現在的高鐵運行速度,基本上都能達到 350 km/h,要保持這種旅客列車在這么高時速運行的安全性和舒適性,必須保證鐵路軌道的平順度。必須保障鐵路施工測量的精準度,要對鐵路進行精準測量,合理布設。本文即詳細闡述了高速鐵路精測控制網測量中的相關測量控制標準及方法。
一、高速鐵路控制網精度控制標準
為保證旅客列車高速運行時的安全性和舒適度,鐵路軌道的平順度是重要指標。軌道平順度包含線路方向和縱向方向兩個分量,線路方向的不平順是指鋼軌頭內側與鋼軌方向垂直的凸凹不平順。高速鐵路平順度要求在線路方向每10米弦實測正矢與理論正矢之差為2毫米。
線路平順度的要求和控制測量的精度有一定的關系,對于線路形狀來說,平順度只是一種局部誤差。不能依線路平順度的要求作為控制測量的精度標準。因為,平順度對線路位置誤差的影響有積累性和擴大的趨勢,當實際線路偏離設計位置很遠時,線路仍舊可以滿足平順度要求。
(一)短波平順度對線路位置的影響
現以直線線路討論,當在10米處產生2mm不平順度時,線路將出現轉折角為(82.5″),直線B移至B′點。每個不平順度具有偶然性,因此,由各段不平順度產生的點位移按偶然誤差計算,設AB為150米,則mβ=127mm。
圖 短波不平順累計誤差示意圖
(二)長波平順度對線路位置的影響
長波平順度要求,150米處不大于10mm,當在150米處產生10mm不平順度時,線路將出現轉折角為(27.5″)。設AB為900米,則mβ=147mm。
對于無砟軌道鋪設150米不大于10mm的要求,從控制測量精度來講,要比每20米弦實測正矢與理論正矢之差為2毫米的精度要求高。
雖然如此,如果僅僅控制軌道的平順度,在達到要求的情況下,軌道的整體線形總是不能保證。
由上可知,在客運專線無砟軌道的施工過程當中,僅僅控制軌道的平順度是不夠的,我們還需要建立無砟軌道施工測量控制網來實現軌道的總體線形的正確。
(三)CPⅠ和CPⅡ誤差計算
通過無砟軌道施工中軌道對平順度的相關要求,我們可以反推出CPⅠ和CPⅡ控制網的相關精度要求。CPⅠ和CPⅡ最弱點的橫向中誤差計算,按導線測量方法,計算最弱點的橫向中誤差公式為:
對于CPⅡ,取S=800m,則可計算得km=3.7mm;
對于CPⅠ,取S=4000m,則可計算得km=11.6mm。
假定導線縱向誤差等于橫向誤差,則可計算最弱點點位中誤差分別約為5mm和15mm。
二、精密高程測量
(一)方案
測量線路水準基點埋設在線路附近穩定且不易被破壞的地方,一般要求埋設在橋墩底部,且作業后確保無運梁車通過。
測量線路水準基點的編號按以下原則編排:BM-X-XX,X 代表標段號,XX 為標段內按里程增大方向的順序編號,點號標志字號應采用統一規格字模,字高為 6cm 的正楷字體刻繪,并用白色油漆抹底,黑色油漆噴寫編號,點號銘牌白色抹底規格為 40cm×30cm。
測量線路水準基點的埋設要求同精測網中的水準點埋點要求。水準點測量應采用不低于DS1的水準儀,須經過檢定,并處于檢定有效期內。