确保石武客专黄河桥轨道控制网CIII点位精度

确保石武客专黄黄黄河桥轨轨道控控制网（CPIII）点点点位精度度中铁四局一公司司司精测大大队QQC小组一、工程概况郑州黄河公铁两两两用桥主主桥全全长16844..35m，第一联联为为（0~7#墩）120++55×1668++120的六塔连连续续钢桁结结合梁梁斜拉桥桥，第第二联（7~12#墩）为5×1120的连续钢钢桁桁结合梁梁桥。下下层铁路路桥面面为双线线客运运专线，线线间间距7m。主桁为为三三角形桁桁式，横横向三片片桁布布置，中中桁垂垂直，边边桁倾倾斜。钢钢桁梁梁上弦杆杆与混混凝土桥桥面板板结合形形成公公路结合合桥面面，下层层铁路路桥面为为正交交异性整整体钢钢桥面板板。：图一郑州黄河河公铁铁两用桥桥主桥外外观图图为了满足轨道精精精调需要要，特特对黄河河桥主主桥进行行轨道道控制网网（CPIIII）测设。由由于CPIIII的测量受受钢桁桁梁柔性性的影影响，高高速铁铁路常规规的轨轨道控制制网(CPIIII)测量方法法无无法满足足其精精度要求求，为为了达到到高精精度目的的，QC小组成员员对对钢桁梁梁的特特殊性质质进行行研究并并结合合现场情情况，对对常规的的测设设方法和和手段段进行改改进，制制定了黄黄河桥桥轨道控控制网网(CPIIII)精测方案案。二、小组简介1、小组概况QC小组成员情情况况一览表表一QC小组名称中铁四局一公司司司精测大大队QC小组课题名称确保石武客专黄黄黄河桥轨轨道控控制网（CPIIII）点位精精度度课题类型现场型成立日期2010-920活动日期2010-1000-255~220100-112-110注册编号--1-TQC教育时间间间48课时小组人数9小组成员名单序号姓名年龄性别学历职称组内分工1张杰胜40男本科高工组长负责决策、技技术指导2阮仁义27男大专助工副组长组织实施施施、测量量技术术3刘晓东26男本科助工现场测量及数据据据收集4刘帅帅26男本科助工现场测量及数据据据收集5董上锋28男本科助工现场测量及数据据据收集6徐海林27男本科助工现场测量及数据据据收集7李文成27男本科助工现场测量及数据据据收集8李小政27男大专助工现场测量及数据据据收集9周健宝25男本科助工现场测量及数据据据收集制表人：阮仁义义义审核人：：张张杰胜制表时间间：201100-100-112、QC小组活活动计划划小组活动日程推推推进表表表二序号项目时间：201000年10.2510.3111.611.1211.1811.2411.3012.612.101选择课题2现场调查3目标确定4原因分析5要因确定6制定对策7实施对策8效果检查9巩固措施10总结与下步计划划划制表人：阮仁义义义审核人：：张张杰胜制表时间间：20100--10--222三、选题理由石武客专黄河桥工程为石武客运专线的一段，列车设计时速为350km/h，高精度的轨道控制网(CPIII)是保证达到设计时速的前提。设计要求石武客专黄河桥工程为石武客运专线的一段，列车设计时速为350km/h，高精度的轨道控制网(CPIII)是保证达到设计时速的前提。设计要求本工程桥型的结构特殊（如图一），现场测量条件复杂，CPIII平面相对精度小于1mm，高差中误差小于0.5mm，才能确保CPIII点位精度满足轨道精调要求对现场的CPIII进行测量，对其精度分析合格率只有56%本工程桥型的结构特殊（如图一），现场测量条件复杂，CPIII平面相对精度小于1mm，高差中误差小于0.5mm，才能确保CPIII点位精度满足轨道精调要求对现场的CPIII进行测量，对其精度分析合格率只有56%本工程现状本工程现状确保石武客专黄河桥轨道控制网（CPIII）点位精度选定课题确保石武客专黄河桥轨道控制网（CPIII）点位精度选定课题四、现状调查1、由于黄河桥桥桥主桥线路路中中心线设设计方方位角是182°，当钢桁桁梁梁伸缩变变化时时主要影影响CPIIII的X轴坐标变变化化。