轨道控制网CPⅢ测量

由NordriDesign™提供Ⅲ测量Page2CPⅢ平面控制测量4CPⅢ控制网的概述1CPⅢ控制网的网形2CPⅢ控制网测量的规定3CPⅢ高程控制测量5Page31、CPⅢ控制网概述精密测量是建设高质量高速铁路最重要、最基本的条件之一。必须严格按照相关规定，适时建立“四网合一”的控制测量网络。高速铁路精密工程平面控制网宜按分级布网的原则布设，分别为框架平面控制网（CP0）、基础平面控制网（CPI）、线路平面控制网（CPII）、轨道控制网（CPIII）。CPⅢ的概念或术语CPⅢ点的标志与分布CPⅢ自由设站CPⅢ作业前的准备工作Page4CPⅢ的概念或术语轨道控制网CPⅢ：沿线路布设的平面、高程控制网，平面起闭于基础平面控制网（CPⅠ）或线路平面控制网（CPⅡ）、高程起闭于线路水准基点，一般在线下工程施工完成并通过沉降变形评估后进行施测，为轨道施工和运营维护的基准。CPⅢ网按自由设站边角交会方法测量。点间距为纵向50～70m、横向为线路结构物宽度，测量精度为相邻点位的相对中误差小于1.0mm。CPⅢ控制网区段：CPⅢ平面网可根据施工需要分段测量，分段测量的区段长度不宜小于4km，区段间重复观测不应少于6对CPⅢ点。CPⅢ目标组件：轨道控制网（CPⅢ）点的实际空间物理位置的反射目标，由反射棱镜、预埋件和连接件等组成。具有强制对中、能够长期保存、不变形、体积小、结构简单、安装方便、重复安置精度及互换性精度高等特点。Page5CPⅢ点的标志与分布1、CPⅢ点设置有强制对中标志（京沪高铁）（如图1-1），用于强制对中。图1-12、单轴CPⅢ标志组中棱镜测量杆（京沪高铁）（如图1-2)。CPⅢ棱镜组件安装精度要求CPⅢ标志重复性安装误差(mm)互换性安装误差(mm)X0.40.4Y0.40.4H0.20.2Page6CPⅢ点的标志与分布3、单轴CPⅢ标志组中水准测量杆（京沪高铁）（如图1-3）.4、对中标志安装的注意事项。检查平面（水准）和预埋件间隙，平面（水准）测量杆全部插入预埋件后预埋件沿口应和平面（水准）突出横截面密接，有异常情况的预埋件不能使用。图1-3图1-2Page7CPⅢ点的标志与分布5、CPⅢ标志的使用A、平面测量a和已安装的预埋件配套一致，选择棱镜测量杆12根。b把棱镜测量杆插入预先安置好的预埋件,使棱镜测量杆的突出横截面和预埋件管口严密连接。禁用扳手、锤子等工具强力安装棱镜测量杆。c将棱镜安装在棱镜测量杆插头上。d旋转棱镜头正对准全站仪。e测量完将塑料预埋件盖上。注意：CPⅢ平面测量点位随棱镜不同而变化，因此采用的仪器和棱镜必须配套，而且复测、精调也必须采用和测量时同样的仪器、棱镜。Page8CPⅢ点的标志与分布B、高程测量a和已安装的预埋件配套一致，选择4根水准测量杆。b把水准测量杆插入预先安置好的预埋件,使水准测量杆的突出横截面和预埋件管口严密连接。禁用扳手、锤子等工具强力安装水准测量杆。c将铟钢水准尺安装在水准测量杆球头上，不要施加额外应力，防止水准测量杆发生细微形变，影响测量结果。d测量完将塑料预埋件盖上。6、CPⅢ标志的日常管理和养护1．搬运、运输过程中应用纸包裹棱镜（水准）测量杆，防止相互碰撞、磨损。2．安装完成后，每次测量完应及时将塞子盖上。3．每三个月检查一次预埋件和塞子是否损坏，用小毛刷刷除预埋件内灰尘。竖立的预埋件如果灰尘积太厚，则用水冲洗。Page9CPⅢ点的标志与分布CPⅢ点应成对布设，距离布置一般约为60m，埋设于接触网杆或其基础、桥梁防撞墙、隧道边墙等位置。CPⅢ点布设高度应大致等高，并应设在设计轨道高程面0.3m以上。CPⅢ点的埋设一般宜采用预埋方式进行布设；对于后埋的，应采用快干砂浆、水泥或者锚固剂等进行固定，确保CPⅢ标志预埋件的稳固。桥梁段CPⅢ点的布设CPⅢ点宜布设在简支梁固定端距梁端0.5m的位置。桥梁部分CPⅢ点布置图Page10CPⅢ点的标志与分布1）简支梁部分对于24或32m简支梁每2孔布设一对CPⅢ点，相邻两对CPⅢ点相距约为64m，56m或48m。