CN102518013A - 无砟轨道基准网grp测设施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了无砟轨道轨道基准网GRP测设施工方法，属于高速铁路无砟轨道施工技术领域，解决现有GRP测设时间长、精度难以保证的问题。本发明采用高精度机器人型全站仪以及高精度电子水准仪，结合GRP基准点平面数据自动采集软件，利用边角网测设原理，对已知的CPIII和未知的GRP点进行边角网的测设，数据纳入平差软件，得出GRP点的坐标，利用二等水准已知点，采用后视-中视-前视的方法测出GRP点的高程，包括以下步骤：GRP点放样；安装定位锥和埋设GRP点；GRP平面测设；GRP平面平差；GRP高程测量；GRP高程平差。本发明节约成本，提高了工作效率，有显著的社会经济效益，适用性强，操作性可靠，易于掌握。

Description

无砟轨道基准网GRP测设施工方法

技术领域

本发明属于高速铁路无砟轨道施工技术领域，涉及无砟轨道轨道基准网GRP测设施工方法。

背景技术

在高速铁路无砟轨道CRTSII型板施工前，首先需测设GRP(加密基标)的三维坐标。轨道基准网GRP（国内普遍称作CP4），是在轨道控制网CPIII的基础上的，为轨道板的铺设和精调提供控制基准的控制网，是对CPIII基桩控制网的进一步加密，并为轨道板精调提供控制基准。GRP基准网具有如下特点：GRP点沿轨道轴线布设，近似直线导线；左、右线分开布设，能够提高轨道的横向精度；平面和高程分别测量，以提高GRP基准网的高程精度。但是现有的GRP测设方法，过程相对繁琐，精度难以保证，且测设时间较长。

发明内容

本发明是为了解决现有GRP测设时间长、精度难以保证的问题，而提供了无砟轨道轨道基准网GRP测设施工方法，充分利用机器人型全站仪和合理的数据采集、数据平差软件，在施工投入相对较少的情况下，快速准确的进行GRP测试。

为解决传统GRP测设速度慢、精度难以保证的问题，采用高精度机器人型全站仪以及高精度电子水准仪，结合GRP基准点平面数据自动采集软件，利用边角网测设原理，对已知的CPIII和未知的GRP点进行边角网的测设，数据纳入平差软件，得出GRP点的坐标，利用二等水准已知点，采用后视-中视-前视的方法测出GRP点的高程。

本发明是通过以下技术方案实现的：

无砟轨道轨道基准网GRP测设施工方法，包括以下步骤：

（1）GRP点放样：GRP放样点的位置，以线路轴线为基准计算，软件根据线路设计曲线要素，按里程计算实时轨道中心线坐标，GRP放样精度在± 5mm以内；

（2）安装定位锥和埋设GRP点：GRP埋设于轨道轴线间，定位锥和GRP的联机垂直于轨道轴线，距中线0.10m，且GRP点埋设埋设在较低的一边，

其中，根据轨道安装标志点CPIII测试轨道安装基准点GRP 和定位锥定位点，轨道埋设基准点GRP和定位锥定位点位于轨道端头半圆形凹槽处，且接近轴线，定位锥的轴线与安装点重合，GRP点埋设完成后即可进行GRP点平面定位，轨道板粗铺后进行高程定位，定位锥用硬塑料做成，高110-130mm，最大直径125mm，定位锥设有一中心孔，直径为 20mm；

（3）GRP平面测设：全站仪架站，给定点号，直接开始测量坐标，先测6-8个CPIII点，前后靠近测站，CPIII必须覆盖测区，测量前进方向选一对CPIII点，人工照准第一个点号最小的CPIII，然后由数据采集软件自动照准测量其余的CPIII点，然后测10-16个GRP点，测点顺序单一，由人工依次放置棱镜，由远至近进行测设；再重复操作，测量CPIII点、GPR点、CPIII点、GRP点、CPIII点、GRP点、CPIII点，每一测站测CPIII四次，GRP三次；每个测回只需人工照准第一个CPIII和第一个GRP点，其余的由仪器自动照准、自动测量；测量完成后，开始下一测站，操作方法如上；

