测边交会的精度与误差椭圆

本文给出了ｎ边交会定点精度和点位误差椭圆的通用公式。     

一种改进的水平位移监测方法

在反演小角法和传统极坐标法的基础上，对反演小角法进行了改进并且将两种方法相结合，提出了一种新的水平位移监测方法。探讨了该方法的精度，并且以具体的工程实例说明了该方法的实用性。     

高铁无砟轨道CPⅢ控制网测量

研究目的:根据无砟轨道施工对平顺性要求,研究了为满足施工要求CPⅢ控制网的网形布设、施测方法。研究了为满足施工要求对CPⅢ控制网定位精度要求及CPⅢ控制网点位相对中误差及可重复测量误差精度控制指标,从而明确CPⅢ控制网点位的误差,最终为满足无砟轨道施工对平顺性要求提供测量保障。研究结论:(1)CPⅢ控制网网形采用沿线路均匀布设、施测方法采用多方向后方交会,对于控制CPⅢ网点间相对中误差具有重要作用。(2)CPⅢ控制网点位相对中误差及可重复测量误差精度控制,能满足轨道施工高平顺度要求。     

基于转角及振型参量的桥梁挠度监测方法

研究目的:作为桥梁安全性评价的重要指标,挠度能够反映高速铁路大跨桥梁刚度性能,特别是在桥梁运营期健康监测中,挠度测量是必不可少的组成部分。本文依据振型叠加原理,得出以振型向量作为中间变量的结构倾角与挠度转换算法,基于该算法提出一种桥梁挠度测试的新方法,该方法能够克服以往桥梁挠度测量方法在监测精度低、实施操作性差、长期监测性能差等方面的不足,并在高铁桥梁健康监测系统中对其进行试验验证。研究结论:(1)通过原理推导和数值模拟验证,本文提出的基于振型叠加原理的转角与挠度转换算法科学合理,具有较小的预测误差;(2)通过在石济客专济南黄河公铁两用桥静载试验中应用,采用本文方法测算的桥梁关键断面的竖向位移与实测挠度数据吻合程度较高,测算精度满足工程要求,验证了其有效性和可靠性,可为桥梁健康监测的长期挠度测量提供有效手段。     

地铁竖井联系测量技术研究

针对地铁竖井联系测量精度不高的问题,提出在地铁竖井联系测量中采用悬镜照准标志并结合后方交会法。从理论和实测两方面,对竖井联系测量的原有方法(双井定向联系测量)与悬镜法结合后方交会的新方法进行了对比分析。结果表明,钢丝加可旋转棱镜的悬镜法进行竖井联系测量,不仅操作上更加简单,且点位精度比常规导线法点位精度提高近3倍,使联系测量点位精度大大提高;地上联系测量采用后方交会,每个投点保证被观测3次,大大提高联系测量的投点精度,保证了每个投点的点位中误差小于1 mm;减小了对施工进程的干扰,有力保证了各施工环节有序开展。     

基于惯导的移动三维测量技术在地铁保护区变形监测中的应用研究

在地铁保护区变形监测中,水平位移和沉降作为重要的监测内容,通常用全站仪和水准仪测量,其测量精度高,应用比较广泛,但是该手段仅能对布设有监测点的区域进行监测,无法掌握隧道整体的变形情况。本文提出基于惯导系统的移动三维测量技术,通过在隧道内布设基准网,配合Lidar控制点绝对坐标传递,对惯导系统的累积误差进行修正,最终得到隧道结构三维点云模型。依托杭州市某地铁区间三维扫描项目,采用不同间距的控制点对惯导系统的累积误差进行修正,经与全站仪测量值对比,结果表明:移动三维测量技术的水平位移和沉降监测精度与隧道线型有关,当隧道为直线有坡度环境时,其水平位移监测精度比较稳定,基本保持在0.76 mm左右,沉降监测精度随控制点间距增大而降低,最优可达0.72 mm。     

基于边角后方交会的无砟轨道基桩控制网测量主要技术指标研究

为了满足客运专线无砟轨道的高平顺性,铺轨基桩控制网需要在导线基础上采用边角后方交会法来加密。通过运用误差理论分析和仿真模拟实验对基于边角后方交会的无砟轨道基桩控制网测量精度进行反演推算,提出了具体的主要测量技术指标。     

基于自由测站的基坑水平位移监测精度探讨

基于自由测站的基坑水平位移监测法具有测站摆放灵活、无需对中、基准点间无需通视等优点,但是在不同周期测站位置改变后是否会对基坑水平位移监测精度产生影响、是否满足精度要求还没有得到验证。介绍了水平位移监测精度仿真计算方法,基于该方法对模拟的不同周期测站位置改变后的三种监测网形进行了精度估算,最后验证了基于自由测站的基坑水平位移监测法在测站位置改变后,对水平位移监测精度影响很小,能够满足基坑监测的精度要求。     

