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铁路工程测量规范全文(2008.7.28)

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铁路工程测量规范全文(2008.7.28)铁路工程测量规范全文(2008.7.28) 《新建铁路工程测量规范》 (报批稿) 《新建铁路工程测量规范》编写组 2008年7月 前 言 本规范系根据铁道部经规院经规标准(2005)17号文的要求,对《新建铁路工程测量规范》(TB10101,99)进行全面修订而成。 本规范共分八章,主要内容为:总则、术语和符号、平面控制测量、高程控制测量、线路测量、隧道测量、桥涵测量、构筑物变形测量,另有三个附录。 本次修订的主要内容: 1(强调了控制测量在新建铁路工程测量中的重要性,增加了第3章平面控制测量和...

铁路工程测量规范全文(2008.7.28)
铁路工程测量规范全文(2008.7.28) 《新建铁路工程测量规范》 (报批稿) 《新建铁路工程测量规范》编写组 2008年7月 前 言 本规范系根据铁道部经规院经规 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 (2005)17号文的要求,对《新建铁路工程测量规范》(TB10101,99)进行全面修订而成。 本规范共分八章,主要内容为:总则、术语和符号、平面控制测量、高程控制测量、线路测量、隧道测量、桥涵测量、构筑物变形测量,另有三个附录。 本次修订的主要内容: 1(强调了控制测量在新建铁路工程测量中的重要性,增加了第3章平面控制测量和第4章高程控制测量的内容,把线路、桥梁、隧道有关控制测量的主要技术要求都集中到第3章和第4章中。 2(体现了新建铁路工程测量“三网合一”的测量理念 为保证控制网的测量成果质量满足新建铁路勘测、施工、运营维护三个阶段测量的要求,适应铁路工程建设和运营管理的需要,三阶段的平面、高程控制测量必须采用统一的基准。 3(确定了新建铁路工程平面控制测量分级布网的布设原则。 4(提出了新建铁路工程测量平面坐标系统宜满足投影长度变形值?25mm/km的要求。 5(提高了新建铁路工程测量高程控制网的精度等级。 6(将采用定测中线控制桩作为联系铁路勘测设计与施工的线路平面测量控制基准,修改为以平面控制网为新建铁路设计与施工测量的基准。 7(对施工复测的内容进行修改。 8(增加GPS RTK定测放线及航测法测绘路基横断面等内容。 9(在高程控制测量中增加了在山区采用光电测距三角高程测量方法进行三等水准测量的内容。 10(增加构筑物变形测量和轨道施工测量章节的内容。 在执行本规范过程中,希望各单位结合工作实践,认真总结经验,积累资料。如发现需要修改和补充之处,请及时将意见和有关资料寄交中铁二院工程集团有限责任公司(四川省成都市通锦路3号,邮政编码:610031),并抄送铁道部经济规划研究院(北京市海淀区羊坊店路甲8号,邮政编码100038),供今后修订时参考。 本规范由铁道部建设管理司负责解释。 本规范主编单位:中国中铁二院工程集团有限责任公司 本规范参编单位:中铁二局、中铁大桥局、西南交通大学。本规范主要起草人: 目 录 1 总 则 1.0.1 为统一新建铁路工程测量的技术要求,保证测绘成果的质量,制定本规范。 1.0.2 本规范适用于设计行车速度200km/h及以下新建铁路工程测量。 1.0.3 新建铁路工程测量平面坐标系统应采用国家坐标系或工程独立坐标系,测区内投影长度变形值不宜大于25mm/km。 桥梁和隧道控制测量可采用施工独立坐标系。 1.0.4 新建铁路高程系统应采用1985国家高程基准。当个别地段无1985国家高程基准的水准点时,可引用其他高程或以独立高程起算,但在全线高程测量贯通后,应消除断高,换算成1985国家高程基准。有困难时应换算成全线统一的高程系统。 1.0.5 新建铁路工程测量的平面、高程控制网,按施测阶段、施测目的及功能可分为勘测控制网、施工控制网、运营维护控制网。为了保证勘测、施工、运营维护各阶段平面测量成果的一致性,三阶段的平面、高程控制测量必须采用统一的基准。 1.0.6 线路平面、高程控制测量精度等级应根据设计行车速度和轨道结构类型分级进行设计。 1.0.7 测量精度应以中误差衡量。极限误差(简称限差)规定为中误差的2倍。 1.0.8 测量记录、计算成果和图表,应书写清楚,签署完善,并应复核和检算,未经复核和检算的资料严禁使用。各种测量原始记录(包括电子记录)、计算成果和图表应妥善保存。 1.0.9 铁路工程测量工作必须认真贯彻安全生产的方针,结合各阶段工作的特点和具体情况,制订相应的安全生产措施。 1.0.10 各种测量仪器和工具应做好经常性的保养和维护工作,并定期检校和鉴定。 1.0.11 新建铁路工程测量除应符合本规范外,尚应符合国家现行有关强制性标准的规定。 2 术语和符号 2.1 术语 2.1.1 工程独立坐标系 engineering dependent coordinate system 为满足铁路工程建设要求采用的以任意中央子午线和高程投影面进行投影而建立的平面直角坐标系。 2.1.2 卫星定位测量 satellite positioning 利用两台或两台以上卫星定位接收机同时接收多颗定位卫星信号,确定地面点相对位置的方法。 2.1.3 基础框架平面控制网(CP0) horizontal control points (CP0) for basic frame network 为满足线路平面控制测量起闭联测的要求,沿线路每50km左右建立的卫星定位测量控制网,作为全线(段)的线路平面坐标基准。 2.1.4 基础平面控制网(CP?) horizontal control points(CP?) for basic network 在基础框架平面控制网(CP0)的基础上,沿线路走向布设,按GPS静态相对定位原理建立,为线路平面控制网和铺轨基桩控制网起闭的基准。 2.1.5 线路控制网(CP?) horizontal control points (CP?) for route network 在基础平面控制网(CP?)上沿线路附近布设,为勘测、施工阶段的线路平面控制和轨道施工阶段基桩控制网起闭的基准。 2.1.6 铺轨基桩控制网(CP?) horizontal control points (CP?) for track base-stake network。 沿线路布设的三维控制网,起闭于基础平面控制网(CP?)或线路控制网(CP?),一般在线下工程施工完成后进行施测,为轨道铺设和运营维护的基准。 2.1.7 三角形网 triangular network 由一系列相连的三角形构成的测量控制网,它是对以往三角网、三边网、边角网的统称。 2.1.8 工点地形图 topographic map of construction site 为车站、桥梁、隧道、路基和站场等工程设计提供的局部大比例尺地形图。 2.1.9 中线测量 center line survey 将设计的铁路中心线详细测设到地面的工作。 2.1.10 中桩高程测量center-line stake leveling 沿线路以水准点为起闭,测定中线桩处的地面高程或既有线的轨顶高程,也称中桩水准。 2.1.11 交叉测量 across survey 电线、管线、公(道)路等建筑物与铁路线路交叉关系(平面、高程)的测量工作。 2.1.12 洞外控制测量 outside tunnel controlling survey 为保证隧道贯通,在洞外进行的平面、高程控制测量。 2.1.13 洞内控制测量inside tunnel controlling survey 为保证隧道贯通,在洞内进行的平面、高程控制测量。 2.1.14 竖井联系测量 shaft connection survey 隧道施工测量中,将洞外控制网的坐标、方向和高程通过竖井传递到洞内的测量。 2.1.15 贯通误差 through error 隧道贯通后,在贯通面处的坐标、方向和高程的误差。 2.1.16 水文测量 hydrological survey 为了工程的正确设置而进行的相关水文方面的测量,如水位、水文断面、水坡等的测量。 2.1.17 桥梁墩台定位 location of pier and abutment 桥墩、桥台中心位置的定位放样测量。 2.1.18 变形测量 deformation survey 在铁路建设和运营阶段,对路基、桥梁、隧道和轨道等构筑物的水平位移、沉降、倾斜 等变形量进行定期或持续的测量。 2.2 主要符号 DS、DS、DS——水准仪的等级 0513 C——照准差 D——测距边长 m——测距中误差 D m——测角中误差 β m——方位角中误差 α W——三角形角度闭合差 f——附合导线或闭合导线角度闭合差 β n——连续自然数的一个数值 L——测量线路导线、GPS、水准等长度,单位为km K——测段长度,单位为km M——每千米水准测量的偶然中误差 Δ M——每千米水准测量的全中误差 W N——附合线路或闭合环的个数 R——地球平均曲率半径 P——测量的权 S——边长、斜距 H——平均高程 m h——高差 m——桥轴线长度中误差 L Δ——墩中心点位放样限差 D 3 平面控制测量 3.1一般规定 3.1.1 新建铁路平面控制网包括线路、桥梁和隧道等工程的控制网,可采用卫星定位测量、导线测量和三角形网测量等方法施测。 3.1.2 平面控制网精度等级的划分,卫星定位测量依次为特、一、二、三、四、五等,导线测量依次为二、三、四等和一、二级,三角形网依次为一、二、三、四等。 3.1.3 平面控制网布设应遵循下列原则: 控制网布设应符合因地制宜、技术经济合理、确保质量的原则。当与国家坐标系统1 联测时,应进行联测 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 设计。 2 各级控制网的等级,应根据铁路工程规模、控制网的用途和精度要求合理确定。 3 加密控制网可越级布设或同等级扩展。 3.2 卫星定位测量 3.2.1 卫星定位测量应符合铁道部现行《铁路工程卫星定位测量规范》的有关规定。各等级卫星定位测量控制网的主要技术指标,应符合表3.2.1的规定。 表3.2.1 卫星定位测量控制网的主要技术要求 等 固定误差a 比例误差系数b基线方位中误差约束平差后 级 (mm) (mm/km) (″) 最弱边边长相对中误差 特等 ?5 ?1 0.5 1/1000000 一等 ?5 ?1 1.0 1/250000 二等 ?5 ?1 1.3 1/180000 三等 ?5 ?1 1.7 1/100000 四等 ?5 ?2 2.0 1/60000 五等 ?10 ?2 3.0 1/30000 3.2.2 各等级控制网相邻点间弦长精度应小于按(3.2.2)式计算的标准差。 22σ=? (3.2.2) a+(b.d) 式中 σ——基线弦长标准差(mm) a—— 固定误差(mm) b ——比例误差系数(mm/km) d ——相邻点间距离(km) 3.2.3 卫星定位测量控制网设计应符合下列规定: 1 控制网设计应视其目的、预期达到的精度、作业时卫星的可见性、成果的可靠性,以及参加作业的接收机台数和交通等后勤条件,按照优化设计的原则进行。 2 控制网应由一个或若干个独立观测环构成。各等级控制网同步图形之间的连接应采用边联式或网联式。五等控制网也可采用点联式布网,但应加强全网定位结果的检核,防止粗差出现。 3 特等GPS网应与GPS永久性跟踪站联测,联测站数不得少于2个。一、二、三、四、五等控制网应与高一级的控制点联测,联测点总数不得少于3个,特殊情况下不得少于2个。为求得控制点的正常高,应根据需要适当进行高程联测。 3.2.4 GPS观测应符合下列规定: 1 GPS控制测量作业的基本技术要求,应符合表3.2.4的规定。 表3.2.4 GPS控制测量作业的基本技术要求 等 级 特等 一等 二等 三等 四等 五等 项 目 GPS高度角(?) ?15 ?15 ?15 ?15 ?15 ?15 同时观测有效卫星数 ?4 ?4 ?4 ?4 ?4 ?4 静 时 段 长 度(min) ?240 ?120 ?90 ?60 ?45 ?40 态 测 观测时段数 ?4 ?2 ?2 1,2 1,2 1 量 数据采样间隔(s) 15,60 15,60 15,60 15,60 15,60 15,60 PDOP或GDOP ?6 ?6 ?6 ?8 ?10 ?10 GPS高度角(?) , , - ?15 ?15 有效卫星总数 , , - ?5 ?5 快 速 观测时间(min) , , - 5,20 5,20 静 态 平均重复设站数 , , - ?1.5 ?1.5 测 量 数据采样间隔(s) , , - 5,20 5,20 PDOP(GDOP) , , - ?7(8) ?7(8) 注:平均重复设站数?1.5是指至少有50%的点设站2次。 2 一、二、三、四、五等GPS控制网测量可不观测气象要素,但应记录天气状况。特等GPS控制网测量应同时观测气象元素。气象元素的观测方法、要求及气象仪表的检定应符合现行国家《全球定位系统(GPS)测量规范》的规定。 3 特等控制网观测时段应尽可能日夜均匀,且应至少有一个时段为夜间观测时段,夜间观测从日落后1小时开始起算至日出为止(以同步环最西部点为标准)。 3.2.5 数据处理应符合下列规定: 1 一等及以下各等级控制网的基线解算和特等GPS控制网基线预处理可以采用随接收机配备的商用软件,特等GPS控制网基线精密处理须采用专门的软件,计算结果中应包括相对定位坐标和协方差阵等信息。 2 起算点坐标系,特等应为ITRF YY国际地球参考框架,一等及以下各等级可为WGS 84坐标系。特等起算点的瞬时历元坐标精度不低于1m,一等及以下各等级起算点坐标精度应不低于20m。 3 特等网基线处理应采用精密星历。一等及以下各等级网基线处理时,可采用广播星历。 4 GPS测量计算应进行表3.2.5中的几项检查,并提交相应资料。 表3.2.5 基线质量检验限差 限 差 要 求 检验 项目 X坐标分量闭合差 Y坐标分量闭合差 Z坐标分量闭合差 环线全长闭合差 nnn3n同步环 wwww,,,,,,,, xyz5555 独立环 wn,3, wn,3,wn,3,wn,33, yxz(附合路线) 重复观测基d? 22,s线长度较差 22注:1 σ为相应等级规定的测量中误差 ,,式中n 为闭合环边数。 ,,,abd(.) 2 当环由长短悬殊的边组成时,宜按边长和等级规定的精度计算每条边的σ,并按误差传播定律 n,计算环闭合差的精度,以代替表中的,计算环闭合差的限差。 3.2.6 一等及以下各等级网测量数据处理应符合下列规定: 1 基线解算起算点的单点定位观测时间不宜少于30min。可采用单基线解算模式或多基线解算模式,并采用双差固定解。 2 外业观测的全部数据应经同步环、独立环和重复基线检核,并符合本规范表3.2.5的规定。 3 控制网约束平差后最弱边边长相对中误差应符合本规范表3.2.1的规定。 3.2.7 特等网测量数据处理应参照现行国家《全球定位系统(GPS)测量规范》B级网的要求执行。 3.2.8 卫星定位测量提交的成果资料应包括: 技术设计书; 1 2 技术总结; 3 控制网坐标成果; 4 点之记; 5 控制网计算表。 3.3 导线测量 3.3.1 导线控制网可布设成附合导线、闭合导线或导线网。 3.3.2 各等级导线测量的主要技术要求应符合表3.3.2的规定。 表3.3.2 导线测量的技术要求 测回数 测距相对测角中误差导线全长相对方位角闭合等级 0.5″级1″级2″级6″级中误差 (″) 闭合差 差(″) 仪器 仪器 仪器 仪器 二等 1/2500001 1/100 000(杨) 6 9 - - n?2.0 三等 1/150000 1.8 1/55000 4 6 10 - n?3.6 四等 1/800002.5 1/40000 3 4 6 - n?5 测回数 测距相对测角中误差导线全长相对方位角闭合等级 0.5″级1″级2″级6″级中误差 (″) 闭合差 差(″) 仪器 仪器 仪器 仪器 4 1/20000 一级 1/40000- 2 2 - n?8 二级 1/15000 8 1/10000 - - 1 3 n?16 注:表中n为测站数,D为测距边长,以千米计。 3.3.3 导线相邻边长不宜相差过大,相邻边长之比不宜小于1:3。 3.3.4 水平角观测所使用的仪器应在有效检定期内,作业前应按附录B的规定进行必要的检校,仪器性能应符合附录B的规定。 3.3.5 水平角观测宜采用方向观测法,并符合下列规定: 1 水平角方向观测法的主要技术要求应符合表3.3.5的规定。 表3.3.5 水平角方向观测法的技术要求 同方向测回间2c 同一方向值各测回等级 仪器等级 半测回归零差(″) 互差(″) 互差(″) 0.5″级仪器 4 6 4 四等 1″级仪器 6 9 6 及以上 2″级仪器 8 13 9 2″级仪器 12 18 12 一级 及以下 6″级仪器 18 - 24 注:当观测方向的垂直角超过?3?的范围时,该方向2C互差可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。 2 当观测方向数少于3个时,可不归零。 3 当观测方向多于6个时,可进行分组观测。分组观测应包括两个共同方向(其中一个为共同零方向)。其两组观测角之差不应大于同等级测角中误差的2倍。分组观测的最后结果,应按等权分组观测进行测站平差。 4 水平角观测应符合下列要求: 1)各测回间应均匀配置度盘。采用全站仪或电子经纬仪时可不受此限制。 2)观测应在通视良好、成像清晰稳定时进行。 3)观测过程中,气泡中心位置偏离值不得超过一格;四等以上的水平角观测,当观测方向的垂直角超过?3º时,宜在测回间重新整置气泡位置。有垂直轴补偿器的仪器可不受此限制。 3.3.6 水平角观测误差超限时,应在原度盘位置上重测,并应符合下列规定: 1 同方向测回间2c互差超限时,应重测超限方向,并联测零方向。 2 下半测回归零差或零方向的2c互差超限时,应立即重测该测回。 3 测回中重测的方向数超过方向总数的1/3时,该测回数据作废并重测。 4 测站中重测的方向测回数超过总测回数的1/3时,该测站全部成果作废并重测。 3.3.7 水平角观测结束后,导线环(段)的测角中误差应按(3.3.7)式计算: 2f1,(3.3.7) m,[]Nn 式中 m —— 导线环(段)测角中误差(″); f—— 导线环(段)角度闭合差(″); β N —— 导线环(段)个数; n —— 导线环(段)测站数。 3.3.8 距离测量应采用全站仪或光电测距仪观测,使用的仪器应符合本规范附录B的规定。测距仪精度等级按表3.3.8划分。 表3.3.8 测距仪的精度分级 精度等级 每千米测距标准偏差 ? ?m??2mm d ? 2 mm,?m??5mm d ? 5 mm,?m??10mm d ? 10 mm,?m? d注:表中m按测距仪出厂标称精度的绝对值,归算到1km的测距标准偏差。 d 3.3.9 距离测量应符合下列规定: 1 距离测量的技术要求应符合表3.3.9-1的规定。 表3.3.9-1 距离测量技术要求 每边测回数 使用测测回间较差限值 一测回读数较差限值等级 距仪精(mm) (mm) 度等级 往测 返测 ? 2 3 二等 4 4 ? 5 7 ? 2 2 2 3 三等 ? 4 4 5 7 ? 2 3 2 2 四等 ? 5 7 ? 4 4 10 15 ? 2 3 ? 2 2 5 7 一级及以 下 ? 10 15 ? 4 4 20 30 注:一测回是指仪器照准目标一次、读数2,4次的过程。 2 距离往返观测平距较差应小于2m。 D 3 测距边的斜距应进行气象改正和仪器常数改正。 气象改正应以观测时记录的气压、气温按式(3.3.9-1)计算。气压、气温读数精度应符合表3.3.9-2的规定。三等及以上等级测量应在测站和反射镜站分别测记,四等及以下等级可在测站进行测记。当测边两端气象条件差异较大时,应在测站和反射镜站分别测记。当测区平坦,气象条件差异不大时,也可记录上午和下午的平均气压、气温。当使用全站仪时,也可将气象条件输入仪器,让仪器自动进行气象改正。气象改正值按(3.3.9-1)式计算: ΔD=(n-n)?D (3.3.9-1) 0 式中 D ——测量斜距长(km); n ——实际群折射率; n。——仪器基准折射率。 表3.3.9-2 气压、气温读数精度要求 测量等级 干湿温度表(?) 气压表(hPa) 二等 0.2 0.5 三等 0.2 0.5 四等 0.5 1 五等 1 2 4 测距仪与反光镜的平均高程面上的水平距离应按(3.3.9-2)式计算: 22 D=(3.3.9-2) s,hp 式中 Dp——测距边两端点仪器与反光镜的平均高程面上的水平距离(m); s ——经气象及加、乘常数等改正后的斜距(m); h ——仪器与反光镜之间的高差(m)。 5 测距边的精度评定,应按(3.3.9-3)、(3.3.9-4)式计算。 1)往返测距单位权中误差 ,,pdd μ= (3.3.9-3) 2n 式中 μ—— 往返测距单位权中误差(mm); d —— 各边往返距离的较差(mm); n —— 测距的边数; 2p —— 各边距离测量的先验权,其值为1/δD ,δD为测距的先验中误差,可按测距仪的标称精度计算。 2)任一边的实际测距中误差 1m=μ (3.3.9-4) DiPi 式中 m ——第i边的实际测距中误差(mm); Di Pi ——第i边距离测量的先验权。 3.3.10 成果记录、整理和计算应符合下列规定: 1 观测工作结束后,应及时整理和检查外业观测手簿或外业电子记录数据,确认观测成果全部符合本规范规定后,方可进行计算。 2 一级及以上导线计算,应在方位角闭合差及导线全长相对闭合差满足要求后,采用严密平差法平差,并应提供单位权中误差、测角中误差、点位中误差、边长相对中误差、点位误差椭圆参数和相对点位误差椭圆参数等精度评定数据。二级导线可采用近似平差法平差。 3 测距边长的归化投影计算,应符合下列规定: 1)归算到测区投影高程面上的测距边长度,应按(3.3.10-1)式计算: H,H0mD,D,(1)0RA (3.3.10-1) 式中 D——归算到投影高程面上的测距长度(m); D——测距边两端平均高程面上的平距(m); 0 H——投影面高程(m); 0 H——测距边两端的平均高程(m); m R——参考椭球体在测距边方向的法截弧曲率半径(m)。 A 2)归算到参考椭球面上的测距边长度,应按(3.3.10-2)式计算: ,,Hh,mm,,DD1 (3.3.10-2) ,,10,,RHh,,Amm,, 式中 D——归算到参考椭球面上的测距长度(m); 1 h——大地水准面高出参考椭球面的高差(m)。 m 3)测距边在高斯投影面上的长度,应按(3.3.10-3)式计算: 22,,Yy,m,,DD1 (3.3.10-3) ,,,2122,,2R24Rmm,, 式中 D——测距边在高斯投影面上的长度(m); 2 Y——测距边中点横坐标(m); m Δy——测距边两端点横坐标增量(m); R——测距边中点的参考椭球平均曲率半径(m)。 m 4 内业计算中数字取位应符合表3.3.10的规定。 表3.3.10 内业计算中数字取位要求 观测方向值及 边长观测值及各项 边长与坐标等 级 方位角(″) 各项改正数(″) 改正数(m) (m) 二等 0.01 0.0001 0.0001 0.01 三、四等,一级 0.1 0.001 0.001 0.1 二级 1 0.001 0.001 1 3.4 三角形网测量 3.4.1 各等级三角形网测量的主要技术要求应符合表3.4.1的规定。 表3.4.1 三角形网测量的技术要求 测回数 测角 三角形最大闭测边 最弱边边长等级 0.5″级 1″级 2″级 中误差(″) 合差(″) 相对中误差 相对中误差 仪器 仪器 仪器 二等 1.0 ?3.5 1/250000 1/120000 6 9 - 三等 1.8 ?7.0 1/150000 1/70000 4 6 9 四等 2.5 ?9.0 1/80000 1/40000 2 4 6 3.4.2 三角形网中角度和边长可根据需要选择部分观测或全部观测;观测的角度和边长均应作为三角形网中的观测量参与平差计算。 3.4.3 三角形网水平角观测,除符合本规范第3.4.1条规定外,还应符合本规范第3.3.5条、3.3.6条的规定。 3.4.4 三角形网的边长测量应按本规范第3.3.9条和表 3.4.1的规定执行。 3.4.5 外业工作完成后,经各种归算后的观测值,应按三角形网的各种几何条件,检查观测成果质量。三角形闭合差限值应符合本规范表3.4.1的规定。 3.4.6 三角形网测角中误差应按(3.4.6)式计算。 ,,WW m= (3.4.6) β3n 式中 m——测角中误差("); β W ——三角形内角和闭合差("); n ——三角形个数。 3.4.7 三角形网平差时,观测角(或观测方向)和观测边均应作为观测值参与平差,角度和距离的先验中误差,应按本规范第3.3.9条、3.4.6条的方法计算,也可用数理统计等方法求得的经验公式估算,并用以计算角度(或方向)及边长的权。 3.4.8 三角形网严密平差后应提供单位权中误差、测角中误差、点位中误差、边长相对中误差、点位误差椭圆参数和相对点位误差椭圆参数等精度评定数据。一测站上有不同等级观测成果时,高等级的先进行平差,低等级的强制附合。 3.4.9 三角形网内业计算取位应符合本规范表3.3.10的规定。 4 高程控制测量 4.1一般规定 4.1.1 高程控制测量等级划分为一、二、三、四、五等。各等级高程控制宜采用水准测量。水准测量有困难的山岭地带、沼泽及水网地区,三等及以下高程控制测量可采用光电测距三角高程测量。 4.1.2 首级高程控制网的等级,应根据铁路工程设计行车速度、用途和精度要求合理选择。首级网可布设成附合路线或环形网,加密网宜布设成附合路线或结点网。各等级高程控制网的技术要求应符合表4.1.2的规定。困难条件下,水准路线长度可酌情放宽。 大型桥梁和隧道应根据工程规模和精度要求建立独立高程控制网。 表4.1.2 高程控制网的技术要求 附合路线或环线周长的长度(km) 水准测量 每千米高差中数 每千米高差中数 等 级 偶然中误差M(mm) 全中误差M(mm) ?W附合路线长 环线周长 一等 ?0.45 ?1 - ?1600 二等 ?1 ?2 ?750 ?750 三等 ?3 ?6 ?150 ?200 四等 ?5 ?10 ?80 ?100 五等 ?7.5 ?15 ?30 ?30 注:表中,M和M应按(4.1.2,1)、(4.1.2,2)式计算: Δw 1,,M,[] (4.1.2,1) ,4nL 1WWM,[] (4.1.2,2) WNL 式中 ? —— 测段往返高差不符值(mm); L —— 测段长(km); n —— 测段数; W —— 经过各项修正后的水准路线闭合差(mm); N —— 水准路线环数。 4.2水准测量 4.2.1 水准测量的各等级主要技术要求应符合表4.2.1的规定。 表4.2.1 水准测量限差要求(mm) 附合路线或环线闭合差 水准测量 测段往返测高差检测已测 等 级 不符值 测段高差之差 平原 山区 一等 ?1.8 ?2 ?2 ?3 KLLRi 二等 ?4 ?4 ?4 ?6 KLLRi 三等 ?12 ?12 ?20KLRin?15或?4 L 四等 ?20 ?20?30KLRi?25或?6n L 五等 ?30 ?30 ?30 ?40 KLLRi 注:K为测段水准路线长度,单位为km;L为水准路线长度,单位为km;Ri为检测测段长度,以千 米计。 4.2.2 水准测量的主要技术要求应符合表4.2.2的规定。 表4.2.2 水准测量的主要技术要求 视距 前后视距差测段的前后视视线高度(m) (m) (m) 距累积差(m) 数字水准水准仪水准尺类等级 仪重复测光学 类别 型 量次数 光学 数字 光学 数字 光学 数字 (下丝读数字 数) DSZ、?4且?2.8且05一等 因瓦 ?30 ?0.5 ?1.0 ?1.5 ?3.0 ?0.5 ?3次 DS ?30 ?0.65 05 DSZ、?3且?2.8且1 二等 因瓦 ?50 ?1.0 ?1.5 ?3.0 ?6.0 ?0.3 ?2次 DS ?50 ?0.55 1 DSZ、1因瓦 ?100 ?100 DS 三丝能读1三等 ?2.0 ?3.0 ?5.0 ?6.0 ?0.35 ?1次 数 DSZ、双面木尺 2?75 ?75 DS 单面条码 2 DSZ、双面木尺 1?150 ?100 DS 单面条码 三丝能读1四等 ?3.0 ?5.0 ?10.0 ?10.0 ?0.35 ?1次 数 DSZ、双面木尺 3?100 ?100 DS 单面条码 3 五等 DS ?100 大致相等 - - 3 4.2.3 对于新购置的仪器、水准标尺应进行全面检验,新购仪器、水准标尺的检验项目、方法和要求应按现行《国家一、二等水准测量规范》(GB/T 12897-2006)与《国家三、四等水准测量规范》(GB 12898-91)中的有关规定执行。 4.2.4 水准测量所使用的仪器及水准尺类型必须符合相应等级的要求,宜采用相应等级的数字水准仪及其自动记录功能采集数据。 4.2.5 水准测量所使用的仪器及水准尺,应在每个项目作业前按本规范附录C的规定进行检验。 4.2.6 水准测量的观测方式应按表4.2.6中相应等级测量的规定执行。 表4.2.6 水准测量的主要方式 观 测 次 数 往返较差 水准仪等级 水准尺 或闭合差 观测方法 与已知点 等级 附合或环线 (mm) 联测 奇数站:后-前-前-后 一等 DS 因瓦 往返 往返 1.8 L05偶数站:前-后-后-前 奇数站:后-前-前-后 二等 DS 因瓦 往返 往返 4 L1偶数站:前-后-后-前 三等 DS 因瓦 往返 往测 后-前-前-后 12 L1 双面 往返 DS3 后-后-前-前 四等 DS 双面 往返 往返 20 L3或,后-前-前-后 五等 DS 单面 往测 往测 后-前 30 L3 注:1 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。 2 L为往返测段、附合或环线的水准路线长度,以千米计。 4.2.7 水准测量观测的限差应符合表4.2.7的规定。 表4.2.7 水准测量观测的限差(mm) 项 目 基、辅分划[黑红基、辅分划[黑红检测间歇点 上下丝读数平均值等 级 面]读数之差 面]所测高差之差 高差之差 与中丝读数之差 一等 0.3 0.4 0.7 3 二等 0.5 0.7 1 3 光学测微法 1 1.5 三3 - 等 中丝读数法 2 3 四等 3 5 5 - 五等 4 7 - - 4.2.8 水准观测中,测站观测限差超限必须立即重测,否则从水准点或间隙点起重测。两次观测高差较差超限时应重测。测段往返测高差较差超限必须重测,重测后应选用往返合格的成果。如果重测结果与原测结果分别比较,较差均不超过限差时,取三次结果的平均值。 4.2.9 观测作业结束后,应及时整理和检查外业观测纪录,在全面检查确认观测成果全部符合规定后,才能进行计算。 4.2.10 四等及以上高程控制测量均应计算路线(或环线)闭合差,应以测段往返测高差不符值,按(4.1.2,1)式计算偶然中误差M。 Δ 4.2.11 四等及以上水准测量应在全线测量贯通后采用严密平差方法进行整体平差,并求出各点的高程中误差。 4.2.12 水准测量数据取位应符合表4.2.12的规定。 表4.2.12 水准测量数据取位 往(返)测距往(返)测距各测站高往(返)测高差往(返)测高高程 等级 离总和(km) 离中数(km) 差(mm) 总和(mm) 差中数(mm) (mm) 一、二等 0.01 0.1 0.01 0.01 0.1 0.1 三、四等 0.01 0.1 0.1 0.1 0.1 1 五等 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 1 4.3 光电测距三角高程测量 4.3.1 光电测距三角高程测量的主要技术要求应符合表4.3.1的规定。 表4.3.1 光电测距三角高程测量主要技术要求(mm) 测量等级 对向观测高差较差 附合或环线高差闭合差 检测己测测段的高差之差 D三 等 ?12,D ?20Li ?25 D四 等 ?30 ?20Li,D ?40 D五 等 ?40 ?30,DLi?60 注:D为测距边长,Li为测段间累计测距边长,以千米计。 4.3.2 光电测距三角高程测量,宜布设成三角高程网或高程导线,视线高度和离开障碍物的距离不得小于1.2m。高程导线的闭合长度不应超过相应等级水准线路的最大长度。 4.3.3 光电测距三角高程测量的技术要求应符合表4.3.3的规定。 表4.3.3 光电测距三角高程测量观测的主要技术要求 测回间垂一测回内同测回间同向仪器边长测距边 垂直角指标差等级 直角较差向观测高差高差之差等级 (m) 测回数 测回数 较差(″) (″) 之差(mm) (mm) 三等 1″ ?600 2 4 5 5 5 6 DD四等 2″ ?800 2 3 7 7 8 10 DD五等 2″ ?1000 1 2 10 10 15 20 DD 注:表中D以千米计。 4.3.4 三等光电测距三角高程测量应按单程双往返或双程往返方法。测站间两组对向观测高差的平均值之较差不应大于12Dmm。 4.3.5 所使用的仪器应在有效检定期内,作业前应按本规范附录B的规定进行必要的检校,仪器性能应符合本规范附录B的要求。 4.3.6 光电测距三角高程测量应满足下列要求: 1 光电测距三角高程测量可结合平面导线测量同时进行。闭合限差应符合本章表4.3.3条的规定。 2 仪器高和反射镜高量测,应在测前、测后各测一次,两次互差不得超过2mm。三、四等测量时,宜采用专用测尺或测杆量测。 3 距离应采用不低于?级精度的测距仪观测,取位至毫米。测距限差应符合本规范表3.3.9-1相应仪器等级的规定。导线点应作为高程转点,转点间的距离和竖直角必须往返观测,并宜在同一气象条件下完成。计算高差时应考虑大气折光差和地球曲率的影响。两点间高差采用往返观测平均值。 4 测距时,应测定气温,读至0.5?,并在斜距中加入气象改正。 5 竖直角采用中丝法测量,往返观测应符合本章表4.3.3的规定。竖直角不宜大于20?,否则,应适当增加测回数,提高竖直角和距离的测量精度。 6 光电测距三角高程测量,观测时间的选择取决于成像是否稳定。但在日出、日落时,大气垂直折光系数变化较大,不宜进行长边观测。 4.3.7 三角高程高差应按(4.3.7-1),(4.3.7-4)式进行计算。 1 用光电测距的斜距计算高差: 单向观测 22ScosV1.21.2 Δh=SsinV+(1-K)+ i -l(4.3.7-1) 1.2 1.2 1.211 2R 对向观测 sinsinSV,SV111.21.22.12.1 Δh=+(i+l)-(i+l) (4.3.7-2) 1.2 1221222 2 用水平距离计算高差: 单向观测 1,K2 Δh=DtanV+D+i-l(4.3.7-3) 1.2 1.211 1.21.22R 对向观测 tantanV,V111.22.1 Δh= D+(i+l)-(i+l) (4.3.7-4) 1.2 12211.2222 式中 Δh——点1至点2间的高差; 1.2 S——点i至点j间的斜距; i.j D——点1至点2间的水平距离; 1.2 V——点i至点j间的垂直角; i.j ii——点1、点2的仪器高; 、12 ll——点1、点2的反射镜高; 、21 K ——折光系数; R ——地球平均曲率半径。 4.3.8 一组测量中,各边球差改正后,当往返测高差较差超限时,应往返重测。重测的往返测高差较差仍然超限,但往返测高差平均值与原往返测高差平均值之差小于各等级水准测量限差时,其结果取2次往返测高差平均值的均值。 4.4 跨河水准测量 4.4.1 线路跨越江河、深沟时,各等级水准线路的跨越水准测量按下列规定执行: 1 当一、二等水准线路的跨越视线长度不超过100m的江河、深沟时,可采用一般观测方法进行施测。但在测站上应变换仪器高度观测两次,两次高差之差不得超过1.5mm,取用两次结果的中数。当视线长度超过100m时,应按跨河水准测量的规定执行。 2 当三、四等水准线路跨越视线长度不超过200m的江河、深沟时,可以采用一般观测方法进行施测,但在测站上应变换仪器高度观测两次,两次高差之差不得超过7mm,取用两次结果的中数。当视线长度超过200m时,应按跨河水准测量的规定执行。 4.4.2 跨河水准测量应采用双线过河,并应按等精度在两岸联测,组成四边形闭合环。测量方法及其适用的距离按表4.4.2的规定执行。 表4.4.2 跨河水准测量的观测方法 观测方法 最长跨越视线长度(m) 观测方法 最长跨越视线长度(m) 三、四等 300 直接读数法 经纬仪倾角法 五等 500 3500 光学测微法 500 测距三角高程法 倾斜螺旋法 1500 GPS测量方法 注:视线长度超过上表规定时,采用的方法和要求,应依据测区条件进行专项设计。 4.4.3 采用光学测微法、倾斜螺旋法、经纬仪倾角法和测距三角高程法进行跨河水准测量时,测回数及组数应按表4.4.3的规定执行。仪器检校、场地布设、觇牌设计制作、观测方法、 记录与计算及跨河点高程检测等技术要求应符合现行《国家一、二等水准测量规范》和《国家三、四等水准测量规范》中的有关规定。 表4.4.3 跨河水准测量观测的测回数和组数表 一 等 二 等 三 等 四 等 跨河视线 长度 双测 半测回双测 半测回双测 半测回双测半测回(m) 回数 组数 回数 组数 回数 组数 回数 组数 100,300 4 2 2 2 2 1 2 1 301,500 6 4 2 2 2 2 2 2 501,800 8 6 6 4 4 3 2 2 801,1000 10 6 8 4 6 4 2 2 1001,1200 12 8 8 6 6 4 3 2 1201,1500 14 8 10 6 6 4 3 2 1501,1800 18 12 12 8 8 4 4 3 1801,2000 20 12 14 8 8 4 4 3 2000以上 10s 6s 7s 4s 4s 4 ? ? 