对于连续24m简支梁，根据实际情况也可每三孔布设一对CPⅢ点。2）普通连续梁对于连续梁，CPⅢ应优先布设于固定端上方。对于跨度超过80m的，应在跨中部分布设一对CPⅢ点，该对CPⅢ点应尽可能在同等条件下使用，使用前并应复核。如：32+48+32m；40+64+40m；40+56+40m；40+72+40m；40+80+40m；64+100+64m；64+80+64m；64+128+64m；32+48+32m；40+64+40m；40+56+40m；40+72+40m；40+80+40m；64+100+64m；64+80+64m；64+128+64m。3）大跨连续梁和特殊结构大跨桥梁和特殊结构的CPⅢ点布设方案根据工程结构特点单独制定。Page11CPⅢ点的标志与分布路基段CPⅢ点的布设路基段使用钢筋混凝土成对浇筑CPⅢ辅助立柱。CPⅢ辅助立柱直径为25cm，顶面高于设计轨道面至少30cm。待基础稳定后，在CPⅢ辅助立柱上使用快干砂浆或锚固剂埋设CPⅢ标志预埋部分。路基部分CPⅢ点布置图Page12CPⅢ点的标志与分布隧道段CPⅢ点的布设隧道里一般布置在设计轨道顶面以上30~50cm的边墙内衬上，相邻CPⅢ点对相距60m左右，布置形式见下面示意图：隧道内部分CPⅢ点布置图Page13CPⅢ自由设站CPⅢ自由设站采用自由测站边角交会的方法，它是在线路中线附近架设全站仪，测量线路两侧多对轨道控制网CPIII点的方向和距离，并联测就近的CPI或CPII，以获取轨道控制网CPIII平面坐标的测量方法。CPⅢ自由设站：在线路中线附近架设全站仪，测量线路两侧多对轨道控制网CPIII点的方向和距离，以确定仪器中心点的平面和高程位置。CPⅢ测量过程中的自由设站点编号可以根据连续里程和测站号等相关信息来进行编制，如0613C101。前4位为里程，第5位C代表初次建网测量，B代表补测，F代表复测，J代表竣工测量，第6位1代表第一次测量，第7位和第8位代表测站编号（各标段自行分配，标段连接处相邻标段的CPⅢ测站编号不应相同），01～99号数循环。设站点的编号也可以随意编写，只要你能反映出测站的信息，以及和前后测站的联系就可以。Page14CPⅢ作业前准备工作线下工程沉降和变形评估无砟轨道对线下基础工程的工后沉降要求非常严格，CPIII的控制网测量应待线下工程沉降和变形满足要求，且无砟轨道铺设条件评估通过后进行。按照《客运专线铁路无砟轨道铺设条件评估技术指南》（铁建设【158号】）要求，路基地段沉降观测为6个月，桥梁地段沉降观测期为6个月，基岩墩或地质条件好桥梁为2个月，隧道地段沉降观测期为3个月。CPI、CPII、二等水准控制网复测CPIII测量前，应对CPI、CPII和高程控制网进行一次复测，编写复测报告，并进行评估。复测与原测成果坐标较差及相邻点间坐标差之差应分别满足《高速铁路工程测量规范》相关要求。Page15CPⅢ作业前准备工作CPI、CPII、二等水准控制点加密根据复测评估报告，对于点位的位置和密度不能满足CPIII测量要求的平面、高程控制点，按插点或者插网方法进行同精度加密。隧道贯通后隧道洞内平面、高程约束点布设在隧道贯通后应进行隧道洞内CPII控制网和二等水准高程的贯通测量。Page162、CPⅢ控制网的网形1、平面控制网测量网形（1）测站间距为120m时，CPⅢ平面控制网测量网形示意图如图2-1所示。图2-1测站间距为120m时CPⅢ平面控制网测量网形示意图（2）测站间距为60m时，CPⅢ平面控制网测量网形示意图如图2-2所示。Page172、CPⅢ控制网的网形图2-2测站间距为60m时CPⅢ平面控制网测量网形示意图自由设站点CPII控制点CPⅢ控制点2、高程控制网测量网形（1）往返水准路线CPⅢ高程网观测采用往返观测的方式进行，其往返测水准路线如下图2-3和图2-4所示。