2022年京沪高速铁路土建工程.doc
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1、京沪高速铁路CP操纵网建立与施行何跃宝 李正云 程安文(中国水电集团京沪高铁三标段三工区七局)摘 要:为习惯高速铁路对线路高稳定和高平顺性的要求,线路必须具备精确的几何线形参数。无碴轨道施工工艺复杂,对测量精度要求极高,其测量方法也有别于常规操纵测量,采纳自由设站边角交会建立的轨道操纵网(CP)能够满足无碴轨道测量精度要求。本文从精测网复测、CP布设到CP测量及技术要求,系统介绍了CP操纵网的建立与施行。关键词:高速铁路;精度;CP操纵网1 工程概况京沪高速铁路是我国中长期铁路网规划投资规模最大、技术含量最高的一项工程,也是我国第一条具有世界先进水平的高速铁路,正线全长约1318公里,与既有京
2、沪铁路的走向大体并行,全线为新建双线,设计时速350公里,初期运营时速300公里,共设置21个客运车站。京沪高速铁路桥梁长度约1140km,占正线长度86.5%;隧道长度约16km,占正线长度1.2%;路基长度162km,占正线长度12.3%;全线铺设无碴轨道约1268正线公里,占线路长度的96.2%。有碴轨道约50正线公里,占线路长度的3.8%。全线用地总计5000hm2(不包括北京南站、北京动车段、大胜关大桥)。京沪高速铁路将全线铺设无缝线路和无碴轨道,为满足无碴轨道构造的高平顺性要求,需全线建立CP操纵网,作为无碴轨道构造施工的操纵基准。2 测量内容(1) 精测网全面复测(2) CP加密
3、测量(3)CP平面操纵测量(4) CP高程操纵测量(5)CP操纵网复测3 CP操纵点测量预备工作无碴轨道对线下根底工程的工后沉降要求特别严格,CP的操纵网测量还应待线下工程沉降和变形满足要求,且无碴轨道铺设条件评估通过后进展。(1)区段沉降变形观测评估通过。(2)桥梁防撞墙和路基接触网杆根底完成。(3)精测网复测完成,复测报告评审通过。(4)CP测量技术方案报批通过。(5)CP加密点和CP标志预埋完成。3.1 CP操纵点的布设CP操纵点间隔布置一般为60m左右,且不应大于80m,离线路中线3-4米,且应成对布设。CP操纵点布设高度应比轨道面高度高30cm左右。3.1.1桥梁段CP操纵点的布设桥
4、梁段CP操纵点的布设可直截了当在梁固定端的防撞墙顶面或内侧成对开凿铅垂方向的安装孔(孔径50毫米,孔深100毫米),然后使用快干砂浆或者锚固剂埋设立式基座。关于标准32米简支箱梁每两孔布置一对CP点,相邻两对CP点在里程上相距约64米;24米简支箱梁每两孔布置一对CP点,相邻两对CP点在里程上相距约49米,关于32+48+32的连续梁布置方式可与32米简支箱梁一样;关于40+64+40米连续梁,在每孔梁的固定端设置CP点对;关于64+100+64米的连续梁,在64米跨固定端防撞墙处布置CP点,100米跨的在跨中和固定端布置CP点;其他类型的梁按不大于70米间距布置CP点。基座埋设完成后,预埋件
5、与混凝土外表等高,待砂浆或锚固剂稳定凝固后,就能够使用。3.1.2路基段CP操纵点的布设路基段CP可直截了当布置在接触网支柱上,假设接触网未完成施工,在线路两侧的接触网底座上使用钢筋混凝土成对浇筑CP基桩,基桩直径不小于30厘米,基桩顶面高于外轨轨顶面30厘米,如图3.1-1所示;假设接触网已完成施工,则可直截了当布置在接触网支柱上,如图3.1-2所示。相邻两对CP基桩在里程上相距约50米,待基桩稳定后,在基桩顶面开孔(孔径50毫米,孔深100毫米)然后使用快干砂浆或者锚固剂埋设立式基座。布置在接触网支柱上有以下几个优点:(1)接触网支柱的根底平安稳定(2)点位不易遭受破坏(3)将来可用的操纵
6、点均匀分布在线路上(每隔50m)(4)能够在线路两侧布置标记点图3.1-1 布置在接触网根底上的CP点图3.1-2布置在接触网支柱上的CP点3.1.3隧道CP操纵点的布设隧道里一般布置在电缆槽顶面以上85厘米的边墙内衬上,相邻CP点对相距60米左右,布置方式如图3.1-3所示。850mm图 3.1-3隧道内CP操纵点布置图3.2 CP测量标志的埋设及要求3.2.1 CP网点测量标志的埋设1)桥梁部分:CP标志一般埋设于梁固定支座上方、防撞墙的顶部中间,线路方向与左右方向偏向均不大于10mm,预埋件的中心线与竖直方向的夹角不大于5,然后隔一孔梁(约65m处)埋设于一样的位置(图3.2.1-1);
