双块式无砟轨道精调

1双块式无砟轨道精调技术中铁一局武广客运专线XXTJII标项目经理部2009年1月ChinaRailwayFirstGroupCo.,Ltd主讲人：孙军红中铁一局武广客专无砟轨道项目队总工2目录一前言……………………………………………………………………41测量的重要性………………………………………………………42轨道精调的两个主要目的…………………………………………4二控制网的建立…………………………………………………………41控制网的分类………………………………………………………42控制网的布网要求…………………………………………………53三级控制网之间的相互关系………………………………………6三测量前的准备…………………………………………………………71仪器设备……………………………………………………………72CPⅢ网已经建好……………………………………………………113GRPwin测量程序的相关设置………………………………………124全站仪相关操作及设置……………………………………………173目录四正线的无碴轨道测量…………………………………………………241测量过程示意图……………………………………………………242测量的同时，调整螺杆调节器…………………………………273GRPwin补偿模式…………………………………………………344GRP位置偏差输出模板……………………………………………39五注意事项……………………………………………………………424一前言1测量的重要性由于无砟轨道整体道床具有一次成型，建成后调整几何形位十分困难的特点，故施工技术标准较高，施工过程控制较严。要成功地建设无砟轨道，就必须有一套完整、高效且非常精确的测量系统，否则必定失败。2轨道精调的两个主要目的a.在螺杆调节器安装位置对轨道进行测量，将其调整到其设计位置（mm级精度）。b.测量轨道位置、计算其与设计位置的偏差，以控制轨道精调后偏差接近于零。二控制网的建立1控制网的分类（1）基础平面控制网（CPⅠ）沿线路走向布设，按GPS静态相对定位原理建立，为全线（段）各级平面控制测量的基准。5（2）线路控制网（CPⅡ）在基础平面控制网（CPⅠ）上沿线路附近布设，为勘测、施工阶段的线路平面控制和无碴轨道施工阶段基桩控制网起闭的基准。（3）基桩控制网（CPⅢ）沿线路布设的三维控制网，起闭于基础平面控制网（CPⅠ）或线路控制网（CPⅡ），一般在线下工程施工完成后施测，为无砟轨道铺设和运营维护的基准。（4）精密水准测量客运专线铁路无砟轨道工程测量中，用于测量基桩高程的等级水准测量。2控制网的布网要求（1）平面控制网控制网级别测量方法测量等级点间距备注CPⅠGPSB级≥1000m≤4km一对点CPⅡGPSC级800～1000m导线四等CPⅢ导线五等150～200m后方交会50～60m10～20m一对点6（2）高程控制网3三级控制网之间的相互关系控制网级别测量等级点间距勘测高程控制测量二等水准测量≤2000m四等水准测量水准基点高程控制测量二等水准测量≤2000mCPⅢ高程测量精密水准测量≤200m线路中线CPⅡCPⅠCPⅢCPⅡ50-60mCPⅠCPⅢCPⅠCPⅠ≤4km≥1000m800-1000m7三测量前的准备1仪器设备（1）精调小车轨距传感器•精度±0.3mm•测量范围-25to+65mm超高传感器精度•分辨率：5mm•精度优于：0.5%绝缘系统•绝缘轮•绝缘框架可变轨距•1000-1676mm•精度±0.5mm相对于1435mm轨距•测量范围±10°8精调小车的可靠工作环境条件：推行速度：≤8km/h海拔：≤2500m仅进行轨道内部几何状态测量时：环境温度：-20℃～+40℃相对湿度：≤90%RH测量速度：≤5km/h9精调小车性能指标序号项目测量范围示值误差备注1高低±50mm±1.0mm10m弦2轨向±100mm±1.0mm10m弦3正矢±400mm±1.0mm20m弦4