高铁控制测量与施工测量要点.ppt

,高铁控制测量与施工测量要点,2011年7月,主要内容,一,二,三,四,五,六,七,前 言,高铁控制网介绍与普通铁路测量,CPIII网布测,CRTS-I型无砟轨道施工测量,高铁变形测量,施工测量要点,测量工作体会,前 言,工程测量,工程测量是工程建设的“眼睛”，测量工作的好坏将直接影响着工程建设的质量、进度和工程成本。,工程测量是工程建设的“尖兵”，测量人员应树立服务施工、吃苦耐劳、团结协作的思想。,测量仪器是测量工作的“武器”，仪器的好坏将直接影响着测量工作的精度和质量。,工程测量是综合技术管理的重要环节，测量工作应本着一丝不苟、认真负责、精益求精的态度。,前 言,工程测量,工程测量是直接为工程建设服务的，因此工程测量人员应具备一定的工程建设方面的专业知识，熟悉所服务对象的作用、特点、结构、工程要求、施工程序和方法等，以避免工作的盲目性。,工程测量放样应遵循从整体到局部，先控制测量后碎步放样的原则。,前 言,普通铁路测量,曲线测设闭合差：由拨角误差和量距误差共同引起的，其大小不应超过一定的限值。新建铁路工程测量规范规定：fZ 纵向闭合差 闭合差f fH 横向闭合差,普通铁路测量,前 言,曲线综合要素计算,偏角：弦切角 P,1、P，2、P，3、弦长：c1、c2、c3 偏角法实质：角度与距离的交会法。关键：偏角计算,测站点仪器定向,偏角法原理,1,2,3,p,缓和曲线偏角,i，j=i j，i 而,切线支距法,弦线支距法,仪器：全站仪优点：设站灵活，不受地形条件限制，主点和 曲线细部点可同时测设。注意：应检核，点位误差不应大于5cm。关键：统一直角坐标系下的控制点 曲线点直角坐标的计算 测设数据的计算。,任意点极坐标法测设曲线,计算曲线点在曲线坐标系ZH-xy中的坐标，再将其转换为统一坐标系O-XY中的坐标，利用已知坐标的平面控制点通过坐标反算得出已知点到测设点的坐标方位角和水平距离（MA，DMA）、（MB，DMB）.，然后用极坐标法进行测设。,基本原理,M,N,ZH,HY,YH,HZ,A,B,C,MN,MAdMA,MBdMB,x,y,Y,O,X,普通铁路测量控制网全坐标法放样,前 言,导线网,当下我国正大规模建设的客运专线，其设计速度通常在250kmh或300kmh以上，如此高的运营速度必然要求竣工轨道具有非常高的平顺性。铁建设2008246号文关于进一步加强铁路客运专线建设质量管理的指导意见指出：客运专线具有高安全性、高平顺性、高稳定性、高可靠性及高精确度五个突出特点；而在建成质量目标中更是提出“实车最高检测速度达到设计速度的110%，开通速度达到设计速度”的高要求。因此，建成后的轨道是否具有满足列车高速运行的高平顺性，即成为客运专线建设成败的关键因素之一。,无碴轨道是以混凝土或沥青混合料等取代散粒道砟道床而组成的轨道结构形式。由于轨道具有高平顺性、刚度均匀、轨道几何形位能持久保持、维修工作量显著减少等特点，对于高速铁路较传统的有碴轨道有更好的适应性。国内采用的无砟轨道类型主要分为以下几种：CRTS I型双枕块式（武广客专）CRTS II型双枕块式（郑西客专）CRTS I型轨道板式（广深港客专、哈大客专）CRTS II型轨道板式（京津城际）CRTS III型轨道板式（盘海营）,二、无砟轨道结构形式,我国的板式无砟轨道是在引进、消化、吸收的基础上经过再创新研发的，具有我国完全自主知识产权的新型轨道，是无砟轨道的主要结构形式之一。板式无碴轨道与传统有碴轨道相比，具有结构高度低、维修保养工作量少、高速行车道碴不飞溅，稳定性好、适用性强、耐久性强和使用寿命长、轨道横向阻力大等特点。