高速鐵路控制網(wǎng)精度控制標(biāo)準(zhǔn)
為保證旅客列車高速運(yùn)行時(shí)的安全性和舒適度，鐵路軌道的平順度是重要指標(biāo)。軌道平順度包含線路方向和縱向方向兩個(gè)分量，線路方向的不平順是指鋼軌頭內(nèi)側(cè)與鋼軌方向垂直的凸凹不平順。高速鐵路平順度要求在線路方向每10米弦實(shí)測正矢與理論正矢之差為2毫米。
線路平順度的要求和控制測量的精度有一定的關(guān)系，對(duì)于線路形狀來說，平順度只是一種局部誤差。不能依線路平順度的要求作為控制測量的精度標(biāo)準(zhǔn)。因?yàn)?，平順度?duì)線路位置誤差的影響有積累性和擴(kuò)大的趨勢，當(dāng)實(shí)際線路偏離設(shè)計(jì)位置很遠(yuǎn)時(shí)，線路仍舊可以滿足平順度要求。
1、短波平順度對(duì)線路位置的影響
現(xiàn)以直線線路討論，當(dāng)在10米處產(chǎn)生2㎜不平順度時(shí)，線路將出現(xiàn)轉(zhuǎn)折角為（82.5′），直線b移至b′點(diǎn)。
每個(gè)不平順度具有偶然性，因此，由各段不平順度產(chǎn)生的點(diǎn)位移按偶然誤差計(jì)算，設(shè)ab為150米，則 =127㎜。
短波不平順累計(jì)誤差示意圖
2、長波平順度對(duì)線路位置的影響
長波平順度要求，150米處不大于10㎜，當(dāng)在150米處產(chǎn)生10㎜不平順度時(shí)，線路將出現(xiàn)轉(zhuǎn)折角為（27.5′）。設(shè)ab為900米，則 mβ=147㎜。
雖然如此，如果僅僅控制軌道的平順度，在達(dá)到要求的情況下，軌道的整體線形總是不能保證。
由上可知，在客運(yùn)專線無砟軌道的施工過程當(dāng)中，僅僅控制軌道的平順度是不夠的，我們還需要建立無砟軌道施工測量控制網(wǎng)來實(shí)現(xiàn)軌道的總體線形的正確。
3、cpⅰ和cpⅱ誤差計(jì)算
通過無砟軌道施工中軌道對(duì)平順度的相關(guān)要求，我們可以反推出cpⅰ和cpⅱ控制網(wǎng)的相關(guān)精度要求。
cpⅰ和cpⅱ最弱點(diǎn)的橫向中誤差計(jì)算按導(dǎo)線測量方法，計(jì)算最弱點(diǎn)的橫向中誤差公式為：
《客運(yùn)專線無砟軌道鐵路工程測量暫行規(guī)定》中要求的各級(jí)平面控制網(wǎng)布網(wǎng)要求如下表所示：
對(duì)于cpⅱ，取s=800m，則可計(jì)算得 mk=3.7㎜；對(duì)于cpⅰ，取s=4000m，則可計(jì)算得 mk=11.6㎜。假定導(dǎo)線縱向誤差等于橫向誤差，則可計(jì)算最弱點(diǎn)點(diǎn)位中誤差分別約為5㎜和15㎜。
相鄰兩點(diǎn)的相對(duì)中誤差計(jì)算：
《客運(yùn)專線無砟軌道鐵路工程測量暫行規(guī)定》中g(shù)ps測量的精度要求規(guī)定如下表所示：
cpi 相鄰兩點(diǎn)的相對(duì)中誤差
邊長：4000000×1/170000=23.5㎜方向：4000000×1.3′/206265=25㎜相鄰兩點(diǎn)的相對(duì)點(diǎn)位中誤差為34.3㎜cpⅱ 相鄰兩點(diǎn)的相對(duì)中誤差
邊長：800000×1/100000=8㎜方向：800000×1.7′/206265=6.6㎜相鄰兩點(diǎn)的相對(duì)點(diǎn)位中誤差為10.4㎜平面控制網(wǎng)
《客運(yùn)專線無砟軌道鐵路工程測量暫行規(guī)定》中規(guī)定：
平面控制分三級(jí)布設(shè)：
級(jí)為基礎(chǔ)平面控制網(wǎng)（cpi），為勘測、施工、運(yùn)營維護(hù)提供坐標(biāo)基準(zhǔn)。第二級(jí)為線路控制網(wǎng)（cpⅱ），為勘測和施工提供控制基準(zhǔn)。第三級(jí)為基樁控制網(wǎng)（cpⅲ），為鋪設(shè)無渣軌道和運(yùn)營維護(hù)提供控制基準(zhǔn)。1、 cpi、cpⅱ布測方法
