高速鐵路線橋隧監(jiān)測(cè)與養(yǎng)護(hù)-主講教師卞家勝 鐵道工程教研室-1746425989612

高速鐵路線橋隧監(jiān)測(cè)與養(yǎng)護(hù)主講教師：卞家勝鐵道工程教研室崇德尚能知行合一鄭州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院ZHENGZHOURAILWAYVOCATIONAL&TECHNICALCOLLEGE崇德尚能知行合一任務(wù)五高速鐵路的監(jiān)測(cè)與養(yǎng)護(hù)維修一、高速鐵路精密控制測(cè)量二、高速鐵路軌道幾何測(cè)量鄭州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院ZHENGZHOURAILWAYVOCATIONAL&TECHNICALCOLLEGE三、高速鐵路軌道精調(diào)崇德尚能知行合一一、高速鐵路精密控制測(cè)量1.精測(cè)網(wǎng)的概念高速鐵路軌道的平順性要求非常高，軌道測(cè)量精度要達(dá)到毫米級(jí)，其測(cè)量方法、測(cè)量精度與傳統(tǒng)的鐵路工程測(cè)量完全不同。把適合于高速鐵路工程測(cè)量的技術(shù)體系稱為高速鐵路精密工程測(cè)量，把高速鐵路精密工程測(cè)量控制網(wǎng)簡(jiǎn)稱“精測(cè)網(wǎng)”。鄭州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院ZHENGZHOURAILWAYVOCATIONAL&TECHNICALCOLLEGE崇德尚能知行合一一、高速鐵路精密控制測(cè)量2.精測(cè)網(wǎng)的分類鄭州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院ZHENGZHOURAILWAYVOCATIONAL&TECHNICALCOLLEGE根據(jù)高速鐵路不同的建設(shè)階段分為勘測(cè)控制網(wǎng)、施工控制網(wǎng)、運(yùn)營(yíng)維護(hù)控制網(wǎng)，簡(jiǎn)稱為“三網(wǎng)”勘測(cè)控制網(wǎng)：CP0、CPⅠ、CPⅡ、水準(zhǔn)基點(diǎn)施工控制網(wǎng)：CPⅠ、CPⅡ、水準(zhǔn)基點(diǎn)、CPⅢ運(yùn)營(yíng)維護(hù)控制網(wǎng)：CPⅢ、加密維護(hù)基樁崇德尚能知行合一一、高速鐵路精密控制測(cè)量2.精測(cè)網(wǎng)的分類鄭州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院ZHENGZHOURAILWAYVOCATIONAL&TECHNICALCOLLEGE三網(wǎng)合一的理念：1）勘測(cè)控制網(wǎng)、施工控制網(wǎng)、運(yùn)營(yíng)維護(hù)控制網(wǎng)坐標(biāo)高程系統(tǒng)的統(tǒng)一；2）勘測(cè)控制網(wǎng)、施工控制網(wǎng)、運(yùn)營(yíng)維護(hù)控制網(wǎng)起算基準(zhǔn)的統(tǒng)一；3）線下工程施工控制網(wǎng)與軌道施工控制網(wǎng)、運(yùn)營(yíng)維護(hù)控制網(wǎng)的坐標(biāo)高程系統(tǒng)和起算基準(zhǔn)的統(tǒng)一；4）勘測(cè)控制網(wǎng)、施工控制網(wǎng)、運(yùn)營(yíng)維護(hù)控制網(wǎng)測(cè)量精度的協(xié)調(diào)統(tǒng)一；崇德尚能知行合一一、高速鐵路精密控制測(cè)量2.精測(cè)網(wǎng)的分類平面控制網(wǎng)CP0框架平面控制網(wǎng)CPI基礎(chǔ)平面控制網(wǎng)CPⅡ線路控制網(wǎng)CPⅢ軌道控制網(wǎng)高程控制網(wǎng)基巖水準(zhǔn)點(diǎn)深埋水準(zhǔn)點(diǎn)二等水準(zhǔn)點(diǎn)鄭州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院ZHENGZHOURAILWAYVOCATIONAL&TECHNICALCOLLEGE崇德尚能知行合一一、高速鐵路精密控制測(cè)量2.精測(cè)網(wǎng)的分類（1）框架控制網(wǎng)CP0

1）解決全線坐標(biāo)基準(zhǔn)問(wèn)題，高速鐵路框架控制網(wǎng)具有系統(tǒng)性和完整性，一條線的CP0采用整網(wǎng)平差數(shù)據(jù)處理；

2）在線路初測(cè)前布網(wǎng)和測(cè)量，利用靜態(tài)GPS技術(shù)建網(wǎng)；

3）CP0點(diǎn)間距50公里為宜，應(yīng)與IGS參考站或國(guó)家A、B級(jí)GPS點(diǎn)聯(lián)測(cè)，聯(lián)測(cè)點(diǎn)數(shù)不少于2個(gè)，且均勻分布；

