高铁测量系列06

高铁测量系列06——沪宁城际铁路CRTSI型轨道板及GRP测量精调技术（下）六、GRP的测量GRP三维坐标的测量，应采用平面坐标和高程分开施测的方法进行。相邻GRP之间的相对精度应满足0.2mm平面和高程0.1mm的要求。1．GRP的平面坐标测量GRP的平面坐标测量应采用标称测距精度≤（1mm+2ppm）和标称方向测量精度≤1″的智能型全站仪进行。全站仪任意设站，通过与线路两侧4对CPⅢ控制点的联测，最终达到确定GRP坐标的目的。（1）平面测量标志CPⅢ控制点平面测量标志与《沪宁城际铁路CPⅢ控制测量技术方案》一致；GRP平面测量则采用如图所示的带有强制对中功能的精密基座与相应的精密棱镜。在进行GRP平面位置测量时，为保证相邻GRP间测量的相对精度，原则上一个测站只用一个精密基座进行，并在测量前需对所使用的精密基座的气泡进行校正；若两个同型号精密基座的可重复性和互换性精度能达到≤0.1mm，则可用两个精密基座同时进行测量，以提高GRP的测量效率，但同一测站同一基座每次测量点位需要固定，尽量避免不同基座间的系统误差影响。（2）平面测量方法GRP平面测量外业观测应满足下列要求：1）全站仪设站点应尽量靠近GRP的连线方向。2）左、右线GRP的测量，应分别设站观测。3）同一测站观测的CPⅢ控制点不应少于4对，观测的GRP宜为10～14个（可视天气情况作相应调整），其中包括与上一个测站搭接的五个GRP。4）在进行正式测量前，应通过本测站的4对CPⅢ控制点进行自由设站，其精度应满足下表的要求。自由设站测量完成和精度满足要求后，CPⅢ控制点的坐标不符值应满足下表的要求。若CPⅢ控制点坐标不符值不满足上表的要求，在保证CPⅢ控制点数量不少于3对的情况下，应将超限点剔除后再重新进行自由设站。在自由设站精度和CPⅢ精度满足要求后，方可继续进行GRP平面测量工作。5）同一测站的CPⅢ控制点和GRP测量，应采用全站仪正镜位进行多个半测回的观测，CPⅢ控制点应采用相应控制软件进行自动观测，GRP采用一个或两个精密基座依次挪动进行人工观测。具体观测顺序为：先观测所有CPⅢ点，再由远及近观测所有GRP。GRP的观测不应少于3个测回，CPⅢ点的观测不应少于4个测回。测回间的坐标较差应满足下表的要求。6）同一测站每个测回GRP观测都应由远及近依次进行观测。7）每一测站重复观测上一测站的CPⅢ控制点不应少于2对，重复观测上一测站观测的GRP不应少于5个。以左线测量为例，GRP平面测量的方法示意如图所示，右线测量与左线类似。（3）平面数据处理方法GRP平面测量的数据处理，应采取约束联测的CPⅢ点坐标和本测站搭接的第一个GRP合格坐标的方法进行平差计算。在同一测站，分别对四测回的CPⅢ控制点和三测回的各GRP的坐标测量值求平均值，计算单测回的坐标值与其均值的差值，其X、Y方向的限差为0.4mm。采用本站联测的CPⅢ控制点和各GRP坐标的均值作为观测值，利用本站联测的CPⅢ控制点的已知坐标和本测站搭接的第一个GRP合格坐标作为起始值，采用平差的方法求解CPⅢ控制点两套坐标（线路独立坐标系和测站站心坐标系）的转换参数，再根据得到的转换参数对各GRP的坐标均值进行转换。利用平差后得到的转换参数，对各CPⅢ点的坐标均值进行坐标转换，若转换后CPⅢ点的坐标与原CPⅢ坐标的差值在2mm以内，则所求的转换参数合格，否则应重新测量和重新平差计算求解转换参数。坐标转换后，本站剩余两个重复GRP与上一站测量的GRP的X、Y方向坐标较差均应小于0.4mm。站间重复观测的GRP可采用取均值的方法进行平顺处理，确保重叠区内GRP平面位置允许偏差为：横向不应大于0.3mm，纵向不应大于0.4mm。2．GRP的高程测量GRP的高程测量原则上应该在轨道板初铺之后进行，以避免二期荷载对GRP的高程造成影响。为保证GRP高程测量的精度，GRP高程测量应采用高精度电子水准仪和一把配套条码水准尺施测，施测时采用附合水准路线和中视法支水准测量路线相结合的方法进行。