（4）GRP平面平差：控制点CPIIIY坐标允许偏差2mm，控制点CPIIIX坐标允许偏差2mm，相对多次测量坐标平均值的Y坐标允许偏差0.4mm，相对多次测量坐标平均值的X坐标允许偏差0.4mm，每GRP点重迭区的横向dq允许偏差0.3mm，每GRP点重迭区的纵向dl允许偏差0.4mm， 任一测站上的最少附合点CPIII个数4，最少重合点数3，平差过程采用标注限差，数据完全合格后纳入轨道基准网；

（5）GRP高程测量：打开电子水准仪，进入线路测量，设置为后前模式，后视CPIII点，进入碎部测量，间视后退出碎部测量，回到线路测量，前视转点，转点为CPIII或GRP点，转站后视转点，闭合至CPIII点，然后按上述方式进行返测，分开的两条水平线路往返测，在下一条水平线路测量时，要重迭测量至少3个GRP点；

（6）GRP高程平差：单程水平闭合差公式为0.5+2*s（km）^0.5，其中线路长度为1km时，最大值为2.5，相对多次测量平均值的允许偏差0.3，每GRP点重迭区的高程允许偏差0.3；最少搭接点数3，平差采用标注限差，数据合格后纳入轨道基准网，待平面与高程资料全部纳入后，可为SPPS导出GRP.DPU文件。

本发明与现有技术相比具有的有益效果：

（1）节约成本：用本发明方法对无砟轨道轨道基准网测设施工，可以将轨道基准网的测设精度提高，减少施工时间，精度的提高，直接影响到轨道的几何状态，轨道工程施工精度高，减少机械和人工的投入，降低成本；

（2）节约人工，提高了工作效率：由于本发明方法采用了先进的仪器设备及软件，现场作业分工细致，流水作业，复核跟进，工作效率，成倍提升；

（3）社会经济效益显著：一条具有高速度、高平顺性、高稳定性、高舒适性的成功的高速铁路，不仅能带动区域性经济发展提速，而且在战略上更具有广泛而深远的意义；

（4）本发明方法适用性强，操作性可靠，易于掌握，通过此方法，满足了高速铁路及客运专线无砟轨道行车条件，而具极大提高了工作效益，节约了投资成本，在最短的时间内，完成高标准的无砟轨道轨道基准网的测设，具有较大的普及性和广泛的推广应用价值。

附图说明

   图1为GRP点和定位锥示意图；

   图2为GRP布设图；

   图3为本发明工艺流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明做进一步说明。

    如图1、2、3所示的无砟轨道轨道基准网GRP测设施工方法，包括以下步骤：

（1） GRP点放样

 轨道基准网GRP是在轨道控制网CPIII的基础上的，为轨道板的铺设和精调提供控制基准的控制网，GRP布设于轨道轴线间，定位锥和GRP的连线垂直于轨道轴线，距中线0.10m，且GRP点一般埋设在较低的一边，即两轨道板的板缝位置；

GPR点的坐标应事先算出，使其放样时处于设计位置上，这些点的坐标可直接由软件计算得出，放样点的位置，应以线路轴线为基准计算得出，软件根据线路设计曲线要素，按里程计算实时轨道中心线坐标，现场放样，GRP放样精度在± 5mm以内；

（2）安装定位锥和埋设GRP点

根据轨道安装标志点CPIII测设轨道安装基准点 GRP 和定位锥定位点，轨道安装基准点 GRP 和定位锥定位点位于轨道板端头半圆形凹槽处，且接近轴线，定位锥的轴线与安装点重合，GRP点埋设完成后即可进行GRP点平面定位，轨道板粗铺后进行高程定位；

定位锥用硬塑料做成，高110mm、120mm、或者130mm，最大直径125mm， 定位锥有一中心孔，直径为 20mm，定位锥为轨道板安装的辅助工具，可使安装精度达10mm，使精调工作量减少，轨道板安装后利用夹具将定位锥从圆筒形窄缝中取出，重复使用；

