高速铁路-轨道控制网CPIII测量课件.ppt
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- 高速铁路 轨道 控制 CPIII 测量 课件
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1、 轨道控制网轨道控制网CP测量测量 目目 录录1、概述2、CP作业前准备工作 3、CP平面控制测量 4、CP高程控制测量 5、控制网维护与复测6、CP施测注意事项 精密测量是建设高质量客运专线最重精密测量是建设高质量客运专线最重要、最基本的条件之一。必须严格按照要、最基本的条件之一。必须严格按照相关规定,适时建立相关规定,适时建立“四网合一四网合一”的控的控制测量网络。制测量网络。1 1 概述概述 客运专线精密工程平面控制网宜按分级布客运专线精密工程平面控制网宜按分级布网的原则布设,分别为框架平面控制网网的原则布设,分别为框架平面控制网(CP0CP0)、基础平面控制网()、基础平面控制网(CP
2、CP)、线路平)、线路平面控制网(面控制网(CPCP)、轨道控制网()、轨道控制网(CPCP)。)。 1 1 概述概述 CPCP控制关键技术主要为:控制关键技术主要为:l CPCP测量标志测量标志 l CPCP测量仪器设备性能测量仪器设备性能l 影响外部环境对影响外部环境对CPCP施测的控制施测的控制1 1 概述概述 CPCP控制网的测量标志必须达到以下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、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、不变形、体积小、结构简单、安装方便、价格适中、重复安置精度高,同一套测价格适中、重复安置精度高,同一套测量标志在
3、同一点重复安装及不同套测量量标志在同一点重复安装及不同套测量标志在同一点重复安装的空间位置偏差标志在同一点重复安装的空间位置偏差均应小于均应小于0.5mm0.5mm。CPCP测量标志测量标志CPCP测量标志测量标志CPCP标志标志重复性安装误差重复性安装误差 互换性安装误差互换性安装误差 X X0.4mm 0.4mm 0.4mm 0.4mm Y Y 0.4mm 0.4mm 0.4mm 0.4mm H H 0.2mm 0.2mm 0.2mm 0.2mm CPCP棱镜组件安装精度要求棱镜组件安装精度要求CPCP测量标志测量标志德国德国SinningSinning公司的公司的CPCP目标组目标组CP
4、CP测量标志测量标志石太线太行山隧道洞内石太线太行山隧道洞内CPCPCPCP测量标志测量标志江西某厂家仿制实践证明此种CP目标组重复精度极差无法满足施工要求CPCP测量标志测量标志郑西线CP标志及棱镜CPCP测量标志测量标志福厦线、达成线隧道CPCPCP测量标志测量标志福厦线黄晶岭隧道CP武广线CP预埋件武广线CP平面标志武广线CP高程标志CPCP测量标志测量标志广深港立式预埋件广深港球形棱镜广深港横插式标志CPCP测量标志测量标志每个每个CP CP 点埋设立式基座或横插基座轴套,球棱镜点埋设立式基座或横插基座轴套,球棱镜仅测量时安放使用,两种基座接触面均嵌有磁性材仅测量时安放使用,两种基座接
5、触面均嵌有磁性材料,有一定吸附力,在进行高程水准测量时,只需料,有一定吸附力,在进行高程水准测量时,只需在球棱镜球壳表面立尺即可进行测量,测量后的高在球棱镜球壳表面立尺即可进行测量,测量后的高程减去球棱镜的半径长度就是程减去球棱镜的半径长度就是CP CP 目标点测量中心目标点测量中心的高程。的高程。精密三维测量标志实物精密三维测量标志实物安装筒安装到防撞墙安装筒安装到防撞墙桥梁、隧道段桥梁、隧道段CPCP标志标志路基段路基段CPCP标志标志CPCP平面观测标志平面观测标志平面数据采集时平面数据采集时CPCP标志标志水准测量杆安装后实物照片水准测量杆安装后实物照片水准尺在水准测量杆上立尺水准尺在
