高鐵機車新技術(shù)論文(2)
高鐵機車新技術(shù)論文篇二
高鐵控制測量技術(shù)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(shù)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(shù)特點，然后結(jié)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(guān)鍵詞】高鐵;測量技術(shù)
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(shù)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(shù)。
二、高速鐵路精密控制測量體系的主要技術(shù)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(diào)。第三，明確了必須采用絕對定位與相對定位測量相結(jié)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(shù)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(guān)內(nèi)容。第六，在技術(shù)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(shù)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(diào)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(shù)交底和復測工作。技術(shù)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(shù)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(shù)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(shù)。
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(guān)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(shù)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(shù)發(fā)展方向
隨著先進技術(shù)的發(fā)展日新月異，精密測量技術(shù)也在不斷提高。根據(jù)制造技術(shù)發(fā)展趨勢，精密測量的自身要求以及測試信息處理技術(shù)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(shù)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(jié)構(gòu)它屬于結(jié)構(gòu)檢測與故障診斷，是融合智能技術(shù)、傳感技術(shù)、信息技術(shù)、仿生技術(shù)、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(jié)束語
綜上所述，高速鐵路精密控制測量技術(shù)是高速鐵路建設的關(guān)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(shù)作為基礎。所以，必須要不斷深入研究精密控制測量技術(shù)，實現(xiàn)我國高速鐵路快速發(fā)展。
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