【正文】 指導(dǎo)教師 王洪章 專業(yè)班級(jí) 10 級(jí)高鐵 一班 學(xué) 生 張?jiān)? 2020 年 月 日 哈 爾 濱 鐵 道 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 鐵 建 分 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 6 題目名稱 ： 論高速鐵路 CPⅢ控制網(wǎng)精密測(cè)量 畢業(yè)論文設(shè)計(jì)是對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)理論知識(shí)與實(shí)踐成果的全面檢驗(yàn)，又是 對(duì)學(xué)生素質(zhì)與能力的一次全面測(cè)試，是學(xué)生的畢業(yè)資格認(rèn)證的重要依據(jù)。 內(nèi)容包括熟練精確的使用測(cè)量?jī)x器、運(yùn)用工程測(cè)量的基本 原理解決實(shí)際遇到的問(wèn)題、熟悉路基橋梁的復(fù) 測(cè)和內(nèi)業(yè)整理工作，運(yùn)用充足的理論知識(shí)、數(shù)據(jù)、圖片、表格等說(shuō)明并論證了精密測(cè)量在高速鐵路中的作用及影響意義。 其中： 參考文獻(xiàn)篇數(shù)： 6 篇 圖 紙 張 數(shù)： 20 張 說(shuō)明書字?jǐn)?shù)： 17,322 字 專業(yè)負(fù)責(zé)人意見(jiàn)： 簽名： 年 月 日 哈 爾 濱 鐵 道 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 鐵 建 分 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 7 論高速鐵路 CPⅢ控制網(wǎng)精密測(cè)量 摘 要 由于社會(huì)的高速發(fā)展以及科技的日新月異變化，普通常規(guī)鐵路已經(jīng)不滿足人們出行的需要，是以國(guó)家投入大量資金、人力以及物力建設(shè)高速鐵路。為了保證 高速 鐵路非常高的平順性，軌道測(cè)量精度要達(dá)到毫米級(jí)。我 們把適合于 高速 鐵路工程測(cè)量的技術(shù)體系稱為 高速 鐵路精密工程測(cè)量 。北京南站站中心至虹橋站站中心正線運(yùn)營(yíng)長(zhǎng)度 。 線路基本情況 全線路基段長(zhǎng) ，占正線長(zhǎng) 度的 % ；橋梁共 268 座（不含公路及框構(gòu)橋），長(zhǎng) 折合雙延米，占正線長(zhǎng)度的 % ；隧道 20 座，長(zhǎng)度，占正線長(zhǎng)度的 %。 測(cè)量?jī)?nèi)容 （ 1） 、 CPⅡ控制網(wǎng)加密； （ 2） 、線路水準(zhǔn)基點(diǎn)加密； （ 3） 、 CPⅢ布設(shè)； （ 4） 、 CPⅢ平面、高程控制測(cè)量。加密測(cè)量采用的方法、使用的儀器和精度應(yīng)符合相應(yīng)等級(jí)的規(guī)定。 （ 2） 、加密測(cè)量前應(yīng)檢查聯(lián)測(cè)標(biāo)石的完好性，對(duì)丟失和破損較嚴(yán)重的標(biāo)石應(yīng)按原測(cè)標(biāo)準(zhǔn)用同精度擴(kuò)展方法恢復(fù)或增補(bǔ)， CPⅡ加密測(cè)量時(shí)觀測(cè) 2 個(gè)時(shí)段，每個(gè)時(shí)段不少于 60 分鐘，加密 1 個(gè) CPⅡ點(diǎn)時(shí)應(yīng)聯(lián)測(cè)不少于 2 個(gè)CPI 及不少于 2 個(gè) CPⅡ點(diǎn)，且加密點(diǎn)位于所聯(lián)測(cè) CPI/CPⅡ點(diǎn)構(gòu)成的網(wǎng)形中部。 (6) 、加密線路水準(zhǔn)基點(diǎn)編號(hào) 建議采用 7 位編號(hào)形式（ 0000 H20 ），具體說(shuō)明如下： 前 4 位為連續(xù)里程的公里數(shù)，第 5 、 6 位為“ H2”代表加密 CPII 點(diǎn)，第7 位為流水號(hào)，由小里程向大里程方向順次編號(hào)。 (1) 、選點(diǎn)埋石 CPⅡ加密點(diǎn)應(yīng)采用強(qiáng)制對(duì)中標(biāo)，在橋梁部分 CPⅡ加密點(diǎn)需上橋，不得與 CPⅢ點(diǎn)共用，并且沿線路前進(jìn)方向左右交替埋設(shè)于橋梁的固定端正上方防撞墻頂部；路基段應(yīng)在征地界范圍內(nèi)，便于保護(hù)的部位設(shè)置加密 CPⅡ點(diǎn)，必須保證加密 CPⅡ點(diǎn)埋設(shè)穩(wěn)定可靠，同時(shí)須滿足必要的 GPS 觀測(cè)條件，沿線路前進(jìn)方向左右交替埋設(shè)。觀測(cè)前要對(duì)網(wǎng)形進(jìn)行設(shè)計(jì)，保證 CPⅡ 加密點(diǎn)間的基線長(zhǎng)度在 600 米左右，并且要盡可能多的聯(lián)測(cè)原精測(cè)網(wǎng)中的 CPI 或 CPⅡ點(diǎn)，以保證梁上與梁下的平面坐標(biāo)系統(tǒng)統(tǒng)一。） ≥ 15 有效衛(wèi)星總數(shù) ≥ 4 時(shí)段中任一衛(wèi)星有效觀測(cè)時(shí)間（ min） ≥ 20 時(shí)段長(zhǎng)度（ min） ≥ 60 觀測(cè)時(shí)段數(shù) 2 數(shù)據(jù)采樣間隔（ S） 15 PDOP 或 GDOP ≤ 8 重復(fù)設(shè)站 2 （ 3） 、數(shù)據(jù)處理 在對(duì) CPⅡ加密點(diǎn)進(jìn)行整體平差前應(yīng)先對(duì)網(wǎng) 中的原 CPI 和 CPⅡ點(diǎn)的穩(wěn)定性進(jìn)行分析。 哈 爾 濱 鐵 道 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 鐵 建 分 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 14 1） 基線質(zhì)量檢驗(yàn)： 表 4 基線質(zhì)量檢驗(yàn)限差表 檢驗(yàn)項(xiàng)目 限 差 要 求 X 坐標(biāo)分量閉合差 Y 坐標(biāo)分量閉合差 Z 坐標(biāo)分量閉合差 環(huán)線全長(zhǎng)閉合差 獨(dú)立環(huán)（附合路線） ?n2?xW ?n2?yW ?n2?zW ?3n2?W 重復(fù)觀測(cè)基線較差 ?22?sd 22 )( dba ???? ， 本項(xiàng)目 a=5mm， b=1ppm。 無(wú)約束平差基線向量改正數(shù)的絕對(duì)值應(yīng)滿足下式要求： ?3??xV ， ?3??yV ， ?3??zV 3） GPS 網(wǎng)無(wú)約束平差合格后，應(yīng)引入網(wǎng)中聯(lián)測(cè)的 CPI 和 CPⅡ點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行三維約束平差。約束平差后基線向量的改正數(shù)與同名基線無(wú)約束平差相應(yīng)改正數(shù)的較差應(yīng)滿足下式要求： ?2??xdV ， ?2??ydV ， ?2??zdV 平差后加密點(diǎn) CPⅡ的點(diǎn)位精度應(yīng)小于 10mm ，基線邊方向中誤差 ≤ ″，最弱邊相對(duì)中誤差限差為 1/100000 。加密導(dǎo)線點(diǎn)的埋設(shè)要求同 CPⅡ點(diǎn)埋設(shè)要求。 （ 2） 、導(dǎo)線測(cè)量水平角觀測(cè)技術(shù)要求 哈 爾 濱 鐵 道 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 鐵 建 分 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 15 表 5 導(dǎo)線測(cè)量水平角觀測(cè)技術(shù)要求 控制網(wǎng)等級(jí) 儀器等級(jí) 測(cè)回?cái)?shù) 半測(cè)回歸零差 (″ ) 2C 較差 (″ ) 同一方向各測(cè)回間較差 (″ ) CPⅡ ″ 級(jí) 3 6 9 6 1 ″ 級(jí) 4 6 9 6 導(dǎo)線邊長(zhǎng)測(cè)量，讀數(shù)至 毫米。各項(xiàng)限差應(yīng)滿足下表的要求。 （ 4） 、距離經(jīng)高程和高斯投影改化后進(jìn)行平差計(jì)算。計(jì)算測(cè)角中誤差 ≤ 177。 n4 。10mm，相對(duì)點(diǎn)位精度 ≤ 177。 線路水準(zhǔn)基點(diǎn)的加密 （ 1） 、測(cè)量方案 加密線路水準(zhǔn)基點(diǎn)埋設(shè)在線路附近穩(wěn)定可靠且不易被破壞的地方，橋梁部分宜上橋埋設(shè)，埋設(shè)于橋梁固定支座正上方防撞墻頂，盡量保證在梁上下聯(lián)測(cè)時(shí)不用再進(jìn)行水準(zhǔn)測(cè)量。水準(zhǔn)點(diǎn)加密應(yīng)采用不低于 DS1 的水準(zhǔn)儀，須經(jīng)過(guò)檢定，并處于檢定有效期內(nèi)。 高程控制網(wǎng)加密按二等水準(zhǔn)測(cè)量的技術(shù)要求執(zhí)行，作業(yè)前及作業(yè)過(guò)程中檢查i 角均應(yīng)不超過(guò) 15 ″；水準(zhǔn)尺須采用輔助支撐進(jìn)行安置，測(cè)量轉(zhuǎn)點(diǎn)應(yīng)安置尺墊，尺墊選擇堅(jiān)實(shí)的地方并踩實(shí)以防尺墊的下沉。每一測(cè)段均采用偶數(shù) 站結(jié)束，往返觀測(cè)在一日的不同時(shí)間段進(jìn)行。 （ 2） 、技術(shù)要求 表 7 二等水準(zhǔn)測(cè)量精度要求（ mm） 水準(zhǔn)測(cè)量等級(jí) 每千米水準(zhǔn)測(cè)量偶然中 誤差 ?M 每千米水準(zhǔn)測(cè)量全中誤差WM 限 差 檢測(cè)已測(cè)段高差之差 往返測(cè)不符值 附合路線或環(huán)線閉合差 左右路線高差不符值 平原 山區(qū) 二等 ≤ ≤ Ri6 k4 L4 —— 表 8 二等水準(zhǔn)測(cè)量主要技術(shù)要求 等級(jí) 水準(zhǔn)儀最低型號(hào) 水準(zhǔn)尺類型 視距（ m） 前后視距差（ m） 測(cè)段的前后視距累積差（ m） 視線高度（ m） 數(shù)字水準(zhǔn)儀重復(fù)測(cè)量次數(shù) 光學(xué) 數(shù)字 光學(xué) 數(shù)字 光學(xué) 數(shù)字 光學(xué) （下絲讀數(shù)） 數(shù)字 二等 1DSZ 、1DS 因瓦 ≤ 50 ≥ 3 且≤ 50 ≤ ≤ ≤ ≤ ≥ ≤ ≥ ≥ 2 次 表 9 水準(zhǔn)測(cè)量的主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 等級(jí) 路線長(zhǎng)度 （ km） 水準(zhǔn)儀最低型號(hào) 水準(zhǔn)尺 觀測(cè)次數(shù) 二等水準(zhǔn) ≤ 400 1DSZ 、 1DS 因瓦 往返 二等水準(zhǔn)線路跨越長(zhǎng)江、黃河等特大河 流時(shí)，應(yīng)按現(xiàn)行《國(guó)家一、二等水準(zhǔn)測(cè)量規(guī)范》中關(guān)于跨河水準(zhǔn)測(cè)量有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。