为满满足钢钢梁随环环境的的变化而而伸缩缩，在钢钢桁梁梁的活动动端设设置了特特殊结结构的伸伸缩装装置.2、《高速铁路路工工程测量规规规范》对CPIIII点位精度度要要求是两两次成成果较差差如下下表：表三三项目限差（mm）项目限差（mm）X轴坐标较差3Y轴坐标较差3相邻点X轴坐标标标增量2高程较差3相邻点Y轴坐标标标增量2制表人：阮阮仁仁义日期：2010年10月28日QC小组对钢桁桁梁梁上CPIIII精度进行行了了检查，共共检检查144点，其中中不不合格64点，合格格率55.66%。对不合合格格点数分分布情情况进行行了统统计如下下：表四：不合格项项项调查表表序号项目不合格点数累积不合格点数数数累积百分比(%%%)1X轴坐标较差565687.52相邻点X轴坐标标标增量35992.23相邻点Y轴坐标标标增量36296.94Y轴坐标较差16398.45高程较差164100调查人：阮仁义义义地点：施施工工现场制表人：：阮阮仁义日期：2010年10月28日结论：从表可以以以看出，X轴坐标较较差差不合格格数占占总不合合格数数的87.5％，是CPIIII精度不符符合合的主要要问题题。通过过测量量的现场场及理理论分析析可以以得出：：其他他几项不不合格格也是由由此项项不合格格衍生生出来的的，解解决了此此项不不合格，其其它它不合格格也就就相应解解决。五、目标设定课题目标：CPPPIII点位坐标标精精度合格格率100%，确保轨轨道道精调精精度。六、原因分析预埋件埋设不牢固植筋胶不合格现场施工干扰现场振动大、跨中高程变化大仪器操作不熟练坐标精度不满足轨道精调要求测设坐标和使用坐标间的转换不到位没有加入相应的改正系数温度变化大仪器系统误差偏大钢梁伸缩仪器未进行现场检校CPIII点位置布置不合理连接件加工精度不合格测量人员未进行专项培训钢梁变化分析不充分资料收集不完整进场后未进行检测CPIII点纵向间距不均等荷载不稳定上层公路汽车动载变化影响CPII测量方法不合理CPII测量边长过长小组成员召开预埋件埋设不牢固植筋胶不合格现场施工干扰现场振动大、跨中高程变化大仪器操作不熟练坐标精度不满足轨道精调要求测设坐标和使用坐标间的转换不到位没有加入相应的改正系数温度变化大仪器系统误差偏大钢梁伸缩仪器未进行现场检校CPIII点位置布置不合理连接件加工精度不合格测量人员未进行专项培训钢梁变化分析不充分资料收集不完整进场后未进行检测CPIII点纵向间距不均等荷载不稳定上层公路汽车动载变化影响CPII测量方法不合理CPII测量边长过长CPIII坐标不满足轨道精调精度要求的因果图CPIII坐标不满足轨道精调精度要求的因果图绘图：阮仁义时间：2010-11-10七、要因确认要因确认表表五：序号末端因素要因分析与确认认认确定方法验证人1测量人员未进行行行专项培培训理论和实践欠系系系统化培培训，不不能熟练练掌握握CPIIII测量技术术查培训资料李小政2资料收集不完整整整资料不完整导致致致钢梁受受环境境因素引引起变变化分析析不充充分查阅相关资料张杰胜3仪器未进行现场场场检校仪器未进行现场场场检校影影响当当次测量量精度度现场检校李文成4植筋胶不合格CPIII套筒筒筒埋设不不牢固固现场实验阮仁义5连接件进场时未未未进行检检测连接件加工误差差差不大于0.055mmm，互换使使用用偏差不不大于于0.2mmm。