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        CPⅢ點位變化對軌道線形的影響

        2019-08-01 09:46:08葛玉輝
        鐵道勘察 2019年4期
        關(guān)鍵詞:線形水準高程

        葛玉輝

        (中國鐵路設(shè)計集團有限公司,天津 300251)

        1 概述

        為確保高速鐵路安全、平穩(wěn)、高速的運行,加強高速鐵路精密控制網(wǎng)復測及基礎(chǔ)變形監(jiān)測方面的研究尤為重要?;贑PⅢ控制點的穩(wěn)定性檢測方法[14],可發(fā)現(xiàn)存在較大點位誤差的控制點,確保參與監(jiān)測的CPⅢ控制點精度。分析軌道(橋梁段)CPⅢ橫向、垂向變化對軌道線形的影響,解決了只用沉降觀測數(shù)據(jù)來判斷沉降變化量的單一監(jiān)測手段。通過安伯格軌道監(jiān)測軟件來分析CPⅢ橫向、垂向變形對軌道線形的影響,并結(jié)合工務(wù)段提供的重點地段綜合變形情況,發(fā)現(xiàn)兩者具有較好的吻合性,為后期運營期重點監(jiān)測段落的劃分和沉降分析提供了一種新方法。

        2 精密工程控制網(wǎng)復測

        2.1 平面及高程系統(tǒng)

        (1)采用工程獨立坐標系,平面坐標系統(tǒng)(線下CPⅠ、線上CPⅡ)為國家2000大地坐標系。

        (2)高程系統(tǒng)為1985國家高程系統(tǒng)。

        2.2 精密控制測量技術(shù)要求

        CPⅠ、CPⅡ基礎(chǔ)平面控制網(wǎng)布設(shè):復測分為線下CPⅠ、線上CPⅡ兩級測量,線下CPⅠ網(wǎng)形與上一次的網(wǎng)形一致;使用邊連接方式構(gòu)網(wǎng);對于安裝聲屏及其它無GPS觀測條件的地段,應根據(jù)CPⅢ控制網(wǎng)的平差精度確定是否對相應的加密CPⅡ點進行改移,或選擇滿足條件的其他CPⅢ點進行測量。

        CPⅠ、CPⅡ解算精度要求見表1[1]。

        表1 CPⅠ、CPⅡ解算技術(shù)要求

        高程控制網(wǎng)技術(shù)要求見表2[1]。

        表2 二等水準測量技術(shù)要求

        2.3 精測網(wǎng)數(shù)據(jù)處理和精度分析

        (1)起算點穩(wěn)定性分析

        通過無約束平差得出的相鄰點之間距離來進行起算點的穩(wěn)定性分析。共選取起算點8個,每個相鄰點坐標差之差的相對精度均滿足規(guī)范要求(見表3)[1]。

        表3 線下CPⅠ控制網(wǎng)起算點穩(wěn)定性分析

        (2)基礎(chǔ)平面控制網(wǎng)測量

        ①CPⅠ、CPⅡ平面數(shù)據(jù)解算

        線下CPⅠ:將上述相對穩(wěn)定的8個控制點作為起算點,采用整體平差。線上CPⅡ:以聯(lián)測的線下CPⅠ點(本次復測更新后線下CPⅠ點成果)作為起算點,共分為7段進行平差計算,段之間接頭處取2個或2個以上的公共點進行搭接,各項指標均滿足測量規(guī)范的限差要求[1]。

        ②成果分析

        依據(jù)技術(shù)方案,將本次線下CPⅠ、線上CPⅡ網(wǎng)的復測坐標與最近一次復測坐標進行比較,若滿足限差的要求,采用最近一次復測坐標成果;否則對超限點進行分析并給予更新。對于超限點和新補設(shè)的控制點,采用同精度內(nèi)插法更新。

        (3)高程控制測量

        ①外業(yè)測量及測段分析

        本次高程復測采用二等水準測量,在原水準網(wǎng)的基礎(chǔ)上,每隔800 m應有一個線下水準基點??紤]本標段線下工程維護需求及區(qū)域地面沉降發(fā)展趨勢等情況,對原復測高差較差不滿足檢測限差≤要求的水準點及新設(shè)點,采用“內(nèi)插法”更新[1-3]。

        ②水準測量平差及精度

        采用武漢大學“科傻”測量平差處理軟件進行插網(wǎng)平差,由于原資料中國家水準點丟失嚴重,大里程處沒有附和條件,考慮與原高程的吻合性,起算點以復測成果為基準,各段選取均滿足各附(閉)合水準路線閉合差的限差,說明各起算點間相對穩(wěn)定。

        3 CPⅢ精密工程控制網(wǎng)復測

        3.1 CPⅢ平面控制測量復測

        (1)外業(yè)測量

        CPⅢ外業(yè)測量作業(yè)前,首先應對儀器設(shè)備、棱鏡、連接桿進行逐項的檢查。每個CPⅢ測量點和線上CPⅡ點至少有三個自由測站的觀測值,再把正確的氣象元素(溫度、氣壓)輸入儀器設(shè)備中,方可進行作業(yè)。

