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高速铁路无砟轨道测量技术

摘要：京沪高速铁路是采用德国无砟轨道博格板技术，其测量精度要求高，技术新，其中GRP测量和博格板精调为本项目的重点和难度，结合现场实现施工，着重阐述GRP测量的坐标技术、GRP点及定位锥点放样、GRP的平面高程测量平差计算方法，并对轨道板精调测量的步骤与关键技术进行详细介绍，对同类工程有借鉴意义。

关键词：高速铁路；无砟轨道；GRP点测量；博格板精调

1工程概况

中铁十六局集团路桥公司承建的16.4双线公里，管段最小曲线半径为350m，管段内最大坡度为10.5‰，线间距为5.0m和4.6m，最高时速由350km/h调整为300km/h。

砟轨道在桥梁上由4层组成，即滑动层（两布一膜）、C30钢筋混凝土底板座、乳化沥青砂浆垫层和预应力钢筋混凝土轨道板。在路基上由3层组成，即C15混凝土支撑层、乳化沥青砂浆垫层和预应力钢筋混凝土轨道板。施工段内共铺设无砟轨道板4688块，博格板4391块。

测量设备主要包括：①平面测量采用测量精度不低于（角度精度11秒、距离精度1mm+1ppm）的全站仪。②高程测量采用测量精度不低于（铟瓦标尺每公里往返测量标准偏差0.3mm、距离测量标准偏差5mm/10m、居中精度标准偏差0.3）的电子水准仪。③轨道板精调采用精调设备4套，主要包括莱卡TCA2003全站仪1台、工业电脑1台、测量标架4个、标准标架1个（用来检校测量标架，确保测量标架的准确性，为整体线路的精调提供有力的保证）、强制对中三脚架2个。

2轨道基准网（CRN）的测量

2.1轨道基准网（CRN）测量目的

为了满足对高速铁路的外部及内部几何位置的精度要求，在设计院提供的轨道设计网（GVN）的基础上建立一个具有极高相对精度的加密控制网。基准点之间的相对精度应满足：平面0.2mm，高程为0.1mm。该网的布设，充分利用了全站仪在特定条件下测角具有极高精度这一特点。

2.2轨道基准点GRP点的坐标计算

注：1点为定位锥点；3点为GRP点（1、3点中较低的为GRP点）

图1GRP点和定位锥断面示意（单位：mm）

利用PVP软件计算出图1中的1、3点三维坐标（每板缝处一个断面），将计算结果DPU格式转换成GSI格式（莱卡全站仪标准格式）。

2.3GRP点及定位锥点的放样

GRP点放样时，底座板、支承层施工后按放样数据对GRP点进行放样（精度要求小于5mm），并同时测定这些点并记录下来。其目的在于检测放样点，并可用作对承载板（TP）高程的附加检测。放样点的实测三维坐标文件（记录卡里的电子文件，GSI格式）及时反馈，以便利用PVP软件对点位进行检查和对底座板高程的附加检查。如同GRP点一样定位锥放样时也需将放样点测量并记录下来用以对放样点位的检查。

2.4GRP点的平面测量

测站应尽量靠近待测点连线，以便利用全站仪的测角高精度性，所以对左右线的基准网应该分开测量。每组测量64m（10个点），视天气情况而定。也就是说从一站至少测9个GRP点，其中4个为与上一站重合点。各组至少要3个测回。

测量步骤：架设仪器并调平→观测GVP点（至少4个点）→观测GRP点（9到10个点，重合4个上一站的GRP点）→再次观测前次测的GVP点（以上为一个测回，每站至少测3测回）→向前搬站观测GVP点（至少要有2个点与上一站的GVP点重合）→测GRP点（其中4个与上站测量重复），重复以上过程。

特别注意，平面测量就是测出GPR点与GVP点的相对坐标，然后利用软件将GRN与GVN的局部坐标转换成各施工网或区域网，所以测量时不需确定测站的位置（自由建站）。需要说明的是在测量过程中无法发现测量数据的正确性，所以每组测量都要对仪器及棱镜的安置仔细检查，以防止测量结果偏差超限而返工。

2.5高程测量

采用电子水准仪GRP点高程，测量GRP点必须用铟瓦水准尺适配座，而在不加适配座测量GVP点和PP点情况下要说明。如同平面测量一样，水准测量时现场也不需要记录GVP点的实际高程，只需按照下述测量步骤进行测量并记录好点号及实测数据。

测量步骤：在两个GVP点中间设站→后视一个GVP点（如GVP1）→测量（前世、中视）GRP点（GRP点7至10个点，GRP点和上站的重复个数为3个以上，尽量4个）→前视一个GVP点闭合（如GVP2）→调整测站测GVP2→测量GRP测GVP1（测完一组）→向前搬站后视前一个GVP点（如GVP2）→先测上一组的GRP点（至少3个），再测本组的GRP点→前视下一个GVP点（如GVP3）→重复以上步骤。

2.6基准网（GRN）的平差计算

利用PVP软件对各测站进行单独平常进行测量误差分析，然后把各测站纳入总体进行平差计算，计算结果超限将无法通过，需重新测量，直到通过。

计算结果将作为SPS轨道板精调的GRN数据。求解轨道基准网