高速铁路无砟轨道控制测量技术研究

高速铁路无砟轨道控制测量技术研究摘要:随着经济的快速发展，我国已经进入高速铁路建设的快速发展时期,高速铁路无砟轨道对线路稳定性和平顺性的极高，建立有效、经济实用的精密测量控制网是保障高速铁路建设工程施工、放样及运营维护精度的前提。本文对高速铁路控制测量中需要注意的若干问题进行了分析。关键词:高速铁路无砟轨道控制测量Abstract:withtherapideconomicdevelopment,China’saccesstotherapiddevelopmentofhighspeedrailwayconstructionperiod,thehighspeedrailwaytrackofalinewithoutafranticjumbleofthestabilityofpeaceisextremelyhigh,establisheffectiveandeconomicalpracticalprecisionmeasuringcontrolnetsistheguaranteetheconstructionofhigh-speedrailwayengineeringconstruction,layoutandoperationmaintenanceprecisionofthepremise.Inthispaper,thehighspeedrailwaycc%fa%c2%b7>controlsurveytobepayattentiontoanalyzetheproblems.Keywords:highspeedrailwaytrackfranticjumblenocontrolmeasures 高速铁路时速快,效率高,为了保证其安全性,基础控制测绘工作尤为重要。与一般铁路不同,高速铁路对轨道工程精度要求极高,传统测量方法已显得落后,且原有铁路控制网存在精度偏低、桩点密度不足等若干问题,因此建立轨道铁路精密测量控制网已是大势所趋。 1高速铁路测量技术要求通常来说我们把铁路轨道可以分为有砟轨道和无砟轨道。有砟轨道也就是我们平时所说的普通铁路轨道,在地面上轨枕下铺设一层碎石组成的道床,上面再假设木轨枕和钢轨组成,虽然便于维修,却无法满足高速行车的要求。无砟轨道是以钢筋混凝土或者沥青混凝土道床取代了有砟轨道的散粒体道砟床的整体轨式结构。为与目前的高速铁路建设相适应,提高高速行车时的平顺性和舒适性,高速铁路轨道对精度的控制必须严格,甚至达到毫米级别。同时因为无砟轨道施工后的不能调整性,高速铁路轨道控制网测量必须具备更严格的控制和提高测量精度。2高速铁路控制网布设方案高速铁路技术经过几次发展,目前已经成为当今世界铁路发展的共同趋势。我国在借鉴德国等国家先进技术的基础上,依据误差分析理论和仿真试验,考虑我国的技术能力,我国高速铁路无砟轨道测量平面控制网是建立在ITRF2000或者ITRF2005框架下,选用北京54或者西安80参考椭球体,通过地区的具体情况,选择抵偿带坐标系统、任意中央子午线系统、任意中央子午线的较窄宽度带横轴墨卡托或者斜轴墨卡托投影到平面上的。为解决无砟轨道高平顺和稳定性要求,目前,我国已在高速铁路线路勘察、施工、运行维护期间建立统一的平面、高程控制网和计算基准。主要包含框架平面控制网(CP0)基础平面控制网(CPⅠ)、线路平面控制网(CPⅡ)、轨道控制网(CPⅢ)。 3高速铁路测量控制网建立步骤高速铁路无砟轨道测量控制网的布设也是按分级布设原则进行,平面控制网一般原则按三级布设。第一级为基础平面控制网(CPⅠ),CPⅠ主要在初测阶段布设,为勘测、施工、运营维护提供坐标基准;第二级为线路控制网(CPⅡ),CPⅡ主要在定测阶段布设,为勘测和施工提供控制基准;第三级为基桩控制网(CPⅢ),CPⅢ主要在无碴轨道铺设阶段布设,为铺设无碴轨道和运营维护提供控制基准。高程控制网一般为二等水准基准网,一般不与CPⅠ、CPⅡ或CPⅢ共用网点,即各自布点成网。其中CPⅠ、CPⅡ为设计院提供,但作为施工单位必须对其进行复测,施测精度按同等精度进行。 