逐个量测李文成6CPII测量边边边长过长长CPII测量边边边长过长长，影影响测量量精度度对比检查刘晓东7CPIII点纵纵纵向间距距不均均等CPIII点位位位布置不不合理理，影响响测量量精度现场检查阮仁义8没有加入相应的的的改正系系数改正系数是保证证证测设坐坐标与与使用坐坐标之之间正确确转换换的依据据现场试验和理论论论计算确确定阮仁义9温度变化大温度变化导致钢钢钢梁伸缩缩变化化，影响CPIIII数据采集集精精度对比试验李小政10现场施工干扰现场施工产生振振振动，影影响测测量精度度；荷荷载变化化影响响梁体受受力，导导致点位位变化化测量验证刘晓东11上层公路汽车动动动载变化化影响响上层车辆经过时时时产生振振动，影影响测量量精度度现场检查李文成制表人：阮仁义义义日期：20100--11--122要因确认一：测测测量人员员未进进行专项项培训训确认方法：检查查查培训资资料和和考核结结果标准：考核合格格格率100％实施：考核技术术术员9人，2010年9月3日对其进行技术技技技能考核核，成成绩（考核成绩6000分为合格格）如如下表所所示：：表六：分值85—10075—8560—7560以下仪器操作8100软件操作9000理论考核7200制表人：李小政政政日期：20100--11--133结论：技术技能能能考核合合格率率是100%，达到标标准准，非要要因。验证人：李小政政政时间：20100--11--133要因确认二：资资资料收集集不完完善确认方法：查收收收集的相相关资资料标准：要满满足足现场测量量量需要必必须有有钢桁梁梁的设设计图、曲曲线线要素表表、沉沉降评估估成果果、控制制点复复测成果果（2009年4月份成果果）等等相关资资料实测：查阅收收收集的相关关资资料，现现场测测量所需需的钢钢桁梁的的设计计图、曲曲线要要素表、沉沉降降评估成成果、控控制点复复测成成果（2009年4月份成果果）等等相关资资料都都很齐全全，能能满足现现场测测量需要要。结论：收集集的的资料能满满满足现场场测量量需要，非非要要因。验证人：张杰胜胜胜时间：20100--11--133要因确认三：仪仪仪器未进进行现现场检校校确认方法：现场场场检校仪器器标准：仪器器检检校要求：：：水准仪仪高差差变化不不大于于0.2，全站仪仪组组合检校校各项项指标小小于1秒。实测：水准准仪仪i角检校，两两两次距离离等差差测量（距距离离分别是30m、30m一组，20m、40m一组）高高差差变化在0.2mmm以内；对对全全站仪进进行组组合检校校各项项指标都都小于于1秒。结论：仪器检校校校每次都都能满满足规范范要求求，非要要因。验证人：李文成成成时间：20100--11--144要因确认四：植植植筋胶不不合格格确认方法：现场场场验证植植筋胶胶性能标准：现场场采采用的植筋筋筋胶要保保证CPIIII预埋件牢牢固固实验：对现场埋埋埋设的10个CPIIII预埋件逐逐一一进行检检测，每每个预埋埋件都都预埋牢牢固结论：现场预埋埋埋件全部部合格格，非要要因。验证人：阮仁义义义时间：20100--11--144要因确认五：连连连接件进进场未未进行检检测确认方法：逐个个个测量连接接件件的尺寸寸标准：CPPIIII连接接件的加加工几几何尺寸寸的加加工误差差应不不大于0..005mmm，互互换和重重复使使用时高高程误误差不大大于0.2mmm、平面误误差差不大于0.3mmmm实测：采用电子子子游标卡卡尺对对连接件件逐个个量测，对对同同一个CPIIII点用不同同的的连接件件进行行测量，对对测测量结果果进行行对比，验验证证连接件件互换换误差棱镜测量杆进场场场检查记记录表表表七名称检查个数最大值(mm)))最小值(mm)))加工标准(mmmm)合格率棱镜测量杆内插插插杆外径径全部（20个）13.97413.96113.960mmmm～13.99775mmm100%棱镜测量杆外接接接杆长度度全部（20个）110.04888110.00111110.00000mm～110..0050mmm100%制表人：李文成成成时间：20100--11--144结论：连接件加加加工误差差及互互换误差差均满满足规范范要求求，非要要因。