铁路高程控制网测量关键技术问题研究

艰险山区铁路工程高程控制网测量实践中,水准测量联测方案及精度控制、平差方案选择等都是关键环节,正常水准面不平行改正、重力异常改正等在执行中也存在歧义,结合相关规范、文献和大量山区高程控制网测量资料对上述技术问题进行分析和研究.研究表明:(1)采用往返测量可以保证水准测量精度,不构成附合路线的段落,可增加一次单程测量,确...     

自由测站三角高程在市域铁路跨河水准中的应用

市域铁路精密控制测量中,当线路无几何水准测量跨江条件时,应根据《国家一、二等水准测量规范》跨河水准测量有关规定进行。以温州市域铁路S2线一期工程中跨越瓯江为例,介绍了采用自由测站三角高程法的点位布置、观测过程。选取满足规范要求观测数据,经各双测回互差限差、各环线的闭合差的分析,获得跨河水准段的高差,然后进行整网闭合差计算,通过与联测两岸的基岩点水准进行闭合差进行分析,表明自由测站三角高程法所得跨河水准高差可以满足《高速铁路工程测量规范》二等水准测量要求。     

基线选取对铁路工程平面控制网平差的影响研究

铁路工程平面控制网是典型的带状网,一般采用卫星定位方法建立。《铁路工程卫星定位测量规范》要求以所有独立基线构成控制网进行平差,而《高速铁路工程测量规范》中要求利用构成同步观测环的基线边参加CPI构网平差,以增强CPI控制网的图形强度,两规范中的说法有明显的矛盾。以某铁路CPI控制网为例,对独立基线构网与加入同步观测环的基线边构网进行平差对比分析,结果表明两种方法的平差坐标成果差异不大,均满足工程需要,但平差后精度评定有所差异,加入同步环的基线边构网平差结果精度为独立基线构网的1.4倍,独立基线构网精度评定更为客观真实。     

论时速大于200 km铁路精密工程测量技术

时速大于200km铁路必须具有高精度的几何线性参数,做到高平顺性。因此,必须建立一套与之相适应的精密工程测量体系。2004年,铁道部决定在遂渝线建设无碴轨道综合试验,组织开展无碴轨道铁路工程测量技术的研究,并建立遂渝线无碴轨道综合试验段精密测量控制网。研究提出了我国无碴轨道铁路工程控制测量采用勘测控制网、施工控制网、运营维护控制网的测量体系,时速大于200km铁路轨道采用绝对定位与相对定位测量相结合的铺轨测量定位模式,无碴轨道铁路工程测量平面坐标系统采用边长投影变形值≤10mm/km的工程独立坐标系。确定了我国无碴轨道铁路工程平面控制测量分三级布网的布设原则和无碴轨道铁路工程测量高程控制网的精度等级。     

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。     

施工测量断高调整分析

在工程建设中,因实际功能需要和建设标准的提高,会遇到从有砟道床变更为无砟道床的情况,相对应的原低等级水准网(四等)已经不能满足测量精度要求,只能调整为高等级(二等),有可能产生断高——水准网的同一水准点上出现不同的高程值。本文结合山西中南部铁路通道建设实例,阐述为确保线路高程连续性而调整线路纵坡,对断高进行处理的方法,并给出了计算实例。     

GPS在某铁路跨河水准测量中的应用

利用传统方法进行长距离跨河水准测量时,视线长度易超过规定的限值或仪器所能观测的距离而难以实施。在这种情况下,需要进行特殊的水准测量:利用河流两岸GPS水准点之间的大地高高差及水准测量高差来拟合跨河点之间的正常高高差。结合某铁路工程实例,探讨GPS高程测量代替常规水准测量的基本施测方案和计算方法,通过同岸计算数据及国家水准点闭合数据验证,满足二等水准限差要求。     

