论高速铁路CPⅢ控制网精密测量毕业设计开题报告.doc
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1、哈尔滨铁道职业技术学院毕 业 设 计毕业题目: 论高速铁路CP控制网精密测量 学 生: 张原赫 指导教师: 王洪章 专 业: 高速铁道技术(维修与养护) 班 级: 10级高铁一班 分 院: 铁建分院 年 月哈尔滨铁道职业技术学院毕 业 设 计开 题 报 告专 业 高速铁道技术(维修与养护) 设计方向 高速铁路CP控制网精密测量姓 名 张原赫 指导教师审查意见: 指导教师签字:年 月 日论高速铁路CP控制网精密测量一、选题的背景与意义京沪通道纵观北京、天津、上海三大直辖市和河北、山东、安徽、江苏四省,连接环渤海和长江三角洲两大经济区,是东北、华北通往华东的必经之路,在我国经济和社会发展中发挥着重
2、要的作用。1990年以来,既有京沪铁路运输能力长期紧张,一直处于超负荷和限制型运输状态,是全国乃至全世界最繁忙的铁路干线。2005年最大区段客流密度3200万人/年,货流密度8380万t/年。既有京沪铁路以全路2%的营业里程完成了11.13%的客运周转量和6.10%的货运周转量运输密度是全路平均水平的4倍,全线能力利用率达到100%,难以满足客货运量快速增长和运输质量提高的要求。特别是春运、暑运、节假日等客流高峰期间,货物客车被迫停开,严重制约区域经济发展。京沪高速铁路的开通运营,对于完善我国综合交通运输体系,从根本上缓解京沪间铁路运输紧张局面,加快“环渤海”和“长三角”两大经济圈以及沿线人流
3、、物流、信息流、资金流的流动,促进区域经济社会协调发展,改善沿线人民群众的出行条件,具有十分重要的意义。为了保证京沪高速铁路的列车行驶速度、乘坐舒适度以及安全性,必须要对其进行精密工程测量。高速铁路精密工程测量是相对于传统的铁路工程测量而言,为了保证高速铁路非常高的平顺性,轨道测量精度要达到毫米级。其测量方法、测量精度与传统的铁路工程测量完全不同。我们把适合于高速铁路工程测量的技术体系称为高速铁路精密工程测量。二、毕业设计的主要内容它主要包括以下内容:1.能熟练准确的运用各种测量仪器;2.运用工程测量的基本原理解决实际遇到的问题;3.熟悉路基桥梁的复测内业整理工作;4.能够熟练运用cass、C
4、AD制图和其他一些工程测量软件。三、参考文献1 时速200250公里有砟轨道铁路工程测量指南(试行)2 关于进一步做好客运专线工程测量工作的通知3 关于加强铁路客运专线精密控制测量工作的通知4 时速200250公里有砟轨道铁路工程测量指南(试行)5 客运专线无砟轨道铁路工程测量暂行规定(铁建设2006189号)6时速200公里及以上铁路工程基桩控制网(CPIII)测量管理办法四、设计时间安排1 确定题目:2013年3月至2013年4月2 现场调研:2013年3月至2013年4月3 查阅文献:2013 年4月至2013 年5月4 资料整理分析:2013 年4月至2013 年5月5 编写设计、总结
5、:2013 年4月至2013 年5月6 打印、提交、送审设计,准备答辩:2013 年5月哈尔滨铁道职业技术学院毕 业 设 计 任 务 书设计题目 论高速铁路CP控制网精密测量 指导教师 王洪章 专业班级 10级高铁一班 学 生 张原赫 2013年 月 日题目名称:论高速铁路CP控制网精密测量毕业论文设计是对学生学习理论知识与实践成果的全面检验,又是对学生素质与能力的一次全面测试,是学生的毕业资格认证的重要依据。这次论文设计从今年3月份开始准备包括收集资料、查阅相关施工规范以及参考文献于五月中旬完成。内容包括熟练精确的使用测量仪器、运用工程测量的基本原理解决实际遇到的问题、熟悉路基桥梁的复测和内
6、业整理工作,运用充足的理论知识、数据、图片、表格等说明并论证了精密测量在高速铁路中的作用及影响意义。同时对高速铁路桥梁和路基工程测量做了比较全面的叙述和总结,使实际操作和理论知识得到有效的结合与运用,内容严谨、完整、正确,符合毕业设计要求,达到了毕业要求水平。其中: 参考文献篇数: 6 篇图 纸 张 数: 20 张 说明书字数: 17,322 字 专业负责人意见:签名:年 月 日论高速铁路CP控制网精密测量摘 要由于社会的高速发展以及科技的日新月异变化,普通常规铁路已经不满足人们出行的需要,是以国家投入大量资金、人力以及物力建设高速铁路。高速铁路,简称“高铁”,是指通过改造原有线路(直线化、轨
7、距标准化),使最高营运速率达到不小于每小时200公里,或者专门修建新的“高速新线”,使营运速率达到每小时至少250公里的铁路系统。为了保证高速铁路非常高的平顺性,轨道测量精度要达到毫米级。其测量方法、测量精度与传统的铁路工程测量完全不同。我们把适合于高速铁路工程测量的技术体系称为高速铁路精密工程测量。关键词: 高速铁路;CP控制网;精密测量目录摘要1项目概况101.1 工程概述101.2 线路基本情况102 执行的标准及规范103 测量范围及内容113.1 测量范围113.2 测量内容114 精测网加密114.1 一般规定114.2 GPS 加密CP网134.3 导线加密CP网144.4 线路