验证人：李文成成成时间：20100--11--144要因确认六：CCCPII测量边长长过过长确认方法：对已已已有的CPII点进行复复测测标准：符合CCCPII测量精度度要要求实测：采用导导导线测量对对CPII点进行测测量量，精度度能满满足要求求，见见表八：：CPII平面复复复测精度表表八：（双定向）附合合合路线项目名称实测值规范要求最大边长（m）705.671114300~60000（m）角度闭合差2.27(秒)))7.20(秒)))X坐标闭合差-0.002999(m))/Y坐标闭合差-0.002999(m))/相对闭合差1:441644441:5500000测角中误差1.13(秒)))1.8(秒)制表人：刘晓东东东时间：20100--11--155结论：用导线测测测量能满满足要要求，CPII测量边长长过过长对测测量精精度的影影响可可忽略，非非原原因。验证人：刘晓东东东220110-111--15要因确认七：CCCPIIII点纵向间间距距不均等等确认方法：现场场场检测标准：符合合CCPIIII测量精度度要要求实测：对3300个CPIIII进行测量量得得出下表表精度度结果表九九：：项目名称测量点数（个）实测精度(mmmm)规范要求精度合格率（%）平面测量300.4~0.666相对点位精度小小小于1mm100高程测量300.17~0...28高差中误差小于于于0.5mmmm100制表人：阮仁义义义时间：20100--11--155结论：CPIIIII测量精度度能能满足规规范要要求，非非要因因。验证人：阮仁义义义220110-111--15要因确认八：未未未加入相相应的的改正系系数确认方法：现场场场试验和和理论论计算确确定标准：加入改正正正系数后后能满满足CPIIII应用坐标标精精度实测：通过实测测测伸缩缝缝处CPIIII点的纵向向位位移量，得得出出点位间间实际际纵向距距离与与理论纵纵向距距离的差差值△L，再根据据线线路中心心线的的方位角角对原原有坐标标进行行修正，得得出出新的CPIIII坐标（X,Y），用新的CPIIII坐标（X,Y）进行设站站，得得出建站站精度度。X=K1*X111YY=KK2*YY1((K1：X坐标的修修正正系数、K2：Y坐标的修修正正系数、X1、Y1：CPIIII的原有坐坐标)结论：由于应用用用CPIIII成果时的环环境境条件与CPIIII的测设时时环环境条件件不同同，在坐坐标的的使用中中必须须加入精精确的的改正系系数。此此因素对CPIIII点位精度度影影响大，确确认认为要因。要因确认九：温温温度变化化大确认方法：现场场场不同温温度下下的试验验标准：CCCPIIII测量满足足规规范要求求实测：在CPIIIII测量时，用用用电子温温度气气压计与与全站站仪建立立蓝牙牙连接，对对全全站仪的的参数数进行随随时改改正不同温度条件下下下对钢梁梁活动动端的CPIIII与简支梁梁固固定端的CPIIII进行相对对距距离测量量得出出表十数数据温差大于6度时时时的变化化情况况表十：点名（起）点名（止）状况1状况2距离差限差(mm)L2-L1(((mm)温度1（℃）距离L1（m）温度2（℃）距离L2（m)65032296513011117123.60333210.5123.61999516.3265032296513022217123.82000110.5123.83777117265032296513033317161.75333910.5161.76888214.3265032296513044417161.67777910.5161.69222814.92制表人：李小政政政时间：200110-111--16温差小于3度时时时的变化化情况况表十