6、水准测量杆上立尺CPCP测量使用的全站仪必须满足以下要求:测量使用的全站仪必须满足以下要求:角度测量精度:角度测量精度: 1 1距离测量精度:距离测量精度: 1mm +2ppm 1mm +2ppm带马达驱动、自动照准和数据自动记录功能带马达驱动、自动照准和数据自动记录功能的现代化全站仪,如:的现代化全站仪,如:Leica Leica (徕卡)系(徕卡)系列的:列的: TCA2003TCA2003、TCA1201TCA1201及天宝全站仪及天宝全站仪TRIMBLE S6TRIMBLE S6、S8S8等;等; CPCP测量仪器设备性能测量仪器设备性能CPCP测量仪器设备性能测量仪器设备性能Leic
7、a Leica TCA2003TCA2003Trimble Trimble S6S6CPCP测量仪器设备性能测量仪器设备性能Leica Leica TCA1201TCA1201SOKKIASOKKIANET05NET05CPCP测量仪器设备性能测量仪器设备性能CPCP测量使用的棱镜必须满足以下要求:测量使用的棱镜必须满足以下要求:加工精度高加工精度高棱镜相位中心稳定棱镜相位中心稳定棱镜越小,越有利于棱镜越小,越有利于CPCP观测观测 CPCP测量仪器设备性能测量仪器设备性能CPCP控制网平面观测数据采集应在夜间控制网平面观测数据采集应在夜间开展。因全站仪采用开展。因全站仪采用ATRATR自动照
8、准、对自动照准、对中受光源干扰较大,应尽量减少光源中受光源干扰较大,应尽量减少光源对观测质量的影响。在无光源的漆黑对观测质量的影响。在无光源的漆黑环境,环境,ATRATR自动照准精度最高。自动照准精度最高。影响外部环境对影响外部环境对CPCP施测的控制施测的控制CPCP控制网平面观测数据采集空气中应控制网平面观测数据采集空气中应无明显灰尘,特别是人能明显感觉到无明显灰尘,特别是人能明显感觉到灰尘的存在,呼吸不舒服时,不能开灰尘的存在,呼吸不舒服时,不能开展展CPCP平面观测作业。平面观测作业。影响外部环境对影响外部环境对CPCP施测的控制施测的控制CPCP控制网平面观测数据采集时周围应无震控制
9、网平面观测数据采集时周围应无震动,特别时机械作业、车辆通行等动,特别时机械作业、车辆通行等影响外部环境对影响外部环境对CPCP施测的控制施测的控制观测视线受物体影响,即观测视线距物体太观测视线受物体影响,即观测视线距物体太近,方向观测值会受大气折光差影响太大,近,方向观测值会受大气折光差影响太大,特别时接触网杆、配电箱、台车等特别时接触网杆、配电箱、台车等 无砟轨道对线下基础工程的工后沉降要求非无砟轨道对线下基础工程的工后沉降要求非常严格,常严格,CPCP的控制网测量应待线下工程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件评
10、估通过后进行。2 2、CPCP作业前准备工作作业前准备工作线下工程沉降和变形评估线下工程沉降和变形评估 按照按照客运专线铁路无砟轨道铺设条件评估客运专线铁路无砟轨道铺设条件评估技术指南技术指南(铁建设(铁建设【158158号号】)要求,路)要求,路基地段沉降观测为基地段沉降观测为6 6个月,桥梁地段沉降观个月,桥梁地段沉降观测期为测期为6 6个月、基岩墩或地质条件好桥梁为个月、基岩墩或地质条件好桥梁为2 2个月,隧道地段沉降观测期为个月,隧道地段沉降观测期为3 3个月。个月。2 2、CPCP作业前准备工作作业前准备工作线下工程沉降和变形评估线下工程沉降和变形评估 按照按照时速时速200200公
