高速铁路工程测量

工程测量学第十章高速铁路工程测量2024/4/121.主要内容和重点主要内容：1绪论2高速铁路控制网布设和精密测量基准3轨道控制网布设和处理4轨道系统精密测量5双块轨枕精调6轨道板精调7通用型强制对中装置8高速铁路的变形监测重点友情提示！难点需要掌握点2024/4/122.1绪论1.1高速铁路定义时速100～120公里称为常速；时速120～160公里称为中速或准高速；时速160～200公里称为快速；时速200～400公里称为高速；时速400公里以上称为特高速。

国际铁路联盟对高速铁路的定义：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。中国对速度的界定2024/4/123.2024/4/121绪论1.2高速铁路分类优点：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——世界唯一磁悬浮营运线路列车在钢轨上运行列车悬浮在轨道上4.2024/4/121绪论1.2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。5.Ⅱ型双块系统Ⅰ双块系统双块轨枕单元板：无挡肩，板间不连接连续结构：有挡肩，板间张拉连接并灌注砼将轨枕精确压入混凝土中将双块轨枕排精调好后再浇混凝土2024/4/121绪论1.2高速铁路分类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Ⅰ型板式系统Ⅱ板式系统6.钢轨铺设和轨道精调(精度0.3毫米)浇筑轨道板间的接缝轨道板纵连与锁定形成带状受力结构灌注CA砂浆填充层轨道板与底座板耦合轨道板铺设和精调亚毫米级精度(0.3mm)1绪论1.3高速铁路修建过程(以CRTSⅡ型板为例介绍)下部主体工程施工桥梁、隧道、路基、涵洞厘米级精度下部主体工程底座板或支撑层下部主体工程支承层或底座板施工毫米级精度(3mm)安装轨道板：精度0.3mm下部主体工程底座板或支撑层灌注CA砂浆填充轨道板与支撑层间空隙安装轨道板：精度0.3mm底座板或支撑层CA砂浆灌注孔通过锁件张拉宽接缝无砟轨道成型7.1绪论1.4高速铁路工程分类和测量要求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钢轨铺设和轨道精调

精度0.3毫米浇筑轨道板间的接缝轨道板纵连与锁定灌注CA砂浆填充层轨道板铺设和精调亚毫米级精度(0.3mm)支承层或底座板施工毫米级精度(3mm)基础承轨结构轨道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8.2024/4/121绪论1.5高速铁路测量关键技术变形控制和精密测量技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。9.2024/4/12101.6中国高铁发展历程提速——中国铁路步入现代化的起点1997年4月1日1998年10月1日2000年10月21日2001年10月21日2004年4月18日2007年4月18日铁路六次大面积提速从48.1公里提升到65.7公里；直达特快最高时速160公里全国铁路旅客列车平均时速新增“D”字头的动车组时速200~250公里1绪论.1.6中国高铁发展历程京津城际铁路，全长119公里，桥梁比例86

％；2005年7月4日开工，三年建成，运营时速350公里；运营第一年，旅客输送量达1870万人次。追赶——2008年8月1日，中国第一条时速350公里高速铁路建成通车——中国高铁进入世界先进行列1绪论11.2024/4/121.6中国高铁发展历程超越——

全长1069公里，设15个客运站；桥隧比67％；

2005年6月23日开工，2009年12月通车运营；

设计时速为350公里，全程运行时间3小时；

设计行车间隔3分钟，每天开行列车达201对。武广高铁首次实现两车组重联动最高试验时速394.2公里——世界领先1绪论12.2024/4/121.6中国高铁发展历程领跑——

全长1318公里，世界上一次建成里程最长，技术最先进；设计时速380公里，全程运行时间4小时；

行车间隔3分钟，为沿线居民提供“陆地飞行”般的便利。2010年12月3日，京沪高铁创造了486.1km/h的铁路运营试验的世界最高速度——中国高铁，领先世界1绪论13.2024/4/121.6中国高铁发展历程到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；“四纵四横”高铁路网主骨架已经大部分建成。1绪论14中国高铁带着世界飞…….2024/4/122高速铁路控制网布设和精密测量基准2.1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CPⅠ网；第三级为线路平面控制网，简称CPⅡ网；第四级为轨道控制网，简称CPⅢ网。控制网测量方法相邻点的相对中误差(mm)点间距CP0GPS20约50kmCPⅠGPS10约4000mCPⅡGPS8600～800m附合导线8400～800mCPⅢ自由测站边角交会1点对间距50～70m二等水准二等水准测量高差中误差2mm/km约2000m说明：1、相邻点的相对中误差指X、Y坐标分量中误差。

