高鐵機車新技術論文(2)
高鐵機車新技術論文篇二
高鐵控制測量技術研究
【摘要】近年來，隨著我國高速鐵路的發(fā)展,全國各地的高速鐵路數(shù)量開始增多，這就要求高速鐵路的運行要具有更高的安全性和可靠性。所以，必須要提高高速鐵路控制精密測量技術水平。本文首先論述了高速鐵路精密控制測量體系的主要技術特點，然后結合實際分析了高鐵的控制測量的布設方案,以期能夠為高鐵的建設提供參考。
【關鍵詞】高鐵;測量技術
中圖分類號： O4-34文獻標識碼： A
一、前言
高鐵施工過程中，必須要對施工測量精度進行有效的控制，保證工程施工放樣的精度，精度和安全性直接掛鉤，隨著高鐵建設技術的提高，在精度方面的要求也越來越高，因此，必須要深入的研究高鐵精密控制測量技術。
二、高速鐵路精密控制測量體系的主要技術特點
首先確定了高速鐵路精密控制網(wǎng)分級布設原則。第二，實現(xiàn)了三網(wǎng)合一。將原鐵路工程測量規(guī)范中分別獨立建立的勘察設計控制網(wǎng)、施工控制網(wǎng)、運營維護控制網(wǎng)合并為高速鐵路精密控制網(wǎng)。統(tǒng)一了坐標基準、高程基準，消除了三個獨立控制網(wǎng)間存在的系統(tǒng)差。使設計線路定位、施工放樣更準確，減少設計與施工間的協(xié)調。第三，明確了必須采用絕對定位與相對定位測量相結合的鋪軌測量定位模式。第四，提出了建立高速鐵路精密控制網(wǎng)的具體方法，詳細闡述了高速鐵路各級精密控制測量網(wǎng)精度指標和具體技術內(nèi)容。第五，規(guī)定了高速鐵路精密控制測量網(wǎng)，在施工各階段和竣工后的復測要求，并制定了評估驗收和其他相關內(nèi)容。第六，在技術上有所創(chuàng)新。表現(xiàn)在，提出了建立CP0框架平面控制網(wǎng)思想，統(tǒng)一了坐標基準，對精密控制測量網(wǎng)的復測和被破壞樁點的恢復帶來了便利;在軟基地段埋設深埋水準點和基巖水準點，使高程成果的穩(wěn)定性得到了提高;首次提出了使用精密三角高程進行二等水準測量方法，大大提高了山區(qū)高程測量的效率;采用自由設站邊角交會法測量CPIII平面坐標和高程，利用CPIII軌道控制網(wǎng)直接指導鋪軌，同時檢測鋪軌誤差，保證鋪軌精度。
三、高速鐵路精密控制測量技術精密控制網(wǎng)創(chuàng)建
1、勘測設計階段精測布網(wǎng)建立
勘測控制網(wǎng)包括：CP0控制網(wǎng)、CPⅠ控制網(wǎng)、CPⅡ控制網(wǎng)、二等水準基點控制網(wǎng)?？睖y階段在平面控制測量工作控制前，首先采用全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS方法)獲得高速鐵路框架控制網(wǎng)CP0，并建立CPⅠ控制網(wǎng)、CPⅡ控制網(wǎng)、二等水準基點控制網(wǎng)。具體建立分兩個階段：初測和定測。
初測階段，建立高速鐵路框架控制網(wǎng)CP0，建立坐標框架并在此基礎上建立初測平面控制網(wǎng)，同時開展初測高程控制測量，滿足初測收集資料的需要。
定測階段，建立CPⅠ控制網(wǎng)、CPⅡ控制網(wǎng)、二等水準基點控制網(wǎng)，并以CPⅡ控制網(wǎng)和二等水準基點為基準開展定測放線及專業(yè)調查測繪工作。困難地區(qū)若工期緊張，可先用四等水準取代二等水準作為高程控制基準，但在施工前須貫通二等水準。
勘測設計階段應做好CP0控制網(wǎng)、CPⅠ控制網(wǎng)、CPⅡ控制網(wǎng)、二等水準基點維護工作。
2、工程施工階段控制精測重點
(一)開工前復測
施工階段首先做好CPⅠ控制網(wǎng)、CPⅡ控制網(wǎng)、水準基點控制網(wǎng)的技術交底和復測工作。技術交底含控制網(wǎng)成果資料驗交、現(xiàn)場交樁和復測復核過程;是由勘測設計部門向工程施工單位過渡的重要環(huán)節(jié)，工程施工單位復核確認后才能完成。復測工作主要是對控制網(wǎng)成果精度的綜合評估驗收，為高速鐵路建設提供重要技術依據(jù)和施工階段控制標準。
(二)控制網(wǎng)加密
施工控制網(wǎng)加密按同精度內(nèi)插方式進行加密。在進行平面控制網(wǎng)加密時應將相鄰CPⅡ控制點作為已知點進行加密;在進行高程控制網(wǎng)加密時應將相鄰二等水準點作為已知點進行加密。這樣既保證施工控制網(wǎng)與勘測控制網(wǎng)具有相同的起算基準，又保持了施工加密點與勘測網(wǎng)相鄰點間精度的連續(xù)和匹配。