4）每個(gè)點(diǎn)上的獨(dú)立基線不少于3條，采用精密星歷解算基線

鄭州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院ZHENGZHOURAILWAYVOCATIONAL&TECHNICALCOLLEGE崇德尚能知行合一一、高速鐵路精密控制測(cè)量2.精測(cè)網(wǎng)的分類（2）基礎(chǔ)平面控制網(wǎng)CPⅠ

1）在線路初測(cè)階段建立，利用靜態(tài)GPS建網(wǎng)；

2）點(diǎn)間距約4Km，由三角形或大地四邊形構(gòu)成帶狀網(wǎng)，附合在CP0網(wǎng)上；

3）全線（段）一次布網(wǎng)，統(tǒng)一測(cè)量，整體平差。鄭州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院ZHENGZHOURAILWAYVOCATIONAL&TECHNICALCOLLEGECP0CP0CP0CPⅠCPⅠCPⅠCPⅠCPⅠCPⅠCPⅠCPⅠCPⅠCPⅠCPⅠCPⅠCPⅠCPⅠCPⅠCPI控制網(wǎng)構(gòu)網(wǎng)方式崇德尚能知行合一一、高速鐵路精密控制測(cè)量2.精測(cè)網(wǎng)的分類（3）線路控制網(wǎng)CPⅡ

1）CPⅡ網(wǎng)測(cè)量應(yīng)在CPⅠ網(wǎng)的基礎(chǔ)上采用四等導(dǎo)線或C級(jí)GPS測(cè)量方法施測(cè)；

2）CPⅡ控制點(diǎn)的點(diǎn)間距以600~800米為宜，離線路中線一般在50～100m，便于施工放線且不易破壞的范圍內(nèi)。鄭州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院ZHENGZHOURAILWAYVOCATIONAL&TECHNICALCOLLEGECPICPICPICPIICPIICPIICPIICPIICPIICPII控制網(wǎng)構(gòu)網(wǎng)方式崇德尚能知行合一一、高速鐵路精密控制測(cè)量2.精測(cè)網(wǎng)的分類（4）軌道控制網(wǎng)CPⅢ

1）在線下主體完工，沉降變形趨于穩(wěn)定后建立，用精密測(cè)量機(jī)器人施測(cè)；

2）采用自由設(shè)站后方交會(huì)的方式設(shè)站，網(wǎng)形規(guī)則；

3）CPⅢ點(diǎn)間距50-70米，以60米為宜鄭州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院ZHENGZHOURAILWAYVOCATIONAL&TECHNICALCOLLEGE崇德尚能知行合一一、高速鐵路精密控制測(cè)量2.精測(cè)網(wǎng)的分類（4）軌道控制網(wǎng)CPⅢ

鄭州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院ZHENGZHOURAILWAYVOCATIONAL&TECHNICALCOLLEGE崇德尚能知行合一一、高速鐵路精密控制測(cè)量3.控制網(wǎng)的主要技術(shù)要求鄭州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院ZHENGZHOURAILWAYVOCATIONAL&TECHNICALCOLLEGE控制網(wǎng)級(jí)別測(cè)量方法測(cè)量等級(jí)點(diǎn)間距相鄰點(diǎn)相對(duì)中誤差（mm）備注CP0GPS

50km20

CPⅠGPS二等≤4km一對(duì)點(diǎn)10≥800mCPⅡGPS三等600~800m8

導(dǎo)線三等400~800m8附和導(dǎo)線網(wǎng)CPⅢ自由設(shè)站邊角交會(huì)