主要由混凝土底座、弹性砂浆垫层、预制混凝土轨道板、板间连接构件、钢轨扣件等构成。板式无砟轨道主要分为如下两种型式：,CRTS型板式无砟轨道（纵连扳式）,CRTS型板式无砟轨道(单元板式）,无砟轨道简介,前 言,高速铁路测量,高速铁路的基本特点是行车速度高，舒适性高，轨道的平顺性是限制行车速度和舒适性的基本因素。,高速铁路测量是确保轨道线路高平顺性指标的重要保证，以满足列车250350km/小时高速安全的运行。,高速铁路测量具有技术含量高,勘测精度要求高,难度大的特点，其无砟轨道系统精度指标为1mm级，甚或无级调整。,高速铁路测量仪器的自动化程度、技术含量及精度指标极高，一般使用GPS作控制、全站仪带有马达和伺服驱动系统、电子水准仪做二等水准及轨道系统无线遥控操作等。,高速铁路工程对工后沉降要求极高，沉降变形观测工作贯穿始终。,高铁测量控制网,测量控制布网原则,先整体后局部，分级布网、逐级控制。,高铁测量控制网坐标系,高速铁路工程测量平面坐标系应采用工程独立坐标系统，在对应的线路轨面设计高程面上坐标系统的投影长度变形值不宜大于s/S=10mm/km。经统计计算，东西差大于29km就需分带投影；高程差大于60m，就得考虑投影高。,高速铁路工程测量的高程系统应采用 1985 国家高程基准。,高铁测量控制网,高铁测量控制网布设,高速铁路工程测量的平面、高程控制网，按施测阶段、施测目的及功能可分为勘测控制网、施工控制网、运营维护控制网。各阶段平面控制测量应以基础平面控制网CP为基准，高程控制测量应以线路水准基点控制网为基准。,为了满足高速铁路平面 GPS 控制测量三维约束平差的要求，在平面控制测量工作开展前，应首先采用 GPS 测量方法建立高速铁路框架控制网（CP0）。,高铁测量控制网,高铁测量控制网分级,高速铁路工程测量平面控制网应在框架控制网（CP0）基础上分三级布设，第一级为基础平面控制网（CP），主要为勘测、施工、运营维护提供坐标基准；第二级为线路平面控制网（CP），主要为勘测和施工提供控制基准；第三级为轨道控制网（CP），主要为轨道铺设和运营维护提供控制基准。,高速铁路工程测量高程控制网分二级布设，第一级线路水准基点BSII控制网，为高速铁路工程勘测设计、施工提供高程基准；第二级轨道控制网（CP），为高速铁路轨道施工、维护提供高程基准。,高铁测量控制网,可见，图形良好、可靠性高、方便利用,高铁测量控制网,相关概念,工程独立坐标系：采用任意中央子午线和高程投影面进行投影而建立的平面直角坐标系。,框架控制网（CP0）：采用卫星定位测量方法建立的三维控制网，作为全线（段）的坐标起算基准。,基础平面控制网（CP）：在框架控制网（CP0）的基础上，沿线路走向布设，按 GPS 静态相对定位原理建立，为线路平面控制网（CP）提供起闭的基准。CP控制点宜设在距线路中心 501000m 范围内不易被施工破坏、稳定可靠、便于测量的地方。,了解,高铁测量控制网,相关概念,线路平面控制网（CP）：在基础平面控制网（CP）上沿线路附近布设，为勘测、施工阶段的线路平面测量和轨道控制网测量提供平面起闭的基准。CP控制点宜选在距线路中线 50200m 范围内、稳定可靠、便于测量的地方,轨道控制网（CP）：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（CP）或线路平面控制网（CP）、高程起闭于线路水准基点，一般在线下工程施工完成并沉降评估合格后进行施测，为轨道铺设和运营维护的基准。