京沪高速铁路轨道控制网高程测量.ppt

1 沪杭高速铁路沪杭高速铁路 轨道控制网轨道控制网CPIIICPIII 高程测量高程测量 2 一、概述 二、 无砟轨道高程测量执行的标准及规范 三、 轨道控制网CP高程测量 四、特殊情况下的CP控制网高程测量 五、CP加密高程测量及高程引上桥的方法 六、CP高程复测方法与技术要求 七、CP控制网高程评估验收程序、标准和要求 八、CPIII控制网的维护 九、上交资料 汇报提纲 3 轨道控制网CP是沿线路布设的三维控制网，起闭 于基础平面控制网（CP）或线路控制网（CP）及线 路水准基点，应在线下工程竣工，通过沉降变形评估后施 测，为无砟轨道铺设和运营维护的三维基准。 无砟轨道铁路工程测量高程控制网为两级布设，第一 级为线路水准基点控制网（二等），第二级为轨道控制网 （CP）高程控制测量（精密）。所有CPIII平高共点。 一、概述 4 (1)客运专线无砟轨道铁路工程测量暂行规定（铁 建设 2006189号）； (2)国家一、二等水准测量规范（GB/T 12897- 2006）； (3)国家三、四等水准测量规范（GB 12898-91）； (4)工程测量规范（GB50026-93）； (5)精密工程测量规范（GB/T 15314-1994）。 二、无砟轨道高程测量执行的标准及规范 5 三、轨道控制网CPIII高程测量 （一）测量设备 水准仪，标称精度应满足每公里水准测量往返测高差中数 测量的中误差优于0.3mm/km。 水准尺应采用整体因瓦水准标尺，与水准仪配套的尺垫，其 重量应不低于3kg。与水准仪配套的脚架，应采用木质脚架。 6 （二）CP高程控制点精度要求 CP控制点水准测量应按客运专线无碴轨道铁路工程 测量技术暂行规定中的“精密水准”测量的要求施测。CP 控制点高程测量工作应在CP平面测量完成后进行，并起闭 于二等水准基点，且一个测段联测不应少于三个水准点。 精密水准测量采用满足精度要求的电子水准仪（电子水 准仪每千米水准测量高差中误差为0.3mm），配套因瓦尺。 使用仪器设备应在鉴定期内，有效期最多为一年，每年必须 对测量仪器精确度进行一次校准，每天使用该仪器之前，根 据自带的软件对仪器进行检验和校准。 三、轨道控制网CPIII高程测量 7 （二）CP高程控制点精度要求 （1）精密水准测量精度要求 精密水准测量精度要求表（mm） 三、轨道控制网CPIII高程测量 12 8 8 水准测 量 等 级 每千米 水准测 量偶然 中误差 M 每千米水 准测量全 中误差 MW 限 差 检测 已 测段高 差之差 往返测 不符值 附合路线 或 环线闭 合 差 左右路线 高差不符 值 精密水 准 2.04.0 4 注：表中L为往返测段、附合或环线的水准路线长度，单位km。 8 （二）CP高程控制点精度要求 （2）精密水准测量的主要技术标准要求 精密水准测量的主要技术标准 三、轨道控制网CPIII高程测量 8 等级每千米高 差全中误 差（mm） 路线长 度（km ） 水准 仪等 级 水准尺 观 测 次 数 往返较差 或闭合差 （mm） 与已知点 联测 附合或环线 精密水准42DS1因瓦往返往返 注： L为往返测段、附合或环线的水准路线长度，单位km。 9 （二）CP高程控制点精度要求 （3）精密水准观测应符合以下要求 三、轨道控制网CPIII高程测量 精密水准观测主要技术要求 等级水准仪 最低型 号 水准尺类 型 视距 （m） 前后视距差 （m） 测段的前后视 距累积差（m） 视线高度（m） 数字水 准仪重 复测量 次数 光 学 数字光学数字光学数字 光学 （下丝 读数） 数字 二等 DSZ1、 DS1 因瓦50 3且 50 1.01.53.06.00.3 2.8且 0.55 2次 精密 水准 DSZ1、 DS1 因瓦60 3且 60 1.52.03.06.00.3 2.8且 0.45 2次 三等DSZ1、 DS1 因瓦 10 0 100 2.03.05.06.0三丝能 读数 0.351次 DSZ2、 DS2 双面木尺 单面条码 7575 10 （三） CP控制点高程测量一般规定 1 . 轨道控制网CPIII控制点的高程测量起闭于线路水准基点， CP控制点与上一级水准点的高程联测应采用往返测精密水准测 量。 2. 轨道控制网CP控制点间的高程网测量，可采用3种水准测 量方法中的任意一种进行。