本作业指导书适用于新建商丘至合肥至杭州铁路SHZQ-7标CRTSⅢ型无砟轨道CPⅢ控制网测量作业。 2、技术依据
2.1.《高速铁路工程测量规范》(TB10601-2009);
2.2.《全球定位系统(GPS)测量规范》(GB18314-2009); 2.3.《铁路工程卫星定位测量规范》(TB10054-2010); 2.4.《国家一、二等水准测量规范》(GB12897-2006);
2.5.《铁路工程沉降变形观测与评估技术规程》(Q/CR9230-2016); 2.6.《关于进一步规范铁路工程测量控制网管理工作的通知》(铁建设【2009】20号);
2.7.《高速铁路竣工验收办法》(铁建设[2012〕107号); 2.8.《测绘成果质量检查与验收》(GB/T23456-2009); 2.9.轨道控制网(CPⅢ)测量咨询评估实施细则。 3、测量内容
3.1线上CPⅡ点平面加密测量; 3.2线上CPⅡ点平面加密测量; 3.3线上CPIⅢ控制网建立; 3.4CPⅢ平面控制网测量; 3.5CPⅢ高程控制网测量;
4、坐标及高程系统 4.1 平面坐标系统 轨逆控制网((CPⅢ)平面坐标系统采用与线路CPⅠ、CPⅡ相同的工程独立坐标系统,保证每个工程独立坐标系内投影面变形值小于10mm/km。,全线投影带如下表: 全线采用2000椭球参数(长半轴a二6378137m,扁率f=1/298.257222101)投影到相应的高程抵偿面上的高斯分带投影工程独立坐标系,具休分带情况见表4.1-1。 工程独立坐标系 中央子午线(°′″) 投影面大地高(m) - 115°57′00″ 10 0 -6.72 DK46+195.390 DK230+000 高程异差(m) 投影变形最大值(mm/km) 起讫里程 表4.1-1坐标系投影情况 4.2 高程系统 1985国家高程基准。 5、CPⅢ控制网测量的准备工作 5.1 精测网全面复测 根据《高速铁路工程测量规范》(TB10601-2009)要求,CPⅢ建网前,设计单位应对全线框架控制网(CPO)、基础平面控制网(CPI)、线路平面控制网(CPH)和线路水准基点进行全面复测。 5.2 CPⅡ控制网及线路水准基点加密
为满足CPⅢ控制网测量联测的需要,CPⅢ建网前应对CPⅡ控制网及二等水准基点进行线上同精度加密。路基及桥梁加密CPⅡ点间距600m左右为宜;线路水准加密点间距不超过2km。 5.3 测量仪器要求
CPⅢ控制网平面测量采用的TS5O徕卡全站仪满足方向测量中误差不大于1\",测距中误差不大于1mm+2ppmxD;高程测量采用的仪器不低于Dsl级;必须经过正规仪器检定部门的检定并在有效检定期内;作业前和作业期间均进行必要的检校。 5.4 CPⅢ观测条件的保证
CPⅢ数据采集时必须高度重视外部观测条件的影响。CPⅢ观测时,作业现场应无明显震动、灰尘、干扰光源,观测视线无遮挡物及无交叉施工干扰。CPⅢ观测应选择在阴天或夜间进行,在大风、雨雪天气以.及霜冻或水雾较大时均不应进行观测。 6、精测网复测及加密 6.1 一般规定
(1)加密测量采用的方法、使用的仪器和精度应符合《高速铁路工程测量规范》中相应控制网精度等级的规定。所采用的仪器应经过检定,并在有效检定期内。
(2)加密测量前应检查联测CPI、CPⅡ标石的完好性,对丢失和破损的标石应按原测标准用同精度内插方法进行恢复。
(3)加密CPⅡ采用GPS测量时按三等GPS观测技术指标实施,加密CP11点之间应有直接观测基线,应尽可能多的联测己知CPI或CPⅡ点,且加密CPⅡ段落两端应联测己知CPI或CPⅡ点,存在段落搭接时,段落间应至少重叠一条边并将相邻段己加密CPⅡ点作为己知点进行约束。使用GPS方法加密CPⅡ网的构网边长应不小于400m,且应严格按程序观测。
(4)CPH加密网应附合到CPI或CPⅡ上,并采用固定数据平差。 6.2 加密CPⅡ点相关要求 6.2.1加密CPⅡ点布设
桥梁部分,加密CPⅡ点需布设于桥梁上,并沿线路前进方向埋设于桥梁的固定支座(纵横向均固定)顶端的防撞墙顶面。 6.2.2 加密CPⅡ点埋设
加密CPⅡ控制点建议采用强制对中标志,强制对中标志由预埋件和基座连接盘两部分组成。预埋件由不锈钢材料精加工而成,埋设于桥梁防撞墙和路基加密桩顶面。
基座连接盘中心的底端螺丝可以直接安装到预埋件上,顶端螺丝用于连接测量仪器基座,连接盘边缘的三个螺丝用于调节伸缩长度,确保仪器连接稳固。通过仪器连接盘,必须采用连接基座安装测量仪器、GPS天线或棱镜,对中精度优于0.lmm。 6.2.3 加密CPⅡ点编号
加密CPⅡ点编号按照公里数递增进行,基本编号统一为六位数,具体规则为:XXX(里程整公里数)+P(表示加密CPⅡ控制点)十XX(该里程段流水号,从小里程方向顺次编号)。
例如220PO1,其中“220”,代表里程整公里数,\"P”代表加密CPⅡ控制点,“01”代表l号点。加密CPⅡ点编号路基地段喷绘于加密桩立柱内侧,立柱正下方0.02m;桥梁地段统一喷绘于防撞墙内侧标志正下方0.02m。点号标志采用白色油漆抹底,红色油漆喷写点号,详细制作见铭牌方案。 6.3 GPS加密CPⅡ网
