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高速铁路工程测量技术研究

高速铁路工程测量技术研究

【摘要】本文以精密工程控制测量为前,将铁路线路测量的目的,内容及方法进行具体阐述。

【关键词】高速铁路 工程测量 控制网

1前言

随着我国经济发展,交通运输领域的工程建设也口益增加,以方便人们的出行和促进各区域的经济交流,实现区域资源共享,共同发展高速铁路的修建极大地缩小了地区之间的交流时间,使各地区之间的经济文化交流加快,促进经济发展经济的迅速发展离不开便利的交通运输条件。社会各界越来越关注高速铁路的发展,高速铁路的施工需要以高精度测量为基础,近些年,无碎轨道成为高速铁路发展的新方向,高速铁路工程的不断完善将带动工程测量技术的进一步发展。

2高速铁路工程测量的目的

对高速铁路进行工程测量,是为了通过各级平面及高程控制网络的建立,使高铁的工程能够在按照设计线型标准的基础上的准确施工得到保证,进而提高轨道铺设的精确度,确保轨道行车安全性和高速性。高速铁路在我国的行驶速度为250~350km/h,要使在这种较高的运行速度下保证行车安全性和舒适性,就要严格地按照设计线型来进行工程施工,具体来说,就是保证几何线性参数的精确性,并保证轨道的平顺性在较高的范围内,轨道设计精度要以控制在毫米级的范围之内为标准。

3高铁控制网布设

3.1CPI

该级控制网能够提供工程勘测、施工、运维的坐标基准。CPI布设的方式是B级GPS静态测量,将50-100km设为网点间距,联测网店后,要设置单点,每隔3-4km布设一个,对于布设难度大的地区,将布设间隔不小于1000m作为布设标准。针对隧道较长的情况,CPI控制点要根据特长隧道以及特大桥梁附近的实际情况选择增设数量。要保证CPI网的两个相邻点之间通视性良好,各个控制点均必须具备一个相邻的通视方向,促进“三网合一”目标的实现。

3.2CPII

CPII的测量要借助GPS测量实现,CPI是进行CPII测量的基础工作,导线法也可作为CPII的测量方法。当测量两点的间距为800-1000m时,1/100000为最弱边相对中误差,运行导线法时,计算时选择四等标准,注意不要使各误差超值。2.5"为测角的中误差,不大于1.7"是基线边方向中误差的范围,1/400000为相对闭合差。

3.3CPIII

设置CPS控制网的固定点的方法是,以在路基两侧的接触网基座辅助立柱、桥梁防撞墙、隧道壁沿线路布置的实际情况,以建筑物的结构情况为基准,每隔50m-60m布置一对点,两对点之间自由点的布置要相隔100m-120m,自由测站点的布置以对前后各三对点(共12个CPS平面控制点)进行边角交会,保证每个CPS控制点有三个自由设站点的交会方向。要将CPS平面控制网附和在CPI,CPII或加密的高级控制点上(约相隔500m-800m),在自由设站点上联测附近的高级控制点的方向、边长,达到传递坐标、控制误差积累的效果。当不能在自由设站点上直接观测高级控制点时,可通过设辅助站点的方式改善;当布设自由站点遇到特殊情况时,可加测站点,隔60m加设一个,这样可确保在加站点上仍可观测12个方向。在两个正常的自由设站点之间加设一个测站点时,方向观测数只能达到8个。

4高速铁路工程测量的内容

4.1控制网复测

施工单位以及设计单位在工程开工前,会参加控制桩和测量成果资料交接工作,这项工作由业主组织并有监理单位参与。对于设计单位交付的CPI、CPII平而控制网和线路水准基点控制网,复测共组要由施工单位完成。相邻施工标段、相邻施工单位之间夜莺共同协商,对交界处附近的同一对CPI平而控制点和同一个水准点作为搭接和公共点进行现场确认和复测。双方需要签订共用控制点协议,坐标和高程成果要相同,并满足精度要求,确认搭接标段内施工分段工程,完成现场放样检查工作。

4.2轨道控制网平面外业测量方法

高速铁路轨道精调中所用到的另一种高精度轨道控制网即基于自由测站的CPIII控制网。CPIII控制网是一种较新的控制网建网测量的新方法,通过在铁路线路附近架设全站仪,采用自由测站边角交会法测量线路两侧多对CPIII点的方向和距离,并联测就近的CPI或CPII(CPI网的上级控制点),以获取CPIII控制网点坐标。CPIII网属于三维控制网,布设方式为沿线路布设,和较传统边角网测量相比,其测量方法有很大差异,传统的边角网测量仪器观测时将仪器架设在控制点上,必须往返观测距离,CPIII网这种新方法是采用自由测站测量边角交会,仪器无需架设在控制点或观测点上,但只能单程观测其距离。

4.3高程控制网复测

复测线路水准基点就是高程控制网复测的内容,从复测区段或标段与相邻标段共桩点开始联测区段内所有线路水准基点至区段结束段与相邻标段的共桩点,多采用满足精度要求电子水准仪,按二等水准测量技术要求施测。完成水准测量数据采集后,要检查、验算外业观测数据的各项指标,当各项精度指标和限差满足要求时,要借助专用的测量平差软件计算严密平差。平差计算的要选择复测区段内首、中、尾三个或首、尾两个水准点当做已知点,平差结果中的高差偶然中误差和按环闭合差算得的全中误差要满足二等水准测量的技术指标。当己测段高差之差已检测满足要求,即可采用原设计成果,若较差超限,要再次复测,将原因查明,采用同精度扩展方法,完成成果更新。

4.4高速铁路测量技术管理

总结当前高速铁路中因测量导致的工程质量问题,可得知引发质量问题的原因很大一部分为测量出现差错,如测量技术能力欠缺、测量数据造假、测量未报先建等。因此,做好工程测量工作的严格监管工作是十分必要的,必须使各参建单位职责明确职责、遵守章程、加强管理、提供技术水平,最终降低工程因测量错误导致的工程返工率,最终消除安全隐患,提高工程质量。

5结语

我国高速铁路建设的技术水平不断提高,工程测量技术也不断进步和发展,我国在引用先进技术的基础上,推动了自身的创新,形成了新型的工程测量技术体系。近些年,我国高速铁路规模不断扩大,对工程测量技术的要求也越来越高,对寻找出现的问题的解决方案的紧迫性也不断提高。因此,我们必须重视与工程测量施工紧密相关的运营维修以及后期养护工作,在总结当前经验的基础上,不断加强实践,推动测量体系的完善。

参考文献:

[1]于旭阳.京沪高速铁路大汶河特大桥大跨度连续梁施工测量技术研究[J].科技创新与应用,2014(33):243~244.

[2]张伟强.精密测量技术在高速铁路工程中现状分析[J].科技创新与应用,2015(01):136.

作者:姚刚 单位:中铁四局五公司