高速铁路控制测量方法及精度优化措施研究论文_陈光坤

高速铁路控制测量方法及精度优化措施研究论文_陈光坤

中铁十一局集团第二工程有限公司 湖北十堰 442000

摘要:近年来,我国的交通行业有了很大进展,高速铁路工程建设越来越多。基于高速铁路项目施工中精密工程测量的特殊性及复杂性,将三维数字测量技术应用其中尤为重要,但我国三维数字测量技术相对还不够成熟。文章通过高速铁路精密工程控制测量精度进行分析研究,并提出相关的优化措施与参考建议,为日后相关工作的进一步开展奠定坚实基础。

关键词:高速铁路;控制测量;问题

引言

铁路不仅属于一种重要的交通方式,而且还与一个国家的经济发展有着极为紧密的关系。近几年,随着我国社会经济的蓬勃发展,我国铁路建设也步入了一定的发展阶段,特别是高速铁路成功建设与通行,更是促使我国交通运输进入了世界先进发展之列。高速铁路的一大主要特点就是效率高、速度快,同一般铁路不同,高速铁路对于基础控制测绘工作与轨道工程精度的要求更为严格。传统的测量方法已经不能很好地满足当前时代的发展需求,而且之前的铁路控制网也存在装点密度不足与精度低等诸多问题,所以,建立一套轨道铁路精密测量控制网也就显得尤为关键。

1高速铁路控制测量方法

1.1选择适用的测量方法及技术

首先,可以采用三维可视测量分析法,对其桥梁承台进行三维测绘,并将图像及影像进行保存,通过计算机及精度测绘软件对其测量数值进行核准。其次,采用数字测量技术通过卫星定位对其地理“数据”、结构“数据”进行采集,并通过其后测算得出最终结果。最后,可以将二者测量结果进行比对,对存在的差异性进行汇总分析,其后得出最终精准数值。因此,在测量精度控制中其方法、技术的采用尤为重要。方法技术的采用主要依照以下条件:1)项目工程的结构性及结合性,通过对精密项目的掌握了解及影响因素排查,才能起到实质性测量精度控制目的。2)测量技术的保障性与效果性,测量技术及相关仪器的效果保障尤为重要,所以一定要对测量仪器、设备等进行有效维护,并对传统技术、滞后技术进行相应创新,以保障测量技术、设备仪器的质量、效率性。综上所述,针对不同精度工程应采取不同测量技术及方法应用。

1.2在控制加密测量中的应用

通常情况下,高速铁路工程控制点需要设置在高速线路中线两侧,而在实际施工中控制点极易被破坏,且工程测量精度要求比较严格,相关人员需要做好控制点加密工作。传统的控制测量方法需要控制点之间通视,需要消耗大量的人力、时间,无法确保测量精度,而GPS静态测量技术无需点与点之间通视,但需要先进行外业测量再处理内业数据,无法及时获取定位结果,测量效率相对较低。GPS-RTK技术的测量效率、测量精度相对较高,满足了各项高速铁路工程对精度的要求,适用于高速铁路工程中的控制加密测量工作。

1.3基于相对测量原理的矢矩法

当轨道平顺性和轨道几何参数较好时,既有线控制网测量一般采用相对测量的方法进行调整优化。与卫星定位测量绝对坐标相比,基于相对测量原理的矢矩法更加方便快捷,便于实际施工作业时灵活运用。相对测量控制桩测量包括测量控制桩到基准轨的支距(横向偏距)和高差(垂向偏距),确定轨道相对于控制桩的相对坐标,建立相对坐标网。控制桩的位置可以灵活设置,无需绝对坐标。测量时,使用带有控制桩相对偏距测量功能和长波测量功能的轨道检查仪或满足准确度要求的其他仪器进行测量。在运营维护过程中,监测相对坐标的变化,必要时调整线路的位置。在线路曲线段,支距测量的基准轨为外轨,控制桩高差的测量基准轨为内轨;在直线段,应以大里程方向下一个曲线段的基准轨为基准。控制桩的测量误差均不大于2mm。为避免里程测量的累积误差,实际测量时使用控制桩位置测量的方法确定沿线路方向的位置偏差。控制桩位置测量包括道岔点、控制桩、桥头、涵中、集电箱等线路设施在基准轨上投影点的控制桩位置。