高程成果保留到 。 ?M 和 Mw 應(yīng)符合表 的規(guī)定，否則應(yīng)對(duì)較大閉合差的路線進(jìn)行重測(cè)。 5 CPⅢ點(diǎn)的埋標(biāo)與布設(shè) CPⅢ標(biāo)志 CPⅢ標(biāo)志及安裝 CPⅢ點(diǎn)應(yīng) 設(shè)置強(qiáng)制對(duì)中標(biāo)志，標(biāo)志幾何尺寸的加工誤差應(yīng)不大于 。單軸 CPⅢ標(biāo)志組由預(yù)埋件、棱鏡測(cè)量桿、水準(zhǔn)測(cè)量桿等三部分組成。 單軸 CPⅢ標(biāo)志組的主要部件均采用 1Cr18Ni9 不銹鋼的合金材料，它們具有防銹蝕性能特點(diǎn)，和因溫差變化過(guò)大所引起的施工問(wèn)題，適合 用于野外露天作業(yè)。 b 、單軸 CPⅢ 標(biāo)志組中棱鏡測(cè)量桿的標(biāo)準(zhǔn)尺寸為下圖： 圖 2 棱鏡測(cè)量桿尺寸： 內(nèi)插桿外徑 ： ～ 。 棱鏡套管內(nèi)徑： ～ 。 外接桿長(zhǎng)度（至球心）： ～ 。 （ 2） . 安裝要求及方法 1）橋梁部分 CPⅢ標(biāo)志組中預(yù)埋件的安裝： ① 打孔 在橋防撞墻上，每隔 60 米左右設(shè)置一對(duì) CPⅢ標(biāo)預(yù)埋件，并且要求每對(duì) CPⅢ之間的連線應(yīng)與此處鐵軌的延伸方向大致垂直。 ② 安裝 A 檢查平面（水準(zhǔn)）測(cè)量桿和預(yù)埋件間隙，平面（水準(zhǔn)）測(cè)量桿全部插入預(yù)埋件后預(yù)埋件沿口應(yīng)和平面（水準(zhǔn)）測(cè)量桿突出橫截面密接，有異常情況的預(yù)埋件不能使用。 C 將鉆孔內(nèi)碎石渣清理干凈，澆水潤(rùn)濕洞孔，將水泥或錨固劑等塞入洞孔。 哈 爾 濱 鐵 道 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 鐵 建 分 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 20 E 整理干凈預(yù)埋件內(nèi)壁，檢查埋設(shè)是否標(biāo)準(zhǔn)。 ② 安裝 A 檢查平面（水準(zhǔn)）測(cè)量桿和預(yù)埋件間隙，平面（水準(zhǔn)）測(cè)量桿全部插入預(yù)埋件后預(yù)埋件沿口應(yīng)和平面（水準(zhǔn)）測(cè)量桿突出橫截面密接，有異常情況的預(yù)埋件不能使用。 C 將鉆孔內(nèi)碎石渣清理干凈，澆水潤(rùn)濕洞孔 ，將水泥或其它錨固劑等塞入洞孔。 E 整理干凈預(yù)埋件內(nèi)壁，檢查埋設(shè)是否標(biāo)準(zhǔn) 注：由于路基段 CPⅢ控制點(diǎn)布設(shè)在接觸網(wǎng)基礎(chǔ)上的臨時(shí)輔助立柱上，因此需擴(kuò)大接觸網(wǎng)基礎(chǔ)承臺(tái)布設(shè)輔助立柱。 3）隧道內(nèi) CPⅢ標(biāo)聯(lián)接件預(yù)埋件的安裝（與路基標(biāo)志方法相同）： ①打孔 應(yīng)在隧道內(nèi)邊墻上，距離電纜槽約 3080 厘米高處預(yù)鉆直徑 厘米的孔，孔深 11 厘米左右。 B 用塑料后蓋（或透明膠帶紙）封閉預(yù)埋件后端管口，插口端要用窄透明膠帶紙沿預(yù)埋件前端管口纏繞一圈，封堵預(yù)埋件管口，防止異物進(jìn)入預(yù)埋件。 D 預(yù)埋件定位從水平到向上傾斜方向。 CPⅢ標(biāo)志的使用 （ 1） . 平面測(cè) 量 A 和已安裝的預(yù)埋件配套一致，選擇棱鏡測(cè)量桿 12 根。禁用扳手、錘子等工具強(qiáng)力安裝棱鏡測(cè)量桿。 D 旋轉(zhuǎn)棱鏡頭正對(duì)準(zhǔn)全站儀。 