CPⅡ加密要求同精测网原网要求,观测、数据处理均与原测CPⅡ相同。观测前要对网形进行设计,保证CPⅡ加密网构网边长不小于400m,且必须以边连或网连方式构网,并附合到两边相邻的既有CPI或CPⅡ点上。 6.3.1观测
(1)桥梁段加密CPH点测量统一采用GPS测量方法。要求同一时段观测采用同一厂家、同一型号的大地测量型双频GPS仪器设备,GPS标称精度不低于5mm士lppmXD(D为基线边长),且架设仪器时必须采用经过检校的带管水准气泡的精密支架。
(2)在进行CPH加密网观测前,精心进行时段设计,避开少于4颗卫星的时间窗口,选择最佳时段,CPⅡ加密按GPS三等测量的要求进行观测,观测技术要求如下:按GPS静态相对定位模式进行测量,观测时段长度为)60分钟;卫星高度角:≥15。;同时观测有效卫星总数:≥4颗;时段中任一卫星有效观测时间:≥20分钟;观测时段数:2;数据采样间隔:15秒;PDOP或GDOP:≤8。
(3)观测前,要在GPS接收机上配置参数,参与作业的接收机配置的参数要相同。作业时天线严格置平对中,对中一误差小于lmm;每个时段观测前、测中、测后各量天线高一次,较差值小于2mm,取均值作为最后成果。
接收机开始记录数据后,要及时将测站名、测站号、时段号、天线高等信息输入接收设备。在测量过程中,作业员使用专用功能键和选择菜单查看测站信息、接收卫星数、卫星号、各通道信噪比、实时定位结果、存储器和电池余量等,并作必要记录。同时要注意仪器的警告信息,及时处理各种特殊情况.双时段观测时,时段间GPS接收机重新进行装置对中。 6.3.2数据处理
数据处理过程中,CPS基线解算和网平差必须满足《高速铁路工程测录规范》中相应的技术指标和精度要求;在对CPI!加密点进行整体平差前必须先对网中的CPI、CPⅡ点的稳定性进行分析,固定稳定的CPI、CPⅡ点坐标成果进行网平差计算。加密CPⅡ网平差应采用CosaGPS数据处理软件或其它通过鉴定的软件进行计算。
(l)基线解算
(2)网平差
在基线的质量检验符合要求后,应以所有独立基线向量及其相应的方差一协方差阵作为观测信息,以一个点的WGS-84的三维坐标为起算数据,进行无约束平差。无约束平差基线向量改正数的绝对值应满足下式要求:
V△x≤3,v△y≤3。,v△z≤3。·……(式6.3.2一3)在GPS网无约束平差合格后,应固定网中联测的稳定的CPI和CPⅡ控制点的坐标,进行二维约束平差。平差后输出工程独立坐标系下Ⅱ加密点的坐标、基线向量改正数、边长、方位角、转换参数及其精度信息。 (3)CPI、CPⅡ点稳定性分析方法 在GPS网无约束平差合格后,应选抒2个或2个以上CPI点进行约束十差试算,分析点位稳定性。若发现点位坐标值超限,必须分析原因确定点位是否发生了移动,如果判断确定点位变动,需进行坐标更新或剔除该点,然后固定稳定的CPI、CPⅡ点进行约束平差。 (4)二维约束平差后,各项精度指标应满足表6.3.2-1规定。 表6.3.2-l 加密CPⅡ控制网GPS测量的精度指标 等级 固定误差比例误差系数基线边方位角约束点间的边长约束平差后最弱边a(mm) b(mm/km) 中误差(″) 三等 ≤5 ≤1 ≤1.7 相对中误差 1/180000 边长相对中误差 1/100000 注:当基线长度短于500m时,三等边长中误差应小于5m。 6.4 一般规定 为了保证线路水准基点的可靠性,在CPⅢ高程测量之前,必须对线下二等水准点进行贯通测量,对不满足二等水准要求的水准点成果进行调整。要求此段复测水准路线必须起讫于稳定的水准基点。 根据规范要求,CPⅢ水准路线附合长度不得大于3km,结合线下线路水准控制网的特点,其一般线下2km左右有一个水准网基点,为了CPⅢ高程控制网的测量以及运营期线路水准点的使用,一般不超2km(建议Ikm一1.5km)在线路上布设加密二等水准点。在路基部分,加密水准基点埋设在加密cPⅡ点基础或接触网杆CPⅢ扩大基础上便于架设水准尺的地方,便于后续查找与使用。
在桥梁部分,加密水准基点埋设在通过沉降评估的桥梁的固定支座端的防撞墙顶部(纵横向均固定,距加密CPⅡ点0.5米处)。 6.4.1 加密水准点埋设
(1)加密水准点标志的基本要求
(2)埋设要求
路基段、桥梁段加密水准点埋设全部采用竖向钻孔埋标法,埋设步骤如下:
①钻孔:在垂直向下钻孔,孔径直径约52.5px、深度约275px,孔径基本垂直。
②将钻孔内碎石渣清理干净,浇水润湿洞孔,将植筋胶或速凝水泥等塞入洞孔。
③植入测量标志,测量标志基本垂直,顶面高出基础面约12.5px,检查埋设是否标准,方便水准尺立尺为宜。 6.4.2 加密线路水准基点编号
加密水准点编号按照公里数递增进行,基本编号统一为六位数,具体规则为:xxx(里程整公里数)+H(表示加密高程点)+XX(该里程段流水号,从小里程向大里程方向顺次编号)。