注:1 表中s为跨河视线长度千米数,尾数凑整到0.5或1。 2 各测回高差互差应小于按(4.4.3)式计算的限值。 (4.4.3) dH,4,MN,S限, dH式中 —测回间高差互差限值,mm; 限 M—相应等级的每公里水准测量的偶然中误差,mm; Δ N—双测回的测回数; S—跨河视线长度,km。 3 当只用一台水准仪或两台经纬仪进行跨河水准测量不能组成双测回时,测绘数为表4.4.3所列数 dH值的2倍。计算单测回互差的时,N按单测回数计。 限 4.4.4 GPS跨河水准测量的技术要求按现行《国家一、二等水准测量规范》中有关规定执行。 5 线路测量 5.1一般规定 5.1.1 新建铁路工程线路平面控制测量应按分级布设的原则建网。第一级为基础平面控制网(CP?),第二级为线路控制网(CP?),第三级为铺轨基桩控制网(CP?)。 5.1.2 当测区内高等级平面控制点精度和密度不能满足基础平面控制网(CP?)的起闭要求时,应首先施测坐标框架控制网(CP0)。CP0主要是为新建铁路提供统一坐标基准,代替国家高等级平面控制点。CP0测量方案应根据线路设计行车速度及测区具体情况进行专门的技术设计。 5.1.3 线路各级平面控制网布网应符合表5.1.3的规定。 表5.1.3 各级平面控制网布网要求 设计行车测量等级 点间距 测量 等级 速度 备注 方法 有砟轨道 无砟轨道 有砟轨道 无砟轨道 (km/h) 200 CP0 GPS 特等 50km左右一个 ?160 200 GPS 三等 二等 每对点距离CP? ?4km ?800m ?160 GPS 四等 三等 GPS 四等 三等 200 导线 四等 三等 附(闭)合导线CP? 400,600m 长度?5km GPS 五等 四等 ?160 导线 一级 四等 导线 一级 一级 150,200m 200 线路两侧平均边角交- - - 50,70m 60m一对点,点会法 对间距10,20m CP? 导线 一级 一级 150,200m 线路两侧平均?160 边角交- - - 50,70m 60m一对点,点会法 对间距10,20m 注:.当CP?采用GPS测量时,CP?的点间距可4km一个点;当CP?采用导线测量时,CP?的点间 距为4km一对相互通视的点。 5.1.4 线路高程控制网布设应符合表5.1.4的规定。 表5.1.4 线路高程控制网布设要求 设计行车速度测段高差较差测量等级 测量方法 点间距 (km/h) 的限差 水准 200 有砟轨道 三等 ?2km ?12 K光电测距三角高程 无砟轨道 二等 水准 ?4K 水准 有砟轨道 四等 ?20 K光电测距三角高程 ?160 水准 无砟轨道 三等 ?12 K光电测距三角高程 注:K为水准路线长度,单位千米。 5.1.5 对于设计行车速度为200 km/h铁路的无砟轨道地段,平面坐标系统投影长度变形值不宜大于10mm/km。 5.2 基础平面控制网(CP?)测量 5.2.1 基础平面控制网(CP?)的测量等级应符合本规范表5.1.3的规定。 5.2.2 基础平面控制网(CP?)测量工作开展前,应根据测区地形、地貌及线路工程情况进行平面控制网设计。平面控制网设计应包括控制网基准、网形和精度设计。 5.2.3 CP?应沿线路走向布设。控制点宜设在距线路中心50,500m范围内,且不易被施工破坏、稳定可靠、便于测量的地方。控制点宜兼顾沿线桥梁、隧道及其他大型构(建)筑物布设施工控制网的要求。 5.2.4 CP?应采用边联结方式构网,形成三角形和四边形组成的带状网。全线(段)一次布网,整体平差。 5.2.5 CP?应起闭于国家高等级平面控制点或CP0控制点,一般宜每50km联测一个高等级平面控制点,全线联测高等级平面控制点的总数不宜少于3个。 CPI控制网在线路起点、终点或与其他铁路平面控制网衔接地段,应与其控制点联测,联测控制点的个数不应少于2个。CP?控制网宜与附近的已知水准点联测。 5.2.6 控制点应按附录A的要求埋石,并作点之记。 5.2.7 GPS控制测量外业观测和解算应符合铁道部现行《铁路工程卫星定位测量规范》的有关规定。 5.3 线路控制网(CP?)测量 5.3.1 CP?控制点应起闭于CP?控制点,测量等级应符合本规范表5.1.3的规定。 5.3.2 CP?控制点沿线路布设,距线路中心50,300m,宜设在线路同侧,且不易被施工破坏、稳定可靠、便于测量的地方,按本规范附录A的规定埋石,并作点之记。 5.3.3 CP?控制网采用GPS测量时,除应符合本规范第3.2节的有关规定外,还应符合下列规定: 1 CP?控制点应有良好的对空通视条件,相邻点之间应通视,特别困难地区至少有一个通视点,以满足施工测量的需要。 2 CP?网采用边联结方式构网,形成由三角形或四边形组成的带状网,并与CP?联测构成附合网。 3 对于部分插网必须联测三个以上的CP?控制点。 4 CP?控制网宜与附近的已知水准点联测,一般10km左右联测一个水准点。 5 CP?控制网在线路起点、终点或与其它铁路平面控制网衔接地段应与其控制点联测,联测控制点数不应少于2个。 5.3.4 CP?控制网采用导线测量时,除应符合本规范第3.3节的有关规定外,还应满足下列要求: 1 导线测量应起闭于CP?控制点,附(闭)合长度不应大于5km,平均边长400,600m。当附合导线长度超过规定时,应布设成结点网形。结点与结点、结点与高级控制点之间的导线长度不应大于规定长度的0.7倍。 2 CP?导线在线路起点、终点或与其它铁路平面控制网衔接地段应联测2个以上控制点。 5.4 线路高程控制测量 5.4.1 线路高程控制测量应按本规范第4章和表5.1.4的要求施测。 5.4.2 线路高程控制点沿线路布设,并与国家水准点联测,形成附合水准路线或闭合环。 5.4.3 高程控制点布设应符合下列规定: 1 高程控制点宜设在距线路中线50m,300m的范围内,一般地段每隔2km左右设置一个,重点工程(大桥、长隧)地段应根据需要增设水准点。 2 高程控制点可与CP?、CP?控制点共桩,但共桩点应符合水准点的埋设要求。在大型车站、长大桥梁、隧道等重点工程附近应设置水准点。 3 高程控制点应选在土质坚实、安全僻静、观测方便和利于长期保存的地方。 4 高程控制点的埋石和式样应符合本规范附录A的规定,并绘制点之记。 5.5 初测控制测量 5.5.1 初测平面控制测量应沿线路每10km左右布设一对GPS点,按四等精度要求施测。 5.5.2 专业勘测需要时,应布设初测导线。初测导线起闭于初测GPS点,并符合下列规定: 1 初测导线点应钉设木质方桩,必要时可用水泥包桩。 2 初测导线可采用GPS或全站仪测量。采用GPS测量时,按五等GPS网技术要求施测;采用全站仪测量时,按二级导线测量要求施测。 5.5.3 初测高程按五等高程测量要求施测,可采用水准测量、光电测距三角高程测量和GPS高程测量,并符合下列规定: 1 采用水准测量、光电测距三角高程测量时,应符合本规范第4章的有关规定。 2 采用GPS高程测量时,拟合长度不宜大于50km,联测的已知水准点不宜少于4个,采用多种拟合方法进行检核比较,并取1,2个已知高程点为检核点,高程较差不应大于10cm。 5.6 地形测量 5.6.1 地形测量宜采用摄影测量成图,其技术指标和精度应符合铁道部现行《新建铁路摄影测量规范》的规定。当采用全站仪数字化测图法、GPS RTK数字化测图法、经纬仪视距法等方法测图时,应符合本节规定。 5.6.2 地形等级应按表5.6.2的规定划分。 表5.6.2 地 形 等 级 表 地形等级 ? ? ? ? 地面坡度(?) <6 6,14 14,26 26以上 地面高差(m) <50 50,150 150,350 350以上 注:表内数据系指在一个测段内测图范围中的大部分地面坡度或高差而言,地面坡度与高差有矛盾时, 一般以地面坡度为主。 5.6.3地形图的基本等高距应符合表5.6.3的规定。 表5.6.3 地形图的基本等高距 地形图比例尺 1:500 1:1000 1:2000 1:5000 1:10000 基本等高距(m) 0.5;1 1;2 1;2 2;5;10 5;10 注:同一测区的同一种比例尺地形图,宜采用同一种基本等高距。 5.6.4 地物点在图上的点位中误差不应大于表5.6.4的规定。 表5.6.4 点位中误差表 地形图比例尺 点位中误差(mm) 1:500、1:1000 1.6 1:2000 ?、?级地形:1.0;?、?级地形:1.2;困难时:1.6 1:5000、1:10000 ?、?级地形:0.5;?、?级地形:0.8;困难时:1.2 5.6.5 高程注记点、等高线的高程中误差不应大于表5.6.5的规定。 表5.6.5 高程注记点和等高线的高程中误差表 地形等级 ? ? ? ? 误差类别 高程注等高线高程注等高线高程注等高线高程注等高线比例尺 记点(m) (m) 记点(m) (m) 记点(m) (m) 记点(m) (m) 1:500 0.20 0.25 0.40 0.50 0.60 0.75 0.80 1.00 1:1000 0.40 0.50 0.60 0.75 0.80 1.00 1.20 1.50 1:2000 0.60 0.75 0.96 1.20 1.60 2.00 2.00 2.50 1:5000 0.90 1.00 1.20 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50 1:10000 1.20 1.50 2.00 2.50 3.2 4.00 4.80 6.00 注:隐蔽和困难地区,可按上表规定放宽到1.5倍。 5.6.6 地形图图例符号应符合现行国家测绘局图式和铁道部铁路工程制图符号标准的规定。 5.6.7 地形点的分布及密度,应能反映地形、地貌的真实情况,满足正确插入等高线的需要。高程注记点的高程取至分米。 5.6.8 图根点可用导线法、光电支导线法和GPS RTK法测设,起闭于初测导线点或GPS点,点位中误差不大于图上0.1mm,高程中误差不大于基本等高距的1/10。 5.6.9 在测站上作业前,应核对后视点的距离和高程,并应重测前站所测的明显地物点或数个测点进行检查。观测时间较久及移站前均应检查后视方向。 5.6.10 全站仪数字化测图应符合下列规定: 1 仪器对中误差不得大于5mm。仪器高和棱镜高应量至厘米。 2 数据采集开始前和结束后,应对后视点的距离和高程进行检核,距离较差不应大于 -30.1×测图比例尺分母×10(m),高程较差不应大于1,6基本等高距。检测结果超限时,本站已测的碎部点必须重测。 3 观测距离应符合表5.6.10的规定。 表5.6.10 全站仪测图最大观测距离(m) 测图比例尺 1:500 1:1000 1:2000 1:5000 1:10000 观测距离 240 360 600 900 1200 4 数据采集编码宜采用“地形码+信息码”的形式。 5.6.11 GPS RTK数字化测图应符合下列规定: 1 求解转换参数的高等级控制点应大于4个,并应包含整个测图区域,均匀分布于周围。 2 数据采集开始前,宜检测1个以上不低于图根精度的已知点。平面较差不应大于图上0.2mm,高程较差不应大于基本等高距的1/5。 3 根据测图比例尺的精度要求在GPS控制器上设置精度指标,当点的精度满足精度指标时存储测量点成果。 4 在测量记录各个点时,应输入测量点的属性(点号、代码),必要时现场绘制草图,标明点的连接关系。 5.6.12 采用经纬仪测图时,仪器的设置及测站上的检查应符合下列规定: 1 仪器对中偏差,不应大于图上的0.05mm。 2 以较远的一点标定方向,其他点进行检核。经纬仪归零差不应大于4′。 3 采用经纬仪配量角器测图,当定向边长在图上小于10cm时,应延长定向边长。 4 观测地形点的竖直角不应大于30?,观测距离应符合表5.6.12的规定。 表5.6.12 视距法测距最大观测距离(m) 测图比例尺 竖直角<12? 竖直角?12? 1:500 100 80 1:1 000 200 150 1:2 000 350 300 1:5 000 400 350 5.6.13 地形测绘的内容应符合下列规定: 1 三角点、GPS点、导线点和水准点应测出其位置并注明编号及高程。 2 各类建筑物应分别测绘。当距离线路较远,定线不可能穿过密集的建筑物时,可只绘出总外廓,但主要街区和通道要表示。 3 省、县、乡等行政区划界线。 4 树林、竹园、果园、菜园、稻田、旱地、荒地、苗圃等各种植被及其他地类界。 5 铁路、公路、大车路、小路并注明去向,铁路、公路并应注明公里标的位置及里程。 6 各种电力线、通信线、管线、电缆及各种栅栏、地下管线、检修井等。 7 池塘、沟渠、河流(注明河名、流向及通航情况)、泉、井、水库、沼泽、桥梁、虹吸管、提灌设备等。 8 明显的不良地质分界线和坟地范围。 9 村镇名称、地名、道路、主要单位及国家规定的文物保护单位、自然保护区。 10 其他各种地貌、地物,当不能按实际情况测绘时,均按规定图例描绘。 11 使用航测地形图时,应按上述内容进行现场核对、修正,必要时应进行现场补测。 5.6.14 地形图平面和高程精度的检查和质量评定应符合下列规定: 1 地物点在图上的点位中误差应符合表5.6.4的规定。 2 检查时点位中误差应按(5.6.14,1)、(5.6.14,2)式计算: 1)当用高精度方法检查时: 2,,s (5.6.14,1) m,,sn 2)当用同等精度方法检查时: 2,,1s (5.6.14,2) ,,ms2n 式中 —检测时点位中误差 (mm); ms —高精度检查点位与图上同名点位较差 (mm); ,h —同精度检查点位与图上同名点位较差 (mm); ,1h n —同一地面横坡的检查点数。 3 等高线高程中误差应符合表5.6.5的规定。检查时高程中误差应按(5.6.14,3)、(5.6.14,4)式计算: 1)当用高精度方法检查时 2,,h (5.6.14,3) m,,hn 2)当用同等精度方法检查时 2,,h1 (5.6.14,4) m,,h2n 式中 —检测时高程中误差 (m); mh —高精度检查点的高程与图上内插高程之差 (m); ,h —同精度检查点的高程与图上内插高程之差 (m); ,1h n —同一地图横坡的检查点数。 5.7 中线测量 5.7.1 线路中线测量前,应检查测区平面和高程控制点分布情况。如控制点精度和密度不能满足中线测量需要时,平面应按五等GPS或一级导线、高程按五等水准测量精度要求加密。 5.7.2 线路控制桩、中线桩、地形图、平面控制点和导线点应采用同一分度带和同一坐标系统。 5.7.3 线路控制桩测量应符合下列规定: 1 线路控制桩可采用极坐标法、GPS RTK法和拨角放线法测设,并钉设方桩及标志桩。 2 控制桩间宜通视,桩间距离宜为200,400m,困难时不应小于100m,并应设在便于置镜的地方。 5.7.4 中线测量应符合下列规定: 1 新建铁路应注明与既有铁路接轨站的里程关系。 2 中线上应钉设公里桩和加桩。直线上中桩间距不宜大于50m,曲线上中桩间距不宜大于20m。如地形平坦且曲线半径大于800时,圆曲线内的中桩间距可为40m。在地形变化处或设计需要时,应另设加桩。 3 断链宜设在百米标处,困难时可以设在整10m桩上。不应设在车站、桥梁、隧道和曲线范围内。 4 隧道顶应按专业要求加桩。 5 新建双线铁路在左右线并行时,应以左线钉设桩橛,并标注贯通里程。在绕行地段,两线应分别钉桩,并分别标注左右线里程。 6 中桩桩位限差为: 纵向 S/2000 + 0.1(S为转点至桩位的距离,以m计); 横向 10cm。 7 中桩高程可采用光电测距三角高程测量、水准测量或GPS RTK测量。中桩高程宜观测两次,两次测量成果的差值不应大于10cm。 5.7.4 全站仪中线测量应符合下列要求: 1 中线测量应采用?级及以上测距精度的全站仪进行施测。 2 线路控制桩应从平面控制点直接测设。特殊困难条件下,可从平面控制点上发展附合导线或支导线。支导线边数不应超过一条。 3 线路控制桩应观测一测回,取其平均值,计算测点实测坐标,以便中线加桩测量。 4 线路控制桩的距离和竖直角观测限差应符合表5.7.4的规定。 表5.7.4 距离和竖直角观测限差 同一测回各竖直角测测距仪 测距中误差 测回间读数竖直角指标往返测平距次读数互差 回间较差精度等级 (mm) 互差(mm) 差较差(″) 较差(mm) (mm) (″) ?、? ,5 5 7 10 10 2m D ? 5~10 10 15 5 采用极坐标法测量中桩时,应直接从平面控制点、加密控制点或线路控制桩上测设,测设距离不宜大于500m。 5.7.5 GPS RTK中线测量应符合下列要求: 1 基准站应设于平面控制点上。 2 求解基准转换参数时,公共点平面残差应控制在1.5cm以内,高程残差应控制在3cm以内。 3 放线作业前,几台流动站都应对同一个已知点进行测量并存储,平面互差应小于1.5cm,高程互差应小于3cm。 4 重新设置基准站后,应对最后两个中线控制桩进行复测并记录,平面互差应小于2.5cm,高程互差应小于5cm。 5 测设中线控制桩时,计算点位与实测点位的坐标差值应控制在1cm以内。测设中桩时应控制在5cm以内。当控制桩和中桩分别测设并且还没有进行控制桩测设时,应复测并记录上一次测设的最后两个中桩,点位互差应小于15cm,高程互差应小于10cm。 6 测设中线控制桩时,点位理论坐标与实测坐标差应控制在1cm以内。测设中桩时应控制在5cm以内。 7 中线测量完成后,应输出下列成果: 1)每个点的三维坐标; 2)每个点的平面高程精度; 3)每个放样点的横向偏差和纵向偏差。 5.7.6 拨角放线法测设曲线中桩需要另行设置转点时,应用2测回定点,并钉设转点方桩。当转移置镜点多于1个时,应与曲线控制桩闭合,其闭合点位误差的限差不应超过5cm。 5.8 横断面测量 5.8.1 横断面施测宽度和密度,应根据地形、地质情况和设计需要确定。横断面间距一般不大于100m,并应在公里桩、曲线控制桩、线路纵横向地形明显变化处测绘横断面。在大中桥头、隧道洞口、挡土墙等重点工程地段及不良地质地段,应按专业设计要求布测。 5.8.2 横断面测量在条件许可时应优先采用航测法。当采用全站仪法、GPS RTK法、水准仪绳尺法、经纬仪绳尺法、经纬仪视距法施测时,其检测限差应按下列公式计算: 高差 L/1000+h/100+0.2 (m) 距离 L/100+0.1 (m) 式中 h—检测点至线路中桩的高差(m); L—检测点至线路中桩的水平距离(m)。 5.8.3 采用航测法测量横断面,应执行铁道部现行《新建铁路摄影测量规范》的规定,并进行现场核对。对隐蔽地区进行补测修正。断面点距离限差为?0.3m,高差限差为?0.35m。 5.9 专项调查测量 5.9.1 对线路两侧工程影响范围内的给水、排水、燃气、电力、通信等管线进行详细调查,内容包括:管线类型、性质、走向、用途、材料、直径及附属设施、产权单位等。 5.9.2 对跨线建筑物,应调查所有人、用途、材料(电力线还应调查电压),测量最低点距地面的高度,实测平面位置并绘制于线路平面图上。 5.9.3 设置立体交叉及改移道路地段,应调查现有道路等级、路面材料及其所属单位。对地形困难、工程复杂者或三级以上的公路应现地钉桩,实测平、纵、横断面并填绘地质资料。 5.9.4 施工取土坑、弃土堆、施工便道和附属工程所占用的农田,应进行实地调查测绘,并应标记农田的类别(水田、旱地、果园、菜地等)及所属的乡或村分界线。 5.9.5 施工需要拆迁的建筑物,应进行实地调绘,并列表填写建筑物类别、数量及所属单位等。建筑物的面积可用皮尺丈量。 5.9.6 测量精度按专业设计要求确定。 5.10 施工复测 5.10.1 施工前,建设单位应组织设计单位向施工单位移交测量成果资料和现场桩橛,并履行交接手续,监理单位应按有关规定参加交接工作。 1 交接的主要测量成果资料如下: 1)CP?、CP?控制点成果表及点之记。 2)水准点成果表及点之记。 3)测量技术报告。 2 需交接的桩橛如下: 1)CP?、CP?控制桩。 2)水准点桩。 5.10.2 施工单位接桩后,应对CP?、CP?控制点和水准点进行复测,并遵循如下原则: 1 编写复测工作技术方案或技术大纲。 2 复测采用的精度等级、方法、仪器等级应与原控制测量相同。 3 复测前应检查标石的完好性,对丢失和破损较严重的标石应按原测标准用同精度内 插方法恢复或增补。 4 复测较差符合规定要求时,采用原测成果。当较差超限或需增补新点时,应在提交的复测成果中说明。 5 复测较差超限时,应重新复测,并分析、确认采用成果。 5.10.3 采用GPS法复测CP?、CP?控制点,满足相应等级精度规定后,应进行复测与原测相邻点间约束平差后三维或二维坐标差之差的相对精度统计,按(5.10.3-1),(5.10.3-4)式计算,并符合表5.10.3的规定。 ?X=(X –X) –(X –X) (5.10.3-1) 复原ijjiji ?Y=(Y –Y) –(Y –Y) (5.10.3-2) 复原ijjiji ?Z=(Z –Z) –(Z –Z) (5.10.3-3) 复原ijjiji 222XYZ,,,,,,,dijijijs (5.10.3-4) ,ss ds式中 — 相邻点间坐标差之差的相对精度; s ?X,?Y— 相邻点i与j间三维或二维坐标差之差(m); ijij ?Z— 相邻点i与j间三维坐标差之差,当统计二维坐标差之差的相对精度时该值为ij 零(m)。 表5.10.3 相邻点的相对精度和坐标较差的限差 控 制 网 等 级 相邻点的相对精度限差 坐标较差限差(mm) 二等 1/130 000 30 三等 1/80 000 30 CPI 30 四等 1/50 000 CP? 20 五等 1/20 000 25 5.10.4采用导线法复测CP?控制点,满足相应等级精度规定后,应进行比较,并符合表5.10.4的规定。 表5.10.4 导线复测较差 控制网 等级 水平角较差(″) 边长较差(mm) CP? 四等 7 2m 2D CP? 一级 11 2m 2D 注:m为仪器标称精度 D 5.10.5 水准点间的复测高差与原测高差之较差应符合本规范表4.2.1的规定。 5.10.6 施工需要移设或增设平面控制点、水准点时,其点位设置、测量方法及精度应符合相应等级的规定。 5.10.7 横断面复核的间距应根据地形情况和控制土石方数量的需要而定,填挖零点应测绘断面。测量精度和要求应符合本规范第5.8节的规定。 5.11 路基施工测量 5.11.1 路基施工放样的边桩可根据地形情况,采用断面法、逐渐接近法、全站仪法或GPS RTK测设,测设边桩的限差为10cm。 5.11.2 挡土墙、护坡等工程的施工放样,应符合设计要求。结构尺寸误差、基底及顶部高程误差均不应大于5cm。 5.11.3 地基加固工程施工放样应符合下列规定: 1 地基加固范围施工放样可在恢复中线的基础上采用横断面法、极坐标法或GPS RTK法施测。 2 地基加固工程中各类群桩基础的桩位,应根据设计要求在已测设的地基加固范围内布置,一般采用横断面法测设,相邻桩位距离限差不大于5cm。 5.11.4 桩-板结构路基施工放样应符合下列规定: 1 桩位及承载板平面控制点的线路纵、横向中误差不大于20mm; 2 桩顶及承载板高程控制点的高程中误差不大于5mm。 3 桩-板结构路基平面控制测量可采用GPS测量、导线测量,并应符合第3章的规定。 4 桩-板结构路基高程控制测量可采用水准测量和光电测距三角高程测量,并应符合第4章的有关规定。 5.12 轨道施工测量 5.12.1 铺轨前应进行线下工程竣工测量,包括中线测量、构筑物测量(隧道限界、桥梁墩台高程等)和路基横断面测量。 5.12.2 线下工程高程竣工测量时,应将水准点(含施工增设的水准点)按原测精度移设于接近线路的稳固建筑物或岩石上。无条件时,可结合线路中线控制基桩埋设永久性水准点,其设置应符合本规范附录A的规定。水准点应每隔1,2km设置一个,并绘制水准点平面示意图及位置说明。 5.12.3 线下工程竣工测量完成后,建设单位应组织施工单位、监理单位进行验收并现场复测,办理交接手续。 5.12.4 线下工程验收合格后,由轨道铺架施工单位按本规范表5.1.3的要求建立铺轨基桩控制网CP?。 5.12.5 铺设有砟轨道地段的CP?控制点距线路中线的距离一般为2.5,4m,间距为150m,200m。曲线上应按CP?精度要求,在CP?点间每隔60m左右设置加密基桩。曲线控制点、变坡点以及竖曲线起终点处应设加密基桩。控制点埋设应符合本规范附录A的规定。 5.12.6 铺设无砟轨道地段的CP?控制点应布设在线路两侧,每隔60m左右设一对,控制点埋设应符合本规范附录A的规定。 5.12.7 设计行车速度200km/h无砟轨道的CP?控制点测量参照《高速铁路工程测量规范》有关规定执行。160km/h及以下无砟轨道的CP?控制点测量精度应符合本规范表5.1.3和表表5.12.7-1、表5.12.7-2的要求。 表5.12.7-1 CP?控制网边角交会测量要求 设计行车速度(km/h) 可重复性测量精度(mm) 相对点位精度(mm) 200 2.8 1 ?160 5 2 表5.12.7-2 CP?控制网高程测量要求 测量等级 设计行车速度(km/h) 点间距(m) 有砟轨道 无砟轨道 200 四等 - 150~200 ?160 五等 四等 5.12.8 CP?控制点测定后,应根据CP?控制点进行线路中线测量。中线位置应满足路基宽度、桥梁和隧道等建筑限界的要求。 5.12.9 线路中线桩的测设,直线地段每25m一个,曲线地段每10m一个。曲线控制点、道岔中心、变坡点、竖曲线起终点、立交桥中心、桥涵中心、大中桥台前及台尾、隧道进出口、隧道内断面变化处、车站中心、支挡工程的起终点和中间变化点、道砟厚度变化点、跨越线路的电力线、通信线和地下管线中心等处均应设置加桩。 5.12.10 铺轨前,应进行道岔定位测量,并应符合下列要求: 1 道岔基本轨前端、尖轨尖、岔心、辙叉理论中心和辙叉跟应以CP?控制点测设。 2 道岔测设值与设计值较差应满足:距离限差?4mm,高差的限差?4mm。 5.12.11 铺轨平面测量应满足下列要求: 1 直线上应利用CP?控制点进行轨道铺设控制测量,点位横向误差的限差每150m不应超过5mm。采用10m弦长的轨向偏差不应超过3mm。 2 曲线上可利用CP?控制点和加密基桩进行轨道铺设控制测量。轨道曲线静态圆顺度应符合表5.12.11的要求。 表5.12.11 轨道曲线静态圆顺度(mm) 实测正矢与计算正矢差 曲线半径 圆曲线正矢圆曲线最大最小正矢差 (m) 连续差 缓和曲线 圆曲线 800,R?1600 3 4 4 7 1600?R?2800 2 3 4 6 2800?R?3500 2 3 4 5 R >3500 1 2 3 4 弦长 20 m 5.12.12 铺轨时竖曲线测量应符合下列要求: 1 在竖曲线里程范围内,直线上以左轨、曲线以内轨为基准线在钢轨上每5m标注一个里程点; 2 计算每个里程点的设计高程,曲线外轨应加上设计超高值; 3 用中平法测量每个里程点的高程,应在一个测站上完成整个竖曲线的测量; 4 竖曲线范围内里程点的高程与设计值之差应小于?3 mm。 5.13 竣工测量 5.13.1 线路轨道铺设完成后,应进行线路中线测量、高程测量,贯通全线的里程和高程。 5.13.2 线路中线贯通测量时,线路中线应与桥、隧建筑物中线相吻合。在有桥梁、隧道的地段,应从桥梁、隧道的中线向两端引测贯通。贯通后的线路中线位置应符合路基宽度和铁路建筑限界的要求。 5.13.3 线路中线贯通测量的加桩设置,应满足编制竣工文件的需要。直线上每50m,曲线上每20m应设置一个加桩。曲线起终点、道岔中心、变坡点、竖曲线起终点、立交道中心、桥涵中心、大中桥台前及台尾、隧道进出口、隧道内断面变化处、车站中心、支挡工程的起终点和中间变化点、道砟厚度变化点、跨越线路的电力线、通信线和地下管线中心等处均应设置加桩。 5.13.4 横断面竣工测量时,路基宽度不得小于设计宽度;侧沟、天沟的深度、宽度与设计值之差不得大于5cm;路堤护道宽度与设计值之差不得大于10cm。对不符合要求且误差超限者应进行修整。 5.13.5 线路中线贯通测量的方法和精度要求,应符合本规范第5.7节的有关规定。但路基高程误差和曲线横向闭合差,均不应大于5cm。 5.13.6 根据用地界宽度埋设地界桩。在直线上每200m、曲线上每40m、缓和曲线起终点及地界宽度变化处的两侧用地界上均应埋设地界桩。 5.13.7 线路轨道竣工测量应在线路轨道锁定后进行。直线线路轨道竣工测量应采用轨道尺测量右股钢轨至铺轨基桩的距离及两股钢轨间的轨距。曲线线路轨道竣工测量除用轨道尺测量右股钢轨至铺轨基桩的距离外,还应测量两股钢轨的加宽量和外轨与内轨的超高量。 5.13.8 全线竣工后,施工单位应向运营管理单位交接下列资料: 1 线路平、纵断面图; 2 构筑物的竣工图; 3 各种测量资料、桩橛。桩橛包括:CPI点、CPII点、水准点、铺轨运营控制基桩(CP?)等。 6 隧道测量 6.1 一般规定 6.1.1 隧道平面控制网应根据隧道长度、贯通精度要求,结合线路控制网建立。线路控制网精度满足贯通精度要求时应在线路控制网上扩展。线路控制网精度不能满足贯通精度要求时应建立隧道施工独立坐标系的独立控制网,施工独立坐标系应以隧道平均高程面为基准面,取隧道平均经度为中央子午线,坐标轴选取应以施工使用方便为原则。 6.1.2 平面控制测量应结合隧道长度、平面形状、辅助坑道位置以及线路通过地区的地形和环境条件等,可采用GPS测量、导线测量、三角形网测量及其综合(补充条文中说明)测量方法。 高程控制测量可采用水准测量、光电测距三角程高程测量。 6.1.3 洞外控制测量应在隧道开挖前完成。 6.1.4 隧道两相向开挖洞口施工中线在贯通面上的横向和高程贯误差应符合表6.1.4的规定。 表6.1.4 隧道贯通误差规定(mm) 项 目 横向贯通误差 高程贯 通误差 相向开挖隧道长度(km) <4 4,7 7,10 10,13 13,16 16,19 19,20 洞外贯通中误差(mm) 30 40 45 55 65 75 80 18 洞内贯通中误差(mm) 40 50 65 80 105 135 160 17 洞外洞内综合贯通中误差(mm) 50 65 80 100 125 160 180 25 贯通限差(mm) 100 130 160 200 250 320 360 50 注:1本表不适用于利用竖井贯通的隧道。 2相向开挖长度大于20km的隧道应作特殊设计。 3 表中隧道长度范围m,n是指大于m,小于或等于n。 6.1.5 隧道长度大于1500m时,应根据横向贯通误差进行平面控制网设计,估算洞外控制测量产生的横向贯通误差影响值,并进行洞内测量设计。 水准路线长度大于5000m时,应根据高程贯通中误差进行高程控制网设计。 6.1.6 洞外控制网与线路控制网的联结应符合下列规定: 1 当线路控制网(CPI、CPII)精度满足隧道控制测量要求时,应在线路控制网基础上扩展加密,建立隧道控制网。 2 当线路控制网精度不能满足隧道控制测量要求时,应建立隧道独立控制网,并与两端线路控制网联测,处理好与隧道两端线路控制网的衔接。 3 洞外高程控制测量应从隧道一端的勘测高程点联测至另一端的勘测高程点。 6.1.7 洞外控制网的布设应符合下列规定: 1 洞外平面控制网应沿两洞口连线方向布设成多边形组合图形,构成闭合检核条件。 2 控制点应布设在视野开阔、通视良好、土质坚实、不易破坏的地方。 3 视线应超越和旁离障碍物1m以上。通过水田、沙滩时,应适当增加视线高度。 4 测站和觇标场地应清理和平整,以利于观测。 5 除水准点可在稳固的基石上刻凿外,其余控制点均应埋设混凝土包金属标志。 6.1.8 洞口控制点布设除应符合本规范第6.1.7条规定外,还应符合下列要求: 1 每个洞口平面控制点布设应不少于3个,高程控制点不少于2个。 2 用于向洞内传递方向的洞外联系边不宜小于300m。 3 洞口平面控制点应便于向洞内引测导线。 4 GPS控制网进洞联系边最大俯仰角不宜大于5?,导线网、三角形网的不宜大于15?。 5 洞口GPS控制点应方便用常规测量方法检测、加密、恢复和向洞内引测。洞口子网各控制点间应尽量通视。 6 洞口附近的高程控制点应尽可能与隧道洞口等高,两水准点间高差以水准测量1,2站即可联测为宜。 6.1.9 利用原控制点作第二次设站观测或根据原控制点增设新点时,应对原控制点进行检测,检测较差应符合下列规定: 1 平面控制点角度、边长检测较差的限差应按下式计算: 22fmm=2, (6.1.9) 限12 式中 m、m—分别为原测、检测的测边或测角中误差。 12 2 高程控制点间高差检测应符合本规范表4.2.1的规定。 当检测与原测成果较差满足限差要求时,采用原测成果;不满足限差要求时,应分析超限原因。确因点位位移,应逐级检测至稳定控制点。 6.2 控制网精度设计 6.2.1 相向开挖隧道的洞外、洞内控制测量误差对贯通误差的影响值应符合本规范表6.1.4的规定。 6.2.2 隧道测量精度设计应符合下列要求: 1 根据洞外允许横向贯通中误差,结合实际布网条件,按近似估算公式估算贯通误差,设计洞外平面控制网的精度等级。 2 根据洞外控制测量精度,按严密估算公式估算贯通误差,验算洞外控制测量的横向 贯通误差影响值是否满足规定。 3 根据洞口不同控制点组合估算的横向贯通误差,选择引测进洞的联系边。 4 根据洞内允许横向贯通误差,按近似估算公式设计洞内导线测量精度。 5 高程控制网测量设计应根据勘选的地表高程路线长度和洞内贯通长度,按高程贯通误差估算公式分别估算洞外、洞内高程贯通误差。施测前设计确定洞外高程测量精度。施测后按洞外高程测量平差精度验算的高程贯通误差影响值应满足允许贯通误差的规定。 6.2.3 隧道控制测量设计要素可按表6.2.3-1和表6.2.3-2选用。 表6.2.3-1 平面控制测量设计要素 洞口联系边方向测角中误差测量部位 测量方法 测量等级 适用长度(km) 边长相对中误差 中误差(″) (″) 一 6,20 1 1/250000 GPS 二 4,6 1.3 1/180000 测量 三 <4 1.7 1/100000 8,20 1/200000 二 1.0 6,8 1/100000 导线 三 4,6 1.8 1/80000 测量 洞外 四 1.5,4 2.5 1/50000 8,20 1/200000 二 1.0 三角 6,8 1/150000 测量 三 4,6 1.8 1/100000 四 1.5,4 2.5 1/50000 二 9,20 1.0 1/100000 隧道2等 6,9 1.3 1/100000 导线 洞内 三 3,5 1.8 1/50000 测量 四 1.5,4 2.5 1/50000 一级 ,1.5 4.0 1/20000 表6.2.3-2 高程控制测量设计要素 测量部位 测量等级 两开挖洞口间高程路线长度(km) 每千米高程测量偶然中误差(mm) 二 ,36 ?1.0 三 13,36 ?3.0 洞外 四 5,13 ?5.0 五 ,5 ?7.5 二 ,32 ?1.0 三 11,32 ?3.0 洞内 四 5,11 ?5.0 五 ,5 ?7.5 6.2.4 GPS控制测量误差引起的隧道横向贯通中误差可按下列方法估算: 1 控制测量前,应按(6.2.4-1)式估算测量设计时的验前横向贯通中误差。 ,cosL,m,cosL,mC,J,22222JC()() (6.2.4-1) M,m,m,,JC,, 式中 m、m—进出口GPS控制点的Y坐标误差; JC L、L—进出口GPS控制点至贯通点的长度; JC m、m—进出口GPS联系边的方位中误差; αJαc θ、φ—进出口控制点至贯通点连线与贯通点线路切线的夹角。 2 控制测量后,应按(6.2.4-2)式估算控制测量的验后横向贯通中误差。 22222 (6.2.4-2) M,,cos,,,sin,,,sin2,FFxyF,,,x,y 式中 σ、σ、σ—由进出口推算至贯通点的x、y坐标差的方差和协方差; ΔxΔyΔxΔy α—贯通面方位角。 F 6.2.5 导线网、三角形网误差引起的横向贯通中误差可按下列方法估算: 1 控制测量前,应按(6.2.5-1)式估算测量设计时的验前横向贯通中误差。 22M,m,m (6.2.5-1) ,yyl m按(6.2.5-2)式计算: yβ m,2 (6.2.5-2) m,,Ryx,,, m按(6.2.5-3)式计算: yl m2lm,,d (6.2.5-3) ylyl 式中 m—测角误差影响在贯通面上的横向中误差(mm)。 yβ m—测边误差影响在贯通面上的横向中误差(mm)。 yl m—控制网设计的测角中误差(″)。 β Rx—控制网邻近两洞口连线的一列测边上的各点至贯通面的垂直距离(m)。 m/l—控制网设计的边长相对中误差。 l d—控制网邻近隧道两洞口连线的一列测边在贯通面上投影长度(m)。 y 2 控制测量后,应按(6.2.4-2)式估算控制测量的验后横向贯通中误差。 6.2.6 采用三角形网进行条件平差时,控制测量误差引起的验后横向贯通中误差可按(6.2.6-1)式计算: 22M,M,M (6.2.6-1) rb 式中 M—由于方向测量误差影响产生在贯通面上的横向中误差(mm); r M—由于起始边测量误差影响产生在贯通面上的横向中误差(mm)。 b 1 M应按下式计算: r m1rM, (6.2.6-2) rP,,, 式中 m—方向观测中误差(″),可在平差计算成果中摘取; r ρ—206265(″); 1/P—平差后求得的方向测量误差对横向贯通误差影响的权倒数。 φ 2 M应根据控制网起始边布设方式按(6.2.6-3)、(6.2.6-4)式计算。 b 1)当控制网布设一条起始边时: mb (6.2.6-3) Mycyj,(,)bb 式中 yc、y—三角锁出口、进口控制点C和J的横坐标(m); J m/b—起始边边长相对中误差。 