CN102493296B - 大跨度钢桁梁轨道控制网的测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大跨度钢桁梁轨道控制网的测量方法，其特征是对于两端为钢筋混凝土简支梁，中部主桥是跨度不小于1000米的钢桁梁的桥型，在钢桁梁上有左线和右线相互独立，以两端简支梁上固有的CPII点为测量时平面坐标起算点，以线下分别处在主桥两端的固有水准点为高程起算点，钢桁梁轨道控制网CPIII的测量是将线路左线和右线分别独立建网，以克服左线右线无法通视的问题；在测量基础上，根据现场环境情况对既有坐标进行坐标修正，使得钢桁架变形对坐标精度的影响大大减小，本发明为大跨度钢桁梁测量控制网的建立提供了一个可行的方案，其建网精度可以满足高铁施工要求。

Description

大跨度钢桁梁轨道控制网的测量方法

技术领域

本发明涉及高速铁路大跨度钢桁梁轨道控制网CPIII的测量方法。

背景技术

在高速铁路建设中由于跨越大江大河的需要，对于常见的混凝土简支梁由于跨径过小、施工难度大而无法适用，因此在高铁建设中通常采用大跨度连续钢桁梁桥型，即主桥为跨度大于1000米的钢桁梁结构，两端接钢筋混凝土简支梁的桥型。受钢桁架结构形式限制，线路左右线无法通视而相对独立，并且由于主桥跨度大，钢桁架结构受温度、荷载及外界因素影响很大，对于混凝土简支梁上常用的精密控制网测量方法在钢桁梁上并不适用，如何在钢桁架主桥上设置精密控制网，使其精度满足高铁施工要求，一直是高速铁路精密控制网测量的盲区，目前也没有很好地解决这一问题的相关方法的公开报导。

发明内容

本发明是为避免上述现有技术所存在的不足之处，提供一种大跨度钢桁梁轨道控制网的测量方法，是为高速铁路大跨度钢桁梁主桥建立精密测量控制网提供精度高、实用性强，能够满足高速铁路施工测量方法。

本发明为解决技术问题采用如下技术方案：

本发明大跨度钢桁梁轨道控制网的测量方法的特点是：对于两端为钢筋混凝土简支梁，中部主桥是跨度不小于1000米的钢桁梁的桥型，在所述钢桁梁上有左线和右线相互独立，以两端简支梁上固有的CPII点为测量时平面坐标起算点，以线下分别处在主桥两端的固有水准点为高程起算点，所述钢桁梁轨道控制网CPIII按如下过程进行测量：

a、布设并测量线路平面控制网CPII：

在钢桁梁每一固定支座的正上方，分别位于左线内侧防撞墙和右线内侧防撞墙的墙顶部固定设置左线CPII点和右线CPII点；

以两端简支梁上的固有的CPII点为起算点，采用附合线路的测量方法，以单导线形式按照三等导线精度分别测得钢桁梁上左线CPII点和右线CPII点与起算点简支梁上CPII点之间的点位关系，利用导线平差方法分别获得各左线CPII点和右线CPII点的平面坐标；

b、布设并测量轨道控制网CPIII：

所述轨道控制网CPIII中的各CPIII点采用纵向间隔、横向对称、左线和右线独立建网的方法进行布设；

所述纵向间隔布设是指在每一桥墩位置处以及在相邻桥墩之间的位置处间隔布设，并且避开跨中位置；

所述横向对称布设是指左线和右线上对应位置处的各CPIII点是处在同一断面位置上；

所述左线和右线独立建网是指在左线和右线上，各CPIII点是沿线在左线外侧防撞墙、左线内侧防撞墙、右线外侧防撞墙和右线内侧防撞墙的墙顶部呈列布设，分别形成左线网和右线网；

对于所述左线网和右线网按以下方式独立测量各CPIII点在确定环境下的基准平面坐标：

以步骤a所获得的各左线CPII点、各右线CPII点以及简支梁上已知的各CPII点为基准点，沿线按高铁CPIII测量方法依次测得各CPIII点与各基准点之间的边角关系，经过平差方法分别获得各CPIII点的平面坐标；

对于所述左线网和右线网按以下方式独立测量各CPIII点的高程：

以线下主桥两端的两个固有水准点为高程起算点，采用矩形环单程水准网的方法，利用DINI03水准仪测量得到各CPIII点与高程起算点的高差，利用所述高差，经过平差得到各CPIII点的高程；

c、对于所得到的各CPIII点的平面坐标在实际施工中按以下方法进行坐标修正：

在某一现场环境下，对于实际测量得到左线CPII点或右线CPII点与钢桁梁的梁端伸缩缝处CPIII点之间距离L1；

利用左线CPII点或右线CPII点与所述梁端伸缩缝处CPIII点的坐标值计算得出在确定环境下的两点之间的距离L2；

则，固定支座处与所述梁端伸缩缝处之间在确定环境与现场环境下的变形量为：L1-L2；

令：固定支座与所述梁端伸缩缝之间各CPIII点到固定支座处左线CPII点或右线CPII点(1b)的距离为Li；

按距离线性分配原理，计算得出各CPIII点的变形量为：(Li/L1)*(L1-L2)；

根据各CPIII点的变形量对步骤b中得到的确定环境下的CPIII点坐标进行坐标修正，获得现场环境下的使用坐标。

与已有技术相比，本发明有益效果体现在：

1、本发明中线路左线右线分别独立建网测量，克服了左线右线无法通视的问题，为大跨度钢桁梁精密控制网的建立提供了一个可行的方案，使得大跨度钢桁梁精密控制网的建立成为可能。

