高速铁路轨道精密测量技术.doc

1、高速铁路轨道精密测量技术摘要：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1mm2mm。因此对高速铁路进行精密测量，并保持

2、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 CP、CP、CP三级布设。 GPS 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。 CP布设测量，平面控制网 CP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

3、.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。 CP布设测量，平面控制网 CP应附合到 CP控制网上，按照铁路 C 级 GPS 标准沿线沿线路在间距 8001000m 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。 CP布设测量，轨道控制网 CP应附合到 CP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。CP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

4、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。 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、

5、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。 测量方法，首先需将 CP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 CP坐标并采集数据，后全站仪自动照准其余 6 个 CP坐标。建站过程中需剔除误差较大的 CP坐标，但须同时保留至少 6 个 CP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。 调整量的

6、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。 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，CP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

7、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

8、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.