8、水准基点的加密154.5 线下工程沉降评估175 CP点的埋标与布设175.1 CP标志175.1.1 CP标志及安装175.1.2 CP标志的使用215.1.3 日常管理和养护215.1.4 检验方法215.2 CP点和自由设站编号225.3 CP点的布设225.3.1 桥梁段CP点的布设235.3.2 路基段CP点的布设245.3.3 隧道段CP点的布设246 CP网测量与数据处理256.1 坐标和高程系统256.1.1 平面坐标系256.1.2 高程基准266.2 CP网网形266.3 CP网平面测量286.3.2 主要技术指标306.3.3 CP网分段与测段衔接316.3.4 外业记录
9、316.3.5 内业数据处理316.4 CP网高程测量336.4.1 联测网形336.4.2 主要技术要求356.4.3 桥面高程传递366.4.4 内业数据处理376.4.5 CIII 高程区段接边处理386.4.6 CIII 高程成果的取用386.5 CP网的复测与维护386.5.1 CP网的复测386.5.2 CP网的维护387 数据整理归档398 成果资料409 结论41参考文献附录论高速铁路CP控制网精密测量1项目概况1.1 工程概述京沪高速铁路线路自北京南站西端南侧引出,经过天津、济南、徐州、蚌埠、南京、镇江、苏州、终到上海虹桥高速站。北京南站站中心至虹桥站站中心正线运营长度130
10、8.598km。京沪高铁设计时速350 公里,是一条具有世界先进水平的高速铁路。1.2 线路基本情况 全线路基段长235.5Km ,占正线长度的 17.9% ;桥梁共 268 座(不含公路及框构桥),长1117.5 折合双延米,占正线长度的80.9% ;隧道20座,长度15.7km,占正线长度的1.2%。2 执行的标准及规范(1) 、客运专线无砟轨道铁路工程测量暂行规定(铁建设2006189号); (2) 、客运专线铁路无碴轨道铺设条件评估技术指南(铁建设 2006 158 号); (3) 、精密工程测量规范(GB/T 15314-94); (4) 、国家一、二等水准测量规范(GB12897-
11、2006);(5) 、全球定位系统(GPS )铁路测量规程(TB10054-97); (6) 、时速 200 公里及以上铁路工程基桩控制网(CP)测量管理办法(铁建设200880 号) (7) 、关于进一步规范铁路工程测量控制网管理工作的通知(铁建设200920 号)(8) 、关于进一步加强客运专线建设质量管理的指导意见(铁建设 2008246 号) (9) 、铁道部其他相关规定3 测量范围及内容 3.1 测量范围 起讫里程DK5+0DK1305+700, 京沪高速正线全长1308.598km。 3.2 测量内容 (1) 、CP控制网加密; (2) 、线路水准基点加密; (3) 、CP布设;
12、(4) 、CP平面、高程控制测量。4 精测网加密 4.1 一般规定 (1) 、为满足CP测量数据处理的各项限差要求,CP测量前,应对CP点和二等水准点进行加密,确保沿线可用的CPI 或(加密)CP点间距在600 米左右,可用的(加密)线路水准基点间距在1000米左右。加密测量采用的方法、使用的仪器和精度应符合相应等级的规定。所采用仪器应经过检定,并在有效检定期内。(2) 、加密测量前应检查联测标石的完好性,对丢失和破损较严重的标石应按原测标准用同精度扩展方法恢复或增补,CP加密测量时观测2个时段,每个时段不少于60 分钟,加密1 个CP点时应联测不少于2个CPI 及不少于2 个CP点,且加密点
13、位于所联测 CPI/CP点构成的网形中部。 (3) 、CP控制网应附合到CP0 上,并采用固定数据平差;CP控制网应附合到CP上,并采用固定数据平差; (4) 、各级平面控制网的主要技术要求应符合下列规定: 1 ) CP0、CP、CP控制网GPS 测量的精度指标应符合下表的规定:表1 CP0 、CP、CP控制网GPS 测量的精度指标控制网级别基线边方向中误差最弱边相对中误差CP0 0.71/1 000 000CP 1.31/180 000CP 1.71/100 0002 )CP控制网导线测量的主要技术要求应符合下表的规定:表2 CP控制网导线测量的主要技术要求控制网级别附合长度(km)边长(m