一：：点名（起）点名（止）状况2状况3距离差L3-L2(((mm)限差温度2（℃）距离L2温度3（℃）距离L3(mm)（m)（m)65032296513011110.5123.6199958.5123.6233374.2265032296513022210.5123.8377718.5123.8411114265032296513033310.5161.7688828.5161.7711133.1265032296513044410.5161.6922288.5161.696663.22制表人：李小政政政时间：200110-111--16结论：钢桁梁的的的伸缩变变化随随温度的的变化化而成非非线性性变化，温温度度变化大大时对对测量精精度影影响很大大，现现场测量量必须须选择温温度稳稳定时期期测量量，减小小因温温度变化化对测测量精度度的影影响，确确认为为要因。验证人：李小政政政时间：2010年11月要因确认十：现现现场施工工干扰扰确认方法：现场场场检查标准：在现场施施施工条件件下，测测量值满满足测测量规范范要求求。实测：在施工情情情况下与与无施施工情况况下进进行4个闭合环环对对比测量量（结结果如下下表），确确确定现场场施工工情况对对测量量值的影影响。表十二：：序号无施工情况下高高高程闭合合环闭闭合差（mm）施工情况下高程程程闭合环环闭合合差（mm）施工情况下采用用用多次测测量的的方法时时高程程闭合环环闭合合差（mm）规范要求闭合差差差≤1mm10.160.600.40120.210.290.19130.080.920.22140.200.180.101制表人：刘晓东东东时间：200110-111--16结论：现场施工工工情况对对测量量精度有有一定定影响，可可采采用重复复测量量和夜间间测量量避开现现场施施工的方方法解解决，非非要因因。验证人：刘晓东东东时间：2010年11月16日要因确认十一：：：上层公路路汽汽车动载载的变变化影响响确认方法：现场场场检查标准：满足测量量量规范要要求实测：现场测测测量验证上上部部车辆活活载的的影响，对对固固定端和和跨中中的CPIIII点选择一一天天内不同同时间间段进行行测量量(结果如下下表),验证测量量结结果满足足规范范要求。表十三：：测量次数无汽车荷载汽车通过上层公公公路汽车通过上层公公公路且采采用多多次测量量的方方法第1次高差（mmmm）9.369.519.45第2次高差（mmmm）9.399.309.54第3次高差（mmmm）9.379.109.48第4次高差（mmmm）9.389.479.54第5次高差（mmmm）9.459.669.45第6次高差（mmmm）9.469.279.52第7次高差（mmmm）9.429.639.52第8次高差（mmmm）9.439.289.41最大值与最小值值值较差（mm）0.100.550.23制表人：李文成成成时间：200110-111--16结论：上部汽车车车活载对对测量量有一定定影响响，但由由于上上部车流流量不不大，且且可以以通过多多次测测量和避避开重重车的方方法削削弱此类类影响响，非要要因。验证人：李文成成成时间：2010年11月16日八、制定对策针对分析确认的的的要因，我我们们制定了了对策策表如下下：表十四：对策表序号要因对策目标措施地点时间负责人1改正系数不精确确确精确选择改正系系系数根据轨道精调时时时的现场场环境境选择合合适的的坐标改改正数数，以满满足精精调要求求通过现场试验和和和理论计计算得得出坐标标改正正系数施工现场2010.1111阮仁义2温度变化大选择温度相对稳稳稳定期施施测满足测量规范要要要求、确确保测测量精度度在温度稳定时测测测量，保保证测测量误差差满足足规范要要求，测测量过程程中使使用电子子温度度气压表表施工现场2010.1111李小政制表人：阮仁仁仁义日期：20100--11--200九、对策实施1.