轨距零位正确性1410mm～1470mm±0.15mm应对使用环境温度的影响实时进行自动修正示值误差±0.30mm测量重复性0.20mm3次测量结果的极差5水平（超高）零位正确性±200mm±0.15mm示值误差±0.30mm掉头误差0.30mm测量重复性0.20mm3次测量结果的极差6扭曲（三角坑）±30mm±1.0mm6.25m基长7里程0～9999km±2‰里程累计误差8横向偏差目标距离10～60m时±1.0mm不考虑CPⅢ控制点的起算误差9高程偏差±1.0mm10（2）全站仪有自动跟踪功能的LeicaTPS1200/1201等系列112CPⅢ网已经建好123GRPwin测量程序的相关设置（1）.属性和设置根据当地的习惯，进行单位的设置。13（2）程序选项一般设置•0.001m偏差的显示方式：1.0（精确到小数点后4位）•最大箭头显示偏差：0.002m（偏差小于2mm时箭头开始缩小）•里程计：与设计中线里程同步，自动进行纵坡改正•自动保存：启用14限差•偏差：0.0007m-〉0.7mm（所有三个参数）•轨距：1.4343到1.4357（与标准轨距的最大偏差为0.7mm）•距离：测量所有的螺杆调节器时为：两个螺杆调节器之间的距离；测量所有的轨枕时为：0.625m15高程和参考轨距•标准轨距：1.435m•参考轨头：固定长度1.5m•超高计算基准：固定长度1.5m•选中根据设计线形对测量轨距进行改正。•启用“根据DB标准定义导向轨”并将长度参数设置为0。这时，自动选择对应的轨道中线参考基准（…从高轨）和轨道高程参考（低轨）基准。16轨向/正矢•方位角和纵坡计算：根据设计中线•计算正矢的弦长基准为：水平正矢（轨向）30m300m高度正矢（高低）30m300m•相对偏移和限界断面：以测量点位基准•控制点偏移参考基准：以轨道中线为基准174全站仪相关操作及设置（1）概述测量人员必须正确操作全站仪，以确保测量结果准确、可靠。采用“后方交会”的方法对全站仪进行定位。至少使用8个后视点，相邻测站至少3个重叠后视点。原因•使用8个后视点可以达到测量测量精度的要求•可以检查全站仪设站的精度•相邻测站有重叠后视点，可以提高相对精度•可以检核控制点的质量。剔除质量不好的控制点。18（2）全站仪设站方法-“后方交会”使用这种设站方法，可以选择合适的地点架设全站仪。唯一的要求是要有足够的可以通视的控制点。1.选择合适的地点，整平全站仪，使全站仪尽量靠近轨道中线2.确保整个测量过程中地面稳定3.确保全站仪和三角架不会受到阳光直射（必要的时候使用遮阳伞）4.开始“测量”程序（按[F1]）5.选择正确的作业6.进入“设站”菜单（按[F3]197.选择正确的作业，选择“后方交会”，设置测站ID，仪器高输入0，按[F1]继续8.选择后视点，并照准，测量。对所有的8个后视点作此项工作。然后按“计算”[F5]209.按“换页”[F6]，选择“Sigma”选项卡，检查设站的精度。如果sigmas值小于下列值，则表示设站精度满足要求：10.如果Sigma值大于上述限值，则可以剔出两个质量较差的控制点，重新计算设站数据。按“Info”[F4]进行。21每个控制点的精度单独列出。第一屏显示的是高程的精度，按“更多”[F5]，可以查看水平角和测距精度。在例子中，只使用了3个后视控制点，并且“H”点的sigma值较大，按如下操作：a.选择“H”点b.按“删除”[F4]或不考虑其高程误差按“使用”[F3]c.按“重新计算”[F1]d.检查设站精度是否在限值之内e.选择第二个sigma值较高的点，按删除[F4]并再次重新计算[F1]22警告后视控制点不能少于6个。如果删除了两个后视控制点后计算的设站数据仍不能满足要求，那么就要重新进行整个设站过程，重新设站时不要再使用你所发现的精度较差的点。11.还有一种情况，可能某个点存在粗差，在设站时它会影响其它控制点的精度，致使不易发现哪个点存在粗差，这时，可以使用“Robust”计算模式。