馬長清　劉振

摘? ?要：通過對當(dāng)前鐵路工務(wù)部門關(guān)于既有線高程測量的工作總結(jié)進行分析，提高既有鐵路線高程測量的效率與精度顯得十分必要。本文對現(xiàn)有既有鐵路抄平方法精度進行了深入分析，并根據(jù)現(xiàn)有測量過程中遇到的問題和線路高程測量的特點，提出基于多轉(zhuǎn)點的高程測量方法并在平時鐵路測量工作中進行應(yīng)用，大大提高測量精度與工作效率。

關(guān)鍵詞：既有鐵路? 高程測量? 多轉(zhuǎn)點

中圖分類號：TU411.7? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2019）07（a）-0062-02

既有鐵路軌道在列車長期運營的作用下，不可避免地在平、縱斷面上產(chǎn)生各種變形。因此鐵路工務(wù)部門對管內(nèi)所管轄線路要定期進行線路大中修，同時還要不斷加強日常養(yǎng)護維修。而所有這些工作中都需要對既有線路縱斷面進行測量，重新擬合既有縱坡，計算出各測點的起落道量，保證縱斷面的平順性。常規(guī)的測量方法是用水平儀從一個已知高程水準點測到另一個已知高程水準點，算出兩個水準點之間的實測高差，將兩個水準點之間的理論高差值與實測高差值相比較，如果高差之間代數(shù)差小于30，就認為線路高程測量合格，否則就要重新進行測量。通過現(xiàn)場實踐證明，此方法在現(xiàn)場實際應(yīng)用中，閉合差超限出現(xiàn)的概率較大，較大地影響了線路高程測量的工作效率，本文擬就多轉(zhuǎn)點抄平法談?wù)勗诩扔芯€高程測量中的應(yīng)用及探討。

1? 傳統(tǒng)測量方法存在的一些問題

各集團公司在既有線路上水準點一般都是1～2km之間，在既有鐵路固定建筑物（橋梁、涵洞等）上進行設(shè)置。因水準點設(shè)置一般距離線路中心不遠，為的是日常養(yǎng)護及線路大中修時，測量人員方便使用。但由于水準點離既有鐵路近，現(xiàn)場各種施工較多，既有水準點經(jīng)常遭到破壞或改變，從而使高程測量無法進行閉合計算，有時十幾公里才有水準基點，從而使高程精度難以控制，返工幾率較大;如果中間轉(zhuǎn)點存在各種錯誤，如讀數(shù)錯誤，尺子不正，前后轉(zhuǎn)點時不在同一位置等，所有這些極易導(dǎo)致返工工作量增大;還有即使與兩個既有水準點高程閉合，也難以保證中間轉(zhuǎn)點不存在問題，即一個轉(zhuǎn)點讀數(shù)偶然大了，而另一個又恰好小了，這些也能閉合，從而導(dǎo)致現(xiàn)場測量數(shù)據(jù)有誤，不能正確指導(dǎo)現(xiàn)場縱向起落道施工。

2? 既有高程測量精度分析

2.1 高程測量特點

既有鐵路縱斷面測量是由多點連成的測量，即在既有線上采用一個后視點對應(yīng)多個前視點（中間點），相鄰測點一般相距50m，在水準儀可視范圍（一般250m左右）設(shè)一轉(zhuǎn)點，如此循環(huán)完成整個既有鐵路縱斷面測量過程。

2.2 高程測量的目的及內(nèi)容

既有線高程測量的目的主要是通過高程外業(yè)測量，內(nèi)業(yè)計算平差后，得出各測點的既有軌面標(biāo)高，通過縱坡擬合計算，反映既有軌面在縱斷面的變化情況，為大中維修提供起落道依據(jù)。為了避免列車運營和既有作業(yè)對縱斷面的影響，通常在測量時每對應(yīng)的軌面的標(biāo)記點處，在路肩上設(shè)置既有固定樁。既有固定樁也進行高程測量，施工過程采用固定樁與設(shè)計軌面的高差來控制軌道的起落道。因此縱斷面高程測量的內(nèi)容應(yīng)有既有軌面的前（后）視，路肩固定樁的前（后）視，設(shè)計內(nèi)容應(yīng)有既有軌面高程、設(shè)計軌面高程、路肩固定樁高程、軌面起落道量、路肩固定樁與設(shè)計軌面的高程差值。

2.3 高程測量誤差來源

從傳統(tǒng)既有高程測量的方法，可以看出測量誤差的主要來源于轉(zhuǎn)點誤差，若轉(zhuǎn)點讀數(shù)錯誤，后續(xù)高程計算全錯;若轉(zhuǎn)點誤差增大，后續(xù)高程計算誤差也會增大。而在既有線測量過程中轉(zhuǎn)點又是視線距離最遠點，誤差往往是最大的，因此，對轉(zhuǎn)點的精度控制是整個水準測量的關(guān)鍵點。

