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篇1

關(guān)鍵詞：高鐵 CPI控制網(wǎng) 復(fù)測 GPS

中圖分類號：P258 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）05（b）-0030-01

高速鐵路對軌道平順度提出了更高的要求，也就是對測量工作的精度提出來更高的要求，高速鐵路從勘探設(shè)計(jì)、施工到運(yùn)營維護(hù)過程中要經(jīng)過較長時(shí)間，收到外界條件的影響，會(huì)造成各級控制點(diǎn)移動(dòng)，進(jìn)而或不同程度地影響到線下工程施工與運(yùn)營維修觀測工作，而CPI作為高速鐵路的精密控制網(wǎng)是施工和軌道精調(diào)的測量控制網(wǎng)，其精度對后續(xù)各項(xiàng)工作的順利開展至關(guān)重要。如果控制網(wǎng)點(diǎn)發(fā)生變化而未及時(shí)發(fā)現(xiàn)，若用原來的坐標(biāo)數(shù)據(jù)繼續(xù)放樣，就會(huì)產(chǎn)生明顯的放樣誤差，給工程質(zhì)量帶來影響。因此，定期開展精美控制網(wǎng)的復(fù)測是保證控制網(wǎng)精度的必要工作?？刂凭W(wǎng)經(jīng)過復(fù)測后可以根據(jù)其位移量進(jìn)行穩(wěn)定性分析。

1 項(xiàng)目概況

該高鐵專線設(shè)計(jì)時(shí)速350 km的雙向電氣化高速鐵路，是我國《中長期鐵路網(wǎng)規(guī)劃》中重要組成部分，屬于國家的重大交通工程，線路全長806 km，以VIII標(biāo)CPI控制點(diǎn)為例，該標(biāo)段全長54.734 km，表頭位置與中鐵某局承建的高鐵站前VII表銜接，標(biāo)尾與中鐵某局城建的MGZQ-1標(biāo)銜接。

2 復(fù)測平面坐標(biāo)和高程系統(tǒng)

鑒于本標(biāo)段的地形較為復(fù)雜，為滿足綜合長度變形小于1/100000的規(guī)范要求，設(shè)計(jì)單位結(jié)合工程實(shí)際情況，選擇了具有測區(qū)高程抵償面的任意帶高斯投影直角坐標(biāo)洗，工程獨(dú)立坐標(biāo)系的詳細(xì)參數(shù)見表1。

高程系統(tǒng)為1985國家高程基準(zhǔn)，橢球參數(shù)為WGS-84橢球參數(shù)，均與原設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)相同。

3 已有測量成果及評價(jià)和利用

CPI控制網(wǎng)復(fù)測前首先通知各施工工區(qū)進(jìn)行標(biāo)石的完好性檢查與統(tǒng)計(jì)，對于點(diǎn)位的通視情況、外觀以及周圍是否有新建高大建筑物及發(fā)射塔進(jìn)行實(shí)地踏勘，其中CPI495、CPI567-2已破壞，其余控制點(diǎn)保存完好，完好CPI控制樁點(diǎn)共20個(gè)。其中CPI494為與CP0、二等水準(zhǔn)共樁CPI控制網(wǎng)復(fù)測的作業(yè)方法、精度指標(biāo)、使用儀器均按《高速鐵路工程測量規(guī)范》中二等GPS網(wǎng)精度標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。

4 精測網(wǎng)復(fù)測方案

4.1 CPI精測網(wǎng)復(fù)測原則

我國《高速鐵路工程測量規(guī)范》中對CP0、CPI、CPII和線路水準(zhǔn)基點(diǎn)各級控制網(wǎng)復(fù)測均作了詳細(xì)規(guī)范，目的為了保證高鐵工程測量的技術(shù)規(guī)范的統(tǒng)一性，滿足勘測、施工及運(yùn)營維護(hù)所有階段的測量要求，具體原則為：

（1）技術(shù)方案的編寫。

（2）復(fù)測方法必須與設(shè)計(jì)單位的原測方法一致。

（3）復(fù)測施工前期首要任務(wù)是現(xiàn)場檢查所有標(biāo)石的完好程度，若有丟失或者破壞的控制點(diǎn)，應(yīng)對其進(jìn)行同精度擴(kuò)展補(bǔ)設(shè)。

