高速铁路运营阶段CPⅢ复测方法研究与应用EI北大核心

研究目的:CPⅢ轨道控制网是高速铁路运营维护阶段轨道系统静态检查的控制基准,需要定期进行必要的复测,且复测工作仅能在夜间4h天窗维修时间内进行。现行规范中CPⅢ网的复测方法需要全线复测且必须联测上一级控制点进行分区段测量等特点导致存在复测工作量大、效率低下等问题。发展一种适用于运营维护阶段CPⅢ网复测的新方法并制定合理的点位稳定性判定标准具有非常重要的意义。研究结论:(1)模拟计算确定CPⅢ网复测的横向和纵向弦长较差限差的建议值分别为1 mm和2 mm,并据此进行了复测点位稳定性判定的试验验证。判定方法为:当相邻CPⅢ点间不满足不大于1 mm的横向弦长较差限差时,则至少有一点的稳定性欠佳,为进一步判别,需结合这两点与相邻点间的纵向弦长较差是否大于2 mm来确定。(2)采用横向和纵向弦长较差的相对变化进行点位稳定性判定与现行规范中的复测方法结论一致,证明该方法是可行的,研究成果对CPⅢ网的复测及相关测量规范的制定和完善有参考价值。     

高速铁路运营阶段CPⅢ复测方法研究与应用

研究目的:CPⅢ轨道控制网是高速铁路运营维护阶段轨道系统静态检查的控制基准,需要定期进行必要的复测,且复测工作仅能在夜间4h天窗维修时间内进行.现行规范中CPⅢ网的复测方法需要全线复测且必须联测上一级控制点进行分区段测量等特点导致存在复测工作量大、效率低下等问题.发展一种适用于运营维护阶段CPⅢ网复测的新方法并制定合理的点位稳定性判定标准具有非常重要的意义.研究结论:(1)模拟计算确定CPⅢ网复测的横向和纵向弦长较差限差的建议值分别为1 mm和2 mm,并据此进行了复测点位稳定性判定的试验验证.判定方法为:当相邻CPIII点间不满足不大于1 mm的横向弦长较差限差时,则至少有一点的稳定性欠佳,为进一步判别,需结合这两点与相邻点间的纵向弦长较差是否大于2 mm来确定.(2)采用横向和纵向弦长较差的相对变化进行点位稳定性判定与现行规范中的复测方法结论一致,证明该方法是可行的,研究成果对CPⅢ网的复测及相关测量规范的制定和完善有参考价值.     

高铁CPⅢ复测高程和相邻点高差较差限差的确定

研究目的:CPⅢ高程网对保证高速铁路无砟轨道高程方向上的静态平顺度具有至关重要的作用。为了确保其测量结果的可靠性,常需进行复测,而目前高铁CPⅢ复测高程和相邻点的高差较差限差一般是基于大量的统计数据给出的,并非经过严密的理论推导。因此,研究CPⅢ复测高程和相邻点高差较差的严密估算原理,对保证在建高铁CPⅢ高程网的建网、复测成果的可靠性具有重要的意义。研究结论:按间接平差原理推导了CPⅢ高程网复测高程和相邻点高差较差限差的严密估算模型。并依据该模型,对按德国中视法和中国矩形法施测的CPⅢ高程模拟网进行了仿真计算,其结果与现有高速铁路工程测量规范关于CPⅢ高程网复测高程和相邻点高差较差限差的规定相吻合,为高速铁路工程测量规范有关CPⅢ高程网复测高程和相邻点高差较差限差的规定提供了理论支撑。     

高速铁路CPⅢ平面网复测稳定性判定标准的探讨

基于CPⅢ平面网独有的构网特点,利用参数平差法和协方差传播律,给出CPⅢ平面网复测稳定性判定标准及其严密的计算式,并在此基础上模拟CPⅢ平面网观测数据予以分析,据此确定CPⅢ平面网复测与原测成果的X、Y坐标较差≤±4 mm,且相邻点的复测与原测坐标增量ΔX、ΔY较差≤±2.5 mm。从理论上严密给出高速铁路CPⅢ平面网复测稳定性判定标准,希望能为正在修订的高速铁路工程测量规范所采纳。     

高铁运维阶段CPⅢ平面网复测方法研究与应用

CPⅢ轨道控制网是高铁运维阶段轨道系统静态检查的控制基准,需要定期进行必要的复测,且复测工作仅能在夜间4 h天窗维修时间内进行。为此,提出了通过对相邻CPⅢ点位之间组成的纵横向弦长的变化进行CPⅢ网复测的新方法,推导出了纵横向弦长较差及其限差的计算模型,通过模拟计算确定了CPⅢ网复测的横向和纵向弦长较差限差的建议值分别为±1 mm和±2 mm,并据此进行了复测点位稳定性判定的试验验证。理论分析和试验结果表明,该方法是正确可行的,研究成果对CPⅢ网的复测及相关测量规范的制定和完善有参考价值。     

