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来源：职称驿站所属分类：交通运输论文 发布时间：2012-01-04浏览：22次
摘要：文章对无砟轨道铺设前CPⅢ测量控制网的建立做简单的说明，对类似工程提供参考。
主题词：客运专线论文，无砟轨道论文，CPⅢ，测量论文，控制网
1.1工程简介
中铁二十局六公司承建的石家庄至武汉铁路客运专线SWZQ-2标段，起讫里程为DK618+407.3—DK642+860.96,全长24.453km。铺设CRTSI、CRTSII型板式无砟轨道。轨道的高平顺性是无砟轨道最突出的特点，同时也是350km/h高速铁路建设成败的关键。为了保证轨道的高平顺性，必须建立高精度的CPIII测量控制网。本文就CPⅢ测量控制网的建立做一简要介绍，以资参考。
1.2建立无砟轨道CPⅢ测量控制网的准备工作论文
(1)线下工程沉降和变形评估。无砟轨道对线下基础工程的工后沉降要求非常严格，CPⅢ的控制网测量应待线下工程沉降和变形满足要求，且无砟轨道铺设条件评估通过后进行。
(2)CPⅡ控制网加密。为了高效、准确地建立CPIII基桩网，需要加密CPII网。CPII加密的目的是方便CPIII基桩网的观测，弥补被损毁和无法利用的CPII点。
(3)精测网全面复测。
(4)线下工程平面线位复测。
2CPIII平面控制网测量
2.1CPIII平面控制点布设
2.1.1CPⅢ控制点的元器件：
由于CPⅢ控制网网点间的相对精度高达±1mm，而且CPⅢ控制网的服务期限从轨道粗调开始，到线路竣工时的全线轨道线形竣工测量，以及竣工后线路运营期间的轨道维护，因此CPⅢ控制网的测量标志必须达到以下要求：具有强制对中、能够长期保存、不变形、体积小、结构简单、安装方便、重复安置精度满足同一套测量标志在同一点重复安装的空间位置偏差应该小于±0.5mm，分解到X、Y、Z方向的重复安装偏差三方向应均小于±0.3mm。
2.1.2CPIII控制点的埋设论文
CPⅢ控制点的埋设应兼顾施工及运营维护，埋点应满足以下要求：CPIII控制点布置一般为60m左右一对，且不应大于80m,相邻CPIII控制点应大致等高，布设高度应与轨道面高度保持一致的高度间距。
（1）一般路基地段宜布置在接触网杆基座上，埋设立式基座。浇筑接触网杆基础时连同CPIII点基础一起浇筑，以保证CPIII点的稳定性。
（2）桥梁上一般布置在桥梁固定支座端上方防撞墙顶端，埋设立式基座。
2.1.3CPIII控制点的定位精度要求
CPIII控制点的定位精度要求表（mm）
控制点 可重复性测量精度 相对点位精度
CPIII 自由测站边角交会测量 3 1
2.2CPIII平面控制网观测
CPIII控制网建网前应根据高等级控制点联测需要进行CPII控制网加密，采用CPI约束或CPII同精度插点方式，加密CPII控制网精度必须满足《高速铁路工程测量规范》要求，加密CPII成果应通过评审以后方可使用。
2.2.1仪器要求
全站仪必须满足如下精度要求：
角度测量精度：≤±1″
距离测量精度：≤±1mm+2ppm
使用带马达驱动、自动照准和数据自动记录功能的现代化全站仪，如：徕卡TCA2003、TCRP1201+及天宝全站仪S6、S8等。
2.2.2测量方法
CPⅢ控制网采用自由设站边角交会网的方法测量。自由设站的测量，从每个自由测站，将以12个CPIII点为测量目标，每次测量保证每个点测量3次，测量方法见下图。
CPIII施测时自由设站点距CPIII控制点距离为一般应小于120m左右，最大不超过180m，距高等级已知点最大不超过300m。
每次测量开始前在全站仪初始行中输入起始点信息并填写自由测站记录表，每一站测量至少3组完整的测回。水平角测量的精度应按如下要求进行：
（1）标称精度为一测回方向观测的中误差±0.5″、测距中误差±（1mm+1ppm）的全站仪，用于CPⅢ控制网自由测站观测的测回数不少于2测回；标称精度为一测回方向观测的中误差±1″、测距中误差±（1mm+2ppm）的全站仪，用于CPⅢ控制网自由测站观测的测回数不少于3测回。
（2）方向观测各项限差根据《精密工程测量规范》（GB/T15314-1994）的要求不应超过下表的规定，观测最后结果按等权进行测站平差。
方向测量法水平角测量精度表