（4）按照復(fù)測成果檢查所有控制點(diǎn)間的相對位置的位移、點(diǎn)位精度是否滿足要求，若超限應(yīng)當(dāng)及時(shí)查明原因，會(huì)同監(jiān)理方進(jìn)行確認(rèn)。

4.2 復(fù)測網(wǎng)復(fù)測方案與精度要求

為使本次復(fù)測的控制網(wǎng)成果與原建網(wǎng)的控制網(wǎng)成果在精度上具有可比性，基礎(chǔ)平面控制網(wǎng)CPI復(fù)測采用高鐵二等GPS控制網(wǎng)精度要求。為與相鄰標(biāo)段銜接，需聯(lián)測相鄰標(biāo)段兩個(gè)CPI平面控制點(diǎn)。CPI GPS測量控制網(wǎng)的主要技術(shù)指標(biāo)，應(yīng)當(dāng)滿足表2的規(guī)定。

CPI GPS外業(yè)基礎(chǔ)測量應(yīng)當(dāng)滿足表2的規(guī)定。

4.3 CPI精測網(wǎng)復(fù)測實(shí)施

研究案例中CPI控制網(wǎng)平面復(fù)測采用GPS靜態(tài)測量的方法。本次平面控制網(wǎng)復(fù)測采用了標(biāo)稱精度為±（5 mm+1×10-6D）的Trimble公司的雙頻測量型GPS接收機(jī)，其中6臺型號均為R8。本次復(fù)測CPI控制網(wǎng)形成大地四邊形組成的帶狀網(wǎng)，以CPI點(diǎn)作為聯(lián)結(jié)邊，采用邊聯(lián)式構(gòu)網(wǎng)。CPI控制網(wǎng)聯(lián)測至相鄰標(biāo)段CPI控制點(diǎn)上，形成大地四邊形。

通過聯(lián)測經(jīng)穩(wěn)定性分析穩(wěn)定的CPI作為平差約束點(diǎn)，得到平差后復(fù)測成果，便于與原測成果進(jìn)行分析、比較。復(fù)測網(wǎng)觀測執(zhí)行的具體步驟為以下幾種。

（1）作業(yè)前按要求進(jìn)行儀器檢校。（2）觀測嚴(yán)格按照執(zhí)行調(diào)度計(jì)劃，按規(guī)定時(shí)間進(jìn)行同步觀測作業(yè)。（3）使用兩組6臺GPS接收機(jī)進(jìn)行作業(yè)，采用同步靜態(tài)觀測模式，以CPI對點(diǎn)作為聯(lián)結(jié)邊，采用邊聯(lián)式構(gòu)網(wǎng)，CPI形成大地四邊形組成的帶狀網(wǎng)。（4）CPI控制網(wǎng)與相鄰標(biāo)段共用控制CPI樁聯(lián)測，按CPI的測量精度進(jìn)行，組成大地四邊形。（5）CPI同步觀測時(shí)段數(shù)為2，每時(shí)段觀測大于等于90 min。（6）作業(yè)過程中，天線安置嚴(yán)格整平對中，天線標(biāo)志線指向正北。（7）衛(wèi)星高度角設(shè)定為≥15°；數(shù)據(jù)采樣間隔設(shè)定為15 s；同步觀測有效衛(wèi)星總數(shù)≥5顆。（8）每時(shí)段觀測前后分別量取天線高，誤差小于2 mm，取兩次平均值作為最終結(jié)果。（9）作業(yè)中使用對講機(jī)，離GPS接收機(jī)10 m以外。一個(gè)時(shí)段觀測結(jié)束后，重新對中整平儀器，再進(jìn)行第二時(shí)段的觀測。（10）觀測過程中按規(guī)定填寫觀測手簿，對觀測點(diǎn)名、儀器高、儀器號、時(shí)間、日期以及觀測者姓名均進(jìn)行了詳細(xì)記錄。