2、相邻CPⅢ点高程的相对中误差为0.5mm。15.2024/4/12162.2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。2高速铁路控制网布设和精密测量基准

IGS站CP0CP0CP0CP0CP0IGS站IGS站.2.2布网方法及数据处理原则基础平面控制网(CPⅠ)布设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CPⅠ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。2024/4/12172高速铁路控制网布设和精密测量基准

CP0CPⅠCPⅠCPⅠCPⅠCPⅠCPⅠCPⅠCP0.2024/4/12182.2布网方法及数据处理原则

线路控制网(CPⅡ)布设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600～800m布设一个点(隧道洞内每300～600m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CPⅠ网上；隧道段，采用四至六条边的导线环布网，并附合在洞口CPⅠ点上；全线应一次布网、测量和整体平差。2高速铁路控制网布设和精密测量基准

CPⅠCPⅡCPⅠCPⅡCPⅡCPⅡCPⅡCPⅡCPⅡ.2024/4/12192高速铁路控制网布设和精密测量基准

2.2布网方法及数据处理原则轨道控制网(CPⅢ)布设在线下主体完工、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CPⅠ或CPⅡ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。CPIII点自由设站点CPⅢ、CPⅡ共点.2024/4/12202高速铁路控制网布设和精密测量基准

2.3建立高速铁路精密测量基准高速铁路轨道系统应在精密的工程独立基准下进行测量；建立精密测量基准，包括确定最佳区域椭球和选择最佳投影两方面；高速铁路测量通过对WGS84椭球的改造来确定最佳区域椭球；目的：实现区域椭球面与工程投影面的最佳拟合。拟合区域区域椭球.2024/4/12212高速铁路控制网布设和精密测量基准

2.3.1同时改变椭球的长半轴和偏心率以WGS84为基准椭球，便于GPS成果转换；推算条件：测区中心P在基准椭球和区域椭球中大地坐标不变。变量假设：投影面高程为WGS84椭球参数：长半轴为第一偏心率为基准位置点在84系中的坐标：大地经度为大地纬度为大地高为ζPH'Hh△H△h地面投影面大地水准面WGS84椭球面区域椭球面.2024/4/12222高速铁路控制网布设和精密测量基准

2.3.1同时改变椭球的长半轴和偏心率保持椭球定位、定向不变，P点三维空间直角坐和大地坐标都不变；同时改变椭球的长半轴和偏心率；新椭球面通过P点沿法线方向在测区平均高程面(投影面)上的投影;新的椭球面最大限度地接近测区平均高程面。P作用范围WGS84椭球投影面区域椭球ZXY法线假设新椭球要素为和；在新椭球坐标系中，P点大地高由变为；由右图可知，P点大地高的变化量为：.2024/4/12232高速铁路控制网布设和精密测量基准

2.3.1同时改变椭球的长半轴和偏心率.2024/4/12242高速铁路控制网布设和精密测量基准

2.3.2垂线偏差改正通过垂线偏差改正实现区域性椭球与测区水准面的最佳拟合；区域椭球的法线与WGS84的椭球法线一致；转换过程：法线P垂线ZYXO天球.2024/4/12252高速铁路控制网布设和精密测量基准

2.3.2垂线偏差改正基准点P以法线为基准的站心大地坐标系以基准点P为旋转中心以垂线为基准的站心天文坐标系转换.2024/4/12262高速铁路控制网布设和精密测量基准

2.3.2垂线偏差改正.2024/4/12272高速铁路控制网布设和精密测量基准

2.3.2垂线偏差改正PO'作用范围Y'X'Z'ZYXYZX.2024/4/12282高速铁路控制网布设和精密测量基准

2.3.2垂线偏差改正对于旋转中心P，转换前后三维坐标应保持不变，由此可得即.2024/4/12292.3.3垂线偏差如何确定？2高速铁路控制网布设和精密测量基准