例如220H01,其中“220”代表里程整公里数,\"H”代表加密水准点,\"01”代表1号点。
加密水准点编·号路葵地段喷绘于CPⅡ加密桩或CPⅢ辅助立柱上,位CPⅡ点号或CPⅢ点号正下方0.02m;桥梁地段统一喷绘于防撞墙内侧标志正下0.02m.采用白色油漆抹底,红色油漆喷写点号。 6.4.3观测
线路水准基点的加密按照国家二等水准测量技术要求施测,采用不低于DSI的数字水准仪及配套水准尺,观测数据采用仪器内仪储存器记录,并转换成电子手簿。作业前和作业期间需对仪器设备进检查,包括:作业前及作业过程中检查i角均应不超过15;当水准尺垂直时,水准尺的圆水准气泡应居中;水准尺无弯曲、磨损等。
(1)水准观测前,需对数字水准仪按如下要求进行配置: ①仪器设置主要有:
测量的高程单位和记录到内存的单位为米(m);最小显示位为0.00001m;设置日期格式为实时年、月、日;设置日期格式为实时24小时制。
②测站限差参数设置:
视距限差的高端和低端;视线高限差的高端和低端;前后视距差限差;前后视距差累积限差;两次读数高差之差限差; ③作业设置: 建立作业文件;建立测段名;选择测量模式:\"aBFFB\";输入起始点参考高程;输入点号(点号);输入其它测段信息。 水准观测限差按表6.4.3一1(视线高度按3米水准尺设置)进行设置。 表6.4.3一1 水准观测限差 视距(m) 前后视距差(m) 测段前后视距累积差(m) ≥3且≤50 ≤1.5 ≤6.0 视线高度(m) ≤2.8且≥0.55 重复测量次数 ≥2次 (2)观测时应遵守以下事项: ①观测前30分钟,应将仪器置于露天阴影下,使仪器与外界气温趋于一致。 ②在连续各测站上安置水准仪的三角架时,应使其中两脚与水准路线的方向平行,而第三脚轮换置于路线方向的左侧与右侧。 ③水准尺须采用辅助支撑进行安置,测量转点应安仪尺垫,尺热选择坚实的地方并踩实以防尺垫的下沉(尺垫重量5kg)。 ④水准线路采用往返观测,并沿同一路线进行,且每一测段的往测与返测,其测站数应为偶数。往、返测奇数站照准标尺顺序为后一前一后—前—后,往、返测偶数站照准标尺顺序为前—后—后—前。由往测转为返测时,两支标尺应互换位置,并应重新整置仪器。 ⑤应避免望远镜直接对着太阳;仪器只能在厂方规定的温度范围内工作;确信震动源造成的震动消失后,才能启动测量键。 ⑥观测间歇时,必须在水准点上结束。
⑦测站观测误差超限,在本站发现后可立即重测,若迁站后才检查发现,则应从水准点或间歇点(应检测符合限差)起始,重新观测。
⑧水准基点加密时,水准线路必须联测到至少3个线路水准基点上,以检验联测水准点是否发生沉降。
(3)观测时间与气象条件
水准观测应在标尺分划成像清晰且稳定时进行。下列情况下不应观测: ①日出与日落前30min内:
②太阳中天前后各约2h内(可根据地区、季节和气象情况,适应增减,最短间歇时间不少于2h);
③标尺分别划线的影像跳动剧烈时; ④气温突变时;
⑤风力过大而使标尺与仪器不能稳定时。 6.4.4数据处理
外业观测完成后应进行往返测及符合路线闭合差检查,水准测量限差要求见
表6.4.4-1 水准测量限差要求(单位mm)
水准测量作业结束后,每条水准路线应按测段往返测高差不符值计算每千米水准测量偶然中误差M△;当水准网的环数超过20小时,还应按环线闭合差计算全中误差Mw。M△和Mw应符合表6.4.4-2的规定,否则应对较大闭合差的路线进行重测。M△和Mw应按下列公司计算: 表6.4.4-2高程控制网技术指标 等级 二等 每千米高差偶然中误差M△(mm) ≤1 每千米高差全中误差Mw(mm) ≤2 备注 待上述各项指标满足规范要求后,以稳定的线路水准基点、深埋水准点或基岩水准点为起算点,进行整体严密平差计算。高程成果保留到0.lmm。加密二等水准平差计算应采用专业地面网数据处理软件。 6.5桥梁上下高程传递
桥梁地段因桥面与地面间高差较大,线路水准基点高程直接传递到桥面CPⅢ控制点上有困难时,可通过不量仪器高和棱镜高的中间设站三角高程测量法传递,即要求在桥梁地段每2km左右做一处三角高程测量,梁上三角高程点应埋设在梁的固定支座正上方的防撞墙上。
(1)在桥墩上高出地面0.5米的地方埋设一辅助点,辅助点横向垂直于桥墩;在桥上固定支座端防撞墙外侧低于顶面250px的地方埋设桥上辅助点,辅助点横向垂直于防撞墙。桥上、下的辅助点埋设件均为CPⅢ棱镜组件中的预埋件,测量方法示意图见图6.5-1,标准杆直接测量方法见图6.5-2
图6.5-1双辅助点的不量仪器高和凌镜高的中间设站三角高程测量
图6.5-2采用标准测杆的中间设站三角高程测量
采川中间设站三角高程方法时,桥瞎辅助点按二等水准测量要求进行往返测员,由距离城近的线路水准点引测(埋设时应考虑趴线路水准点洲,.离不宜过长)。桥下辅助点编号一律为“水准基点名-XF”(若桥下辅助点足二等水准点时,则应为二等水准点名);桥上辅助点编号一律为“水准基点名-SF”(若桥上辅助点是加密二等水准点时,则应为加密二等水准点名)。