5 結(jié)語

本次復(fù)測CPI控制網(wǎng)形成大地四邊形組成的帶狀網(wǎng)，采用CPI點(diǎn)作為聯(lián)結(jié)邊，并以邊聯(lián)式進(jìn)行構(gòu)網(wǎng)。CPI控制網(wǎng)聯(lián)測至相鄰標(biāo)段CPI控制點(diǎn)上，形成大地四邊形。以6臺R8型GPS接收機(jī)為工具，嚴(yán)格按照二等GPS靜態(tài)控制測量的精度要求和外業(yè)測量細(xì)則，完成野外數(shù)據(jù)采集工作。由于筆者能力和所研究標(biāo)段CPI控制網(wǎng)復(fù)測數(shù)據(jù)有限，未能對CPI控制點(diǎn)做穩(wěn)定性分析，將在下一步研究中進(jìn)行深入分析研究。

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篇2

關(guān)鍵詞：橋梁施工；平面控制點(diǎn)；布設(shè)； 觀測；精度

中圖分類號：K928文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A

一、引言

在橋梁工程施工中，為了讓橋梁施工能夠順利的按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行，在施工中需要精確的確定出橋梁墩臺的位置和跨越結(jié)構(gòu)的各個(gè)結(jié)構(gòu)部分的設(shè)計(jì)，同時(shí)需要隨時(shí)進(jìn)行施工質(zhì)量的檢查以防止橋梁施工中出現(xiàn)的一系列問題。在諸多的實(shí)踐之后，人們建立了能夠滿足精度要求的橋梁平面控制網(wǎng)，它為橋梁施工測量提供了一個(gè)統(tǒng)一的控制標(biāo)準(zhǔn)，用于施工放樣和變形的觀測，在橋梁施工工程中起著重要作用。隨著科技的發(fā)展，公路橋梁的施工控制網(wǎng)的設(shè)計(jì)和觀測由傳統(tǒng)模式進(jìn)入到數(shù)字化技術(shù)模式。自上世紀(jì)90年代初，GPS逐步被用在橋梁施工平面控制測量上，明顯地提高了控制網(wǎng)建網(wǎng)速度和建網(wǎng)質(zhì)量。作為公路橋梁施工中最基礎(chǔ)的工作之一，平面控制點(diǎn)的布設(shè)和測量極其重要。

二、控制點(diǎn)的布設(shè)

在橋梁施工中，建立控制網(wǎng)主要是依據(jù)規(guī)定的精度求得橋梁軸線的長度，并據(jù)此進(jìn)行墩、臺定位。而由于橋軸線是控制橋梁定位的主要依據(jù)，故將軸線作為控制網(wǎng)的一條邊，在以軸線為主的情況下，為了便于橋墩、臺的定位，便將橋墩、臺作為控制網(wǎng)中的控制點(diǎn)。而依據(jù)橋的大小、地形條件、設(shè)備條件和設(shè)計(jì)要求的不同，控制點(diǎn)的布設(shè)也有所差別，但在總體上來說，控制點(diǎn)的布設(shè)需要滿足一下幾個(gè)要求：

（1）控制點(diǎn)的布設(shè)，包括控制點(diǎn)的位置、數(shù)量、密度，這些都必須能控制全橋以及一切相關(guān)重要的附屬工程施工，滿足施工放樣的使用需要，并且要便于施工期間加密控制點(diǎn)。

（2）控制點(diǎn)點(diǎn)位應(yīng)該設(shè)置在常規(guī)測量觀測作業(yè)和便于GPS觀測的地方，方便施工作業(yè)，不適合布置在繁華交通擁擠等干擾大的地方。

（3）控制點(diǎn)點(diǎn)位的選擇上盡量選取視眼開闊，地勢較高的位置，便于施工放樣和控制網(wǎng)加密，同時(shí)周圍的環(huán)境條件需滿足GPS的測量要求。

（4）控制點(diǎn)要求選在土質(zhì)條件較好，地面基礎(chǔ)較為穩(wěn)定，利于長期進(jìn)行觀測的地方，盡量避開能干擾施工的環(huán)境。