？P.2024/4/12302.3.3垂线偏差如何确定？2高速铁路控制网布设和精密测量基准

PO法线垂线水准面椭球面.2024/4/12312.3.3垂线偏差如何确定？高铁建在狭长带状区域，沿线每两公里左右就有一个二等水准点；大约有50%的水准点与CPⅠ点重合；利用GPS测量的大地高，很容易求得沿线路走向上的高程异常；对于高速铁路精密工程测量控制网，直接利用线路走向上垂线偏差的子午分量和卯酉分量来代替和。2高速铁路控制网布设和精密测量基准

2024/4/12.2024/4/12322.3.4选择最佳投影传统投影方法是高斯投影。对于地形起伏不大的南北走向工程，建立一个坐标系就可以控制较大区域，甚至是整条铁路。而对于非南北走向工程，就需要划分许多投影带才能满足精度要求。高速铁路精密测量控制网是狭长的带状网，可根据以下原则灵活选择投影方式：南北走向，可选择横轴投影；非南北走向，可选择斜轴投影；东西走向，可选择兰勃特投影。2高速铁路控制网布设和精密测量基准

.2024/4/123轨道控制网布设和处理3.1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。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CPⅠ、CPⅡ、CPⅢ三网合一的精密控制网。实现最佳精度匹配：相邻CPⅠ点的相对精度应优于7mm；相邻CPⅡ点的相对精度应优于3mm。轨道控制网(CPⅢ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。33.2024/4/123.2CPⅢ布设CPⅢ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。CPⅢ点要永久保存，需埋设在专用观测墩。路基段：3轨道控制网布设和处理34.2024/4/123.2CPⅢ布设CPⅢ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。CPⅢ点要永久保存，需埋设在专用观测墩。桥梁段：3轨道控制网布设和处理CPIII点永久保存35.2024/4/123.2CPⅢ布设CPⅢ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。CPⅢ点要永久保存，需埋设在专用观测墩。隧道段：3轨道控制网布设和处理36.2024/4/123轨道控制网布设和处理3.3CPⅢ网平面测量观测：CPⅢ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CPⅢ点进行全圆法方向和距离的全自动化观测。每测站至少测量三个测回，测站之间重叠4对点。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CPⅡ点作为强制约束点，分段进行约束平差，求得CPⅢ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。CPⅢ点自由设站点CPⅡ点37.2024/4/123轨道控制网布设和处理3.3CPⅢ网平面测量CPⅢ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CPⅡ点上安置仪器进行CPⅡ和CPⅢ的联系测量。60m左右10m左右CPⅢ点自由设站点全站仪CPⅡ加密点CPⅢ点观测方向

38.2024/4/123轨道控制网布设和处理3.4CPⅢ网高程测量CPⅢ高程利用二等几何水准施测，要求相邻CPⅢ点高程的相对精度为0.5mm。特点每个CPⅢ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CPⅢ标志配套的转接杆上，确保测量结果准确转换到CPⅢ棱镜中心；用精密数字水准仪施测，劳动强度低，且方便CPⅢ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米长的特制水准尺。39.2024/4/123轨道控制网布设和处理3.4CPⅢ网高程测量中视法往测：自一个水准基点沿线路右侧CPⅢ点测至另一个水准基点，形成附合水准线路，左侧CPⅢ点作为支点同步观测。返测：测量左侧CPⅢ点形成附合线路，右侧CPⅢ点作为支点。

往测返测二等水准点测站CPIII后视前视联测线40.2024/4/123轨道控制网布设和处理3.4CPⅢ网高程测量矩形法实质是沿前后两对CPⅢ点按顺时针施测水准，形成规则的水准环；各个小的水准环环环相连，形成规则的水准环网。