(2)使用的全站仪应具有自动日标识别功能,其标称精度应满足:方向测量中误差不大于1,测距中误差不大于1mm+2ppm。每测站边长观测必须进行温度、气压等气象元素改正,温度读数精确至0.5℃,气压读数精确至1hPa。采用CPⅢ棱镜组件及其配套精密棱镜。
(3)要求进行两组独立的观测,第一组观测完成后,将测站挪动位置后进行第二组观测。观测时,仪器与棱镜的距离一般不超过100m,最大不得超过150m,前后视距差不应超过5m。辅助点布设于在桥下墩位置,埋设位置及方法与桥梁段加密水准基点基本一致。观测技术要求如下:
①垂直角观测要求
表6.5-1 垂直角测量技术要求
测回数 4 测回间指标差互差 ≤±5.0 测回间垂直角较差 ≤±5.0 ②距离及高差观测要求 距离观测及两组观测高差较差要求如表6.5-2表示 表6.5-2 距离及高差观测要求 测回数 4 前后视距差 ≤±5.0m 测回内较差 ≤±2.0mm 测回间较差 ≤±2.0mm 两组观测高差较差 ≤±2.0mm ③高差计算 中间设站三角高差的计算公式为: 式中,△h为三角高程测量的高差,S为仪器到棱镜的斜距;D为仪器到棱镜的凭据α为竖直角;k为大气垂直折光系数,k=0.15;R为地球平均曲率半径,R=6370km,i为仪器高,v为棱镜高。 按上诉公式计算三角高差,并取两组观测高差的平均值作为最终传递高差。 7、CPⅢ点位的布设及建网 7.1 CPⅢ预埋件安装精度要求 CPⅢ点应设置强制对中标志,标志几何尺寸的加工误差应不大于0.05mm,CPⅢ标志棱镜组件安装精度应符合表7.1.1的要求 表7.1.1CPⅢ标志棱镜组件安装精度要求 CPⅢ标志 X Y H 重复性安装误差(mm) 0.4 0.4 0.2 互换性安装误差(mm) 0.4 0.4 0.2 7.2 CPIII点布设与埋标 CPⅢ点沿线路走向成对布设,前后相邻两对点之间距离一般约为6Om,应在50~70m范围内,每对点之间里程差小于1m。CPⅢ点设置在稳固、可靠、不易破坏和便于测量的地方,并应防沉降和抗移动。控制点标识要清晰、齐全、便于准确识别。相邻CPⅢ控制点应大致等高,其位置应高于设计轨道高程面0.3m。 7.2.1 桥梁段CPIII对的布设
(l)简支梁部分
对于24m或者32m简支梁每2孔布设一对CPⅢ点,相邻两对CPⅢ点相距约为64m(32+32),56m(24+32)或48m(24+24).对于连续24m简支梁,根据实际情况也可每三孔布设一对CPIH点。
(2)普通连续梁
对于连续梁,CPⅢ应优先布设与固定端上方。对于跨度超过80nl的,应在跨中部分布设一对CPⅢ点,该对CPⅢ点应尽可能在同等条件下使用,使用前应复核。
(3)大跨连续梁和特殊结构
结合梁跨结构形式、跨度、材料的不同,按CPⅢ点对布设要求和间距进行布点,可适当增大相邻点对间距,但最长不超过80m。整个段落要在较短的同一段时间、同一温度、环境下进行测量。测量CPⅢ且的时间和铺板的时间尽量相隔时间要短,且荷载没有大的变化。如果相隔时间较长或温度、环境、荷载有较大的变化,要进行重新复测后使用。铺板的时间段要和测量CPⅢ的时间·温度·环境要一致。如尽量在夜间或阴天温度变化较小的时间段内进行。
7.3 CPⅢ点编号及标志埋设 7.3.1 CPⅢ点编号
CPⅢ点编号共6位数,前3位采用三位连续里程的整公里数,第4位固定为“3\"(代表CPⅢ点),第5,6位为流水号,01一99号数循环。由小里程向大里程方向顺次编号,所有处于线路里程增大方向轨道左侧的标记点,编号为奇数,处于线路里程增大方向轨道右侧的标记点编号为偶数。
CPⅢ布点时要对点位进行详细描述,主要描述的内容包括位于线路里程(里程要准确,精确至米)、外移距离、桩类型、具体设置位置和其它需要说明的情况等,点位描述附在成果表里。
CPⅢ点编号路基地段标绘于辅助立柱内侧,标志正下方0.02m;桥梁地段统一标绘于防撞墙内,顶面下方0.02m。点号标志采用白色油漆抹底,红
色油漆喷写点号。点号标牌规格为3Ocmx500px,注明CPⅢ编号及“测量标志,严禁破坏”字样,喷写时使用统一规格的字模、字高。 7.3.2 CPⅢ点标志埋设
CPⅢ点标志采用钻孔埋标法,埋设之前逐个检查平面(高程)测量连接杆和预埋件之间的间隙,平面(水准)测量杆全部插入预埋件后预埋件沿口应和平面(水准)测量杆突出横截面密接,有异常情况的预埋件不能使用,锚固措施必须使得预埋件牢固、长期使用不松动。
(1)桥梁段CPⅢ点标志埋设
①打孔:先在桥梁防撞墙顶面上开孔直径略大于预埋件外径,孔深11左右Cm,孔径基本竖直(倾斜度不超过8°)。
②用塑料盖封闭预埋件插口端管口,防止异物进入预埋件。
③将钻孔内碎石渣清理干净,浇水润湿洞孔,将植筋胶或速凝水泥等塞入洞孔。
④植入预埋件,预埋件插口顶面与防撞墙顶面齐平。 7.3.3 CPⅢ标志日常管理和养护
(1)搬运、运输过程中应用纸包裹轴芯,防止相互碰撞、磨损。 (2)安装完成后,每次测量完应及时将塞子盖上。