50~70m1

一、高速鐵路精密控制測(cè)量4.控制網(wǎng)布置總體示意圖鄭州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院ZHENGZHOURAILWAYVOCATIONAL&TECHNICALCOLLEGECPⅠ線路中線CPⅡCPⅠCPⅢCPⅡ50-70mCPⅠCPⅢCPⅠ≤4km≥1000m600-800mCPⅡ崇德尚能知行合一一、高速鐵路精密控制測(cè)量5.CPⅢ平面控制網(wǎng)測(cè)量鄭州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院ZHENGZHOURAILWAYVOCATIONAL&TECHNICALCOLLEGE1）CPⅢ平面網(wǎng)是一個(gè)非常規(guī)則的測(cè)量控制網(wǎng),CPⅢ控制網(wǎng)各點(diǎn)的精度是均勻的；2）當(dāng)CPⅢ點(diǎn)縱向間距為60m、自由測(cè)站點(diǎn)間距為120m，每次設(shè)站觀測(cè)CPⅢ點(diǎn)的個(gè)數(shù)為12個(gè)，前后各3排，這時(shí)各CPⅢ點(diǎn)被交會(huì)三次；3）當(dāng)CPⅢ點(diǎn)縱向間距為60m、自由測(cè)站點(diǎn)間距為60m，每次設(shè)站觀測(cè)CPⅢ點(diǎn)的個(gè)數(shù)為8個(gè)，前后各2排，這時(shí)各CPⅢ點(diǎn)被交會(huì)四次；崇德尚能知行合一一、高速鐵路精密控制測(cè)量5.CPⅢ平面控制網(wǎng)測(cè)量鄭州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院ZHENGZHOURAILWAYVOCATIONAL&TECHNICALCOLLEGE4）CPⅢ平面網(wǎng)觀測(cè)時(shí)采用全站儀自由設(shè)站的方法，因此不存在儀器對(duì)中誤差，測(cè)站點(diǎn)均勻分布在線路中線附近；5）CPⅢ點(diǎn)采用特殊的強(qiáng)制固定裝置，保證了目標(biāo)點(diǎn)重復(fù)安裝的精度，也最大程度消減了棱鏡安裝時(shí)的對(duì)中誤差；6）CPⅢ控制網(wǎng)是一個(gè)三維控制網(wǎng)，其平面坐標(biāo)和高程對(duì)應(yīng)的點(diǎn)位是虛擬點(diǎn)（棱鏡中心），因此其標(biāo)志的設(shè)計(jì)至關(guān)重要；7）CPⅢ網(wǎng)的精度要求非常高，其主要精度指標(biāo)應(yīng)該為相鄰點(diǎn)位的相對(duì)中誤差，應(yīng)≤±1mm；崇德尚能知行合一一、高速鐵路精密控制測(cè)量5.CPⅢ平面控制網(wǎng)測(cè)量鄭州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院ZHENGZHOURAILWAYVOCATIONAL&TECHNICALCOLLEGE8）CPⅢ平面網(wǎng)的觀測(cè)必須是自動(dòng)觀測(cè)，測(cè)量?jī)x器必須是測(cè)量機(jī)器人；9）聯(lián)測(cè)方式為：線路中需聯(lián)測(cè)的每個(gè)上一級(jí)的控制網(wǎng)點(diǎn)CPⅠ或CPⅡ均需要和三個(gè)連續(xù)的自由設(shè)站點(diǎn)相連；10）CPⅢ控制網(wǎng)的數(shù)據(jù)處理必須采用專門研制的數(shù)據(jù)處理軟件。崇德尚能知行合一一、高速鐵路精密控制測(cè)量6.高程控制網(wǎng)布設(shè)鄭州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院ZHENGZHOURAILWAYVOCATIONAL&TECHNICALCOLLEGE高程控制網(wǎng)分兩級(jí)布設(shè)：第一級(jí)為線路水準(zhǔn)基點(diǎn)控制網(wǎng)（基巖點(diǎn)、深埋水準(zhǔn)點(diǎn)和普通水準(zhǔn)點(diǎn)）；第二級(jí)為軌道控制網(wǎng)（CPⅢ）。全線高程基準(zhǔn)應(yīng)采用國(guó)家85高程基準(zhǔn)?？刂凭W(wǎng)級(jí)別測(cè)量方法測(cè)量等級(jí)點(diǎn)間距基巖點(diǎn)水準(zhǔn)一、二等50km深埋點(diǎn)水準(zhǔn)二等10km普通水準(zhǔn)點(diǎn)水準(zhǔn)二等2kmCPⅢ水準(zhǔn)精密水準(zhǔn)50～70m高程控制網(wǎng)測(cè)量等級(jí)及布點(diǎn)要求崇德尚能知行合一二、高速鐵路軌道幾何測(cè)量1.軌道幾何形位概念鄭州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院ZHENGZHOURAILWAYVOCATIONAL&TECHNICALCOLLEGE崇德尚能知行合一二、高速鐵路軌道幾何測(cè)量1.軌道幾何形位概念鄭州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院ZHENGZHOURAILWAYVOCATIONAL&TECHNICALCOLLEGE1）軌距軌距是鋼軌頂面下16mm范圍內(nèi)兩股鋼軌作用邊之間的最小距離。崇德尚能知行合一二、高速鐵路軌道幾何測(cè)量1.軌道幾何形位概念鄭州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院ZHENGZHOURAILWAYVOCATIONAL&TECHNICALCOLLEGE2）水平線路左右兩股鋼軌頂面的相對(duì)高差。崇德尚能知行合一二、高速鐵路軌道幾何測(cè)量1.軌道幾何形位概念鄭州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院ZHENGZHOURAILWAYVOCATIONAL&TECHNICALCOLLEGE3）高低軌道沿線路方向的豎向平順性稱為前后高低。