2、本发明针对钢桁架结构易受环境因素影响产生变形的特性，本发明中在测量基础上，根据现场环境情况，对既有坐标进行坐标修正，使得钢桁架变形对坐标精度的影响大大减小。

3、本发明为大跨度钢桁梁测量控制网的建立提供了一个可行的方案，其建网精度可以满足高铁施工要求。

附图说明

图1为本发明中钢桁梁断面图；

图2为本发明中CPII点位布置及测量示意图；

图3为本发明中CPIII点位布置图；

图4为本发明中CPIII平面测量示意图；

图5为本发明中CPIII高程测量示意图；

图中标号：1为CPII点；1a为左线CPII点；1b为右线CPII点；2为CPIII点；3为固定支座；4a为左线内侧防撞墙；4b为右线内侧防撞墙；4c为左线外侧防撞墙；4d为右线外侧防撞墙；5为简支梁；6为固有水准点；7为钢桁梁。

具体实施方式

本实施例中大跨度钢桁梁轨道控制网的测量方法是：

对于两端为钢筋混凝土简支梁5，中部主桥是跨度不小于1000米的钢桁梁7的桥型，在钢桁梁7上有左线和右线相互独立，以两端简支梁5上固有的CPII点1为测量时平面坐标起算点，以线下分别处在主桥两端的固有水准点6为高程起算点，钢桁梁轨道控制网CPIII按如下过程进行测量：

a、布设并测量线路平面控制网CPII：

参见图1，在钢桁梁7的每一固定支座3的正上方，分别位于左线内侧防撞墙4a和右线内侧防撞墙4b的墙顶部固定设置左线CPII点1a和右线CPII点1b；

参见图2，以两端简支梁5上的固有的CPII点1为起算点，采用附合线路的测量方法，以单导线形式按照三等导线精度分别测得钢桁梁上左线CPII点1a和右线CPII点1b与起算点简支梁上CPII点1之间的点位关系，利用导线平差方法分别获得各左线CPII点1a和右线CPII点1b的平面坐标；由于左线和右线相互无法通视，在使用附合线路导线测量时，左线和右线必须分开测设，测量时采用高精度智能全站仪配合精密棱镜施测。

b、布设并测量轨道控制网CPIII：

参见图3，轨道控制网CPIII中的各CPIII点2采用纵向间隔、横向对称、左线和右线独立建网的方法进行布设；

纵向间隔布设是指在每一桥墩位置处以及在相邻桥墩之间的位置处间隔布设，且由于钢桁梁7的跨度较大，受温度及荷载影响，跨中位置变形很大，对于CPIII点2的布设避开跨中位置；

横向对称布设是指左线和右线上对应位置处的各CPIII点2是处在同一断面位置上以便于CPIII成对测设；

左线和右线独立建网是指在左线和右线上，各CPIII点2是沿线在左线外侧防撞墙4c、左线内侧防撞墙4a、右线外侧防撞墙4d和右线内侧防撞墙4b的墙顶部呈列布设，分别形成左线网和右线网；

对于左线网和右线网按以下方式独立测量各CPIII点2在确定环境下的基准平面坐标：

参见图4，以步骤a所获得的各左线CPII点1a、各右线CPII点1b以及简支梁5上已知的各CPII点1为基准点，沿线按高铁CPIII测量方法依次测得各CPIII点2与各基准点之间的边角关系，经过平差方法分别获得各CPIII点2的平面坐标。采用智能全站仪施测，由于钢桁梁7受温度等外界因素影响，较易产生变形，测量应选择在夜间气象条件稳定的情况下进行，测量时应对测量仪器进行实时温度气压改正。

对于左线网和右线网按以下方式独立测量各CPIII点2的高程：

参见图5，以线下主桥两端的两个固有水准点6为高程起算点，采用矩形环单程水准网的方法，利用DINI03水准仪测量得到各CPIII点2与高程起算点的高差，利用高差，经过平差得到各CPIII点2的高程。采用高精度电子水准仪配套铟瓦尺进行测量。

c、对于所得到的各CPIII点的平面坐标在实际施工中按以下方法进行坐标修正：

在某一现场环境下，对于实际测量得到左线CPII点1a或右线CPII点1b与钢桁梁端伸缩缝处CPIII点2之间距离L1；

利用左线CPII点1a或右线CPII点1b与梁端伸缩缝处CPIII点2的坐标值计算得出在确定环境下的两点之间的距离L2；

则，固定支座处与梁端伸缩缝处之间在确定环境与现场环境下的变形量为：L1-L2；

令：固定支座与梁端伸缩缝之间各CPIII点2到固定支座处左线CPII点1a或右线CPII点1b的距离为Li；

按距离线性分配原理，计算得出各CPIII点2的变形量为：(Li/L1)*(L1-L2)；

根据各CPIII点2的变形量对步骤b中得到的确定环境下的CPIII点2坐标进行坐标修正，获得现场环境下的使用坐标。

以下举例说明在不同环境条件下的CPIII点2的变形量计算：

在确定环境下根据步骤a、步骤b测量得到左线CPII点1a的坐标为（0,0），梁端伸缩缝处CPIII点2的坐标为（500,0），则根据二者坐标可计算出在确定环境下的两点之间的距离L2为500米；