高速铁路普通桥梁段轨道控制网受温度影响的变化研究

日照温度场会使桥梁墩柱产生各个方向的位移,墩柱的位移又会通过支座传递到梁体,从而影响到布设于梁体上的轨道控制网(CPⅢ)的稳定性。合福高铁是我国首条设计时速350 km穿越山区的高速铁路,有多座桥梁相邻墩柱高差较大。在项目建设过程中,发现有部分桥梁段的CPⅢ在各次复测中坐标差异明显,超过了规范中规定的3 mm的复测较差限差。因此有必要监测在温度变化影响下CPⅢ的坐标变化,分析其特点与规律,给出此类情况下CPⅢ成果更新的指导性建议,服务于后续高铁建设及运营维护。     

运营期高铁精测网“逆向”复测及其数据处理新技术研究

针对当前运营期高铁精测网复测及其数据处理分析过程中存在的问题,提出一种“逆向”复测方法。所谓“逆向”复测方法,就是先进行CPⅢ平面和高程网的复测,且在CPⅢ平面网复测时同步联测线上CPⅡ点,在CPⅢ高程网复测时同步联测线上水准点,该方法可以省略线上CPⅡ网和水准网的复测环节;然后以复测过的线上CPⅡ点和水准点的复测结果,对CPⅠ和CPⅡ的GNSS联合网以及线上和线下的高程联合网进行复测与约束平差,以达到对线下CPⅠ网和线路水准基点网进行复测的目的。该方法已经在国铁集团广州局的多条运营期高速铁路精测网复测中成功应用,具有精度高、CPⅢ网复测成果与原测成果吻合度好和复测效率高等技术优势。     

铁路隧道洞内CPⅡ导线测量与复测精度指标合理性探讨

在铁路隧道洞内精密平面控制网CPⅡ建立、复测过程中,因规范规定的往返观测平距较差限值、导线复测水平角较差限差及边长较差限差指标过严,致使规范不能严格有效执行。以某线3座新建隧道工程的洞内CPⅡ控制网建立与复测为基础,对实测数据进行较差统计,对规范中现行测量限差匹配合理性进行分析,提出更加合理可行、安全可靠的限差指标建议,达到既能保证控制网测量质量,又减轻施测单位测量工作量的目的,供将来规范修订时参考。     

运营高铁CPⅡ复测成果异常分析及修正方法研究

为了解决运营高速铁路线上CPⅡ复测成果异常问题,研究了一种CPⅡ复测成果异常点和异常区段修正方法,此方法中,定义线上CPⅡ异常点和异常区段的限制条件,将本期复测成果与上期复测成果做较差对比,从而发现异常点或异常区段,再采用同精度内插的方式更新异常点或区段,可有效修复线上CPⅡ异常成果,实际修复精度达到毫米级别.最后,结...     

高速铁路线上加密CPⅡ和CPⅢ网复测方法优化探讨

精测网复测是高速铁路运营维护阶段的一项重要工作内容,结合运营期高速铁路精测网复测的内容、周期与特点,分析目前制约高速铁路加密CPⅡ与CPⅢ复测效率的因素,针对加密CPⅡ与CPⅢ复测不能同步这个问题,发明一种新型棱镜连接卡,并通过实验验证其同心精度优于1 mm,其有效解决了加密CPⅡ与CPⅢ观测不能同步的问题,提高了高速铁路运营期天窗的利用率,通过工程实践进一步验证这种新型棱镜连接卡的精度,对全国高速铁路运营期精测网复测具有借鉴意义。     

基于多限差的高铁CPI控制网复测稳定性分析新方法研究

以新建成都至重庆铁路客运专线复测数据为基础,介绍现有客运专线基础控制网CPI平面网复测平差和现有双限差方法进行CPI控制网复测点位稳定性分析的原理。在此基础上,提出多限差方法进行CPI控制网复测的点位稳定性分析新方法,可探测出CPI复测网中不稳定的CPI控制点。最后,对双限差和多限差两种方法得到的稳定性评价结果进行对比分析,发现新方法可探测出双限差法无法发现的不稳定点,研究结果对CPI控制网复测数据处理具有指导价值。     

高速铁路运营期线上平面控制网复测方法探讨

高速铁路建成通车后,在运营初期需要进行精测网复测,常规的复测方法为CPⅡ和CPⅢ两级控制网分别独立测量,作业效率较低。为解决这一问题,研制出一种新型的GPS天线-精密棱镜连接装置,可确保GPS相位中心与棱镜中心投影位置一致,解决了CPⅡ控制网和CPⅢ控制网不能同步观测的问题。在不同角度、不同距离的条件下进行了多组合的实测模拟,结果表明,该装置的同心精度优于0.5 mm,满足线上精测网复测的要求,可提高线上测量作业效率。     