(3)每三个月检查一次套筒和塞子是否损坏,用小毛刷刷除套筒内灰尘,竖立的套管如果灰尘积太厚,则用水冲洗。 7.4 CPⅢ测量仪器精度要求 7.4.1平面观测仪器设备
(l)CPⅢ测量仪器精度要求
测量采用的全站仪必须满足以下要求:使用的TS5O高精度智能型全站仪具有马达驱动、自动目标搜索、自动照准、自动观测、自动记录功能,其标称精度应满足:方向测量中误差不大于1”,测距中误差不大于1mm+2ppm×D。
观测前须按要求对全站仪及其棱镜进行检校,作业期问仪器须在有效检定期内。平面观测前,应对全站仪进行以下检验和校正,检定材料宜包含以一卜内容:
①望远镜光学性能的检验。 ②调焦镜运行正确性的检验。
③照准部旋转是否.正确的检验。照准部旋转轴正确,各位置气泡数较差不应超过1格。
④垂直微动螺旋使用正确性的检验。垂直微动螺旋在使川时,视准轴在水平方向上不产生偏移。
⑤照准部旋转时仪器底座稳定性的检验。照准部旋转时,0.5“和1“级仪器基座位移不应超过0.3“。
⑥水平轴倾斜误差(水平轴不垂直于垂直轴之差)的检验,0.5“和1“级仪器不应超过10“。
⑦视准轴误差(ZC,视准轴不与水平轴正交所产生的误差)的检验,0.5“和1“级仪器不应超过20“。
⑧光学(或激光)对点器的检验。对点器的对中误差不应大于lmm。 ⑨仪器测距加常数、乘常数及棱镜常数的检验。
(2)边长观测应进行温度、气压等气象元素改正,温度读数精确至0.2℃,气压读数精确至0.5hPa。温度计建议采用干湿球温度计,气压计建议采用空盒气压计。温度计、气压计均应经过专业检定机构的检定认证。
(3)CPⅢ棱镜建议采用高精度、相位中心稳定的棱镜,全线应统一。棱镜出厂应具有相应的合格证书,且棱镜常数必须经过专业检定机构的检定认证。在进行CPⅢ测量时还应注意正确输入对应棱镜的棱镜常数。
(4)CPⅢ测量时CPⅡ高级控制点上的安装棱镜建议采用Leica公句生产的GPR121进口钢化精密棱镜及其相应的精密支架组件;棱镜出厂应具有相应的合格证书,且棱镜常数必须经过专业检定机构的检定认证。在进行CPⅢ测量时还应注意正确输入对应棱镜的棱镜常数。
用于CPⅢ测量额仪器设备应通过国家法定机构检定,并在检定的有效期内。
7.4.2 高程观测仪器设备
(1)水准仪不低于DSI级,推荐使用天宝DIN工和徕卡DNA03系列电子水准仪及其配套锢瓦尺,并配置稳定、结实的专用木质三脚架。
(2)尺垫必须使用重量为2.5kg以上的。 (3)水准测量扶尺必须使用配套的专用尺撑。 7.4.3 CPⅢ数据采集及处理软件
为便于CPⅢ数据管理及平差验收工作,CPⅢ数据采集和处理统一采用原铁道部评审通过的CPⅢ数据采集与处理系统软件。
7.5 CPⅢ平面网测量与数据处理 7.5.1 CPⅢ平面网观测
(1)构网形式
CPⅢ平面网采用自由测站边角交会法施测,附合到加密CPⅡ控制点上,每600m左右(400一8OOm)联测一个加密CPⅡ控制点,自由测站至加密CPⅡ控制点的观测边长不大于30Om。CPⅢ平面网观测的自由测站间距一般约为12Om,测站内观测12个CPⅢ点,全站仪前后方各3对CPⅢ点,自由测站到CPⅢ点的最远观测距离不应大于180m;每个CPⅢ点至少应保证有三个自由测站的方向和距离观测量。
若观测条件稍差时,CPⅢ平面控制网可采用图9.5.1-2所示的构网形式,平而观测测站间距应为60m左右,每个CPⅢ控制点应有四个方向交会。
(2)与加密CPⅢ控制点的联测
CPⅢ平面网应附合于加密CPⅡ控制点上,每600m左右应联测一个加密CPⅡ控制点,采用固定数据平差。与加密CPⅡ控制点联测时,统一采用自由测站法。在加密CPⅡ点上架设棱镜时,必须检查光学对中器精度、并采用精密支架。应在3个或以上自由测站上观测加密CPⅡ控制点,其观测图形如图7.5.1-3所示。 (3)外业观测技术要求 ①水平方向采用全圆方向观测法进行观测,观测时必须满足表7.5.1-4的规定。 表7.5.1-4 CPⅢ平面水平方向观测技术要求 控制网名称 仪器等级 测回数 半侧回归零差 2c误差 不同测回同一方向2c互差 CPIIIP平面网 0.5″ 1″ 2 3 6″ 6″ ≤±20″ ≤±20″ 9″ 9″ 同一方向归零后方向值较差 6″ 6″ 12″ 12″ 12″ 12″ 竖盘指标互差 测回间竖直角较差 注:当观测方向的垂直角超过±3°的范围时,该方向2C互差按相邻测回同方向进行比较,其值应满足表中一测回内2C互差按相邻测回同方向进行比较,其值应满足表中一测回内2C互差的限值。 ②CPⅢ平面网距离测量应满足表7.5.1-5的规定。 表7.5.1-5 CPⅢ平面网距离观测技术要求 控制网名称 CPⅢ平面网 半测回间距离较差 ±1mm 测回间距离较差 ±1mm 注:距离测量一测回事全站仪盘左、盘右各测量一次的过程 当CPⅢ平面网外业观测的水平方向、距离的观测误差不满足以上技术要求时,相应测站外业观测应全部重测。 ③CPⅢ平面网可根据施工需要分段测量,分段测量的区段长度不宜小于4km,区段间重复观测不应少于6对CPⅢ点,每一独立测段首尾必须封闭,区段接头不应位于车站范围内。