(三)定期復測網(wǎng)
高速鐵路建設周期長，施工過程還會對CPⅠ控制網(wǎng)、CPⅡ控制網(wǎng)、二等水準基點控制網(wǎng)的穩(wěn)定性產(chǎn)生影響，因此施工期間應對精密控制網(wǎng)開展定期復測，保證施工期間平面高程控制基準的穩(wěn)定。應每年進行一次全面復測，對于區(qū)域沉降地區(qū)，增加高程控制網(wǎng)的復測頻次。
四、勘測設計階段控制測量工程概況
為滿足某段高速鐵路客運專線無砟軌道施工、運營以及后期復測和維護需要,保證高速鐵路運營的高平順性,按照分級布網(wǎng)、逐級控制的原則,在該段鐵路客運專線全線建立高精度的平面和高程控制網(wǎng)。下面主要針對嚴格按照技術規(guī)范獲取的某高速鐵路控制測量數(shù)據(jù)進行處理分析,研究高速鐵路精密控制網(wǎng)測量的方法和技術。
1、己有測量成果
該段勘測設計工作開始,既有工程控制測量數(shù)據(jù)資料情況如下。
(一)國家A、B級GPS點7個,間隔為50km左右,各點基本與既有一等水準路線公用,但其坐標框架不統(tǒng)一,GS43、GTIO、GS51、HDOI是ITRF93參考框架下的,其余三個為0016、0017和1169都是工TRF97參考框架下的。
(二)國家三角點9個,其中國家工等三角點兩個:9014和9055;國家11等三角點七個,分別為:9012、9013、9056、9023、9003、9004和9021。
(三)測技中心布設GPS點2個,分別為:JSGPS125,JSGPS126。
2、施工坐標系選擇
在觀測過程中,聯(lián)測上述點,進行基準網(wǎng)的測設。由于觀測條件限制,HD01采用了偏心觀測,經(jīng)過兼容性分析,參考框架JTRF93:GS43、GT10、GS51、HD01四點與參考框架JTRF97:0016、0017、1169三點兼容性較差,最終處理方案為:全線約束國家GPS點四個,分別為:WGS-84橢球、參考框架ITRF97:0016、0017、1169和參考框架ITRF93:HD01。并且對HD01進行了框架改化。
3、己有測量成果的評價和利用
本線在勘測設計階段己經(jīng)充分考慮了投影變形的影響,因此本次精密控制測量的坐標系統(tǒng)可以利用原勘測階段的坐標系統(tǒng)參數(shù)。但是由于采用框架不同,原來定測采用的是97框架,所以原有設計資料可能會修改。既有工程控制網(wǎng)坐標系統(tǒng)設計參照依據(jù)為《高速鐵路測量暫行規(guī)定》相關要求,在精度等級、分布密度、規(guī)格和埋深都與無碴軌道施工控制網(wǎng)要求存在較大差距,不能滿足無碴軌道鋪設技術要求,需在全段建立滿足無碴軌道鋪設要求的精密工程控制網(wǎng)。本段聯(lián)測的國家三角點兼容性差。因此應重新建立B級GPS框架網(wǎng)——基準網(wǎng),以便作為后續(xù)精測網(wǎng)的起算約束點。但是要與原有約束點進行聯(lián)測,以確保新建精測網(wǎng)資料與既有勘測設計資料保持一致。
五、精密測量技術發(fā)展方向
隨著先進技術的發(fā)展日新月異，精密測量技術也在不斷提高。根據(jù)制造技術發(fā)展趨勢，精密測量的自身要求以及測試信息處理技術方向，未來精密測量方向會向多樣化方向傾斜。其中，多傳感器融合是高鐵青睞的測量方法之一，它可以解決測量過程中各種測量信息的獲取問題，也可以極大提高測量信息的準確度，積木式、組合式、三維尺寸測量系統(tǒng)就屬于這類方法，是柔性很強的專用坐標測量工具，系統(tǒng)的建立也會向方便、準確、科學等特點發(fā)展。如便攜式光纖干涉測量儀、便攜式大量程三維測量系統(tǒng)等，會用于解決現(xiàn)場大尺寸的測量問題;虛擬儀器虛擬儀器是虛擬現(xiàn)實技術在精密測試領域的應用，國內(nèi)已有深入的研究;另一種是研究虛擬制造中的虛擬測量，如虛擬量塊、虛擬坐標測量機等;智能結構它屬于結構檢測與故障診斷，是融合智能技術、傳感技術、信息技術、仿生技術、材料科學等的一門交叉學科，使監(jiān)測的概念過渡到在線、動態(tài)、主動的實時監(jiān)測與控制。
六、結束語
綜上所述，高速鐵路精密控制測量技術是高速鐵路建設的關鍵環(huán)節(jié)，高鐵的穩(wěn)定健康發(fā)展必須要有精密控制測量技術作為基礎。所以，必須要不斷深入研究精密控制測量技術，實現(xiàn)我國高速鐵路快速發(fā)展。
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