既有铁路纵断面测量中多转点抄平法的应用

马长清　刘振

摘   要：通过对当前铁路工务部门关于既有线高程测量的工作总结进行分析，提高既有铁路线高程测量的效率与精度显得十分必要。本文对现有既有铁路抄平方法精度进行了深入分析，并根据现有测量过程中遇到的问题和线路高程测量的特点，提出基于多转点的高程测量方法并在平时铁路测量工作中进行应用，大大提高测量精度与工作效率。

关键词：既有铁路  高程测量  多转点

中图分类号：TU411.7                              文献标识码：A                        文章编号：1674-098X（2019）07（a）-0062-02

既有铁路轨道在列车长期运营的作用下，不可避免地在平、纵断面上产生各种变形。因此铁路工务部门对管内所管辖线路要定期进行线路大中修，同时还要不断加强日常养护维修。而所有这些工作中都需要对既有线路纵断面进行测量，重新拟合既有纵坡，计算出各测点的起落道量，保证纵断面的平顺性。常规的测量方法是用水平仪从一个已知高程水准点测到另一个已知高程水准点，算出两个水准点之间的实测高差，将两个水准点之间的理论高差值与实测高差值相比较，如果高差之间代数差小于30，就认为线路高程测量合格，否则就要重新进行测量。通过现场实践证明，此方法在现场实际应用中，闭合差超限出现的概率较大，较大地影响了线路高程测量的工作效率，本文拟就多转点抄平法谈谈在既有线高程测量中的应用及探讨。

1  传统测量方法存在的一些问题

各集团公司在既有线路上水准点一般都是1～2km之间，在既有铁路固定建筑物（桥梁、涵洞等）上进行设置。因水准点设置一般距离线路中心不远，为的是日常养护及线路大中修时，测量人员方便使用。但由于水准点离既有铁路近，现场各种施工较多，既有水准点经常遭到破坏或改变，从而使高程测量无法进行闭合计算，有时十几公里才有水准基点，从而使高程精度难以控制，返工几率较大;如果中间转点存在各种错误，如读数错误，尺子不正，前后转点时不在同一位置等，所有這些极易导致返工工作量增大;还有即使与两个既有水准点高程闭合，也难以保证中间转点不存在问题，即一个转点读数偶然大了，而另一个又恰好小了，这些也能闭合，从而导致现场测量数据有误，不能正确指导现场纵向起落道施工。

2  既有高程测量精度分析

2.1 高程测量特点

既有铁路纵断面测量是由多点连成的测量，即在既有线上采用一个后视点对应多个前视点（中间点），相邻测点一般相距50m，在水准仪可视范围（一般250m左右）设一转点，如此循环完成整个既有铁路纵断面测量过程。

2.2 高程测量的目的及内容

既有线高程测量的目的主要是通过高程外业测量，内业计算平差后，得出各测点的既有轨面标高，通过纵坡拟合计算，反映既有轨面在纵断面的变化情况，为大中维修提供起落道依据。为了避免列车运营和既有作业对纵断面的影响，通常在测量时每对应的轨面的标记点处，在路肩上设置既有固定桩。既有固定桩也进行高程测量，施工过程采用固定桩与设计轨面的高差来控制轨道的起落道。因此纵断面高程测量的内容应有既有轨面的前（后）视，路肩固定桩的前（后）视，设计内容应有既有轨面高程、设计轨面高程、路肩固定桩高程、轨面起落道量、路肩固定桩与设计轨面的高程差值。

2.3 高程测量误差来源

从传统既有高程测量的方法，可以看出测量误差的主要来源于转点误差，若转点读数错误，后续高程计算全错;若转点误差增大，后续高程计算误差也会增大。而在既有线测量过程中转点又是视线距离最远点，误差往往是最大的，因此，对转点的精度控制是整个水准测量的关键点。

3  多（双）转点抄平的精度控制

检查转点数据是高程精度的关键点，为保证转点不出错，应采用多转点校核法进行测量。单线采用双转点，双线采用四转点法，杜绝因转点错误造成高程测量的返工及后续高程计算错误。

以单线双转点测量为例来进行说明，转点分别置于某一里程轨面和对应路肩。设既有轨面后（前）视读数分别为a1，b1，路肩固定桩后（前）视读数为a2、b2，当闭合至同一水准点时理论上应有∑（a1-b1）= ∑（a2- b2）。同时根据施测经验，单独线路同一测点前后两站高差计算检核，高差互差△h<5mm，也能很好保证现场施工精度要求，而且也容易与既有水准点相闭合。现场测量通过增加转点，形成多数据互控，更好的保证高程测量的精度，为现场施工提供精确的数据。

总体控制时，若两条路径与既有水准点精度均超出测量误差，应重新测量，重测后，仍不满足精度要求说明既有水准点已严重变形应废除，重新连其他水准点。若两条路径一条超出，一条闭合则以闭合路径计算高差平差计算;若两条路径均闭合，以高精度路径进行平差计算。

4  数据处理——以Excel应用为例

4.1 原始数据输入

运行Excel新建一个工作薄。将默认的3个工作表依次改名为外业资料、计算平差、最后成果。测量数据准备与原始数据输入表格如表1所示（部分数据示例）。

4.2 高程计算与平差结果输出

通过对活动表“计算平差”进行公式编辑，可以完成数据的处理与平差结果的计算。主要部分公式编制内容如下。

（1）单击E3单元格，输入公式IF（外业资料！A7=""，""，IF（AND（外业资料！B7=""，外业资料！C7=""），""，B2-外业资料！C7））计算基点和转点的高程，将E3单元格公式复制粘贴至E列以下测点各行中。

（2）单击B3单元格，输入公式IF（外业资料！A7=""，""，IF（AND（外业资料！B7=""，外业资料！C7=""），B2，E3+外业资料！B7））计算出仪高，将B3单元格公式复制粘贴至A列以下测点各行中。

（3）单击C3单元格，输入公式IF（外业资料！A7=""，""，IF（外业资料！F7=""，""，$B2-外业资料！F7）），计算出该点的高程，再将此公式复制粘贴至C、D列的各行单元格中，计算出各点的高程。

（4）单击E3单元格，输入公式IF（外业资料！A7=""，""，IF（AND（外业资料！B7=""，外业资料！C7=""），""，B2-外业资料！C7）） 再将此公式复制粘贴至E列的各行单元格中， 计算出各转点的高程。

（5）单击F3单元格，输入公式IF（外业资料！A7=""，""，IF（AND（外业资料！B7=""，外业资料！C7=""），F2，ABS（（外业资料！A7-外业资料！$A$6））*外业资料！$H$2/ABS（外业资料！$E$2））），再将此公式复制粘贴至F列的各行单元格中计算出测量误差的平差。

5  结语

多转点多路经的抄平方法经现场测量人员多次试用取得了良好的效果。它杜绝了因转点错误所带来的不必要的返工或测量数据的不正确，提高了测量计算精度和工作效率;减轻了既有线高程测量的劳动强度，解决了不同路径下精度不同导致数据不准确的现象，保证了现场施工质量。

参考文献

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