CPⅢ平面网测段及测段衔接网型如图7.5.1-6所示。 ④测量开始后,应在现场认真填写CPⅢ平面网自由测站的外业测量记录,不允许时候补填,外业记录应按附件正确格式填写,内容包括:天气状况、温度、湿度、气压、CPⅢ点号与观测顺序、示意图上的CPⅢ点的相互关系以及点好输错问题与其他异常情况,在每段CPⅢ测量结果后装订存档,气温。气压等测站信息必须在外业期间整齐输入,使得测量数据为经过气象改正后的数据。 7.5.2 CPⅢ平面网数据处理 (1)CPⅢ平面网控制网平差应采用中铁一院开发的“CPⅢ精密控制测量数据采集与处理系统”软件,并进行CPⅢ网的外业观测数据精度检核与网平差计算的精度评定。 (2)CPⅢ平面网平差计算后,其精度指标应满足表7.5.2-1、7.5.2-2、7.5.2-3的要求 表7.5.2-1 CPⅢ平面网的主要技术要求 控制网名称 测量方法 方向观测中误差 ±1.8″ 距离观测中误差 相邻点的相对中误差 ±1.8mm ±1.0mm CPⅢ平面网 自由测站边角交会 表7.5.2-2 CPⅢ平面自由网平差后的主要技术要求 控制网名称 CPIII平面网 方向改正值 3″ 距离改正数 2mm 表7.5.2-3 CPⅢ平面网约束平差后的主要技术要求 控制网名称 与加密CPII联测 方向改正数 CPIII平面网 4.0″ 距离改正数 4mm 与加密CPIII联测 方向改正数 3.0″ 距离改正数 2mm 2mm 点位中误差 (3)CPⅢ网可根据施工需要分段测量,分段测量的测段长度不宜小于4Km,特殊地段不应小于2Km,测段间应重复观测不少于6对CPⅢ点作为分段重叠观测区域,以便进行观测衔接,区段接头不应位于连续梁或车站范围内。 7.6 CPⅢ高程网测量与数据处理 7.6.1 CPⅢ高程网观测 (l)构网形式 CPⅢ控制点水准测量应附合于线路加密水准基点,按精密二等水准测量技术要求施测,水准路线附合长度不得大于3km。CPⅢ控制点水准测量统一按矩形环单程水准网观测。CPⅢ水准网与线路水准基点联测时,应按精密水准测量要求进行往返观测。水准观测均选择在标尺分划成像清晰而稳定时进行。标尺分划线的影像跳动剧烈或气温突变以及风力过大而使标尺与仪器不能稳定时均不进行观测。 CPⅢ控制点高程的水准测量统一采图7.6.1一1所示的水准路线形式。测量时,左边第一个闭合环的四个高差应该由两个测站完成,其他闭合环的四个高差可山一个测站按照后一前一前一后或前一后一后一前的顺序进行单程观测。 (2)CPⅢ高程控制网技术要求 ①精密水准测量主要技术要求 表7.6.1-1 精密水准测量的主要技术要求 符合线路长度(km) ≤3 DS1 因瓦 水准仪最低型号 水准尺 观测次数 与已知点联测 往返 环线 单程 ②精密水准测量精度要求 表7.6.1-2 注:表中L为往返测段、附合或环线的水准路线长度,单位km。 ③精密水准测量的主要技术标准要求 表7.6.1-3精密水准测量的主要技术标准 等级 每千米高差全中误差(mm) 线路长度|(km) 水准仪等级 水准尺 观测次数 与已知点联测 附合或环线 往返较差或闭合差 注:结点之间或结点与高级点之间,其路线的长度,不应大于表中规定的0.7倍L为往返测段、附合或环线的水准路线长度,单位km。 ④精密水准观测主要技术要求 表7.6.1-4 精密水准观测主要技术要求 等级 水准尺类型 水准仪等级 视距(m) 前后视距差(m) 测段的前后视距累积差(m) 精密水准 因瓦 DS1 DS05 ≤60 ≤65 ≤2.0 ≤4.0 下丝读数≥0.3 视线高度(m) 注:L为往返测段、附合或环线的水准路线长度,单位km ⑤CPⅢ控制点水准测量应对相邻4个CPⅢ点如图6.6.1-2所示构成的水准闭合环进行环闭合差检核,相邻CPⅢ点的环闭合差不得超过±1mm。 ⑥CPⅢ控制点水准测量相邻4个CPⅢ点构成的水准环与相邻环的公共边往返测较差不得超过±1mm。 7.6.2 CPⅢ高程网数据处理 CPⅢ高程网外业观测成果的质量评定与检核的内容,应该包括:测站数据核减、水准线路数据检核,并计算每千米水准测量的高差偶然中误差,当CPⅢ水准网的符合(闭合环)数超过20个小时还要进行每千米水准测量的高差全中误差的计算。CPⅢ高程网内业平差计算和基础控制资料的选用,应满足下列原则: ①CPⅢ高程网水准测量的外业观测数据全部合格后,方可进行内业平差计算。 ②CPⅢ高程网采用联测的线上加密二等水准基点高程作为起算数据进行固定数据平差计算。 ③平差后相邻CPⅢ点高差中误差building应大于0.5mm。 ④平差计算取位按下表7.6.2-1中敬慕水准测量的规定执行。 表7.6.2-1精密水准测量计算取位 往(返)测距往(返)测距离总和(km) 离中数(km) 0.01 0.1 各测站高差(mm) 0.01 往(返)测高往(返)测高差总和(mm) 差中数(mm) 0.01 0.1 0.1 高差(mm) (2)CPⅢ高程测量分段方式与CPⅢ平面测量分段方式一致,每段长度不宜少于4km,特殊地段不小于2km,前后测段衔接过渡时应联测上一测段6对CPⅢ点。