,了解,高铁测量控制网,相关概念,加密基标：在轨道控制网（CP）基础上加密的轨道控制点，为轨道铺设所建立的基准点，一般沿线路中线布设。,了解,各级控制网主要技术要求,注：1、CP采用 GPS 测量时，CP可按 4km 一个点布设。,CP0、CP、CP控制网 GPS 测量的精度指标,CP控制网导线测量的主要技术要求,CP平面网的主要技术要求,各等级 GPS 测量作业的基本技术要求,导线测量的技术要求,水平角方向观测法的技术要求,高铁测量控制网,高铁测量控制网测设主体,勘测设计院：负责CP0、CPI、CPII控制网的布点和测量，并提供成果数据。,施工单位：负责CPI、CPII控制网的定期复测和维护使用，负责CPIII控制网的布测和复测，并竣工时移交。,CPIII控制网布点点,CPIII控制网布点,CP点号编制原则 按公里数递增进行编号，即所有位于线路左侧的点，使用奇数01，03，等单号，位于线路右侧的点，使用偶数02，04，等双号，如032304，032表示DK032+，3表示CP，04表示CP点序号。墙上白底红字标识。,CPIII控制网布点,CPIII控制网网型,认识,CPIII控制网网型,认识,CPIII控制网网型,认识,CPIII控制网网型,认识,CPIII控制网网型,认识,CPIII水准网,往测线路,认识,CPIII水准网,返测线路,认识,CPIII水准网,认识,CPIII高程引测,不量仪器高、棱镜高的中间设站三角高程引测,CPIII测量标志,认识,CPIII测量仪器,系统要求采用的全站仪最低精度为测角精度1秒，测距精度为1+1.5ppm。仪器具有自动跟踪，自动照准，自动伺服或马达等基本功能。系统要求全站仪具有开放性开发平台，可根据用户的需要随时进行程序的设计与修改。,认识,CPIII网采集与平差,认识,全圆观测法,CPIII控制网特点,CPIII网区段测量,CPIII控制网使用,CP点在使用前必须进行复测，复测采用自由设站法对周边6对CP点进行后方交会测量建站，然后再返测CP点坐标，坐标差值在1mm内时可以使用，否则，分析原因。（对CP点要加强维护。）轨道板安装测量建站，采用自由设站法对周边34对CP点进行后方交会测量建站，复测CP点坐标（差值在1mm内时直接使用，否则分析原因、重新建站），每次建站测量（或调板）3050m，建站完毕检测上次已测量好的轨道板（或底座、凸形挡台），下次建站与上次重复23对CP点。,CRTS-I型无砟轨道系,CRTS型板式无砟轨道，由钢轨、WJ-7B型扣件、充填式垫板、轨道板、CA砂浆调整层、凸形挡台及混凝土底座等组成。,曲线超高地段,CRTS-I型无砟轨道系,CRTS-I型无砟轨道施工,三角规法,三角规法：基准器埋设和定位繁琐；自动化程度和精度不高；数据记录、保存和分析需人工处理。,调板工作中的人为因素大，调板精度无法量化，调板数据无法自动记录保存、无法追踪质量过程，自动化程度不高等。,GRP点测设,轨道板精调系统开发,轨道板精调系统开发,全部开机,全部关机,复位按钮,发送调整量,测试与接收数据,发送气象数据,发送程序指令,送回测量数据,三次抛物线,技术准备,缓和曲线：直线与圆曲线之间的一段过渡曲线。