后方交会方法及其精度评定

基于 3个已知点的后方交会 ,推导了测角、测边后方交会的近似精度评定公式及顾及起算数据误差时的严密精度评定公式 ,并对边角同测后方交会用间接平差方法进行了严密的平差计算与精度评定 ;通过观测实验分别对测角、测边、边角同测后方交会的精度及坐标进行了比较分析。     

安九铁路九江长江特大桥测量控制网方案研究

为了解决目前普遍存在的铁路特大桥原线路控制网精度等级比桥梁控制网所需要精度等级低的问题,采用"一点一方向"法建立桥梁施工独立坐标系,以达到提高控制网精度的目的。以安九铁路九江长江特大桥施工控制网的建设为例,研究高等级桥梁控制网的建网方案,并验证"一点一方向"法在提高控制网精度等级方面的可行性。在线路起算点二等平面控制网的基础上,采用"一点一方向"法建立一等平面控制网,并根据现场地形、地貌、桥型和跨度,从桥梁平面与高程控制网的选点布网、外业数据采集、数据处理、成果取舍、平差计算和桥梁施工独立坐标系建立等方面着手,建立可靠的高精度大桥施工控制基准。结果表明,最弱边边长相对中误差从原有的1/210 000提高至1/321 000。     

基于机器视觉的无砟轨道层间结构位移测量方法研究

为实现板式无砟轨道层间离缝的全天候监测,提出一种基于机器视觉的非接触式层间结构位移测量方法。针对传统Canny边缘检测算法自适应性较差的问题,对其进行改进。利用自适应中值滤波器代替高斯滤波器;提出一种基于分块迭代的局部阈值分割法自适应地选取阈值,并通过高斯拟合算法检测改进算法的优越性。通过室内试验对标记点大小、光源强度、拍摄距离和拍摄角度4个方面进行对比分析,选择最适测量参数。试验结果表明,在标记点运动的状态下,最大测量误差为2.6%,在误差的允许范围之内。通过现场测试验证,该测量方法可有效地对板式无砟轨道层间结构位移进行精确测量,为我国高速铁路的运行安全监测提供技术支持。     

地铁运营阶段隧道水平位移测量实施优化探究

地铁隧道结构稳定与地铁运营安全及舒适性紧密相关,地铁运营阶段的变形监测是确保结构稳定的重要措施。为探究地铁隧道基准点布置复杂情况,如点位破坏、集中布点与基准点距离变化等因素对水平位移监测精度影响,依托南京地铁某保护区的地铁变形监测数据,试算并讨论基准点数量、位置分布等因素与设站点精度间的对应关系,得出基准点数量与仪器测角精度是影响设站点精度的重要因素,并根据定量分析结果,给出地铁水平位移监测在满足精度要求条件下更加优化的实施建议。     

基于动力学分析的高速铁路空间线型振动敏感点分析

随着高速铁路建设和运营技术的不断发展,作为构造物中心线和列车运行轨迹的线路空间曲线线型在铁路系统中越来越受到重视,空间曲线变化点对列车运行动力特性的影响也成为关注重点。为完善高速铁路线路设计理论提供相关依据,以多体系统动力学理论和行驶动力学理论为基础,运用SIMPACK软件建立车-线耦合动力学模型,模拟高速列车在不同工况下的曲线运行状态;分析模型仿真结果,对车体经过缓直点产生的振动的衰减时间进行统计并计算得出相应的振动衰减距离。结果表明:缓直点引起的车体振动衰减距离主要取决于车体横向振动衰减,且随实设超高增大而增大,与曲线半径关系不明显;线路相邻的两平面曲线以及相邻平面曲线与竖曲线之间的最小距离不应小于100 m,条件较好的情况下不宜小于230 m。     

轨道安全监测中传感器优化配置研究

为了研究轨道结构安全监测中传感器的合理配置方法,确保城市轨道交通安全运营,通过建立桥上交叉渡线道岔模型和钢轨应变传递误差最小的目标函数,提出传感器测点选择依据和监测方案评价标准,保证监测方案的经济性、合理性。结论表明:模型数据曲线可以指导监测系统的测点位置选择;随着传感器测点数量增加,监测误差逐渐减小,但在误差比率的"拐点"后增加单位个数传感器带来的收益降低;通过建立误差最小准则的目标函数,结合误差指标可以评价和优化传感器布设方案;钢轨位移、附加力等指标的监测方案也可以通过本文方法确定。     

灰色预测在大跨径刚构桥施工线形监控中的应用

灰色系统理论因其重点研究"小样本、贫信息、部分已知"的问题,与桥梁施工监控领域的特征及需求十分吻合,成为桥梁施工监控工作中使用的主要方法之一.基于灰色系统理论中灰色预测方法,建立了一大跨径刚构桥悬臂浇筑施工主梁线形抛高值的GM(1,1)预测模型,以该桥某节段施工过程为例,利用灰色模型对节段抛高值进行预测,并与实测数据进行对比,分析了预测精度及其影响因素.灰色预测在该桥施工线形监控过程中得到了较好地应用,其使用方法简单、操作性强、预测精度高,对其他同类型桥梁的施工监控工作有很好的参考价值.     