b 2) 当控制网布设两条起始边时: 2222M,Fm,Fm (6.2.6-4) bb1b1b2b2 式中 m、m—起始边边长中误差(mm); b1b2 F、F—起始边边长误差对贯通精度的影响系数,可从条件平差表格中直接摘取。 b1b2 6.2.7 洞外、洞内高程控制测量误差产生的高程贯通中误差应按(6.2.7)式计算: (6.2.7) M,mL,h, 式中 m—每千米水准测量偶然中误差(mm); Δ L—洞外或洞内高程路线长度(km)。 6.3 洞外GPS测量 6.3.1 GPS平面控制网的布设除应满足本规范第6.1.7、6.1.8条要求外,还应符合下列规定: 1 GPS控制网应由洞口子网和子网之间的联系主网组成。洞口子网一般应布设成大地四边形,四点应通视,联系边应为直接观测边,联系网宜在不同时段进行观测。当洞口子网采用GPS测量困难时,可测量一条GPS定向边,洞口子网的其他控制点可采用全站仪测量。 2 布网时,应将选定的施工独立坐标系坐标原点和X轴方向点纳入GPS控制网。 6.3.2 GPS测量应根据本章6.2节确定的测量精度等级,按本规范第3.2节的要求施测。 6.3.3 GPS控制网施测完成后,应用全站仪检测洞口子网控制点间的距离和角度。检测距离应投影到与GPS控制测量相同投影面后进行比较,距离较差的限差可按GPS接收机和全站仪的仪器标称精度计算,距离较差的限差可按GPS接收机和全站仪标称精度计算。角度检测应顾及垂线偏差的影响,角度较差的限差可按该等级GPS网方位中误差的22倍计。角度和距离超限时应分析原因,做出相应处理。 6.3.4 估算GPS控制测量误差对横向贯通误差的影响值时,联系边的方位角精度小于1.0″时按1.0″计。GPS控制测量误差对贯通误差的影响值应符合本规范表6.1.4的规定。 6.4 洞外导线测量 6.4.1 导线控制网布设除应满足本规范第6.1.7条、6.1.8条的规定外,还应符合下列要求: 1 导线网应布设成多边形闭合环,每个导线环由4,6条边构成,导线网图形应简单。 2 导线边长应根据隧道长度和辅助坑导的数量及分布情况,结合地形条件和仪器测程确定,宜采用长边。 6.4.2 控制网观测应选择在成像清晰稳定的时间内进行。在地形和地面条件复杂、旁折光影响较大的地方,应选择最有利的观测时间观测。 6.4.3 导线测量应根据本章6.2节确定的精度等级,按本规范第3.3节的规定执行。 6.4.4 水平角方向观测应符合本规范表3.3.5的规定。限差超限时,应按本规范第3.3.6规定重测。 6.4.5 导线环角度闭合差的限差应按(6.4.5)式计算: (6.4.5) f,2mn,限 式中 m—测量设计的测角中误差(″) n—导线环的内角个数。 6.4.6 导线测角中误差应按本规范(3.3.7)式估算。计算的测角中误差应符合测量设计的精度要求。 6.4.7 导线网平差计算应符合下列规定: 1 二、三、四等导线网采用严密平差计算,一级导线可以采用近似平差计算。 2 严密平差时,导线网的角度和边长观测值的权应按(6.4.7)式计算: 1P,,,,2m (6.4.7) ,,P,D2,mD, 式中 m—按本规范(3.3.7)式计算的导线网测角中误差,也可采用实测的统计值; β m—控制网边长中误差。 d 6.4.8 内业计算后,应提交以下测量资料: 1 导线平差计算及精度评定成果; 2 线路曲线要素计算、线路里程推算及断链计算成果; 3 隧道洞口中线放样计算及进洞关系计算成果等。 6.5 洞外高程测量 6.5.1 洞外高程控制测量应根据本章6.2节确定的精度等级,按本规范第4章的规定执行。二等高程控制测量应采用水准测量,三等及以下可采用水准测量或三角高程测量。 6.5.2 水准测量应按全隧道所有测段的往返高差计算测量精度。光电测距三角高程测量应按所有双导线环的闭合差计算测量精度。 6.5.3 高程测量路线的选布应满足下列要求: 1 二、三等水准路线一般应沿隧道进出口间的公路或车马道勘选。若无上述道路而绕行较远时,也可沿越岭人行小路勘选。 2 四等及以下高程路线应首先按三角高程导线沿越岭道路勘选。采用水准测量时,宜沿公路、车马道和人行小路结合外业工作量比较勘选。 3 三角高程测量路线应避开大面积水域、荒漠、公路、铁路等,以减小气差的影响。 6.5.4 各等级水准测量的限差应符合本规范表4.2.1规定。山区水准测量平均每千米单程测站大于25站时,测段往返测高差不符值应符合表6.5.4的规定。 表6.5.4 往返测高差不符值的限差(mm) 水准测量等级 测段往返测高差不符值限差 二 n0.8 三 n2.4 四 n4.0 五 n6.0 。 注:表中n为两水准点间单程测站数 6.6 洞内导线测量 6.6.1 洞内导线应从测量设计确定的洞外联系边引入,洞内洞外平面控制网宜以边连接。洞内导线的布设应符合下列要求:(条文说明中补充两条联系边进洞要求) 1 洞内导线边长应根据测量设计确定。 2 洞内导线应布设成多边形闭合环,每个导线环由4,6条边构成。长隧道宜布设成交叉双导线,以增加网的内部检核条件、提高网的可靠性。 3 导线点应布设在施工干扰小、稳固可靠、便于设站的地方,点间视线应旁离洞内设施0.2m以上。 6.6.2 导线测量前,应按本规范第6.1.9条的要求检测洞口控制点。 6.6.3 导线测量应根据本章6.2节确定的精度等级,除按本规范第3.3节的规定执行外,还应符合下列要求: 1 洞口站测角工作宜在夜晚或阴天进行。 2 完成规定测回数一半后,仪器和反射镜均应转动180?重新对中整平,再观测剩余测回数。 3 目标应有足够的明亮度,受光均匀、目标清晰,避免光线从旁侧照射目标。 6.6.4 洞内导线边长测量除应满足本规范第3.3.8条、第3.3.9条要求外,还应满足下列要求: 1 充分通风、避免尘雾。 2 反射镜有适度照明。 3 仪器和反射镜面无水雾。 6.6.5 洞内测量时,应采取安全可靠的防爆措施,必要时应采用防爆仪器进行观测。 6.6.6 洞内导线应随施工进度分期布设。建立新一期导线前,应按本章6.1.9条检测原有控制点。 6.6.7 单口掘进5km和10km左右时,可加测不低于6″级的陀螺定向边,以检核洞内导线。 6.6.8 内业计算应符合下列要求: 1 洞内导线起算坐标和方位角应采用测量设计时确定的进洞联系边测量成果。 2 洞内四等及以上导线平差应采用严密平差,一级导线可采用近似平差。 6.6.9 完成洞内导线平差计算后,应计算并测设开挖面附近的临时中线点,纠正施工中线。 6.7 洞内高程测量 6.7.1 洞内应每隔200,500m设置一对高程控制点。洞内高程测量应采用水准测量进行往返观测。 6.7.2 洞内高程测量应符合下列规定: 1 洞内高程测量的主要技术要求及观测限差应分别符合本规范表4.2.2、表4.2.6和表4.2.7的规定。 2 洞内高程测量应按本规范(4.1.2-1)式进行精度估算。 3 洞内高程测量成果的精度必须符合洞内高程测量设计要求的精度。 6.7.3 洞内高程控制点应结合地质条件、施工方法和施工进度进行定期复测。建立新一期高程控制点前,应按本规范6.1.9条检测起算高程点。 6.8 施工测量 6.8.1 洞内施工永久中线点应由导线测设,短隧道也可按中线法测设。永久中线点间距应符合表6.8.1规定。 表6.8.1 永久中线点间距 隧道中线测设 直线地段(m) 曲线地段(m) 由导线测设中线 150,250 100,200 独立中线法 不小于100 不小于50 临时中线点可由导线点或永久中线点增设。 6.8.2 施工中线测设应符合下列规定: 1 采用导线测设中线点,一次测设不应少于3个,并相互检核。 2 采用独立中线测设中线点,直线上应采用正倒镜法延伸直线;曲线上宜采用偏角法测设。 3 衬砌用的临时中线点宜每10m加密一点。直线上应正倒镜压点或延伸;曲线上可用偏角法测设。 4 掘进用的临时中线点可采用串线法延伸标定。串线长度直线段不大于30m,曲线段不大于20m。 5 全断面开挖的施工中线可先用激光导向,后用全站仪、光电测距仪测定。 6 采用上下半断面施工时,上半断面每延伸90,120m时应与下半断面的中线点联测,检查校正上半断面中线。 7 测设永久中线点和临时中线点时,水平角应按一级导线精度要求观测。距离测量宜采用光电测距仪变动反射镜高度测量两次,其较差在各等级仪器限差内时取平均值;钢尺量距时,精度不应低于1/5000。 6.8.3 洞内中线点宜采用混凝土包桩,严禁包埋木板、铁板和在混凝土上钻眼。设在顶板上的临时点可灌入拱部混凝土中或打入坚固岩石的钎眼内。 6.8.4 曲线隧道的导坑应根据隧道中线和横移距离,按一定密度计算导坑中线坐标,放设导坑中线,指导导坑开挖。 6.8.5 洞内高程测量应符合以下规定: 1 洞内高程测量应根据洞内已设的高程控制点引测加密。加密点可与永久中线点共桩。 2 采用光电测距三角高程进行测量时,宜变换反射器高测量两次或利用加密点作转点闭合到已知高程点上。 6.8.6 隧道洞内开挖测量应按下列要求进行: 1 每次钻爆前,应在开挖断面上标示隧道中线、轨顶高程线和开挖断面轮廓线。 2 在已开挖段,应即时测量开挖断面,绘制开挖断面图,测量断面间距不宜大于20m。 3 断面测量应优先采用自动断面仪法,也可采用全站仪极坐标法或断面支距法。 4 当采用支距法测量断面时,应按中线和外拱顶高程从上到下每0.5m(拱部和曲墙)和1.0m(直墙)间隔分别测量中线左右侧相应高程处的支距,并应考虑曲线隧道的中线内移值、设计加宽值、施工误差预留值。 5 仰拱断面测量,应从隧道中线向两侧边墙按0.5m间隔测量设计轨顶线至开挖仰拱底的高差。 6.8.7 衬砌测量应按以下要求进行: 1 立模前,应检查永久中线点或临时中线点位置及高程。检测与原测成果较差不应大于5mm。 2 检测合格后,在立模范围内放设不少于三个中线点及其横断面十字线方向,同时在断面上标定出拱架顶、起拱线和边墙底的高程位置。 3 立模后必须再一次检查校正模板。 6.9 竖井联系测量 6.9.1 竖井联系测量应包括井上井下趋近导线测量、竖井定向测量、高程传递测量、井上井下趋近水准测量。 6.9.2 竖井定向测量宜采用垂准仪和陀螺经纬(全站)仪联合定向、联系三角形定向、钻孔投点定向等方法。 6.9.3 高程传递测量宜采用钢尺(钢丝)法、光电测距仪导高法。 6.9.4 垂准仪与陀螺经纬(全站)仪联合定向测量应满足下列要求: 1 井上、井下定向测量应与井上、井下趋近导线测量连续进行。 2 井下陀螺经纬仪定向边不应少于2条,并应对井下定向边之间的角度进行检核。 3 垂准仪投点应符合下列规定: 1)垂准仪的支承台架与观测台应严格分离; 2)垂准仪的旋转纵轴应与棱镜旋转轴同轴,其偏心误差应小于0.2mm; 3)投点时,至少应分别在180?方向上两镜位对点。每一镜位至少应分别在180?方向上两镜位投点,取中确定投点位置,以减弱对点和投点误差。 4 陀螺经纬(全站)仪定向测量应符合下列规定: 1)陀螺经纬仪定向宜采用手动逆转点法、中天法等,也可采用半自动或全自动定向方法。每条定向边宜独立定向测量2次,每次定向不应少于3测回。一次定向精度不应低于20″; 2)从井上近井点通过竖井定向,传递到井下近井点的坐标相对井上近井点的限差应在?10mm之内; 3)全站仪独立三测回测定垂准仪纵轴的坐标互差应小于3mm; 4)陀螺经纬仪独立三测回零位较差不应大于3″或不大于0.2格。绝对零位偏移大于0.5格时,应进行零位校正,观测中的零位读数大于0.2格时应进行零位改正; 5)测前、测后两测回测定的陀螺经纬仪两常数平均值较差不应大于15″; 6)独立三测回间的陀螺方位角较差不应大于25″; 7)独立三次定向陀螺方位角平均值中误差不应大于8″; 8)两条陀螺定向边方位角之差的角值与全站仪实测角较差应小于10″; -65 全站仪测角精度不应低于2″,测距精度不应低于3mm+2×10×D。 6.9.5 联系三角形定向测量应符合下列规定: 1 每次定向应独立进行三次测量,取三次的平均值作为一次定向成果。 2 井上、井下联系三角形应图6.9.5布设。 井上联系三角形 垂垂线线 ′′′′′井下联系三角形′′ ′′ 图6.9.5 联系三角形布设方式图 3 两悬吊钢丝间距不应小于5m。 4 定向角f、f,应小于3?。 5 b:a及b,:a,的比值应小于l.5。 6 联系三角形边长可用全站仪加反射片测量,也可用检定过的钢尺测量。井上与井下测量同一边的较差应小于2mm。 钢尺测量估读至0.1mm。每次应独立测量三测回,每测回读数三次,各测回间较差井上应小于0.5mm,井下应小于1.0mm。 7 水平角应2秒级及以上经纬仪按方向观测法观测四测回,测角中误差应小于4″。 8 各测回测定的井下起始边方位角较差不应大于20″,方位角平均值中误差不应大于?12″。 6.9.6 高程传递测量应符合下列规定: 1 高程传递测量应与井上、井下趋近水准测量同时进行。 2 用于高程传递的近井高程点不应少于2个,以检核井下高程传递结果。 3 采用悬吊钢尺(丝)法传递高程应满足下列要求: 1)井上和井下安置的两台水准仪应同时读数。悬吊钢尺用的重锤重量应与钢尺检定时的重量相同; 2)每次应独立观测三测回,每测回应变动仪器高度,三测回测得井上、井下水准点的高差较差应小于3mm; 3)各测回测定的高差应进行温度和尺长改正。当井深超过50m时,应进行钢尺自重张力改正。 3 采用光电测距导高法传递高程应符合下列规定: 1)井上、井下应分别同时安置水准仪,测出井上反射镜中心与井上水准点间的高差以及井下反射镜中心与井下水准点间的高差; 2)光电测距导高应独立测量不少于两次,其互差不应大于H/10000。 6.10 贯通误差的测定及调整 6.10.1 两相向开挖隧道贯通后,实际贯通误差应分别按下述方法测定: 1 洞内采用中线法测量的隧道,应从两相向开挖方向向贯通面引伸中线确定各自的贯通点,两实际贯通点间的横向距离和纵向距离即为横向和纵向贯通误差。 2 洞内采用导线测量的隧道,应在贯通面中线附近钉一临时点,由两端导线分别测量该点的坐标,其坐标较差分别投影至线路中线及其垂直的方向上,即为纵向和横向贯通误差。同时测量该点的水平角,求得方向贯通误差。 3 由两端高程点分别测量贯通面处临时点的高程,其高程差即为高程贯通误差。 6.10.2 实际贯通误差应在未衬砌地段(调线地段)调整。调线地段的开挖和衬砌均应以调整后的中线和高程进行放样。 6.10.3 贯通误差应以满足铁路线路设计规范和轨道平顺性要求为原则进行调整。调整后的线路应满足隧道建筑限界要求。 6.10.4 直线隧道的贯通误差可采用平差法、折线法或加设曲线法调整,并应符合下列规定: 1 洞内采用导线法测量的直线隧道,其贯通误差通过导线平差计算能满足轨道平顺性要求和有关验收标准时,优先采用平差法调整贯通误差。 2 洞内采用中线法测量的直线隧道可采用折线法调整,并增设大半径曲线。无法增设 大半径曲线时,应按顶点内移量确定线路中线位置。 6.10.5 曲线隧道的横向贯通误差可采用增减曲线长度、改变曲线起终点、平差等方法调整,并应符合下列规定: 1 导线法测量的曲线隧道,其贯通误差通过导线平差能满足轨道平顺性要求和有关验收标准时,宜优先采用。 2 中线法或导线法测量的曲线隧道,当采用平差法不能满足轨道平顺性要求和有关验收标准时,可采用增减圆曲线长度、改变曲线起终点、增设曲线等方法调整贯通误差。 6.10.6 高程贯通误差应按下列方法调整: 1 由两端测得的贯通点高程,应取两贯通高程的平均值作为调整后的贯通面高程; 2 高程贯通误差调整可按贯通误差的一半,分别在两端未衬砌地段,以未衬砌段的线路长度按比例调整其范围内各水准点高程; 3 以调整后的水准点高程作为未衬砌段高程放样的依据; 4 调整后的线路应满足线路设计和验收规范要求。 6.11 竣工测量 6.11.1 铺设有砟轨道的隧道竣工后,应在贯通误差调整基础上,依据洞内导线或施工中线,测设永久线路中线点,作为铺轨控制基桩(CP?)。永久中线点直线上可以每200,250m设一个,缓和曲线起终点各设一个,圆曲线地段根据通视条件适当加设。永久中线点应埋设混凝土包金属标志,并标示于边墙上。 铺设无砟轨道的隧道参照无砟轨道铺设相关技术要求执行。 6.11.2 净空断面测量应优先采用自动断面测量仪或全站仪。直线地段每50m、曲线地段每20m、以及其它需要的地方均应测量净空断面。净空断面测量以线路中线为准,测量内拱顶高程、起拱线宽度以及轨顶以上1.1m、3m、5.8m处的宽度。 6.11.3 洞内高程点应每千米埋设一个,小于1千米的隧道可设置一个,并应在边墙上标示。 6.12 提交成果及技术总结 6.12.1 原始观测记录和计算成果必须记录真实、记注明确、计算清楚和格式统一。纸质成果应装订成册,电子成果应拷贝或刻录光盘并作好记录。两种成果均应长期保管。 6.12.2 原始观测和记事项目必须在现场记录清楚,注明观测者、记录者、观测日期、起迄时间、气象条件、使用的仪器等。纸质记录不得涂改或凭记忆补记,各记录须编列页次。 6.12.3 记录、计算的取位应符合本规范表3.3.9、表4.2.12的规定。 6.12.4 洞外控制测量完成后,应提交下列成果: 1 控制测量技术报告:包括隧道名称、进出口里程及长度、平面形状及辅助坑道分布、测量依据、采用的技术标准、布网情况、施测方法、仪器型号、平差方法、坐标系统、施工控制网投影面高程、控制网与定测线路中线的关系、施测日期、特殊情况及其处理结果和注意事项。GPS测量应提供参考椭球及其基本参数、隧道中央子午线经度值等。 2 GPS点、导线点、三角点的坐标、边长及方位角成果表。 3 角度、边长和高程观测精度及其计算方法、平差后精度。GPS控制测量一般还须提供独立基线闭合差计算结果、外部检测比较和联测比较结果、基线向量及其改正数、WGS-84下的三维坐标及精度。 4 控制测量后计算的曲线要素、线路里程推算成果、断链值及其与定测成果的比较。 5 控制测量的高程成果及其与定测高程的比较。 6 洞口放样成果、进洞关系及其示意图。 7 隧道的实测洞外贯通误差计算及洞内测量设计。 8 洞外控制测量布网及线路关系(里程及曲线要素)示意图。 9 点之记。 6.12.5 洞内控制测量完成后应提交下列成果: 1 控制测量技术报告:包括布点情况、施测日期、施测方法、仪器型号、平差方法和特殊情况及处理结果。 2 洞外控制点检测及联测成果。 3 导线点的坐标、边长及方位角成果表。 4 联测的隧道中线成果。 5 进行贯通测量应提交贯通点的里程、实际贯通误差及其调整成果。 6 洞内控制测量布网及线路关系示意图。 6.12.6 竣工测量后应提交净空断面测量成果和永久中线点、高程点成果及示意图。 7 桥涵测量 7.1 一般规定 7.1.1 桥涵测量分为一般桥涵测量和复杂特大桥测量。一般桥涵系指一般特大桥、一般大桥、中桥、小桥和涵洞;复杂特大桥系指水面较宽且有高墩、大跨、深水基础或基础施工难度较大,梁部结构类型复杂,要求测量定位、放样精度较高的特大桥、大桥。一般桥涵测量应在线路控制网(CP?、CP?和线路水准点)基础上进行。 7.1.2 工作开展前应按下列要求收集桥址区域已有的测量资料: 1 近期各种比例尺的地形图及其所属系统。 2 国家系统、地方系统的GPS点、三角点、导线点和水准点数据及系统间的换算关系。 3 桥梁所采用的高程系统与铁路、公路、水文、水利、电力及航运等有关部门的高程换算关系。 7.1.3 桥梁测量中应根据勘测阶段需要选定合适的坐标系统。工程初测、定测阶段应采用与线路一致的坐标系统,并应符合本规范第1.0.3条的规定。补充定测阶段应建立满足桥梁施工应用需要的桥梁施工独立坐标系统。 7.1.4 桥梁施工独立坐标系统的建立应符合下列规定之一: 1 基于国家或线路坐标系统的桥梁施工独立坐标系统:以施工控制网中一个稳定的控制点(宜为桥中线点)的国家或线路坐标作为起算坐标,以该点至另一点(宜为桥中线点)在国家或线路坐标系中的坐标方位角为起始方向,取桥梁墩顶或轨底平均高程平面为坐标投影面。 2 桥址里程坐标系统:以桥中线为坐标纵(X)轴,里程增加方向为其正向;与X轴垂直的方向为坐标横(Y)轴,X轴左侧为负,右侧为正;选定桥轴线上较为稳定的一点作为坐 标起算点,其里程值即为X值。取桥梁墩顶或轨底平均高程平面为坐标投影面。 7.1.5 桥梁施工独立坐标系统中的尺度基准应采用下列三种方法之一建立: 1 当国家或者线路控制点的可靠性、兼容性良好,并与控制网的精度匹配时,可将已知点确定的尺度作为网的尺度基准; 2 采用卫星测量方法测定的长度作为控制网的尺度基准,宜采用精密光电测距的方法进行校核; 3 采用精密光电测距方法测量网中的一条长边,建立平面控制网的尺度基准。 以上三种尺度均应是投影至桥梁墩(台)顶或轨底平均高程面上无投影变形的尺度。 7.1.6 桥梁里程系统宜与线路里程系统一致。当采用假定里程系统时,必须与线路里程系统进行联测并确定换算关系。 7.1.7 桥址控制点应按下列规定进行联测: 1两岸桥位控制点应与线路控制网联测,并宜与国家、地方控制点进行联测。 2当线路测量已先行通过桥址时,桥位两端的线路控制点应纳入桥梁施工控制网,并计算里程和高程的换算关系。当为双线桥或多线桥时,应处理好桥轴线和线路中线的关系。 7.2 桥址控制测量 7.2.1 桥址控制测量适用于桥梁设计阶段的勘测,满足初测、定测和补充定测阶段中定线、断面、水文、地形等测量工作的控制需要。 7.2.2 复杂特大桥桥址控制测量应单独建网,宜遵循“整体布局、分级控制”的原则布测,条件许可时可一次布测。 7.2.3 桥址平面控制测量,应结合桥梁长度、平面形状和地区地形环境等条件,选用GPS测量、三角形网测量或导线测量等方法。 7.2.4 桥址高程控制测量可采用水准测量、光电测距三角高程测量方法施测,五等高程测量亦可采用GPS高程测量方法。 7.2.5 桥址平面控制测量和高程控制测量等级的确定,应符合表7.2.5的规定。各等级桥址控制网的精度应符合本规范第3、4章中的相关要求。 表7.2.5 桥址平面控制测量和高程控制测量等级 跨河桥长(m) >5000 2000,5000 1000,2000 <1000 测量方法 GPS测量 二等 三等 四等 五等 三角形网测量 三等 四等 四等 四等 导线测量 三等 四等 一级 一级 高程测量 三等 四等 五等 五等 注:跨河桥长系指跨越江河、湖海的正桥桥长。 7.2.6 桥址平面控制网的选点布网应符合以下规定: 1 控制网点应选在地面基础稳定、视野开阔、交通方便和便于使用的地方。所有控制点必须能控制全桥(包括正桥和引桥)测绘区域。 2 相邻控制点间宜相互通视,便于次级网点的加密及碎部测量使用。 3 控制点间距应根据加密控制或碎部测量所采用的方法确定。采用三角形网测量或导线测量方法时,控制点间距一般应为500m左右;采用GPS RTK技术时,基准站控制点的间距宜在5km以内。 7.2.7 桥两岸各应设置不少于2个水准点,并应设在土质稳定、安全隐蔽和便于联测的地方。 7.2.8 控制点应按本规范附录A的规定埋设标石。 7.2.9 桥址水准点与桥梁工程有关的水准点间的联测,均应符合四等水准测量要求。中线桩或导线点高程,应按五等水准测量要求测定,其限差应符合本规范表4.2.1的规定。采用光电测距三角高程测量时,其限差应符合本规范表4.3.3的规定。 7.2.10 跨越江河、湖塘等,视线长度超过200 m时应按本规范第4.4节跨河水准测量的要求进行。 7.2.11 利用GPS静态观测数据进行高程拟合时,应符合铁道部现行《铁路工程卫星定位测量规范》的规定。 7.2.12 采用GPS RTK技术加密图根控制点时,每个测站上RTK观测时间应不小于3分钟。 7.2.12 仪器检验、观测、计算及资料整理应符合本规范第3章、4章中的有关规定。 7.3 桥址水文测量 7.3.1 桥渡水文调查和测绘内容以及历史洪痕的考证标准应符合铁道部现行《铁路工程水文勘测设计规范》的有关规定。 7.3.2 洪水位点高程应施测两次,其较差限值为2 cm,用光电测距三角高程测量代替水准测量时应符合本规范第4.3.3条的规定。测量精度不应低于五等水准测量要求。洪水位点平面位置可采用光电测距仪或GPS RTK法测定,其限差不应大于距离的1/100。 7.3.3 水文复杂的桥渡和需要进行水文试验的河段应测绘水文平面关系图,亦可利用桥位方案平面图或既有地形图核对补充后绘制,内容要求应符合铁道部现行《铁路工程水文勘测设计规范》的规定,测量方法和精度应符合本规范第5.6节的有关规定。 7.3.4 桥涵汇水面积图应利用既有地形图或航摄像片圈绘,当无数据可供利用时必须实测,其测量要求应符合本规范第5.6节的规定。比例尺宜为1:10 000,1:50 000。对有条件调查历史洪水位的河沟,应实测水面坡度和水文断面。 7.3.5 桥址水面坡度的施测长度应根据洪水位点的分布情况、水文断面的位置和该河段的水文特征等情况确定,且不应小于3倍河宽。水面坡度特别平缓时,其施测长度应满足上下游的水面高差不小于0.1,0.3 m的要求。水面坡度的测点间距宜为20,50 m,最大不应大于100 m。 河道水面坡度可沿一岸施测。当设计需要时,应加测另一岸水面坡度,测点间距宜为100,300 m。当水文断面或水面坡度有突变时应加密测点。测量要求应符合本规范第7.3.2条的规定。 7.3.6 水文断面的选定,应符合铁道部现行《铁路工程水文勘测设计规范》的规定,宜选在水流顺直、河床稳定的河段上,宜利用桥址纵断面作为水文断面。桥址纵断面的法线与水流交角超过10?时,则应在其上游或下游选择与水流正交的水文断面。 当需要进行河段水文试验时,水文断面的间距应根据实际需要和现场情况确定,平原地区河流不宜大于10 km,山区河流不宜大于5 km。在线路限制坡度地段、重大工点、重点防护工程以及有较大支流汇入处,均应加测水文断面。 7.3.7 水文断面上必须设立基本水尺。为测得洪水过程的水面坡度,应在水文断面的上、下游设立水尺或钉设临时桩。主要桥址断面处应设立基本水尺,必要时还应设立纵、横比降水尺。纵比降水尺的间距不应小于表7.3.7的规定。水尺零点的高程应用水准仪或光电测距三角高程方法施测,其精度不应低于四等水准测量要求。 表7.3.7 纵比降水尺间距 每千米水面落差(mm) 500 200 130 80 60 50 比降水尺间距(m) 100 300 500 1000 1500 2000 7.3.8 水文断面应测至历史洪水位0.5 m以上,并应在断面两端钉桩。断面上起始点至各测点间距离可采用前方交会法、全站仪极坐标法、GPS RTK等方法测定,断面测点至起始点距离最大误差不应大于距离的1/100。 水面以上断面测点的高程应采用水准仪、光电测距三角高程或GPS RTK方法施测,与水准点高程闭合差的限差为50 mm;测点高程的检测限差为0.1 m。当用全站仪或光电L 测距仪测定里程及高程时,测站至测点的距离不宜大于400 m。 断面测深开始及结束均应测定断面处的水面高程,取位至厘米。当水位涨落较快时,应定时测定水面高程,并记录断面上各测点的测深时间。 测深垂线的布置应能控制河床变化的转折点,主槽部分应较河滩为密,测深垂线的间距应符合表7.3.8的规定。 表7.3.8 水文断面测深垂线最大间距 水面宽(m) ,50 50,100 100,300 300,1000 ,1000 最大间距(m) 3,5 5,10 10,20 20,50 50 水深测量应根据水深、流速及河床质的情况,选用测深杆、测深锤、回声测深仪等工具或设备进行。测深前应对测深工具或设备进行检校,两次测深的不符值:当水深小于2 m时,不应大于0.1 m;当水深大于2 m时,不应大于水深的5%。当施测特别困难时,可酌情放宽。 对复杂特大桥,应在测流前或测流后进行过水断面测量,当河床较稳定时,可减少测量次数。 7.3.9 水位观测时间宜为每天上午8时。当水位涨落急剧时,应增加观测次数,并绘出水位洪峰过程线。附近有水文观测单位时,观测次数和时间应与其取得一致。对潮汐影响较大的桥渡应观测潮水位,一般每隔1 h观测一次,昼夜不间断;有涌潮的,涌潮时应加密到每隔5 min甚至更短时间观测一次。当需观测水面比降时,比降水尺宜同步观测;当纵比降水尺仅由一人观测时,应取往返观测的平均值。观测读数取位至厘米,有风浪时应取浪顶和浪谷的平均数。 7.3.10 测流的次数应根据桥梁设计的需要和水文特征确定,洪峰过程中应在洪峰顶施测。流速测验采用流速仪法,困难时亦可采用浮标法。 7.3.11 流速仪应定期或根据需要每2,3年检定一次。测速前应检查流速仪的灵敏度及运转情况。 水文断面上的测速垂线数,主槽应较河滩为密,分布应大致均匀。河滩上有独股水流时亦应加密。主河槽范围内测速垂线数应符合表7.3.11的规定。在平坦开阔的河滩上,每千米泛滥宽度的垂线不应少于4。 表7.3.11 测速仪测速垂线数 水面宽度(m) <100 100,300 300,600 600,1 000 >1 000 垂线数目(根) 3,5 7 9 11 ?13 7.3.12 流速仪测速时,测速垂线上的测点分布应符合表7.3.12的规定。当水位变化很快时,应自水面向河底依次测量垂线上各点的流速。在抢测洪峰流量或在水情特殊时,可不受水深的限制,采用一点法(包括水面一点法)测速。 表7.3.12 测速垂线上测点的分布 垂线上水深h(m) 垂 线 上 测 点 数 目 和 位 置 <1 1点(0.6h) 1,3 2点(0.2h、0.8h)或3点(0.2h、0.6h、0.8h) >3 5点(水面、0.2h、0.6h、0.8h、河底) 7.3.13 流速仪测速时,测速历时应符合下列要求: 1 测点测速历时不应短于100 s。洪水时水位涨落较快,测速历时可缩短至50 s。暴涨暴落或漂浮物较多的河流测速历时不得短于20 s。 2 测速历时应记录总转数及总历时。当测点流速脉动现象严重时,应分组记录流速仪讯号数之历时。每组前一半讯号数与后一半讯号数之历时差不得超过10%。 3 潮水河流的测速历时,每点宜取60,90 s。在流速变化较大或垂线测点较多时,每点可取30,60 s。 每次憩流施测的历时,应以流速仪持续时间180 s不出现讯号,即可视作憩流。 7.3.14 浮标测流应符合下列规定: 1 在中线纵断面的上、下游相等距离处应平行地布设上、下浮标断面。上、下断面间的水道断面应基本均匀一致,上、下断面间的距离不应小于最大断面平均流速的50倍,条件困难时亦不得小于20倍。 2 浮标投放应按下列方法进行: 1)均匀投放:浮标应在全断面均匀分布,并从一岸向另一岸顺序投放。有效浮标数不应少于用流速仪测量时测速垂线的根数,并不得少于5个。 2)中泓投放:洪水涨落变化急剧时可在主流部分投放中泓浮标。应选用历时最短、运行正常、流速最为接近的2,3个浮标,取其流速的平均值。 3 浮标走行线测点在图上的间距宜为3,5 cm,如流向变化较大应加密测点。 4 浮标位置的测定可采用GPS RTK或前方交会法。 5 浮标测速开始及结束均应观测水位和风力风向。当测速过程中接近洪水峰顶前、后时,应增加观测水位的次数。 7.3.15 潮汐影响较大的桥渡,还应根据桥渡区潮汐涨落过程和大、中、小潮期流速变化以及汛期洪水与潮流消涨等情况,选择潮流测验期和观测方法,在有代表性桥址断面上进行潮速测量,并应满足下列要求: 1 每个潮流至少应施测两个潮流期,即一个月(农历)内宜施测大、小潮各2次,中期4次。中、小潮每次应连续施测26 h,大潮每次应连续施测54 h。汛期洪水来量每增加一 3定量(一般1 000 m/s)时,应增加潮流测量次数。 2 涨潮潮速测量宜采用“多船同时测流法”,沿断面分别在主槽、滩地和槽滩结合部布置潮流测量垂线,固定测流船同时施测。 3 施测期内,潮速测量次数应为每小时一次,最大潮速前后宜加密到半小时一次。 4 潮速测量垂线测点不宜太少,并应符合表7.3.15的规定。 5 施测时宜采用直读式流速流向仪,测速同时应观测流向磁方位角,方位角读数不稳定时可多次读数,取平均值。 6 各潮速测量垂线开始施测第一个测点至整个垂线测量结束,应同步观测断面潮水位。 表7.3.15 潮速测量垂线上测点的分布 垂线上水深h (m) 垂 线 上 测 点 数 目 和 位 置 <2 2点(0.2h、0.8h) 2,4 3点(0.2h、0.6h、0.8h) 4,6 6点(水面、0.2h、0.4h、0.6h、0.8h、河底) >6 每米1点 7 潮速测量同时应测量断面水下部分河床变化。困难时可在测速前后及时施测。 7.3.16 潮速测量资料的整理和计算应符合下列规定: v1 垂线上各个测点流速()取往返测平均值,以m/s计。 i v2 垂线平均流速()根据垂线上各测点流速按表7.3.16中计算式计算。 m 表7.3.16 潮速测量垂线平均流速(v)计算式 m 垂线上测点数 垂线平均流速计算式(以m/s计) 1 vvv,,2 ,,mhh0.20.82 1 vvvv,,,3 ,,mhhh0.20.60.83 1,, vvvvvv,,,,,6 mhhh0.20.60.8水面河底,,6 1 vvvv,,,,每米1点 ,,mn12n 注:垂线上各测点流向顺逆不一致时按代数和计算;流向偏角大于10?,应按改正后的流速计算。 3 根据断面特征,将断面划分出与潮速测量垂线相适应的若干部分,各部分代表的垂线平均流速直接作为各该部分的平均流速,乘以各该部分的断面面积,即为该部分流量。 各部分流量的代数和为断面流量。 4 涨落潮量以每个潮流期为计算范围。潮流往复变化时,潮量计算以憩流出现时为分界。潮量按式(7.3.16)计算: QQ,1112 (7.3.16) WQttQt,,,,,,nn,11212223式中 ——涨潮量或落潮量(m); W 3Q ——前后憩流期间依次测得的潮流量(m); i t ——相邻两次施测间隔时间(s)。 i 自“落憩”至“涨憩”计算的潮量为涨潮量,自“涨憩”至“落憩”计算的潮量为落潮量。 同一潮流期内,落潮量减去涨潮量为正值即为净泄量,为负值则为净进量。 7.3.17 有涌潮的桥渡应建立专用观测设施观测涌潮。观测项目包括涌潮压力、涌潮传播速度、涌潮冲击高度、涌潮冲刷深度和涌潮水位等。 涌潮观测资料应及时分析整理,绘制不同高程涌潮压力、涌潮传播速度、涌潮对建筑物(模拟桥墩)的冲击高度及其对周边河床冲刷等随时间进程的过程线以及相应的涌潮水位过程线。 7.3.18 流向测量可采用流向仪或浮标法等施测。采用浮标法时,应按下列要求施测: 1 浮标投放方法和浮标位置的测定应符合本规范第7.3.14条有关规定。 2 浮标观测的测段长度,在桥址中线上游不宜小于两倍河宽,下游不宜小于河宽,特殊情况可适当增减。 浮标走行线数不应小于表7.3.18的规定,有股流时应适当增加。 表7.3.18 浮标走行线数 河宽(m) 200,500 500,1000 >1000 浮标走行线数 9,11 11,13 13,15 4 测段较长时,宜分段观测。其接测界线距桥址中线的距离不应小于4个测点的行程;在接测界线前后,两组仪器的共同观测点不应少于3点。 5 浮标观测应尽量在无风时进行。 6 浮标观测开始及结束均应观潮水位、风力和风向。当观测过程中接近洪峰顶前、后时,应增加水位观测的次数。 7.3.19 船筏走行线测量应符合下列要求: 1 测量桥址附近航行水位范围内上、下行船筏走行线。 2 记录所测船只或船队的船名、船号和吨位。 3 测出有关的航行标志。 4 桥址中线附近必须有测点。 5 测量方法和精度应符合本规范第7.3.14条有关规定。 7.3.20 水文观测结束后,应及时整理测量成果和计算水位、流速、水面坡度等数据,提交下列测绘成果: 1 历史洪水位、水面坡度、水文断面等与线路高程的联测资料。 2 水面坡度图,比例尺为纵向1:50,1:1 000,横向1:500,1:20 000,内容包括设计水位、历史洪水位、测时水位、水面坡度、水文断面位置、水工建筑物位置、壅水曲线、跌水、测点起点距和高程等。 3 水文断面图,比例尺为纵向1:50,1:500,横向l:1 000,1:10 000,内容包括洪水位高程,测点的起点距和高程,河段地貌及河床质概况,主槽、河滩、回水区、死水区的分界线等。 4 水文平面关系图,比例尺为1:1 000,1:50 000,内容包括:简易地形、地貌、水准点、洪水位点、水文断面的位置、水流方向、洪水泛滥线、水工建筑物等。 汇水面积图、水位洪峰过程线、浮标流向图、船筏走行线图。 7.4 桥(涵)址中线及断面测量 7.4.1 桥址中线控制桩每岸不应少于2个,中线桩间距不宜大于500 m,直线转点、地势突变、与重要道路、线路、建(构)筑物相交处一般应加桩。跨河两岸的主要中线桩应埋设永久性混凝土标石。中线桩位置及高程可采用GPS RTK技术、电子全站仪、水准仪等测定,平面坐标和高程的限差各为5 cm。 7.4.2 桥址纵断面的测绘范围,受地形控制的桥梁应测至两岸线路路肩设计高程以上。当河滩过宽、洪水漫流时,必须满足设计桥梁孔跨、导流建筑物和桥头路基的需要。地面横坡大于1:3、地质复杂的桥址,应在桥址中线上、下游各3,10 m处增测辅助纵断面。根据需要在桥墩(台)基础范围内增测辅助横断面。 7.4.3 桥址纵断面测量应在线路中线测量时按要求一次完成。如线路中桩不足,可根据中桩在地形变化处加密。 桥址纵断面在水面以上部分的测点里程及高程的测定应符合本规范第7.3.8条的规定。 水下断面测点的位置可采用GPS RTK、前方交会法或断面法测定。水下断面测点的高程应利用测时水位和水深求算。水深可选用测深仪、测深杆或测深锤测定,水深测量开始和结束时水深值较差的限差为2倍测深精度。测量期间应在桥址处设立水尺,并按本规范第7.3.6条的规定进行水位观测。 7.4.4 当墩台处地形、地质变化显著,或设计上有特殊需要时,应测量相应的横断面,测量方法应符合本规范第5.8节的有关规定。 7.4.5 涵洞(包括倒虹吸、泄水洞和渡槽)的轴向断面测量精度应符合:高程限差为0.1 m(山区为0.2 m);测点距离的限差为距离的1/200;横向允许偏差为0.2 m。当涵洞轴向断面与线路中线斜交时,其交角宜用经纬仪施测,取位至分。 7.4.6 改河、改沟和灌溉渠的横断面测量限差应符合本规范第5.8节的有关规定。纵断面测量限差应符合本规范第7.4.3条的规定。改河、改沟和灌渠的起终点高程应采用水准仪或光电测距仪施测,取位至厘米,高程闭合差限差为50 mm 。 