仪器等级 测回数 半测回归零差 一测回内2C值互差 同一方向值各测回互差
DJ0.5 2 6" 9" 6"
DJ1 3 6" 9" 6"
（3）观测时边长必须进行温度、气压改正，温度量测精度应为0.5℃，气压量测精度应为5hpa。
（4）距离的观测应与水平角观测同步进行，并由全站仪自动进行。
（5）CPⅢ平面网应附合于CPⅠ、CPⅡ控制点上，每600m左右（400～800m）应联测一个CPⅠ或CPⅡ控制点，自由测站至CPⅠ、CPⅡ控制点的距离不宜大于300m。当CPⅡ点位密度和位置不满足CPⅢ联测要求时，应按同精度扩展方式增设CPⅡ控制点。与上一级CPI、CPII控制点联测时，应通过2个或3个线路上的自由测站进行联测，见下图。
2.2.3为了使相邻重合测段能够满足CPIII控制网的测量高均匀性和高精确度，每个重合测段至少重复观测6对CPIII点（约300米）进行平差，每个测段一般为4～8km，最短不宜小于3km。
2.2.4每一CPIII平差测段首尾必须封闭，且保证每个CPIII点被相邻自由设站点观测三次。
2.3CPIII平面控制网数据处理
2.3.1在自由设站CPIII测量中，采用能使全站仪自动照准、观测、记录的数据采集专用软件。外业数据存储之前，必须对观测数据的质量进行检核。
2.3.2CPIII平面控制网平差应采用铁道部评审通过的CPIII专用平差软件，并进行CPIII网平差精度检核。CPIII控制网精度指标如下：
（1）CPⅢ平面网的主要技术指标
CPⅢ平面网的主要技术指标
控制网名称 测量方法 方向观测中误差 距离观测中误差 相邻点的相对点位中误差 同精度复测坐标较差
CPⅢ平面网 自由测站边角交会 ±1.8″ ±1.0mm ±1mm ±3mm
（2）CPⅢ平面网距离观测技术要求
CPⅢ平面网距离观测技术要求
控制网名称 测回 半测回距离较差 测回间距离较差
CPⅢ平面网 3 ±1mm ±1mm
（3）CPⅢ平面网观测相邻测站间与任意一对CPIII控制点组成的闭合环的闭合差，应满足下表规定。
CPⅢ平面网环的闭合差限差
控制网名称 闭合差
CPⅢ平面网 1/4000
（4）CPⅢ平面控制网无约束平差精度，应满足下表的规定。
CPⅢ平面网无约束平差主要技术要求
控制网名称 方向改正数 距离改正数
CPⅢ平面网 ±3.0" ±2mm
（5）CPⅢ平面控制网约束平差后的精度，应满足下表的规定。
CPⅢ平面网约束平差后的主要技术要求
控制网名称 与CPⅠ、CPⅡ联测 与CPⅢ联测 点位中误差
方向改正数 距离改正数 方向改正数 距离改正数
CPⅢ平面网 4.0″ 4mm 3.0″ 2mm 2mm
2.3.3测段之间衔接时，前后测段独立平差重迭点坐标差值应满足≤±3mm。满足该条件后，后一测段CPⅢ网平差，应采用本测段联测的CPⅠ、CPⅡ控制点及重叠段前测段CPⅢ点坐标成果（不少于连续的2对CPIII点）进行固定约束平差。
3CPIII高程控制网测量
3.1CPIII高程控制点布设
CPIII高程控制点与平面控制点共桩，在进行棱镜中心高程水准测量时，只需直接把水准测量轴插入套筒内即可测量。通过减去水准轴球形半径差值即可方便的获得球型棱镜中心所代表的测量点的精确高程。每一测段应至少与3个二等水准点进行联测，形成检核。测量方式可采取下面方式：
CPⅢ点与CPⅢ点之间的水准路线，宜采用下图所示的水准路线形式进行。这样的水准路线，可保证每相邻的四个CPⅢ点之间都构成一个闭合环。
3.2CPIII高程控制网观测
CPIII控制点高程测量起闭于二等水准基点。CPIII高程控制水准测量应按《高速铁路工程测量规范》有关精密水准测量要求施测。
3.2.1CPⅢ高程控制点精度要求
精密水准测量采用满足精度要求的电子水准仪（电子水准仪每千米水准测量高差中误差为±0.3mm），配套铟瓦尺。使用仪器设备必须在鉴定有效期内。
（1）精密水准测量精度要求
精密水准测量精度要求表（mm）
水准测量等级 每千米水准测量偶然中误差M△ 每千米水准测量全中误差MW 限差
相邻CPIII点对环闭合差 往返测不符值 附合路线或环线闭合差 左右路线高差不符值
精密水准 ≤2.0 ≤4.0 ±1 8√L 8√L 4√L
注：表中L为往返测段、附合或环线的水准路线长度，单位为km。
（2）精密水准测量的主要技术标准要求
精密水准测量的主要技术标准