确定改正系系数数为了满足轨道精精精调的要要求，对对改正数数的加加入做以以下分分析：在既有的坐标中中中加入距距离改改正数，其其作作用是满满足整整个线路路中轨轨道精调调要求求。在现场施工中采采采取的具具体措措施：现现场试试验和测测量时时做好温温度气气压记录录，为为下步改改正数数的确定定提供供现场依依据。通通过建立假假定定坐标系系，把把沿线路路纵向向方向设设为X'轴，垂直直线线路方向向设为为Y'轴。a.在假定坐标标系系下测量CPIIIII,将采集集的的数据根根据外外界条件件的不不同进行行分析析，根据CPIIII所在的位位置置的不同同，得得出CPIIII控制网所所在在位置的的不同同的变化化规律律。图七：横轴是CCCPIIII点号，竖竖轴轴是CPIIII沿线路方方向向的变化化量绘图：阮仁义时间：20100--11--266由测量数据和钢钢钢桁梁的的结构构特征分分析可可以得出出：每每一联钢钢桁梁梁的纵向向变化化是线性性的，位位置不同同的CPIIII点变化量量不不同；同同一截截面上的的一对对点的变变化量量相等。b.找出每一联联纵纵向理论变变变化量为为零的的钢桁梁梁截面面，有钢钢桁梁梁的结构构特征征和实际际测量量得出每每一联联固定支支座上上方CPII位置处的的钢钢桁梁纵纵向变变化量为为零。c.计算出CPPIIII到CPII的距离Li和伸缩缝缝处CPIIII到CPII的距离L。(在改正CPIIII坐标时，L是待求点点同同联同侧侧伸缩缩缝处CPIIII到CPII的距离)d.在假定坐标标系系下设站，测测出点位间实实际纵向距离离与理论纵向向距离的差值值△L。通过计算得出CCCPIIII点改正后后的的坐标（X,Y）X=（0.999966*△L*L11//L+11）*X1Y=(0.0002988*△L*L11//L+11）*Y1现场精调时根据据据现场情情况在在测设坐坐标基基础上加加入改改正系数数获得得精调使使用坐坐标，以以满足足精调需需要。实施效果：通过过过改正系系数的的加入，CPIIII设站精度度得得到提高高，可可以满足足现场场轨道精精调的的需要。2.选择温度度度稳定时时期测测量，减减小误误差温度变化对钢桁桁桁架梁变变形影影响较大大，现现场测量量时通通过以下下措施施减小误误差：：(111)选择温度度气气压稳定定时施施测，并并做现现场记录录。测测量平面面时对对气象条条件的的要求是是没有有阳光照照射，温温度变化化率不不得大于2°/hh,气压变化化率率不得大大于1hPaa//h。当温度度变变化率大大于2°/h时应停止止测测量，待待温度度变化率率稳定定后重新新测量量时重复复搭接接区段位位置应应在简支支梁上上或钢桁桁梁固固定支座座处。(2)现场测量量量随时关关注温温度气压压变化化，平面面测量量时每一一次设设站都要要校核核仪器里里设置置的气象象参数数（温度度、气气压、湿湿度）是是否与电电子温温度气压压表里里的温度度、气气压、湿湿度相相同，发发现有有不同的的气象象参数要要及时时对仪器器与电电子温度度气压压的连接接进行行检查，并并对对相关参参数进进行调整整，确确保满足足测量量需要。实施效果：通过过过以上措措施可可以有效效减小小温度变变化对对测量值值的影影响，使使测量量精度满满足规规范要求求。十、效果检查1、质量效益通过开展QC小小小组活动动，保保证了大大跨度度钢桁梁梁精密密控制网网的建建立。对现场的14444个CPIIII点两次测测量量结果改改正系系数加入入后坐坐标变化化对比比进行检检查，检检查结果果如下下：表十五：序号项目检查点数（个）合格点数（个）合格率(%)1X轴坐标较差144144100.02相邻点X轴坐标标标增量144144100.03相邻点Y轴坐