7、非标梁和连续梁每50-70m处埋设一对CP标志,尽量不要设置在梁的中间部位;施工单位应在相应的防撞墙顶部预留直径为5cm,深10cm的孔,以便安装CP预埋件或者在浇筑防撞墙时待混凝土未凝固之前直截了当安装预埋件。图3.2.1-1桥梁部分CP标志埋设2)路基部分:CP基座设置于接触网杆根底内侧,每50m左右设置一对,CP标志埋设于基座靠近线路一侧,距设计轨道面上方30cm处,预埋件中心线与水平方向偏上5(图3.2.1-2);在做CP基座时要在基座相应位置预留直径为5cm、深10cm的孔,以便安装CP预埋件。CP根底最下端用20*20的钢筋与接触网内部钢筋连接结实,CP内部钢筋详细尺寸见上图,成桩
8、后基座直径为25cm。3)隧道部分:埋设于隧道边墙,间隔电缆槽顶85cm,预埋件中心线与水平方向偏上5,安装预埋件时打孔。(图3.2.1-3)。3.2.2 CP测量标志安装要求图3.2.1-2路基部分CP标志埋设 图3.2.1-3隧道部分CP标志埋设不管是CP建网时或是全站仪通过CP目的点进展自由设站,棱镜重复安装的实际物理位置的同一性和测量精度将直截了当妨碍CP网的测量精度,决定轨道板的最终调整精度。为今后运营维护的方便,依照铁道部CP测量治理方法相关规定,京沪全线将采纳同一种CP测量标志,要求任何一个CP操纵点标志几何尺寸加工误差不应大于0.05mm,屡次重复性安装误差和互换性安装误差应满
9、足表3.2-1要求。表3.2-1 CP标志安装精度要求CP标志重复性安装误差互换性安装误差X0.3mm0.3mmZ0.3mm0.3mmY0.3mm0.3mm3.3 CP操纵点编号CP -点编号定义如下:1)CP -点按照公里数递增进展编号,其编号反映里程数;2)CP -点以数字CP为数字代码;3)所有处于线路上行线轨道左侧的标记点,编号为奇数,处于上行线轨道右侧的标记点编号为偶数,在有长短链地段应留意编号不能重复。举例如下:点编号含义数字代码在里程内点的位置0440301表示线路里程DK440范围内线路前进方向左侧的CP第1号点,“3”代表“CP”0440301(轨道左侧)奇数1、3、5、7、
10、9、11等0440302表示线路里程DK440范围内线路前进方向右侧的CP第1号点,“3”代表“CP”0440302(轨道右侧)偶数2、4、6、8、10、12等自由测站的点编号自由测站的点编号定义如下:自由测站点的编号应该按照日期编辑。格式为年月日,某日第一个自由测站编号为01。当某天有特别多自由测站要测量,则编号依次递增01直到两位数。举例如下:点编号测量日期自由测站的编号090815012009.08.1501090826082009.08.2608关于有两组或以上的平面观测小组,一组自由测站编号能够从01到25,第二组能够从26到50,以此类推。4 CP操纵网测量用于CP测量的仪器应通过
11、国家定点机构的鉴定并在有效期内,且全站仪必须满足如下精度要求:角度测量精确度: 1;间隔测量精确度: 1mm +2ppm;水准仪精度不低于DS1级,优先采纳精细电子水准仪器。4.1 CP平面操纵测量CP平面操纵测量应使用带目的自动搜索及测量的自动化全站仪,如:Leica (徕卡)系列的:TCA1201,TCA1800,TCA2003,TRIMBLE S8等带自动观测和数据采集功能的全站仪,且全站仪应有自动气象改正设备或观测时适时输入气温、气压,每台仪器应至少配14个棱镜,使用前应对棱镜进展检测,并对每个棱镜编号,一样的点使用固定的棱镜进展观测。4.1.1全站仪机载软件的选用为了满足高速铁路施工
12、测量中基桩操纵网(CP)的建网与测设的要求,减少测量人员的工作强度,提高测量的工作效率,全站仪机载软件应该具备以下一些特点: 1)能够设置CP操纵网外业数据采集的各项限差,包括:半测回归零差、2C差、指标差、2C互差、指标互差、水平角互差、竖直角互差、间隔互差等;2)按照CP操纵网外业数据采集数据的各项限差的规定,采集符合标准要求的质量合格的CP操纵网原始数据;3)采集过程中建立了严格的实时质量操纵体系,实时检核各项限差,对不合格超限的数据要求重测;4)按照CP操纵网外业数据采集限差的要求,对采集数据进展挑选,最终将符合标准要求的质量合格的CP操纵网观测数据保存在规定的数据文件中;5)同时也自