41.2024/4/123.5三网合一技术在线下工程的永久建筑上，布设CPⅢ点；每隔600至800米，选取一个CPⅢ点作为CPⅡ和CPⅢ的公共点；利用CPⅠ网和重新布设的CPⅡ点构成整体网；通过CPⅠ网的联系作用，整体网具有两套平面坐标：一套是国家测绘基准下的坐标；另一套是工程独立基准下的精密坐标。用几何水准或精密三角高程，将二等水准引测到CPⅡ点上，使CPⅡ点具备三维坐标；3轨道控制网布设和处理水准基点CPII与水准点共点加密CPII点墩底临时水准点三角高程线路二等几何水准线路倾斜垂直路基段桥梁段42.2024/4/123.5三网合一技术在线下工程的永久建筑上，布设CPⅢ点；每隔600至800米，选取一个CPⅢ点作为CPⅡ和CPⅢ的公共点；利用CPⅠ网和重新布设的CPⅡ点构成整体网；通过CPⅠ网的联系作用，整体网具有两套平面坐标：一套是国家测绘基准下的坐标；另一套是工程独立基准下的精密坐标。用几何水准或精密三角高程，将二等水准引测到CPⅡ点上，使CPⅡ点具备三维坐标；通过强制对中装置实现CPⅡ和CPⅢ的无缝联接。3轨道控制网布设和处理43.2024/4/123.5三网合一技术3轨道控制网布设和处理CPII和CPIII共用点CPIII点CPI点600至700米44.2024/4/123.5三网合一技术3轨道控制网布设和处理垂直桥墩水准测量杆45.2024/4/123.5三网合一技术3轨道控制网布设和处理46.2024/4/123.6CPⅢ网三维严密平差技术CPⅢ是三维网，理应按照三维数据处理技术来处理观测成果；传统技术是平面和高程分别测量和处理的，本质上并不是三维平差；利用传统技术，CPIII平面网测量成果没有得到充分发挥：测量机器人的精密测量成果仅用于求得CPIII的平面坐标，同样精密的三角高程弃置不用。用复杂的几何水准测量来求得CPIII的高程。传统数据处理技术的缺点：观测量要改化（地面到椭球面、椭球面到平面……）非原始观测量不能充分发挥“数据探测技术”的作用为充分发挥全站仪三维观测成果的作用，应采用三维严密平差技术。3轨道控制网布设和处理47.2024/4/123.6.1

CPⅢ网三维平差函数模型以全站仪三轴交点(简称测站)为原点，建立站心天文坐标系；以垂线和水准面为基准；坐标原点：仪器三轴交点；在该坐标系中列立观测方程；原始观测量直接参与平差。3.6CPⅢ网三维严密平差技术

垂线法线ZYXN'U'E'O赤道0子午线P48.2024/4/123.6.1

CPⅢ网三维平差函数模型空间斜距的误差方程3.6CPⅢ网三维严密平差技术视线49.2024/4/123.6.1

CPⅢ网三维平差函数模型空间斜距的误差方程线性化3.6CPⅢ网三维严密平差技术50.2024/4/123.6.1

CPⅢ网三维平差函数模型空间斜距误差方程CPⅢ网边长很短，测距比例误差可不予考虑3.6CPⅢ网三维严密平差技术51.2024/4/123.6.1

CPⅢ网三维平差函数模型水平方向误差方程3.6CPⅢ网三维严密平差技术52.2024/4/123.6.1

CPⅢ网三维平差函数模型天顶距误差方程3.6CPⅢ网三维严密平差技术53.2024/4/123.6.1

CPⅢ网三维平差函数模型天顶距误差方程3.6CPⅢ网三维严密平差技术54边短视线水平.2024/4/123.6.1

CPⅢ网三维平差函数模型天顶距误差方程当全网只解算一个折光参数时，式(10-19)可简化为不考虑折光影响时，式(10-19)可进一步简化为3.6CPⅢ网三维严密平差技术55.2024/4/123.6.2观测量定权3.6CPⅢ网三维严密平差技术56.2024/4/123.6.3不同基准下函数模型转换引入站心大地坐标：以法线和椭球面为基准——有如下转换关系：3.6CPⅢ网三维严密平差技术西南UENξμη垂线法线N'U'E'P57.2024/4/123.6.3不同基准下函数模型转换3.6CPⅢ网三维严密平差技术58.2024/4/123.6.3不同基准下函数模型转换垂线偏差非常小

CPⅢ网边长很短

3.6CPⅢ网三维严密平差技术59.2024/4/123.6.3不同基准下函数模型转换站心大地坐标←→地心坐标系3.6CPⅢ网三维严密平差技术地心坐标系站心大地坐标系60.2024/4/123.6.3不同基准下函数模型转换站心大地坐标←→地心坐标系3.6CPⅢ网三维严密平差技术是正交阵，且顾及、和为非变量

