副京沪高铁指挥部副指挥长，指挥长，教授级高级工程师教授级高级工程师。全国五一劳动奖章铁道部青年科技拔尖人才詹天佑中国铁建青年奖铁道部火车头奖章中国铁建劳动模范先后获得省、部级科技进步一等奖2项，二等奖2项，洛阳市青年科技奖2项。在国际会议和国家核心期刊上发表学术论文16篇。http:/ 通过改造原有线路，使营运速率达到每小时200公里以上，或者专门修建新的“高速新线”，使营运速率达到每小时250公里以上的铁路系统。1.时速100120公里称为常速； 2.时速120 160公里称为中速或准高速；3.时速160 200

3、公里称为快速； 4.时速200 400公里称为； 5.时速400公里以上称为特高速。 中国对速度的界定u到2014年底，中国高铁运营里程将达到16500公里，约占世界总里程的2/3；u“四纵四横”高铁路网主骨架已经大部分建成。1、高速铁路的分类2、高速铁路修建过程3、高速铁路工程分类和测量要求4、高速铁路测量关键技术5、高速铁路测量控制网分级6、布网方法及数据处理原则7、测量基准和精度匹配问题8、CP网布设9、三网合一技术优点：技术成熟，经济，与既有路网的兼容性好缺点：噪声大。按驱动方式划分轮轨系统高速铁路磁悬浮铁路优点：速度快，噪声小缺点：技术不成熟且造价高，与既有路网不兼容上海磁悬浮世界唯

4、一磁悬浮营运线路列车在钢轨上运行列车悬浮在轨道上1、高速铁路的分类1、高速铁路分类优点：轨道稳固、线路平顺，运营维护工作量小缺点：造价高。轮轨系统按照道床结构划分无砟轨道系统有砟轨道系统优点：造价低缺点：线路不稳定，昼间运营，夜间维护，运营维护成本高1、高速铁路分类型双块系统双块系统无砟轨道系统分类双块式无砟轨道系统板式无砟轨道系统型板式系统板式系统u 浇筑轨道板间的接缝u 轨道板纵连与锁定形成带状受力结构u 灌注CA砂浆填充层轨道板与底座板耦合u 轨道板铺设和精调亚毫米级精度(0.3mm)2、高速铁路修建过程(以CRTS型板为例介绍)u 下部主体工程施工桥梁、隧道、路基、涵洞厘米级精度u 支

5、承层或底座板施工毫米级精度(3mm)通过锁件张拉宽接缝u 无砟轨道成型3、高速铁路工程分类和测量要求u 下部主体工程施工桥梁、隧道、路基、涵洞厘米级精度线下工程u 钢轨铺设和轨道精调 精度0.3毫米u 浇筑轨道板间的接缝u 轨道板纵连与锁定u 灌注CA砂浆填充层u 轨道板铺设和精调亚毫米级精度(0.3mm)u 支承层或底座板施工毫米级精度(3mm)基础基础承轨承轨结构结构轨道轨道扣件扣件轨道系统除了严格控制沉降和变形外，其它方面与传统铁路测量并无本质区别 精密工程测量 独立测量基准 三网合一技术 专用测量工具 特殊测量手段 强调相对精度 精密测量设备4、高速铁路测量关键技术变形控制和精密测量技

6、术是高速铁路建设中与测量相关的两大关键技术。高速铁路实现列车高速行驶的前提条件： 轨道系统的高稳定性一次性建成稳固、可靠的线下工程；严格控制沉降和变形。 轨道系统的高平顺性精密测量技术：测量精度0.3mm ；特殊测量手段：严格控制误差传递和积累，确保轨道平顺5、高速铁路测量控制网分级 平面控制网分四级，逐级向下控制； 高程控制网为二等水准网。 第一级为框架控制网，简称为CP0网； 第二级为基础平面控制网，简称CP网； 第三级为线路平面控制网，简称CP网； 第四级为轨道控制网，简称CP网。5、高速铁路测量控制网分级5、高速铁路测量控制网分级5、高速铁路测量控制网分级控制网控制网测量方法测量方法相

7、邻点的相对中误差相邻点的相对中误差(mm)(mm)点点 间间 距距CP0CP0GPSGPS2020约约50km50kmCPCPGPSGPS1010约约4000m4000mCPCPGPSGPS8 8600600800m800m附合导线附合导线8 8400400800m800mCPCP自由测站边角交会自由测站边角交会1 1点对间距点对间距505070m70m二等水二等水准准二等水准测量二等水准测量高差中误差高差中误差2mm/km2mm/km约约2000m2000m说明：说明：1 1、相邻点的相对中误差指、相邻点的相对中误差指X X、Y Y坐标分量中误差。坐标分量中误差。 2 2、相邻、相邻CPCP