注意 CPⅢ平面測(cè)量點(diǎn)位隨棱鏡不同而變化，因此采用的儀器和棱鏡必須配套，而且復(fù)測(cè)、精調(diào)也必須采用和測(cè)量時(shí)同樣的儀器、棱鏡。 B 把 水準(zhǔn)測(cè)量桿插入預(yù)先安置好的預(yù)埋件 , 使水準(zhǔn)測(cè)量桿的突出橫截面和預(yù)埋件管口嚴(yán)密連接。 C 將銦鋼水準(zhǔn)尺安裝在水準(zhǔn)測(cè)量桿球頭上。 日常管理和養(yǎng)護(hù) 1 ．搬運(yùn)、運(yùn)輸過(guò)程中應(yīng)用紙包裹棱鏡（水準(zhǔn)）測(cè)量桿，防止相互碰撞、磨損。 3 ．每三個(gè)月檢查一次預(yù)埋件和塞子是否損壞，用小毛刷刷除預(yù)埋件內(nèi)灰塵。 檢驗(yàn)方法 采用內(nèi)徑和外徑 千分尺檢測(cè)，達(dá)到加工尺寸范圍為合格，并保留檢測(cè)記錄。由小里程向大里程方向順次編號(hào)，下行線軌道前進(jìn)方向左側(cè)的標(biāo)記點(diǎn)編號(hào)為奇數(shù)，處于下行線軌道右側(cè)的標(biāo)記點(diǎn)編號(hào)為偶數(shù)。點(diǎn)位描述附在成果表里。 CPⅢ點(diǎn)編號(hào)路 基地段宜標(biāo)繪于接觸網(wǎng)桿（或臨時(shí)基礎(chǔ)內(nèi)側(cè)），標(biāo)志正下方；橋梁地段宜標(biāo)繪于擋砟墻內(nèi)、外側(cè)，頂面下方 ；隧道地段宜標(biāo)繪于標(biāo)志正上方 。點(diǎn)號(hào)銘牌白色抹底規(guī)格為 40cm 30cm，紅色油漆應(yīng)注明 CPⅢ編號(hào)，工程線名簡(jiǎn)稱，施測(cè)單位名簡(jiǎn)稱，每行居中排列，如下圖所示。前 4 位為里程，第 5 位 C 代表初次建網(wǎng)測(cè)量， B 代表補(bǔ)測(cè)， F 代表復(fù)測(cè)， J 代表竣工測(cè)量，第 6 位 1 代表第一次測(cè)量，第 7 位和第 8 位代表測(cè)站編號(hào)（各標(biāo)段自行分配，標(biāo)段連接處相鄰標(biāo)段的 CPⅢ測(cè)站編號(hào)不應(yīng)相同）， 01 ～ 99 號(hào)數(shù)循環(huán)。 CPⅢ點(diǎn)布設(shè)高度應(yīng)大致等高，并應(yīng)與設(shè)計(jì)軌道高哈 爾 濱 鐵 道 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 鐵 建 分 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 23 程面 以上。 橋梁段 CPⅢ點(diǎn)的布設(shè) CPⅢ點(diǎn)宜布設(shè)在簡(jiǎn)支梁固定端距梁端 的位置。對(duì)于連續(xù) 24m 簡(jiǎn)支梁，根據(jù)實(shí)際情況也可每三孔布設(shè)一對(duì)CPⅢ點(diǎn)。對(duì)于跨度超過(guò) 80m 的 ，應(yīng)在跨中部分布設(shè)一對(duì) CPⅢ點(diǎn)，該對(duì) CPⅢ點(diǎn)應(yīng)盡可能在同等條件下使用，使用前并應(yīng)復(fù)核。 3 ）大跨連續(xù)梁和特殊結(jié)構(gòu) 大勝關(guān)長(zhǎng)江大橋和黃河特大橋等大跨橋 梁和特殊結(jié)構(gòu)的 CPⅢ點(diǎn)布設(shè)方案根據(jù)工程結(jié)構(gòu)特點(diǎn)單獨(dú)制定。 CPⅢ輔助立柱直徑為 25cm，頂面高于設(shè)計(jì)軌道面至少 30cm。 圖 6 路基上 CPⅢ點(diǎn)布置圖 隧道段 CPⅢ點(diǎn)的布設(shè) 隧道里一般布置在設(shè)計(jì)軌道頂面以上 30~50cm 的邊墻內(nèi)襯上，相鄰 CPⅢ點(diǎn)對(duì)相距 60m 左右，布