其中转换关系61.2024/4/123.6.3不同基准下函数模型转换3.6CPⅢ网三维严密平差技术地心坐标与大地坐标之间有如下转换关系顾及N也是B的函数，令

其中

正交矩阵对角矩阵62.2024/4/123.6.3不同基准下函数模型转换3.6CPⅢ网三维严密平差技术对于测站P上任意一点J的站心大地坐标

有

CPIII控制网测点距离很近(30m～150m)，其大地坐标的差值不会超过5秒，因此有高程大地高东坐标经度北坐标纬度63.2024/4/123.6.3不同基准下函数模型转换误差方程转换至大地坐标系—优点椭球系统是一个数学上精确定义的曲面坐标系统，优点是其表面与地球表面大致吻合，这样就使椭球坐标的地理解释更为直观；椭球模型提供了可以把GPS观测值和全站仪观测值统一起来的平台；在经度和纬度作为坐标未知数的前提下，平差就与地图投影无关。这一优点非常重要：如果按照常规平差技术在高斯投影面上处理观测成果，就必须考虑投影变形问题，而这些变形通常都很复杂，很难用线性数学模型来表达，因此，常规平差技术只适用于局部的、有限大小的控制网。而在椭球基准下，数学模型对控制网的大小根本没有限制。对于椭球基准下的三维平差，观测值可以以其原始形式带入数学模型。这样做对统计检验尤为重要，因为只有对原始观测值进行统计检验才是最合理的。3.6CPⅢ网三维严密平差技术64.2024/4/123.6.4近似坐标计算计算原理：假设各个测站的三维坐标为(0，0，0），各测站观测的方向值即为方位角，由此，可利用全站仪原始三维观测值，直接计算各测站所有观测点的三维坐标；第⑴步求得的三维坐标是各个测站相互独立的。因为相邻测站之间会重复观测8个点，利用这些重复观测点，可以将第二测站的坐标转换到第一测站的坐标系下。依此类推，顺次将所有测站的坐标都转换到第一测站的坐标系下；利用网中CPⅡ点的已知坐标，将第⑵步求得的基于第一测站坐标系中的坐标，转换至工程独立坐标系中。通过地图投影，上述工程独立坐标还可转换成大地坐标或地心坐标等各种形式。3.6CPⅢ网三维严密平差技术65.2024/4/123.6.4近似坐标计算计算原理演示3.6CPⅢ网三维严密平差技术CPIII坐标已求解设站点已求解CPIII坐标未求解设站点未求解1234假定起始坐标(0，0，0)假定起始方位角“0”66.2024/4/124轨道系统精密测量4.1轨道工程测量方法及专用仪器自由设站极坐标法三维测量以轨道控制网CPⅢ为基准；采用全站仪自由设站三维坐标法测量；相邻测站重叠观测至少2对CPⅢ点。67.2024/4/124轨道系统精密测量4.1轨道工程测量方法及专用仪器搭接测量不同测站重复测量的点称搭接点；平滑不同测站之间出现的测量偏差；单点搭接和多点搭接。单点搭接站间存在测量误差；两列放样点不平顺连接，中间会出现“错台”；第二站仪器重新定向，确保测设点平顺连接。68.2024/4/124轨道系统精密测量4.1轨道工程测量方法及专用仪器多点搭接测量采用余弦函数对重复测量的搭接点进行平滑处理；重复点的坐标取两次测量的加权平均值。第一站测点的权重第二站测点的权重69.2024/4/124轨道系统精密测量4.1轨道工程测量方法及专用仪器地球曲率的影响轨道系统精密测量需要考虑地球曲率影响；全站仪测量范围通常限制在100米以内。

70.2024/4/124轨道系统精密测量4.1轨道工程测量方法及专用仪器轨检仪即轨检小车，内部装有高精度的距离、倾斜传感器；用全站仪测量轨检小车上固定棱镜的三维坐标；通过棱镜与各传感器的几何关系，精确求得左右钢轨顶点的坐标、轨距、水平等要素。通过多点测量，可以求得轨向、高低、轨道扭曲等轨道参数。71.2024/4/124轨道系统精密测量4.1轨道工程测量方法及专用仪器其它专用设备

强制对中测钉球棱镜对中尺垫

精密测量棱镜座

不等高三角架轨道特征点模拟装置72.2024/4/124轨道系统精密测量4.2轨道精调测量利用全站仪自由设站，配合轨检小车进行测量，分精调和粗调；粗调：测距范围不超过100米，间隔3～5点测量一个点；精调：测距范围不超过70米，逐点测量，需要搭接。利用前后各两对CPⅢ点自由设站；测量轨检小车上的棱镜；实时显示调整量。左线右线CPIIICPIIICPIIICPIII测站测量范围73.2024/4/124轨道系统精密测量4.2轨道精调测量轨道精调方法将外轨高程大致调整到位，平面位置精确调整到位；以外轨为平面基准，利用轨道尺固定轨距，通过高程测量，将内轨精确调整到设计位置；以内轨为基准，利用轨道尺控制超高，将外轨精确调整到设计位置。

