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1、客专无砟轨道测量,大 纲,共分五个部分： 一.概述：针对无砟轨道特点，测量进行的主要内容进行。 二.控制测量：针对控制网的建立及测设。 三.变形测量：针对沉降变形控制网进行。 四. 施工及安装测量：无砟轨道施工过程测量。 五.竣工测量：针对线下及线上结构竣工测量。,一、概 述,客运专线无砟轨道的最突出的特点之一就是高平顺性，也是控制高速铁路成败的关键。 为了为了保证轨道的高平顺性，线路必须具备非常准确的几何参数，测量误差必须控制在毫米级范围之内，因此对测量精度提出了更高的要求（较以往铁路施工）。 无砟轨道是一种少维护的轨道结构，它利用成型的组合材料代替道碴将轮轨力分布并传递到路基基础上，而其结
2、构中的钢轨、扣件、轨枕（或板）均是定型产品，在组装完成后，基本不具备调整的可能性，施工误差以及线下基础沉降所引起的轨道变形只能依靠扣件进行微量的调整。而客专技术条件中规定扣件的轨距调整量为10mm，高低调整量-4、+26mm，因此用于施工误差的调整量非常小，施工精度较有碴轨道的要求更加严格。 无砟轨道铺设主要满足：内部几何尺寸及外部几何尺寸。,一、概 述,一、内部几何尺寸：内部几何尺寸即轨道自身的几何尺寸； 轨道内部几何尺寸体现出轨道的形状，根据轨道上相邻点的相对位置关系就可以确定，表现为轨道上各点的相对位置。轨道内部几何尺寸的各项规定是为了给列车的平稳运行提供一个平顺的轨道，即通常提到的平顺
3、性。因此，除轨距和水平之外，还规定了轨道纵向高低和方向的参数。这些参数能保证轨道有正确的形状。利用这些参数可以检查轨道的实际形状是否与设计形状相符。轨道内部几何尺寸的测量也可以称之为轨道的相对定位。,一、概 述,而对于轨面高程、中心线、线间距的控制误差，根据不同时间及施工方法可存在以下两种形式： 1、双块式（过程控制标准）： 对于双块式轨道，在轨排组装过程中，由于是过程控制，为确保轨道最终符合标准要求，其轨面高程、中心线、线间距允许偏差应比最终要求严格。具体见下表（验标第11.5.5要求）：,一、概 述,一、概 述,2、最终要求（铺轨后）： 在铺设无缝线路之后至线路正式开通之前，应进行轨道整理
4、作业，使线路逐步达到验交标准。在满足轨道平顺度的情况下，还应满足以下标准（验标第14.6.19-14.6.20条）： 14.6.19在满足无砟平顺度标准的情况下，轨面高程允许偏差为+4，-6mm；紧靠站台为+4，0mm。 14.6.20轨道中线与设计中线允许偏差为10mm；线间距允许偏差为+10，0mm。,一、概 述,二、外部几何尺寸：外部几何尺寸即轨道与周围建筑物的相对尺寸。 无砟轨道的外部几何尺寸是轨道在空间三维坐标系中的坐标和高程，由轨道中线与周围相邻建筑物的关系来确定。无砟轨道外部几何尺寸的测量也称之为轨道的绝对定位。无砟轨道的绝对定位必须与路基、桥梁、隧道、站台等线下工程的空间位置坐
5、标和高程相匹配协调。 无砟轨道的绝对定位精度必须满足轨道相对定位精度的要求，即轨道平顺性的要求。由此可见，无砟轨道各级测量控制网测量精度应同时满足线下工程施工和轨道工程施工的精度要求，即必须同时满足绝对定位和相对定位的精度要求。,一、概 述,由此可见，要满足无砟轨道施工及铺设精度要求并最终达到验交目的，除了各组装件在满足要求的前提下，对于在施工过程中及验交过程中的测量尤其重要。而其过程主要分为勘测、施工、运营维护三个阶段。对于目前施工阶段来说，主要是1控制测量2施工安装定位测量。（3、沉降变形测量）,一、概 述,1、控制测量: 控制测量的主要工作是建立工程测量控制网，其目的按照设计和施工的要求