L 7.4.7 测绘成果应包括下列内容: 1 桥址中线测量成果,包括中线控制桩的坐标、里程及高程等。 2 桥址纵断面资料及断面图,比例尺为l:50,1:1 000,内容应包括测点的里程和高程、桥梁中心里程、线路方向和各项有关水位等。 3 涵洞轴向断面资料及断面图,比例尺为l:50,1:200,内容应包括测点的起点距和高程,涵洞中心和水流方向等。斜交或折线形断面还应绘制平面示意图,注明线路方向和斜交角或转角。 4 横断面资料及断面图,纵向比例尺为1:50,1:200,横向比例尺为1:100,1:500,内容包括横断面桩号及里程、测点偏距和高程等。 7.5 桥址地形测绘 7.5.1 桥位方案平面图的比例尺宜为1:1 000,1:50 000,其测量方法和精度应符合本规范第5.6节的规定。 测绘范围应满足选定桥位、桥头引线、桥渡建筑物和施工场地的轮廓布置的需要。在有几个桥位方案时,宜测绘在同一张图上,并应测绘出水流泛溢范围、主要水流方向、新旧河道变迁情况和不良地质范围。 图上应绘制各方案的线路导线、中线、经纬距、水文断面、水位点、历史最高洪水位泛滥线、洪水时的流向、航标和船筏走行线等。 7.5.2 桥址平面图的比例尺宜为1:500,1:10 000,特别复杂的局部地形可用1:200,其测量方法和精度应符合本规范第5.6节的规定。 测绘范围应满足设计桥梁孔跨、桥头路基和导流建筑物的需要,顺线路方向应测至两岸历史最高洪水位2m以上;对平坦地区的河流、河滩过宽时,测绘范围不应小于桥梁全长加导流堤在桥址中在线的投影长度。沿水流方向的测绘范围应根据设计需要而定。对受倒灌影响,有蓄水的桥渡,应根据实际情况确定测绘内容和范围。 图上应绘制线路导线、中线和历史最高洪水位泛滥线等。 7.5.3 桥址地形的测绘可采用GPS RTK、全站仪数字化测图或航测成图的测量方法。其测量方法和精度应符合本规范第5.6节的规定。 7.5.4 水下地形点的平面位置可采用GPS RTK法、断面法或前方交会法配合测深设备进行测量。图上地形点间距不宜大于2,4 cm。当相邻测点的高程有急剧变化时,应加密测点。水下地形点的高程测定方法和精度要求等应符合本规范第7.4.3条的规定。 7.5.5 调查桥址中线左、右两侧一定范围内需拆迁房屋等建(构)筑物的结构类型、层数、占地面积或建筑面积、权属等,提供调查资料表,绘制建(构)筑物拆迁调查图;调查桥址中线两侧对噪声敏感的单位(如幼儿园、小学、中学、敬老院等),并编制相应的成果资料。 7.5.6 调查和测绘桥梁中线两侧一定范围内的土地权属、用途和面积等,绘制工程用地调查成果资料。 7.5.7 调查测绘与桥梁相交的既有道路、桥梁、管道、电力线等的类型、管径及埋藏深度、相交点及线路边线的平面位置及高程、桥梁的净空高度、架空管线的悬高等参数,并编绘管线调查成果图,亦可直接标绘在桥址平面图上。 7.6 桥梁施工平面控制测量 7.6.1 桥轴线长度的精度可按表7.6.1所列公式进行估算。 表7.6.1 桥轴线长度的精度估算 序 梁类型 跨度类型 估算公式 符号含义 号 ,mm或——桥轴线DlLmN, 1 钢筋混凝土梁 L2(两桥台间)长度中误 差(mm); 1l22单联(跨) ,,m(), l——梁长; l25000钢板梁及短跨N——联(跨)数; 2 (l?64 m)简支L——桥轴线长度; 多联等跨 mmN,Ll钢桁梁 n——每联(跨)节间数; ?——墩中心的点位D22多联不等跨 mmm,,, Lll12放样限差为10 mm; ?——节间拼装限差,1l22 mn,,,,单联(跨) ll为2 mm; 2连续梁及长跨——固定支座安装限,3 (l>64 m)简支多联等跨 mmN,Ll差,为7 mm; 钢桁梁 1/5 000——梁长制造限22多联不等跨 mmm,,, Lll12差。 注:在估算桥轴线长度中误差时,设计连续梁或长跨简支钢桁梁的梁端预留伸缩空隙,不考虑在测量允许误差之内。 7.6.2 桥梁施工平面控制网中跨河桥轴线边的必要精度应按式(7.6.2) 估算: mmSL, (7.6.2) SL2 m式中 ——控制网中桥轴线边的中误差(mm); S S——控制网中桥轴线边的边长(mm)。 7.6.3 跨河正桥施工平面控制网中最弱点的坐标中误差及最弱边的边长相对中误差应满足式(7.6.3)估算的精度要求: m0.42MSmmM()0.4,, 或 (7.6.3) xySS 式中 M——施工中放样精度要求最高的几何位置中心的容许误差(mm); S——最弱边的边长(mm)。 7.6.4 施工平面控制网的测量等级和精度应符合表7.6.4的规定。 表7.6.4 桥梁施工平面控制测量等级和精度 等 级 桥轴线相对中误差 GPS测量 三角形网测量 导线测量 二等 二等 —— 1/180 000 三等 三等 三等 1/130 000 四等 四等 四等 1/80 000 五等 —— 一级 1/50 000 7.6.5 正桥施工平面控制网可整网一次施测,也可分级施测。引桥施工平面控制网宜在正桥控制网基础上以附网形式布测。控制网可根据仪器设备情况和测区条件采用GPS、三角形网、精密导线或其组合法观测。 7.6.6 施工控制点的数量和密度应能控制桥梁施工范围,达到提高定位精度和使用方便的目的。桥轴线宜为平面控制网的一条边,每岸宜设立至少l,2个轴线控制点。控制点标石埋设应符合本规范附录A的相关规定。 7.6.7 GPS网的布设、仪器检校、外业观测和数据处理应满足本规范第3.2节的要求。 ,6条,7.6.8 导线控制测量应组成附合导线或闭合导线。单个导线或导线环的边数宜为4导线边的长度应根据桥式、地形和使用仪器来选择,最短边长不宜小于300 m,相邻边长之比不宜小于1:3。其它技术要求应符合本规范第3.3节的规定。 7.6.9 三角形网的布设应满足控制精度和观测条件的要求。首级网可为测角网、测边网或三角网,图形应刚强、简单。亦可根据需要增设插入点或精密导线点,作为次级控制点。三角形网的求距角不宜小于30?,困难情况不宜小于25?。岸上基线边应与桥中线近于垂直,其长度宜为桥轴线长度的0.7倍,困难时亦不应小于桥轴线长度的0.5倍。其它技术要求应符合本规范第3.4节的要求。 7.6.10 使用全站仪或光电测距仪测量的控制网边长,应按式(3.3.9-1)将水平距离归算至墩顶或轨底平均高程面上。 7.7 桥梁施工高程控制测量 7.7.1 桥梁施工高程控制网中,跨河两水准点间高差的中误差应按式(7.7.1)估算: m,,0.2 (7.7.1) HH m式中:——跨河两水准点间高差的中误差(mm); H , ——施工中放样精度要求最高的几何位置中心的高程容许误差(mm)。 H 7.7.2 高程控制测量各等级的精度要求应符合本规范表4.1.2的规定,各等级的适用范围应符合表7.7.2的规定。 高程控制测量等级适用范围 表7.7.2 跨河距离S (m) 1 000?S?3 500 S<1 000 项 目 跨河高程测量 二等 三等 网中高程控制点间联测 三等 四等 网的起算点高程引测 三等 四等 注:当跨河距离大于3 500 m或有变形观测等特殊要求时,应做专项设计。 7.7.3 施工高程控制网中的水准点,应沿桥轴线两侧均匀布设,间距宜为400 m左右,并构成连续水准环。墩台较高、两岸坡陡时,可在陡坡上一定高差内加设辅助水准点,其精度必须满足施工要求。 7.7.4 水准点应根据地质情况和精度要求分别埋设混凝土标石、钢管标石、岩石标石、管桩 标石、钻孔桩标石或基岩标石。当工期短、桥式简单、精度要求较低时,可在建筑物上设立施工水准点标志,并应加强检测。 7.7.5 高程控制点间联测和起算高程引测,宜采用水准测量方法施测,四等网也可采用光电测距三角高程测量方法。仪器检验、观测及限差等技术要求应符合本规范第4.2节、4.3节的有关规定。 7.7.6 跨河水准测量应按本规范第4.4节的规定执行。 高程控制网的外业工作完成后,应对高程控制网中各条件式的不符值进行检验。7.7.7 施工 其限差应符合本规范第4.2和4.3节中的有关规定。 7.7.8 桥梁施工高程控制网,宜按统一的单位权中误差确定各测段的权,进行整体平差。 7.8 桥梁施工控制网的复测 7.8.1 桥梁施工前,应对施工控制网进行全面复测,施工期间应对其进行定期或不定期复测。复测周期应根据控制网等级、测区地质条件等综合确定,首级控制网及其加密网不应超过一年,更低等级的加密网不应超过三个月。 7.8.2 桥梁施工过程中,应对控制网进行定期或不定期的检测,当发现控制点的稳定性有问题时,应立即进行局部或全面复测。 1 当控制网中仅个别控制点位移或沉陷,而周围其它控制点仍然可靠时,可进行局部复测,将已产生位移的控制点与周围的稳定点联成插点网。 2 当控制网中少量控制点发生明显位移,而其它控制点的稳定性难以判断时;或者当控制网中较多控制点发生位移时,均应进行全面复测。 7.8.3 全面复测应符合下列规定: 1 全面复测宜在原网的基础上进行。复测网精度等级应与原网相同,复测所采用的仪器、数据处理软件、观测方法及技术要求宜与原测保持一致。 2 原控制网的坐标系统和高程系统不得更动,控制网的起算点应与原网一致。当原网起算点发生明显位移时,可改用其它稳定可靠的控制点起算,但必须保持位置基准、方向基准、尺度基准和高度基准不变。 3 桥轴线应与原网保持一致,桥轴线的起算点必须与轴线上的稳定控制点有精密联测关系。 7.8.4 复测完成后,应进行严密平差,并采用现场勘验与统计检验相结合的方法对施工控制点进行稳定性分析和评定,也可采用式(7.8.4)的简便方法进行: 22,,,,2mm (7.8.4) 限原复 ,式中:——复测坐标(高程)与原测坐标(高程)较差的限差,mm; 限 m ——原测坐标(高程)中误差,mm; 原 m ——复测坐标(高程)中误差,mm。 复 7.8.5 经复测后的施工控制网,应根据施工进度和控制点稳定等情况合理采用复测成果,并提出控制点保护、加固及监测措施。 1 对开工前的复测,或当控制点位移量不致影响已施工工程的质量时,应全部采用复测后的平差值。 2 对开工后的复测,当控制点位移量影响到已施工工程的质量时,对稳定点应采用原测成果;对不稳定点不宜继续使用,除非确认其已趋于稳定,必要时可在稳定点下进行插点加密,并应对不稳定点的放样成果进行检测和分析,根据需要采取相应的补救措施。 7.9 施工放样及竣工测量 7.9.1 当施工控制点密度不能满足施工定位放样需要时,应在施工控制网基础上采用GPS、全站仪插网或精密导线测量方法加密。加密点应选在离桥中线较近、通视条件较好且不受施工作业干扰、比较稳固的地基或构(建)筑物上。 7.9.2 岸上墩台中心点定位可直接利用桥中线两侧的墩旁控制点按光电测距极坐标法、直接丈量法、偏角法、导线法、方向交会法或距离交会法进行。并应符合下列规定: 1 使用光电测距极坐标法由不同控制点放样时的点位不符值不应大于2cm,取其两个放样点连线之中点作为墩台中心点。 2 用光电测距仪或钢卷尺按直接丈量法测设时,应自一端向另一端依次设放,距离和方向应起闭于桥头控制点。也可根据地形自中间某墩向两端设放,不应自两端向中间设放。 跨距丈量精度不得低于设计跨距的1/5 000,应与桥轴线另一端的控制点闭合,其闭合差应分配于各跨距内。 3 桥跨短、跨数多的曲线桥宜采用偏角法测设,首先测出墩位的线路中心,然后从线路中心向曲线外测量偏心距E值定出墩位中心。 桥跨长、跨数少的曲线桥宜采用导线法确定墩位中心,导线角应以不低于DJ型经纬仪2测2测回,偏角总闭合差不应大于下式的f。 β Nf=8(″) (7.9.2) β 式中 N ——桥梁跨数。 用光电测距仪或全站仪时可采用长弦偏角法测定墩位中心,以不低于DJ级经纬仪测偏2角2测回,偏角总闭合差不应大于式(7.9.2)的f。有困难时可用任意点置镜极坐标法,但β 均应另行置镜检核。 4 使用光电测距仪测边交会(或全站仪边角后方交会)法时,应由三个控制点设放,再用第四个控制点复核。其交会点点位误差为7mm,利用交会点坐标确定桥梁墩台中心点位置。 7.9.3 水上桥墩中心点定位应符合下列规定: 1 水中桥墩基础采用水上作业平台施工时,用光电测距极坐标法或交会法进行墩中心点定位,其精度要求应符合本规范第7.9.2条的规定。 2 水上桥墩基础施工采用单侧(或双侧)栈桥时,则沿栈桥布设与桥中线的平行线,通过岸上桥中线控制点,沿平行线方向用直量法设置墩中心里程点,并与交会法提供的坐标比较,互差的限值为2cm,以直量法为准。 3 水上平台或栈桥上设置的墩中心点,在水下基础施工过程中要加强检核,及时掌握平台或栈桥的位移情况,当两次测量不符值大于2cm时,其墩中心点位置应重新设置。 7.9.4 墩台施工前应在墩台中心十字线方向上设置不少于4个护桩,并应进行护桩保护。护桩的位置也可根据现场情况确定。 7.9.5 小桥、涵洞位置可根据线路转点或曲线控制点测设,涵洞护桩应沿其轴线设放。 7.9.6 明挖基础基坑放样宜用钢卷尺丈量,基础高程应在基底处理后测量。涵洞基础分节丈量误差限值为1cm,泄水面高程测量误差限值为2cm。 7.9.7 沉井(原地或筑岛)测量应符合下列规定: 1 沉井制造测量:检查地坪或岛面符合要求后,在设计位置放样沉井平面各点位,放样时应使沉井刃脚模板十字线与桥墩中心纵横十字线重合,并使沉井刃脚在同一高度平面上。如为高低刃脚时,应使刃脚各部位处于同一起算高度的相应位置。 2 沉井下沉前,应在内外壁混凝土面上用红油漆或墨线标出纵横向轴线。在沉井顶面纵横轴线两端适当位置标出以基本刃脚为起算零点的四个高度点。 3 沉井每次接高时,井顶十字线的引伸及高度基准面的接高,均应按沉井倾斜值向上推算顺接。每次接高完成后,应再次标出沉井顶面十字线和高度基准面。 4 沉井下沉过程中,应定时测量并推算沉井的顶底位置和高程。 5 沉井下沉到设计高程后,应检查并调整沉井顶部十字线和基准面,推算沉井的顶底位置和高程。 7.9.8 水上拼装沉井前,应在拼装船上设放十字线、轮廓线、检查线及高度基准面,各对角线间或中点连线间的长度互差的限值为10 mm,高度基准面的平面符合性验算限差为5 mm。沉井拼装完成后,应检查顶平面尺寸及高度,并应投放顶平面十字线与高度面。 7.9.9 在沉井下沉就位过程中应定时测量沉井位置,根据需要测量沉井附近河床冲刷,必要时应测量局部流速、流向。 7.9.10 从沉井定位至嵌入河床处于稳定状态的过程中,应及时测定沉井的位置、扭角、倾斜、刃脚高程及施工需要的局部水文资料。测量方法和精度等应符合下列规定: 1 用以测量沉井刃脚的水准点,其高程应符合四等水准测量精度。沉井的高度标志应稳固且便于观测,测得的高度验算限差为5 mm,取位至mm。 2 沉井上的定位观测标志与沉井顶平面的几何相对关系尺寸偏差的限值为2 cm,取位至cm。 3 沉井所在处河床高程,两次测量互差的限值为水深的1/200,取为至dm。 4 当沉井处于稳定状态后,应由两岸施工控制点精密测定沉井上的定位观测标志,与施工交会法测得的资料相比,两者互差的限值为5 cm,并以前者成果为准纳入施工控制网系统内。 5 沉井精密定位,可采用前方交会法、光电测距极坐标法、测边交会法、全站仪自由设站法或GPS定位等方法。 7.9.11 沉井竣工测量应符合下列规定: 1 应由两岸施工控制点精密测定沉井顶部位置,并与沉井中心比较。 2 应检查并调整沉井顶部十字线及基准面,推算沉井顶部及底部的位移、倾斜、扭角、刃脚高程。 7.9.12 水下混凝土封底测量应符合下列规定: 1 准备工作: 1)提供起始基底高程,两次测量互差限值为5cm。 2)设置测量平台及测读平面,在布设测点处,均应设立相当于测读平面的稳固标志,其高程误差限值为3cm。 3)导管均应编号,应自管底起用钢卷尺量出延尺长,标出高程标志,导管应严格按编号拼接。 4)测绳应标记齐全。以钢卷尺检查,每百米长度误差的限值为10cm。当深度较大时,在保证必要读数条件下,宜用短测绳提高测量精度,余下长度,以镀锌铁线补足。 测铊应采用比重铊,比重应为1.3,1.6。 2 封底测量: 1)定时测读混凝土面及导管底高程,测量限差为10 cm,取位至分米。混凝土灌注接近设计高程时,应随灌随测,严加复核,及时提供测量资料。 2)在混凝土灌注完毕,导管提出混凝土面后,应全面测量一次混凝土面高程。混凝土凝固后,再测一次,供作竣工依据。 7.9.13 管桩施工测量应符合下列规定: 1 打入管桩测量应符合下列规定: 1)每根桩应自桩尖起用钢卷尺量出延长度,并标出分米分划。 2)桩位应按桥墩中心十字线与桩的相对位置设放。设放限差为2 cm。斜桩应按设计坡度推算至地面高程后再设放。 3)桩倾斜度可采用靠尺法测定。每节桩接上后应测量倾斜度。 4)每根桩打完后应测定倾斜度及桩顶高程,并推算桩尖高程及承台底处的桩顶位置,决定是否补桩。 5)在承台浇筑前,应测定管桩群顶部位置,编列单根管桩及管桩群的位移及倾斜竣工资料。 2 水上管桩施工测量应符合下列规定: 1)设有导向架时,导向架的定位测量应符合本规范第7.9.10条中的规定;不设导向架时,宜用打迎水桩或设立测量平台方法放样桩位,不具备此条件时,可采用单桩直接定位方法。 2)用光电测距极坐标法定出控制桩位或桩位控制点。用直量法放出的桩位,纵横向偏差的限值为2 cm。用直量法放出的桩位及管桩竣工位置,应与光电测距极坐标法测得的坐标比较,互差的限值为2 cm,以直量法为准。 7.9.14 钻(挖)孔桩灌注桩测量应符合下列规定: 1 桩位应按设计桩位与墩台中心十字线相对位置设放。埋设护筒后应检查其平面位置的偏差,并测量护筒顶面高程。 2 钻(挖)桩孔内灌注水下混凝土测量应符合本规范第7.9.12条中的规定。 3 灌注混凝土后应测定桩中心(以钢筋笼中心为准)位置,并应在桩侧按桩头设计高程测定高程线,做出标志。 7.9.15 承台、墩身、顶帽及垫石放样均应依据护桩交出或利用全站仪基线放样测定出的桥墩中心纵横十字线为准,水准高程精度应符合四等水准测量要求。 承台模板尺寸误差限值为4 cm;高程应用水准仪设放,限差为3 cm,也可以由光电测距三角高程方法设放。 墩身模板尺寸误差限值为2 cm;高程设放精度与承台同。模板上同一高程线互差的限值为1 cm。 顶帽立模前应检查中心十字线是否正交。顶帽模板尺寸误差限值为1 cm;高程精度应符合四等水准测量要求。灌注混凝土前应检查该墩至两邻墩之跨距。 承台、墩身、顶帽、垫石放样及模板检查,使用全站仪进行测量时,应首先检查输入全站仪的数据是否准确无误,并实地检查后视点的坐标,实测坐标与后视点已知坐标的误差限值应小于10 mm,且全站仪前视距离不应超过后视距离。 图7.9.15 预埋点示意图 灌注顶帽混凝土至顶部时,根据需要在墩顶桥梁中线上埋设中心标1,2个,并在墩顶上、下游异侧各埋设水准标一个(图7.9.15)。在桥墩建成后,应测定中心标里程及水准标高程。 7.9.16 承台、墩身、顶帽、垫石竣工检查应符合本规范第7.9.15条中模板检查的规定。承台全部或部分竣工后,应依据施工控制点(或加密点),顺桥中线方向采用导线法进行全部或部分测量贯通,贯通测量应符合本规范第7.9.2条中的规定。当实测跨距与设计跨距的差值超过2 cm时,应根据桥墩设计允许偏差逐墩进行跨距调整。 7.9.17 架梁前,应对墩、台顶的水准点高程、桥中线方向及中心里程进行测定。 1 墩中心十字线测定; 1)桥中线方向应在无风、视线清晰、呈像稳定时直接测定。测定前,应检校仪器的水准器、十字线、垂球或光学对点器等。当后视点与前视点同向时,正、倒镜不符值不得大于 3 mm,取中值;当后视点与前视点异向时,按正、倒、倒、正镜观测,其不符值不得大于4mm,取中值。 2)墩台中心里程必须精密测定。里程的平差值与设计值比较,其不符值超过1 cm时,应予适当调整。 3)设放钢梁架设的标志线、支座十字线,其距离与垂直度限差为1 mm。 2 墩顶水准标高程测定: 1)墩顶水准标高程精度应与施工控制水准网复测精度相同。 在墩跨较大时,宜用DS或DS型水准仪按跨河水准测量方法测定,也可用精密三角0.51 高程跨河水准测量方法测定。 2)由地面水准点传递高程至墩顶时,应以水准仪测读接高,并用悬挂钢卷尺复核。 高差较大不易传递时,可用光电测距三角高程测量方法往返测定高差,并用悬挂钢卷尺复核。 3)两岸基本水准点与墩顶水准标高程应直接逐跨联测1,2次,使全桥贯通。 7.9.18 架梁测量应符合下列规定: 1 架梁前应按照本规范第7.9.17条中的规定精密测定墩台中心,并放出纵横十字线及梁中心线交点(曲线桥工作线交点)。跨距可用钢卷尺直接丈量,或用全站仪组合测距法测定,但应顾及最佳测程精度,亦可间接求算。 2 以墩台中心十字线或梁中心线交点(曲线桥)为准,在墩顶上用钢卷尺按设计尺寸放出支座十字线及梁端轮廓线,并用墨线标出。 3 检查垫石面高程。 4 根据采用的架梁方法应进行相应的水文、拖拉滑道、架桥机走行道等项测量。 7.9.19 支座安装测量应符合下列规定: 1 高程精度要求与墩顶水准标相同。 2 固定支座应按设放的支座十字线安装,活动支座的辊轴倾斜位移应按实测气温计算。 7.9.20 悬臂拼装钢桁梁测量应符合下列规定: 1 在起吊拼装前,应按规定检查钢梁主要杆件的制造误差,并设放测量标志点。 2 应准确测定平衡梁的平面、立面位置,并使其中线与桥中线取得一致。 每拼装一个节间或起落梁前后,均应测定钢梁的中线、高程、拱度、倾斜值及临时活动支座的位移值。 3 采用跨中合龙时,应准确测定合龙部分锚孔前后两支点的相对高差,合龙前应测定两端悬臂部分的中线、挠度及距离,并与工程单位合作,调整至限差以内;合龙后,应测定钢梁全部中线、高程、拱度,并配合工程单位进行调整。 4 钢梁高程标志点,应对称于中线分布在上、下游两侧,且点间距离宜大些,观测精 度应符合三等水准测量要求,每个测点应取两次读数的中值,并推至弦杆理论中线高程面上。取位至毫米。 墩顶处桥中线点位应投放至横梁顶部,每次投影互差不得大于2 mm,取中值。 5 当能直接传递高程时,应在钢梁上按三等水准测量要求联测两岸基本水准点,并与墩顶水准标原高程成果比较。 6 所有测量成果,均应及时编绘图表,供指导施工、验算用。 7.9.21 用其他方法进行钢梁架设的测量,应符合本规范第7.9.18条、第7.9.19条及第7.9.20条的规定。 7.9.22 墩上支座结构,相对于墩中心竣工位置的测定应符合下列规定: 1 测量项目: 1)活动及固定支座底板与桥墩实际放样里程中心点的相对关系。 2)支座下摆对于铰枢中心的相对关系。 3)在不同气温时测出活动支座辊轴顶、底部的相对位移变化值,并以此推算在设计温度时,支座底板与下摆中心的纵向相对关系。 2 测量时间:应在试车后通车前(即全部恒载已安装完毕)。 3 计算:各墩钢梁支点对于桥墩里程中心点的相对差值,全桥长度相对差值(即全部相对长度误差综合值)。 7.9.23 桥台护坡坡脚宜用钢卷尺设放,取位至厘米,限差为所量长度的1/300,设放坐标可用图解法或解析法求出。 7.9.24 斜拉桥主塔塔座竣工后,应按下列规定建立高塔柱施工控制点: 1 采用测边交会法、边角后方交会法或GPS静态相对测量技术精密测放主塔墩墩中心点,其点位误差为5 mm。同时应设立上、下游墩中心线控制点。 2 当主跨实测跨距与设计跨距的差值超过5 mm时,两主塔中心点应作适当调整,同时调整相邻桥墩中心点位置。边跨实测跨距与设计跨距的较差亦不应超过5 mm。 3 以两主塔中心连线作为斜拉桥桥中线,检测主塔墩两端相邻墩的位置。当相邻墩偏离桥中线方向的距离超过5 mm时,应适当调整相邻墩墩中心点的位置。 4 设立四个水准标,分别位于桥中线和墩中心线方向上。相邻墩墩顶水准标的测定应符合本规范第7.9.17条的规定,并应与主塔塔座水准标进行二等跨河水准联测。 7.9.25 斜拉桥主塔塔柱施工测量基准的传递应符合下列规定: 1 平面基准的传递:塔柱内墩中心点的位置可采用激光准直法、精密天顶基准法、全站仪逐次趋近法或全站仪坐标差分法等方法,由本规范7.9.24条建立的中心点向上铅垂投放。当两次投影中心位置的偏距不超过3 mm时,取其平均位置,再利用2秒级仪器,放出塔柱内基本控制点(柱中心线和墩中心线)。 2 高程基准可使用水准仪借助经鉴定合格的钢卷尺,沿塔柱方向逐次向上传递。也可在相邻墩上设置全站仪,采用全站仪三角高程差分法,观测主塔塔座水准标2次以上,求出观测值与原水准标高程值(理论值)的差值,并及时进行差分改正。当全站仪仰角超过15?时,应悬挂钢卷尺复核。 3 塔柱内基本控制点及高程临时控制点的测设应选在日出前或夜间进行。 7.9.26 斜拉桥主塔塔顶索道管的定位测量应符合下列规定: 1 索道管顶(底)口的定位允许偏差为5 mm。 2 索道管口中心位置标定。顶口采用锚垫板平面尺寸分中,用冲钉标定。也可以采用水平尺平分索道管的径向尺寸进行标定。平分后索道管口径向尺寸差值的限差为2 mm。 3 检查索道管编号及长度,其长度制造误差应控制在2 mm以内。 4 将塔柱内基本控制点平移,作为索道管和劲性骨架的定位控制点,调整劲性骨架的 平面位置,并检查其垂直度。 5 用1秒级仪器借助弯管目镜把竖直基本面投至劲性骨架上,采用长管水准气泡整平时,气泡偏移不得超过一格。用水准仪将高程基准引测至劲性骨架上,并标定出高程基准面,同一高程线两次测量较差的限值为2 mm。 6 劲性骨架上加焊角铁,形成索道管顶(底)口空中控制的线架。通过竖直基本面和水平基本面,在线架上标出索道管口中心线位置,并系好弦线。调整索道管顶(底)口中心位置使之与弦线对齐。当索道管顶(底)口中心与弦线的偏距超过3 mm时,应重新调整索道管位置直至符合要求为止。 7.9.27 斜拉桥主塔塔柱模板的检查测量应以塔柱内基本控制点为依据进行,模板平面尺寸误差的限差为1 cm。 7.9.28 斜拉桥钢桁梁架设施工测量应符合下列规定: 1 主塔横梁顶面控制点的建立应符合本规范第7.9.25条的规定。 2 根据横梁顶面控制点,在墩旁托架支点处放出主桁下弦杆的中心线和轮廓线,并按照支点的设计高程调整垫块的高度。当托架上钢桁梁节间试拼后,测量其主桁的位置和高程,其实际位置与设计位置的限差为1 mm,并且节间两端桥中线的偏差方向在同一侧;各支点高程互差的限差为2 mm。 3 钢桁梁悬拼过程中的施工测量应符合本规范第7.9.20条的规定。 4 双伸臂对称安装每一个节间至设计规定的单侧悬臂长度时,调整钢梁中线,测量其偏差,达到设计规定的允许值后进行横向约束,并安装第一对斜拉索。 5 钢桁梁悬拼过程中应进行测量监控。每架设一个节间,应测绘出钢梁的拱度曲线和钢梁中线图。测量监控应在凌晨1,3时内完成。 7.9.30 桥梁基础施工放样及其竣工测量可采用GPS实时动态测量系统(RTK)。应建立作用范围和实时定位精度满足大桥桩基施工放样要求的GPS参考站,参考站的设置应符合铁道部现行《铁路工程卫星定位测量规范》的技术要求。 7.9.31 用RTK进行桥梁桩基、承台的平面和高程施工放样及竣工测量,其主要技术要求应符合铁道部现行《铁路工程卫星定位测量规范》的规定。 7.9.32 打桩船GPS定位系统进场后应进行校核,在打桩过程中,每个承台的第一根桩应进行校核,可采用下列方法: 1 全站仪辅助定位; 2 改换使用另一个GPS参考站的信号; 3 在船上布设校核点,测量该点的三维坐标,再根据校核点与桩身的几何关系推算出桩身偏位。 7.9.33 承台其余桩位的校核可量取各桩之间的几何距离来比对。 7.9.34 RTK测量过程中,应防止GPS假锁定,可采用以下方法: 1 解算安装在打桩船上两GPS接收机天线之间的距离,与其安装距离比对,不符值超过5cm,则判定为GPS解算失误。 2 桩身到位后,关闭GPS主机,1分钟后再开机重新锁定。 7.9.35 测量海中钢管桩桩顶标高时,应在上、下游的承台钢管桩中各选一个倾斜度相对较小的钢管桩标高可用RTK放样,每根桩放样三次,再用塑料水管进行两桩校核,选取其相符值。 7.9.36 海中其他钢管桩截桩标高测量应满足以下规定: 1 承台其它桩的标高,从己测桩开始用塑料水管顺次引测至己测桩。己测桩两次标高测量值之差超过5毫米时要返测,直至标高相符为止。 2 每次测高时,RTK应在控制点上进行比对,求取RTK测高改正常数,并在己放样 好的标志上进行验证。 7.9.37 钢管桩桩头处理完毕后应按下列规定测量钢管桩中心点的坐标,将其归算至设计标 1高处并与设计坐标比较,其较差应?d (d为桩径)。 4 1 截桩后,在桩顶安放十字架,用RTK测取桩心坐标,计算桩心偏位。 2 RTK测取桩心坐标时应观察屏显数据随桩体晃动的变化情况,记录晃动中心值,每根桩记录三次,取其均值。 7.9.38 承台套箱安装定位,应用GPS至少测设两个相互通视的套箱安装控制点,测量精度应符合桥梁控制网二级加密网的要求。 7.9.39 应采用两岸高程公共点推算全桥GPS高程拟合参数,GPS拟合高程误差应?30 mm。 7.9.40 套箱安装控制点的高程可采用GPS拟合高程法求得。 7.9.41 应用套箱安装控制点作为测站点或后视点,进行套箱井字架安装放样,安装误差应满足:平面?20mm,高程?50mm。套箱安装时,先根据放样标记进行粗定位,再用RTK进行定位检测。检测所记录的数据,用于计算钢套箱的安装偏位。 7.9.42 海中承台钢套箱安装定位后,应在安装好的钢套箱上,用GPS在钢套箱长轴方向上加密两个控制点作为承台施工控制点。 承台施工控制点应用GPS按桥梁控制网一级加密网要求测设,其高程可用GPS拟合高程。 7.9.43 应用承台施工控制点作为测站点或后视点,采用全站仪极坐标法进行海中承台轴线点施工放样。海中分离式承台的轴线点放样后,下图所示轴线上的“2、4、6、8”四点应成一直线,可用细线绳绷直检验;用钢尺丈量1-5与3-7之间的墩距,并与理论墩距对比。 图 7.9.43 7.9.44 为满足海中施工测量的控制和跨海高程贯通测量的需要,在海中每隔1.8 km左右应首先安排第一批桥墩基础施工(称优先墩),利用优先墩承台上布设的GPS控制点和布设在海岛上的GPS点,形成海上GPS加密控制网。 7.9.45 对长距离跨海桥梁施工,承台高程可用GPS拟合高程测定,墩身高程控制必须使用全桥高程贯通测量后的基准。 8 构筑物变形测量 8.1 一般规定 8.1.1 为满足新建铁路线下构筑物变形评估的需要,并确定轨道铺设时机,以及为运营养护、维修提供依据,应建立线下构筑物变形监测网,对线下构筑物进行变形测量。 8.1.2 变形监测网(水平位移监测网、垂直位移监测网)可采用独立坐标和高程系统按工程需要的精度等级建立,并一次布网完成。监测网应尽量利用施工控制网。当施工控制网不能满足要求时,应建立独立的监测网,并与施工控制网联测。 8.1.3 变形测量点分为基准点、工作基点和变形观测点。其布设应符合下列规定: 1 每个独立的监测网应设置不少于3个稳固可靠的基准点,且基准点的间距不大于1千米。基准点应设立强制归心观测墩。 2 工作基点应选在比较稳定的位置。当观测条件较好或观测项目较少时,可不设立工作基点,在基准点上直接测量变形观测点。工作基点宜设立强制归心观测墩。 3 变形观测点应设立在变形体上能反映变形特征的位置。变形观测点宜采用强制对中装置的觇牌或红外测距反射片。 8.1.4 变形观测等级及精度应符合表8.1.4的规定。 表8.1.4 变形测量等级及精度要求 垂直位移测量 水平位移观测 变形测量等级 变形观测点的高程相邻变形观测点的高差变形观测点的点位中误差 中误差(mm) 中误差(mm) (mm) 一等 ?0.3 ?0.1 ?1.5 二等 ?0.5 ?0.3 ?3.0 三等 ?1.0 ?0.5 ?6.0 四等 ?2.0 ?1.0 ?12.0 8.1.5 基准点应选设在变形影响范围以外、便于长期保存的稳定位置。使用时应作稳定性检查与检验,并应以稳定或相对稳定的点作为测定变形的参 考点 西游记考点整理二建建筑实务必背考点药理学考点整理部分幼儿综合素质考点归纳小学教育教学知识能力 。 8.1.6变形测量应在观测点稳固后进行首次观测,每个观测点首次坐标或高程应在同期观测两次后确定。 8.1.7 每次观测前,应对所使用的仪器和设备,应进行检验校正,并保留检验记录。每次变形观测时,应采用相同的图形(观测路线)和观测方法。宜使用同一仪器和设备,固定观测人员,在基本相同的环境和观测条件下工作。 8.1.8 变形监测网的复测应符合下列规定: 1 在基准网建成且工程施工后3月时进行第一次复测,此后每隔6个月复测一次。 2 工作基点的复测应每月至少一次,实施过程中根据控制点的稳定性和实际需要进行调整。 8.2 变形监测网 8.2.1 水平位移监测网应进行精度预估和设计,选用最优方案。监测网的主要技术要求应符合表8.2.1的规定。 表8.2.1 水平位移监测网的主要技术要求 相邻基准点平均 测角 最弱边相对 等 级 的点位中误作业要求 边长(m) 中误差(″) 中误差 差(mm) 宜按国家一等平面控,300 ?0.7 ?1/250000 制测量要求观测 一 等 ?1.5 宜按国家二等平面控,150 ?1.0 ?1/120000 制测量要求观测 宜按国家二等平面控,300 ?1.0 ?1/120000 制测量要求观测 二 等 ?3.0 宜按国家三等平面控,150 ?1.8 ?1/70000 制测量要求观测 宜按国家三等平面控三 等 ?6.0 ,350 ?1.8 ?1/70000 制测量要求观测 宜按国家四等平面控,200 ?2.5 ?1/40000 制测量要求观测 宜按国家四等平面控四 等 ?12.0 ,400 ?2.5 ?1/40000 制测量要求观测 8.2.2 垂直位移监测网的建立应符合下列规定: 1 垂直位移监测网应布设成闭合环状、结点或附合水准路线等形式。 2 水准基点应埋设在变形区以外的基岩或原状土层上,亦可利用稳固的建筑物、构筑物设立墙上水准点。 3 垂直位移监测网的主要技术要求应符合表8.2.2的规定: 表8.2.2 垂直位移监测网的主要技术要求 相邻基准点每站高差往返较差、附监测已测 等级 高差中误差中误差合或环线闭高差较差使用仪器、观测方法及要求 (mm) (mm) 合差(mm) (mm) 型仪器,视线长度?15m,前后视DS05 一等 0.3 0.07 距差?0.3m,视距累积差?1.5m。宜按nn0.15 0.2 国家一等水准测量的技术要求施测。 型仪器,宜按国家一等水准测量DS05二等 0.5 0.13 nn0.3 0.5 的技术要求施测。 或DS型仪器,宜按本暂行规定DS051三等 1.0 0.3 nn0.6 0.8 二等水准测量的技术要求施测 或DS型仪器,宜按本暂行规定DS13四等 2.0 0.7 nn1.40 2.0 三等水准测量的技术要求施测 8.3 变形测量 8.3.1 水平位移测量应符合下列规定: 1 采用交会法时,宜采用三点交会法;角交会法的交会角,应在60?,120?之间,边交会法的交会角宜在30?,150?之间。 2 采用极坐标法时,宜采用双测站极坐标法,其边长应采用全站仪测定。 3 采用经纬仪小角法时,对经纬仪的垂直轴倾斜误差,应进行检验,当垂直角超出?3?范围时,应进行垂直轴倾斜改正。 4 水平位移观测点的施测精度按第8.1.5条要求执行。 8.3.2 垂直位移观测精度和观测方法应符合表8.3.2的规定。 表8.3.2 垂直位移观测点的精度要求和观测方法 高程中误相邻点高差往返较差、附合或等 级 观测方法 差(mm) 中误差(mm) 环线闭合差(mm) 除宜按本规范一等水准测量外,尚需设双一 等 ?0.3 ?0.15 转点,视线?15m,前后视视距差?0.3m,n?0.15 视距累积差?1.5m; 二 等 ?0.5 ?0.3 宜按本规范一等水准测量; n?0.30 三 等 ?1.0 ?0.5 宜按本规范二等水准测量; n?0.60 四 等 ?2.0 ?1.00 宜按本规范三等水准测量; ?1.40n 8.4 路基沉降观测 8.4.1 路堤、路堑全部路段,桥涵两端的过渡段,路隧过渡段及堑堤过渡段均需进行沉降观测。路基沉降观测分为路堤和路堑两个类型。 8.4.2 观测断面布置应符合下列规定: 1 一般情况下沿线路方向每50m布设一个,地基条件复杂、地形起伏大时,应适当加密。 2 一个沉降观测单元(连续路基沉降观测区段为一单元)应不少于2个观测断面。 3 每个路桥过渡段设置2个观测断面,分别设置于距离桥台5m及20m处。 4 路基与横向结构物过渡段中部设置1个观测断面。 ,10m,各布置一个观测断面。 5 路隧、堑堤过渡段在分界线两侧5 8.4.3 观测点布置应符合下列规定: 1 每个路堤(包括过渡段)观测断面应布设两组组合式沉降板,路基两侧坡脚布设水平和竖向变形观测桩。对地形横向坡度大或地层横向厚度变化的路基工点应布设不少于1个横向观测断面,每个断面3组观测点。路堤、路桥过渡段和路堤与横向结构物过渡段参照路堤设置。 2 有预压土路堑地段,每个路堑断面在线路中心设组合式沉降板一组,两侧路肩各设观测桩1个。无预压土路堑地段,每个路堑断面在两侧路肩各设观测桩1个。 3 每个涵洞设两个观测断面,每个断面设3个观测点,原则上设在涵洞结构上。 8.4.4 沉降观测的频次应根据沉降的发生与发展规律及沉降大小确定。两次连续观测的沉降差值大于4mm时应加密观测频次。 8.5 桥梁变形测量 8.5.1 桥梁变形测量点的布设应符合下列原则: 1 基准点的间距不宜大于400m,基准点到桥址中线的距离宜为100,200m。 2 当基准点的间距大于400m时,宜在基准网的基础上加密设置工作基点。工作基点到桥址中线的距离宜为50,100m。 3 变形观测点应设在能反映变形特征的变形体上,布设原则如下: 1)每个承台应设置2,4个垂直位移观测点,分设于底层承台左侧(或右侧)小里程角(或大里程角)上,呈对角形式布置。 2)每个墩(台)身上应埋设2~4个垂直位移观测点,分设于桥墩(台)身底部高出地面或常水位0.5m左右的位置,或设于桥墩墩帽顶面上,点位宜布置成对角形式。 3)梁体变形观测点应设置在支点和跨中截面,每孔梁的测点数量应不少于6个。重点桥跨中部应布置徐变观测点。 4)水平位移观测点宜设在墩台中心位置,也可设在桥轴线或墩中心线上。 8.5.2 大型斜拉桥的施工监测应符合下列规定: 1 上、下游塔柱梁体附近应各设置一个水准标,其高程的测定应符合本规范第7.9.24条的规定。 