74.2024/4/125双块轨枕精调按施工方法不同，分为Ⅰ型双块和Ⅱ型双块；利用轨排法施工的，称为Ⅰ型双块；利用机械压入法施工的，称为Ⅱ型双块。75.2024/4/125双块轨枕精调5.1轨排精调测量用工具轨将双块式轨枕组装成轨排；间隔2～3根轨枕安装一根精调横梁；利用精调横梁和螺杆调节器将轨排提升到地面以上50～70mm；立模、扎筋并浇筑混凝土，将轨枕固定在混凝土底座上。76.2024/4/125双块轨枕精调5.1轨排精调测量浇筑混凝土前，通过螺杆调节器和横向调节器，将轨排调整到设计位置；分粗调和精调两个过程。粗调：精调小车间隔1～2个横梁测量一点，同时对多个横梁进行调整，将轨排大致调整到设计位置；精调：逐梁测量和精确。77.2024/4/125双块轨枕精调5.2机械法施工的支脚精调施工原理浇筑混凝土；将轨枕框架准确放置到设计位置；通过高频震动将轨枕压入混凝土中。

78.2024/4/125双块轨枕精调5.2机械法施工的支脚精调精调原理：轨枕位置实际上是由线路左侧的三维可调支脚决定。三维可调支脚事先被锚固；将支撑球窝精确调整到设计位置；通过嵌合球使横梁左端与左侧支脚对位；通过嵌合球与右侧支脚对位；轨枕框架安放到前、后两根横梁上。

79.2024/4/125双块轨枕精调5.2机械法施工的支脚精调支脚放样测量在轨道中间架设仪器，利用测量机器人，沿线路左、右两侧逐点测量，定出各个支脚的设计位置。

支脚精调用连接工装架设测量机器人；利用CPⅢ自由设站；单向后退法逐点测量；支撑球窝精确调整到设计位置；单点搭接测量；利用水平尺调整右侧支脚。

80.2024/4/126轨道板精调Ⅱ型板式无砟轨道设计理念轨道板经过数控磨床精确打磨，假定钢轨和扣件没有误差，将轨道板精确安装到设计位置，铺轨后，不用对轨道进行精调，就能形成高平顺的轨道系统。Ⅱ型板式轨道施工过程首先施工下部基础；利用六个精调器，配合测量机器人，将轨道板逐块精确调整到设计位置；通过灌注孔灌注CA砂浆，填充轨道板和下部基础之间的空隙。下部基础：精度厘米级30mm厚CA砂浆123456CA砂浆灌注孔精调器81.2024/4/126轨道板精调6.1博格精调技术利用博格精调标架，配合测量机器人CRTSⅡ精调轨道板。82.2024/4/126轨道板精调6.1博格精调技术博格精调标架使用原理将三个标架放置到轨道板的前、中、后三对承轨台上；标架的触舌A触及大钳口的外斜面(图中M点)；1、2两个棱镜中心是对应承轨台的轨道特征点；通过精密测量，将三个标架的6个轨道特征点调整到设计位置。大钳口A12MN左承轨台右承轨台383.2024/4/126轨道板精调6.1博格精调技术博格技术的测量原理ZdzYXdy承轨台设计位置实测承轨台位置dx要求：点到点，三维调整