6、，将设计的无砟轨道位置、形状、高程，在地面准确地标定出来，确保无砟道线路平顺性。 工程测量控制网包括平面控制和高程控制二部分，一般采用逐级控制方式形成完善的工程测量控制网。分级控制的级数根据国家测量控制点的精度和密度来确定。对于大型桥梁和长大隧道等构筑物工程还应给予特殊考虑，建立局部专门控制网来保证精度。,一、概 述,2、施工安装、定位测量： 通俗的说法就是施工放线和检验校核。 主要分为两个步骤：施工放线定位、检查验收（不满足要求进行调整后达到验收标准） 施工放线：就是在控制网经评估达到要求后，根据测量控制网将设计的无砟轨道位置、形状、高程，在地面上准确地标定出来，以为无砟轨道施工提供控制依据
7、。 检验校核：就是在无砟轨道各步施工完成后，在进行下一步施工前进行的检查验收，看其是否达到验收标准。,一、概 述,3、沉降变形测量： 无砟轨道线下构筑物变形值是无砟轨道铺设条件评估的重要参数，一直贯穿于设计、施工、运营维护、维修各阶段，为使这一重要参数所获取的数据科学、可靠并连续，因此应建立变形监测网，对线下构筑物进行变形观测。 主要内容包括建立变形监测网、设置变形测量点以及变形观测。而其中变形监测网包括水平位移监测网、垂直位移监测网。,二、控 制 测 量,客运专线无砟轨道铁路工程测量控制网分为平面控制网和高程控制网两种类型，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
8、网。各阶段的平面控制测量共同使用同一个GPS基础平面控制网。 平面控制网宜按分级布网的原则分三级布设。第一级为基础平面控制网（CPI），第二级为线路控制（CPII），第三级为基桩控制网（CPIII）。 各级控制网的作用如下： 1、CPI主要为勘测、施工、运营维护提供坐标基准； 2、CPII主要为勘测和施工提供控制基准； 3、CPIII主要为铺设无砟轨道和运营维护提供控制基准。 高程控制网应按二等水准测量精度要求施测。,二、控 制 测 量,按照中国规范要求，平面控制网按三级分类。（见上面） 而各级控制布网要求如下：,二、控 制 测 量,一、基础平面控制网（CPI）测量 本级控制网一般由设计单位完
9、成，本次主要是把验标中对基础平面控制网测量的相关要求复述一下。 CPI应沿线路走向布设，并在勘测设计阶段完成。应按B级测量要求，全线一次布网统一测量，整体平差。点位宜选在距线路中线100-200m、不易被损坏的范围内，并满足各级平面控制网布网要求。,二、控 制 测 量,二、线路控制网（CPII）测量 本级控制网一般由设计单位完成，本次主要是把验标中对基础平面控制网测量的相关要求复述一下。 CPII控制网是在CPI控制网的基础上采用GPS测量或导线测量方法建立的。其布设也应满足各级平面控制网布网要求，一般选在距线路中线50-100m，且不易破坏的范围内；在不同单位测量衔接地段，应联测2个以上CP
10、II控制点作为共用点。 CPII控制点应有良好的对空通视条件，点间距应为800-1000m，相邻点之间应通视，特别困难地段应至少有一个通视点。,二、控 制 测 量,三、基桩控制网（CPIII）测量 基桩控制网是为铺设无砟轨道和运营维护提供控制基准的，是在CPI、CPII基础上采用导线测量、后方交会法（或其它方法）施测的。 建立CPIII（相当于武汉工程试验段的PS4网）网前期要做好准备工作：,二、控 制 测 量,1、施工复测 建设单位应组织设计单位向施工单位先进行测量成果资料和现场桩橛交接，并履行交接手续，监理单位应按有关规定参加交接工作。 交接工作主要包括以下内容： 1)CPI、CPII控制
11、点及水准点的成果表及点之记； 2)桩橛包括CPI、CPII控制点、水准点； 3)测量技术报告,二、控 制 测 量,复测时应对全线CPI、CPII控制点、水准点进行复测。 复测的目的：检核设计交桩结果、检查桩橛是否移动。当复测结果与设计单位提供勘测结果不符时，应重新测量。当确认设计单位资料有误或精度不符合规定要求时，应进行改正后重新测量，达到要求才能使用。,二、控 制 测 量,2、控制网加密 由于设计院所交的CPI、CPII桩点密度不能满足施工要求，不能直接使用，所以必须进行加密后才能进行施工使用。 对于控制网加密可以采用两种方法： 一种是通常使用的导线法； 一种是按照德国建立在线路外侧的CPI
