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高速铁路轨道结构的主要类型_高速铁路轨道精密测量技术

来源:知识百科 时间:2019-04-20 点击: 推荐访问:无砟轨道类型

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摘要:在我国高速铁路迅猛发展的今天,传统的相对测量模式与方法已经满足不了我国高速铁路建设和运营维护的高精度需要。精密工程测量成为了我国高铁高质量建设和后期平稳运营的首要保障。本文针对具体精密测量方法予以阐述和分析。
  关键词:高铁轨道 精密测量 方法
   中图分类号: U213.2 文献标识码: A 文章编号:
  1概述与基本原理
  高速铁路轨道技术参数直接影响着旅客运行列车的安全性与舒适度,通过具体的轨道内外部几何尺寸(如轨道间距、轨向、水平度、扭曲度与设计高程及中线的偏差等)来保证轨道自身整体的高平顺性,一般情况下精度要求达到±1mm~2mm。因此对高速铁路进行精密测量,并保持高精度是建设高速铁路的关键技术之一。
  2平面控制网
  高速铁路工程测量的控制网按施测阶段、施测目的及功能分为勘测控制网、施工控制网、运营维护控制网。平面控制网应在框架控制网CP0基础上分CPⅠ、CPⅡ、CPⅢ三级布设。
  ⑴GPS框架网CP0按照每50到100公里的基本范围沿铁路两侧进行设置,根据国家A/B级GPS标准施测,高铁无碴轨道无砟轨道平面控制网在GPS基站网基础上进行分级。
  ⑵CPⅠ布设测量,平面控制网CPⅠ应附合到CP0控制网上,按照铁路B级GPS标准沿线路小于4km布设点或点对一个,具体设备采用双频GPS接收机,以静态方式进行两个时段(每时段1.5h)的观测测量,使用广播星历解算基线,基线边方向中误差:1.3秒,最弱边相对中误差:1/170000。
  ⑶CPⅡ布设测量,平面控制网CPⅡ应附合到CPⅠ控制网上,按照铁路C级GPS标准沿线沿线路在间距800~1000m内测量,部分受限路段最小不低于600m,同样采用双频GPS接收机以双时段(60分钟)静态观测测量,使用广播星历解算基线,基线边方向中误差:1.7秒,最弱边相对中误差:1/100000。
  ⑷CPⅢ布设测量,轨道控制网CPⅢ应附合到CPⅡ控制网上,是为了保证轨道施工控制的线路位置与线下工程施工的线路位置一致。CPⅢ控制网是高速铁路测量最基本的控制网,一般沿线路每侧隔60米左右布置一个点对,结合全站仪以自由设站边角交会的测量方法综合提高整个控制网的测量精度,实际观测时全程采用1秒级全站仪观测4个测回,0.5秒级全站仪观测3个测回,达到0.1cm的相对点位精度和0.3cm的可重复性测量精度。
  ⑸控制网的复测,统一平面与高程控制网先后测量所采取的技术标准、测量精度以及作业方法是非常必要的,复测时选取相同的设备和仪器进行精密复核,周期为每年进行一次全面复测,部分自然地质特殊状况的地区应根据其变化度有计划的实施复测。
  3轨道精调测量
  轨道精调测量应在长钢轨应力放散并锁定后,采用全站仪自由设站方式配合轨道几何状态测量仪进行。调整原则:“先轨向、后轨距,先高低、后水平”,优先保证参考轨的平顺性,另外一股钢轨通过轨距和水平(可利用轨道尺)向参考轨靠齐。
  ⑴测量方法,首先需将CPⅢ精测网资料、轨道线型参数等预先输入到手簿机载软件中,并提前设定好测量环境(温度、气压等),以便系统对测量环境误差进行修正;然后在测量现场,手动照准2个CPⅢ坐标并采集数据,后全站仪自动照准其余6个CPⅢ坐标。建站过程中需剔除误差较大的CPⅢ坐标,但须同时保留至少6个CPⅢ坐标,以保证精度;再次,校准、标定测量小车,全站仪瞄准并跟踪测量小车,获取小车所在位置的中线观测数据,同时采集小车所在位置的里程、高程、水平、轨距等数据,并保存测量数据。
   ⑵调整量的计算。将轨道状态测量的采集数据导入长轨精调软件,根据:“先轨向,后轨距”,“先高低,后水平”,“先整体,后局部”的原则进行调整。对计算的调整量进行核对优化后形成正式“调整量表”,用于指导现场调整。
  ⑶现场调整。现场调整对照调整量表,按“先高低,后水平;先方向,后轨距”的原则进行精调施工。每个作业面为提高工作效率宜分为两个调整小组,一组高程,一组轨向。
  4突破实际测量中的局限
  在高速铁路开通运营后,由于受到地表沉降、施工影响、设备装置损坏等原因的影响,CPⅢ精测网会受到很大的破坏,控制网坐标高程会失准,对消灭铁路现场病害产生严重的影响,重新进行完整的测量很多路段无法正常进行,根据实际经验总结,运营后建站中误差均在1.5mm以上,一般隧道内精测网数据受影响很小,但按照规范依然存在,精测软件输出的模拟图形中会出现很明显的错台,而且是在方向与高低中均有存在,然而通过查阅动检车振幅图对应地段来看同样路段中错台并不存在,如果完全按照测量软件中导出的数据进行处理,相邻测站搭接地段的数据将无法得到最为准确的处理,不能较为科学的反应现场的实际情况,对现场的晃车病害也不能得到有效地整治。针对搭接路段第二站测量,需对前一站的后10根枕木进行重测,通过大量数据研究分析,重测部分高低与方向偏差,同枕差值一般为0.5mm以内的定值,这样在消除站间错台的需要下,将两站测量数据在同一基准上拟合再处理即可,如下:
  1、2两站导出数据录入同一张EXCEL表格中,将搭接重测的10根枕数据置于同行,然后对2站数据向1站进行拟合,方向偏差值加上1、2站间10根枕偏差均值,后赋予2站作为新的方向偏差值,高低偏差值处理同上。这样1、2站实际上采用了相同的基准,特别注意3站进行处理数据时需要模拟到与1、2站相同的基准之上(即需要在经过处理的2站数据的基础上,对搭接区的10根枕的数据进行处理,以保证每一站均能够模拟到同一个基准之上)。新图形在搭接地段仍然能够保持线型的平顺变化,这对我们处理数据时保持线型的整体平顺、控制线路的成波平顺性尤为重要。
  5结束语
  本文主要介绍了高速铁路施工建设过程中,在控制测量、施工测量中的工作原理及方法,我们要牢牢把握高速铁路轨道精密测量技术这个有力的武器,形成适合高速铁路运营需求的检测手段和作业模式,为我国高速铁路实现安全、畅通运营贡献自己的力量。 
  
  参考文献
  [1]席浩、武斌忠、乔世雄、廉杰.高速铁路工程施工测量技术研究与应用.中国水利水电出版社.2012-06
  [2]王桔林.高等职业教育高速铁路系列教材:高速铁路精测控制网及无砟轨道板精调测量技术.中国铁道出版社.2011-09
  [3]中华人民共和国铁道部.TBl0601-2009高速铁路工程测量规范[S].北京:中国铁道出版社,2009.

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