问题：轨道板纵向无法调整到设计位置84.2024/4/126轨道板精调6.1博格精调技术博格技术实质：点与点之间的三维调整

横向偏差可控制在10mm以内，但纵向偏差可达10～20mm；精调器只能横向和竖向调整，轨道板在纵向上无法调整到设计位置；按常规方法架设仪器进行测量，受纵向偏差影响，轨道板的横向和竖向也很难调整到位；利用不等高三脚架；在线路中线上设站；仪器与轨面等高。85.2024/4/126轨道板精调6.1博格精调技术减弱横向调整误差影响的措施：测设GRP网GRP位于线路两侧；GRP点与定位锥一一对应；轨道板铺放在两个GRP点之间；仪器架在GRP点上，通过两点定向。86.2024/4/126轨道板精调6.1博格精调技术GRP平面测量测站尽量靠近轨道中线，左、右线分别布设；用一个盘位按顺时针方向测量，站间搭接3至5个点；一测回：先测CPⅢ点，再由远及近测量10～15个GRP点，然后再测CPⅢ点；测3至4个测回取均值，利用CPⅢ点，将GRP点的坐标转换至工程独立坐标系。GRP高程测量使用一把水准尺，用电子水准仪自带程序沿线路逐点测量；每隔300米左右起、闭于CPⅢ点，线路上的其它CPⅢ点为转点；GRP点按支点测量，每站前后各测量4～6个GRP点；附合测段间搭接三个点。87.2024/4/126轨道板精调6.1博格精调技术轨道板精调：两点设站利用不等高三脚架，在GRP点C上架设测地机器人，在GRP点E上架设后视棱镜。1号板2号板3号板1C10BDE6承轨台承轨台承轨台精调方向A4号板

88.2024/4/126轨道板精调6.1博格精调技术轨道板精调：标架标定及精调首块轨道板891号板2号板3号板1C10BDE6承轨台承轨台承轨台精调方向A4号板待调轨道板1号板2号板1C10BDE6承轨台承轨台承轨台精调方向A4号板2133号板②①③⑥⑦⑧标定标架首板精调.2024/4/126轨道板精调6.1博格精调技术轨道板精调：搭接设站后视棱镜由GRP点E向后移动1块轨道板的距离，搬站至GRP点D；将测量仪器由GRP点C，向后移动2块轨道板的距离，搬站至GRP点A；将搭接标架4按装到已经精调到位的1号轨道板的第1对承轨台上。三点定向和高程传递

已调轨道板待调轨道板1号板2号板1CBDE承轨台精调方向A4号板3号板4⑤④90.2024/4/126轨道板精调6.1博格精调技术轨道板精调：精调后续轨道板已调轨道板待调轨道板1号板2号板1CBDE承轨台精调方向A4号板3号板4待调轨道板1106承轨台承轨台承轨台213②①③⑥⑦⑧④⑤已调轨道板1号板2号板1CBDE承轨台精调方向A4号板3号板4待调轨道板1106承轨台承轨台承轨台213②①③⑥⑦⑧④⑤已调轨道板91.2024/4/126轨道板精调6.1博格精调技术博格精调技术的精度分析：误差累计，引起沉板和浮板；分段闭合，消除沉板和浮板引起的线路起伏。浮板92.2024/4/126轨道板精调6.1博格精调技术博格精调技术的精度分析：顾及GRP点的绝对精度约为±0.8mm，不等高三脚架的设置精度约为±0.5mm，则有绝对精度主要取决于GRP的相对精度，勉强能达到±0.3mm

。相对精度93.2024/4/126轨道板精调6.2基于轨道的轨道板精调技术利用自定心钢轨模拟装置模拟轨道特征点；钢轨模拟装置具备自定心功能，确保底座中心自动移至轨道中心；棱镜中心刚好位于钢轨顶的设计位置。精调期间94.2024/4/126轨道板精调6.2基于轨道的轨道板精调技术精调原理：ZdzYXdy设计线路

以轨道为基准，确定点与线的位置关系。通过两维移动，将轨道特征点直接调整到线路设计位置。实质：两维调整线路模型平曲线模型线路长模型dy竖曲线模型dz95.2024/4/126轨道板精调6.2基于轨道的轨道板精调技术精调过程：在合适位置架设全站仪并利用CPⅢ设站；在仪器前面第四块轨道板的首端、中间、末端三对承轨台上各放置一个钢轨模拟装置；测量并精调轨道板首、末两端，通过逐步趋近，将其调整到设计位置；测量中间承轨台的三维坐标，将轨道板中部的高程调整到位；重复二、三步，将仪器前面的第3和第2块轨道板调整到位；全站仪后退3块轨道板，设站并精调后续轨道板。96.2024/4/126轨道板精调6.2基于轨道的轨道板精调技术搭接测量：97.2024/4/126轨道板精调6.2基于轨道的轨道板精调技术搭接测量：设站测量搭接点搭接测量，消除搭接误差。测站LS自由设站确定的线路中心线搭接改正后的线路中心线测站消除错台错台98.2024/4/126轨道板精调6.2基于轨道的轨道板精调技术精度分析：单纯由测量引起的横向和竖向误差很小，对绝对精度而言，也可以