这种模式可以探测出哪个点存在粗差：a.回到查看sigma值得操作界面b.按“Robust”[F3]c.按“重新计算”[F1]d.可以容易地探测到存在粗差的点e.按照上面提到的办法删除存在粗差的点。f.将计算模式切换到“最小二乘”并检查sigmas值2312.在“结果”对话框按“设置”[F1]设置测站数据13.然后就可以利用GRP1000S进行轨道测量了。24四正线的无碴轨道测量1测量过程示意图通过本节您可以了解到正确的无碴轨道测量方法。全站仪应架设在轨道的中心。使用8个后视点进行自由设站。测量区域位于8个后视点的中间（标红区段）。左侧的为重叠区段。25某个区段测量完成后，将全站仪向前搬站至距上一测站约60米的地点重新设站。像之前一样，设站使用8个控制点，其中6个控制点为在上一测站设站视用到的控制点。这是为了尽量减小不同测站定向的差异。测量下一区段：首先测量重叠区段，然后再测随后60米的区段。26警告:为了提高测量精度，测量双线时，全站仪必须在两条线上分别设站。注意:不能将全站仪架设在一条线上，去测量另外一条线。27注意也不能将全站仪架设在两条线的中间，对双线进行测量！2测量的同时，调整螺杆调节器。下面的部分介绍如何在测量的同时调整螺杆调节器，以将轨道调到“0偏差”位置。轨道会在螺杆调节器的调节下发生移动。移动量最大的是螺杆调节器本身所在的位置，螺杆调节器前后某一距离内的轨道也会发生微小的移动，所以每根螺杆调节器都要调整两次，以将轨道调整到其设计位置。过程如下：1.调整螺杆调节器2.后退3个螺杆调节器，再次进行调整，并用GRPwin软件记录轨道位置。3.前进4个螺杆调节器，测量并进行调整284.后退3个螺杆调节器，再次进行调整，并用GRPwin软件记录轨道位置。5.前进4个螺杆调节器，测量并进行调整6....全站仪搬站之后，重叠区域的处理有些复杂。下面的插图对整个过程（包括上面提到的）进行了详细的描述。图例29右侧的轨道还没有进行调整（螺杆调节器为红色）。最左侧的3个位置已经调整过一次。所有显示的螺杆调节器所在的轨道位置都没有保存。轨检小车后退3个螺杆调节器，重新对轨道进行调整并记录轨道位置数据，以备后期质量管理。前进4个螺杆调节器，测量并进行调整。测量数据不要记录！30轨检小车后退3个螺杆调节器，重新对轨道进行调整并记录轨道位置数据，以备后期质量管理（绿色螺杆调节器）。前进4个螺杆调节器，测量并进行调整。测量数据不要记录！这是当前测站所测量的最后一个位置。轨检小车后退3个螺杆调节器，重新对轨道进行调整并记录轨道位置数据，以备后期质量管理（绿色螺杆调节器）。31注意必须要保存当前位置的数据，因为它还要用来对下一测站的定向质量进行检查。不要移动轨检小车！全站仪搬至下一个测站，将轨检小车锁定，进入施工模式。警告检查偏差是否小于0.7mm。如果大于0.7mm，全站仪就要重新定向，并要检查控制网的质量。警告再次对同一轨道位置进行测量（但是并不调整螺杆调节器！）。GRPwin会进行补偿计算，并将偏差值调整为0。32前进4个螺杆调节器，测量并进行调整。测量数据不要记录！这是当前测站所测量的最后一个位置。轨检小车后退3个螺杆调节器，重新对轨道进行调整并记录轨道位置数据，以备后期质量管理（绿色螺杆调节器）。前进4个螺杆调节器，测量并进行调整。测量数据不要记录！这是当前测站所测量的最后一个位置。33轨检小车后退3个螺杆调节器，重新对轨道进行调整并记录轨道位置数据，以备后期质量管理（绿色螺杆调节器）。。。。。。。343GRPwin补偿模式全站仪搬站后设站要尽可能保证精度。但是考虑到控制网的误差、测量的误差和大气的影响，不可能将误差降低到0。两个测站测量的误差在重叠区域会显示出来。为了尽可能的提高精度，测量人员操作一定要非常小心。确保GRPwin软件中补偿模式打开。下面的屏幕截图显示了使用GRPwin在全站仪换站时的操作步骤。35GRPwin对最后一个点测量并保存后，显示如上的内容。36全站仪搬至下