2 沉降观测应采用两岸水准点或塔柱水准标作为基准点,基准点高程按表8.3.2中三等或以上等级精度联测。塔柱锚固区施工前、后,应各进行一次沉降观测。钢桁梁架设过程中,当发现主塔基础沉降时,应增加观测次数。 3 用于桥梁变形观测的平面基准网应按二等平面控制网精度要求施测。 4 应在每个塔顶上设置一个观测标进行位移观测。在主梁架设前应进行全天24小时不间断观测,并绘制塔柱初始状态日照变形曲线。位移观测可采用GPS快速静态法或全站仪实时差分法,每隔两个小时观测一次,观测误差应不大于5 mm。 5 斜拉桥钢桁梁架设过程中的施工监测应遵守下列规定: 1)检测每一节间安装、索力张拉及钢梁状态等工况调整钢梁各节点的拱度。每节点处设3个测点,分别位于钢横梁中心及两侧,按表8.3.2中三等精度观测。 2)在桥梁中心线上设测点,监测施工中各阶段钢梁中心线的水平位移。使用2”级仪器重复观测2次或2次以上,其水平位移观测值互差的限差为2 mm,并应符合本规范第7.9.17条的规定。 3)钢梁施工过程中塔顶水平位移监测,可采用GPS快速静态法、全站仪实时差分法或弯管目镜法观测。当采用GPS快速静态法时应符合下列要求:观测时段?20 min,同步观测卫星数?4,卫星高度角?15,PDOP值?5。利用弯管目镜垂直观测塔顶水平位移时,两次水平位移观测值互差的限差为5 mm。 4)所有施工监测均应在凌晨1,3时当温度恒定时进行。 8.5.3 变形观测的频次应符合表8.5.3的规定。 表8.5.3 变形观测频次要求 观测频次 观测阶段 备 注 观测期限 观测周期 墩台施工完成 建立观测起始点 墩台施工完成至 全 程 1次/周 桥梁架设前 桥梁架设期间 全 程 架梁前后 桥梁架设完成至 对岩石地基的桥梁,?6个月 1次/周 轨道铺设前 此期限可调至60天 运梁车过桥 全程 过桥前后 轨道铺设期间 全 程 1次/天 0,3个月 1次/月 轨道铺设完成后 4,12个月 1次/3月 工后沉降长期观测 13,24个月 1次/6个月 运营期间 根据稳定情况确定观测频次 注:测试梁体变形时,应尽量保证环境条件类似以消除温度变形的影响,同时记录环境 温度及日照情况。 8.5.4 变形测量的数据分析处理应符合下列规定: 1 绘制桥梁单墩、涵洞或梁跨的变形曲线。 2 由单墩沉降曲线绘制出多个桥墩的沉降曲线。 3 对照分析计算的变形值与实际观测值,对桥梁沉降进行判断。 8.6 隧道变形测量 8.6.1 隧道变形监测项目和内容,应根据埋深、地质条件、地面环境、开挖断面和施工方法等因素综合确定。 8.6.2 隧道变形监测的精度,应根据工程需要和设计要求合理确定。对于重要的隧道结构、基础变形,可采用三等变形测量精度观测;一般的结构、基础变形,可采用四等变形测量精度观测。 8.6.3 隧道变形监测频次,应符合下列规定: 1 隧道变形监测频次,应根据隧道的施工方法、支护衬砌工艺、横断面大小以及隧道的岩土工程条件等因素合理确定。 当采用新奥法施工时,新设立的拱顶下沉变形观测点,其初始观测值应在隧道下次掘进爆破前获取。变形观测频次应符合表8.6.3的规定。 表8.6.3 新奥法施工拱顶下沉变形监测的周期 阶 段 1,15天 16,30天 31,90天 ,90天 频次 每日观测1,2次 每2日观测1次 每周观测1,2次 每月观测1,3次 对不良地质构造、断层和初次衬砌结构裂缝较多的地段,在变形初期宜每天观测1次,变形相对稳定后可适当延长,稳定后可终止观测。 2 隧道施工期间,当监测体的变形速率明显增大时,应适当增加观测次数;当变形量接近预警值或有事故征兆时,应持续观测。 3 隧道在运营初期,第一年宜每季度观测一次,第二年宜每半年观测一次,以后根据稳定情况确定观测频次。 8.6.4隧道的变形监测,应符合下列规定: 1 隧道的变形监测,应对距离开挖面较近的隧道断面、不良地质构造、断层和衬砌结构裂缝较多的隧道断面的变形进行监测。 2 隧道内的基准点,应埋设在变形区外相对稳定的地方或隧道横洞内。必要时,应设立深层钢管标。 3 变形观测点应按断面布设。当采用新奥法施工时,其断面间距宜为10,50m,点位应布设在隧道的顶部、底部和两腰,必要时可加密布设,新增设的监测断面宜靠近开挖面。当采用盾构法施工时,监测断面应选择并布设在不良地质构造、断层和衬砌结构裂缝较多的部位。 4 隧道拱顶下沉和底面回弹,宜采用水准测量方法。 5 衬砌结构收敛变形,可采用极坐标法测量,也可采用收敛计进行监测。 8.6.5 隧道变形监测的各种传感器,应布设在不良地质构造、断层、衬砌结构裂缝较多和其他变形敏感的部位。 8.7 测量成果整理 8.7.1 构筑物变形测量的相关资料应在竣工交验时一并移交接收单位。 8.7.2 每一项目的工程变形测量任务完成以后,应提交下列综合成果资料: 1 施测方案与技术设计书; 2 控制点与观测点平面布置图; 3 标石、标志规格及埋设图; 4 仪器检验与校正资料; 5 观测记录手簿; 6 平差计算、成果质量评定资料及测量成果表; 7 变形过程和变形分布图表; 8 变形分析成果资料; 9 变形测量技术报告。 7.9.45 在全桥高程贯通测量前,优先墩承台GPS控制点的高程可采用GPS拟合高程法测定。非优先墩承台施工控制点的高程可用优先墩的高程为基准进行传递。 全桥高程贯通测量之后,应以全桥高程贯通测量后得到的优先施工墩上加密网点的高程作为控制点的高程;应利用高程测量贯通成果对所有承台施工控制点的GPS拟合高程进行修正,作为墩身施工高程控制基准。 附录A 控制点埋石图及标志注字方法 本附录所规定的各级平面高程控制点标石的埋设规格均为一般地区普通标石的埋设(标石可采用混凝土预制桩或现场浇注),对于特殊地区的标石埋设,应根据线路所在地区的土质、地质构造及区域沉降等因素,进行特殊地区的控制点埋设(如基岩点、深埋点等)。 A.1 平面控制点标志 A.1.1 金属标志制作材料为铸铁或其它金属。规格应符合图A.1.1的规定,图中“××××××”处为测量单位名称。 A.1.2 不锈钢标志可采用直径为12,20mm,长度为20,30mm不锈钢材料,下部采用普通钢筋焊接而成。规格应符合图A.1.2的规定。 80 60 φ GPS点 不锈钢 φ20 5 10 普通钢 8020,3045 10 图A.1.1 金属标志(单位:mm) 图A.1.2 不锈钢标志(单位:mm) A.2 各等级控制点标石的埋设 A.2.1 建筑物顶上设置标石,标石应和建筑物顶面牢固连接。建筑物上各等平面控制点标石设置规格应符合图A.2.1的规定。 400 300 300 图A.2.1-1 建筑物CP0平面控制点标石(单位:mm) 300 200 150 图A.2.1 建筑物上CPI、CPII平面控制点标石(单位:mm) A.2.2 CP0控制点标石埋设规格应符合图A.2.2的规定。 图A.2.2 CP0控制点标石埋设图(单位:mm) 注:1,盖;2,土面;3,砖;4,素土;5,冻土线;6,贫混凝土 A.2.3 三等平面控制点标石埋设规格应符合图A.2.3的规定。 图A.2.3 三等平面控制点标石埋设图(单位:mm) 注:1,盖;2,土面;3,砖;4,素土;5,冻土线;6,贫混凝土 A.2.4 四等平面控制点标石埋设规格应符合图A.2.4的规定。 图A.2.4 四等平面控制点标石埋设图(单位:mm) 注:1,土面;2,素土;3,冻土线; 4,贫混凝土 A.2.5 一级导线/五等GPS平面控制点标石埋设规格应符合图A.2.5的规定。 图A.2.5 一级导线/五等GPS平面控制点标石埋设图(单位:mm) 1,盖;2,土面;3,砖;4,贫混凝土 A.2.6 二、三等水准点标石埋设规格应符合图A.2.6的规定。 图A.2.6 三等水准点标石埋设图(单位:mm) 1,盖;2,地面;3,砖;4-素土; 5,冻土线;6,贫混凝土 A.2.7 四等水准点标石埋设规格应符合图A.2.7的规定。 图A.2.7 四等水准点标石埋设图(单位:mm) 1,地面;2,素土;3,冻土线;4,贫混凝土 A.2.8 水准基点墙脚标石埋设规格应符合图A.2.6的规定。 图A.2.8 墙脚水准基点标石埋设图(单位:mm) 1--墙面 A.2.9 变形测量观测墩的造埋规格应符合图A.2.9的规定。 AA1200地冻线以下500 300100200300100100100 3001002003001001001001200 100100 8×200×2004φ12δ=84φ12 160φ6@200160BBφ6@200 BB自然地面 200 1504φ8根据观测者高度根据地质条件而定300200而定1200,13001000,2000墩面埋设条件100 50,1001200 δ=8AA 图A.2.9 变形测量观测墩图(单位:mm) 注:墩面尺寸根据强制归心装置尺寸而定 A.2.10 无砟轨道道床板上维护基桩可采用Ф20圆钢或预埋钢板型式。当采用Ф20圆钢时, 在圆钢上刻十字线,用锚固剂锚入混凝土道床内,并高于道床面3mm。当采用预埋钢板时,埋设规格应符合图A.2.8的规定。 线路中线 图A.2.10 道床板上维护基桩埋设图 注:标志以200mm×100mm×10mm钢板和钢筋焊接而成,与底板钢筋焊接后,浇注在道床板混凝土中,点位经规划后应在 点位上钻Φ2深5mm的小孔并镶以黄铜丝。 A.3 线路定测标志桩尺寸 A.3.1 方桩顶面为4×4cm,若为圆桩顶面直径为4cm,桩长30,35 cm。 A.3.2 标志桩尺寸宜为宽5,8 cm,厚2cm,桩长35,40 cm。 A.3.3 板桩尺寸宜为宽4,5 cm,厚1,1.5cm,桩长30,35 cm。 A.4 标识 A.4.1 采用混凝土埋石的CP?、CP?、CP?控制点、水准基点的标志注字如图A.4.1,在混凝土的表面上应注明编号、单位、测设时间等。 当在岩石上设水准点则应用红油漆将点全部涂红,并标注上述项目。 CP?控制点 CP?控制点 CP?控制点 水准基点 BMXX CP? CP? CP? ×× ×× ×× ×× ××单位 ××单位 ××单位 ××单位 年 月 年 月 年 月 年 月 图A.4.1 标志注字示意图 A.4.2 隧道后洞内中线点、水准点、控制点的标志,应在点位相应的隧道边墙上画出(如 图A.4.2),标志框内以白油漆刷底色,以红油漆书写文字和数字。 控制点名称 图A.4.2 隧道内标志注字示意图 附录B 光电测距仪、全站仪技术要求 B.0.1 光电测距仪、全站仪应按照仪器 说明书 房屋状态说明书下载罗氏说明书下载焊机说明书下载罗氏说明书下载GGD说明书下载 正确使用。光电测距仪的照准头、经纬仪和反射镜应按出厂时的配套号码使用,否则必须重新检验三轴(发射轴、接收轴、照准轴)的平行性和检定加常数。 B.0.2 新购的光电测距仪、全站仪,在使用前应进行检定,仪器修理后应重新检定。用于线路、桥梁、隧道控制测量的光电测距仪、全站仪,每年应检定一次,在使用过程中发现异常情况应及时检定;用于线路中线测量的光电测距仪应定期与精度不低于1/100 000的已知边长或自设的专用基线比长,比测的误差超过标称误差的2倍时,应进行检定。 检定的精度要求应符合国家现行《中、短程光电测距规范》)(GB/T 16818-1997)的规定。 B.0.3 光电测距仪、全站仪作业要求应符合下列规定: 1 应检校三轴的平行性与圆水准器及光学对中器。 2 视线宜高出地面和离开障碍物1.2m以上。 3 视线应避免通过受电、磁场干扰的地方,一般要求离开高压线2,5m。 4 视线宜避免通过发热体(如散热塔、烟囱等)。 5 视线背景应避免反光体,在反射光束范围内,不得同时出现两个反射器,测距时步话机应避免距离仪器太近。 6 在低气温下作业时,应有一定的预热时间,使仪器各电子部件达到正常稳定的工作状态,方可测距。 7 在晴天作业时,仪器应打伞,严禁将照准头对向太阳。在线路、桥梁、隧道控制测量中,当反射镜无遮阳罩时应打伞。 8 避免在烟、尘、雨、雾、霜、雪、雷、电及四级以上大风等不利条件下测距。 B.0.4 所使用光电测距仪的光学经纬仪、电子经纬仪、全站仪的测角应在仪器有效检定期内。每个项目作业前应进行以下项目的检验: 1 照准部旋转轴正确,各位置气泡读数较差,1″级仪器不应超过2格,2″级仪器仪器不应超过1格,6″级仪器不应超过1.5格。 2 光学经纬仪测微器行差及隙动差,1″级仪器不应大于1″,1″级仪器不应大于2″。 3 水平轴不垂直于垂直轴之差,1″级仪器不应超过10″,2″级仪器不应超过15″,6″级仪器不应超过20″。 4 垂直微动螺旋使用时,视准轴在水平方向上不产生偏移; 5 在补偿器的补偿期间,对观测成果应能进行有效补偿。 6 照准部旋转时,仪器基座的位移,1″级仪器不应超过0.3mm″,2″级仪器不应超过1″,6″级仪器不应超过1.5″。 7 光学(或激光)对点器的对中误差不应大于1mm。 8 垂直度盘测微器行差不得大于2.0″。 B.0.5 光电测距仪、全站仪技术的测距及辅助工具的检校,应符合下列规定: 1 新购置的仪器或大修后,应进行全面检校。 2 测距仪使用的气象仪表,应送气象部门按有关规定检测。当在高海拔地区时使用空盒气压计时,宜送当地气象台(站)校准。 -63 测尺频率的校正精度应高于1×10。 4 周期误差的振幅不应大于仪器标称精度中固定误差的0.6倍,检定中误差不应大于0.5mm。 5 加常数的检定中误差不应大于仪器标称精度中固定误差的0.5倍;乘常数的检定中误差不应大于仪器标称精度中比例误差系数的0.75倍。 6 光学对中器旋转180时,先后标定的两点应重合,对中误差不应大于1mm。 7 安置反射器的对中杆使用前应检查圆水准的正确性;安置反射器的光学对中器旋转180时,先后标定的两点应重合,对中误差不应大于1mm。 附录 C 水准仪(电子水平仪)、水准尺技术要求 C.0.1 所使用水准仪(电子水平仪)应在仪器有效检定期内。每个项目作业前应进行以下项目的检验: 1 水准仪视准轴与水准管轴的夹角i,在作业开始的第一周内应每天测定一次,i角稳定后可每隔15天左右测定一次,DS05、DS1级不应超过15″;DS3 级不应超过20″ 2 水准仪光学测微器的使用应正确,其分划值的平均值与名义值之差应不超过0.001mm。 3 补偿式自动安平水准仪的补偿误差?a对于二等水准测量不应超过0.2″,三等水准测量不应超过0.5″。 C.0.2 所使用水准尺应满足以下要求: 1 水准尺上的米间隔平均长与名义长之差,因瓦水准标尺,不应超过0.15mm;条行码尺,不应超过0.10mm。木质双面标尺不应超过0.5mm。 2 水准尺的圆水准器气泡,当水准标尺位于垂直位置时应居中。 3 水准尺分划面弯曲差(矢距),对于线条式因瓦水准标尺应不超过4mm;对区格式水准标尺应不超过8mm。 本规范规定用词说明 执行本规范条文时,对于要求严格程度的用词说明如下,以便在执行中区别对待。 C.0.1 表示很严格,非这样做不可的用词: 正面词采用“必须”; 反面词采用“严禁”。 C.0.2 表示严格,在正常情况下均应这样做的用词: 正面词采用“应”; 反面词采用“不应”或“不得”。 C.0.3 表示允许稍有选择,在条件许可时首先应这样做的用词: 正面词采用“宜”; 反面词采用“不宜”; 表示有选择,在一定条件下可以这样做的,采用“可”。 C.0.4 指定应按其他有关标准、规范执行时,写法为“应符合……的规定”或“应按……执行”。 1 总 则 1.0.3 1999年版《新建铁路工程测量规范》规定“新建铁路工程测量平面坐标系采用1954年北京坐标系3º带投影”。由于1954年北京坐标系3º带投影存在较大的边长投影变形,在投影带边缘的高斯投影变形值达到340mm/km,在海拔2000m处的高程的投影变形值达到312mm/km。其边长投影变形值已远远超过新建铁路采用坐标法测量定位的精度要求。采用坐标法测量定位方法进行施工测量时,要求由坐标反算的边长值与现场实测值应尽量一致,因此本条规定采用工程独立坐标系,规定边长投影变形值宜不不大于25 mm/km,以满足勘测设计和施工测量的要求。这一要求也是我国各行业建立工程测量控制网所采用的基本原则。 关于投影长度的变形值不大于25 mm/km的坐标系统,可选择以下三种数学模型: 1 可以根据新建铁路通过地区的具体情况和要求,选择抵偿坐标系统、任意中央子午线坐标系统、任意中央子午线的任意较窄宽度带坐标系统。 在导线测量中,观测边长D归化至参考椭球体面上时,其长度将会缩短ΔD。设归化高程为H,地球平均曲率半径为R,其近似关系式为: ,DH,DR ,D,D即高程归化变形比与归化高程H成正比。今列出H为50,4 000m时变形比的DD数值如说明表1.0.3-1。 说明表1.0.3-1 变形比 ,DH(m) 变形比 D 50 1/127420 100 1/63710 159 1/40069 200 1/31855 500 1/12742 1000 1/6371 2000 1/3185 3000 1/2123 4000 1/1592 根据说明表1.0.3-1,当不考虑高斯正投影产生的变形(中央子午线附近Ym=0)时,要使长度变形小于1/40 000,则线路的高程至归化高程面的高差不宜大于159m(长度变形比为1/40 000),归化到参考椭球体面上的边长S,再投影至高斯平面时,其长度将会放长ΔS。 y设该边两端点的平均横坐标为,则其近似关系式为: m 2yS,m,2S2R 2y即高斯正投影变形比与该边距中央子午线的平均距离的平方成正比。今列出纬度为m y19、36、53度,带宽为0.8、1.0、1.2、2.0、3.0度,带边至中央子午线距离为时,高斯m ,D正投影变形比数值如说明表1.0.3-2。 D 说明表 1.0.3-2 纬度19? 纬度36? 纬度53? 带宽 ,S,S,Syyymmm SSS 0.5 26235 1/117946 22541 1/159771 16784 1/288173 0.6 31588 1/81358 27049 1/110953 20141 1/200116 0.7 36853 1/59772 31557 1/81414 23498 1/147022 0.8 42117 1/45762 36066 1/62408 26855 1/112560 1.0 52647 1/29288 45082 1/39941 33569 1/72038 根据高斯投影近似公式: 2yS,m,2S2R 当不考虑高程投影时,若使高斯正投影变形值不大于1/40 000,应将投影带边缘至中央子午线的距离控制在45km以内,即投影带东西向的宽度应不大于90km。 利用高程归化时导线边长缩短,高斯正投影时导线边长伸长,两者变形符号相反的特性,就存在着一定的抵偿地带。若使高程归化变形比与高斯正投影变形比的差值不大于1/40000,即: 2y1Hm,,2240000RR 根据这一公式,可以计算出抵偿地带的高程H和相应的横坐标ym之间的关系,如说明表1.0.3-3。 说 明 表 1.0.3-3 H(m) ?ym(km) 0 0~45 50 0~52 100 0~57 150 0~63 500 66~92 1000 104~122 2000 153~166 3000 190~201 4000 221~230 从说明表1.0.3-3中不难看出,对于一定的高程只存在一定的抵偿地带,其东西宽度也随高程的增加而变得愈狭窄。 对于基本南北走向的高速铁路,其东西摆动在一定范围内,用人为的方法来改变归化高程面,使它与高斯正投影变形相抵偿,但并不改变国家统一的高斯正投影3?带的中央子午线,这种投影方法称为抵偿高程面的高斯正投影统一3?带平面直角坐标系,简称抵偿坐标系。 对于基本南北走向的高速铁路,其东西摆动在一定范围内,还可以人为改变中央子午线的位置,不改变归化高程面,使长度变形不大于1/40000,这种方法称为任意中央子午线的高斯正投影平面直角坐标系,简称任意中央子午线坐标系。 如果基本南北走向的高速铁路,东西摆动范围超过说明表1.0.3-3的数值,长度变形将会大于规定的1/40000。特别对于基本东西走向的高速铁路来讲,肯定不能采用国家统一的高斯正投影3?带平面直角坐标系统或抵偿坐标系统或任意中央子午线坐标系统。这时,则可以采用任意中央子午线较窄宽度带的高斯正投影平面直角坐标系,并利用高速铁路通过地区的高程状况,选定合适的归化高程面,尽可能的减小长度变形,方便测量工作。 对于基本东西走向的高速铁路,它既经过坐标带的中央,又穿越坐标带的边缘。在坐标带的中央子午线上高斯正投影不产生变形,只有因高程归化产生的长度变形,而在坐标带的边缘则两种变形都存在,这就需要我们选择合适的归化高程面。根据说明表1.0.3-1,要使中央子午线附近的长度变形小于1/40000,则线路的高程至归化高程面的距离不宜大于159m(长度变形比为1/40069),根据说明表1.0.3-2(只取纬度为19?,其y最大),选择带宽为m 0.8?其边缘高斯正投影变形比为1/20338,与高程归化变形(按159m)抵偿后的总变形比为1/41301;若选择带宽为1.0?其边缘高斯正投影变形比为1/29288,只要选择高程归化距离为59m,其高程归化变形比为1/107983,则抵偿后的坐标带边缘总变形比为1/40188。 因此,对于基本东西走向的长大高速铁路,可选择中央子午线为经度的整度数,带宽取1.0?,其高程投影面选在线路高程以下,中央子午线附近不低于159m,边缘在59,376m范围内,二者共有的范围为59,159m。这样,不论在中央子午线附近,或者在中央子午线边缘,其长度的变形比都小于1/40000。 桥梁控制测量和隧道控制测量测设精度要求较高,可采用假定的独立坐标系。 1.0.4 1985国家高程基准是全国统一使用的国家高程基准,新建铁路线路长,与道路、管线、河流及市政设施交叉频繁,为了准确测量客运专线与交叉物的高程关系,因此本条规定高程系统采用1985国家高程基准。 1.0.5 根据偶然中误差出现的规律,以2倍中误差作为极限误差,其误差出现的或然率不大于5%,这样的规定是合理的,也是我国测绘界普遍采用的指标。 1.0.7 在铁路工程测量中,对采用的测量成果进行检核是保证测量成果质量的关键。所以本规范规定:对工程中所引用的测量成果资料,应进行检核。 1.0.9 测量仪器作为计量仪器,必须按照计量法的要求,在法定的有效检定期内。测量仪器是铁路工程测量的主要工具,其良好的运行状态对测量作业至关重要。所以本规范要求对测量仪器和相关设备要加强维护保养,定期检校和鉴定。 2 术语和符号 2.1 术语 2.1.2 卫星定位测量的概念,主要是针对多元化的全球空间卫星定位系统而提出的。由于GPS是特指美国的全球卫星定位系统---the Global Position System。而俄罗斯的GLONASS卫星定位系统也于1996年1月18 日正式起用;欧盟的GALILEO民用卫星导航定位系统也即将建成投入使用。我国在现有北斗一号卫星导航系统的基础上,将建成新一代的北斗卫星导航定位系统。卫星定位测量领域将出现多元化、多系统的格局。故本规范引入卫星定位测量概念,代替单一的GPS测量。但在有关章节中,关于卫星定位测量部分仍然按习惯称为GPS测量。 2.1.3, 2.1.6 本次修订引入基础框架平面控制网(CP0)、基础平面控制网(CP?)、线路控制网(CP?)、铺轨基桩控制网(CP?)概念,是为了便于阐述新建铁路线路平面控制测量按分级布网原则进行测量。新建铁路工程线路平面控制测量宜按分级布网原则分四级布设: 1 第一级为基础框架平面控制网CP0,主要为全线(段)的线路平面控制测量提供坐标框架基准。 2 第二级为基础平面控制网CP?,主要为勘测、施工、运营维护提供坐标基准; 3 第三级为线路控制网CP?,主要为勘测和施工提供控制基准; 4 第四级为基桩控制网CP?,主要为铺设无砟轨道和运营维护提供控制基准。 2.1.7 本次修订引入的三角形网和三角形网测量的统一概念,是对以往的三角网、三边网、三角形网的概念综合。由于目前全站仪的广泛应用,单纯的三角网、三边网已很少应用,所以不再严格区分 2.1.19 测角仪器的分级与命名。 过去对测角仪器精度等级的划分,一直沿用我国光学经纬仪的系列划分方法,即划分为DJ07、DJ1、DJ2、DJ6等,随着全站仪的普遍使用,这一划分已显得不够全面。为此,参照2007年版《工程测量规范》(GB 50026-2007)的测角仪器分级方法,分为0.5",1",2",6"级。测角的0.5",1",2",6"级仪器分别包括全站仪、电子经纬仪、光学经纬仪,分别命名为0.5"级仪器,1"级仪器,2"级仪器,6"级仪器。对于其他精度的测角仪器,如:3",5"等类型,使用时,按“就低不就高”的原则归类。 3 平面控制测量 3.1一般规定 3.1.1 鉴于GPS特指美国的卫星定位系统,本规范初步引入卫星定位测量概念,代替单一的GPS测量。关于GPS测量部分依然称之为GPS测量。随着全站仪、电子经纬仪在铁路工程的广泛应用,角度和距离测量已不再像以前那么困难,现在的外业观测不仅灵活且很方便。就布网而言,纯粹的三角网、三边网已极少应用。所以,本规范修订时参照《工程测量规范》(GB50026-2007)引入了三角形网测量的统一概念,对以往的三角网、三边网、三角形网不再严加区别,将所有的角度、边长观测值均作为观测量看待。 3.1.2 将卫星定位测量控制网精度等级划分与传统的导线、三角形网(三角网、三边网、三角形网)相统一,依次为一、二、三、四、五等。导线及导线网划分为二、三、四、五等和一、二级。三角形网划分为一、二、三、四等。 3.1.3 随着科学技术的发展,测量仪器和计算手段都得到了相应的提高。因此,控制网不再强调逐级布网,重点考虑的是控制点的相对精度。只要满足铁路工程的精度要求,控制网可越级布设或同等级扩展。 3.2 卫星定位测量 3.2.1 卫星定位测量网的精度分级是在充分考虑卫星测量精度高,布网灵活性强,相邻等级网的布网方法、测量方法和观测时间没有太大差异的前提下,根据铁路工程对测量精度的需要和铁路卫星测量网带状布设,长、短边边长悬殊大等特点划分的。 控制网的精度指标是根据铁路工程对测量精度的要求确定的。参照《铁路工程卫星定位测量规范》: 特等网主要用于铁路工程线路平面控制测量坐标框架基准控制网(CP0)的控制网; 一等网主要用于铁路工程线路特大型桥梁和隧道的施工控制网测量; 二等网主要用于无砟轨道基础平面控制网(CPI)测量、复杂特大桥一级施工控制网测量和长度6km以上隧道的施工控制网测量; 三等网主要用于有砟轨道基础平面控制网(CPI)测量、无砟轨道线路控制网(CP?)测量、复杂特大桥二级施工控制网测量和长度3,6km隧道施工控制网测量; 四等网主要用于有砟轨道线路控制网(CP?)测量、大桥三级施工控制网测量、长度3km以下隧道施工控制网测量、160km/h及以下铁路的首级控制测量。 3.2.2 弦长精度公式中固定误差a和比例误差系数b的含义分别与仪器生产厂家给出的精度公式中的a、b的含义基本相同,其区别在于厂家给出的是某一标准条件下的精度,本规范的3.2.2式是考虑了外界因素影响的精度。 3.2.3 卫星定位测量控制网设计 1 卫星定位测量控制网的设计是一个综合设计的过程,首先应明确铁路工程项目对控制网的基本精度要求,然后才能确定控制网的基本精度等级。最终精度等级的确定还应考虑测区现有测绘资料的精度情况、 计划 项目进度计划表范例计划下载计划下载计划下载课程教学计划下载 投入的接收机的类型、标称精度和数量、定位卫星的健康状况和所能接收的卫星数量,同时还应兼顾测区的道路交通状况和避开强烈的卫星信号干扰源等。 2,4 参照了《铁路工程卫星定位测量规范》。 3.2.4,3.2.6 引自《铁路工程卫星定位测量规范》和《全球定位系统(GPS)测量规范》。 3.3 导线测量 3.3.2 各等级导线测量的主要技术要求 导线等级的划分:在其他工程规范中,导线等级最高为三等,鉴于时速200km/h以上 铁路的特殊性,为保证长大隧道内轨道铺设的平顺性,在长大隧道施工及贯通后洞内CPII布设时,需要提高导线的精度等级,因此把导线等级最高定为二等。 导线边长:根据铁路工程的特点,导线边长既要考虑满足测量精度的要求,同时也要考虑测量的可操作性和使用的方便。在其他工程规范中,四等以上的导线边长均超过1km,而在铁路工程中,多数情况下导线边长无法达到如此距离,因此各等级导线边长是按铁路工程的实际情况制定的。 导线精度及附(闭)合长度:若以2倍中误差为极限误差,导线经水平角平差后,全长相对闭合差限差的计算公式为: 22mmf(n,1)(n,2)dB,2,,22D12,nn,d, 二、三、四、五等及一、二级导线的测角中误差分别取1″、1.8″、2.5″、4″、5″、8″;二、三、四、五等导线测距精度取为2mm+2ppm,一、二级导线测距精度取为5mm+2ppm;二、三、四等导线平均边长分别取1000、800、600m,五等及一、二级导线平均边长均取400m,按上式可得导线精度为: 说明表 3.3.2-1 导线长 (km) 20 18 14 12 10 5 等 级 二等 1/73684 1/76933 1/84855 1/89744 1/95425 1/112786 三等 1/37371 1/38757 1/43017 1/46338 1/49012 1/60559 四等 1/23453 1/24822 1/27411 1/29659 1/31753 1/40451 五等 1/12260 1/12881 1/14469 1/15520 1/16836 1/22140 一级 1/9803 1/10298 1/11564 1/12399 1/13443 1/17599 二级 1/6130 1/6440 1/7234 1/7760 1/8417 1/11067 若以1.5倍中误差为极限误差,导线经水平角平差后,全长相对闭合差限差的计算公式为: 22mmf(n,1)(n,2)dB,1.5,,22D12,nn,d, 则可得导线精度为: 说明表 3.3.2-2 导线长(km) 20 18 14 12 10 5 等 级 二等 1/98245 1/102577 1/113140 1/119659 1/127233 1/150381 三等 1/49827 1/51676 1/57356 1/61785 1/65349 1/80746 四等 1/31271 1/33096 1/36548 1/39544 1/42338 1/53935 五等 1/16347 1/17175 1/19293 1/20693 1/22448 1/29520 一级 1/13071 1/13731 1/15418 1/16532 1/17924 1/23465 二级 1/8173 1/8587 1/9646 1/10346 1/11223 1/14756 综合以上分析,并结合铁路工程实际选定了导线技术要求。在特殊条件下,为提高导线精度,可采取导线网、三角形网等加强措施,提高多余观测量。 3.3.3 导线相邻边长之比不宜小于1?3。 111 ,, Ddf 望远镜的物镜成像定理为: 说明图 3.3.3 当物距D改变ΔD时,如果不调焦,则像距d也相应改变Δd。即: 111,,D,,Dd,,df 在导线水平角观测时,设相邻导线边的长度相差ΔD,如果瞄准后视后,不调焦再瞄准前视,则前视的目标影像将不落在十字丝平面上,这时将产生视差,如果视差太大将影响瞄准精度。 2D,d,D,,2(D,d),d,d 仪器设计安装规定,Δd,?0.2mm,视差的影响可以忽略不计。 以d=0.3m,,Δd,=0.2mm,计算出前后视不调焦的边长列出说明表3.3.3。 说 明 表 3.3.3 D(m) ?D(m) D(m) ?D(m) D(m) D/D 112212 100 29 129 18 82 1.6 200 160 360 62 138 2.6 225 225 450 75 150 3.0 300 601 901 120 180 5.0 400 3219 3619 188 212 17.0 从说明表3.3.3中可以看出,对于导线的短边,相邻边长之差不宜过大,对于较长的导线边,允许长度差别就大得多。为了减少铁路导线布设时,相邻边长相差悬殊必须调焦而引起的角度测量误差,规定相邻边长D1和D2之比不宜大于3。如布设短边时要注意相邻边长比,而对于较长的边长则不受此规定的限制。 当导线平均边长较短时,应控制导线边数。主要是因为目前测距的精度明显高于测角精度,在相同导线长度的条件下,边长越短,边数越多,则测量的角度也越多,导线的精度也 随之降低。 3.3.4 水平角观测所用的仪器是以0.5″级、1″级、2″级和6″级仪器为基础,根据实际的检查需要和相关仪器的精度,分别规定出不同的指标。 3.3.5 本条规定的方向观测法的技术要求引自《工程测量规范》(GB50026-2007),并根据经验增加了0.5″级仪器的技术要求。 3.3.6 本条规定引自《工程测量规范》(GB50026-2007)。 3.3.8 本条规定的距离测量精度等级的技术要求引自《中、短程光电测距规范》(GB/T 16818-1997)。 3.3.9 距离测量增加了?等测距的技术要求内容,一测回读取数据个数根据实践经验改为2,4次。 3.3.10 关于严密平差和近似平差方法的选用。根据历年来各工程测量单位的实践经验,对一级及以上精度等级的平面控制网,只有采用严密平差法才能满足其精度要求。对二级及以下精度等级的平面控制网,由于其精度要求较低一些,允许有一定的灵活性,不作严格的要求。 本条列出了一些必要的精度评定项目,需要时,作业者还可以增加更细致的精度评定项目。 本条给出了测距长度归化到不同投影面的计算公式。在作业时,应根据平面控制网的坐标系统选择的不同而取用不同的公式。 内业计算中数字取位的要求,是为了保证提交成果的精度。 3.4 三角形网测量 3.4.1 三角形网测量的精度指标,是基于三角网和三边网的相关指标制定的。本条没有对边长做出规定,是因为铁路工程的特殊性,不同条件下边长差异较大。如桥梁施工控制网边长可以布设得较长,而隧道洞内控制网,为了提高精度可选择三角形网,但边长不容易布设得很长。随着目前铁路等级的不断提高,满足铺轨精度要求的基桩控制网也经常选择三角形网的形式。而基桩控制网的边长也较短,如时速200,250公里有砟轨道铁路CPIII控制点的边长一般要求不大于200m。对于测距中误差和测距相对中误差的规定,本条是在综合考虑测距精度和边长的条件下制定的。如四等网,边长取600m,测距相对中误差为1/80000,则最弱边边长相对中误差1/40000。 3.4.2 三角形网是导线网、三角网和三边网的综合,目的是增加多余观测量。三角形网不要求测量所有的角度和边长,根据具体情况,可选择观测部分角度或边长。如此便于在布设桥梁控制网和隧道洞内控制网时灵活考虑网形。三角形网测量概念的提出,就是将所有的角度、边长观测值均作为观测量看待,所以均应参加平差计算。 3.4.5 本条引自《工程测量规范》(GB50026-2007)。三角形网的各种几何条件检查内容本条没有详细列出,因为三角形网的各种几何条件显得较复杂,这里不作为强制要求,仅规定三角形闭合差应满足限差要求。在查找三角形网出现的问题时,可参考《工程测量规范》所列出的三角形网的各项条件闭合差检验内容。 3.4.7 关于先验权计算。控制网平差时,需要估算角度及边长先验中误差的值,并用于计算其先验权的值。根据实际经验,采用经典的计算公式或数理统计的经验公式估算先验中误差,用于平差迭代计算,其最终平差结果是一样的,二者都是可行的办法。 4 高程控制测量 4.1一般规定 4.1.1 高程控制测量等级的划分,参照国家《工程测量规范》GB50026-2007的等级系列,增加一等水准主要是考虑到现在铁路工程桥梁、隧道长度有不断变成长趋势,几十公里的桥梁、隧道特长开始出现,有建立一等水准网需要。如:西安安康线秦岭隧道的施工控制网就采用了一等水准网测设。“总则1.0.4 ”已经规定了“新建铁路的高程系统应采用1985国家高程基准”。当个别地区无1985国家高程基准的水准点时,可引用其他高程或以独立高程起算,但作为全线高程控制不能出现多个高程系统,统一换算有困难时,最好全线先敷设高一等高程控制网。 4.1.2 各等级高程控制网采用每千米高差中数偶然中误差、每千米高差中数的全中误差的精度和水准路线长度等系列引用现行国家标准《国家一、二等水准测量规范》GB12897-2006和《国家三、四等水准测量规范》GB12898-91、以及《工程测量规范》GB50026-2007。这系列对铁路工程测量不一定恰当,但从水准测量基本精度指标的协调统一出发,基本保持各指标。 4.2水准测量 4.2.1,4.2.12 水准测量的主要技术系列指标引用现行国家标准《国家一、二等水准测量规范》(GB12897-2006)和《国家三、四等水准测量规范》(GB12898-91)以及《工程测量规范》(GB50026-2007)。 4.3 光电测距三角高程测量 4.3.1 光电测距三角高程测量适用精度等级提高到三等高程测量。近年来,全国很多单位了采用光电测距三角高程测量进行高精度水准测量的科研实验与生产作业,《中国测绘学科发展蓝皮书》2005卷之《地球空间信息学中的测绘学科》明确指出“电子测距三角高程测量可以在起伏较大的地区代替三等、四等几何水准测量”;《水点水利工程施工测量规范》(DL/T5173-2003)已经规定了“高程控制测量中可用光电测距三角高程导线测量代替三等、四等几何水准测量”。2006铁四院与武汉大学在武广客运专线长沙南到韶关段采用光电测距三角高程测量代替二等水准测量生产。2007年中铁二院在结合渝利线的高程控制测量进行了《采用三角高程进行山区三等水准测量方法研究》。大量实践表明,光电测距三角高程测量进行三等、四等水准测量可行的。 光电测距三角高程测量对向观测(三等)较差规定是根据铁二院科研项目《采用三角高程进行山区三等水准测量方法研究》和渝利线、蒙河线三角高程等生产中,实践经验总结的。 四等、五等光电测距三角高程测量对向观测较差引自《工程测量规范》GB50026-2007 附合或环线闭合差引自相应等级水准测量的规定。 4.3.2 参照现行国家标准《国家一、二等水准测量规范》GB12897-2006、《国家三、四等水准测量规范》GB12898-91、以及《工程测量规范》GB50026-2007制定。 