Page18图中实心红点表示水准仪测站点，空心圆黑点表示CPⅢ高程点，黑箭头表示后视，蓝箭头表示前视，绿箭头表示中视。从图2-3可以看出，该方法往测时以轨道一侧（图中下方）的CPⅢ点为主线进行前后视水准测量，而另一侧（图中上方）的CPⅢ点则以中视的方式联测其高程。返测时刚好相反，即以另一侧（图中上方）的CPⅢ水准点为主线进行前后视水准测量，而对侧（图中下方）的CPⅢ点也是以中视的方式联测其高程，返测示意如图2-4所示。2、CPⅢ控制网的网形图2-3往测水准路线示意图前视CPⅢ水准点联测线二等水准点后视仪器摆站点Page192、CPⅢ控制网的网形图2-4返测水准路线示意图往返测高差及其所形成的闭合环情况如图1-8所示。其中单箭头为往测高差，双箭头为返测高差，箭头方向为高差的传递方向。图2-5水准测量闭合环示意图前视CPⅢ水准点联测线二等水准点后视仪器摆站点Page202、CPⅢ控制网的网形（2）矩形法矩形法观测的水准路线如图2-6所示，其中实心黑点表示水准仪测站点，空心圆表示CPⅢ高程点，空心箭头表示高差传递方向。假设CPⅢ网的高程测量从左侧推向右侧，则在最左侧四个CPⅢ点中间设置测站，测量四个CPⅢ点间的四段高差，考虑到这四段高差所组成四边形闭合环的独立性，这四段高差至少应该设置两个测站完成测量（如在第一测站完成前三段高差的测量，第四段高差测量时应稍微挪动仪器或在原地改变仪器高后再测量）；随后水准仪搬迁至紧邻的四个CPⅢ点中间，进行第二个四边形闭合环的高差测量，由于此闭合环中有一个测段的高差在第一个闭合环中已经观测，此时只须设置一个测站完成第二个四边形闭合环中三个测段高差的测量。因为第二个四边形中的四个测段高差是由不同测站测量的，因此其闭合差是独立的。其他四边形各测段高差测量的方法与第二个四边形相同，依此类推一直把所有四边形的测段高差观测完。Page212、CPⅢ控制网的网形由于上述CPⅢ高程网测量方法形成的四边形闭合环（图中空心箭头组成的图形）为规则的矩形，因此简称此方法为矩形法。矩形法CPⅢ高程网测量可只进行单程观测。矩形法水准测量闭合环的情况如图1-10所示。其中，箭头方向为高差传递方向。由图1-10可知，每相邻两对CPⅢ点均构成独立的矩形闭合环，方便形成闭合差检核，可靠性高。图2-6矩形法CPⅢ高程网测量原理示意图图2-7矩形法水准测量闭合环示意图Page22CP301CP302CP303CP304CP305CP306CP307CP308CP309CP310CP311CP312S003S002S004S001S005CP304CPIII控制点自由设站点2、CPⅢ控制网的网形（3）自由设站三角高程测量法CP301CP302CP303CP304CP305CP306CP307CP308CP309CP310CP311CP312S003图2-8单个测站CPⅢ控制网自由设站三角高程网示意图图2-9多个测站CPⅢ控制网自由设站三角高程网示意图Page233、CPⅢ控制网测量的规定1、根据《高速铁路工程测量规范》CPⅢ平面网应附合于CPI、CPII控制点上，每600m左右应联测一个CPI或者CPII控制点，自由设站至CPI、CPII控制点的距离不宜大于300m。当CPII点位密度和位置不满足CPⅢ联测要求时，应按同精度内插方式增设CPII控制点。CPⅢ控制水准网应附合于线路水准基点，按精密水准测量技术要求施测，水准路线附合长度不得大于3km。当线路水准点位密度和位置不满足CPⅢ联测要求时，应按同精度内插方式加密水准点。2、CPⅢ平面控制网的主要技术指标应满足表3-1的规定。表3-1CPⅢ平面网的主要技术指标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相对点位中误差CPⅢ平面网自由测站边角交会1.8″1.0mm1.0mmPage243、CPⅢ高程控制网的主要技术指标应满足表3-2的规定。3、CPⅢ控制网测量的规定表3-2CPⅢ高程网的主