山区二等三角高程测量方法的应用研究

研究目的:随着铁路建设标准的提高,无砟轨道铁路及高速铁路高程控制测量要求采用二等水准测量,而我国山区铁路多,地形困难,高差起伏大,用传统的几何水准测量方法不仅测量速度慢,而且精度不高。改进中间法三角高程测量代替山区二等水准测量具有受地形条件限制较小,传递高程迅速,工作效率高等优点,且能保证山区二等三角高程测量的准确性。研究结论:通过研究发现,改进中间法三角高程测量可有效地消除仪器高和棱镜高量取误差以及地球曲率、大气折光对三角高差测量精度的影响;测量精度可达到二等水准测量要求,而且该作业方法操作简单,能提高作业效率,可以推广应用。另外,在观测过程中,部分测量限差(如测回间垂直角指标差、指标差互差)有待今后多做试验来制定出更加合适的技术参数。     

基于智能全站仪精密三角高程测量方法研究

《高速铁路工程测量规范》要求250km／h及以上的铁路和长大隧道、桥梁的高程控制网要达到二等水准测量的精度。铁路经常跨越复杂山区和比较大的河流，常规的水准仪及配套水准尺的测量方法需绕行进行水准测量，增加了外业工作量，测量周期长、效率低。提出了间接量取棱镜高的新方法，对基于智能全站仪精密三角高程测量的原理进行了阐述，并结合工程实例，验证了精密三角高程完全能够替代常规的二等水准测量，从而在保证测量精度的前提下提高作业效率。     

高速铁路精测网建设有关问题的探讨

研究目的:结合京津城际客运专线、京沪高度铁路和哈大客运运专线等精测网建设的实践经验和实际效果,针对《客运专线无碴轨道铁路工程测量暂行规定》中没有规定或者比较模糊的问题,提出观点和看法。研究结果:对于高速铁路精测网的建设,GPS基站网的建立是必要的,便于精测网的复测和维护;对于线路通过区域地面沉降严重且不够均匀的地区,埋设深埋水准点是必要的;对于铁路沿线缺少足够稳定可靠的国家一、二等水准点和基岩点,埋设少量的基岩点也是必要的;成点对布置的基桩控制网CPIII,通过使用具有自动量测功能且测角精度优于1s的全站仪进行观测,采用合适的平差方法,相邻点位精度可以达到1mm,满足铺板要求。     

基于单侧水准测量的CPⅢ三角高程测量方法研究

为提高高速铁路自由设站CPⅢ三角高程测量的精度,可采用加入单侧水准测量的CPⅢ三角高程测量法进行测站的天顶距改正。实测数据显示,改正后的CPⅢ点三角高程与水准高程较差落在[-3 mm,3 mm]之内的占99. 29%,较改正前提高3. 58%;改正后CPⅢ三角高程中误差全部落入[-2 mm,2 mm]之内;改正后相邻CPⅢ点间纵横向高差较差精度得以提高。研究结果表明,单侧水准测量法可以提高CPⅢ三角高程测量的精度,且只需对CPⅢ控制网单侧控制点进行水准测量,在一定程度上提高了CPⅢ控制网的工作效率,具有实用价值。     

测距三角高程法在钱江隧道高程控制网中的应用研究

介绍测量机器人测距三角高程法在钱江隧道高程控制网中(二等水准测量)的应用。先根据收集国家点情况确定高程起算数据,再对测距三角高程法进行技术方案的设计,根据技术方案指导外业生产和内业数据处理及成果精度统计分析,计算出合格的跨河高程测量结果,最后对跨河水准和洞外水准测量误差所引起的高程贯通误差做估算评定。     

渤海海底隧道贯通误差估算及控制网精度设计

研究目的:为了研究渤海海峡海底特长隧道施工控制测量对施工贯通的影响,针对设计方案中最长贯通距离的海底特长隧道进行贯通误差估算分析,并根据贯通误差对施工控制网精度进行设计。研究结论:(1)影响隧道贯通误差有洞外GPS控制测量、洞内导线测量、洞外跨海高程传递和洞内水准测量四个方面,其中洞内导线控制测量和洞外跨海高程传递测量精度对贯通误差影响更为显著;(2)提出了渤海海峡海底最长开挖长度贯通面间的贯通误差限差和洞内外平面、高程控制网精度建议方案;(3)就目前的测量手段、方法和测量精度,对于渤海海峡海底特长隧道的开挖贯通在测量技术上是可行的,贯通误差是可控的;(4)研究成果对渤海海峡铁路通道海底隧道及类似工程施工控制测量的技术方案制定及实施具有参考价值。     

