杨 静
(山西建筑职业技术学院, 山西 太原 030006)
某新建铁路CPⅢ控制网的高程测量应用
杨 静
(山西建筑职业技术学院, 山西 太原 030006)
CPⅢ控制网为铺设无砟轨道护提供控制基准,是一个施工前的重要技术保障。本文以某新建铁 路为例,介绍了 CPⅢ高程控制网测量的高程测量方法,包括CPⅡ的加密,CPⅢ高程控制网的埋设、布网形式及其观测方法、技术要求以及数据处理方法。
高程;控制测量;CPⅢ控制网
某新建客运线路起于重庆北站,向东北经三区两县,至终点万州区,全长242.6km,设计时速250km/小时。测区位于条状中低山区、丘陵区山高沟窄林密,特殊的地理位置、地形条件使得GPS测量对天通视情况变得复杂。同时,沿线穿越于条状中低山区、丘陵区,山脉绵延等地形对水准测量线路选择也形成较大障碍。
本项目拟对线上CPⅡ点位进行普查,如有破坏将对该点进行原位恢复,同时完成高程加密控制网(线上线下联测)进行施测,对路基、隧道、桥墩及过渡段沉降变形普查性监测点进行普查,如有破坏将对该点进行原位恢复。
收集测区内已有数据,CPⅢ控制网高程系统采用1985 国家高程基准。
测量前首先对本测段内的CPⅠ、CPⅡ、线路水准基点的分布及桩位保存状况进行认真检查,在原有控制点及复测恢复、增设的新控制点(CPICPⅡ二等水准点)的基础上,根据需要,完成CPⅡ线路水准基点的加密测量。路基及桥梁段加密CPⅡ点测量统一采用GPS 测量方法。
通过现场踏勘,控制网CPII点共丢失12个,大部分是由于道路扩建、铁路施工被破坏。丢失点在复测前均进行布设,部分补设点直接使用施工单位加密点(埋设时间较长,沉降基本稳定)。新点按照原网要求绘制点之记,第一次丢失时,在原点号后缀字母“A”,第二次丢失则在原点号后缀字母“B”,依此类推。
3.1 控制点的埋设
根据规范要求,CPⅢ控制点的布设要求沿线路走向成对布设,前后相邻两对点之间距离一般约为50~70m 范围内,每对点之间里程差小于1m。在CPⅢ点设置中,要求选定在稳固、可靠、不易破坏和便于测量的地方,并应防沉降和抗移动。控制点标识要清晰、齐全、便于准确识别。相邻CPⅢ控制点应大致等高,其位置应高于设计轨道高程面0.3m。
CPⅢ点使用快干砂浆、水泥或者锚固剂等材料固定于桥梁防撞墙、接触网杆上或其扩大基础的辅助立柱上等位置,采用钻孔埋标法,桥梁段CPⅢ点布设在简支梁固定端距梁端0.5m 的位置。不同位置不同路段,在埋设方法上要求不同。
3.2 高程测量外业观测及技术要求
(1)CPⅢ控制点的水准测量施测基于原有线路水准基点,采用附和水准路线形式,依据《精密水准测量规范》技术要求施测,水准路线附合长度不得大于3km。CPⅢ控制点的水准路线布设如图1所示的矩形环单程水准网构网观测。在CPⅢ水准网与线路水准基点联测时,按要求进行往返观测。
施测过程中,每个闭合环的四个高差均是由两个测站独立完成,每测站按照“后-前-前-后”和“前-后-后-前”的顺序测量。
(2)CPⅢ高程控制网精密水准测量
精密水准测量使用Trimble DiNi03,仪器标称精度:0.3mm/Km,经检定合格。精密水准测量应满足下列要求。如表1、表2所示。
表1 精密水准测量精度要求(mm)
3.3 CPⅢ高程数据处理
高程测量的精度根据往返的高差不符值来评定,因为往返的高差不符值集中反映了水准测量各项误差的共同影响,这些误差对水准测量的精度的影响都是极其复杂的。由 n个测段往返的高差不符值△计算每公里单程高差的偶然中误差的公式为
往返测高差平均值的每公里偶然中误差为
式中,△是各测段往返的高差不符值,取 mm为单位;R为各测段的距离,取km为单位;n是测段的数目。
CPIII平差软件采用“TSDI_HRSADJ精密工程测量平差处理系统”。各项精度指标满足要求后,以其平差结果作为CPⅢ高程成果的采用值。平差结果见表4。
表3 精密水准网平差闭合差统计表
经过平差计算,测量成果满足精度要求。
特别应该注意的是CPⅢ控制网施测完毕到轨道板精调时尚有一段时间,在此期间,因各种自然因素和人为因素的影响,可能会引起CPⅢ控制点轻微的变形。因此,在轨道精调作业之前还应该对CPⅢ控制网进行复测,复测的技术要求和作业方法均依据测量时的技术要求进行。在确保符合精度要求的前提下,方可进行后续工作。
《精密工程测量规范》(GB/T15314-94);
《国家一、二等水准测量规范》(GB12897-2006);
《控制测量学》武汉大学出版社
《高速铁路工程测量规范》(TB 10601-2009);
《运营高速铁路基础变形监测管理办法》(TG GW 260-2015铁总运[2015]113号);
《运营高速铁路精密测量控制网管理办法》(TG GW 276-2015铁总运[2015]126号);
《高速铁路无砟轨道线路维修规则(试行)》(TG/GW 115-2012铁运[2012]83号);
《高速铁路有砟轨道线路维修规则(试行)》(铁运〔2013〕29号);
《铁路工程卫星定位测量规范》(TB10054-2010);
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