cpi沿線路走向，每4千米一個(gè)或一對(duì)點(diǎn)，按鐵路b級(jí)gps測量要求施測。基線邊方向中誤差不大于1.3′，最弱邊相對(duì)中誤差1/170000。
cpⅱ在cpi的基礎(chǔ)上采用gps測量或?qū)Ь€測量方法施測。點(diǎn)間距離800～1000米。gps測量按鐵路c級(jí)要求施測?；€邊方向中誤差不大于1.7′，最弱邊相對(duì)中誤差1/100000；導(dǎo)線測量等級(jí)為四等，測角中誤差 2.5′，相對(duì)閉合差1/40000。
2、cp?？刂泣c(diǎn)的布測方法
（1）cp?？刂泣c(diǎn)的元器件：
采用工廠精加工元器件（要求采用數(shù)控機(jī)床），用不易生銹及腐蝕的金屬材料制作，cp?？刂泣c(diǎn)標(biāo)志重復(fù)安置精度應(yīng)達(dá)0.3㎜。
cpⅲ器件完整示意圖
（2） cp?？刂泣c(diǎn)的布設(shè)
cp?？刂泣c(diǎn)距離布置一般為60 m左右，且不應(yīng)大于80 m， cpⅲ控制點(diǎn)布設(shè)高度應(yīng)與軌道面高度保持一致的高度間距。
隧道內(nèi)cpⅲ控制點(diǎn)位置示意圖
注：標(biāo)記點(diǎn)設(shè)置在內(nèi)襯上，位距電纜槽邊墻表面約100cm左右。
路基地段cpiii控制點(diǎn)位置示意圖
橋梁上cpiii控制點(diǎn)位置示意圖
（3） cp?？刂泣c(diǎn)的定位精度要求
cp?？刂泣c(diǎn)的定位精度要求表（㎜）
控制點(diǎn)
可重復(fù)性測量精度
相對(duì)點(diǎn)位精度
cpⅲ
后方交會(huì)測量
5
1
（4）cpⅲ控制點(diǎn)的測量
儀器要求
全站儀必須滿足如下精確度要求：角度測量精確度：≤1′距離測量精確度：1㎜+2ppm使用帶目標(biāo)自動(dòng)搜索及測量的自動(dòng)化全站儀。每臺(tái)儀器應(yīng)至少配13套棱鏡，使用前應(yīng)對(duì)棱鏡進(jìn)行檢測。測量方法
cp?？刂凭W(wǎng)采用自由設(shè)站交會(huì)網(wǎng)（《客運(yùn)專線無碴軌道鐵路工程測量暫行規(guī)定》稱為“后方交會(huì)網(wǎng)”）的方法測量，自由測站的測量，從每個(gè)自由測站，將以2 x 3個(gè) cp ⅲ-點(diǎn)為測量目標(biāo)，每次測量應(yīng)保證每個(gè)點(diǎn)測量3次，測量方法見下圖。
測站（自由站點(diǎn)）
○ cp?？刂泣c(diǎn)→ 向cpⅲ點(diǎn)進(jìn)行的測量（方向、角度和距離）←→ cp?？刂泣c(diǎn)距離為60m左右，且不應(yīng)大于80m，觀測cp ⅲ點(diǎn)允許的最遠(yuǎn)的目標(biāo)距離為120m左右，不超過180m。每次測量開始前在全站儀初始行中輸入起始點(diǎn)信息并填寫自由測站記錄表，每一站測量3組完整的測回。應(yīng)記錄于每個(gè)測站的：t溫度、氣壓以及cpi、cpⅱ-點(diǎn)上的目標(biāo)點(diǎn)的棱鏡高測量，并將溫度、氣壓改正輸入每個(gè)測站上。對(duì)于線路有長短鏈時(shí)，應(yīng)注意區(qū)分重復(fù)里程及標(biāo)記的編號(hào)。水平角測量的精度應(yīng)按如下要求進(jìn)行：
測量水平方向：3測回；測量測站至cpⅲ標(biāo)記點(diǎn)間的距離：3測回。方向觀測各項(xiàng)限差根據(jù)《精密工程測量規(guī)范》（gb/t 15314-1994）的要求不應(yīng)超過下表的規(guī)定，觀測最后結(jié)果按等權(quán)進(jìn)行測站平差。
注：dj05為一測回水平方向中誤差不超過±0.5′的經(jīng)緯儀。每個(gè)點(diǎn)應(yīng)觀測3個(gè)全測回。距離的觀測應(yīng)與水平角觀測同步進(jìn)行，并由全站儀自動(dòng)進(jìn)行。平面測量可以根據(jù)測量需要分段測量，其測量范圍內(nèi)的cpⅱ點(diǎn)應(yīng)聯(lián)測。