一、作用和性质 作用：超高过渡：外轨超高 加宽过渡：内轨加宽,缓和曲线,运动状态过渡：匀速直线运动 匀速圆周运动,RP1/lP 或 RP=C/lP C 缓和曲线半径的变更率 在HY（YH）处，RP=R，则C=R l0,性质：,HY,J,D,R,R,ZH,R,P,l,p,P,竖曲线,技术准备,T=R*L=PI*R*a/180,技术准备,平面位置测量基准,技术准备,轨面高程和超高基准,系统设备,徕卡TCRA1201,无线终端,PDA手簿,数字气象传感仪1km:0.55mm/5mpa,0.95mm/C.,无线数字显示器,安装标架,轨道板精调作业,轨道精调示值,铺 设 扣 件,轨道静态精调执行标准,轨道精调,标明区间问题,假定钢轨支承点的间距，或者说轨枕间距为0.625m，采用30m弦线，按间距5m设置一对检测点，则支承点间距的8倍正好是两检测点的间距5m。,轨道短波不平顺性,轨道长波不平顺性,假定钢轨支承点的间距，或者说轨枕间距为0.625m，采用300m弦线，按间距150m设置一对检测点，则支承点间距的240倍正好是两检测点的间距150m。,1、轨道精调基本原则：“先轨向，后轨距”，“先高低，后水平”。2、钢轨精调作业的基准轨，曲线地段以外轨为准，直线地段同前方曲线的基准轨。3、钢轨精调时，宜先调基准轨的轨向和另一轨的高低，再调两轨的轨距和水平。4、轨距调整时，固定基准股钢轨，调整另一股钢轨，轨距应符合标准要求。5、水平调整时，固定经高低调整的钢轨，调整另一股钢轨高低，校核水平精度，达到标准要求。,长轨精调基本方法,高铁变形观测,1.1 沉降观测意义 无砟轨道铺设前，应对线下工程作系统的评估，确认工后沉降和变形符合设计要求。1.2 执行依据1.1.1客运专线铁路无砟轨道铺设条件评估技术指南（铁建设2006-158号）和高速铁路工程测量规范（20099-29）1.1.2广深港客运专线沉降变形观测系统实施细则（暂行）1.3 施工单位主要职责 1.2.1负责线下工程变形的观测。1.2.2参与制订变形观测和评估工作实施细则。1.2.3变形监测网的建立。1.2.4根据建设、勘察设计等单位和本技术指南提出的相关要求，设置变形观测点，进行观测，做好记录，并及时提交观测数据，保证观测数据真实可靠。1.2.5负责观测设施的保护，确保施工过程中不受扰动或破坏。,高铁变形观测,一般要求,高速铁路在施工和运营期间，应根据设计文件要求对高速铁路及其附属建筑物进行变形测量。,变形监测工作应根据线下工程施工的开工时间、工程进度以及工程的需要适时开展。,变形监测网（水平位移监测网、垂直位移监测网）可采用独立坐标和高程系统，按工程需要的精度等级建立，并一次布网完成。,高速铁路变形监测的精度等级应按照监测量的中误差小于允许变形值的1/101/20 的原则进行设计。,高铁变形观测,每周期变形观测时，宜按下列规定执行采用相同的图形或观测路线和观测方法；使用同一仪器和设备；固定观测人员；固定基准点和工作基点；在基本相同的环境和观测条件下工作。,变形监测频率应根据监测目的、变形量的大小和变形速率等因素进行设计。变形监测频率既要系统地反映变形过程，不遗漏变形的时刻，又要科学制定以降低监测的工作量。,变形评估流程,高铁变形观测,水平位移监测网可采用独立坐标系统一次布设；控制点宜采用有强制归心装置的观测墩。垂直位移监测网应布设成闭合环状、结点或附合水准路线等形式。,各部位观测点应设在同一横断面上，这样有利于测点看护，便于集中观测，统一观测频率，更重要的是便于各观测项目数据的综合分析。观测期不少于6个月，观测数据不足以评估时或工后沉降评估不能满足设计要求时，应延长观测期或采取必要的加速或控制沉降措施。,路基变形观测,路基变形监测主要包括：路基面的沉降观测，路基基底沉降观测，路基坡脚位移观测和过渡段沉降观测。应根据不同的结构部位、填方高度、地基条件、堆载预压等具体情况来设置沉降变形观测断面。