京沪高速铁路轨道控制网高程测量

1沪杭高速铁路轨道控制网CPIII高程测量2一、概述二、无砟轨道高程测量执行的标准及规范三、轨道控制网CPⅢ高程测量四、特殊情况下的CPⅢ控制网高程测量五、CPⅡ加密高程测量及高程引上桥的方法六、CPⅢ高程复测方法与技术要求七、CPⅢ控制网高程评估验收程序、标准和要求八、CPIII控制网的维护九、上交资料汇报提纲3轨道控制网CPⅢ是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）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的三维基准。无砟轨道铁路工程测量高程控制网为两级布设，第一级为线路水准基点控制网（二等），第二级为轨道控制网（CPⅢ）高程控制测量（精密）。所有CPIII平高共点。一、概述4(1)《客运专线无砟轨道铁路工程测量暂行规定》（铁建设[2006]189号）；(2)《国家一、二等水准测量规范》（GB/T12897-2006）；(3)《国家三、四等水准测量规范》（GB12898-91）；(4)《工程测量规范》（GB50026-93）；(5)《精密工程测量规范》（GB/T15314-1994）。二、无砟轨道高程测量执行的标准及规范5三、轨道控制网CPIII高程测量（一）测量设备水准仪，标称精度应满足每公里水准测量往返测高差中数测量的中误差优于±0.3mm/km。水准尺应采用整体因瓦水准标尺，与水准仪配套的尺垫，其重量应不低于3kg。与水准仪配套的脚架，应采用木质脚架。6（二）CPⅢ高程控制点精度要求CPⅢ控制点水准测量应按《客运专线无碴轨道铁路工程测量技术暂行规定》中的“精密水准”测量的要求施测。CPⅢ控制点高程测量工作应在CPⅢ平面测量完成后进行，并起闭于二等水准基点，且一个测段联测不应少于三个水准点。精密水准测量采用满足精度要求的电子水准仪（电子水准仪每千米水准测量高差中误差为±0.3mm），配套因瓦尺。使用仪器设备应在鉴定期内，有效期最多为一年，每年必须对测量仪器精确度进行一次校准，每天使用该仪器之前，根据自带的软件对仪器进行检验和校准。三、轨道控制网CPIII高程测量7（二）CPⅢ高程控制点精度要求（1精密水准测量精度要求表（mm）三、轨道控制网CPIII高程测量L1288水准测量等级每千米水准测量偶然中误差M△每千米水准测量全中误差MW限差检测已测段高差之差往返测不符值附合路线或环线闭合差左右路线高差不符值精密水准≤2.0≤4.04LLL注：表中L为往返测段、附合或环线的水准路线长度，单位km。8（二）CPⅢ高程控制点精度要求（2）精密水准测量的主要技术标准要求精密水准测量的主要技术标准22三、轨道控制网CPIII高程测量8L等级每千米高差全中误差（mm）路线长度（km）水准仪等级水准尺观测次数往返较差或闭合差（mm）与已知点联测附合或环线精密水准42DS1因瓦往返往返注：L为往返测段、附合或环线的水准路线长度，单位km。9（二）CPⅢ高程控制点精度要求（3）精密水准观测应符合以下要求三、轨道控制网CPIII高程测量精密水准观测主要技术要求等级水准仪最低型号水准尺类型视距（m）前后视距差（m）测段的前后视距累积差（m）视线高度（m）数字水准仪重复测量次数光学数字光学数字光学数字光学（下丝读数）数字二等DSZ1、DS1因瓦≤50≥3且≤50≤1.0≤1.5≤3.0≤6.0≥0.3≤2.8且≥0.55≥2次精密水准DSZ1、DS1因瓦≤60≥3且≤60≤1.5≤2.0≤3.0≤6.0≥0.3≤2.8且≥0.45≥2次三等DSZ1、DS1因瓦≤100≤100≤2.0≤3.0≤5.0≤6.0三丝能读数≥0.35≥1次DSZ2、DS2双面木尺单面条码≤75≤7510（三）CPⅢ控制点高程测量一般规定1.轨道控制网CPIII控制点的高程测量起闭于线路水准基点，CPⅢ控制点与上一级水准点的高程联测应采用往返测精密水准测量。2.