（3）GRP平面测设

GRP平面测设流程为：全站仪架站，不需自由设站，给定点号，直接开始测量坐标；先测6-8个CPIII点，前后靠近测站，CPIII必须覆盖测区，测量前进方向选一对CPIII点，便于搭接，人工照准第一个点号最小的CPIII，然后由数据采集软件自动照准测量其余的CPIII点；测10-16个GRP点（视天气条件而定，一般为距仪器75m内为最佳），一般11个GRP点（桥上32m梁一般一站14个点，路基CPIII间距50m，一般测11个），测点顺序单一，由人工依次放置棱镜，由远至近进行测设；重复操作，测量CPIII点、GPR点、CPIII点、GRP点、CPIII点、GRP点、CPIII点，（每一测站测CPIII四次，GRP三次）；每个测回只需人工照准第一个CPIII和第一个GRP点，其余的由仪器自动照准、自动测量；测量完成后，开始下一测站，操作方法如上，但需搭接3-5个GRP点，一般搬站过程只有一对CPIII点移动；

测量时，仪器使用前应适应温度15分钟，使用前进行温度、气压改正；使用普通三脚架需尽量架矮，避免仪器受影响；仪器尽量架设在线路轴在线，水平角度转动幅度小，减小测角误差；每一测站要求仪器不要碰触，气泡偏移超出要求时本测站需全部重测；GRP点测量目标使用矮的棱镜三角支架；注意输入棱镜常数，CPIII、GRP点的棱镜尽量统一，避免棱镜常数输入错误；使用徕卡TCA1201全站仪时采用平均模式，中值3-5次重复测量；使用TCA2003时采用精测模式；打开仪器自动照准功能，设置为跟随模式，棱镜基座尽量水平端着移动，避免镜头晃动；GRP点点号，左8，右9+点号；数值格式为GSI16，小数点后4位；测量完成后可现场检查测量数据的偏差值是否超限，对超限点重新测量；

根据GRP平面测量方法及精度要求，结合智能型全站仪的特点，中铁十二局一公司测量队与西南交通大学联合设计无砟轨道GRP基准点平面数据自动采集软件，实现外业数据自动采集、自动记录，设置数据采集限差和依据相关参数精度指针对数据进行自动检测。外业时第一次依次找准各点，以后每次采集时仪器将自动搜索CPIII和GRP点，并对采集数据进行检核，实现了外业测量的自动化操作，不仅提高了外业采集的速度，还确保了数据的合格率；

（4） GRP平面平差

GRP平面平差数据如表1所示，

                                   表1 

标准限差设置：控制点（CPIII）Y坐标允许偏差2mm，控制点（CPIII）X坐标允许偏差2mm，相对多次测量坐标平均值的Y坐标允许偏差0.4mm，相对多次测量坐标平均值的X坐标允许偏差0.4mm，每GRP点重迭（搭接）区的横向（dq）允许偏差0.3mm，每GRP点重迭（搭接）区的纵向（dl）允许偏差0.4mm， 任一测站上的最少附合点（CPIII）个数4，最少重合(搭接)点数3，平差过程采用标准限差，数据完全合格后纳入轨道基准网，与设计值对照，避免偏差过大，导致轨道板上桥后影响强制对中三角架的架设；

（5）GRP高程测量

桥梁轨道板粗铺完成后即可进行GRP的高程测量工作，减少因荷载上桥造成的梁体下沉，对线路控制点的影响，GPR点高程测量流程：打开电子水准仪，进入线路测量，设置为BF（后前）模式，后视CPIII点，进入碎部测量，间视GRP、GRP、GRP、CPIII、GRP、GRP……，退出碎部测量，回到线路测量，前视转点（转点可为CPIII，也可为GRP点），转站后视转点，闭合至CPIII点，按上述方式进行返测，往返测（分开的两条水平线路），在下一条水平线路测量时，要重迭测量至少3 个GRP 点；