在某一现场环境下实际测量得到左线CPII点1a或右线CPII点1b与钢桁梁端伸缩缝处CPIII点2之间距离L1为500.01米；

固定支座处与梁端伸缩缝处之间在确定环境与现场环境下的变形量为：L1-L2=0.01米

在固定支座处与梁端伸缩缝处之间某一CPIII点2距离固定支座距离为Li=300米，则这一CPIII点2的变形量为：(Li/L1)*( L1-L2)=（300/500）*0.01=0.006米。

将这一CPIII点2的变形量0.006米通过数学方法加入到其在确定环境下的坐标中，得到在现场环境下的使用坐标。

Claims (1)

1.大跨度钢桁梁轨道控制网的测量方法，其特征是：对于两端为钢筋混凝土简支梁(5)，中部主桥是跨度不小于1000米的钢桁梁(7)的桥型，在所述钢桁梁(7)上有左线和右线相互独立，以两端简支梁(5)上固有的CPII点(1)为测量时平面坐标起算点，以线下分别处在主桥两端的固有水准点(6)为高程起算点，所述钢桁梁轨道控制网CPIII按如下过程进行测量：

a、布设并测量线路平面控制网CPII：

在钢桁梁(7)每一固定支座(3)的正上方，分别位于左线内侧防撞墙（4a）和右线内侧防撞墙（4b）的墙顶部固定设置左线CPII点(1a)和右线CPII点(1b)；

以两端简支梁(5)上的固有的CPII点(1)为起算点，采用附合线路的测量方法，以单导线形式按照三等导线精度分别测得钢桁梁(7)上左线CPII点（1a）和右线CPII点（1b）与起算点简支梁上CPII点(1)之间的点位关系，利用导线平差方法分别获得各左线CPII点(1a)和右线CPII点(1b)的平面坐标；

b、布设并测量轨道控制网CPIII：

所述轨道控制网CPIII中的各CPIII点(2)采用纵向间隔、横向对称、左线和右线独立建网的方法进行布设；

所述纵向间隔布设是指在每一桥墩位置处以及在相邻桥墩之间的位置处间隔布设，并且避开跨中位置；

所述横向对称布设是指左线和右线上对应位置处的各CPIII点(2)是处在同一断面位置上；

所述左线和右线独立建网是指在左线和右线上，各CPIII点(2)是沿线在左线外侧防撞墙(4c)、左线内侧防撞墙(4a)、右线外侧防撞墙(4d)和右线内侧防撞墙(4b)的墙顶部呈列布设，分别形成左线网和右线网；

对于所述左线网和右线网按以下方式独立测量各CPIII点(2)在确定环境下的基准平面坐标：

以步骤a所获得的各左线CPII点(1a)、各右线CPII点(1b)以及简支梁(5)上已知的各CPII点(1)为基准点，沿线按高铁CPIII测量方法依次测得各CPIII点(2)与各基准点之间的边角关系，经过平差方法分别获得各CPIII点(2)的平面坐标；

对于所述左线网和右线网按以下方式独立测量各CPIII点(2)的高程：

以线下主桥两端的两个固有水准点(6)为高程起算点，采用矩形环单程水准网的方法，利用DINI03水准仪测量得到各CPIII点(2)与高程起算点的高差，利用所述高差，经过平差得到各CPIII点(2)的高程；

c、对于所得到的各CPIII点(2)的平面坐标在实际施工中按以下方法进行坐标修正：

在某一现场环境下，对于实际测量得到左线CPII点(1a)或右线CPII点(1b)与钢桁梁(7)的梁端伸缩缝处CPIII点(2)之间距离L1；

利用左线CPII点(1a)或右线CPII点(1b)与所述梁端伸缩缝处CPIII点(2)的坐标值计算得出在确定环境下的两点之间的距离L2；

则，固定支座处与所述梁端伸缩缝处之间在确定环境与现场环境下的变形量为：L1-L2；

令：固定支座与所述梁端伸缩缝之间各CPIII点(2)到固定支座处左线CPII点(1a)或右线CPII点(1b)的距离为Li；

按距离线性分配原理，计算得出各CPIII点(2)的变形量为：(Li/L1)*( L1-L2)；

根据各CPIII点(2)的变形量对步骤b中得到的确定环境下的CPIII点(2)坐标进行坐标修正，获得现场环境下的使用坐标。

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