轨道控制网CPⅢ控制点间的高程网测量，可采用3种水准测量方法中的任意一种进行。CPⅢ控制点间的高程网的构网形式及其与上一级水准点联测应符合相关规定。当采用单程观测时，每相邻4个CPⅢ点之间应构成水准闭合环。3.区段之间衔接时，前后区段独立平差重叠点高程差值应满足≤±3mm。满足该条件后，后一区段CPⅢ网平差，应采用本区段联测的线路水准基点及重叠段前一区段连续1～2对CPⅢ点高程成果进行约束平差。三、轨道控制网CPIII高程测量11（三）CPⅢ控制点高程测量一般规定4.CPⅢ高程网外业观测成果的质量评定与检核的内容包括：测站数据检核、水准路线数据检核，联测线路水准基点的高差闭合差，当CPⅢ水准网的环数超过20个时还要进行每千米水准测量的高差全中误差的计算。5.相邻CPIII点高差中误差应不大于±0.5mm。6.CPⅢ控制点高程测量应严密平差，平差计算取位下表中精密水准测量的规定执行。三、轨道控制网CPIII高程测量精密水准0.010.10.010.010.10.1往（返）测高差总和（mm）往（返）测高差中数（mm）高程(mm)等级往（返）测距离总和（km）往（返）测距离中数（km）各测站高差（mm）12（四）测量方法1.中间设站三角高程测量法2.单侧贯通往返水准测量法3.单程闭合环水准测量法三、轨道控制网CPIII高程测量平面网数据处理进行观测数据检查合格生成平差文件/输出观测手簿是设置平差参数输出平差结果、相对点位精度、网图否导入外业观测文件自由网平差约束网平差自由网置平重新观测建立/打开项目高程网数据处理输出平差结果及点位精度导入外业观测文件生成平差文件/输出观测手簿设置平差参数开始平差计算闭合环搜索合格是重新观测项目文件管理否13（1）中间设站三角高程测量法：采用中间法三角高程原理，用测站点到CPⅢ点间的高差，进一步计算出相邻两CPⅢ点间的高差，该方法类似于GPS网基线的差分处理，其实质是用于减弱地球曲率与大气折光的影响。单个自由测站形成的三角高差情况和多个自由测站形成的CPⅢ三角高程网图形。单个测站形成的CPⅢ三角高程网网形示意图三、轨道控制网CPIII高程测量14（1）中间设站三角高程测量法：多个测站形成的CPⅢ三角高程网网形示意图三、轨道控制网CPIII高程测量1516（1）中间设站三角高程测量法：CPIII三角高程网建网需注意的事项：1）可以根据CPIII平面测量的边角观测值，采用CPIII三角高程网建网测量技术，进行CPIII高程网的建网测量；2）应根据经过球气差改正后的自由测站到个CPIII点的单向三角高差，计算相邻点间的高差。3）用于构建CPIII三角高程网的CPIII平面网观测值，除满足CPIII平面的外业观测要求外，还要满足各测回竖直角测量的竖盘指标差互差和竖盘指标差互差的限差要求。CPIII三角高程网外业观测的主要技术指标，应满足下表要求。三、轨道控制网CPIII高程测量全站仪标称精度测回数测回间距离较差标志误差测回间竖盘指标互差测回间竖直角互差方向测量误差≤1″距离测量误差≤1mm+1ppm≥3≤1mmX、Y、Z方向≤1mm≤9″≤6″17（1）中间设站三角高程测量法：CPIII三角高程网建网需注意的事项：4）CPIII三角高程网应每2km与就近的线路水准基点进行高程联测，联测方法应采用独立往返水准测量的方式进行，联测的进度为精密水准测量。5）由不同测站测量的CPIII三角高程网中的同名高差，应采用按距离长短加权平均的方法进行合成。6）CPIII三角高程网含有自身的闭合高程路线和与线路水准基点构成的符合高程路线，闭合和符合高程路线的高差闭合差、每公里高差测量的偶然中误差以及全中误差，应该满足精密水准测量的相应限差要求。三、轨道控制网CPIII高程测量18三、轨道控制网CPIII高程测量（1）中间设站三角高程测量法：7）CPIII高程网应采用约束线路水准基点的方法进行严密平差，平差后的各项精度指标应满足下表的要求。