1、试论精密控制测量在铁路工程中的应用摘要：近年来我国的铁路建设发展迅速，在国际上极具影响力，特别是高速铁路的建设，更是位于国际前列。铁路建设与国家的稳定发展、人们出行安全都息息相关，目前我国高铁运行，成功提速到了 350km/h，为人们的工作与生活带来了极大的方便，也推动了我国经济的发展，这些都与高铁建设中精密测量技术分不开的。 关键词：铁路；精密控制测量；平面控制网 中图分类号：K826.16 文献标识码：A 文章编号： 为了确保高速铁路的安全运行，必须对铁路的可靠性、平顺性进行严格要求，其中精密测量技术发挥了重要作用。本文主要探讨一下精密控制测量技术在高速铁路工程中的应用问题，目的是提高我国
2、高速铁路建设的水平，促进我国高速铁路建设的发展。 1 高速铁路精密控制测量的控制标准 高速铁路的运行的稳定性与铁路的平顺度有密切关系，对线路方向的控制要确保每 10m 弦实际测量正矢数据和理论正矢数据的偏差要小于2mm。对高速铁路轨道的平顺度在两方面控制，分别是线路方向和纵向方向。要想达到线路的平顺度的要求，就要提高测量时的精确度，但是基于线路形状来考虑，对平顺度的要求只停留在表面现象，在实际测量中，并不能做为高速铁路精确测量的要求与标准，必须综合考虑各种影响因素。测量中产生的误差会逐渐累积并发展扩大，当实际线路和设计线路偏差很大时，反而有可能满足了铁路对平顺度的要求。 1.1 长波不平顺度误
3、差 长波平顺度要求是在 150m 的范围内误差不超过 10mm，如果在 150m处有 10mm 的不平顺度，那么线路将出现 27.5的转折角。设 AB 为900m，则 m=147mm。 从控制测量精度来讲，对于无砟轨道铺设的平顺度要求 150m 不大于10mm，实际要比上面所说的每 10m 弦实测正矢与理论正矢的误差不大于2mm 还要精准。但是如果仅是控制高铁的平顺度，还是不能保证轨道的整体线形的，我们还需要建立施工测量的控制网来对高铁进行精准测量，保证轨道的总体线形。 1.2 短波不平顺度误差 我们把直线线路作为参考，假如在 10m 的地方出现 2mm 的不平顺度偏差，在线路上便会发生一个
4、82.5的转折角，在线路上点 B 就会偏移到点 B。每个转折角的发生都是偶然发生的，因此我们可以用偶然误差来计算偏移，设 AB 为 150m，则 m=127mm，如图 1。 图 1 短波不平顺累计误差示意图 1.3 CP、CP的误差计算 计算最弱点的横向中的误差按导线测量方法公式为： 客运专线无砟轨道铁路工程测量暂行规定中要求的各级平面控制网布网要求如表 1 所示： 表 1 各级控制网的测量布控要求 对于 CP，取 S=800m，则可计算得 mk=3.7mm； 对于 CP，取 S=4000m，则可计算得 mk=11.6mm。 假定导线纵向误差等于横向误差，则可计算最弱点点位(核实)中误差分别约
5、为 5mm 和 15mm。 相邻两点的相对中误差计算如表 2 所示： 表 2CPCP相对误差计算 2 平面控制网 高铁施工测量的平面控制分为三级布控，基础平面控制网 CPI，线路控制网 CP，和基桩控制网 CP。基础平面控制网 CPI 是为高铁勘测、施工、运营维护工作提供坐标基准的，线路控制网 CP是为高铁勘测和施工提供控制基准的，基桩控制网 CP，主要为铺设无渣轨道和高铁运营维护提供控制基准。 2.1CPI、CP的测量方法 CPI 要按照铁路 B 级 GPS 测量要求实施测量，沿线路走向，每 4km 设一个点或一对点， ，保证最弱边相对中误差 1/170000，基线边方向中误差不大于 1.3
