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高速铁路测量若干技术问题分析

2016-11-27汪莉杰330127198309064343

决策与信息 2016年35期
关键词:平顺水准高程

汪莉杰(330127198309064343)

高速铁路测量若干技术问题分析

汪莉杰(330127198309064343)

高速铁路的技术要求必须达到国际最先进水平,才能保证高铁的平稳快速运行。提高轨道平顺性,就要在轨道设计、轨道铺轨、轨道维护等技术定位和精度上提出很高的要求,因此在高速铁路进行施工工艺等测量工作上,就要面对与以往铁路工程不同的要求,给高铁的测量工作带来值得深入探究和研讨的课题。

高铁测量;基本技术;分析研究

一、高速铁路项目测量技术基本要求

如果将高速铁路轨道进行划分,可分为两类,一类是有砟轨道,一种是无砟轨道。要达到平顺性和舒适性,无砟轨道不能像有砟轨道那样可以进行调整,因此就要在轨道控制网测量上提高控制力度和测量精度。

道板的安装一般采用的是使用全站仪配合专用测量标架进行定位的方式,其工作原理是,通过全站仪进行定位,测量专用测量标架上的棱镜,然后将测量数据传送到工控机上进行计算,将计算得出的轨道板坐标与设计中的轨道板坐标加以比较分析,给作业人员提供精确的数值,用于轨道板调整和固定。

全站仪负责对轨道进行检测,由人力推动轨道检查车,使用车内配置的高精度传感器,测量轨道距离和高度,将测量数据传送到电脑中,将实际数据与设计数据进行比对,最后根据比对结论调整轨道铺设方案,为工作人员调整轨道提供重要参考方案。

二、高速铁路的基础控制网布设

无砟轨道对测量要求非常高,不论是测量精度还是测量方法,都要通过高精尖的仪器设备,运用高级测量方法,才能得到精准的测量结果。各个国家的测量控制网布设存在一定差异,在我国进行基础控制网布设,需要根据国外先进的高铁建设经验,建立统一的空间数据基础,将勘测、施工、竣工、运营各个环节的细节和精确度控制好,以保证测量数据的标准和规范化。

(一)施工平面控制网的精度要求。根据轨道的平顺度的精准要求,在线路上任意选取的三个点组成角度差应符合设计限差要求。长波不平顺轨道比短波不平顺轨道的精度要求高,相邻放样轨道的角度误差不能超过14度。这是10米波长的长度对角度的限制。如果是长波长度为150米,则相邻放样轨道的角度误差不能超过5度。总体上说,将铺轨控制网角度中的误差定为10度左右,就可以满足高铁轨道平顺度的要求。

(二)高铁轨道施工高程控制网的精度要求。将基桩的间距控制在每隔200米设置8-10个,一条高铁一般为几百到上千公里,要达到整条线路的控制网精度达到均匀和统一,就要采用分级布网的方法。我国高铁高程控制网铺轨采用的是三级布设的方法,分别为CPI、CPII、CPIII控制网,采用静态GPS、导线测量的方法。

(三)经过发展,高铁控制网布设技术已经与国际高铁发展技术趋于同步。我国目前的轨道测量平面控制网是参照地区情况,采用带坐标系统的较窄宽度带横轴和斜轴墨卡托投影到平面上,选用北京54和西安80的椭球体为参考。

三、高速铁路项目测量中需注意的问题

(一)平面控制网。1、基础平面控制网,也就是CPI点位选取应顾及到GPS接收器的安装,利于卫星信号的接收,需要注意的地方为:点位的布设周围环境要开阔,地面提升十五度角内不应设置障碍物;第二,与电视台、微波站等无线电发射源的距离不应小于四百米,距离高压输电线距离不应小于200米;第三,如附近有金属广告牌等,应予以移除。这些物体会对卫星型号的接收造成干扰;第四,应避免大面积水域,寻找稳定牢固的地方进行无砟轨道铺设。2、对基础平面控制点施测运用的仪器包括双拼GPS接收机等,接收机与CPI是捆绑在一起安装的。而且CIP与GPS是按照国家二等三角点的要求进行联测的。联测的参数要求是每五十公里设置一个国家三角点,全线设置国家三角要达到三个以上。3、基础控制网布设后进行数据处理采用的是TPPS的商业软件,在随机进行平差计算后需要随机选用数据软件进行处理。首先是采用GPS基线的双差固定进行GPS基线网路的平叉计算,使用三维坐标作为工程独立平面的坐标参照物;其次针对一个已知方向进行坐标转换,设立相应的平面坐标系;第三是应对联测三焦点的精度进行GPS测量,确保测量坐标转换前的精度要满足C级控制点的要求。

(二)线路控制网。线路控制网是铺设在基础平面控制网附近的,沿着CPI的线路进行铺设的过程中要进行无砟轨道控制网起闭基准的勘测和施工。

(三)基桩控制网。基桩控制网的状态为三维,实在基础平面控制网和线路控制网的基础上进行线下施工的部分。基桩控制网的测量一般有以下集中方式,一种是按照导线进行测量,埋点要设置在稳固、可靠的地方,一种是后方交会法,应注意防冻、防沉降、标识要清楚,利于识别和使用。

(四)高程控制测量。对于高程控制测量的勘测要以高一级的国家水准点联测为标准,每三十公里进行四等水准测量最大不应超过八十公里。二等水准测量可以设置为一百五十公里联测一次,最大不应超过四百公里。客运专线铁路之间进行连接时,要先确定两条线路的高程系统的关系。线路埋设的要求包括:首先,每两公里设置水准点一个,如遇到大桥、长隧道和特殊路基,则需要根据实际情况将水准点和平面控制点进行单独设置,此时水准点的中线线路距离应保持在一百公里之间;第二,水准点应选在保存长久、土质坚实的地区进行安置;第三,在平原地区采用四等水准测量;在山川丘陵地区采用光电测距三角高程测量法;第四,按照二等水准测量水准进行施测时,联测距离应为一百五十公里到四百公里之间,水准基点控制网采用全线布网进行测量。

四、结语

为保证高铁轨道的平顺度和高精度,应将精密测量贯穿于整个客运专线无砟轨道勘测设计、施工全阶段,克服传统铁路测量方法的精度低等缺陷,向着规范化和系统化的方向不断进行研究和实践。

[1]徐晖.高速铁路轨道基准点测量方法探讨[J].江西测绘,2016,(1):22-24.

[2]姜晨光,董勤景,江世朝等.对高速铁路施工三维精准测控问题的几点思考[J].现代测绘,2013,36(2):10-15.

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