隧道洞内平面控制网形与数据处理方法实验研究

建立地面实验网,用GNSS测量结果作为参考值,对交叉导线网、横控交叉网、菱形交叉网和中间自由测站点对网等网形进行同步实测,对各种网形就距离定权、距离角度方差估计、常规平差与稳健估计、加入不同精度的陀螺方位等进行测试计算,分析不同方法与处理参数对控制网横向贯通误差的影响。为提高隧道洞内平面控制网的贯通精度及可靠性,应尽量减少旁折光的影响,宜采用交叉导线网或中间自由测站的边角交会网形;有条件时应测量高精度的陀螺方位边,采用边角匹配抗差平差方法处理控制网数据。     

城际轨道交通广佛线二等水准网维护重测与精度分析

二等水准网是地铁施工的高程控制基准.地铁工程施工周期长,必须维护和定期重测,以保证地铁施工精度.结合跨城市、跨河水准网测量特点,论述广佛(广州-佛山)地铁二等水准网的维护、重测等重要过程,采用合理的平差方案并对成果进行了分析比较,成果满足地铁车站施工、隧道贯通等对控制网的精度要求.     

铁路隧道高程贯通测量若干问题探讨

相关规范中铁路隧道高程贯通误差限差为50 mm,随着特长隧道越来越多,为研究铁路隧道高程贯通误差限差指标(≤50 mm)对于特长隧道的适宜性问题,以136座隧道实际贯通资料为基础,对实测高程贯通误差进行统计分析,结果表明,原指标亦适用于当前特长隧道(20 km以上)高程贯通误差限差控制要求。基于隧道高程贯通误差与环闭合差理论公式分析,证明当洞内、外高差环闭合差限差满足要求时,隧道高程贯通误差限差亦满足规范要求。对于隧道贯通前后高差闭合差不一致的情况,可采用高差闭合差检查法进行判断;当高差闭合差在限差以内时,应采用线路定测高程,不设断高,并采用所有稳定可靠的线路水准基点为基准进行约束平差,计算隧道控制网点的高程。当隧道施工控制网直接水准高差的闭合差与线路定测水准闭合差超限时,在确认直接水准高差无误后,应采用施工独立高程。以西成高铁大秦岭隧道为例,验证了该方法的可行性。     

特长隧道平面独立控制网布设

在铁路、公路等项目中,经常存在设计控制网精度、密度满足不了长大隧道等大型建筑物施工测量精度要求的情况,需要布设满足施工精度要求的独立控制网。以太兴铁路二青山特长隧道为例,介绍该隧道如何建立独立坐标系,采用固定一点一方位平差的方法来提高控制网精度,满足测量规范精度要求。     

精密水准测量的误差分析及控制方法

水准测量是确定工程地面点高程的方法之一,其误差允许范围及精度受仪器和人的因素影响,不容易控制,且容易出现隐蔽性错误。如果不能及早发现基础资料错误,将导致水准点高程不正确,从而直接影响线路纵断面设计、施工和地表监测。简要介绍精密水准测量中的误差来源、测量过程中的误差控制、误差分析及控制方法。     

基线向量构网方式对线路工程卫星定位控制网精度影响的研究

《铁路工程卫星定位测量规范》中要求工程控制网应由一个或多个独立的观测环构成,而构成的这些观测环又可以分成单基线四边形网和多基线三角形网两种。对比分析四个不同地区不同大小的控制网实例,分别采用这两种构网方式进行平差。计算结果表明,两种方法最终的坐标平差成果相差不大,均可满足铁路工程勘察设计及施工的精度要求,但精度指标有明显的差异。     

高精度GPS跨河水准测量法在钱江隧道高程控制网中的应用

重点介绍了GPS二等跨河水准测量在钱江隧道高程控制网中的应用。从隧道高程控制网的精度要求入手,对GPS跨河水准测量进行技术方案的设计,按照设计要求组织外业生产和数据精度统计,计算出合格的跨河高程测量结果,最后对洞外水准测量误差所引起的高程贯通误差做了估算评定。