3? 多（雙）轉(zhuǎn)點抄平的精度控制

檢查轉(zhuǎn)點數(shù)據(jù)是高程精度的關(guān)鍵點，為保證轉(zhuǎn)點不出錯，應(yīng)采用多轉(zhuǎn)點校核法進行測量。單線采用雙轉(zhuǎn)點，雙線采用四轉(zhuǎn)點法，杜絕因轉(zhuǎn)點錯誤造成高程測量的返工及后續(xù)高程計算錯誤。

以單線雙轉(zhuǎn)點測量為例來進行說明，轉(zhuǎn)點分別置于某一里程軌面和對應(yīng)路肩。設(shè)既有軌面后（前）視讀數(shù)分別為a1，b1，路肩固定樁后（前）視讀數(shù)為a2、b2，當(dāng)閉合至同一水準點時理論上應(yīng)有∑（a1-b1）= ∑（a2- b2）。同時根據(jù)施測經(jīng)驗，單獨線路同一測點前后兩站高差計算檢核，高差互差△h<5mm，也能很好保證現(xiàn)場施工精度要求，而且也容易與既有水準點相閉合。現(xiàn)場測量通過增加轉(zhuǎn)點，形成多數(shù)據(jù)互控，更好的保證高程測量的精度，為現(xiàn)場施工提供精確的數(shù)據(jù)。

總體控制時，若兩條路徑與既有水準點精度均超出測量誤差，應(yīng)重新測量，重測后，仍不滿足精度要求說明既有水準點已嚴重變形應(yīng)廢除，重新連其他水準點。若兩條路徑一條超出，一條閉合則以閉合路徑計算高差平差計算;若兩條路徑均閉合，以高精度路徑進行平差計算。

4? 數(shù)據(jù)處理——以Excel應(yīng)用為例

4.1 原始數(shù)據(jù)輸入

運行Excel新建一個工作薄。將默認的3個工作表依次改名為外業(yè)資料、計算平差、最后成果。測量數(shù)據(jù)準備與原始數(shù)據(jù)輸入表格如表1所示（部分數(shù)據(jù)示例）。

4.2 高程計算與平差結(jié)果輸出

通過對活動表“計算平差”進行公式編輯，可以完成數(shù)據(jù)的處理與平差結(jié)果的計算。主要部分公式編制內(nèi)容如下。

（1）單擊E3單元格，輸入公式IF（外業(yè)資料！A7=""，""，IF（AND（外業(yè)資料！B7=""，外業(yè)資料！C7=""），""，B2-外業(yè)資料！C7））計算基點和轉(zhuǎn)點的高程，將E3單元格公式復(fù)制粘貼至E列以下測點各行中。

（2）單擊B3單元格，輸入公式IF（外業(yè)資料！A7=""，""，IF（AND（外業(yè)資料！B7=""，外業(yè)資料！C7=""），B2，E3+外業(yè)資料！B7））計算出儀高，將B3單元格公式復(fù)制粘貼至A列以下測點各行中。

（3）單擊C3單元格，輸入公式IF（外業(yè)資料！A7=""，""，IF（外業(yè)資料！F7=""，""，$B2-外業(yè)資料！F7）），計算出該點的高程，再將此公式復(fù)制粘貼至C、D列的各行單元格中，計算出各點的高程。

（4）單擊E3單元格，輸入公式IF（外業(yè)資料！A7=""，""，IF（AND（外業(yè)資料！B7=""，外業(yè)資料！C7=""），""，B2-外業(yè)資料！C7）） 再將此公式復(fù)制粘貼至E列的各行單元格中， 計算出各轉(zhuǎn)點的高程。

（5）單擊F3單元格，輸入公式IF（外業(yè)資料！A7=""，""，IF（AND（外業(yè)資料！B7=""，外業(yè)資料！C7=""），F(xiàn)2，ABS（（外業(yè)資料！A7-外業(yè)資料！$A$6））*外業(yè)資料！$H$2/ABS（外業(yè)資料！$E$2））），再將此公式復(fù)制粘貼至F列的各行單元格中計算出測量誤差的平差。

5? 結(jié)語

多轉(zhuǎn)點多路經(jīng)的抄平方法經(jīng)現(xiàn)場測量人員多次試用取得了良好的效果。它杜絕了因轉(zhuǎn)點錯誤所帶來的不必要的返工或測量數(shù)據(jù)的不正確，提高了測量計算精度和工作效率;減輕了既有線高程測量的勞動強度，解決了不同路徑下精度不同導(dǎo)致數(shù)據(jù)不準確的現(xiàn)象，保證了現(xiàn)場施工質(zhì)量。

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