测量时，测设原则，按线路测量方式，起始且终止于CPIII点，GRP或CPIII均可作为转点；线路长度不低于300m（转点的CPIII点不参与平差过程）；测量模式采用三次测量取平均数；测设过程中始终使用一根铟瓦尺，采用的适配器（尺垫）不能更换，改正数不变；每一测站视线长度30m左右最佳；左右线GRP点可同时开展观测；仪器i角要经常检校；

（6）GRP高程平差

标准限差设置如表2所示：

                          表2

单程水平闭合差公式：0.5+2*s（km）^0.5（注：线路长度为1km时，最大值为2.5）；相对多次测量平均值的允许偏差0.3；每GRP点重迭（搭接点）区内的高程允许偏差0.3；最少搭接点数3；平差采用标准限差，数据合格后纳入轨道基准网，待平面与高程资料全部纳入后，可为SPPS导出GRP.DPU文件，为精调工作准备资料。

Claims (1)

1.一种无砟轨道轨道基准网GRP测设施工方法，其特征是包括以下步骤：

（1）GRP点放样：GRP放样点的位置，以线路轴线为基准计算，软件根据线路设计曲线要素，按里程计算实时轨道中心线坐标，GRP放样精度在± 5mm以内；

（2）安装定位锥和埋设GRP点：GRP埋设于轨道轴线间，定位锥和GRP的联机垂直于轨道轴线，距中线0.10m，且GRP点埋设埋设在较低的一边，

其中，根据轨道安装标志点CPIII测试轨道安装基准点GRP 和定位锥定位点，轨道埋设基准点GRP和定位锥定位点位于轨道端头半圆形凹槽处，且接近轴线，定位锥的轴线与安装点重合，GRP点埋设完成后即可进行GRP点平面定位，轨道板粗铺后进行高程定位，定位锥用硬塑料做成，高110-130mm，最大直径125mm，定位锥设有一中心孔，直径为 20mm；

（3）GRP平面测设：全站仪架站，给定点号，直接开始测量坐标，先测6-8个CPIII点，前后靠近测站，CPIII必须覆盖测区，测量前进方向选一对CPIII点，人工照准第一个点号最小的CPIII，然后由数据采集软件自动照准测量其余的CPIII点，然后测10-16个GRP点，测点顺序单一，由人工依次放置棱镜，由远至近进行测设；再重复操作，测量CPIII点、GPR点、CPIII点、GRP点、CPIII点、GRP点、CPIII点，每一测站测CPIII四次，GRP三次；每个测回只需人工照准第一个CPIII和第一个GRP点，其余的由仪器自动照准、自动测量；测量完成后，开始下一测站，操作方法如上；

（4）GRP平面平差：控制点CPIIIY坐标允许偏差2mm，控制点CPIIIX坐标允许偏差2mm，相对多次测量坐标平均值的Y坐标允许偏差0.4mm，相对多次测量坐标平均值的X坐标允许偏差0.4mm，每GRP点重迭区的横向dq允许偏差0.3mm，每GRP点重迭区的纵向dl允许偏差0.4mm， 任一测站上的最少附合点CPIII个数4，最少重合点数3，平差过程采用标注限差，数据完全合格后纳入轨道基准网；

（5）GRP高程测量：打开电子水准仪，进入线路测量，设置为后前模式，后视CPIII点，进入碎部测量，间视后退出碎部测量，回到线路测量，前视转点，转点为CPIII或GRP点，转站后视转点，闭合至CPIII点，然后按上述方式进行返测，分开的两条水平线路往返测，在下一条水平线路测量时，要重迭测量至少3个GRP点；

（6）GRP高程平差：单程水平闭合差公式为0.5+2*s（km）^0.5，其中线路长度为1km时，最大值为2.5，相对多次测量平均值的允许偏差0.3，每GRP点重迭区的高程允许偏差0.3；最少搭接点数3，平差采用标注限差，数据合格后纳入轨道基准网，待平面与高程资料全部纳入后，可为SPPS导出GRP.DPU文件。

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