8、点高程的相对中误差为点高程的相对中误差为0.5mm0.5mm。6、布网方法及数据处理原则 框架控制网(CP0)布设 在线路初测前布网和测量，用静态GPS技术建网； 点间距约50km，应与IGS参考站或国家A、B级GPS点联测； 联测点数不少于2个，且均匀分布； 每个点上的独立基线不小于3条，采用精密星历解算基线； 要求全线一次性布设、测量和整体平差。 6、布网方法及数据处理原则基础平面控制网(CP) 在线路初测阶段建立，用静态GPS技术建网； 点间距约4km，隧道段应在洞口处加设一对CP点； 由三角形、大地四边形构成的带状网，附合在CP0网上； 全线一次布网、测量和整体平差； 整网三维约束和无

9、约束平差在2000国家大地坐标系中进行； GPS测量的空间直角坐标分区、分带投影带至工程独立坐标系中6、布网方法及数据处理原则线路控制网(CP) 在线路定测阶段建立，用静态GPS技术或精密导线建网； 沿线路每600800m布设一个点(隧道洞内每300600m布设一对点)； 由三角形、大地四边形连接成的带状网，并附合在CP网上； 隧道段，采用四至六条边的导线环布网，并附合在洞口CP点上 全线应一次布网、测量和整体平差。6、布网方法及数据处理原则轨道控制网(CP) 在线下主体完工、沉降变形趋于稳定后建立，用精密测量机器人施测； 平面和高程共点的三维控制网，控制点埋设强制对中装置； 平面控制基准是C

10、P或CP点； 自由设站后方边角交会方式布设，网形规则； 轨道系统施工和运营维护的控制基准； 数据处理采用传统平面、高程平差或三维平差。6、布网方法及数据处理原则轨道控制网(CP) 强制对中装置常规强制对中装置6、布网方法及数据处理原则轨道控制网(CP) 强制对中装置通用强制对中装置转接盘转接杆预埋件转接头6、布网方法及数据处理原则轨道控制网(CP) 强制对中装置强制对中模式一6、布网方法及数据处理原则轨道控制网(CP) 强制对中装置强制对中模式二7、测量基准和精度匹配问题 高速铁路线下基础工程施工，其测量控制网可以基于国家统一基准。 确保新建工程不与既有建筑发生矛盾和冲突； 便于地理信息的统一

11、。 轨道系统施工前，需要在线下基础工程的永久结构物上，重新建立基于工程独立坐标系下的CP、CP、CP三网合一的精密控制网。 实现最佳精度匹配： 相邻CP点的相对精度应优于7mm； 相邻CP点的相对精度应优于 3mm。7、测量基准和精度匹配问题 轨道控制网(CP网)是精密三维控制网。 工程独立坐标系应确保轨面上的长度投影变形不大于10mm/km。 这一要求的依据是：高速铁路轨道系统是狭长结构，净宽很小(通常小于10m)，施工测量时，现场实测距离因长度投影变形而引起的横向误差(通常小于0.1mm，轨道平顺性要求是0.3mm)可以小到忽略不计的程度。8、CP网布设点位 CP控制点成对且对称布置，点间

12、距9米15米，点对间距约60米，网形非常规则。 CP点要永久保存，需埋设在专用观测墩。 路基段：专用观测墩8、CP网布设点位 CP控制点成对且对称布置，点间距9米15米，点对间距约60米，网形非常规则。 CP点要永久保存，需埋设在专用观测墩。 桥梁段：桥梁防护墙CPIII点永久保存8、CP网布设点位 CP控制点成对且对称布置，点间距9米15米，点对间距约60米，网形非常规则。 CP点要永久保存，需埋设在专用观测墩。 隧道段：隧道边墙8、CP网布设平面测量 观测：CP观测条件苛刻，一般要求在夜间或阴天，用边角交会自由设站模式，向前、后各3对CP点进行全圆法方向和距离的全自动化观测。 每测站至少测

13、量三个测回，测站之间重叠4对点。8、CP网布设平面测量 处理：全站仪的测量成果要在工程独立坐标系中，利用联测的CP点作为强制约束点，分段进行约束平差，求得CP点的平面坐标。分段长度不能小于四公里，平差方法为常规平面网平差。 精度要求：点位绝对精度优于2mm，相邻点的相对精度优于1mm。8、CP网布设平面测量 CP测量通常按照间隔2对点设站的形式向前推进； 施工干扰或观测条件不佳时可采用间隔1对点设站的形式向前推进； 可以直接在CP点上安置仪器进行CP和CP的联系测量。8、CP网布设高程测量 CP高程利用二等几何水准施测，要求相邻CP点高程的相对精度为0.5mm。 特点 每个CP点都是水准点，水准测量时没有转点； 网形规则，测量中无须量距，每站观测四个点； 水准尺立在与CP标志配套的转接杆上，确保测量结果准确转换到CP棱镜中心； 用精密数字水准仪施测，劳动强度低，且方便CP点名的自动录入； 测点高于地面1米左右且大致等高，测量中宜选用1米或1.5米长的