高差改正数高差中误差高程中误差平差后相邻点高差相对中误差≤1mm≤1mm≤2mm≤1mm19（2）单侧贯通往返水准测量法往测时以轨道一侧的CPⅢ水准点为主线贯通水准测量，另一侧的CPⅢ水准点在进行贯通水准测量摆站时就近观测；返测时以另一侧的CPⅢ水准点为主线贯通水准测量，对侧的水准点在摆站时就近联测。三、轨道控制网CPIII高程测量20（2）单侧贯通往返水准测量法往测水准路线如下图1所示：三、轨道控制网CPIII高程测量21（2）单侧贯通往返水准测量法返测水准路线如下图2所示：三、轨道控制网CPIII高程测量22（3）闭合环水准测量法CPⅢ点与CPⅢ点之间的水准路线，采用下图3所示的水准路线形式进行。三、轨道控制网CPIII高程测量测站数为偶数，一般为6或8个。由往测转为返测时，两支标尺应互换位置，并应重新整置仪器。CP3-1CP3-3CP3-5CP3-7CP3-9CP3-11CP3-13CP3-29CP3-31CP3-2CP3-4CP3-6CP3-8CP3-10CP3-12CP3-14CP3-30CP3-32CP3-33CP3-3460m10m23CP3-1CP3-3CP3-5CP3-7CP3-9CP3-11CP3-13CP3-29CP3-31CP3-2CP3-4CP3-6CP3-8CP3-10CP3-12CP3-14CP3-30CP3-32CP3-33CP3-3460m10mCP3-1CP3-3CP3-5CP3-7CP3-9CP3-11CP3-13CP3-29CP3-31CP3-2CP3-4CP3-6CP3-8CP3-10CP3-12CP3-14CP3-30CP3-32CP3-33CP3-3460m10m24（一）、区域沉降区的CPIII控制网高程测量四、特殊情况下的CPIII控制网高程测量区域沉降区的CPIII控制网高程测量，所使用的二等水准基点，应该是最近一个月左右复测的最新成果。时间间隔长的二等水准基点高程坐标不能如实反映高程近况，使用时应当注意。CPIII建网必须在沉降评估通过之后进行。CPIII控制网高程测量结束后，如果间隔时间长没有铺轨，应该重新进行二等水准复测和CPIII高程复测，复测成果合格后方能铺轨。CPIII高程复测后，发现高程沉降较大，超出规范要求，常规方法不能解决，需要调整设计坡度时，应及时通报总体组相关负责人，协商解决。25四、特殊情况下的CPIII控制网高程测量（二）、连续梁等特殊结构的CPⅢ控制网高程测量大跨度连续梁等特殊结构的CPIII控制网高程测量，是整个CPIII高程测量的一个难点。由于连续梁中间的CPIII标志不是设在固定端，其平面和高程坐标会随着桥梁的上端的伸缩形变（温度等因素）而变化，因此连续梁中间位置的CPIII高程在复测时，有可能超限。通常要求铺轨时在与测量时相同外部气候条件下进行。南京大胜关长江大桥及济南黄河大桥等超大跨度的特大桥，其高程的解决方案需等CPIII高程成果出来后再根据实际情况研究解决。建议作为科研攻关项目进行研究。26五、CPⅡ加密高程测量及高程引上桥的方法CPII加密测量按照二等水准要求进行，加密点可以设在一般地面，也可设在桥上。当桥面与地面间高差大于3m，地面水准点高程无法直接传递到桥面CPⅢ点上时，应选择桥面与地面间高差较小的地方进行CPⅢ点高程上桥测量。高程上桥测量可采用不量仪器高和棱镜高的中间设站三角高程测量与几何水准测量相结合方法进行。中间设站三角高程测量应满足下表的主要技术要求。采用该方法传递高程时，前后视必须使用同一个棱镜，且观测过程必须确保棱镜高度不变。仪器到棱镜的距离宜小于100m。仪器到前视棱镜和后视棱镜的距离应尽量相等，一般差值不宜超过5m。观测时，应测量温度、气压值，并进行边长改正。27高程引上桥后的高差（三角高程高差）需注意与相连段的水准基点构成闭合环，检查闭合环中每段高差的往返不符值、环闭合差等相关技术指标，保证三角高程有检校过程。不量仪器高和棱镜高的三角高程测量技术要求测回数两次读数差（″）测回间指标差互差（″）测回间竖直角互差（″）4≤±4.0≤±5.0≤±5.0垂直角测量五、CPⅡ加密高