        CPⅢ平面測量觀測示意如圖1[1]所示。

        圖1 CPⅢ平面測量觀測示意

        測量作業(yè)基本技術(shù)要求[1]見表4及表5。

        表4 方向測量法水平角測量精度

        表5 距離觀測技術(shù)要求

        (2)數(shù)據(jù)處理

        CPⅢ平面計算采用TSDI_HRSADJ精密工程測量平差處理軟件系統(tǒng),平差的起算數(shù)據(jù)使用本次復測的線上CPⅡ成果,各區(qū)段搭接、精度指標均滿足測量規(guī)范要求[1]。

        CPⅢ平網(wǎng)計算應滿足表6~表8的要求[1]。

        表6 CPⅢ平面網(wǎng)的主要技術(shù)要求

        表7 CPⅢ平面自由網(wǎng)平差后的主要技術(shù)要求

        表8 CPⅢ平面網(wǎng)約束平差后的主要技術(shù)要求

        3.2 CPⅢ高程精密控制測量

        (1)CPⅢ外業(yè)測量

        CPⅢ高程測量采用矩形法進行單程觀測,其原理示意與單程觀測形成的閉合環(huán)示意如圖2和圖3。

        圖2 矩形法CPⅢ水準測量原理示意

        圖3 CPⅢ水準網(wǎng)單程觀測形成的閉合環(huán)示意

        精密水準測量主要技術(shù)規(guī)定見表9。

        表9 CPⅢ水準測量精度要求 mm

        注:表中L為往返測段、附合或環(huán)線的水準路線長度,單位為km。

        (2)數(shù)據(jù)處理

        CPⅢ高程測量起算點采用線下水準基點和線上加密水準點的貫通平差,再解算出加密水準點高程,其閉合差均滿足二等水準限差要求。CPⅢ高程測量數(shù)據(jù)處理采用TSDI_HRSADJ精密工程測量平差處理軟件,分網(wǎng)進行平差計算,搭接處應進行整體平差,實現(xiàn)CPⅢ網(wǎng)的平順過渡搭接,各段搭接精度滿足規(guī)范要求[1],測量成果合格。

        4 CPⅢ變化對軌道線形的影響

        對特殊結(jié)構(gòu)、位于特殊地質(zhì)條件下的地段,除加強工程結(jié)構(gòu)下部基礎(chǔ)沉降監(jiān)測、加密監(jiān)測周期外,還需進行軌道平順性檢測,重點段范圍如表10所示。

        表10 工務(wù)段提供重點段范圍

        依據(jù)上述材料,結(jié)合現(xiàn)場踏勘及既有測量成果,確定初期重點段范圍并對其實施重點監(jiān)測。

        結(jié)合工務(wù)段提供的重點地段綜合變形情況,重點對K61+300~K102+000段、K102+000~K142+100段、K230+000~K270+000段CPⅢ的橫向變化量對軌道線形的影響進行分析(如表11)。

        表11 CPⅢ橫向變化量對軌道線形的影響分析

        通過對CPⅢ的垂向變化量對軌道線形的影響進行分析,同時結(jié)合工務(wù)段提供的重點地段綜合變形情況,現(xiàn)對幾處沉降情況分析(如表12)。

        由表12可以看出,K110+000~K112+000、K267+800~K269+50段CPⅢ點垂向變形量較大,與工務(wù)段提供的重點段落較為吻合。由表11可以看出,K96+800-K98+700、K106+453~K107+650、K114+000~K114+900段CPⅢ點橫向變形量較大,與工務(wù)段提供的重點段落較為吻合。

        表12 CPⅢ垂向變化量對軌道線形的影響分析

        CPⅢ的橫向、垂向變化量對軌道線形的影響分析見圖4~圖9。

        圖4 K61+300-K102+000CPⅢ橫向變化對軌道線形的影響分析

        圖5 K61+300-K102+000CPⅢ垂向變化對軌道線形的影響分析

        圖6 K102+000-K142+100CPⅢ橫向變化對軌道線形的影響分析

        圖7 K102+000-K142+000CPⅢ垂向變化對軌道線形的影響分析

        圖8 K230+000-K270+000CPⅢ橫向變化對軌道線形的影響分析

        圖9 K230+000-K270+000CPⅢ垂向變化對軌道線形的影響分析

        從圖4~圖9可以明顯看出沉降變化的趨勢,K96+800~K98+700、K106+000~K108+000、K110+000~K112+000、K114+000~K114+900、K236+000~K240+500、K255+000~K256+400、K257+500~K258+300、K261+700~K265+700、K267+800~K269+500段應加強軌道控制網(wǎng)復測及重點沉降監(jiān)測。

        5 結(jié)束語

        基于某城際鐵路精測網(wǎng)復測和基礎(chǔ)變形項目,分析CPⅢ點位橫向、垂向變化對軌道線形的影響。通過現(xiàn)場勘查數(shù)據(jù)的對比,其吻合度較高,可為后期運營期精測和基礎(chǔ)變形監(jiān)測項目提供參考。

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