12、II网。,二、控 制 测 量,1）导线法 通常采用的导线法，一般是导线点间距不长于400m（特殊情况下不长于500m），不短于50m，布设于线路外侧，采用全站仪进行测量的。（不进行详细描述，大家都清楚）,二、控 制 测 量,2）德国CPIII方法 （1）中德标准对比： 相对于德国的测量方法，中国客运专线无砟轨道铁路工程测量暂行规定中对于CPIII控制点设置：要求CPIII控制点宜设于线路外侧，距线路中线的距离应为3-4m，控制点的间距宜为150-200m。对线路特殊地段、曲线控制点、线路变坡点、竖曲线起终点及道岔区均应增设加密控制点，曲线地段加密控制点间距宜为50-60m，它们相对于两端CPI
13、II控制点的纵、横向中误差应小于1.5mm。,二、控 制 测 量,相对于中国的测量方法，德国方法控制网采用二级控制，即先布设间距150-200m、在路基外侧的CPIII网，然后在路基接触网支柱基础上布设Ps4网；其布网时，根据现场施工情况，可采用两种方案，一种是如果接触网基础及支柱立设及时，则可先加密后，直接在接触网支柱上布置、测设PS4网，如果不及时，则需加密后，采用替代方案。,二、控 制 测 量,中国规范及德铁规范中有关测量控制网等级对应关系如下： .CPI相当于PS0； .CPII相当于PS1； .水准基点相当于PS3； .CPIII在线下工程地建施工时相当于PS2； .无砟轨道施工时，
14、重建（或恢复）CPIII控制点（150-200m）和加密控制基桩（间距50-60m），相当于PS4。 （两国规范中的标准精度比较：从相邻点误差来看，中国CPII精度及水准基点的精度高于德铁标准，CPIII高程精度低于德铁标准，平面精度高于德铁标准。）,二、控 制 测 量,（2）CPIII网建立：(主要针对武汉工程试验段的布网情况进行介绍) CPIII网拟建立（数学模拟） 武汉工程试验段CPIII 控制网与德铁规范中的二级控制点(PS2)相类似，其点位的间距为150 米至200 米。 为确定控制点坐标，在三维网平差分析中建立下列观测类型： .GPS中的基线观测 .角度观测 .距离测量 .水准测量
15、 平差中所采用网络拓扑以已提交的模拟计算为基础。,二、控 制 测 量,CPIII网图如下所示：,二、控 制 测 量,PS4网拟建立 武汉工程试验段的PS4 控制网对应于德铁测量规范中的四等控制点。在PS4 控制网中的测点即为永久控制点（PCP）。它们分布于轨道两侧，每两测点之间的距离为50 米至60 米。桥梁上的PS4点位于防撞墙侧面上，且必须位于每榀梁的固定支座端。,二、控 制 测 量,因武汉工程试验段开工较早，接触网支柱安装施工难以保证无砟轨道施工需要，所以采用下列替代方案： 立面图 平面图,二、控 制 测 量,PS4 控制网是对CPI、CPII 与CPIII（德方） 的测点所进行的最终加
16、密。在施工阶段，可利用PS4 控制网的三维测点来确定钢轨的最终位置。钢轨施工完成后，这些测点将用于检测和维护。 经模拟网形如下：,二、控 制 测 量,CPIII及PS4网建立（实际建立） CPIII网建立 a桩芯 统一采用上部为直径20mm的不锈钢，下部为直径16mm普通圆钢，经焊接而成，制作尺寸图如下所示：,二、控 制 测 量,b埋设与保护 CPIII及施工控制点标石的造埋规格应符合客运专线无碴轨道铁路工程测量暂行规定附录A第A.2.4条的规定。,二、控 制 测 量,为了保证在测设时桩位的稳定及不受外力破坏，在埋设完成后，要统一做保护标志，并浇水养护不少于10天。,二、控 制 测 量,PS4网建立： a构件（00672585m8母、8*40公） (006725851公、MSD8*30母） 因武汉工程试验段采用替代方案进行布设PS4网，所以对于构件选择下列形式：,二、控 制 测 量,棱镜：（103GP30103pks）,二、控 制 测 量,b替代结构 如前节图所示，采用在接触网基础上扩大部分锚入钢筋砼支柱的方式，并在侧面实施人工钻孔后，把构件锚入后，以