CP控制点间的高程网的构网形式及 其与上一级水准点联测应符合相关规定。当采用单程观测时，每相 邻4个CP点之间应构成水准闭合环。 3. 区段之间衔接时，前后区段独立平差重叠点高程差值应满足 3mm。满足该条件后，后一区段CP网平差，应采用本区段联 测的线路水准基点及重叠段前一区段连续12对CP点高程成果 进行约束平差。 三、轨道控制网CPIII高程测量 11 （三） CP控制点高程测量一般规定 4 . CP高程网外业观测成果的质量评定与检核的内容包括：测站 数据检核、水准路线数据检核，联测线路水准基点的高差闭合差，当 CP水准网的环数超过20个时还要进行每千米水准测量的高差全中误 差的计算。 5 . 相邻CPIII点高差中误差应不大于0.5mm。 6 . CP控制点高程测量应严密平差，平差计算取位下表中精密水 准测量的规定执行。 三、轨道控制网CPIII高程测量 12 （四）测量方法 1. 中间设站三角高程测量法 2. 单侧贯通往返水准测量法 3. 单程闭合环水准测量法 三、轨道控制网CPIII高程测量 13 （1）中间设站三角高程测量法： 采用中间法三角高程原理，用测站点到CP点间的高差， 进一步计算出相邻两CP点间的高差，该方法类似于GPS网基 线的差分处理，其实质是用于减弱地球曲率与大气折光的影响 。单个自由测站形成的三角高差情况和多个自由测站形成的 CP三角高程网图形。 单个测站形成的CP三角高程网网形示意图 三、轨道控制网CPIII高程测量 14 （1）中间设站三角高程测量法： 多个测站形成的CP三角高程网网形示意图 三、轨道控制网CPIII高程测量 15 16 （1）中间设站三角高程测量法： CPIII三角高程网建网需注意的事项： 1）可以根据CPIII平面测量的边角观测值，采用CPIII三角 高程网建网测量技术，进行CPIII高程网的建网测量； 2）应根据经过球气差改正后的自由测站到个CPIII点的单向 三角高差，计算相邻点间的高差。 3）用于构建CPIII三角高程网的CPIII平面网观测值，除满 足CPIII平面的外业观测要求外，还要满足各测回竖直角测量的 竖盘指标差互差和竖盘指标差互差的限差要求。CPIII三角高程 网外业观测的主要技术指标，应满足下表要求。 三、轨道控制网CPIII高程测量 全站仪标 称精度 测回 数 测回间距 离较差 标志误差 测回间竖盘 指 标互差 测回间竖 直 角互差 方向测量误差 1 距离测量误差 1mm+1ppm 31mm X、Y、Z方向 1mm 96 17 （1）中间设站三角高程测量法： CPIII三角高程网建网需注意的事项： 4）CPIII三角高程网应每2km与就近的线路水准基点进行高程 联测，联测方法应采用独立往返水准测量的方式进行，联测的进 度为精密水准测量。 5）由不同测站测量的CPIII三角高程网中的同名高差，应采 用按距离长短加权平均的方法进行合成。 6）CPIII三角高程网含有自身的闭合高程路线和与线路水准 基点构成的符合高程路线，闭合和符合高程路线的高差闭合差、 每公里高差测量的偶然中误差以及全中误差，应该满足精密水准 测量的相应限差要求。 三、轨道控制网CPIII高程测量 18 三、轨道控制网CPIII高程测量 （1）中间设站三角高程测量法： 7）CPIII高程网应采用约束线路水准基点的方法进行严密平差，平差后的各 项精度指标应满足下表的要求。 高差改正数高差中误差高程中误差 平差后相邻点高差相对中误 差 1mm1mm2mm1mm 19 （2）单侧贯通往返水准测量法 往测时以轨道一侧的CP水准点为主线贯通水准测量，另 一侧的CP水准点在进行贯通水准测量摆站时就近观测；返测 时以另一侧的CP水准点为主线贯通水准测量，对侧的水准点 在摆站时就近联测。 三、轨道控制网CPIII高程测量 20 （2）单侧贯通往返水准测量法 往测水准路线如下图1所示： 三、轨道控制网CPIII高程测量 21 （2）单侧贯通往返水准测量法 返测水准路线如下图2所示： 三、轨道控制网CPIII高程测量 22 （3）闭合环水准测量法 CP点与CP点之间的水准路线，采用下图3所示的水准 路线形式进行。 三、轨道控制网CPIII高程测量 测站数为偶数，一般为6或8个。由往测转为返测时，两支 标尺应互换位置，并应重新整置仪器。 