7.7 CPⅢ控制网区段的划分与衔接 7.7.1 区段之间的划分与衔接
CPⅢ平而网可根据施工需要分段测量,分段测量的区段长度不宜小于4km,各别特殊区段最短不小于2km。区段接头不应位于车站、连续梁范围内。分段示意图见下图7.7.1-1。
CPⅢ平面网区段的两端必须起止在上级控制点加密CPⅢ上,而且应保证有至少三个自山测站与L级控制点联测,联测h级控制点的测站应对称分布于七级控制点的两侧。
CPⅢ网区段与区段之间重复观测应不少于6对CPⅢ点;这些点在各自区段中的观测和平差计算,必须满足CPⅢ网的精度要求。除此之外,还要满足各自区段平差后的公共点的平而坐标(X、Y)的较差应小于±3mm的要求;满足该条件后,后一测段CPⅢ网平差,应采用木测段联测的加密CPH控制点及重叠段前一区段连续的1-3对CPⅢ点坐标进行约束平差。再次平差后,
其他未约束的重叠点在两个区段分别平差后的坐标差值不宜大于Imm,若坐标差值大于Imm时,应查明原因,确认无误后,未约束的重叠点坐标应采用后一区段CPⅢ网的平差结果,并在新提交成果中备注栏注明为“更新成果”。
测段之间衔接时,前后测段独立平差重叠点坐标差值不满足≤±3mm时要认真分析原因,并进行复测。 7.7.2 标段之间CPⅢ控制网的衔接
相邻标段之间也同样存在衔接的情况,标段之间CPⅢ控制网的衔接方法与7.7.1节相同,示意图见下图7.7.2-l。
7.7.3 高程网区段的衔接
CPⅢ高程网要满足区段中联测的上一级水准点的数最不得少于3个,且CPⅢ高程网区段的两端必须起止于上一级水准点上。
CPⅢ网区段与区段之间重熨观测应不少于6对CPⅢ点;这些点在各自区段中的观测和平差计算,必须满足CPⅢ高程网的精度要求。除此之外,还要满足各自区段平差后的公共点的高程的较差的绝对值不大于3mm的要求:满足该条件后,后一区段CPⅢ网平差,应采用本区段联测的线路水准基点及重
叠段前一区段连续1、2对CPⅢ点高程成果进行约束平差,平差后采用本次测量成果。
7.8 大跨度连续梁段CPⅢ控制网测量特殊说明
在大跨连续梁段,山于不能保证侮个CPⅢ点均布置在桥梁固定支座端,梁体变形客观存在,使得CPⅢ点在不同时间、环境及荷载的情况下测量时坐标会存在一定的差异,因此造成CPⅢ成果使用和复测不便,故在测量中要注意采取一定的措施。
(l)布点
结合梁跨结构形式、跨度、材料的不同,按CPⅢ点对布设要求和间距进行布点,可适当增大相邻点对间距,但最长不宜超过80m。
(2)测量
测量方法及计算与其它段落的要求一致。除严格执行CPⅢ有关测量要求外,还应特别注意按以下要求进行:
①整个段落要在较短的同一段时间、同一温度、环境下进行测量。 ②测量CPⅢ的时间和施工使用的时间尽量像个时间要短,且荷载没有大的变化。如果相隔时间较长或温度、环境、荷载有较大的变化,要进行重新复测后使用。
③施工使用的时间段要和测量CPⅢ的时间、温度、环境尽量一致。 (3)CPⅢ的使用和复测
对于大跨连续梁,山于梁体伸缩变形的影响,在CPⅢ控制网测量时精度合格,在使用时精度不能满足要求的情况,在复测时经常出现与原测成果差异较大且超限的情况。鉴于其变形的客观存在,从测量的角度来讲,在使用
时应当按以上测量注意事项进行,或在短时间内使用就不会出现使用时超限的情况,但是复测时一般周期较一长,出现超限的概率会大大增加。
应当加大复测周期,在施工的一个工序开始时要进行一次复测,根据变形情况进行分析,认为复测结果符合变形规律和实际情况时,要及时更新使用新的成果,以便进行下一个工序的工作。
同时在施工完成后的运营阶段,也要根据梁体的变形情况对CPⅢ进行定期复测,以便于运营维护使用。 8、CPⅢ网复测与维护 8.1 CPⅢ网复测要求
为了保证无柞轨道施工的精度,在施工过程中应根据无作轨道板安装、钢轨精调、经验收等施工阶段及施工组织计划安排及时组织进行必要的CPⅢ网复测工作。CPⅢ控制网复测一般分两次进行,第一次复测应在轨道铺设完成之后并且在进行轨道精调前之前完成,以保证所测轨道川可精准。第二次是在竣工验收前进行,CPⅢ网在竣工验收时应进行一次复测。两次复测应根据实际复测开展时间间隔与验收单位要求,统筹安排进行。
CPⅢ网复测前应对CPⅡ加密点及二等水准点进行检查,对破坏的CPⅡ加密点及二等水准加密点进行补埋,对破坏和损坏的CPⅢ点应原位补埋,并对加密CPⅡ点和二等水准点进行复测。 8.2 复测精度指标 8.2.1 平面复测
CPⅢ平面网复测采用的仪器设备、观测方法、网形、精度指标、计算软件及联测加密CPⅡ的方法和数最均应与原测相同。CPⅢ点复测与原测成果的
X、Y坐标较差应≤±3mm,且相邻点的复测与原测坐标增里△X、△Y较差应≤±2mm,平而坐标增{几较差按式8.2.1-l、8.2,1-2计算。较差超限时应结合线下!二程结构和沉降评估结论分析判断超限原因,对超限异常的点位需进行二次复核确认,确认复测成果无误。为保证相邻点位精度,≤±点平面复测后应采川全部新测少I毛而成果进行后续作业。