14、)测距中误差(mm)测角中误差()相邻点位坐标中误差( mm)导线全长相对闭合差限差方位角闭合差限差 ()对应导线等级CP 4400800m51.8101/55 000三等导线环(段)的测角中误差应按下式计算:式中 导线环(段)的角度闭合差(); n 导线环(段)的测角个数; N导线环(段)的个数; 注: 为仪器标称精度;(5)、加密CPII 点编号 建议采用7 位编号形式(0000 P20 ),具体说明如下: 前4 位为连续里程的公里数,第 5、6 位为“P2” 代表加密CPII 点,第7 位为流水号,由小里程向大里程方向顺次编号。(6) 、加密线路水准基点编号建议采用7 位编号形式(000
15、0 H20 ),具体说明如下: 前4 位为连续里程的公里数,第 5 、6 位为“H2”代表加密CPII 点,第7 位为流水号,由小里程向大里程方向顺次编号。4.2 GPS 加密CP网 考虑到既有CPI 和CP的情况,应优先采用GPS 进行CP的加密工作。 (1) 、选点埋石 CP加密点应采用强制对中标,在桥梁部分 CP加密点需上桥,不得与CP点共用,并且沿线路前进方向左右交替埋设于桥梁的固定端正上方防撞墙顶部;路基段应在征地界范围内,便于保护的部位设置加密CP点,必须保证加密CP点埋设稳定可靠,同时须满足必要的GPS观测条件,沿线路前进方向左右交替埋设。(2) 、观测 CP加密要求同精测网原网
16、要求,观测、数据处理均与原测 CP相同。观测前要对网形进行设计,保证CP加密点间的基线长度在600 米左右,并且要尽可能多的联测原精测网中的CPI 或CP点,以保证梁上与梁下的平面坐标系统统一。并执行下列指标:表3 GPS 观测技术要求级别项目C级静态测量卫星高度角() 15有效卫星总数 4时段中任一卫星有效观测时间(min) 20时段长度(min) 60观测时段数2数据采样间隔(S)15PDOP 或GDOP 8重复设站2(3) 、数据处理 在对CP加密点进行整体平差前应先对网中的原CPI 和CP点的稳定性进行分析。对不满足精度要求的原CPI 和CP进行剔除,满足要求的全部作为起算点。1)基线
17、质量检验:表4 基线质量检验限差表检验项目限 差 要 求X 坐标分量闭合差Y 坐标分量闭合差Z 坐标分量闭合差环线全长闭合差独立环(附合路线)重复观测基线较差,本项目a=5mm,b=1ppm。2)在基线的质量检验符合要求后,应以所有独立基线构成控制网,以三维基线向量及其相应的方差协方差阵作为观测信息,以一个点的WGS84的三维坐标为起算数据,进行无约束平差。无约束平差基线向量改正数的绝对值应满足下式要求:,3)GPS 网无约束平差合格后,应引入网中联测的CPI 和CP点坐标进行三维约束平差。平差前应对控制点进行稳定性和兼容性分析。约束平差后基线向量的改正数与同名基线无约束平差相应改正数的较差应
18、满足下式要求:,平差后加密点CP的点位精度应小于10mm ,基线边方向中误差 1.7,最弱边相对中误差限差为1/100000 。4.3 导线加密CP网CP控制点采用测角精度不低于1 ,测距精度不低于 1mm+2ppm 的全站仪施测。加密导线点的埋设要求同CP点埋设要求。(1) 、点间距宜不大于500m。 (2) 、导线测量水平角观测技术要求表5 导线测量水平角观测技术要求控制网等级仪器等级测回数半测回归零差( )2C较差 ( )同一方向各测回间较差( )CP0.5 级36961 级4696导线边长测量,读数至 0.1毫米。距离和竖直角往返各观测 3 或4 测回,竖角指标差 15 ,外业采用竖直
19、角计算平距。各项限差应满足下表的要求。 表6 导线边长测量限差仪器精度等 级测距中误差(mm)同一测回各次读数互差(mm)测回间读数较差(mm)往返测平距较 差55(3) 、导线测量数据使用电子手簿记录,导线边应离开障碍物 1m 以上,数据微机传输整理。 (4) 、距离经高程和高斯投影改化后进行平差计算。起算数据为CPI 或CP点,平差采用通过铁道部鉴定的专业平差软件或商业软件。计算测角中误差 1.8 ,导线全长相对闭合差 1/50000,方位角闭合差 。CP控制点的绝对精度应满足点位误差mx、my 10mm,相对点位精度 10mm。4.4 线路水准基点的加密(1) 、测量方案 加密线路水准基
20、点埋设在线路附近稳定可靠且不易被破坏的地方,桥梁部分宜上桥埋设,埋设于桥梁固定支座正上方防撞墙顶,尽量保证在梁上下联测时不用再进行水准测量。线路水准基点的埋设要求同精测网中的水准点埋点要求。水准点加密应采用不低于DS1 的水准仪,须经过检定,并处于检定有效期内。高程控制网加密时,对于沉降区水准线路必须联测到线路两端各两个以上线路水准基点上,以检验联测水准点是否发生显著沉降;对于非沉降区水准路线必须联测两个以上线路水准基点或深埋水准点。 高程控制网加密按二等水准测量的技术要求执行,作业前及作业过程中检查i 角均应不超过15 ;水准尺须采用辅助支撑进行安置,测量转点应安置尺垫,尺垫选择坚实的地方并
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