13、动保存观测过程中的所有原始观测数据,供事后溯源分析;6)观测数据文件导入数据后处理软件时, CP网数据处理系统软件还要按照相关的限差规定,对原始观测数据进展再次的检查和挑选,保证最终参与CP平面操纵网的平差计算的观测数据是满足各项限差规定的合格的数据。4.1.2 CP平面网外业观测1) 测量方法CP操纵网采纳自由设站交会网(暂规称为“自由设站后方交会网”)的方法测量,自由测站的测量,从每个自由测站,将往常后各 2 x 3个 CP -点为测量目的,每次测量应保证每个点测量3次,测量方法见以下图。 测站(自由站点) CP操纵点 向CP点进展的测量(方向、角度和间隔)图4.1.2-1 CP自由设站边
14、角交会测量CP操纵点间隔为60m左右,且不应大于80m,观测CP点的目的间隔一般为150m左右,最大不超过180m。每次测量开场前在全站仪初始行中输入起始点信息并填写自由测站记录表,每一站测量3组完好的测回。应记录于每个测站的:T温度、气压以及CPI、CP点上的目的点的棱镜高测量,并将温度、气压改正输入每个测站上。关于线路有长短链时,应留意区分重复里程及标记的编号。2) 精度指标操纵水平角测量的精度应按如下要求进展:(1)水平方向:3-4(2)测站至CP标记点间的间隔:2测回。(3)观测各项限差要求不应超过下表的规定,观测最后结果按等权进展测站平差。表4.1.2-2 CP平面网水平方向观测技术
15、要求操纵网名称仪器等级测回数半测回归零差不同测回同一方向2C互差归零后方向值较差2C值CPI平面网0.53696151499615(4)间隔的观测应与水平角观测同步进展,并由全站仪自动进展,并满足下表精度要求。表4.1.2-3 CP平面网间隔观测技术要求操纵网名称测回半测回间隔较差测回间间隔较差CP平面网31mm1mm间隔测量一测回是全站仪盘左、盘右各测量一次(5)平面测量能够依照测量需要分段测量,其测量范围内的CPI及CP点应联测。表4.1.2-4CP平面网主要技术指标操纵网名测量方法方向观测中误差间隔观测中误差相邻点相对点位中误差同精度复测坐标较差CP平面网自由测站边角交会1.81.0mm
16、1mm3mm4.1.3 与CPI、CP操纵点联测与上一级CPI、CP操纵点联测时应600米左右的间隔联测一个。1)与上一级CPI、CP操纵点联测,一般情况下应通过至少2个或以上线路上的自由测站,见以下图。CPI、CP 操纵点图4.1.3-1 CP与CPI、CP操纵点联测示意图2)与上一级CPI、CP操纵点联测时,为保证棱镜常数的统一,便于自动观测,地面CPI、CP点也采纳球型小棱镜。为处理CP专用测量标志与地面CPI、CP点的对中咨询题,须采纳专用棱镜转换套筒,套筒能够与一般安装徕卡棱镜的基座、支架配套,安装两种不同棱镜后,保证两种棱镜的中心重合。基座可安放在三脚架上并精确整平对中,用于架设在
17、原CP或CP上安放棱镜。联测高等级操纵点时,应最少观测3个完好测回数据。3)由于CP网分区段测量,为了使相邻区段能够满足CP网络的测量高均匀性和高精确度,每个相邻区段至少要有5到6对CP点(约为360米的重合)一起测量,同时考虑平差,每个区域不小于4公里为宜。4)CP观测应在气象条件相比照拟稳定的天气下进展(温差变化较小,湿度较小,如阴天),夜间观测应防止强热光源对观测的妨碍。观测时段的选择:(1)应尽量选择无风的阴天进展;(2)应完全避开日出,日落、日中天的前后1小时的时段进展观测;(3)假如同意,首先应选择夜晚无风的时段观测。5)现场记录在现场测量时必须记录各测站的实际情况,它是测量中的重
18、要数据,在进展外业测量时,应按下表填写。自由测站记录表 线 段 第 页共 页测量单位: 天气:自由测站编号仪器高温 度气 压测量点编号棱镜高备注测量点编号棱镜高备注测量点标记示意图线路里程方向说明:将自由测站编号、CP轨道标记点编号应在该示意图上标记出来司镜: 记录: 年 月 日4.1.4 CP网相邻测段及不同投影带的衔接测量1) CP网相邻测段的衔接测量CP测量可依照施工需要分段测量,且分段测量长度不宜小于4km。为处理相邻测段的平顺衔接,保证CP网络的相对精度,各相邻测段衔接观测时应该重复观测不少于6对CP点,作为分段重叠观测区域以便进展测段衔接,重复观测的点对应该按照CP测量技术要求进展
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