△Xij=(Xj-Xi)复-(Xj-Xi)原……(式8.2.1-l) △Yij=(Yj-Yi)复-(Yj-Yi)原……(式8.2.1-2) 8.2.2 高程复测
CPⅢ高程网复测采用的网形、精度指标、计算软件及联测上一级线路水准基点的方法和数量均应与原测相同。CPⅢ点复测与原测成果的高程较差应≤±3mm,且邻点的复测成果高差与原测成果高差较≤±2mm时,高程增量较差按下式8.2.2-1技算。较差超限时应结合线下工程结构和沉降评估结论分析判断超限原因,对超限异常的点位需进行二次复核确认,确认复测成果无误。为保证相邻点位精度,CPⅢ点高程复测后应采用全部新测高程成果进行后续作业。
△Hj=(Hj-Hi)复-(Hj-Hi)原……(式8.2.2-l) 8.2.3 成果选用
CPⅢ且网复测与原测成果的坐标较差不大于±3mm,相邻点的复测与原测坐标增量较差不大于±2mm。较差超限时应结合线下工程结构和沉降评估结论进行分析判断,并根据分析结论采取补测或重测措施。坐标增量较差按下式计算:
{△Xij-(Xj-Xi)复-(Xj-Xi)原
{△Yij-(Yj-Yi)复-(Yj-Yi)原
CPⅢ点复测与原测成果的高程较差不大于±3mm,且相邻点的复测与原测高程成果增量较差应≤±2mm。高程增量较差应按下式计算:
△Hj=(Hj-Hi)复-(Hj-Hi)原
复测完成后,应对CPⅢ网复测精度进行评价,满足要求后,对复测数据和原测数据进行对比分析和评价,对超限的点位认真进行原因分析。确认复测成果无误,为保证CPⅢ点位的相对精度,对超限的CPⅢ点应按照同精度内插的方式更新CPⅢ点的坐标。最终应选用合格的复测成果和更新成果进行后续作业。 8.2.4 成果报告要求
复测成果报告应包括以下内容: (l)任务依据、技术标准。
(2)测量日期、作业方法、人员、设备情况。
(3)复测控制点的现状及数量,复测外业作业过程及内业数据处理方法。 (4)复测控制网测量精度统计分析: ①平面观测的距离和方向残差的统计;
②水准测量测段间往返测较差、附合水准路线高差闭合差、水准路线每千米高差偶然中误差统计。
(5)复测与原测成果的对比分析: ①平面控制网复测与原测坐标成果较差; ②坐标增量较差按下式计算; ③相邻水准点复测与原测高差较差
④高程一成果增量较差。 (6)复测后成果。
(7)需说明的问题及结论、建议。 8.3 CPⅢ网维护
由于CPⅢ网布设于桥梁防撞墙和路基辅助立柱上,会受线下工程的稳定性等原因的影响,为确保CPⅢ点的准确、可靠,在使用CPⅢ点进行后续轨道安装测量时,每次都要与周围其它点进行校核,特别是要与加密CPⅢ点进行校核,以便及时发现和处理问题,同时应加强对永久CPⅢ点的维护。
(1)CPⅢ标志补设:在施工过程中应检查标志的完好性,对丢失和破损较严重的标志应按原测标准,并在原标志附近重新埋设,并按初次测量要求做点位记录。
(2)外业测量及数据处理:当有CPⅢ点丢失时,应补测此CPⅢ点前后各2对CPⅢ点以及该点的对点,并保证每个CPⅢ点被不同的测站观测3次。当观测限差满足要求后应至少约束此点周围稳定的9个CPⅢ点进行平差计算,当各项技术指标满足规范要求后,以本次平差结果为该点的最后成果。如果不能满足上述要求应结合具体情况分析。 8.4 CPⅢ班标志的保护
(l)CPⅢ成果作为无昨轨道铺设及后期运营、维护的基准,施工时制定标志保护措施(CPⅢ点、加密CPⅡ点、加密二等水准点),在施工过程中加强CPⅢ标志的保护和维护工作。
(2)CPⅢ控制桩立柱施工时应作好防护工作,防止混凝土立柱遭到碰撞破坏。
(3)安装接触网杆时,应作好对CPⅢ控制桩立柱的防护工作,严禁吊装作业时碰动立柱。 8.5 资料整理清单
(l)技术方案设计书; (2)平面控制网联测示意图;
③平面外业观测原始数据和记录手簿; (4)平面与高程控制网平差计算表; (5)平面控制网成果(平面、高程)表; (6)水准路线示意图;
(7)水准外业观测的原始数据文件电子文本;
(8)测段往返测统计表、高差统计表、水准路线闭合差统计表; (9)仪器检定及检校资料; (10)CPⅢ标志检查记录;
(1l)建网测量技术总结报告,技术总结应包含以下内容: a.任务依据、技术标准;
b.测量日期、作业方法、人员、设备情况;
c.加密CPⅡ及加密二等水准测量(含桥上下三角高程传递)过程及其精度分析;
d.CPⅢ测量外业作业过程及内业数据处理方法、软件等(必须包含联测高等级控制点清况);
e.CPⅢ控制网测量精度统计分析:自由网平差距离及方向改正数统计分析;约束网平差距离及方向改正数统计分析;约束网平差相邻CPⅢ点相对精
度统计分析;自由网和约束网平差后的验后单位权中误差统计分析;水准测量测段间往返测较差、附合水准路线及环高差闭合差、水准路线每千米高差偶然中误差统计;需说明的其他问题。
(12)按文件管理要求整理的磁盘文件。
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