11、里及以上铁路工程基桩控公里及以上铁路工程基桩控制网(制网(CPCP)测量管理办法)测量管理办法(铁建设(铁建设【20082008】8080号)要求,号)要求,“CPCP测量前,应测量前,应对对CPCP、CPCP和高程控制网进行一次复测,和高程控制网进行一次复测,编写复测报告,并进行评估。编写复测报告,并进行评估。”2 2、CPCP作业前准备工作作业前准备工作CPCP、CPCP、二等水准控制网复测、二等水准控制网复测 采用采用GPSGPS复测复测CPCP、CPCP控制点,复测与原控制点,复测与原测成果坐标较差分别满足测成果坐标较差分别满足20mm20mm,15mm15mm要求,同时复测与原测相邻
12、点间约束平差要求,同时复测与原测相邻点间约束平差后三维或二维坐标差之差的相对精度还应后三维或二维坐标差之差的相对精度还应满足:满足: 2 2、CPCP作业前准备工作作业前准备工作CPCP、CPCP、二等水准控制网复测、二等水准控制网复测 2 2、CPCP作业前准备工作作业前准备工作CPCP、CPCP、二等水准控制网复测、二等水准控制网复测控制网等级相邻点间坐标差之差的相对精度限差 CP1/130 000 CP1/80 000 2 2、CPCP作业前准备工作作业前准备工作CPCP、CPCP、二等水准控制网复测、二等水准控制网复测 Xij=(Xj Xi)复 (Xj Xi)原 Yij=(Yj Yi)
13、复 (Yj Yi)原 Zij=(Zj Zi)复 (Zj Zi)原 sZYX2ij2ij2ijsdssZYX2ij2ij2ijsds 采用导线复测采用导线复测CPCP控制点,满足相控制点,满足相应等级规定后,应进行水平角、边长应等级规定后,应进行水平角、边长和平面点位较差的分析比较,较差应和平面点位较差的分析比较,较差应符合下表规定:符合下表规定:2 2、CPCP作业前准备工作作业前准备工作CPCP、CPCP、二等水准控制网复测、二等水准控制网复测 2 2、CPCP作业前准备工作作业前准备工作CPCP、CPCP、二等水准控制网复测、二等水准控制网复测控制网等级附合长度(km)水平角较差限差()边
14、长较差限差(mm)平面点位较差限差(mm)CP三等53.6 2 mD15洞内CP 隧道 二等2.6 2 mD15二等水准复测应相邻测段高差应满足二等水准复测应相邻测段高差应满足 mm2 2、CPCP作业前准备工作作业前准备工作CPCP、CPCP、二等水准控制网复测、二等水准控制网复测L6 根据复测评估报告,对于点位的位置和根据复测评估报告,对于点位的位置和密度不能满足密度不能满足CPCP测量要求的平面、测量要求的平面、高程控制点,按插点或插网方法进行高程控制点,按插点或插网方法进行同精度加密。同精度加密。2 2、CPCP作业前准备工作作业前准备工作CPCP、CPCP、二等水准控制点加密、二等水
15、准控制点加密 在隧道贯通后应进行隧道洞内在隧道贯通后应进行隧道洞内CPCP控制控制网和二等水准高程的贯通测量。网和二等水准高程的贯通测量。2 2、CPCP作业前准备工作作业前准备工作隧道贯通后隧道洞内平面、高程约束点布设隧道贯通后隧道洞内平面、高程约束点布设2 2、CPCP作业前准备工作作业前准备工作nnn3.63.62.0控制网级别附合长度(km)边长(m)测距中误差(mm)测角中误差()相邻点位坐标中误差(mm)导线全长相对闭合差限差方位角闭合差限差()对应导线等级备注CPL230060031.87.5 1/55 000三等单导线CP2L730060031.87.5 1/55 000 三等