4.3.3 在研究和分析光电测距三角高程测量科研和生产成果资料的基础上,结合有关理论计算资料规定光电测距三角高程测量的技术要求。 对向观测组数是指电测距三角高程测量中,两测站点间进行一次完整的对向观测为一组。三等电测距三角高程测量应进行两次摆站,测量两组。 关于三等电测距三角高程测量误差分析 垂直角: 设视线的垂直角为α,仪器的测角精度为mα,仪器的测距精度为mD,仪高和棱高的量取精度分别为mi,mv;大气折光对高差的影响为mf。由往返测高差中误差传播律可得: 22mD222222,,tanm,,m,,,m,m,mhABDivf42cos,,…………………… .(1) 由误差传播率可得: 224(1),kDD222m,m,mfDk224RR …………………… …(2) 对式(1)、式(1)进行整理,可得: 22242,,(1)Dm,kDm222222k,tanm,,,,,D,m,,m,mhABDiv,,4222cos4RR,,,,…… (3) 由式(3)可知,影响三角高程测量精度的主要因素有以下几点(ρ= 206 265, R = 6 370 km)。 从式中看,测距误差对高差影响与垂直角有关,当固定α时,由测距误差所引起的高差 mhAB中误差将随距离D的增长而增加得较慢,例如,当仪器测距标称精度为1mm+2ppm且垂直角α为30?时,距离为100米时,由测距误差所引起的高差中误差为0.69mm,当距离变为800米时,由测距误差所引起的高差中误差为1.72mm;当固定距离D时,由测距误 mhAB差所引起的高差中误差随α的增大而增加得较快。 例如,当仪器测距标称精度为1mm+2ppm且距离D为500米时,垂直角为10?时,由测距误差所引起的高差中误差为0.53mm,当垂直角变为40?时,由测距误差所引起的高差中误差为1.73mm。垂直角较小时,测距误差mD的影响也较小,因此规定一般竖直角三等不应超过20?; 量高: 如果采用对中杆(量杆)量取仪器高和棱镜高,误差mi、mv可以小于?1mm。 测角误差: 由上可知道,垂直角观测的误差mα对高差影响与距离成正比,而大气折光系数的误差mk对高差影响与距离的平方成正比,因此应限制测距边的边长。对于三角高程测量,mα 、 mhABmk两项误差的影响是主要的,当固定α时,由测角误差所引起的高差中误差将随距离D的增长而增加得较快,例如,当仪器测角标称精度为1秒且垂直角α为30?时,距离为100米时,由测角误差所引起的高差中误差为0.46mm,当距离变为800米时,由测角误差所引起的高差中误差为3.65mm, 其高差中误差与水平边长D成正比;当固定距离D时, mhAB由测角误差所引起的高差中误差随α的增大而增加得较慢。例如,当仪器测角标称精度为1秒且距离D为500米时,垂直角为10?时,由测角误差所引起的高差中误差为1.76mm,当垂直角变化为40?时,由测角误差所引起的高差中误差为2.92mm。因此应保证垂直角观测的精度,并且采用对向观测,以削弱大气折光系数误差的影响。 折光系数: 折光系数k主要取决于温度梯度和大气密度。一般认为早晚变化较大,中午附近比较稳定,阴天和夜间最好, 应选最佳观测时间。按本课题前面所提出的方法测量和计算k 值, 通过对往返高差进行气差改正后再取均值,可大大削弱k误差的影响。但是,由于折光系数k是个变数,通常采用其平均值来计算大气折光的影响,因此,其系数是有误差的。一些文献表明,大气折光系数k的中误差约为?0. 02,?0. 04。取mk =?0. 03,由式(3)右边第三项可得折光差对三角高差的影响,其结果见表1。 说明表4.3.3-1 折光差对三角高程测量高差的影响 距离(m) 影响量(mm) 距离(m) 影响量(mm) 100 0.02 600 0.85 200 0.09 700 1.15 300 0.21 800 1.51 400 0.38 900 1.91 500 0.59 1000 2.35 从说明表4.3.3可以看出,当三角高程测量的边长距离超过600m时,大气折光系数k的误差对三角高程测量高差的影响会急剧增大,因此,三角高程测量的边长不宜过长。 在全站仪标称精度确定的前提下(如使用Leica TC1800全站仪时,测角标称精度为1秒,测距标称精度为2mm+2ppm),假定三角高程的边长为600m,垂直角为30?,则由式(3)并代入数据,可计算出三角高程测量的高差中误差: 24222,,mDm(1),kD222222k,tan m,,,,,D,m,,m,mhABDiv,,4222cos4RR,,,, 222,,(600*1000)0.707(1,0.16)22,,,tan(30*/180),,2.2,,,422cos(30*/180)2062656370000,,, 4600222,,0.03,0.5,0.524,6370000 22222 =7.52mm+1.61 mm+0.71 mm+0.25 mm+0.25 mm 由以上分析可知,在全站仪三角高程测量中,全站仪测角误差m对三角高程高差中误α m差的影响最大,是三角高程测量的主要误差来源,而且,随着三角高程测量距离的不hAB m断变大,测角误差m对三角高程高差中误差会急剧增大,因此,当三角高程测量的距αhAB 离变大时,必须适当增加三角高程测量的测回数,以提高三角高程的测角精度,从而减小测 m角误差m对三角高程高差中误差的影响;其次是全站仪测距误差m对高差中误差αDhAB mm的影响;再者是大气折光差m对高差中误差的影响;而仪器高和棱镜高的量取khhABAB m误差对高差中误差的影响较小。图3为全站仪的测角为mα=?0.707″,测距中误差ms=?hAB -6(1+2×10S)mm,观测竖直角10?,边长在1km之内测角误差、测距误差和大气折光差对三角高程测量高差精度的影响。 4 3.5 3 距离的影响2.5 2角度的影响 1.5大气折光差的影响影响量/mm 1 0.5 0 100 200三角高程测量距离/m 300 400说明图4.3.3 竖角为10?时角度、距离、大气折光差对高差精度的影响 500由说明图4.3.3可知,三角高程测量边长在1km范围之内,测角精度是影响高差精度的 主要因素,距离次之,当边长超过600m后往返测的大气折光差的影响会迅速增大,因此,600 在精密三角高程测量中应控制边长的长度。 700 为分析精密三角高程测量代替三等几何水准测量的可行性,将精密三角高程测量中的各800项误差分别代入公式(3),求得它们对精密三角高程测量高差精度的联合影响mh,并取AB 900 2mh与《国家三、四等水准测量规范》中规定的三等几何水准测量限差12L(L为闭合AB1000 环的长度)进行比较,结果见说明表4.3.3-2和说明表4.3.3-3。 说明表4.3.3-2 不同条件下2mhAB与三等水准测量限差比较 -6(mα=?0.707″,ms=?(1+2×10S)mm) 水准限差竖角 (mm) 距离/m 5 10 15 20 25 30 15L 100 1.70 1.76 1.84 1.94 2.08 2.28 3.79 200 2.10 2.16 2.28 2.42 2.64 2.90 5.37 300 2.64 2.72 2.86 3.06 3.32 3.68 6.57 400 3.28 3.38 4.00 4.06 4.12 4.54 7.59 500 3.98 4.10 4.30 4.58 4.96 5.48 8.48 600 4.76 4.88 5.10 5.44 5.88 6.46 9.29 700 5.60 5.74 5.98 6.34 6.84 7.50 10.04 800 6.50 6.66 6.92 7.32 7.88 8.60 10.73 900 7.48 7.64 7.94 8.36 8.96 9.76 11.38 1000 9.48 9.64 9.92 10.34 10.92 11.70 12.00 1500 17.60 17.78 18.12 18.60 19.30 20.28 14.69 说明表4.3.3-3 不同条件下2mhAB与三等水准测量限差比较 -6(mα=?2.0″,ms=?(2+2×10S)mm) 水准限差距离/m 竖角 (mm) 5 10 15 20 25 30 15L 100 2.52 2.65 2.85 3.13 3.49 3.94 3.79 200 4.23 4.38 4.63 4.98 5.46 6.07 5.37 300 6.11 6.29 6.60 7.05 7.67 8.48 6.57 400 8.05 8.27 8.65 9.21 9.97 10.99 7.59 500 10.02 10.26 10.68 11.29 12.33 13.56 8.48 600 12.05 12.36 12.88 13.66 14.73 16.18 9.29 700 14.12 14.46 15.06 15.95 17.18 18.84 10.04 800 16.23 16.61 17.28 18.28 19.66 21.53 10.73 900 18.39 18.81 19.55 20.65 22.19 24.27 11.38 1000 20.60 21.06 21.87 23.08 24.76 27.05 12.00 1500 32.59 33.24 34.37 36.06 38.44 41.71 14.69 由说明表4.3.3-2可知,在三角高程测量中,当所使用全站仪的测角和测距中误差分别为mα=?0.707″,ms=?(1+2×10-6S)mm时,在距离不超过1000m、竖直角不超出30?时,用全站仪三角高程测量替代三等几何水准测量在理论上是可行的。 另外,由说明表4.3.3-3可知,当所使用全站仪的测角和测距中误差分别为mα=?2.0″,ms=?(2+2×10-6S)mm时,只有在距离不超过300m、竖直角不超出15?时,用全站仪三角高程测量替代三等几何水准测量在理论上是可行的。当距离增大或竖直角增大时,只有通过增加三角高程测量的测回数,以提高三角高程测量的测角精度。 在实际测量中,若选用0.5秒或1秒的仪器时并同时考虑测量精度和测量效率时,则测站到目标的最佳距离应该在600米以内,如果距离较长时,应适当增加测回数,提高垂直角的观测精度。 垂直角n测回测角中误差为: 2nm=m/ 半测回 规范中指标较差、垂直角较差的规定限差三等为5",则m半测回为2.5",三等4测回观测的测角中误差为0.88"。该推算结果与在渝利线、蒙河线的实验结果是吻合的,也是容易达到的。 1"级全站仪和电子经纬仪的垂直角观测精度为1",1"光学经纬仪的垂直角观测精度相对较低,且不同厂家的仪器差别较大。因此三等观测时,最好采用全站仪和电子经纬仪,所使 秒;测距精度应为2+ppm或1+2ppm用的全站仪和电子经纬仪的测角标称精度应为1秒或0.5 甚至精度更高。另外,在条件允许的情况下,可使用带有目标自动识别(ATR—Automatic Target Recognition)全站仪,以减少目标的照准误差,提高仪器的测角精度,从而提高精密三角高程测量的精度。 4.3.4 “单程双往返”是指用两台仪器各自独立进行1组各个测站的对向观测。也可以用一台仪器通过同时变换仪器高和反射镜高方法进行2组独立的对向观测。在各组观测时,应独立测定温度和气压,并在全站仪上进行设置,以便对所测的边长进行改正。每组的观测数据应各自满足规范要求。 “双程往返”是指用一台仪器进行两次单程的对向观测。在各个测站观测时,应在观测前测定温度和气压,并在全站仪上进行设置,以便对所测的边长进行改正。 4.3.4 跨河水准测量主要参照《国家一、二等水准测量规范》GB12897-2006、《国家三、四 等水准测量规范》GB12898-91的相关规定制定。 4.4,4.7 参照现行国家标准《国家一、二等水准测量规范》(GB12897-2006)和《国家三、四等水准测量规范》(GB12898-91)、《城市测量规范》(CJJ8—99)以及《工程测量规范》(GB50026-2007)的相关规定制定。 5 线路测量 5.1一般规定 5.1.2 CP0一般50km左右设一个点,是根据京沪和石武精测网的建网经验确定的。CP0测量方案应根据线路设计速度及测区具体情况进行专门的技术设计,比CP?提高一个精度等级。 5.5.1 初测阶段比较方案多,可先布设10km左右一对的GPS控制点,便于进行勘测,如实测纵横断面、补测地形等。工程可行性研究设计完成后,应布设CP?控制网。定测方案确定后,再布设CP?控制网,以满足初测需要、节省费用。 5.5.3 初测阶段比较方案多,不具备三、四等水准测量的条件,可先布设初测高程控制点进行勘测,定测前,再进行三或四等水准测量,以满足初测需要、节省费用。 5.6.1 目前铁路长大干线的地形测量全部采用摄影测量成图,但对局部摄影范围以外的区域或支线、专用线的地形测量还有采用全站仪数字化测图法、GPS RTK数字化测图方法、经纬仪视距法等方法测图。 5.6 地形测量 5.6.2 一般都是按一个测区内的地形地貌将地形划分为几个等级,再分别按各个等级和测图比例尺规定测图精度。原《99测规》按地面横坡分为1:5以下、1:5,1:3、1:3,1:1.5和1:1.5,1:1等地形分为四种类型,本条引用《新建铁路摄影测量规范》的规定,便于统一和执行。 5.6.4 地物点在图上的点位中误差,沿用原《99测规》和引用《新建铁路摄影测量规范》的规定。多年实践表明,这一精度指标满足新建铁路勘测设计要求。 5.6.5 高程注记点和等高线的高程中误差,沿用原《99测规》和引用《新建铁路摄影测量规范》的规定,按现地形分类等级进行归并。多年实践表明,这一精度指标满足新建铁路勘测设计要求。 5.6.6 地形图图例符号采用国家现行《1:500、1:1 000、1:2 000地形图图式》,便于与国家和其它行业的基本图例符号统一、测图软件的应用。铁路专用图例符号和图式采用现行《铁路线路图例符号》、《铁路工程制图图形符号标准》、《铁路工程制图标准》的规定,能满足铁路行业的要求和特点。 地形图要素分类代码可参照国家现行《1:500、1:1000、1:2000地形图要素分类与代码》(GBl4804)和《1:5000、1:10000、1:50000、1:100000地形图要素分类与代码》(GB/T 15660)规定执行,制定合理的要素分类代码,但同一线路要采用相同的要素分类代码。 5.6.12 关于竖直角不应大于30? 1 竖直角对水平距离精度的影响,从视距公式S=Kncos2α可以看出,影响水平距离的因素是视距Kn的误差和竖直角α的误差。竖直角误差的影响在角度大时比角度小时要大,当α为30?、竖直角误差为1′时,对水平距离的影响约为1,4 000左右,因此,竖直角对水平距离的影响可忽略不计。 2 竖直角对高程精度的影响,由公式h=Stanα可以看出,影响高程精度的因素是水平距离S及竖直角α的误差。若只考虑竖直角的影响,当α=30?、m=?1′时,高差中误差 smh=?0(000 39S。可见影响亦较小。 ,2cos, ,ms, 3 视距尺倾斜对水平距离的影响亦随着竖直角的增大而增大,由公式tanα可s, m1s以看出,α=30?、视距尺倾斜角η=0?30′时,水平距离精度。 ,s200 1由以上分析可以看出,当α=30?、η=0?30′时,水平距离相对中误差为已难于满足200测图要求。同时,竖直角接近30?时,观测已不方便。据以上理由,规定竖直角不应大于30?。 5.6.14 地形图平面和高程精度的检查和质量评定,是选取代表性地区实测散点检查,全站仪和GPS RTK数字化测图,按用同等精度方法检查计算,经纬仪测图按用高精度方法检查计算。 5.7 中线测量 5.7.3 随着测量仪器测角和测距精度的不断提高,设计单位和施工单位均采用全站仪极坐标法或GPS RTK进行定线测量和施工复测。 5.7.4 采用全站仪极坐标法进行控制桩、中线桩测量 采用全站仪极坐标法进行控制桩、中桩测量具有如下特点: (1)交点不必要求放出。现场放出交点或副交点对勘测设计和施工测量均没有多大的作用。过去的方法进行线路放线、交点和中线测量,工作量大,严重影响勘测效率。 (2)采用全站仪极坐标法放线时,所有中线控制桩和中线桩都是从CP?控制点或CP?控制点上用极坐标法放线,放线误差不会积累,中线控制桩的误差不会影响中线测量精度。若是为了验证中线控制桩的可靠性,可采取从不同导线点或GPS点上用极坐标法放线便可进行验证。因为在定测阶段,没有征地清场,中线控制桩之间一般都不通视,控制桩贯通测量难度极大,根据中铁二院在福厦线勘测的经验,控制桩贯通测量的工作量比同样长度的控制桩和中线桩测量的工作量大,严重制约了勘测工期。 (3)没有必要对中线控制桩进行埋石固桩。施工单位在进行施工测量时,均使用CPI、CPII平面控制点或加密的控制点来恢复中线,因此必要对中线控制桩进行埋石固桩。但是,为了勘测设计阶段专业调查及测量工作的方便和施工单位在施工清场时对线路走向有所了解,中线控制桩可采用水泥包桩的方法进行固桩。这样可以节约大量的埋石固桩成本,提高勘测效率。 因此,中线控制桩不再要求进行贯通测量,一般地段不再要求固桩。 5.7.5 GPS RTK中线测量 GPS RTK测量原理:GPS RTK技术是实时载波相位测量的简称,是以载波相位观测量为根据的实时差分GPS测量。它的工作原理是在基准站上安置一台GPS接收机,对所有可见GPS卫星进行连续地观测,并将其观测数据,通过无线电传输设备,实时地发送给用户观测站。在用户站上,GPS接收机在接收GPS卫星信号的同时,通过无线电接收设备,接收基准站传输的观测数据,然后根据相对定位的原理,实时地计算并显示用户站的三维坐标及其精度。 采用GPS RTK进行放线时,放线误差不会积累,中线控制桩的误差也不会影响中线测量精度。为了验证中线控制桩的可靠性,可用不同的流动站对中线控制桩进行测量。根据 GPS定位原理和中铁二院在郑西、武广等线定测中,GPS RTK测量的中线控制桩与GPS静态测量结果统计,GPS RTK测量结果与GPS静态测量结果具有一致性。而GPS静态测量作业效率远远低于GPS RTK测量的作业效率,因此没有必要用GPS静态测量对GPS RTK测量的中线控制桩进行贯通测量。 5.8 横断面测量 5.8.1 横断面测量,一般应在现场绘出断面图。若采用光电测法(包括光电测距三角高程法和全站仪法),仪器备有外业自动记录器,则可回到室内通过计算机和绘图机绘图,从而提高效率和绘图精度。 5.8.2 横断面精度分析可按两种情况: 1 经纬仪视距法 1高差h=S?sin2α+i-V 2 mm122222222,s则 m=S?sin(2α)()+S?cos(2α)()+m+m niV,4s 式中 S——斜距(m); α——竖直角; m1s——视距测量中误差,按计; s200 m——竖直角测量中误差,按m,?1′; αα m——量取仪高中误差,按1cm计; i m——视线高中误差,按1cm计; V ρ——弧度分数,3438′。 由上式看出,高差的误差主要与竖直角α和距离的误差有关。而横断面在线路中线一侧的宽度多数在50m以内,说明表5.8.2,1给出按不同的竖直角和两种距离,所得高差的限差。 说明表 5.8.2,1 S,50 m S,100 m 竖 直 角 的限差(cm) 中误差(cm) 限 差(cm) 3? 2.5 5.0 10 5? 3.0 6.0 12 10? 4.8 9.6 20 15? 6.6 13.2 26 20? 8.3 16.6 34 25? 9.8 19.6 40 30? 11.0 22.0 44 根据实验资料和理论分析得出(见王兆祥编《铁道工程测量学》(上册));测量高差的误差与高差和距离都有关,每100m距离约有?3cm的高差中误差,每10m的高差也可有?3cm的中误差。故检测高差较差的中误差为: lhlh2m=×0.03(+)=?0.04(+) (m) h1001010010 考虑到横断面测量中定位较粗,故加0.2m。以2倍中误差作为限差,并考虑其它因素 的影响,则高差误差的限差为: lh?,0.1(+),0.2, (m) 10010 式中 l、h均以米为单位。 1视距测量的水平距离相对中误差一般为,考虑到定位粗糙加0.1m,故距离允许限200 差为: l?(+0.1) (m) 100 2 光电测距仪法 按测距中误差m=?10cm考虑,因测距精度高,当m,?1′时,对高差的误差影响不大。 dα 由说明图4.8.2—1看出: h=S?sinα 对上式微分得: ,ddh,sinα?dS+S?COSα? , m22,,,m= (,sin),(cos,)mshs, S h α 说明图4.8.2—1 假若光电测距精度按1/1000,m=?1′,m=?1′,则横断面宽度不同,所得高差的中误差βα 见说明表5.8.3,2。 说明表 5.8.2,2 S,50 m S,100 m 竖 直 角 的限差(cm) 中误差(cm) 限 差(cm) 5? 1.5 3.0 6.0 10? 1.7 3.4 6.8 20? 2.2 4.4 8.8 30? 2.8 5.6 11.2 由说明表5.8.2,2看出,当测距仪直接架在所测横断面的线路中心上时,则其精度较经纬仪视距法所测高差的精度约高4倍。 当测距仪架在线路上,以极坐标法测设断面时(说明图5.8.2—2),水平角的测量精度决定 了横断面的距离精度。设m=?1′,则对距离的影响见说明表5.8.2,3。 β p S线 路 中 心 43012 说明图5.8.2—2 说明表 5.8.2,3 S (m) 点位横向中误差(cm) 极限误差(cm) 50 1.4 2.8 100 2.9 5.6 200 5.8 11.6 300 8.7 17.4 17.41由上表看出,当横断面点距线路中心为10m时,S=300m,则=;S=200m,则57100011.61=,与视距法测精度相当,同时点位误差亦影响到高差的精度,故横断面测量的限100086 差采用一个标准。 5.8.3 利用航测方法测绘横断面,横断面测量精度主要与航测精度有关,受摄影比例尺限制,同时受地表植被和摄影质量(如阴影)影响较大。 航测法测绘横断面高程限差、距离限差系根据铁道第二勘察设计院在郑西客运专线的科研和实践经验确定。航测法测量横断面的高差误差,与地面坡度有关,特别是落在陡坎上的点,因很小的平面误差就可引起较大的高程误差。航测法测量的横断面上各点平面精度相同,距离无关。5.8.2条中的横断面测量检测限差计算公式,不适合航测法。而在设计时,中线附近的地物都要拆除或改移,只有离中线较远的堑顶或坡底的地物,才会考虑采取适当的工程措施保留。因此规定:航测断面点高差限差允许值一般地区为?0.35m,距离限差允许值一般地区为?0.3m,困难地区放宽至1.5倍。因航测方法无法准确测量隐蔽地区地面点,所以必须对横断面进行现场核对,补测修正。 5.12 轨道施工测量 5.12.4 铺轨基桩控制网CP?测量按无砟轨道和有砟轨道分别采用边角交会法和导线法测设。 5.12.5 有砟轨道CPIII平面控制点布设应兼顾施工及运营维护要求,距线路中心2.5,3.5m,沿线路每隔150,200m,相邻点间必须相互通视,相邻点宜按左右侧交替埋设。控制点元器件采用工厂精加工元器件,观测标志应用不易生锈及腐蚀的金属材料制作,能够长期保存、不变形、体积小、结构简单、安装方便,标心为“,”,标心清晰,对中误差满足小于?1mm。 说明图5.12.5,1 CPIII平面控制点布设示意图 1 路基地段应埋设在接触网杆基座内侧方便架设全站仪的地方。埋设在接触网杆基座上的标志应采用混凝土取孔器取一直径不小于80mm,深不小于250mm的孔洞,再安置直径为10,16mm,长度不小于200mm的钢钉,最后用混凝土或强力粘合剂将测量标志固稳,标志头应比接触网杆基座顶高5,8mm;埋设在路肩上标志的尺寸应满足下图要求,一般距线路中心2.9m(接触网杆基座内侧联线)。 2 桥梁地段CPIII平面控制桩设在挡碴墙顶端,安置强制对中器,点位应设于避车台处挡碴墙顶(避车台附近)。 3 隧道地段CPIII平面控制桩设在电缆槽顶,安全稳固,不受干扰,便于保存的地方。洞内CPIII埋设时,采用冲击钻钻好孔,再埋设测量标志,最后用水泥或强力粘合剂将测量标志固稳。 4 有砟轨道CPIII点号编排应按以下原则进行编号,xxxCPIII01,xxxCPIII02,“xxx”为线路里程,如K179至K180公里段1公里范围内按里程增长方向,CPIII控制点编号可为“179CPIII01,179CPIII02……”。CPIII控制点编号应清晰、明显地标在线路内侧,路基地段宜标绘于接触网杆;桥梁地段宜标绘于挡砟墙内侧标志正下方0.2m;隧道地段宜标绘于标志正上方1.2m。点号标志字号应采用统一规格字模,字高为6cm的正楷字体刻绘,并用白色油漆抹底,红色油漆喷写编号。点号铭牌白色抹底规格为40cmX30cm,红色油漆应注明CPII编号,工程线名简称,施测单位名简称。 5.12.6 无砟轨道段CP?控制点的元器件必须采用工厂精加工元器件(要求采用数控机床),用不易生锈及腐蚀的金属材料制作,有带支架的反射镜、轨道标记销钉、标记点锚固螺栓、栓孔保护销钉(塑料)等。平面和高程控制标志分别短标、长标,观测时进行平面、高程标互换。 由于CP?控制网网点间的相对精度高达?1mm,而且CP?控制网的服务期限从轨道精调开始,到线路竣工时的全线轨道线形竣工测量,以及竣工后线路运营期间的轨道维护,因此CP?控制网的测量标志必须达到以下要求:具有强制对中、能在其上安置和整平棱镜、可将标志上的高程准确地传递到棱镜中心、能够校准棱镜上的圆水准气泡等功能,而且能够长期保存、不变形、体积小、结构简单、安装方便、价格适中;同一套测量标志在同一点重复安装的空间位置偏差应该小于?0.5mm,分解到X、Y、Z方向的重复安装偏差三方向应均小于?0.3mm;不同套测量标志在同一点重复安装的空间位置偏差也应该小于?0.5mm,分解到X、Y、Z方向的重复安装偏差三方向应均小于?0.3mm;同一段线路上的轨道施工精调和精测单位、竣工时的轨道线形竣工测量单位、运营期间的轨道维护和测量单位,必须使用同一型号的CP?控制网测量标志。 无砟轨道CPIII控制点的埋设 CPIII控制点距离布置一般为60 m左右一对,且不应大于80 m, CPIII控制点布设高度应与轨道面高度保持一致的高度间距。 1 一般路基地段宜布置在接触网杆上。 说明图5.12.5,2 无砟轨道CPIII路基地段埋设示意图 注:CPIII控制点距离设计轨面高差一般为300mm左右。 2 当路基地段没有施工接触网杆时可以在路基上布置临时控制点桩或布置在已施工的接触网杆的基座上。 3 桥梁上一般布置在防护墙上。 说明图5.12.5,3 无砟轨道CPIII控制点桥梁上埋设示意图 注:1、CPIII控制点距防护墙表面50mm左右。 4 隧道里一般布置在电缆槽顶面以上30—50厘米的边墙内衬上。 说明图5.12.5,4 无砟轨道CPIII控制点隧道内埋设示意图 注:标记点设置在内衬上,点位距电缆槽边墙表面30-50cm左右。 CP?控制点应设置在稳固、可靠、不易破坏和便于测量的地方,并应防冻、防沉降和抗移动,控制点标识要清晰、齐全、便于准确识别和使用。 5 CPIII控制点的安装 CPIII控制点的安装:安装标记销钉(在不使用时可以将该销钉取下保存)、安装反射镜(在不使用时可以将该反射镜及销钉取下保存)。CPII控制点编号应清晰、明显地标在标志正上方1.2m附近,同一隧道点号标志高度应统一。点号标志字号应采用统一规格字模,字高为6cm的正楷字体刻绘,并用白色油漆抹底,红色油漆喷写编号。点号铭牌白色抹底规格为40cmX30cm,红色油漆应注明CPIII编号,工程线名简称,施测单位名简称。 XX客运专线 0356301 XXX单位 说明图5.12.5,5 CPIII控制点安置棱镜 6 CPIII-网络的点编号定义如下: CPIII-点按照公里数递增进行编号,其编号反映里程数。 CP III-点以数字CPIII为数字代码 所有处于线路下行线轨道左侧的标记点,编号为奇数,处于上行线轨道右侧的标记点编号为偶数,在有长短链地段应注意编号不能重复。 CPIII点名编号原则 点编号 含 义 数字代码 在里程内点的位置 (轨道左侧)奇数 表示线路里程DK356范围内线路前进方向0356301 0356301 左侧的CPIII第1号点,“3”代表“CPIII” 1、3、5、7、9、11等 (轨道右侧)偶数 表示线路里程DK1356范围内线路前进方向0356302 0356302 右侧的CPIII第1号点,“3”代表“CPIII” 2、4、6、8、10、12等 CP III-网络的点编号体系 自由设站点编号按“Z035601,Z035602…”沿线路里程增加方向编号。 5.12.7 CP?控制网根据网型不同,分为导线法和边角交会测量 导线法测设CP?控制网 CP?导线测量起闭于CPI或CPII控制点。采用符合单导线方式构网,每600m,1000m联测一次高等级CPI或CPII,每4km左右进行一次方向闭合。 1 CPIII导线测量应起闭于CPI或CPII控制点上,采用标称精度不低于2″、5mm+5ppm的全站仪施测。全站仪测距作业时应符合下列要求: (1)作业人员应对仪器各部件的性能、作用及操作程序、方法、技术要求等全面了解后,方能独立作业;作业过程中,作业人员不得离开仪器或棱镜; (2)仪器要有专人保管,须放在稳固的地方,避免振动; (3)测距前,应预先将仪器、气压表、温度计打开,使其与外界条件相适应,经过一段时间再观测; (4)作业时,应在大气稳定和成像清晰的气象条件下进行,在雷雨前后、大雾、大风(4级以上)、雨、雪天和大气透明度很差时,不应进行观测; (5)作业过程中,严禁有另外的反光镜位于测线或测线延长线上,对讲机应暂时停止通话。晴天作业时,应给全站仪、棱镜打伞,严禁将仪器照准头对准太阳。 2 CPIII导线观测 CPIII平面控制网的方向和距离应采用测回法进行观测,方向和距离观测的主要技术指标如下表。 导线测量水平角观测技术要求 半测回归零同一测回2C同一方向 附合长度 仪器等级 测回数 差 较差 各测回间较差 DJ1 DJ05 2 6″ 9″ 6″ ?1 DJ2 4 8″ 13″ 9″ 3 距离的观测应与水平角观测同步进行,并由全站仪自动进行。 4平面测量可根据测量需要分段测量,并应联测测段内所有CPI及CPII控制点。为了使相邻重合区域能够满足CPIII网络的测量高均匀性和高精确度,每个重合区域至少重复观测1到2段CPI或CP II点(约为1.5km的重合),每个测段不宜小于10公里。 5 不能直接观测的CPII点应用GPS按CPII同精度内插方式进行加密,即以前后相邻CPII点作为起算点,按CPII施测精度加密得到的新CPII成果。 6 导线法测量CPIII平面控制数据处理 1)在CPIII平面控制测量中必须使用与全站仪能自动记录及计算的专用数据处理软件,采用的软件必须通过铁道部相关部门正式鉴定。观测数据存储之前,必须对观测数据进行质量检核,满足限差要求,方可进行平差计算。 2)平差过程中,若附合导线段数大于20时,应按计算测角中误差, CP?网平差精度指标应满足各项精度指标。 3)测段分段平差时,前后段前、后测段独立平差的重合点坐标差值应满足??10mm。满足该条件后,后一测段CP?网的平差计算,除应用后测段的CPI、CPII控制点外,还应采用上一测段至少一个重合CPIII点进行约束平差。两测段重合段CP?两次平差坐标较差值应??5mm,最终成果应采用上测段CPIII点作为约束点的平差成果。 4)数据计算、平差处理在计算报告中要说明软件名称。自由设站点、CPIII点进行整体平差。平差计算时,要对各项精度作出评定。 7 CP?控制点高程测量,应在CP?平面测量完成后进行,并起闭于水准基点。CP?高程控制应采用水准测量方法,宜采用数字水准仪施测。 边角交会测设CP?控制网 1 CPIII控制点的观测 1)仪器要求 全站仪必须满足如下精确度要求: 角度测量精确度:? 1″,距离测量精确度:? 1mm +2ppm 使用带目标自动搜索及测量的自动化全站仪,如:Leica (徕卡)系列的:TCA1201,TCA1800,TCA2003,TRIMBLE(天宝)S6等,每台全站仪应至少配13套棱镜,使用前应对棱镜进行检测。观测前须按《精密工程测量规范》要求对全站仪进行检校,作业期间须在仪器鉴定有效期内。 2)测量方法 CP?控制网采用自由设站交会网(《客运专线无碴轨道铁路工程测量暂行规定》称为“边角交会网”)的方法测量,自由测站的测量,从每个自由测站,将以2 x 3个 CP III-点为测量目标,每次测量应保证每个点测量3次,测量方法见下图。 测站(自由站点) CPIII控制点 向CPIII点进行的测量(方向、角度和距离) CPIII控制点距离为60 m左右,且不应大于80 m,观测CP?点允许的最远的目标距离为120 m左右,最大不超过180m。 每次测量开始前在全站仪初始行中输入起始点信息并填写自由测站记录表,每一站测量至少3组完整的测回。水平角测量的精度应按如下要求进行: (1)标称精度为一测回方向观测的中误差?0.5″、测距中误差?(1mm+1ppm)的全站仪,用于CP?控制网自由测站观测的测回数不少于3测回;标称精度为一测回方向观测的中误差?1″、测距中误差?(1mm+2ppm)的全站仪,用于CP?控制网自由测站观测的测回数不少于4测回。 (2)CPIII网的方向和距离必须采用全圆法进行观测,方向和距离观测各项限差根据《精密工程测量规范》(GB/T 15314-1994)的要求不应超过下表的规定,观测最后结果按等权进行测站平差。 方向和距离观测各项限差 同一目标不同盘位、 一测回内 同一方向值各仪器等级 测回数 半测回归零差 测回所测距离互差 2C值互差 测回互差 DJ0.5 3 1mm 6" 9" 6" DJ 1 4 1mm 8" 13" 9" (3)每个点应观测至少3个全测回,各点的允许横向偏差不超过5mm。 (4)距离的观测应与水平角观测同步进行,并由全站仪自动进行。 (5)平面测量可以根据测量需要分段测量,其测量范围内的CPI及CPII点应联测。与上一级CPI、CP II 控制点联测时,应至少通过2个或以上线路上的自由测站进行联测,见下图。 联测高等级控制点时,应最少观测3个完整测回数据(其精确度应在5毫米误差以下)。 与CPI、CPII控制点联测示意图 测站(自由站点) CPIII控制点 向CPIII点进行的测量(方向、角度和距离) (6)为了使相邻重合区域能够满足CPIII网络的测量高均匀性和高精确度,每个重合区域至少重复观测3到4对CP III点(约为180米的重合)进行平差,每个区域不宜小于4公里。 2不能直接观测的CPII点应用GPS按CPII同精度内插方式加密,即以前后相邻CPII点作为起算点,并按CPII施测精度加密得到的新CPII成果。 3 桥梁、隧道段须与已有的独立的隧道施工控制网相连接。通过选取适当的CP II点和CPIII 特殊网点,来保证形成均匀的过渡段。 4 CPIII控制网应与线下工程竣工中线进行联测。 5 无砟轨道CPIII平面数据处理 1)在自由设站CPIII测量中,测量时使用与全站仪能自动记录及计算的专用数据处理软件。 2)由CPIII网中的两个自由测站点和两个CPIII控制点可形成多个诸如S1,CP3-1,S2,CP3-2、S1,CP3-3,S3,CP3-4的闭合图形,平差计算时应进行四边形相对闭合差统计,相对闭合差应?1/4000。 CPIII控制网形成的闭合环示意图 3)CP?网平差过程中的精度控制指标主要为:方向观测值的改正数??3″,距离观测值的改正数??1mm;CP?控制网约束网平差的点位中误差??2mm,距离观测值的中误差??1mm,CP?网点间的相对点位中误差??1mm。 4)测段分段平差时,前后段前、后测段独立平差的重合点坐标差值应满足??2mm。满足该条件后,后一测段CP?网的平差计算,除应用后测段的CPI、CPII控制点外,还应采用上一测段至少一个重合CP?点进行约束平差。两测段重合段CP?两次平差坐标较差值应??1mm,最终成果应采用上测段CPIII点作为约束点的平差成果。 5)自由设站点、CP?点进行整体平差。平差计算时,要对各项精度作出评定。 CP?高程与平面控制点共桩,观测时将平面控制的短标志换成高程控制的长标志。6 无砟轨道CP?高程观测: 1)每一测段应至少与3个二等水准点进行联测,形成检核。联测时,往测时以轨道一侧的CP?水准点为主线贯通水准测量,返测时以另一侧的CP?水准点为主线贯通水准测量,最后联测所有左右侧相对两个CPIII点间高差,以此形成多个四边水准环组成的水准网。CPIII高程控制水准路线示意如下: 2)CPIII高程应采用水准测量,宜使用电子水准仪测量。 3)观测成果的重测与取舍符合下列要求: (1)凡经检验超出规定限差均进行重测; (2)应进行相邻两对CPIII控制点组成精密水准环检测,环闭合差应满足水准闭合差限差要求,若大于限差要求,应重测整个环水准路线。 6.1.1隧道控制测量的目的是保证相向开挖并正确贯通,过去设计单位不作线路控制测量时,沿线路中线设计的切线控制桩精度较低,因此应建立隧道专用控制网。设计布设线路控制网后,由于的控制精度一般不低于四等导线的测量精度,因此,长度不超过4km的隧道,是能够满足洞外控制测量精度要求的。但由于设计的线路控制网设计的点位,密度并不能满足隧道洞口的布网要求,因此规定:当根据隧道测量设计,线路控制网精度满足隧道洞外贯通精度要求时,应在线路控制网基上扩展形成隧道施工控制网,以满足隧道施工。 当线路控制网精度无法满足隧道洞外控制测量贯通要求时,则应建立隧道独立控制网,独立控制网的精度应根据隧道长度及相应的贯通误差要求确定。 长大隧道一般中间均为一长直线,其坐标系的建立宜以隧道长直线为X轴,里程增加方向为X轴正方向,X坐标即为相应的线路里程;曲线隧道当隧道内夹直线较长时,宜以夹直线为X轴;隧道主要在曲线上时,可选取其中的一条切线为X轴。位于X轴上的直线段的中线坐标成果可以直观地反映施工的里程及偏离中线的距离。 6.1.2 GPS测量可以大大减轻测量人员劳动强度、提高工作效率。