高速铁路无砟轨道的设计.docVIP

摘 要:高速铁路无砟轨道要求具有良好的稳定性、连续性和高平顺性,施工中需采用高精度三维控制测量技术。结合高速铁路测量理论，介绍高速铁路控制网测量技术的特点、技术要求以及测量方法和数据处理以及测量成果的精度分析。 关键词:高速铁路,无砟轨道,控制网,测量技术,作业方法,精度分析 0 引 言 高速铁路客运专线无砟轨道是以钢筋混凝土或沥青混凝土整体式道床取代散粒体道砟道床的轨道结构,与有砟轨道相比,无砟轨道主要具有以下特点:良好的轨道稳定性、连续性和平顺性;良好的结构耐久性和少维修性能;工务养护、维修设施减少;减少客运专线特级道砟的需求;免除高速行车条件下有砟轨道的道砟飞溅;有利于适应地形选线,减少线路的工程投资;可减轻桥梁二期恒载,降低隧道净空;一旦基础变形下沉,修复困难,要求有坚实、稳定的基础。 高速铁路对轨道稳定性、连续性、平顺性要求高，从勘测设计到工程施工、运营维护都必须按照“三网合一”的原则建立一套完整的控制测量系统，才能保证测量控制基准满足高速铁路的精度要求。无砟轨道施工的主要特点是施工工艺新、技术要求严、科技含量高，而国内引进无砟轨道铺设技术的时间较短，尚未形成成熟的理论和经验，要实现无砟轨道铺设精度满足高平顺性要求，ＣＰⅢ精密控制网测量显得尤为重要。高速铁路测量采用全新的高精度三维控制技术，应用ＧＰＳ全球卫星定位系统进行ＣＰ０、ＣＰⅠ、ＣＰⅡ控制测量，建立高等级基础控制网和线路控制网，在此基础上应用自由设站边角交会法建立ＣＰⅢ轨道控制网，最终实现三位一体的高精度定位模式。 1 概述 由于过去传统的铁路运行速度较低,对轨道平顺性的要求不高,在勘测、施工中没有要求建立一套适应于勘测、施工、运营维护的完整的控制测量系统。以往的平面控制网测量等级分为一等、二等、三等、四等、五等,坐标系统可以采用国家坐标系,也可以局部假定坐标系。高速铁路平面测量控制网分为4级:CP0、 CPⅠ、CPⅡ、CPⅢ(CP为control points的缩写),统一采用国家坐标系统,这将更加规范化和系统化。各级平面控制网的布网要求见表1,其作用为: CP0主要为高速铁路工程勘测、施工和运营维护平面控制测量提供坐标基准； CPⅠ主要是为线路平面控制网（CPⅡ）提供测量平面坐标起闭的基准； CPⅡ主要是线路勘测和线下工程施工阶段的平面控制网，也是轨道控制网（CP Ⅲ）测量平面坐标起闭的基准； 4)CPⅢ主要是为轨道施工和运营维护提供平面坐标和高程基准。 表1各级平面控制网布网要求 控制网 测量方法 测量等级 点间距 相邻点的相对 中误差（mm） 备注 CP0 GPS －－ 50km 20 CPⅠ GPS 二等 ≤4km 一对点 10 点间距≥800m CPⅡ GPS 三等 600～800m 8 导线 三等 400～800m 8 附合导线网 CPⅢ 自由测站边角交会 －－ 50～70m 一对点 1 注：1、CPⅡ采用GPS测量时，CPⅠ可按4km一个点布设； 2、相邻点的相对点位中误差为平面x、y坐标分量中误差。 3、当CPⅡ采用导线测量时,CPⅠ的点间距为4 km一对相互通视的点。 1.1 各级平面控制网的主要技术要求应符合下列规定: 1.1.1 CP0、CPⅠ、CPⅡ控制网GPS测量的精度指标应符合表2的规定： 表2 CP0、CPⅠ、CPⅡ控制网GPS测量的精度指标 控制网 基线边方向中误差 最弱边相对中误差 CP0 －－ 1/2 000 000 CPⅠ ≤1.3″ 1/180 000 CPⅡ ≤1.7″ 1/100 000 1.1.2 CPⅡ控制网导线测量的主要技术要求应符合表3的规定： 表3 CPⅡ控制网导线测量的主要技术要求 控制网 附合长度（km） 边长 （m） 测距 中误差（mm） 测角 中误差 （″） 相邻点的相对中误差（mm） 导线全长相对闭合差限差 方位角闭合差限差 （″） 导线等级 CPⅡ ≤5 400～800m 5 1.8 8 1/55 000 ±3.6 三等 当同一测区内，导线环（段）数超过20个时，须按式（1.1-1）计算测角中误差： （1.1-1） 式中 fβ——导线环（段）的角度闭合差（″）； N ——导线环（段）的测角个数； N ——导线环（段）的个数； 1.1.3 CPⅢ平面网的主要技术要求应符合表4的规定： 表4 CPⅢ平面网的主要技术要求 控制网名称 测量方法 方向观测中误差 距离观测中误差 相邻点的相对中误差 CPⅢ平面网 自由测站边角交会 ±1.8″ ±1.0mm ±1.0mm 1.2 各级平面控制网的平