（1）高程测量标志GRP的高程测量标志采用条码水准尺配合底部对中配件进行，如图所示；底部对中配件出厂时应精确测量其长度并对测量数据加以修正。（2）高程测量方法GRP高程测量外业观测应满足下列要求：1）水准仪设站点应尽量位于相邻两个CPⅢ控制点之间，每一测站要求如下表所示。2）左右线GRP高程应分别测量。3）每300m左右应与线路同侧稳定的CPⅢ控制点闭合一次；同一测段应进行往返测4）同一测段内左线（或右线）其余CPⅢ控制点均作为转点，用于对高程测量成果进行检核，测段内所有GRP均作为中视点。5）同一测段不需重复测量GRP。6）不同测段间重复观测的GRP不应少于3个。以左线往测为例，GRP高程测量的方法示意如图所示，左线返测与右线测量均与此类似。（3）高程数据处理方法GRP高程数据处理往、返测应分别进行。往测水准路线闭合差满足要求后，先对作为转点的CPⅢ控制点进行平差计算，得到各转点处CPⅢ控制点的高程，再据此计算各中视GRP的往测高程。返测水准路线闭合差满足要求后，也是先对作为转点的CPⅢ控制点进行平差计算，得到各转点处CPⅢ控制点的高程，再据此计算各中视GRP的返测高程。最后取所有GRP的往返测高程的均值作为本测站GRP的采用高程。各GRP往返测高程值与其平均值间较差不应大于0.3mm；重叠区内GRP高程较差不应大于0.3mm。七、GRP的维护GRP作为轨道板精调的基准点，其稳定性将直接影响轨道板精调的精度和质量，因此对GRP要严加保护，确保其稳定性。在安装轨道板的时候要注意不要对GRP进行碰撞，以及GRP所使用的销钉应严格保护，尽量避免其磨损，以免造成由于销钉磨损造成轨道板或轨道精调时测量的误差。八、轨道板精调（一）技术指标（二）建站将全站仪用强制对中三脚架架设在GRP点上，全站仪架设在轨道板精调前进方向上，在架设时需保证三角架架设牢靠，仪器无晃动；架设后视棱镜，将棱镜架设在待铺轨道板沿轨道板精调前进方向下一个GRP点上,棱镜必须精确对准全站仪。在架设仪器时应尽量避免三脚架的顶尖与基准器摩擦，避免三脚架磨损造成精度降低。架设好仪器后，选择站点点名或输入坐标，选择后视点，将仪器转向后视点，搜索锁定棱镜，测量后视棱镜。软件会给出设计值与测量值差异，测量人员可根据定向限差选择完成测站或重新建站。在调完一块板后，进行下一块板前对测站进行定向检查，合格后方可进行下一块板的精调，定向超限则从新建站。（三）检校标架与倾角传感器在每天工作前应该对标架和传感器进行一次检校，消除变形误差，此步骤每天开始工作前只需要进行一次。检核倾角传感器：在板上放置I号标架，全站仪将对I号标架两棱镜进行自动测量。测完I号标架后，在板上放置II号标架并测量。测完II号标架两棱镜后，将自动保存倾角传感器的检核数据。检核标架：该项工作最好在每个新工作日精调作业前做一次，必须通过标准标架来对此标架的尺寸进行改正，从而消除标架因变形所带来的误差。（1）拿出标准标架（标准标架在制作的时候是严格按高精度要求来制作的，只用于进行标架校正，一般存放在箱子里面，不易变形）。（2）将标准标架放置在I号（近仪器端的第二行螺栓孔处）标架位置，先将固定端插入螺栓孔内，再使有弹簧的触及端紧扣左侧螺栓孔内（左侧；指站全站仪位置看板）；手工照准标准标架的触及端棱镜（左棱镜），进行测量；（3）调转标准标架，将固定端插入螺栓孔内，再使用有弹簧的触及端紧扣右端螺栓孔（近仪器端的第二行螺栓孔处），手工照准标准标架的右端（右棱镜，与上一步的棱镜为同一个棱镜），进行测量，完成后弹出如下图所示对话框：（4）拿走标准标架，将I号标架放在近仪器端第二行，选择好测回数，再点选测量I号标架，软件自动定位对I号标架左右两棱镜进行测量；（5）完成I号标架测量后，拿走I号标架，将II号标架放进此位置，点选测量II号标架，软件自动计算两棱镜位置，指挥全站仪观测两棱镜；（6）完成II号标架测量后，拿走II号标架，将III号标架放进此位置，点击测量III号标架，软件自动计算两棱镜位置，指挥全站仪观测两棱镜；（7）三标架测量完成之后，将出现如下图对话框，选择存储结果，将保存本次检核数据，保存结果“Absolute”为该标架上的两个棱镜与标准标架相比较，在横向和高程上的绝对偏差。