沉降观测断面的间距一般不大于 50m，对于地势平坦、地基条件均匀良好、高度小于 5m 的路堤或路堑可放宽到 100m。,路基变形观测,路基面沉降观测：路堤地段分别于路基中心、两侧路肩各一个观测点（基底面横坡大于20%时，两侧观测桩设于左右中心线以外2m处），每个观测断面共3根沉降观测桩；土质路堑，分别于路基中心、两侧路肩各一个观测点，每个观测断面共3根沉降观测桩。基底沉降观测：路堤填筑前，分别于路堤基底地面的线路中心预埋沉降板进行观测，一般地段各断面设一个测点，地表横坡大于20%时设2个测点，分别设于左右线的外轨处路堤基底地面，按50%比例在沉降板旁埋设高精度智能型单点沉降计辅助观测点，以进行观测数据的校核；路堤下地基压缩层厚度大于10m，或填土高度大于5m时，按25%的校核断面布置路堤基底全断面沉降观测，埋设剖面沉降管。软土地基水平位移监测：软土路基地段，沿线路纵向每隔3050m在距坡脚外2m处设置边桩进行水平位移监测，以控制软土地段的填土速率，各观测断面设2个测点。对桥路过渡段，为及时掌握台后路基的差异沉降，进行分析评估，以便及时采取措施，应在桥台与台后路基处布置静力水准仪进行观测。,路基变形观测频率和评估,规范双曲线；扩展双曲线；三点法；抛物线法；指数曲线法；Asaoka法；沉降速率法；灰色系统算法；Verhulst,桥梁变形观测,桥梁变形观测包括桥梁承台、墩身和梁体徐变变形观测。,桥梁变形观测,上拱量的计算 初次观测时，测点16的高程值为E10、E20E60，并设系数A和系数B。则测点3到测点1和测点5连线的高差为：E30-(AE10+BE50)则测点4到测点2和测点6连线的高差为：E40-(AE20+BE60)H0=E30-(AE10+BE50)+E40(AE20+BE60)0.5 设第n次观测时测点16的高程值为E1n、E2nE6n。则测点3到测点1和测点5连线的高差为：E30-(AE10+BE50)则测点4到测点2和测点6连线的高差为：E40-(AE20+BE60),桥梁变形观测,上拱量的计算Hn=E3n-(AE1n+BE5n)+E4n-(AE2n+BE6n)0.5 则到第n次观测时的累计上拱量为：Hn-H0 系数A和系数B按以下要求取值：（1）对于简支梁和连续梁的中跨，A=0.5，B=0.5；（2）对于连续梁广州端的边跨，A=0.75，B=0.25；（3）对于连续梁香港端的边跨，A=0.25，B=0.75。,桥梁变形观测,桥梁变形观测,桥梁变形观测,隧道变形观测,隧道变形测量应在隧道主体工程完工后进行，变形观测期一般不应少于 3个月。,施工测量要点,坐标系的统一、平移与旋转,长短链、断高、竖曲线,投影带与投影面的选择=y2m*S/2/R2m-Hm*S0/Rm 式中SS0，Rm6371km,线间距的变化、同心圆与否,墩台里程、法线布置,标段联系测量、控制网复测与整体精度、网内控制,无合作目标测量、悬高测量,卫星定位GPS测量：高精度、全天候、无需通视、跨度大,施工测量要点,桥梁偏心、支座垫石偏心等,施工测量要点,超高外移,施工测量要点,钢管拱安装控制、三维坐标,施工测量要点,钢管拱安装控制,施工测量要点,钢管拱安装控制,施工测量要点,连续梁徐变与荷载变形分析,工程测量工作流程图.docx,测量工作体会,图纸审核制度：全面,测量复核与交底制度：现场、数据,仪器检校制度：定检、常规,严格执行规范：学习与应用,技能学习：不断提高、短基线与长边控制,工作态度与责任感：现场事例,身体素质：强壮、充沛,三思而行、不耻下问、力所能及,谢谢大家！,