4高速铁路控制测量中需要注意的问题4.1基础平面控制网(CPI)4.1.1CPI点位的选取要求(1)点位应便于安置GPS接收机。点位周围视野开阔,在地面高度角15°内不应有成片的障碍物,便于GPS卫星信号的接收;(2)离大功率无线电发射源(如电视台、电台、微波站等)的距离不小于400m,离高压输电线距离不得小于200m;(3)附近不应有强烈干扰卫星信号接收的物体(如金属广告牌等),尽量避开大面积水域;(4)点位应选在稳定、牢固、不易破坏且容易寻找、交通方便、利于安全砟业的地方。4.1.2基础平面控制点(CPI)施测(1)仪器:采用双频GPS接收机;(2)CPI应与沿线不低于国家二等三角点或GPS点联测,每50km左右联测一个国家三角点。全线联测国家三角点的总数不得少于3个。4.1.3GPS网平差及坐标转换数据后处理采用通用的商业软件(如TPPS等)或随机数据处理软件进行平差计算。(1)采用GPS基线的双差固定解进行GPS基线网平差;(2)在WGS-84坐标系中进行三维无约束平差,并把WGS-84的三维坐标转换为工程独立平面坐标;(3)采用一个已知点和一个己知方向进行坐标转换,并引入相应的平面坐标系;(4)为保证GPS测量的高精度性,坐标转换前,检查联测三角点的精度,确认至少满足C级控制点精度后方可采用;4.2线路控制网(CPII)CPII在基础平面控制网(CPI)上沿线路附近布设,为勘测、施工阶段的线路平面控制和无砟轨道施I阶段基桩控制网起闭的基准。CPII网在CPI网的基础上采用四等导线或C级GPS网施测,点间距800～1000m,离线路50m～100m左右,CPII控制点位尽可能选在铁路用地界内、不易被破坏的范围内;当与水准点共用时,应选在土质坚实、安全僻静、观测方便和利于长期保存的地方,并按规定埋石。所有CPII控制点均在现场填写点位说明,必要时丈量至明显地物的距离,绘制点位示意图,砟好点之记。一在线路勘测设计起、终点及不同单位测量衔接地段,联测2个以上CPII控制点砟为共用点,并在测量成果中反映出相互关系。CPII控制点应有良好的对空通视条件,相邻点之间应通视,特别困难地区至少有一个通视点,以满足放线或施I测量的需要。CPII网采用边联结方式构网,形成由三角形或大地四边形组成的带状网,并与CPI联测构成附合网。4.3基桩控制网(CPIII)CPIII为沿线路布设的三维控制网,起闭于基础平面控制网(CPI)或线路控制网(CPII),一般在线下工程施工完成后施测,为铺设无砟轨道和运营维护提供控制基准。CPIII测量应按导线测量或后方交会法施测,控制点的布设应兼顾施工及运营维护要求,埋点应设置在稳固、可靠、不易破坏和便于测量的地方,并应防冻、防沉降和抗移动,控制点标识清晰、齐全、便于准确识别和使用。4.4高程控制测量勘测高程控制测量应与高一级的国家水准点联测。四等水准测量一般30km联测一次,困难条件下不应大于80km;二等水准测量一般150km联测一次,困难条件下不应大于400km并形成附合水准路线。高速铁路无砟轨道与另一铁路连接时,应确定两铁路高程系统的关系。水准路线应沿线路敷设,水准点埋设满足下列要求:(1)水准点应每2km设置一个。重点工程(大桥、长隧及特殊路基结构)地段应根据实际情况增设。水准点可与平面控制点共用,也可单独设置,单独设置的水准点距线路中线距离宜在50～150m之间;(2)水准点应选在土质坚实、安全僻静、观测方便和利于长期保存的地方;(3)采用四等水准测量时,在平原地区可采用水准测量方法;在山岳、丘陵地区可采用光电测距三角高程测量方法;(4)水准基点应按二等水准测量要求施测。二等水准路线一般150km与国家一等水准点联测一次,最长不应超过400km联测一次。水准基点控制网应全线(段)一次布网测量。 5结语高速铁路无砟轨道测量控制网的建立,有效克服了我国传统铁路测量方法采用定测中线控制桩砟为联系铁路勘测设计与施工维护所带来的测量精度低,坐标系统不统一的缺点,使得我国铁路测量工作更加规范化和系