基坑开挖引起邻近高铁桥墩隆起变形实例分析

为了研究基坑开挖过程对邻近高铁桥墩竖向变形的影响,对2个邻近高铁桥墩的基坑工程实例进行实时自动化监测,在对施工内容与监测结果对应分析的基础上,采用基于叠加原理的薄层分层总和法编制高铁桥墩临近荷载竖向变形影响计算软件PIAS,对计算结果与监测数据进行对比验证。监测结果显示,由于基坑开挖的卸载效应,实例一基坑开挖引起既有高铁桥墩隆起变形1.12 mm,实例二基坑开挖引起既有高铁桥墩隆起变形3.10 mm;计算结果显示,实例一基坑开挖引起既有高铁桥墩隆起变形0.93 mm,实例二基坑开挖引起既有高铁桥墩隆起变形2.79 mm;计算值与监测值基本一致,表明高铁桥墩临近荷载竖向变形影响计算软件PIAS适用于基坑开挖过程对临近高铁桥墩隆起变形的影响计算。     

基于变权重组合模型的路基沉降预测方法

通过监测数据的沉降预测分析,是解决当前高速铁路路基沉降计算精度不足的主要途径。由于采用常见的反S形成长曲线模型在路基沉降预测时,不能完全预测出沉降曲线的整个发展过程,本文提出了一种基于多种曲线变权重组合的沉降预测模型。该方法结合多种反S形成长曲线模型,赋予一个未知的权重系数,通过最小方差方法对权重系数进行求解,从而得到沉降预测公式。工程实例的计算结果表明:该方法具有较好的适应性和较高的精度,可以应用于高速铁路路基最终沉降量的预测。     

中小型站房网架屋盖支座弹性刚度取值研究

结合沪昆高铁平坝南站站房结构这一具体工程实例,进行中小型站房网架屋盖支座弹性刚度取值的研究。通过下部框架结构位移函数值,拟合出下部X轴支承结构Y方向的支座水平刚度公式。根据公式计算得到下部支承结构的水平刚度,建立网架结构简化计算模型,并与整体模型的工作性能进行对比分析。计算结果显示,网架单独简化模型与整体模型相比,网架杆件轴力大小、跨中节点竖向位移和网架支座反力的大小相差较小,能够满足实际工程精度要求。运用本文提出的支座弹性刚度计算方法对网架单独建模计算,具有与整体模型计算相当的精度。     

大跨度中承式铁路拱桥缓冲限位耗能装置研究

为研究适用于大跨度中承式铁路拱桥的限位减震耗能装置,保证高速列车的行车安全。基于弹塑性力学、材料力学等计算理论,建立大跨铁路桥梁缓冲限位耗能装置的简易设计方法,并运用MATLAB软件开发相应的设计软件。以郑万高铁某大跨中承式拱桥为工程背景,开展该桥限位耗能装置的关键设计参数研究,并利用ANSYS建立装置实体有限元模型,分析其力学性能及滞回耗能曲线。研究结果表明:建立的缓冲限位耗能装置简化设计方法正确,设计过程简便;设计的装置能够较好地控制列车牵引制动力引起的梁端位移,满足高速铁路对行车安全的要求。     

铁路既有曲线整正计算中基于坐标法的渐伸线误差分析研究

应用相关几何知识分析根据拨距计算拨后坐标以及利用公式计算渐伸线法拨后正矢的理论方法,提出将偏角法实测数据转化为坐标法需要的相关数据的方法,并且在采用相同的曲线半径及缓和曲线长度条件下,计算偏角法和坐标法各自的拨距值及其拨后正矢,将偏角法计算出的拨距值、拨后正矢和坐标法计算结果进行对比分析,从而可直观分析出运用渐伸线法计算出的拨距和拨后正矢的误差大小及规律。分析结果表明:渐伸线法计算的拨距误差和拨后正矢误差都与偏角的大小有关,渐伸线法用于大偏角曲线整正时,虽然其有一定的误差,但其计算精度可以满足曲线整正基本要求。