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2高速铁路精度优化措施

2.1提升平面和高程控制网的精度

在进行精密测量的时候,理应将工程施工作为重要基础,以此制定一套完整的进度指标,通常包括:由于线路控制网的精度会受到网点的影响,因此在设置点位的时候,其距离理应控制在4000m的范围之内,以此保证网络的精确性得到增强。对于线路网来说,各个临点之间的距离则不能超过800m。而对于轨道测量来说,控制网一直都是非常重要的一部分,直接决定了其精确性特点,点位最好可以控制在65m范围之内。轨道控制网起闭于基础平面控制网或线路控制网及线路水准基点应在线下工程竣工,通过沉降变形评估后施测,为无砟轨道铺设和运营维护提供三维基准。而对于线路施工来说,获取的数据基本上全部来自于控制网,基于测量效果的差异,对其可以进行划分,同时高程误差最好控制在2mm之内。轨道控制网是沿线路布设的三维控制网,建网测量前应对平面控制网和线路控制网及二等水准网进行全线全面复测,轨道控制网建网测量前应制定实施方案,经建设单位审批后执行,轨道控制网成果应进行评估,合格后用于无砟轨道铺设。轨道控制网外业测量精度要求高,施测难度大,特别是采用自由设站边角交会测量,技术要求高,工作量十分庞大,各施测单位应做好技术、人员、仪器设备等各方面的准备,同时应与建设单位、施工单位积极沟通协调,及时汇报。

2.2水准网稳定性控制

要确保高速铁路精密工程测量结果,需要采用隔离的数据处理方式和水准测量方式。在缺乏稳定控制点时,对控制网进行复测,容易出现一些问题,特别是对控制基准稳定性的判断。要实现对这部分区段的变形检测,需要从可靠稳定控制点着手,其监测工作中会耗费大量时间和人力物力。在高速铁路工程中,与地面控制标石相比较而言,深埋点具有更显著的抗沉降性,可以对铁路运营维护提供长效的高层基准支持。在相关测量规范中,具体对深埋石规定,在施工地点存在地表沉降不均和地质不良的情况下,需每隔10km进行单个深埋水准点布设,每50km设置一个基岩水准点。进行水准点布设时,要充分利用国家、其他测绘单位埋设的水准点。在控制网复测过程中,还可以将深埋水准点作为判断区域稳定性的一项重要依据。

2.3提升测量技术人员综合素质

测量技术人员作为高铁测量工作的重要组成部分,对其测量精度起到实质性保障作用,但部分高铁精密工程测量人员综合素质偏低,无法完成更为精准的数据测量。因此,首先应树立其“精度意识”,测量工作中必须“一丝不苟、认真负责”,不能马虎从事。其次,应该严格按照高铁精密工程测量标准规范测量,对测量流程、测量环节、测量数值等进行准确记录。最后,应该构建严格的人才培养及教育体系,可以通过校企合作方式引用高素质、强专业的测量技术人才,为日后高铁测量精度控制起到实质性推动作用。

结语

综上所述,对于高速铁路来说,现如今已经算是我国生命网络中非常重要的一部分。因此,相关人员要提高对于精密测量控制技术的重视程度,将其作用全部发挥出来,进而推动我国建设事业取得更为优异的成绩。

参考文献

[1]李治国.高速铁路精密控制测量技术分析[J].低碳世界,2015(19):252-253.

[2]张怀仁,吴乔生.高速铁路精密控制网CPIII测量技术分析[J].科技创新导报,2010(6):79-80.

[3]柳良兵.高速铁路精密控制网CPⅢ测量技术分析[J].中华民居,2013(3):234-236.

[4]宋运辉.高速铁路轨道基准网测量技术的研究[D].成都:西南交通大学,2012.

论文作者:陈光坤

论文发表刊物:《基层建设》2020年第2期

论文发表时间:2020/4/29

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