崇德尚能知行合一二、高速鐵路軌道幾何測(cè)量1.軌道幾何形位概念鄭州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院ZHENGZHOURAILWAYVOCATIONAL&TECHNICALCOLLEGE4）軌向軌道中心線在水平面上的平順性。

崇德尚能知行合一二、高速鐵路軌道幾何測(cè)量2.軌道幾何形位測(cè)量方法鄭州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院ZHENGZHOURAILWAYVOCATIONAL&TECHNICALCOLLEGE

軌道幾何形位測(cè)量方法分為靜態(tài)測(cè)量和動(dòng)態(tài)測(cè)量，其中靜態(tài)測(cè)量常用工具為軌距尺、弦線、軌檢小車等，動(dòng)態(tài)測(cè)量采用軌檢車（動(dòng)檢車）。本節(jié)重點(diǎn)講授高速鐵路軌道精測(cè)精調(diào)使用的軌檢小車。崇德尚能知行合一二、高速鐵路軌道幾何測(cè)量3.軌檢小車鄭州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院ZHENGZHOURAILWAYVOCATIONAL&TECHNICALCOLLEGE崇德尚能知行合一（1）概念

軌道測(cè)量小車是指一種可以人工在軌道上推行，對(duì)軌道的幾何狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)的測(cè)量?jī)x器，小車上內(nèi)置里程、軌距、超高傳感器，可測(cè)量軌道的里程、軌距、水平（超高）、軌向、高低等軌道平順性參數(shù)。

軌距傳感器精度±0.3mm測(cè)量范圍i

-25to+65mm超高傳感器精度±0.5mm

相對(duì)于1435mm軌距測(cè)量范圍

±10°里程計(jì)分辨率：5mm精度優(yōu)于：0.5%絕緣系統(tǒng)絕緣輪絕緣框架可變軌距1000-1676mm某手推式軌檢小車二、高速鐵路軌道幾何測(cè)量3.軌檢小車鄭州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院ZHENGZHOURAILWAYVOCATIONAL&TECHNICALCOLLEGE崇德尚能知行合一（2）分類

軌檢小車可分為相對(duì)測(cè)量小車（軌檢儀）和絕對(duì)對(duì)測(cè)量小車。相對(duì)測(cè)量小車只能測(cè)量軌道內(nèi)部幾何參數(shù)（軌距、水平、高低、軌向等）；無(wú)法進(jìn)行軌道外部絕對(duì)參數(shù)（平面位置和高程）的測(cè)量

二、高速鐵路軌道幾何測(cè)量3.軌檢小車鄭州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院ZHENGZHOURAILWAYVOCATIONAL&TECHNICALCOLLEGE崇德尚能知行合一（2）分類

絕對(duì)測(cè)量小車主要由手推式小車和全站儀構(gòu)成。兩者為分體結(jié)構(gòu)，通過(guò)無(wú)線通訊的模式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸；使用全站儀，利用CPⅢ控制網(wǎng)，通過(guò)測(cè)量小車上的反射棱鏡實(shí)時(shí)測(cè)量軌道中線坐標(biāo)和軌面高程二、高速鐵路軌道幾何測(cè)量3.軌檢小車鄭州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院ZHENGZHOURAILWAYVOCATIONAL&TECHNICALCOLLEGE崇德尚能知行合一二、高速鐵路軌道幾何測(cè)量4.軌道靜態(tài)幾何尺寸容許偏差管理值鄭州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院ZHENGZHOURAILWAYVOCATIONAL&TECHNICALCOLLEGE崇德尚能知行合一（1）高速鐵路無(wú)砟軌道

二、高速鐵路軌道幾何測(cè)量4.軌道靜態(tài)幾何尺寸容許偏差管理值鄭州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院ZHENGZHOURAILWAYVOCATIONAL&TECHNICALCOLLEGE崇德尚能知行合一（1）高速鐵路無(wú)砟軌道

二、高速鐵路軌道幾何測(cè)量4.軌道靜態(tài)幾何尺寸容許偏差管理值鄭州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院ZHENGZHOURAILWAYVOCATIONAL&TECHNICALCOLLEGE崇德尚能知行合一（2）高速鐵路有砟軌道

二、高速鐵路軌道幾何測(cè)量4.軌道靜態(tài)幾何尺寸容許偏差管理值鄭州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院ZHENGZHOURAILWAYVOCATIONAL&TECHNICALCOLLEGE崇德尚能知行合一（2）高速鐵路有砟軌道

250（不含）~300km/h線路軌道靜態(tài)幾何尺寸容許偏差管理值二、高速鐵路軌道幾何測(cè)量4.軌檢小車的使用鄭州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院ZHENGZHOURAILWAYVOCATIONAL&TECHNICALCOLLEGE崇德尚能知行合一