（5）相鄰施工控制點(diǎn)之間需要盡可能通視，從而方便采用常規(guī)測量方法進(jìn)行施工放樣和加密控制點(diǎn)。

（6）宜于在橋軸線上設(shè)立中線控制點(diǎn)，以便于施工定位放樣，同時(shí)將橋梁軸線納入到控制網(wǎng)中。

通常情況下，橋梁施工工期較長，施工期間頻繁的用到控制點(diǎn)，在控制點(diǎn)的布設(shè)上，施工控制點(diǎn)要求標(biāo)石穩(wěn)定可靠，能夠長期使用，所以必須依據(jù)施工地點(diǎn)的土質(zhì)條件、施工工期、地下水位、橋梁施工的情況采取相應(yīng)的措施埋設(shè)施工控制點(diǎn)標(biāo)石。而對于大型復(fù)雜的橋梁工程施工，多采用建造強(qiáng)制觀測墩的方式以提高施工放樣的精度。

三、控制點(diǎn)的觀測

橋梁施工控制網(wǎng)采用GPS觀測，一般情況下需要采用4以上的GPS接收機(jī)，按照靜態(tài)相對定位模式同步觀測。在觀測設(shè)計(jì)上主要分為制定觀測技術(shù)要求和編制觀測計(jì)劃，前者需要依據(jù)施工觀測地區(qū)地形、網(wǎng)型大小、交通情況、橋梁工程及施工要求、地質(zhì)條件、精度要求、儀器質(zhì)量等級等實(shí)際情況，根據(jù)相關(guān)的技術(shù)規(guī)范規(guī)定進(jìn)行設(shè)計(jì)，主要包含了同步觀測有效衛(wèi)星數(shù)量，觀測時(shí)段的數(shù)量、長度，天線高量測精度，數(shù)據(jù)采樣間隔等等。在觀測前需依據(jù)橋位區(qū)的地理位置、最新衛(wèi)星星歷，對衛(wèi)星進(jìn)行預(yù)報(bào)，選取最好的觀測時(shí)間段，從而合理的組織觀測，編制觀測計(jì)劃。

同時(shí)，橋梁GPS控制網(wǎng)的控制點(diǎn)觀測需要符合以下相關(guān)的規(guī)定:

(1)相鄰的GPS同步圖形之間不能采取點(diǎn)連式連接，應(yīng)該采用邊連式或者網(wǎng)連式。

(2)橋梁施工平面控制網(wǎng)中，當(dāng)2Km以內(nèi)的短邊比較多時(shí)，由于天線對中誤差對控制網(wǎng)精度系統(tǒng)有影響，所以這個(gè)時(shí)候必須采取有效的措施削弱其存在的問題，提高精度。當(dāng)GPS高程擬合測量要求較高時(shí)，可采取延長時(shí)段觀測長度的措施提高測量精度。

(3)在檢測GPS網(wǎng)的觀測質(zhì)量時(shí)，基本采用高精度全站儀觀測一定數(shù)量的控制網(wǎng)邊長。此外也可使用高精度光電測距邊，作為GPS觀測值和觀測值，然后進(jìn)行聯(lián)合平差。

(4)在控制網(wǎng)中的跨河長邊、短邊、橋軸線邊、施工坐標(biāo)系起算邊都應(yīng)該通過同步觀測獲得直接觀測基線向量，同時(shí)還需具有足夠多的觀測時(shí)長和觀測時(shí)段，從而保證整個(gè)控制網(wǎng)的高精度和精度的均勻性。

在橋梁工程施工中，還應(yīng)該根據(jù)實(shí)際的施工，在規(guī)范要求的基礎(chǔ)上進(jìn)行觀測方案的優(yōu)化，從而更快捷更有效的提高精度和實(shí)用性。

四、總結(jié)

多年來，通過諸多的橋梁施工工程的實(shí)踐，人們已將GPS建網(wǎng)測量法普遍運(yùn)用于橋梁施工平面控制網(wǎng)測量中，隨著不斷的改善和發(fā)展，將會(huì)陸續(xù)被用在大型橋梁、隧道等跨江、跨海工程建設(shè)中。而作為其中主要的控制點(diǎn)布設(shè)和觀測部分也越來越顯得重要，隨著科技的發(fā)展，在控制點(diǎn)布設(shè)和觀測上必將會(huì)有一套完善的體系和設(shè)計(jì)方案，從而更加有效的提高測量精度。

參考文獻(xiàn)

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