除洞口子网控制点间要求通视外,主网控制点间无通视要求,避免砍伐树林,因此规定4km以上的隧道应优先采用GPS测量。 隧道洞口布设GPS特别困难时,可以只布设一条GPD定向联系边,用于向洞内传算洞个测量成果,但为满足施工测量需要,洞口不能少于三个平面控制点,在这种情况下,可以选布并增设两个导线点,与GPS定向联系边一起构成洞施工控制网,GPS与常规测量则为条文中规定的综合测量。 6.1.4 本次修订,对原贯通误差影响值进行了重新规定。 说明如下:原规范规定隧道贯通误差值如下表: 说明表6.1.4-1原规范规定的隧道贯通中误差(mm) 横向贯通中误差 高程贯通中测量部位 相邻两开挖洞口间长度(km) 误差(mm) ,4 4,7 7,10 10,13 13,17 17,20 洞外影响值(mm) 30 45 60 90 120 150 18 洞内影响值(mm) 40 60 80 120 160 200 17 洞外洞内总影响值(mm) 50 75 100 150 200 250 25 本规定源于《铁路测量技术规则》第三篇〈隧道测量〉,是通过对过去施工的隧道实际贯通误差的统计得出的,其统计成果如说明表6.1.4-2。 说明表6.1.4-2原测规统计的隧道高程贯通情况 实际贯通误差 0,10 11,20 21,25 26,40 41,51 >50 总和 座数 35 29 11 11 2 4 92 % 38 31 12 12 2.2 4.3 100 并作了适当调整。 从说明表6.1.4-2可以看出,大多数隧道的实际横向贯通误差都小于按理论计算出的贯通误差。因此,原规范规定的贯通误差值也是合理的,可行的。 需要说明的是,统计的这些隧道大多增设有斜井、横洞或竖井,实际增加了作业面。8km以上的隧道真正两头独打的不多,因而反映出实际横向贯通精度有所提高。 隧道经济的发展,测量设备、测量方法较过去有了较大的变化,尤其是GPS测量技术的应用,大大减轻了测量人员的劳动强度,也提大大提高了隧道洞外控制网的测量精度。 为体现这一技术的优越性,本次修订,增加了长度大于4km的隧道优先使用GPS测量技术的条文。同时也重新修订了相应的横向贯通误差影响值。高程贯通误差沿用原规范规定。 1洞外(GPS测量)横向贯通误差估算: 1)长度大于4km的隧道,其洞外横向贯通误差影响值主要根据GPS测量的洞口联系边测量精度及其定位点坐标精度,通过下式求得。 ,cosL,m,cosL,mC,J,22222JC(说明6.2.4-1) ()()M,m,m,,JC,, 式中,后两项也可以由下式算得。 m2G(说明式6.1.4-2) ,,mL=洞外定向,2 式中m测量定向—GPS方向误差对贯通误差的影响; m—GPS测量定向联系边方向误差(″),为隧道设计时的先验值,ρ=206265″ G L—相向开挖隧道计算设计长度,考虑到洞外GPS控制点位(引测边)布设离洞口有一定距离的因素,取隧道线路长度加1km。 2)根据目前《铁路卫星定位测量规范》,GPS控制测量的相邻点间的相对点位误差为10mm。鉴于山岭隧道测量的复杂性和特长隧道距离远等因素,这里统一取为20mm(也可根据隧道长短酌取)。 2隧道的洞内导线测量误差按下列因此考虑: 1)洞内导线测角引起的贯通误差: 一端洞内导线,按等边直伸导线估算的导线终点由测角引起的点位横向误差由 下式计算: 2m22,m,R2, ,qx2m12,,s[n,(n,1),(2n,1)]2, (说明式6.1.4-3) 6 2m1,,[L',(L',s),(2L'/s,1)]2,6 式中: m,直伸导线终点由测角误差引起的横向点位误差; q m,测角误差(”);ρ=206265”; β2R,导线点距离导线终点的距离; x s,每条导线边距离; n,导线点数(=L/s); L’,导线总长度。 顺便指出,上述公式计算出的直伸导线端点横向误差是严密的。 隧道两端相向掘进,取等影响,则共同构成误差: 22 (说明式6.1.4-4) m,2mq洞内测角 2)洞内导线测边引起的贯通误差 这里取曲线起点偏离中线纵向1.5km(相当大的曲线了);按每条150m长的导线边在横向(贯通面上)的投影75m计,共计20条边;每条边按2mm+2ppm计算测距误差,则每条边的测距误差为2.3mm,测距误差两端总计: m,mn,2,2.3,20,2,15mmls 可见能控制在20mm内;贯通误差估算时取20mm。 地表采用GPS控制测量时,不同隧道长度的洞外、洞内结横向贯通中误差如说明表6.1.4-3。 说明表6.1.4-3 洞外GPS控制测量不同隧道长度的洞外、洞内横向贯通中误差 洞内(mm) 洞外(mm) 误差分析(mm) 分配后(mm) 隧道计算取两测角洞内定向现允拟允洞内洞外长度长度测角组导测距洞内定向坐标 洞外总中洞内洞外总误精度边长精度许误许误分配分配(km) (km) 误差 线误误差 误差 误差 误差 误差 误差 应达 应达 差 (") (m) (") 差 差1 值 值 差 1 2 2.5 150 28 20 20 28 1.7 12 20 23 37 50 50 40 30 40 30 50 2 3 2.5 200 45 32 20 37 1.7 17 20 27 46 50 50 40 30 40 30 50 3 4 1.8 250 44 31 20 37 1.3 18 20 27 46 50 50 40 30 40 30 50 4 5 1.8 300 56 40 20 44 1.3 22 20 30 54 50 50 40 30 40 30 50 5 6 1.8 400 64 46 20 50 1.3 27 20 33 60 75 65 50 40 51 42 64 6 7 1.3 400 58 41 20 46 1.3 31 20 37 59 75 65 50 40 51 42 64 7 8 1.3 400 70 49 20 53 1.3 36 20 41 67 75 65 50 40 51 42 64 8 9 1.3 500 75 53 20 57 1.3 40 20 45 72 100 75 60 45 60 45 75 9 10 1.3 500 87 62 20 65 1 34 20 40 76 100 75 65 35 66 37 74 10 11 1 500 77 55 20 58 1 38 20 43 72 100 75 60 45 60 45 75 11 12 1 500 87 62 20 65 1 41 20 46 79 150 100 75 50 87 66 90 12 13 1 500 98 69 20 72 1 45 20 49 87 150 100 75 50 87 66 90 13 14 1 500 109 77 20 80 1 48 20 52 95 150 100 80 55 84 60 97 14 15 1 500 121 85 20 88 1 51 20 55 104 200 120 95 60 104 73 112 15 16 1 500 133 94 20 96 1 55 20 58 112 200 120 100 60 104 66 117 16 17 1 500 145 102 20 104 1 58 20 62 121 200 120 105 65 101 58 123 17 18 1 500 157 111 20 113 1 62 20 65 130 250 150 120 70 133 90 139 18 19 1 500 170 120 20 122 1 65 20 68 140 250 150 130 75 130 75 150 19 20 1 500 184 130 20 131 1 69 20 71 150 250 150 135 75 130 65 154 20 21 1 500 197 139 20 141 1 72 20 75 159 250 180 160 80 161 82 179 上表中,我们将计算的贯通值取整为5mm的整倍数。按贯通中误差大致相近,将0,20km长的隧道分为7个区段,每个区段取该段内相应洞外、洞内贯通中误差影响最大值作为该区段洞外洞内允许横向贯通中误差,以此反算总的横向贯通中误差并取整致5mm,得到条文规定的新的隧道贯通中误差允许值。 近几年已经贯通的7km以上的部分铁路和公路隧道横向和高程贯通误差统计分别如说明表6.1.4-4、明表6.1.4-5。 说明表6.1.4-4 线路名 隧道名 隧道长度(m) 横向贯通误差(mm) 西康铁路 秦岭特长隧道 18448 12 朔黄铁路 长梁山隧道 12800 36 西南铁路 东秦岭隧道 12286 6 西康公路 终南山公路隧道下行线 18000 7.6 渝怀线 沙坝隧道 7972 36 兰武复线 乌鞘岭隧道 20050 378 台缙高速公路 苍岭隧道 7536 16 说明表6.1.4-5最近几年一些铁路长隧道高程实际贯通情况 线路名 隧道名 隧道长度(m) 高程贯通误差(mm) 西康铁路 秦岭特长隧道 18448 1 内昆铁路 黄荆坝隧道 3230 13 内昆铁路 马蹄石隧道 2946 30 朔黄铁路 长梁山隧道 12800 35 西南铁路 东秦岭隧道 12286 5 渝怀线 沙坝隧道 7972 1 兰武复线 乌鞘岭隧道 20050 4 说明表6.1.4-4部分隧道是采用GPS控制测量的。 本次修订没有给出相向开挖长度大于20km隧道的贯通误差规定,一方面是因为,目前很多长隧道采取长隧短打方式进行,另一方面,直正相向开挖长度超过20km的铁路隧道还 没有相应的贯通误差值可以参考。因此,规定相向开挖长度超过20km的长大隧道的贯通误差应作专门设计。 对于设有竖井并通过竖井进行贯通的隧道,本规范没有对此作出贯通误差规定,主要是因为铁路隧道采用竖井施工很少,能搜集到的有关实测精度资料极少,因此缺少这方面的分析资料,本次修订,尚不具备制订竖井联系测量的贯通中误差分配条件。当采用这种测量方式测量时,宜进行专业的设计论证。 对于竖井测量,现阶段已经采用的和可能采用的测量技术包括:1、传统的钢丝投点联系测量;2、光学投点、陀螺仪定向联系测量。本规范仅给出这两种测量方式的作业规定。 6.1.5铁路隧道施工测量的主要目的是保证隧道相向开挖能按规定精度正确贯通。 隧道测量设计包括隧道控制测量方法设计、控制网网形设计、测量精度设计以及隧道贯通误差估算等。洞外控制测量完成后,应根据实测精度估算隧道洞外贯通误差;确定隧道洞内控制网的角度和边长测量精度。 隧道能否正确贯通主要受纵向、横向、方向和高程等通通误差的影响。 纵向贯通误差主要影响线路坡度,线路坡度i的计算式为: i = h/S*1000‰ 式中 h、S —两点间的高差及水平距离。 为分析纵向贯通误差对线路坡度的影响,对上式全微分,则: 2di = dh /S *1000‰-hdS/S*1000‰ 当只考虑纵向贯通误差 dS 时,假设可以忽略的坡度影响为0.001‰,即100m的水平距离允许的高差为?0.1m,可认为: 20.001‰=h.dS/S*1000‰ 2dS=S/1000000h 当隧道内的坡度为3‰,即h/S=3/1000时,则dS=S/1000000*1000/3=S/3000。 由上式可知,隧道长300米时,允许纵向贯通误差0.1m,隧道长3000m时,允许纵向贯通误差1m。从目前铁路山岭隧道贯通的实际情况看,纵向贯通误差均小于按上式计算的结果。因此,纵向贯通误差一般情况不会给设计坡度和工程建筑造成不利影响。 方向贯通误差主要影响线路的平面形状。时速200km以下的铁路,直线隧道的方向贯通误差在5′以内时仍可作为直线线路考虑;当方向贯通误差在5′,25′时,可按顶点内移量考虑衬砌位置和线路内移量;当方向贯通误差大于25′时,可加设大半径曲线。对于曲线隧道则可采用加、减曲线长度或改变曲线起终点的方法调整。 高程贯通误差主要影响线路的坡度。对于500m长的隧道,高程贯通限差50mm时,调整后约影响坡度0.1‰。这种情况几乎不影响原设计,更不会在施工中造成困难。从目前各 单位使用的仪器、设备情况、测量技术水平来看,高程贯通限差?50mm对一般的长隧道都不难满足。 横向贯通误差主要影响线路的平面形状。当贯通误差较小时,可在未衬砌地段调整;当贯通误差超限严重时,隧道侵入建筑限界,迫使炸毁大段衬砌,造成返工浪费,并使工期延误。 总之,在纵向、横向、方向和高程几项贯通误差中,关键的是横向贯通误差和高程贯通误差,所以在隧道测量中主要以横向贯通误差和高程贯通误差作为衡量贯通精度的主要尺度而加以规定。 一、关于进行隧道平面控制测量设计并计算贯通误差的隧道长度规定。 过去的铁路线路测量一般采用正倒镜法延长直线或切线,仅在交点上测偏角。曲线测设多采用偏角法。这种测量模式用于隧道洞外、洞内测量时产生的测量误差分析如下: (1)正倒镜法的角度差分析: 1)照准误差m 照 光照明亮时:m=30″/V;光照阴暗时m=50″/V 照照 式中V为望远镜放大倍率,对J级经纬仪V值为30。 2 ′AC′S1δ觇e觇xB′CS1A 说 明 图 6.1.5-1 2)觇标偏心误差 如说明图6.1.5-1所示,B为置镜点,A为后视点,C为前视点。由于后视点照准目标存在e的误差,使前视点为C偏到C′,产生了δ的误差。而点A′是在以A为圆心,以e觇觇 为半径的圆周上移动,设其移动变异的一个微量为dx,则圆周上所有可能位置的数目为觇 n=2π/dx,相应于n个A点位置的偏心误差数值为δ、δ、δ、……δ,它的中误差用下式表123n 示: 2,[]2觇,m (说明6.1.5-1) 觇n esin,觇觇在三角形BAA′中,。 ,,sinxS1 ′由于e很小,故δ也很小,所以S?S 觇觇11 由此可得 e觇 (说明6.1.5-2) ,,,sinx觇S1 将式(说明4.1.1-2)代入式 得 2e22觇,[sinx]2,2,2S1112222222221m,,,e,sinx.dx,,esinx.dx,,e觇觇觇觇222,002,2S2S2S,,111 dx 故 ,e觇 (说明6.1.5-3) m,觇2S1 S′C1δ觇δ仪BAxe仪CS′1B′S2βα 说 明 图 6.1.5-2 3)仪器偏心误差m仪 由说明图6.1.5-2可知: δ=α+β (说明6.1.5-4) 仪 e,sin仪, Ssinx1 e仪,,,sinx因α很小,故。 S1 ,eSS仪22,,,,,又δ值很小,故。 仪SSS,111 因此: eSSS仪111(说明6.1.5-5) ,,,,,,,x,,,,,,,(1),sin(1)仪SSSS2212 2eS2仪221,(1,)[sinx]222,[]eSSS12仪2仪2211m,,,,(1,) 仪22,n2SS21 dx eS1仪1故 m,,,(1)仪SS212当S=S=S时 12 e仪,2,m(说明6.1.5-6) 仪S 4)前点定点误差m 前 ′C S2e前xδB前AC 说 明 图 6.1.5-3 由说明图6.1.5-3可知 ,esin前前, Ssinx2 因δ很小,故 前 e前,,,sinx (说明6.1.5-7) 前S2 2e前22,[sinx]22222,2[]eee,S111前前前前222222msinxdx.,,,,,,,,,,,前222,02,n222SSS,,222 dx e1前故 (说明6.1.5-8) m,,前S22 5)仪器本身误差包括: ?望远镜视准轴误差; ?横轴倾斜误差; ?照准部、度盘偏心误差; ?旋转照准部时仪器底座位移而产生的误差; ?竖直轴倾斜误差。 其中?、?、?项可以从两个盘位取平均值得到抵消;?项一般较小,可忽略不计;? 项可借助照准部水准使误差控制在一定范围内,故略而不计。 由以上分析可知,在作业中采用正、倒镜两个盘位分中定点时,水平角观测值中误差为: 2222m,m,m照觇前2 (说明6.1.5-9) m,,m,仪2 现将各项中误差数据表列如下: 说明表6.1.5-1照准误差m值 照 经纬仪等级 望远镜放大倍率 m 照 30″/V 50″/V 30 ?1″ ?1.7″ DJ2 说明表6.1.5-2觇标偏心误差m值 觇 50 100 200 300 400 500 2mm ?5.8″ ?2.9″ ?1.5″ ?1.0″ ?0.7″ ?0.6″ 3mm ?8.82″ ?4.4″ ?2.2″ ?1.5″ ?1.1″ ?0.9″ 说明表6.1.5-3仪器偏心误差m值 仪 50 100 200 300 400 500 2mm ?5.8″ ?2.9″ ?1.5″ ?1.0″ ?0.7″ ?0.6″ 3mm ?11.7″ ?5.8″ ?3.0″ ?2.0″ ?1.5″ ?1.2″ 说明表6.1.5-4前点定点误差m值 前 50 100 200 300 400 500 2mm ?5.8″ ?2.9″ ?1.5″ ?1.0″ ?0.7″ ?0.6″ (2)敷设中线法所适用的直线隧道长度分析 假设洞内、洞外导线均为等边直伸导线。洞内导线边长为 100m,洞外导线边长为 200m。 觇准点用光学对中,即e=2mm,e=2mm。经纬仪采用J2级,按式(说明6.1.5-9)觇前 求算的洞内、洞外的测角中误差为: 2222*1.,1.5,1.52 m,,1.5,,2.4,,洞外2 2222*2.0,1.5,1.52 m,,1.5,,2.9,,洞内2 由于洞内、外导线测量误差所产生在贯通面上的横向中误差为: m(n,1)(n,2),洞外m,,L 洞外,,12n m(K,1)(K,2),洞内m,,L 内,,12K 式中L—隧道长度(m); n—洞外导线总边数 K—洞内导线总边数 对于1500m长的直线隧道,由于洞内、外导线测量误差所产生在贯通上的横向中误差 为: 2.4(8,1)(8,2)m,,1500,,,12.0mm ,洞外20626512*8 2.9(15,1),(15,2)m,,1500,,,26mm ,洞内20626512*15 2222m,m,m,12,26,,29mm,50mm 洞外洞内 从上述分析可知,当使用的经纬仪精度不低于J级,觇准目标用光学对中,洞外导线2 边长不短于200m,洞内导线连长不短于100m时,采用敷设中线法测量所适用的直线隧道长度为1500m以内。故条文规定:凡直线隧道长度大于1500m,应根据横向贯通精度要求进行隧道平面测量设计。 52.8(3)敷设中线法适合的曲线隧道长度。 156.064322252.43隧道337.66贯通面现行线路设计规范规定的最小曲线半径为500m,假设隧道全长1500m,并407.99460.31且全为圆曲线。隧道洞外测量采用正倒镜法延长切线,洞内测量采用偏角法测设492.31502.58中线。导线布置如说明图6.1.5-4。 490.67454.241)洞外切线测量误差对横向贯通精度的影响 371.09设该曲线以J型仪器施测,并在切线上每200米设置转点,其测角中误差2 287.94m=?2.72″,测距误差按1/20000。 β agf204.79由测角误差产生在贯通面上的横向中误差为: 121.64m181.9181.9181.9181.9181.36100.11104.92105.09100.6391.7278.7662.332.72,238.5m,R,903710,,13mm ,yx,,, 说 明 图 6.1.5-4 由测距误差产生在贯通面上的横向中误差为: m12lm,d,327610,,29mm ,ylyl20000 则洞外测量的综合贯通误差: 22 m,13,29,,32mm洞外 2)洞内曲线测量对横向贯通精度的影响 洞内曲线采用偏角法测设是方向与距离的交会,这不同于一般的导线测设,但转点的设置仍然按转点偏角方向拨角、量边,这实质还是导线问题,故洞内曲线测量对横向贯通精度的影响仍按导线进行分析。 洞内曲线段导线边长按100m设计。曲线上各转点的测角中误差综合考虑为?4″,导线测距误差采用1/20000。 由测角误差产生在贯通面上的横向中误差为: m4,2m,R,2638222,,32mm ,yx,,, 由测距误差产生在贯通面上的横向中误差为: m12lm,d,126266,,17mm ,ylyl20000 则洞内测量的综合贯通误差: 22m,32,17,,37mm 洞内 洞外、洞内测量误差所产生在贯通面上的总横向中误差: 22 m,32,37,,49mm,,50mm 由于目前使用的全站仪、光电测距仪的精度和稳定性都较以前有一定提高,施工单位使用的测角仪器一般为2″级以上仪器。由以上分析,当曲线半径R=500m时,洞外导线边长直线段为200m,曲线段导线边长不小于100m时,用中线法测设曲线隧道,当长度在1500m以内时,其贯通精度不超过设计的横向贯通中误差要求。 通过对直线和曲线隧道的分析,统一规定长度小于1500m的直线或曲线隧道,均按五等导线精度施测时可以不进行测量设计及贯通误差估算;隧道长度大于1500m时,则应根据横向贯通精度要求进行隧道平面测量设计并估算贯通误差值。 6.1.6传统的定测模是沿线路中线设置线路切线控制点,这种设计模式,直线隧道的轴线或曲线隧道的切线设计阶段已经在实地标定。当采用沿线路两侧布设CPII线路控制网这种新的定测模式后,无须在实地定设线路切线控制点,隧道轴线一般也仅通过理论坐标给出。 在传统的定测模式下,直线隧道控制测量一般分别选取进出口端各一个设计线路切线点纳入隧道控制网;曲线隧道则每条切线选取两个设计线路切线控制点纳入隧道控制网。完成隧道控制测量后,用联测的线路切线控制点坐标重新计算隧道的线路关系,以此作为隧道施工的依据。由于测量精度不同,隧道控制测量与线路测量必然存在差异。重新解算线路关系的过程其实质是对两者测量误差的一个调整过程。这种测量因两端线路与隧道共用了相同的设计线路切线控制点,因此线路与隧道能正确衔接。传统模式下的洞外控制测量如下图所示。 联测的线路切线控制点 定测线路切线控制点洞外控制导线点 说明图6.1.6-1 传统设计定测模式下的洞外控制测量 在布设CPII线路控制网的模式下,隧道平面的位置依据CPII控制网由理论坐标确定。为确保长大隧道的正确贯通,施工前应根据贯通误差要求进行隧道控制测量设计,采用设计的精度对隧道进行控制测量。为确保隧道与隧道两端线路的正确连接,隧道控制网应与两的线路控制网联测。 对于较短隧道,其控制测量可能低于线路控制网精度,这种情况在线路控制网基础上进行隧道洞外控制网的扩展,以此控制隧道施工。 对于大长隧道,其控制测量一般均高于线路控制网的精度,则须建立隧道独立控制网,并联测两端线路控制网,其测量结果必然与线路控制网的成果不符,用线路控制网约束隧道洞外控制网,必须降低隧道洞外控制网的精度,影响隧道正确贯通。因此规定:长大隧道完成洞外控制测量后,应采用隧道洞外控制测量成果作为隧道施工的依据,并顾及与线路控制网的衔接关系,必要时由施工或设计单位对线路衔接的不符值进行调整。布设CPII线路控 制网模式下的洞外控制测量如下图所示。 线路控制点洞外控制导线点 说明图6.1.6-2 布设线路控制网CPII模式下的洞外控制测量 6.1.7沿隧道两端洞口连线布设控制网可以使所布控制网长度为最短,当平均边长一定时,设站最少,外业工作量最小,同时对减小横向贯通误差也是有利的。 根据导线测量和三角测量对隧道横向贯通精度影响的简易计算公式可知,测角误差对横向贯通误差的影响为: m,2,mR ,yx,, 测边误差对横向贯通误差的影响为: m2l m,d,ylyl 上述关系式中,假设测量精度mβ、ml/l都是一定的。对于直线隧道,导线沿两洞口连线布设,亦即沿中线布设。因为所有dy=0,故m=0;这时只有测角误差的影响。反之只dy 要导线偏离中线,m?0偏离亦远,m亦大;同时S一定,测站增加,mβ随之增大。于是dydy 横向贯通误差亦增大。 2对于曲线隧道,当导线沿两洞口连线布设时,当S和mβ一定时,导线最短,它的?dy较小,因此横向贯通误差也较小。 6.1.8洞口平面控制点、洞口高程点是洞内导线测量和高程测量的起算点,又是洞口及其附近地段施工的直接依据。这些点将被长期使用至隧道贯通。使用中,这些点是否发生平面和高程位移,必须进行检测,平面控制点通常用测角测边检核,高程一般检测两点间的高差,因而规定洞口子网不应少于3个平面控制点和两个高程控制点。 某些特殊情况,检测三个平面控制点和两个高程控制点难以证明某些控制点移动时,必须增加控制点,才能使检测结果可靠。因此,洞口平面控制点一般宜多于三个;洞口高程控制点一般宜多于两个,且彼此间有一个距离。 不论洞外控制网是三角网还是导线环,一座隧道客观上不需要分几个等级层次,一般情况尽可能采用全网同精度观测,整体平差,使全网误差均匀分布,避免分级平差上一级网给下一级网带来的起始数据误差,也避免因误差的不均匀分布降低插网精度而影响隧道贯通。现在通常作法是,洞外控制网洞口布设三角形或大地四边形,布网后临时放设洞门并指导施工,当洞内有条件布设导线网时,直接从洞外控制网向洞内引测导线,不再设置洞口插网。 GPS控制网进洞联系边两端应尽可能等高,最大俯仰角不应大于5?,这一规定是依据《GPS测量对隧道贯通误差影响研究》成果得出的,其主要目的是为消除垂线偏差对隧道贯通误差的影响。 6.2.1平面控制测量误差引起的隧道贯通误差规定已在前述6.1.4的条文说明中进行说明。由于GPS测量新技术的运用,因此,当洞外采用GPS测量技术时,不再按传统的洞外、 相向开挖两洞内三因素等影响来分配隧道贯通误差。 高程控制测量误差引起的隧道贯通误差 洞外、洞内高程控制测量误差对每个贯通面的高程贯通误差影响是按等因素影响考虑。这是基于:1、洞外高程控制测量虽有地形起伏大、路线长、置镜多、受外界影响大等不利因素,但通视条件好、明亮度高、使用仪器一般较好、受工期影响较小等有利因素;2、洞内高程控制测量虽然起伏小、气温稳定,但明亮度低,使用仪器受限制、施工干扰大的不利因素。因此将洞外、洞内高程控制测量误差对每个贯通面上的贯通误差按等因素影响考虑是符合施测情况的。 100多座隧道的实测高程贯通误差成果表明:这一规定是合理的,精度也是比较高。 当每个贯通面上高程贯通误差的允许中误差为m时,洞内、洞外高程控制测量误差产 1/2m生在贯通面上的高程中误差则均为,由此确定洞内、洞外高程控制测量所需的等级。 6.2.3对表6.2.3—1的编制进行如下说明: (1)GPS测量适用的隧道长度: 考虑GPS的布网特点和GPS测量对隧道贯通误差的影响因素,当延长接收时间、改善洞口定向边观测条件、增加联系边长度时,可以提高洞口定向联系边的方向精度。 统计表明,GPS测量洞口定向联系边的方向精度一般可控制在1,2″以内,因此GPS测量特别适合长大隧道的洞外控制测量,因此建议长度大于4km的隧道优先采用GPS洞外控制测量,GPS定向边的方向精度一般不宜小于1.7″。 (2)洞外各等级导线测量适用的隧道长度和边长精度: 使用光电测距仪或全站仪进行洞外控制测量,由于目前使用的测距仪测程一般均较长,边长精度也比较高,导线边的长度可以增长,导线边在贯通面上的投影长度也可适当增长,以充分发挥常规测量较能适应地形变化等优势。因此也考虑了常规测量用于长大隧道的需要。 ?对于导线边长:两开挖洞口间长度在4km以下的隧道导线边长按不短于300m;4km,7km按不短于600m;7km,20km按不短于1000m考虑。 ?导线边在贯通面上的投影长度:两开挖洞口间长度在7km以下的隧道,按导线边长的1/10;7km以上的隧道,按导线边长的1/4考虑。 ?边长精度:按光电测距仪较低精度1/50000计算。 由测角测边误差所产生在贯通面上的横向中误差分别按下式计算: mm3n,,,2 m,R,L,yx,,,12 m2lm,d ,ylyl 式中R—导线至贯通面的垂直距离(m) x d—导线边对贯通面的投影长度(m) y n—导线边数 ml/l—导线边边长相对中误差。 现以不同的隧道长度、测角精度,计算相应的贯通误差值列于说明表说明表6.2.3-1 说明表6.2.3-1 隧道长度 2 4 6 8 10 13 14 16 17 20 测角精度 4 2.5 2.5 1.8 1.8 1 1 1 1 1 1 1 1 导线边精度 1/50000 1/100000 1/200000 贯通误差预计 23 14.6 31.3 24.4 50.8 32.7 44.8 59.1 78.4 85.4 100.4 108.3 133.6 允许贯通误差 30 45 60 90 120 150 可以看出,洞外导线测量按表列精度进行测量时,一般情况能满足隧道贯通精度要求。对于长度为6km,20km的隧道,因导线测量的工作量巨大,因此应优先选用GPS测量。 (3)洞内测量因施工干扰大,观测条件差,作二等导线测量的难度很大,因此将洞内二等导线的测角精度适当降低。 (4)对于短隧道的洞外控制测量,由于线路控制网CPII相当于四等导线测量精度,因此完全可以采用CPII控制网作为短隧道的洞外控制导线测量起算边。但因CPII控制点较少,布设的控制点也不便于隧道施工使用,因此可以在CPII控制网基础上进行增补加密;对于短隧道的洞内控制测量,由于要求的测量精度不高,因此增设了测角精度为?4″的五等导线测量。 (5)本次修订,洞内导线控制测量增加了测角中误差为1.3″这一测量精度等级,条文中称其为“隧道2等”。过去测量经验表明,长度为6,10km的隧道,根据设计贯通误差设计的洞内导线测角精度一般介于2等与3等之间,而国家没有这一精度指标。基于既保证贯通精度需要又经济合理的原则,增加了这一精度等级 (6)进行隧道测量设计时,当一座隧道由同一测量单位负责洞外、洞内平面控制测量时,测量单位可以统筹兼顾洞外洞内的测量设计,统一分配洞外洞内贯通误差影响值,合理确洞内外的测量精度。因此,当由一家测量单位完成洞内外控制测量时,洞内平面控制测量误差对横向贯通误差的影响值可按下列步骤进行:洞外平面控制测量完成后,在总的横向贯通中误差内扣除洞外平面控制测量误差对横向贯通误差的影响值,即可得到留给洞内平面控制测量误差对横向贯通误差的影响,以此确定洞内控制网的测量精度。 对表6.2.3-2的编制说明如下: 表6.2.3-2 高程控制测量适用的水准路线长度中,每千米水准测量高差的偶然中误差M、水准仪等级、水准标尺类型,均引自《国家一、二等水准测量规范》、《国家三、四等Δ 水准测量规范》的相应规定。 两开挖洞口间的水准路线长度L,按下式计算得到: m,h (说明式6.2.3) ,LM, 式中M—每千米水准测量高差中数的偶然中误差(mm); Δ m—受洞外或洞内高程控制测量误差影响,产生在贯通面上的高程中误差。 Δh 当洞外或洞内高程控制测量误差产生在贯通面上的高程中误差满足高程贯通精度要求时,可按(说明式6.2.3)计算各等级水准测量适用的水准路线长度。 当洞外高程控制测量允许的贯通精度为?18mm,各等级水准测量(M=?5mm)精度适Δ合的隧道洞外高程控制网线路长度分别为: 22m18,h二等: ,,,Lkm32422M1, 22m18,h三等: ,,,Lkm3622M3, 22m18,h四等: ,,,Lkm12.9622M5, 22m18,h五等: ,,,Lkm5.722M7.5, 由上述分析可知,五等水准测量精度只适用于水准路线长度在5km以下的隧道的洞外控制测量,四等水准测量适用的水准路线长度为5,13km,三等水准测量适用的水准路线长度为13,36km,二等水准测量适用的水准路线长度为36,324km。 当采用三角高程测量时,应类比上述方法估算其适用隧道的长度,测量时还应注意全站仪与反射器及其支架的配合,严格控制边长,以减小测距误差对高程的影响。 6.2.4,6.2.5 GPS测量用于隧道验前贯通误差估算已在本规范6.1.4中进行了详细说明。 导线测量误差影响产生在贯通面上的横向中误差近似计算公式说明如下: 如说明图6.2.5-1所示。假设导线由洞口投点O开始引测至贯通面,则贯通面上N点的 β0β0dy1β1dy2β2dy3β3贯通dy4面β4方β5dy5向dy6 说 明 图 6. 2.5-1 横坐标为: ylAy,,,,,sin Niii 微分并整理上式得到: dldldln12,,,,,,,,...(...),,,dydydydyRdRdRd Nnxxxnn120011lll12n l、l、。。。、ln、β、β、。。。β均系独立观测值,若以ml/l表示测边精度,m表示测角1212n 精度,并将式转换成中误差形式: mmmmlmlml,,,2222222222222,,,,,,,,()()...()()()...()mdddRRR yyynxxxn1212,,,lll 2mml,,,22222mR,()令,。 m,,d,,,yx,yly,l,, 222则 。 mmm,,,yly 上式即为隧道贯通误差影响近似计算公式。从以上推导过程可以看出,导线测量误差影响产生在贯通面上的横向中误差计算公式,系根据单导线推导出来的。但现场施测时为了满足贯通精度的需要及增强网的可靠性,隧道洞内、洞外控制测量一般不按单导线形式布设,而采用多边形闭合导线环。显然在此情况下,用式6.2.5-1计算的贯通误差并不是导线环的贯通误差值,而是一个近似值。不难理解,这样的近倾值对于导线环来说是偏于安全的。 GPS控制测量与常规测量贯通误差严密计算公式如下图: BA TcbScbSβccgTSjaCja贯G通Sjg面βj方向J 说 明 图 6.2.5-2 无论隧道控制测量采用何种方法,隧道洞外控制测量的成果一般为隧道进口、出口附近控制点的坐标。这些点的坐标精度及其相对精度在一定程度上集中体现了测量方法的影响和控制网的成果质量。假设在任意两相向洞口有J、C、A、B四个控制点,它们分别表示洞口控制点和进出口附近的定向点,G为隧道贯通点。因此,G点的横向贯通误差是由于J、C、A、B四个控制点的误差引起的。 在不考虑洞口投点误差及洞内导线测量误差时,由平差理论,按求未知数的函数权倒数方法,可以得到贯通点分别由进出口计算的纵横坐标差关系式为: ,X,X,Scos(T,,),X,Scos(T,,) Gjjgjajccgcbc ,Y,Y,Ssin(T,,),Y,Ssin(T,,) Gjjgjajccgcbc 在不考虑S、S、β、β的误差时,对上式微分并整理得到关于ΔX、ΔY的权函数jgcgjcGG式为: d(,X),(1,a,Y)dX,b,YdY,a,YdX,b,YdYGjajgjjajgjjajgajajga ,(1,,,Y)dX,b,YdY,a,YdX,b,YdYcbcbcbccgccbcgbcbcgb d(,Y),(1,b,X)dY,a,XdX,a,XdX,b,XdXGjajgjjajgjjajgjjajga ,(1,b,X)dY,a,XdX,a,XdX,b,XdYcbcgcbccgbcbcgccbcgb 上式写成矩阵形式,再按协因素传播律得: ,,,,,,,xxy2TTEEE ,,fQf,fDf,,0zz,,,,,yxyEEE,, 11,,,,,,,,,,,,,aybyyaybyaybyayby,,11221122AEAEBEBEAEAEBEBE f,,,axbxaxbxaxbxaxbx,,,,,,,,,,,,,1111221122AEAEBEBEAEAEBEBE,, T Zdxdydxdydxdydxdy,,,AABBCCDD Z的协因数阵QZ由地面控制网估算所得的未知数的协因数阵中取得。由上式可以绘出贯通误差的误差椭圆。 对于直线隧道,当隧道轴线为X轴时,则σΔx为纵向贯通误差的影响值,σΔy为横EE向贯通误差的影响值。 对于曲线隧道,可以根据线路关系计算出贯通点在控制网坐标系统中的坐标(X,Y)EE以及该点的切线方位角(贯通点的纵向方位角)α和横向方位角α=α+90?,因此,隧道横EFE 向贯通误差为: 22222 M,,cos,,,sin,,,sin2,FFxyF,,,x,y 6.3.1洞口子网用于控制该洞口并向洞内传递洞外控制数据,各洞口子网通过主网联系在一起,形成隧道的洞外平面控制网。 当基线过长时,由于不同地区的对流层、电离层可能不相同,目前用于处理对流层和电离层误差的模型不尽完善,增加了基线处理时的残余误差,因此,应避免长大隧道主网出现较长的基线。将长基线(长于20km)分成短基线处理,有利于提高控制网的精度。所以,对长隧道提出了分段布的要求。 6.3.2按本规范第3.2节的要求进行无约束平差时需要一个WGS-84坐标起算点,一般要求这个点与独立坐标系的坐标原点重合,以便计算出的点位误差均是相对于该点的; WGS-84坐标可以通过坐标增量从基线解算用的高精度WGS-84坐标起算点传算得到。当GPS网的WGS-84坐标(XYZ)、大地坐标(BLH)投影变换为高斯坐标(xy)时,应采用隧道测区平均子午线经度作为中央子午线经度。可采用工程椭球直接投影法同时投影到隧道平均高程面上,并应顾及高程异常(大地高减正常高)影响。最后旋转平移到独立施工坐标系。 6.3.3检测距离超限时应考虑投影面的影响因素。边的俯仰角不大时可忽略垂线偏差的影响。 6.3.4过去GPS控制测量统计成果表明,一般情况下,GPS控制测量长边的方位精度都比较高,B级网大多数长边的方位精度远高于1″。但在没有取得大量GPS方位角精度的统计结果前,从隧道贯通的安全角度考虑,规定当GPS定向边的方位角精度高于1.0”时仍按1.0”计。 6.4.2最有利的观测时间一般为天明到出日前半小时、日落半小时后到天黑、阴天和晚上这些时间。当视线离地面较近时,应尽可能选择在阴天或晚上观测。 6.4.4关于水平角的观测方法和测回数的规定,说明以下几点: 1洞外水平角观测,施工单位长期以来一直采用方向观测法。即使在洞口附近,一些测站涉及多个观测方向时,也都不采用组合法测角,而仍采用分组的观测方法,因此不考虑复测法测角。 2隧道洞外控制网一般边长较短,且俯仰角较大,受地形限制,网中各边长度不一,为提高观测精度,观测前应选择边长适中、俯仰角不大的方向作为起始方向,以减小观测过程中的仪器调焦误差。观测过程中,应在测回间改变对中器方向重新对中置平仪器和觇标,以减小仪器和觇标的对中误差对测角的影响。这对保证测角精度是很重要的,具体分析可参见规范第6.1.5条文说明。 6.4.7导线环严密平差计算时,尤其应该注意边、角的定权问题。如果平差时边角定权不合理,在一定程度上反而降低了成果的可靠性,按本条文定权时,还需要注意边角的误差体系必须一致,即都采用相对误差体系,或者都采用绝对误差体系。 