16、导线环CPL730060031.351/100 000隧道二等导线环 CPCP控制点距离布置一般为控制点距离布置一般为505070m70m左右一左右一对,对,CPCP控制点布设高度应与轨道面高度控制点布设高度应与轨道面高度保持一致的高度间距,一般比轨道面高保持一致的高度间距,一般比轨道面高30cm30cm左右。且应设置在稳固、可靠、不宜左右。且应设置在稳固、可靠、不宜破坏和便于测量的地方,控制点标识要清破坏和便于测量的地方,控制点标识要清晰、齐全,便于准确识别和使用。晰、齐全,便于准确识别和使用。3 3、CPCP平面控制测量平面控制测量CPCP控制点布设控制点布设3 3、CPCP平面控制测量平
17、面控制测量l一般路基地段一般路基地段CPCP宜布置在接触网杆上,也可以设置在专宜布置在接触网杆上,也可以设置在专门的混泥土立柱上,如下图所示门的混泥土立柱上,如下图所示3 3、CPCP平面控制测量平面控制测量l桥梁上一般布设在桥梁固定支座端上方防护墙上桥梁上一般布设在桥梁固定支座端上方防护墙上3 3、CPCP平面控制测量平面控制测量l桥梁上一般布设在桥梁固定支座端上方防护墙上桥梁上一般布设在桥梁固定支座端上方防护墙上一般结构桥梁一般结构桥梁CPCP必须根据梁长布设在固定必须根据梁长布设在固定支座段,对于支座段,对于80m80m以上大跨度连续梁应进行专以上大跨度连续梁应进行专项设计,一般仍按项设
18、计,一般仍按60m60m左右布设,应用左右布设,应用CPCP成成果时加强检测或重新加密。果时加强检测或重新加密。3 3、CPCP平面控制测量平面控制测量隧道地段一般布置在电缆槽顶面以上隧道地段一般布置在电缆槽顶面以上30305050厘米的边墙内衬上或靠轨道测电缆槽顶面。厘米的边墙内衬上或靠轨道测电缆槽顶面。l隧道地段隧道地段CPCP布设布设隧道地段隧道地段CPCP布设布设 CPCP点按照公里数递增进行编号,其编号点按照公里数递增进行编号,其编号反映里程数。在有长短链地段应注意编号反映里程数。在有长短链地段应注意编号不能重复。不能重复。 一般为一般为7 7位数,如位数,如123430112343
19、01,12341234为里程数,不足四位以为里程数,不足四位以0 0补全,补全,3 3代表代表CPCP,0101为一公里范围内为一公里范围内CPCP序号,线路序号,线路前进向左侧尾数为奇,右侧为偶。前进向左侧尾数为奇,右侧为偶。3 3、CPCP平面控制测量平面控制测量CPCP控制点的编号控制点的编号 CPCP控制网采用自由设站交会网(控制网采用自由设站交会网(高速高速铁路工程测量规范铁路工程测量规范称为称为“后方交会网后方交会网”)的方法测量,自由测站的测量,从每个自的方法测量,自由测站的测量,从每个自由测站,将以由测站,将以2 x 32 x 3个个 CP-CP-点为测量目标,点为测量目标,每
20、个每个CPCP点至少应保证有三个自由测站的点至少应保证有三个自由测站的方向和距离观测量方向和距离观测量 ,测量方法见下图。,测量方法见下图。3 3、CPCP平面控制测量平面控制测量CPCP平面控制网观测平面控制网观测CPCP平面控制网观测平面控制网观测 CPCP平面观测测站距离为平面观测测站距离为120m120m左右时,每个左右时,每个CPCP控制控制点应有点应有3 3个测站的方向和距离观测量。因遇施工干扰个测站的方向和距离观测量。因遇施工干扰或受观测条件限制时,或受观测条件限制时,CPCP平面观测测站间距为平面观测测站间距为60m60m左右,每个左右,每个CPCP控制点应有控制点应有4 4个