“Change”为当前测量的结果与上一次测量的结果的差值。（四）标架安放（五）轨道板精调每一测站可精调两到四块轨道板，不应大于六块轨道板但测距不可少于5.00m。（当测距时自动锁定精度将不能满足轨道板精调要求，而视线过长，则会导致测量结果不够精确。）一般情况下，精调作业可分以下几步进行：（1）高程调节。将轨道板四角高程调整至1mm以内。（2）平面调节。将轨道板平面位置（横向）调整至1mm以内。（3）高程与平面同时调节。将轨道板高程和平面进行个别调整。（4）搭接测量。将本块板与上块板高程和平面进行搭接。（5）完整测量。对所有I,II,III标架的6个棱镜进行完整测量，合格后进行拧紧压紧装置。（6）检查，对所有I,II,III标架的6个棱镜进行重新进行完整测量，以确定最终调板结果，合格后保存测量成果，反之松开压紧装置从新调整。（六）轨道板复测与精度评价轨道板精调完成后，如长时间未进行CA砂浆的浇灌，则在浇灌之前应对轨道板进行复测。将标准标架放置在之前标架安置的位置上，依序测量。检查是否满足限差要求，当超限时，需重新进行精调。CA砂浆浇灌完成后，应挑选数块轨道板对其进行检核，避免因变形等因素引起的轨道板变化。电脑软件保存的数据，可以用图形的方案显示出来，直观的反应轨道板调整质量，并可对轨道板的调整进行量化评价，具有现势性和可追溯性，对下一步利用轨检小车对轨道调整提供指导作用。（七）注意事项（1）定期对全站仪进行检校；（2）必须经常检查配有对中延伸头和调节螺杆特制三脚架的稳定状况；（3）必须将特制三脚架的对中延伸头精确地置于轨道基准点标志上；（4）必须定期校正水准器；（5）因使用磨损必须定期校正对中延伸头高度；（6）将测量标架安置于支点的打磨混凝土表面上时必须做到小心轻放；（7）必须定期校正测量标架，必要时更换之；（8）必须经常检查棱镜对准和清洁状况；（9）必须特别精确精调板过度处（必须避免板间的跳跃）；（10）检查调置精调爪的稳固状况（不能有旋角、必须与板上螺栓牢固扣装在一起等等）；（11）防止压紧装置扣压过紧引起轨道板变形；（12）已调好的轨道板应该明显表示，禁止踩踏。九、人员与工效（一）人员配置测量员：两名。负责测量方案选择、建站、测量、测量成果判断，与现场人员调配。调板工：四名。负责轨道板安置、棱镜摆设、轨道板调整、安装压紧装置、仪器搬运。（二）工效分析从建站时间上分析，全站仪建站时间控制在10min之内，一次设站可完成2到4块轨道板的调整。从校核标架时间上分析，检核倾角传感器与标架可以控制在15min以内。从调板时间上分析，全站仪每块轨道板从采集数据到最终调整结束可以控制在15min之内。综合分析，假设一次设站可完成3块轨道板的调整3*15=45min，加上建站10min，一天8h工作时间计算每组可调板25块。十、结束语通过在沪宁的实习，我迈向了职业生涯的第一步。在沪宁项目良好的工作环境下，在部门领导的悉心指导下，我学到了很多，将书本中学到的东西运用在实际的工程施工中，让我体验到了理论与实践相结合的乐趣。从刚开始的线下工程的施工一直到后期的底座板施工和轨道板CPⅢ的精调，我一路走来，体验到了工地的艰辛，但更多的是收获的喜悦，因为我基本掌握了现在世界上一流的铁路施工测量技术，这对我以后的路桥生涯是一笔值得骄傲的财富。今天对沪宁高铁客运专线测量控制网的概念、特点、技术要求、桥梁工程控制测量技术要点和桥梁沉降变形观测进行简单总结。我国这几年是客运专线建设的高峰期，这就要求施工单位必须投入适合客运专线高精度要求的精密测量仪器。随着更先进仪器的投入，例如客运专线无砟轨道施工全自动照准的高精度测量机器人（徕卡2003）0.5秒级精度应用，对我们测量人员的能力要求必然也