等级 每千米高差全中误差（mm） 路线长度（km） 水准仪等级 水准尺 观测次数 往返较差或闭合差（mm）
与已知点联测 附合或环线
精密水准 4 2 DS1 铟瓦 往返 往返 8√L
注：①结点之间或结点与高级点之间，其路线长度不应大于表中规定的0.7倍。
②L为往返测段、附合或环线的水准路线长度，单位为km。
（3）精密水准观测应符合以下要求
精密水准观测主要技术要求
等级 水准尺类型 水准仪等级 视距（m） 前后视距差（m） 测段的前后视距累积差（m） 视线高度（m）
精密水准 铟瓦 DS1 ≤60 ≤2.0 ≤4.0 下丝读数≥0.3
DS05 ≤65
注：DS05表示每千米水准测量高差中误差为±0.5mm。
（4）测站观测限差
测站观测限差可按下表执行。
单位：mm
等级 上下丝读数平均值与中丝读数的差 基辅分划读数的差 基辅分划所测高差的差 检测间歇点高差的差
精密 1.5 0.5 0.7 1.0
3.2.2精密水准观测
水准测量所使用的仪器及水准尺，应符合下列规定：
A水准仪视准轴与水准管轴的夹角，DS1级不应超过15″；
B水准尺上的米间隔平均长与名义长之差不应超过0.15mm；
C观测读数和记录的数字取位：使用DS05或DS1级仪器应读记至0.05mm或0.1mm，使用数字水准仪应读记至0.01mm。
3.2.3每个水准环四个高差应进行独立观测，即每观测一个高差应重新变换仪器位置或高度。
3.3CPⅢ控制点高程数据处理
在数据存储之前，必须对观测数据作各项限差检验。检验不合格时，对不合格测段整体重测至合格为止。水准测量作业结束后，每条水准路线应按测段往返测高差不符值计算偶然中误差MΔ；当水准网的环数超过20个时，还应按环线闭合差计算Mw。MΔ和Mw应符合表《高速铁路工程测量规范》中精密水准测量精度的要求，否则应对较大闭合差的路线进行重测。MΔ和Mw应按下列公式计算：
MΔ=)[ΔΔ/L]
MW=(1/N)[WW/L]
式中：△——测段往返高差不符值（mm）；
L——测段长（km）；
n——测段数；
W——经过各项修正后的水准环线闭合差（mm）；
N——水准环数。
CPⅢ控制点高程测量应严密平差，平差计算取位按下表中精密水准测量的规定执行。
精密水准测量计算取位
等级 往（返）测距离总和（km） 往（返）测距离中数（km） 各测站高差（mm） 往（返）测高差总和（mm） 往（返）测高差中数（mm） 高程（mm）
精密水准 0.01 0.1 0.01 0.01 0.1 0.1
4、结束语
在工作中应注意以下几个方面：
(1)CPIII控制网的维护。由于CPⅢ网布设于桥梁上或由于线下工程的稳定性等原因的影响，为确保CPⅢ点的准确性，在使用CPⅢ点进行后续轨道铺设测量时，应定期与周围其它点进行校核，特别是要与地面上布设的稳定的CPI、CPII点进行校核，以便及时发现和处理问题。控制网的建设是一项系统性、持续性强的工作，需要在施工期间进行定期维护、复测。
(2)CPIII测量精度要求高。其测量方法与传统的测量方法不同，全站仪测距过程中必须要进行温度、气压等气象元素改正。在一般的气象条件下，在1km的距离上，温度变化1度所产生的测距误差为0.95mm，气压变化1mmHg所产生的测距误差为0.37mm，湿度变化1mmHg所产生的测距误差为0.05mm。因此、外业数据采集过程中必须高度重视温度、气压改正。测定气温使用测量专用通风干湿温度计，测定气压采用空盒气压表。
(3)已破坏CPIII控制桩恢复问题。对已破坏的CPIII控制点，重新埋设控制桩后，应采用周围至少4对（8个）CPIII控制点作为约束点进行同精度扩展方式加密，恢复已破坏的CPIII控制桩，以满足无砟轨道铺轨要求。
参考文献：
《高速铁路工程测量规范》（TB10601--2009）；
《国家一、二等水准测量规范》GB/T12897-2006；
《工程测量规范》（GB50026-93）；
《精密工程测量规范》（GB/T15314-1994）。
《交通运输论文：浅谈客运专线无砟轨道CPⅢ测量技术》
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文章名称： 交通运输论文：浅谈客运专线无砟轨道CPⅢ测量技术
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