（5）與上一級(jí)cpⅱ控制點(diǎn)聯(lián)測
與上一級(jí)cpⅱ控制點(diǎn)聯(lián)測時(shí)應(yīng)保證800—1000米的間隔聯(lián)測一個(gè)。
與上一級(jí)cpⅱ控制點(diǎn)聯(lián)測，一般情況下應(yīng)通過2個(gè)或以上線路上的自由測站，見下圖。
聯(lián)測高等級(jí)控制點(diǎn)時(shí)，應(yīng)最少觀測3個(gè)完整測回?cái)?shù)據(jù)（其精確度應(yīng)在5毫米誤差以下）。
與cpⅱ控制點(diǎn)聯(lián)測示意圖
測站（自由站點(diǎn)）
○ cpⅲ控制點(diǎn)
→ 向cpⅲ點(diǎn)進(jìn)行的測量（方向、角度和距離）
為了使相鄰重合區(qū)域能夠滿足cpⅲ網(wǎng)絡(luò)的測量高均勻性和高精確度，每個(gè)重合區(qū)域至少要有3到4對(duì)cpⅲ點(diǎn)（約為180米的重合）一起測量，并且考慮平差，每個(gè)區(qū)域不小于4公里為宜。
橋梁、隧道段須與已有的獨(dú)立的隧道施工控制網(wǎng)相連接。通過選取適當(dāng)?shù)腸pⅱ點(diǎn)和cpⅲ 特殊網(wǎng)點(diǎn)，來保證形成均勻的過渡段。
cp?？刂凭W(wǎng)應(yīng)與線下工程竣工中線進(jìn)行聯(lián)測。
（6） 內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理
在自由設(shè)站cpⅲ測量中，測量時(shí)必須使用與全站儀能自動(dòng)記錄及計(jì)算的專用數(shù)據(jù)處理軟件，采用軟件必須通過相關(guān)部門正式鑒定。
觀測數(shù)據(jù)存儲(chǔ)之前，必須對(duì)觀測數(shù)據(jù)的質(zhì)量進(jìn)行檢核。包括如下內(nèi)容：
觀測者、記錄者、復(fù)核者簽名；
觀測日期、天氣等氣象要素記錄。
檢核方法可以采用手工或程序檢核。觀測數(shù)據(jù)經(jīng)檢核不滿足要求時(shí)，及時(shí)提出重測，經(jīng)檢核無誤并滿足要求時(shí)，進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，提交給數(shù)據(jù)計(jì)算、平差處理。數(shù)據(jù)計(jì) 算、平差處理必須是經(jīng)采用通過相關(guān)部門正式鑒定軟件，在計(jì)算報(bào)告中要說明軟件名稱。自由設(shè)站點(diǎn)、cpⅲ點(diǎn)進(jìn)行整體平差。平差計(jì)算時(shí)，要對(duì)各項(xiàng)精度作 出評(píng)定。
高程控制網(wǎng)的建立
《客運(yùn)專線無砟軌道鐵路工程測量暫行規(guī)定》中規(guī)定：
高程控制測量分為勘測高程控制測量、水準(zhǔn)基點(diǎn)高程控制測量和cpⅲ控制點(diǎn)高程控制測量。
各等級(jí)水準(zhǔn)測量精度
注：表中l(wèi)為往返測段、附和或環(huán)線的水準(zhǔn)路線長度，單位為㎞。
1、高程控制測量
勘測高程控制測量、水準(zhǔn)基點(diǎn)高程控制測量依照國家相關(guān)技術(shù)規(guī)范進(jìn)行。cp?？刂泣c(diǎn)高程控制測量又分為兩種：導(dǎo)線網(wǎng)cp?？刂泣c(diǎn)、后方交會(huì)網(wǎng)cp?？刂泣c(diǎn)高程控制測量。cp?？刂泣c(diǎn)高程控制測量采用的水準(zhǔn)等級(jí)為精密水準(zhǔn)?，F(xiàn)對(duì)后方交會(huì)網(wǎng)cp?？刂泣c(diǎn)高程控制測量作詳細(xì)說明。（1）測量方法