21、测站的方向和距离观个测站的方向和距离观测量。测量。CPCP平面控制网观测平面控制网观测CP平面控制网观测平面控制网观测方向测量法水平角测量精度表方向测量法水平角测量精度表 仪器等仪器等级级测回数测回数半测回归半测回归零差零差一测回内一测回内2C2C值互差值互差同一方向值各同一方向值各测回互差测回互差DJ0.5DJ0.52669966DJ 1DJ 13999966 使用的全站仪应具有自动目标搜索、自动使用的全站仪应具有自动目标搜索、自动照准、自动观测、自动记录功能,其标称照准、自动观测、自动记录功能,其标称精度应满足:方向中误差不大于精度应满足:方向中误差不大于11,测,测距中误差不不大于距中误
22、差不不大于1mm+2ppm1mm+2ppm。观测时边长。观测时边长必须进行温度、气压等气象元素改正,温必须进行温度、气压等气象元素改正,温度读数精确至度读数精确至0.2 0.2 ,气压度数精确至,气压度数精确至0.5hpa.0.5hpa.CPCP平面控制网观测平面控制网观测 CPCP平面测量应根据施工需要分段测量,平面测量应根据施工需要分段测量,为了使相邻重合测段能够满足为了使相邻重合测段能够满足CPCP控制控制网的测量高均匀性和高精确度,分段测网的测量高均匀性和高精确度,分段测量的区段长度不宜小于量的区段长度不宜小于4km4km,区段间重复,区段间重复观测不应少于观测不应少于6 6对对CPC
23、P点,区段接头不应点,区段接头不应位于车站范围内。位于车站范围内。CPCP平面控制网观测平面控制网观测 平面控制网宜每平面控制网宜每600m600m左右与高等级左右与高等级CPCP、CPCP控制点进行联测,并通过至少控制点进行联测,并通过至少2 2或或3 3个自由测站进行联测。不能直接观测的个自由测站进行联测。不能直接观测的CPCP点应用点应用GPSGPS按按CPCP同精度内插方式加同精度内插方式加密,即以前后相邻密,即以前后相邻CPCP点作为起算点,点作为起算点,并按并按CPCP施测精度加密得到的新施测精度加密得到的新CPCP成成果。果。联测方法见下图:联测方法见下图:CPCP平面控制网观测
24、平面控制网观测CPCP平面控制网观测平面控制网观测 桥梁、隧道段须与已有的独立的隧道施桥梁、隧道段须与已有的独立的隧道施工控制网相连接。通过选取适当的工控制网相连接。通过选取适当的CPCP点和点和CPCP特殊网点,来保证形成均匀的特殊网点,来保证形成均匀的过渡段。过渡段。CPCP平面控制网观测平面控制网观测CPCP平面网的主要技术指标平面网的主要技术指标 CPCP平面控制网数据处理平面控制网数据处理控制网名称控制网名称测量方法测量方法方向观测方向观测中误差中误差距离观测距离观测中误差中误差相邻点的相邻点的相对点相对点位中误位中误差差同精度同精度复测复测坐标坐标较差较差CPCP平面平面网网自由测
25、站自由测站边角交边角交会会1.81.81.0mm1.0mm1mm1mm3mm3mm 在自由设站在自由设站CPCP测量中,测量时必须使测量中,测量时必须使用与全站仪能自动记录及计算的专用数用与全站仪能自动记录及计算的专用数据处理软件,采用软件必须通过铁道部据处理软件,采用软件必须通过铁道部相关部门正式鉴定。相关部门正式鉴定。CPCP平面控制网数据处理平面控制网数据处理 国产国产CPCP软件以中铁二院和铁三院最软件以中铁二院和铁三院最为成熟,使用较广,分为机载数据采集为成熟,使用较广,分为机载数据采集软件和数据后处理软件,质量控制主要软件和数据后处理软件,质量控制主要在外业,另外还有中铁一院在外业
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