23 24 （一）、区域沉降区的CPIII控制网高程测量 四、特殊情况下的CPIII控制网高程测量 区域沉降区的CPIII控制网高程测量，所使用的二等水准 基点，应该是最近一个月左右复测的最新成果。时间间隔长的 二等水准基点高程坐标不能如实反映高程近况，使用时应当注 意。CPIII建网必须在沉降评估通过之后进行。 CPIII控制网高程测量结束后，如果间隔时间长没有铺轨 ，应该重新进行二等水准复测和CPIII高程复测，复测成果合格 后方能铺轨。 CPIII高程复测后，发现高程沉降较大，超出规范要求， 常规方法不能解决，需要调整设计坡度时，应及时通报总体组 相关负责人，协商解决。 25 四、特殊情况下的CPIII控制网高程测量 （二）、连续梁等特殊结构的CP控制网高程测量 大跨度连续梁等特殊结构的CPIII控制网高程测量，是 整个CPIII高程测量的一个难点。由于连续梁中间的CPIII标 志不是设在固定端，其平面和高程坐标会随着桥梁的上端的 伸缩形变（温度等因素）而变化，因此连续梁中间位置的 CPIII高程在复测时，有可能超限。通常要求铺轨时在与测 量时相同外部气候条件下进行。 南京大胜关长江大桥及济南黄河大桥等超大跨度的特大 桥，其高程的解决方案需等CPIII高程成果出来后再根据实 际情况研究解决。建议作为科研攻关项目进行研究。 26 五、CP加密高程测量及高程引上桥的方法 CPII加密测量按照二等水准要求进行，加密点可以设在一般地 面，也可设在桥上。 当桥面与地面间高差大于3m，地面水准点高程无法直接传递到 桥面 CP点上时，应选择桥面与地面间高差较小的地方进行CP点 高程上桥测量。高程上桥测量可采用不量仪器高和棱镜高的中间设站 三角高程测量与几何水准测量相结合方法进行。 中间设站三角高程测量应满足下表的主要技术要求。采用该方 法传递高程时，前后视必须使用同一个棱镜，且观测过程必须确保棱 镜高度不变。仪器到棱镜的距离宜小于100m。仪器到前视棱镜和后视 棱镜的距离应尽量相等，一般差值不宜超过5m。观测时，应测量温度 、气压值，并进行边长改正。 27 高程引上桥后的高差（三角高程高差）需注意与相连段的水准 基点构成闭合环，检查闭合环中每段高差的往返不符值、环闭合差 等相关技术指标，保证三角高程有检校过程。 不量仪器高和棱镜高的三角高程测量技术要求 五、CP加密高程测量及高程引上桥的方法 28 五、CP加密高程测量及高程引上桥的方法 29 中间设站三角高程测量方法，就是在没有仪器高和棱镜高量取误差的 情况下，求出点A和点B的高差。其测量原理，见下图4所示。 五、CP加密高程测量及高程引上桥的方法 30 也可在同一侧设置观测点，如下图： 五、CP加密高程测量及高程引上桥的方法 31 六、CP高程复测方法与技术要求 CPIII CPIII高程复测的方法和技术要求需要满足规高程复测的方法和技术要求需要满足规 范要求，按照精密水准测量技术要求进行复测。范要求，按照精密水准测量技术要求进行复测。 CPCP高程网复测采用的精度指标、计算软件高程网复测采用的精度指标、计算软件 及联测上一级线路水准基点的方法和数量均应与原及联测上一级线路水准基点的方法和数量均应与原 测相同。测相同。CPCP点复测与原测成果的高程较差应点复测与原测成果的高程较差应 3mm3mm，且相邻点的复测与原测高程成果增量，且相邻点的复测与原测高程成果增量 较差应较差应2mm2mm。较差超限时应结合线下工程结。较差超限时应结合线下工程结 构和沉降评估结论进行分析判断，并根据分析结论构和沉降评估结论进行分析判断，并根据分析结论 采取补测或重测措施。高程成果增量较差应按式计采取补测或重测措施。高程成果增量较差应按式计 算：算： Hij=Hij=（Hj HiHj Hi）复复 （Hj HiHj Hi）原原 32 七、CP控制网高程评估验收程序、标准和要求 CPIII控制网高程评估验收程序与平面相同，其成果 报告、技术报告、平差计算报告与CPIII控制网平面一起成 册，不单列。 CPIII控制网高程验收标准是检查外业数据表格、测 段往返测高差不符值超限、 每千米高差偶然中误差M、 附合路线或环线闭合差及每千米高差全中误差MW等一系 列精密控制测量的技术数据及指标，满足精密控制测量的 规范要求。 CPIII控制网高程评估验收要求：按照京沪高速铁路 无砟轨道CPIII评估实施细则，提交评估验收报告。按照标 准固定格式由外业提供观测数据和成果报告、评估单位独