每一測段應(yīng)至少與3個(gè)二等水準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行聯(lián)測，形成檢核。聯(lián)測時(shí)，往測時(shí)以軌道一側(cè)的cpⅲ水準(zhǔn)點(diǎn)為主線貫通水準(zhǔn)測量，另一側(cè)的cpⅲ水準(zhǔn)點(diǎn)在進(jìn)行貫通水準(zhǔn)測量擺站時(shí)就近觀測。返測時(shí)以另一側(cè)的cpⅲ水準(zhǔn)點(diǎn)為主線貫通水準(zhǔn)測量，對(duì)側(cè)的水準(zhǔn)點(diǎn)在擺站時(shí)就近聯(lián)測。
往測水準(zhǔn)路線示意圖
水準(zhǔn)返測示意圖
（2）cpⅲ高程控制點(diǎn)精度要求
cp?？刂泣c(diǎn)水準(zhǔn)測量應(yīng)按《客運(yùn)專線無碴軌道鐵路工程測量技術(shù)暫行規(guī)定》中的“精密水準(zhǔn)”測量的要求施測。cp?？刂泣c(diǎn)高程測量工作應(yīng)在cpⅲ平面測量完成后進(jìn)行，并起閉于二等水準(zhǔn)基點(diǎn)，且一個(gè)測段聯(lián)測不應(yīng)少于三個(gè)水準(zhǔn)點(diǎn)。
精密水準(zhǔn)測量采用滿足精度要求的水準(zhǔn)儀，配套因瓦尺。使用儀器設(shè)備應(yīng)在鑒定期內(nèi)，有效期最多為一年，每年必須對(duì)測量儀器精確度進(jìn)行一次校準(zhǔn)，每天使用該儀器之前，對(duì)儀器進(jìn)行檢驗(yàn)和校準(zhǔn)。
精密水準(zhǔn)測量的主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求
注：
結(jié)點(diǎn)之間或結(jié)點(diǎn)與高級(jí)點(diǎn)之間，其路線的長度，不應(yīng)大于表中規(guī)定的0.7倍。l為往返測段、附合或環(huán)線的水準(zhǔn)路線長度，單位km。精密水準(zhǔn)觀測應(yīng)符合以下要求
注：
l為往返測段、附合或環(huán)線的水準(zhǔn)路線長度，單位km。ds05表示每千米水準(zhǔn)測量高差中誤差為±0.5㎜。測站觀測限差
因水準(zhǔn)路線較短，故不設(shè)間歇點(diǎn)。
視距長≤60m；前后視距差≤1.0m；前后視距累計(jì)差≤3.0m。上述觀測限差超*，重新觀測。
測站數(shù)為偶數(shù)，一般為6或8個(gè)。由往測轉(zhuǎn)往返測時(shí)，兩支標(biāo)尺應(yīng)互換位置，并應(yīng)重新整置儀器。
（4） cp?？刂泣c(diǎn)高程測量數(shù)據(jù)處理
cpⅲ控制點(diǎn)高程測量應(yīng)嚴(yán)密平差，平差計(jì)算取位下表中精密水準(zhǔn)測量的規(guī)定執(zhí)行。
精密水準(zhǔn)測量計(jì)算取位
cpⅲ測量所使用的儀器
1、 全站儀
適合于進(jìn)行cpⅲ測量的全站儀有l(wèi)eica （徠卡）系列的：tca1201+，tcrp1201+，tca1800，tca2003等
tca2003
tca1800
tcrp1201+
tca1201+
每臺(tái)儀器應(yīng)至少配13套棱鏡，使用前應(yīng)對(duì)棱鏡進(jìn)行檢測。
注：使用前應(yīng)對(duì)配合全站儀使用的所有棱鏡進(jìn)行檢測，所有棱鏡的棱鏡常數(shù)都必須相同。
2、 水準(zhǔn)儀
在進(jìn)行cpⅲ精密水準(zhǔn)測量時(shí)應(yīng)該使用精密水準(zhǔn)儀，徠卡滿足使用需求的光學(xué)水準(zhǔn)儀是na2；
na2精密光學(xué)水準(zhǔn)儀相關(guān)技術(shù)指標(biāo)
cp?？刂泣c(diǎn)因?yàn)辄c(diǎn)數(shù)繁多，水準(zhǔn)測量工作量大，故推薦使用精密電子水準(zhǔn)儀。
徠卡dna03數(shù)字水準(zhǔn)儀憑借其的性能，穩(wěn)定的表現(xiàn)獲得了多家高鐵施工單位的青睞與肯定，在已建成和在建的高速鐵路工程中都有著廣泛的應(yīng)用。
dna03
信息標(biāo)題：高速鐵路精測控制網(wǎng)的測設(shè)
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