6、。CP要按铁路 C 级 GPS 测量要求实施测量，是在 CPI 的基础上采用 GPS 测量或采用导线测量方法。保持 800m1000m 的点间距离。最弱边相对中误差 1/100000；导线测量等级为四等，测角中误差2.5，基线边方向中误差不大于 1.7，相对闭合差 1/40000。2.2CP的测量方法 CP控制网按照客运专线无碴轨道铁路工程测量暂行规定采用自由设站交会网的方法测量，又称为后方交会网测量。对自由测站的测量，要以 23 个 CP点做为每个自由测站的测量目标，保证每个点每次测量都要测量 3 次，测量方法见图 2。 图 2CP控制点的测量方法 CP控制点距离要保持 60m 左右，但是不
7、能大于 80m，观测 CP点的最远距离不能超过 180m,一般是要求 120m 左右。 在测量时要做好完整的测量记录：具体测量 CPI、CP-点上的目标点的棱镜高、还有温度、气压，并将这些完整的记录在每个测量站上。每次测量前要完整输入起始点信息，保证每个测量点都测量三次，做好自由站记录。在线路上有长短链的时候，还要注意区分标记编号和那些重复里程。 2.3CP的测量要求 a)CP在施测前，要进行详细的技术方案的设计：包括 CP点的埋设与编号设计、CP与上一级控制点的联测方案设计、测量方法与精度设计、CP观测网形设计、以及所需要的仪器设备及其周期检定计划和内业数据处理方法设计、还包括具体的人员组织
8、计划、应提交的成果资料清单和质量保障措施以及安全生产的注意事项等； b)CP的外业观测采用全站仪的自由测站边角交会测量。在测量时，要从一段依次测量到另一端； c)CP平面网水平方向测量需要满足以下要求：采用多测回全圆方向观测法对每测站 CPIII 控制点进行测量。同一测站的所有 CPIII 制点可以一次或分组观测；在分组观测时要保证分组的零方向一致，且至少有一个 CP点在两组中均观测。两组中，重复观测的同一个 CP点其归零后的方向值较差应不大于 6。CP平面网的水平方向观测的技术要求应满足表 3 水平方向观测的技术要求的规定。 表 3 水平方向观测的技术要求 3CP高程控制测量 3.1CP高程
9、控制测量方法 测量时每一测段要至少与 3 个二等水准点进行联测，把轨道一侧的 CP水准点做为主线贯通水准进行测量，在进行贯通水准测量时对另一侧的 CP水准点在摆站时就近观测。返测时以另一侧的 CP水准点为主线贯通水准来测量，对侧的水准点在摆站时就近联测。 3.2CP高程控制点精度要求 CP控制点水准测量应按“精密水准”测量的要求施测。CP控制点高程测量工作应在 CP平面测量完成后进行，并起闭于二等水准基点，且一个测段联测不应少于三个水准点。 精密水准测量采用满足精度要求的水准仪，配套因瓦尺。使用仪器设备应在鉴定期内，有效期最多为一年，每年必须对测量仪器精确度进行一次校准，每天使用该仪器之前，对仪器进行检验和校准。 4 结语 我们只有克服各种自然条件，用精密控制测量的方法对高速铁路做好精准的检测，掌握测量方法和测量要点，保证高铁的平顺性和精准的几何线性参数，才能够切实保证高铁在营运期间高速平稳运行，保障人们的生命财产安全。 参考文献： 1苏全利.论高速铁路测量网布设技术J.铁道勘察，2010（06）：34. 2夏季,应立军.高速铁路轨道精密工程测量J.科技资讯，2010（18):25. 3卢建康.论我国高速铁路精密工程测量技术体系及特点J.高速铁路技术，2010（01）：53. 4董兴国.谈高速铁路精测控制网的测量.J.能源与节能2012（7）