高速铁路运营期间CPⅢ平面网复测方法优化探讨

为满足高速铁路线路运营维护的需要,提高CPⅢ网复测作业效率,结合运营期间CPⅢ平面网复测特点,提出了平面网复测的优化方法—"固定2C半盘位测量法",并对该方法的测量精度进行了初步分析。结合某高速铁路运营期CPⅢ平面网复测数据,采用"固定2C半盘位测量法"进行平差文件计算和CPⅢ网平差处理,并与常规全盘位测量数据计算结果进行对比分析,进一步验证了该方法在运营期间CPⅢ平面网复测中的可行性。     

基于IGS的大范围区域工程控制网建网方法研究

为了研究大范围区域工程控制网的建网方法和整网平差方案,利用IGS站之间重复基线的传递功能,基于东北区域多个高速铁路的框架控制网(CP0)构建区域网,在验证IGS长基线的可靠性后,对该区域控制网进行无约束和约束平差计算。研究表明,利用不同坐标系的起算值,分别整网平差计算得到该区域网所有CP0测点CGCS2000坐标、1980西安坐标和1954北京坐标的成果,与原成果进行比较,坐标较差均在0.005～0.035 m之间;利用同名点的不同坐标系的成果,通过四参数模型求解坐标转换参数,利用该参数计算CP0测点的坐标与已知坐标进行对比以验证转换精度,点位偏差总体在0.01～0.10 m之间。研究结果表明,采用该方法的精度指标均满足高铁测量规范。通过东北区域网求解的转换参数,可服务于项目所在地的用地规划、国土测绘资料的衔接,并为后续开展的其他铁路坐标转换工作提供便利。     

基于GPS的高铁CPⅡ平面控制网复测技术研究

结合工程实例,介绍基于GPS的高铁CPⅡ平面控制网复测技术。     

客运专线无砟轨道平面控制网分级平差与整体平差的差异分析

客运专线无砟轨道的平面控制网分三级布设，数据处理在施工阶段是采用固定起算数据的分级平差，而后期复测阶段则可采用整体平差。为解决复测数据与施工数据的衔接问题，以最小二乘分解法建立数学模型，推导CPⅡ和CPⅢ网分级平差与整体平差的成果差异。理论分析结果表明，二者之间存在的系统性差异对CPⅡ导线影响显著。该研究可为客运专线的后期复测提供参考。     

南京大胜关长江大桥CPⅢ点位随温度变化的模型研究

以京沪高铁南京大胜关长江大桥CPⅢ高精密测量为工程背景,经过坐标变换后计算得出各个点位的膨胀值,利用概率与统计理论分析处理,得到可用于建模的点对数据(ΔS,ΔT)。根据一定的假设条件,建立了测量点位的位移随环境温度变化的线性回归模型,从而得出大桥CPⅢ位置POS与温度T之间的关系。利用该模型修正并评价测量数据,结果表明其较差完全符合要求,区间预测模型可用。并编程实现了CPⅢ点位位置随环境温度变化的自动化预测,能够方便地为大桥的变形观测、定期复测和实际胀缩效果分析提供一定的参考。     

高速铁路大跨度斜拉桥主梁CPⅢ点实时高程预测模型算法研究——以昌赣高铁赣江特大桥为例

大跨度斜拉桥梁体受到多种环境因素的影响会发生变形，进而导致桥面CPⅢ控制点的成果具有多值性，昌赣高铁赣江特大桥主跨长300 m,采用常规的技术方法在如此大跨度斜拉桥上铺设无砟轨道难度较大。通过实测桥面CPⅢ点位高程、大气温度、梁体温度和桥塔位移变形，建立以上几种参数之间的关系模型，通过模型计算各个CPⅢ点在不同温度条件和桥塔偏移量下的变化量，并验证模型计算结果和实测结果较差小于规范要求的3 mm限差，进而采用模型计算的高程数据进行自由设站，设站精度均不大于规范要求的0.7 mm限差，说明本研究模型计算的CPⅢ点高程能够在实际工程应用中使用并满足规范的精度要求。     

高速铁路线路水准基点测量有关问题的探讨

对线路水准基点建网方案设计进行研究,通过相关分析得出:在平均海拔700 m以上地区,正常水准面不平行改正量的影响较为显著,高差数据应进行相应改正,有利于国家水准点的闭合;在山区建网,应按隧道长度设置高差往返测量较差的限差,并采用隧道长度分配国家点间闭合差,可解决水准线路绕行造成的精度损失;采用环形方式联测国家水准点,可提高联测精度,利于水准点间的检核;在跨河区段,绕行长度在10 km以内能保证相邻水准点间的精度,超过10 km宜优先选择跨河水准测量方式;在线路水准基点复测时,应提高点位稳定性判定标准。     

CPⅢ点位变化对轨道线形的影响

为了更好地解决高速铁路运营监测中重点监测段落划分及沉降监测等问题,以本次复测和竣工复测的CPⅢ实测数据为基础,通过轨道监测软件分析CPⅢ点位横向、垂向变化对轨道线形的影响,沉降量最大值为-44. 0 mm与工务段提供的重点沉降监测数据一致;经过对不同段落的对比分析,分析结果与实测数据吻合性较高,验证了方法的可靠性,较好地解决了重点段监测划分及沉降监测问题。