考虑到铁路隧道控制网导线环的坐标闭合差一般较小,根据以往经验,严密平差结果与近似平差结果相差很小,顾及这一情况,当隧道较短、控制网规模不大、网的等级不高时可以采用简易平差,即一般角度闭合差平均分配后计算各导线点近似坐标,求得导线环闭合差,将坐标闭合差再按导线边长比例分配。由于坐标闭合差分配后必然引起方位的改变,一般情况下角度改正值不应大于测量角中误差的两倍。 6.4.8完成隧道控制测量后,由于定测与施工控制测量精度不同,测量不可避免地存在误差。 对于传统定测模式下的隧道控制测量,联测的线路定测切线点坐标必然与原有坐标不符,其不符值必将反映在线路关系上,包括曲线转角、曲线长度、切线长度等都将随之改变。为保证隧道贯通要求,应重新计算线路曲线要素,并按新的线路曲线关系进行隧道洞门放样、指导隧道施工。 对于布设线路控制网CPII模式下的隧道控制测量,隧道段的线路坐标与理论坐标形式给出,因此,联测两端设计线路控制点后与设计线路控制点坐标出现不符值时,应考虑隧道与两端线路的衔接关系,必须时应由设计与施工单位共同调整线路关系,同时将调整成果报相关部门。 6.5.1铁路隧道高程控制测量过去一直采用水准测量,1999年修订时增加了三角高程测量代替四等水准测量的规定。几年的实践表明,三角高程测量完全可以代替三等水准测量,三角高程测量用于山区隧道洞外高程控制测量可以大大减轻测量人员的劳动强度。 对三角高程测量的测量精度、观测要求说明如下: 隧道高程控制测量的最终目的是满足隧道高程正确贯通。通过对攀田高速公路、广西南宁大桥、京津城际高速铁路、广珠高速铁路2标等实测资料及评差计算的统计资料分析得出:光电测距三角高程测量大部分对向观测的高差较差均小于25mm。实测三等光电三D 角高程测量用环闭合差计算的每公里全中误差小于6mm,满足三等高程测量的精度要求。近几年所测三角高程测量统计如说明表6.5.1。 说明表6.5.1 光电测距三角高程测量闭合环数、闭合差、全中误差统计表 光电三角高程控制测量统计数据 最长平均测边附合环闭合环大于25?d边大于12?d全中误序号 项目名称 所用仪器 边长 边长 数 数 数 数 边数 差 1 攀田高速公路 1029 598 44 无 14 5 无 3.55 TCA2003 2 广西南宁大桥 829 560 15 无 6 无 无 3.36 TCRA1102 3 广西凌铁大桥 1177 434 26 无 10 无 无 2.88 TCRA1102 4 京津城际高铁k9-k21 691 341 126 6 23 2 无 3.16 TCA2003 5 京津城际高铁k43-k50 677 341 36 6 7 1 无 3.82 TCA2003 6 广珠高铁2标k43-k53 1090 384 88 3 15 3 无 2.07 TCA2003 7 广珠高铁2标k53-k64 526 284 100 10 14 3 无 1.95 TCA2003 8 广珠高铁2标k45-k72 763 306 251 5 44 33 1 2.56 TCA2003、TCRA1102 合 计 686 30 133 47 1 注:广珠高速铁路2标支线k45-k72往返高差超限的原因是该段有3,5公里长度高程控制点连续在公路上,过往车辆多,气差K值影响较大(有25条边)。扣除25条往返高差大的边,共计661条测边,大于25?d个数为22条,出现的概率3.3,,5,,可靠。共测边长累计240km。 几年来的实际工作表明,当隧道平面控制测量采用常规导线测量,且三角高程测量精度满足隧道贯通精度要求时,为减轻测量人员的劳动强度,一般采用平面与高程同网的建网模式,并且常规导线控制测量也与三角高程测量同时进行。 关于三角高程测量观测要求问题: 实践表明,近地面的折光差是一个不确定的物理量,为提高三角高程测量的精度,同一条边的对向观测要求具有相同的气象条件,因此规定每条边必须对向观测并应尽量缩短对向观测的时间。 离地较近的观测边,一般应选择较好的观测时间进行。 当对向观测高差较差超限时,建议采用不同时间段进行对向观测,比较不同时间段所测高差的平均值。某一测段同一时段的往返测高差超限,但不同时段测得的高差较差较小,是否可以采用其平均值作为该测段的高差,有待进一步试验验证。 6.5.4关于平均每千米单程测站25站时往返测高差不符值限差的规定作如下说明: 若A、B两水准点间的水准测量共设n站,第i站观测的高差为 hi。设各测站中误差均为m,则A、B两点间高差h及高差中误差m分别为: 站ABAB Hab=h1+h2+…..+hn 2222m=m+m+…..+mhabh1h2hn 即 2 (说明6.5.4-1) m,nmhAB站 假设A、B两点间全长为K千米,并以1km为单位将全长分为K段。若各段测得的高差分别为ha、hb、…、hk,则A、B两点间的高差为: h=h+h+….. +h(说明6.5.4-2) ABabk 如果测定各段高差所用的测站数分别为 n、n、…..n,则由式(说明6.5.4-1)得各段高差的中误差分别为: abk ,m,nmhaa站,m,nm,hbb站 (说明6.5.4-2) ,.........., ,m,nmhkk站, 假设每千米的测站数均相等,即n=n=….=n,则m=m=…..=m=m。abkhahbhk1km A、B两点间高差的中误差即为: 22222m=m+m+…..+m= Km habh1h2hn1km (说明6.5.4-4) m,Km hab1km 由式(说明6.5.4-1)和式(说明6.5.4-4)可得: (说明6.5.4-5) nm,Km 1km站 铁路隧道水准测量的水准路线一般起伏较大,相应的每千米置镜数亦较多。将各等级水准测量的偶然中误差?1mm、?3mm、?5mm、?7.5mm以及K=1km分别代入式(说明6.5.4-5),即可计算出各等级水准测量按测站观测的高差中误差分别为?0.2mm、?0.6mm、?1mm、?1.5mm;相应的往返测高差不符值限差则分别为?0.8mm、?2.4mm、?4.0mm、?6.0mm;即为条文中表6.5.4的规定。 6.6.1关于洞内洞外平面控制网边连接问题:当完成洞外控制测量后,可以通过软件选取最佳进洞联系边,用于向洞传算坐标与方位。为提高传递精度,一般选取两条进洞联系边向洞内同时传递方向和坐标,以代替过去洞内与洞外导线单一连接方式。这种联系方式一方面可以使与洞外控制网的联系的洞内导线构成闭合检核条件,另一方面,洞外的两条边向洞内传递已数据,以提高洞内导线的贯通精度。 布设交叉双导线主要是为了增加网的多余观测量、增加导线的闭合检核条件、提高网的整体强度和精度。 洞外洞内导线边连接方式和洞内交叉双导线的布网形式如说明图6.6.1所示。 进洞联系边 进洞联系边 说明图6.6.1 6.6.3关于洞口测角问题这里需要补充说明。由于洞外控制数据是通过隧道进洞联系边向洞内导线传递的,进洞联系边的观测质量直接影响隧道横向贯通精度,洞口站由于处于洞外与洞内交接处,白天测量时,洞外与洞内的光线明暗强度、温度及气象条件各不相同,很难保证观测质量,因此建议该站的测角工作选择在阴天或晚上进行为宜。如果洞口段曲线隧道,尤其应当注意折光和气差影响。 6.6.7目前6″级的陀螺仪已有部分施工单位使用。通过SOKKIA AGP,1型6"级陀螺仪在锦屏隧道的运用及相关的实验研究表明,该仪器定向精度4测回可以达到4.2"。当隧道较长时,洞内适当增设高精度的陀螺定向边,以检核洞内导线的方位。各单位可以在这方面作相应的尝试和必要的经验积累。实验结果如说明表6.6.7。 说明表6.6.7 SOKKIA AGP,1型6"级陀螺仪不同测回定向精度统计 测回数 定向精度(") 单边定向耗时(小时) 1 8.5 0.25 2 6.0 0.5 3 4.9 0.75 4 4.2 1 5 3.8 1.25 6.8.1永久中线的建立可分两种情况:用中线法贯通的短隧道,永久中线是在坑道掘进临时中线复测的基础上建立的;用导线法贯通的隧道,永久中线点是用导线放设的。为了衬砌放样,还须在永久点基础上加密临时中线点。 临时中线用于指导坑道开挖和局部衬砌放样。临时中线点的间距,一般曲线上为10m、直线上为20m。测设时在永久中线点间置镜定向,直线上用压点的方法,曲线上用偏角法或极坐标法测设。 永久中线点间距规定的依据如下: 由导线测设中线的情况:为保证相邻中线点的通视,根据前述计算,现行线路设计标准下,全断面或上下断面法开挖的隧道,曲线地段的最短通视长度一般为140m,因此选取用100,200m。;直线地段,考虑到通常使用的导线边长和施工使用方便,规定为150,250m。 6.8.2 1由导线测设中线:适用于洞内施测导线贯通的隧道。由于采用极坐标放样,计算简便,测设方便又便于检测。在使用光电测距仪和全站仪时更为方便。一般要求测设不少于3点是为了便于检核。直线上放设3点后,通常用串线法检核;曲线上放出3点后,一般置镜中间点检测偏角。当中线上只测设1点或两点时,一般需测设与2个以已知点的方位、构成检核角。 2独立的中线法测设:适用于中线法贯通的较短隧道。条文中对测设方法明确规定为:直线上采用正倒镜延伸直线法。该方法简便、适用,有利于消除仪器误差。曲线上由于受通视长度限制。一般宜采用偏角法,当测设永久中线时因每个中线点需置镜,即构成弦线偏角法。视现场条件及施工需要也可采用其它曲线测设方法。 3供衬砌用的临时中线加密点,分部开挖的隧道加密衬砌用的临时中线点时,曲线上宜每10m一点,直线上宜每20m一点。全断面开挖的隧道,为了台车定位方便,直线和曲线上都宜于按10m一个点加密。 6.8.4全站仪的大量使用,现在的隧道洞内放样方法一般采用极坐标法。洞内控制则多采用导线法。原来采用平移隧道中线采用中线法控制平道的测量方法已不多用,因此,当曲线隧道设有平道时,中线平移施工测量,可以通过中线偏移量,计算出相应里程的坐标,以此确定平道的施工中线。原规范关于曲线平移的计算方法也可以参照使用。这里仅给出原规范曲 线平移后的缓和曲线计算公式。 Rl11, (说明6.8.4-1) lR22 Rm11, (说明6.8.4-2) mR22 R,21 (说明6.8.4-3) , ,R21 式中R、R—原曲线和平移曲线的圆曲线半径; 12 l、l—原线路和平移线路的缓和曲线长度(km); 12 β、β—原线路和平移线路的缓和曲线偏角(km)。 12 6.8.5洞内用三角高程加密施工高程点时,考虑到边长较短,通常在100m左右,而且一般最多传递2,3条边。因此地球曲率对高差影响极小;垂直折光影响也忽略不计,故不需要作对向观测,只要求变动反射器高度观测两次以防粗差。 6.8.6全断面开挖完成后,应进行开挖断面测量,以判断开挖断面是否符合净空要求及超欠挖情况,并根据断面测量成果计算已完成的土石方数量和回填数量。断面测量可采用支距法,有条件时尽量采用自动断面极坐标系统,以减轻测量人员劳动强度。当采用支距法测量断面时,拱部断面一般采用五寸台法测绘,其测量方法如说明图6.8.6所示。即沿中线自外拱顶线高程向下每隔0.5m向两侧测量断面的开挖支距,然后把各支距的端点连接起来,即为拱部开挖断面的轮廓线。 测量断面的间距当建设单位有规定时,应按建设单位的规定执行,建设单位没有规定时按本规定执行。 说明图6.8.6隧道断面测量示意图 6.9.4运用陀螺经纬仪进行定向的常用方法主要有逆转点法和中天法。它们间的主要差别是,在测定陀螺北方向时,逆转点法的仪器照准部处于跟踪状态,而中天法的仪器照准部是固定不动的。逆转点法、中天法具体测量方法和数据处理可参考解放军出版社1998年12月出版的《陀螺定向测量》有关章节。 根据定向仪器的精度不同,每一定向边可以进行一至二次独立定向工作,每一次定向测量不应少于三测回,每一测回之间均应重新安置仪器并重新开机。 联合定向法首先采用光学垂准仪,通过投点确定井上、井下在同一铅垂线上的点位,然后用陀螺仪分别进行井上井下定向,根据陀螺定向成果,把井上导线的坐标和方位传递到井 4。竖井联系测量一般按下列步骤进行: 下导线。这种测量的方法如说明图6.9. 说 明 图 6.9.4 (1)竖井投点: A、B为井上已知导线点,C、D、E为井下待求导线点。在井口选定T1、T2两个点位,用光学垂准仪在井上或井下投点,T1、T1′在空间上为2个点,但投影到同一平面时就成为1个点;T2、T2′情况相同。井上、井下导线通过投点连成一闭合环。 (2)陀螺定向:定向时采用陀螺经纬仪或陀螺全站仪进行。由于井筒上下不宜安置陀螺仪,故井上选择AB为定向边,井下选择CE为定向边,进行陀螺定向观测。 (3)导线测量:置镜A、C、D、E点,按设计精度,用全站仪进行导线测量。 (4)平差计算:根据导线测量及定向测量的数据,进行导线平差计算。坐标、方位从井上导线点A、B传递到井下导线点C、D、E,其坐标成果用于指导施工。 垂准仪、陀螺经纬(全站)仪联合定向法首先在北京地铁复西段的施工测量中应用。该成果在西单车站施工技术科研成果鉴定会上得到了与会专家肯定。该方法简单、精度高,作业时间短。此后,这项科研成果在北京地铁复八线全线施工测量中推广。 近年来,该项成果在北京地铁、广州地铁、深圳地铁、京珠高速浏阳河隧道等竖井联系测量中得到广泛应用,效果良好。 垂准仪、陀螺经纬(全站)仪联合定向法要求所采用的仪器、标牌和测距棱镜应互相配套,否则,应加工异型连接螺杆(其加工精度对于纵轴不同轴误差应小于0.2mm。 施工单位使用的陀螺经纬仪一次定向标称精度一般为?20",每条陀螺边独立观测三测回,二条陀螺边共观测六测回,则两条陀螺边归算到同一条定向边的中误差为?8.2",陀螺经纬仪测前、测后各三测回的陀螺常数测定平均误差也同样有?8.2"时,则定向误差为?8.2"×=?11(6"。此外,陀螺边与趋近导线起始边的连接角的测角误差按五等(?4")计算,则起始边的方向误差为?12.3"。三次独立定向后的地下导线起始边的平均值中误差为?12.3/=?7.2",由此可见,采用三次独立定向后可达到较高的精度。 如果采用自动陀螺全站仪,一次定向标称精度为?6",每条陀螺边观测三测回,二条陀螺边归算到同一条定向边的中误差为?2.5",陀螺边与趋近导线的起始边的连接角的观测误差按五等(?4")计算,则起始边的方向误差为?4.7",三次独立定向后的地下导线起始边的平均值中误差为?2.7"。三次独立定向即可达到较高精度。 现在自动陀螺仪、半自动陀螺仪已经在施工中得到应用,标称精度分别为6"、5"。采用自动或半自动定向的方法,人工干预少,定向精度更高。 6.9.5联系三角形法是一种传统的竖井联系测量方法。三角联系测量控制点布设如说明图6.9.5-1所示。 说 明 图 6.9.5-1 联系三角形法一般按下列步骤进行: (1)导线布设:垂线是通过竖井绞车及导向滑轮悬挂并吊有重锤的高强钢丝。A、B为已知的地面导线点,C、D为待求的井下导线点 (2)三角形测量:测量e、f、e′、f′角度;测量a、b、c、a′、b′、c′边长。 (3)三角形平差计算:对三角形测量结果进行平差处理。 (4)坐标和方位传递计算:根据已知点A、B的坐标及平差后的三角形边角关系计算CD边的方位角及C点的坐标,其成果用于指导施工。 (5)重复观测:进行联系三角形测量时,为保证精度,一般重复观测数组。每组观测前,将两垂线位置稍加移动,测量方法完全相同。由各组推算井下同一导线点坐标和同一导线边方位角。各组数值互差满足限差规定时,取各组的平均值作为本次测量的最后成果。 联系三角形示意图说明图6.9.5-2。 TC aγbβBωαcA 说 明 图 6.9.52 由图可知:sinβ, sinα。为确定角度α与边长a、b的测量误差对角度β的影响,微 22分上式并变换为中误差,并令m,m,m,m,cosα,,,sinα代入并变成中误差形式,abcs 得: 22222m,m( ,)ρ,m(,tgβ)(说明6.9.5) βsα 当联系三角形α、β角度不大于,?时,则式可用tgβ, tgα表示。 同时,上式第一项为边长a、b测量误差对角度β的影响,第二项为角度α测量误差对角度β的影响,于是得: mb2smtg,,,,1()边长a、b测量误差对角度β的影响:。 ,aa b角度α测量误差对角度β的影响:。 ,mm ,,a 根据经验,联系三角形边长测量允许误差一般要求为?0.8mm,角度测量误差为?4"时, 按上式计算的结果见说明表6.9.5-1和说明表6.9.5-2。 说明表6.9.5-1 边长a、b测量误差对角度β之影响 a,3m a,4.5m a,6m α b/a =b/a=, b/a =1.5 b/a =, b/a =1.5 b/a =, b/a =, b/a =1.5 b/a =, , 0?30, 0.6 0.8 1.0 0.4 0.6 0.7 0.3 0.4 0.5 1?00, 1.3 1.6 2.1 0.6 1.1 1.4 0.6 0.8 1.0 2?00, 2.6 3.3 4.2 1.8 2.2 2.8 1.3 1.7 2.1 3?00, 3.9 4.9 6.2 2.6 3.3 4.1 2.0 2.5 3.1 说明表6.9.5-2 角度α测量误差对角度β之影响 a,3m a,4.5m a,6m α b/a =b/a=, b/a =1.5 b/a =, b/a =1.5 b/a =, b/a =, b/a =1.5 b/a =, , 0?30, 4.1 6.0 8.0 4.0 6.0 8.0 4.0 6.0 8.0 1?00, 4.2 6.1 8.3 4.1 6.1 8.1 4.0 6.0 8.1 2?00, 4.8 6.8 9.0 4.4 6.4 8.5 4.2 6.2 8.3 3?00, 5.6 7.7 10.1 4.8 6.8 9.0 4.5 6.5 8.6 按上述推算得出以下结论: 1)两悬吊钢丝间距不应小于5m。 2)定向角a应小于3?。 3)b:a及b,:a,的比值应小于l.5。 联系三角形一次定向独立完成三测回,是指每测回观测完成后均应变动两根钢丝的垂钓 位置重新进行定向测量,共有三套不同的完整观测数据。这样规定的目的一是提高精度,二 是检核粗差,保证成果可靠性。 钢丝加重前应投放信号圈检查钢丝是否处于自由状态;加重时应缓慢加重至规定的允许 重量;确认钢丝稳定后,上下同时观测。 联系三角形定向测量作业简单,但较为烦琐、占用井筒时间长,不易提高精度。 各测回测定的地下起始边方位角较差不应大于20",方位角平均值中误差应在?12"之内: 本条参照《地下铁道、轻轨交通工程测量规范》(GB50308-1999)制订。 6.9.6采用钢丝或钢卷尺向井下传递高程是传统的做法,也是施工中最常见的高程传递方法, 作业方法如说明图6.9.6-1。 首先应在井筒中部悬挂一钢丝,在井下端悬以重锤,使其处于自由悬挂状态;然后,在 井上、井下同时用水准仪测得A、B处水准尺上的读数a和b,并用水准仪瞄准钢丝读数, 完成一次测量。变换仪器高重复上述测量工作,取其平均值作为最终结果。 说明图6.9.6-1 光电测距仪导高测量精度高,而且缩短了井筒占用时间。测量顺序如说明图6.9.6-2 说明图 6.9.6-2 在井口附近的地面上安置光电测距仪,在井口和井底的中部,分别安置反射镜。在测量E,C的距离时,C点应插入平面反射镜,在测量E,C,D的距离时,应插入全反射镜。D点为全反射镜。井上的反射镜与水平面成45?夹角,井下的反射镜处于水平状态;通过光电测距仪分别测量出仪器中心至井上和井下反射镜的距离L、S,从而计算出井上与井下反射镜之间的高差:H=S-L;然后,分别在井上、井下安置水准仪。测量出井上反射镜中心与地面水准基点间的高差h和井下反射镜中心与井下水准基点间的高差h,则可计算出井AEDB下水准基点B的高程H。 , 6.10.1关于实际贯通误差的测量方法,具体说明如下: 1采用中线法测量的隧道,实际贯通误差的测定如 出口端隧道线路中心线说明图6.10.1-1所示。 E''N图中M、N为洞内中线点,E’、E”分别为进口端和贯出口端确定的贯通点通进口端确定的贯通点出口端引测至贯通面处的中线点。 面方向2采用精密导线作洞内控制测量的隧道,实际贯通实际横向贯通误差'EM 误差的测定如说明6.10.1-2所示。 实际纵向贯通误差进口端隧道线路中心线在贯通面附近任选一点E,由进口端导线测出它的 坐标(XE进、YE进),由出口端导线测出它的坐标(XE 出、YE出),由此算得实际贯通误差值为 22说明图 6.10.1-1 ,,,,x,x,y,yE出E进E出E进 贯通面出口端导线方向进口端导线T ES 说明图 6.10.1-2 它在贯通面方向上的投影长度,即是实际横向贯通误差;它在垂直于贯通面方向上的投影长度,即是实际纵向贯通误差。当Y轴平行于贯通面时,则(y-y)即为实际横向贯出进EE 通误差;(x-x)即为实际纵向贯通误差。 出进EE 方位角贯通误差的测定方法是:测量?SET,由出口端导线的已知方位角α,推算SETE边的方位角α,它与进口导线推算的方位角α的差值(α-α),即为实际方位角出进出进SESESESE 贯通误差。 3由进、出口水准路线分别测至贯通面附近的E点,得到E点的高程H和H,则进出EEH-H即为实际高程贯通误差。 进出EE 隧道贯通以后,通过贯通测量测得的实际贯通误差包括纵向、横向、方位角以及高程贯通误差。贯通误差的测定有两个作用:一是隧道贯通后进行贯通误差调整,以此作为未衬砌段今后的施工和轨道铺设依据;二是统计隧道实际贯通误差,以验证隧道测量设计理论,改进隧道测量设计,研究测量方法和测量仪器,三是为将来测量规范的修订提供参考。因此,隧道贯通后,测量机构应按本规定即时组织人员测量实际贯通误差并提出相应的贯通误差调整方案。贯通误差的测量及调整资料应妥善保留。 6.10.4,6.10.5条文对直线隧道、曲线隧道横向贯通误差的调整作出了相应的规定。这些调整方法在过去施工的隧道基本上都能用到,并且效果很好。 就隧道本身而言,施工单位出于安全考虑,竣工断面均较设计有所加宽,一般加宽在5cm以上,对于洞内用导线测量的隧道,如果贯通误差在加宽范围内,则完全可以通过平差计算调整贯通误差,调整后的线路中线不会影响到已衬砌地段的线路中线,因此,这种情况下应优先采用平差法调整贯通误差。 折线法调整是一种比较简单的调整方法。其调整方法如说明图6.10.4-1 隧道未衬砌段 已衬砌段中线 已衬砌段中线 隧道贯通面 说明图 6.10.4-1 因调线而产生的折角在5′以内时:圆曲线长度远远不足现行线路设计规范最小30m规定,无法设置曲线;外矢距也小于1mm,顶点内移量实际上设不出来,因此可视为直线线路。 折角在5′,25′时,按β=25′、R=10000m计算,曲线长全70m,也无法设置最短圆曲线长30m,缓和曲线长40m的曲线。但按这种要求设置的顶点内移值可达70mm。因此,当折角在5′,25′时,规定采用顶点内移的方法也是可行。 当折角超过25′时,可设置大半径曲线,半径的大小可根据贯通误差大小选取。 当调线地段内有直线和曲线,而且贯通点在曲线的始终点附近时,要注意由曲线延伸出来的切线是否与另一端洞内直线相重合。通常出现的情况是不重合也不平行。在此情况下,应先将两者调整平行,然后再继续调整至重合。可采用“调整圆曲线长度法” 调整平行,该调整方法如说明图6.10.4-2所示。 贯通面 说明图 6.10.4-2 D和 D′附近为贯通点,当从D′点继续向前延伸切线时,发现此切线与DE切线不平行,欲使切线平行,可将圆曲线BC′缩短到C,此时圆曲线半径和缓和曲线长度保持不变,而圆曲线之中心角减小了相应的值,D′E′切线也转动一个角与DE切线平行。 调整平行后,应进一步调整使此切线与直线重合,调整的方法是采用“调整曲线始终点法”。如说明图6.10.4-3所示。 直线段 延伸直线 说明图6.10.4-3 由说明图6.10.4-3可以看出,欲将延伸直线与直线段E′D重合,只需将曲线的ZH点由A沿其切线本身移至A′此时切线DC与切线D′C′重合。由图可知:AA′=EE′=S/sin a。按上述方法调整后,应进行实地放设与检测。 6.10.6当实际高程贯通误差在规定限差之内时,高程贯通误差的调整方法是由两端洞口引进的水准线路测到贯通面附近水准点时,得出同一点的两个高程H和H,这两个高程之差进出 (H-H)就是实际高程贯通误差。一般只对未衬砌地段的水准点高差进行高整,若两端进出 调整地段长度大致相等时,即取两高程的平均值作为调整后的高程。两端未衬砌地段各水准点高程,根据贯通点调整量分别按水准路线的长度比例调整。 6.11.1对于铺设有砟轨道的隧道,应用洞导线放设线路中线点;对于铺设无轨道的隧道,由于今后的轨道维护采用CPIII进行,因此,无须再放设施工中线点。 中线复测实际上是一次全面的中线恢复。由于施工条件影响,隧道竣工测量时施工中线点或导线点已经部分丢失。 为作好中线恢复工作,需要注意:一是施工过程中必须设法保留大部分中线点或导线点,以便恢复中线;二是恢复中线应保证必要的精度,在复测中要判断原有点位是否可靠,否则 恢复的中线可能难满足轨道平顺性要求,甚至可能导致侵入建筑限界。 恢复中线时,一般不宜按洞口已知点采取重新串线或偏角法测设曲线的方法恢复。采用导线测量的隧道,应在隧道贯通测量并进行贯通误差调整、重新确定各导线点坐标后,利用导线点用极坐标法重新定设线路中线点;采用中线法测量的隧 道尽量保留中线点,在完成贯通误差调整后,经检核原有中线内拱顶点满足要求后,利用原有中线点放设永久中线点,这种方法可起拱线用于设计时速低于160km以下的铁路隧道。 6.11.2测绘隧道实际净空断面是隧道竣工测量的主要内容之一。 该项工作在中线复测并设立永久中线点的水准点之后进行。在 直线段每50米、曲线地段每20米以及需要加测断面处定设中 轨面高程桩,并在边墙上标出相应的轨顶高程。 隧道极坐标系统具有自动化、精度高、劳动强度低的特点, 因此应优先使用隧道自动断面测量系统。当采用支距法测量隧 说明图6.11.2 道净空断面时,测量控制点如说明图6.11.2所示。 测绘隧道的实际净空均以线路中线准,并做好正式记录, 绘出断面图,作为竣工资料,断面图应反映断面所在线路里程、设计断面线、实测断面线等内容。必要时标示设计断面线与实测断面线之间的法线距离。 7.1.3,7.1.5 本规范1.0.3条规定桥梁测量可采用施工独立坐标系。考虑到桥梁工程的独立性,可在不同勘测阶段根据实际情况和工程需要选用合适的坐标系统。初测、定测阶段的测量工作主要为桥梁设计服务,因此可按1.0.3条选用线路独立坐标系,或建立桥梁独立坐标系统,并与线路坐标系进行实地联测。必要时,如桥位选定和平面布置涉及重大建筑物位置、突出地形、有关地区总体规划等,勘测设计中需要进行全盘考虑,且有利充分利用已搜集资料,并可节省工作量,才与国家统一坐标系或地方坐标系进行联测。 补充定测阶段测量系在初步设计文件评审后进行,要求精度比初测、定测阶段提高,其主要目的和任务是为桥梁工程施工图设计及施工放样服务,因此这阶段的测量工作应在满足施工需要的桥梁施工独立坐标系中进行。但必须与初测、定测阶段所采用的坐标系统建立关联。为了工程施工方便,可选用桥址里程坐标系统。 7.1.6 桥址中线里程采用假设里程,以桥址控制中起始点一岸靠近正桥的控制点定为桥址中线里程起算点,可以保持勘测设计各阶段在同一桥位的起点里程基本一致,不致产生大的差异,有利桥式选择和定位测量。与线路里程需要换算关系或全线贯通时才进行联测,一般在定测后一次确定其连续里程。 7.1.7 由于桥面系高程设计与线路上部建筑高程设计必须保证相互衔接,因此两者测量采用高程系统必须一致,勘测当时做不到,以后应进行联测,取得两者采用不同高程系统的换算值,以利设计工作的进行。 铁路桥梁与线路有密切关系,控制桥梁平面控制网与两端线路控制网应联测,并取得中线里程联接关系。勘测设计阶段桥梁中线里程一般都采用假设里程,初定测保持连贯。通常桥址选线或定测在前,线路接线或定测在后,桥梁测量提供中线控制桩位置和假设里程,线路测量提供相互里程关系。公路铁路两用桥或桥梁与当地其它工程设施有关时,则应与国家或地方三角点进行联测,以确定平面关系。 铁路桥梁高程不仅与两端线路高程发生关系,而且与水文、航运、堤防等有关高程有密切关系。较复杂的桥梁牵涉部门更多。因此桥梁水准点应与有关单位可靠水准点直接联测。两个高程系统之间,在不同地点的高程换算值亦不尽相同。通过联测(包括跨河水准测量) 确定有关水准点的高程关系,即不同系统高程换算值,达到:?避免高程值由于水准点变形,位置变动或错找位置而发生错误;?统一各有关单位水准点高程系统值,并检核其互差是否符合要求;?确保桥梁工程的相对精度要求。所确定的高程关系,与线路测量采用的关系值应一致,保证桥梁与线路高程关系不出差异。 7.2.1 根据《铁路基本建设项目预可行性研究、可行性研究和设计文件编制办法》的规定,初测、定测和补充定测阶段测量分别指为了满足可行性研究、初步设计和施工图设计的需要而进行的测量。 7.2.11 GPS测得的三维坐标高程为GPS点在WGS84坐标系中的大地高H,而桥梁勘测所用的地面高程是相对于似大地水准面的正常高H,两者之间的差值称为高程异常。经过正 GPS网的三维平差,可获得各点的大地高H,如果在其中一些点上同时进行水准联测,得 ,用公式可表示为: 到这些点的正常高H,则可求出该点的高程异常,正 ,,,HH (说明7.2.11-1) 正 式中 为高程异常。 , ,xy 目前通常采用二次曲面函数对高程异常进行曲面拟合,设测点的和、存在如下iii函数关系: ,,,,fxy(,) (说明7.2.11-2) iiii fxy(,),式中 为趋势值;为误差。 iii 可选用空间曲面表达式: 22fxybbxbybxbxyby(,),,,,,, (说明7.2.11-3) 012345 可以看到,在采用二次曲面拟合时,至少应有6个GPS水准点,当少于6个时,此时拟合模型为: fxybbxby(,),,, (说明7.2.11-4) 012 2b 对每一个已知点,都可列出以上方程,在条件下,解出,再按(说明,,mini, ,7.2.11-2)求出待定点的高程异常。 i 还有很多其它的数值拟合模型,像移动法曲面拟合、绘等高直线图法、解析内差法、滤波推估法。 就目前使用情况来看,利用GPS来进行高程拟合可以满足五等水准测量的要求,在地势平坦的地区可以达到四等水准测量的精度,但是GPS 高程拟合目前还只是一种研究上的尝试,还不能代替传统的水准测量,仍然存在许多需要探讨和完善的地方。 7.3.6 在初测阶段桥位方案比较中有较多个桥址,而在桥位方案比较中各个桥址比较接近,水文变化不太大,则无必要每个桥址设立基本水尺,可在主要桥址断面处应设立基本水尺。即在比较中各方面因素较优,水文条件较有代表性的1,2个桥址才设立基本水尺。 当桥址处河段水面纵向、横向坡度较大时,对于河床形态有较大影响。为研究河床冲淤变化、流量分布等必需时,则应设立纵、横比降水尺。 7.3.7 水文断面主要指流速测量断面,为了正确观测计算通过桥址流速、流量,宜利用桥址纵断面作为水文断面进行断面测量、流速观测、流量计算等。 当需要进行河段水文试验时,水文断面的间距应根据铁路线路纵断面设计、路堤防护工程的需要和现场可能的条件等情况确定,难以用具体数字规定表示。为了便于现场掌握,考虑到我国有些人烟稀少的边远地区实际情况,如规定断面间距太近,调查洪水位确实困难,太远又难以反映实际情况。因此,规定了平原地区一般情况下的最大值为10 km;山区为5 km。这不是个严格要求,更不是说平原地区一般情况下都可以放宽到10 km一个水文断面,布设时仍应根据河流大小、洪水位点的分布情况、水面坡度的大小等具体情况确定。 7.3.8 水文断面上测点起点距,可采用前方交会法、全站仪极坐标法、GPS RTK法测定。条文规定断面测点距离最大误差不应大于距离的1/50。现就测量精度分析出发,讨论这种方法的使用条件。 1 前方交会法 首先在选好的断面位置上钉上A、B两桩(当在船上瞄准断面方向或在岸上用目测瞄准断面方向以控制测点时,还需在岸上设立若干瞄准标杆),先在A点置镜,测出AB与AC的水平夹角,量取基线S的长度,一般情况下角大致在90º左右(60º,120º)。置镜于,, C点,当测船行进至断面x点处时,在C点读取水平角。从而推求测点x的起点距离D。 , 2 基本公式的推演 三角形AxC,可为任意三角形,也可以为直角三角形,而直角三角形是任意三角形的一个特例。因此,分析误差的基本公式应从有普遍意义的任意三角形出发。 说明图7.3.8 由正弦定理,在三角形AxC中: DS,sin/sin,, (说明7.3.8-1) 全微分式(说明7.3.8-1),并换成中误差形式,即得 2222m,,mm,,m,,,,,S,D,,, (说明7.3.8-2) ,,,,,,,,,,,,tantanDS,,,,,,,, 式中 ——测点x的起点距(m); D m ——测点x的起点距的中误差(m); D ——基线长度(m); S m ——基线长度的中误差(m); S ——仪器观测x点的视线与基线之间的水平夹角(?); , m ——中角的测角中误差(″); , ——仪器至z点视线与断面线之间的水平夹角(?); , m ——口角的测角中误差(″); , ——206 265″。 , 3 误差分析 条文规定断面测点距离的最大误差不应大于距离的1,50,如果用两倍中误差为最大误差的话。则有 m1D (说明7.3.8-3) ,D100 据式(说明7.3.8-2)和式(说明7.3.8-3),按误差等影响原理分析可得: m1S, (说明7.3.8-4) S1003 m1,, (说明7.3.8-5) tan,,1003 m1,, (说明7.3.8-6) ,,tan1003 (1) 关于基线 从式(说明7.3.8-4)可知:基线丈量的相对中误差不应大于1,170,1,200,这在现场无论用皮尺或视距法均可满足,并有所提高;根据经验和有关资料分析,一般情况下,使用视距或皮尺量距的最大误差不会超过1,200。 (2) 关于角 , 从式(说明7.3.8-5)可知:欲知角的条件,首先应估算出一般情况下角的测角中,, mm误差值,然后推算出角的大小,从而便利现场使用。下面就一般情况下分析的数,,,值。 m 造成的主要因素有: , 1) 仪器误差:在仪器正常情况下,此项影响在水文测量的误差中占的比重很小,一般可略去不计; 2) 观测误差:外业观测使用的仪器多为直读1′的光学经纬仪。观测目标多为花杆或板尺,由此可知目标的偏心是观测误差的主要来源,参照西南交通大学的实验分析资料,取其最不利的情况来作为观测误差: ″m,,40 ? 目标偏心 1 ″m,,12 ? 仪器对中 2 ″m,,5 ? 仪器置平 3 ″m,,9 ? 读数误差 4 ″m,,1.4 ? 照准误差 5 22222″所以 mmmmmm,,,,,,4312345观 3) 外界条件引起的误差 在观测误差中虽已包括了一部分外界影响,然而对于水文测量来说,还需考虑由于观测目标位于船上所引起的外界影响,主要考虑以下两点: ? 花杆或地形尺(板尺)的中心不在仪器的竖丝上所造成的影响。由于船动,观测的花杆或板尺有时偏离十字丝的竖丝很多,设该项影响大致与观测误差的目标偏心影响相同,即 e=40 mm,S=200 m e″则 m,,,40外s m ? 由于水流的作用,在观测的一瞬间,船已偏离了AB线,所造成的,与测船的外性能、流速的大小、观测时间的准确程度等因素有关。假设用人力船,不抛锚,流速为1 m/s,观测时间误差0.2 s。视线长200 m,可得: 1″206 26510.2,,,″2 m,,103外200 这一项误差对值影响甚大,因此在水流较急的情况下,一定要采用机动船或其它能控, 制船位的措施,以减少该项影响。 由以上分析得知: 222′m,,,,43401032 , 这就是通过粗略分析得出的水平交会水上测点时水平角半测回中误差的数值。在线路测 ′′′m,,2/(22)0.72量中,地形转点半测回水平角角值中误差为(两半测回误差为), ′而水文测量时,外界不利条件较多,其水平角的半测回角值中误差要远远大于,因此,0.7 ′从这方面来看,还是合适的。 m,2, ′ 已知,从式(说明7.3.8-5)中得: m,2, ″2601,, ″,206 265tan171, o,,6cot10,,即 (3) 关于角 , ′ 在三角形AxC中,角为推算角,一般可认为:,故: mm,,,22.8,,, ″2.8601,, ″,206 265tan171, o即 ,,8cot7.2,, 4 结论 通过上述简略估算,可以得出:要保证测点距离最大误差不大于起点距的1/50,就必须 oo,,6满足基线最大误差不超过1/100,,三个条件。这三个条件中,角一般不会,,8,很小,因为基线不可能很长;基线的精度也可以保证,为了进一步减少基线误差的影响,以皮尺和视距的一般可达到的精度来控制,即最大误差不超过基线长度的1/200;角是一个,控制因素,角过大,则要求基线很长,这在现场往往有困难,角过小。由于角的误差,,,较大,又达不到精度要求,所以关键问题是要控制。根据上述分析得知,角不应小于,, m8º。按理说,提高了基线精度。同时角往往也较大。角的要求可以适当放宽,但考虑,,,值的变动范围有时较难控制,可能还有一些不利因素没有考虑进去,故仍要求角不小于,8º,以保证水中测点的距离精度。 特殊情况下,基线不能保证有足够的长度,这时,只要基线精度高于上述分析的数值,即相对误差小于1/200,同时角远远大于6º,那么式(说明5.2.5—2)第一、二项的误差, 可粗略地认为甚小,可不计。此时就有: mm,D, Dtan,, ″2.8601,,即 ″,206 265tan100, o故即可。 ,,5 由此可知,为保证水中测点距离限差不大于1/50,在采用经纬仪水平交会时,基线量距限差不应大于1/200;基线的长度一般应使断面上最远一点的仪器视线与断面线间的水平夹角不小于8º,特殊情况下,不应小于5º。 mD 诚然,当的要求提高,即提高起点距的精度,就必须提高基线的精度和增大角。,D 当角增大有困难时,势必要提高测角精度。而提高水文测量中的测角精度,也要做大量工, mD作,因此,定得是否合理,是今后尚需进一步探讨的问题。 D 7.3.9 针对近海河流或海湾进行桥渡勘测,潮汐影响成为桥址水文观测、研究的重要项目,对潮汐影响较大的桥渡提出了潮速测量、涌潮观测的相应项目和要求,详见本规范第7.3.15条及第7.3.17条等,下面亦有说明。 7.3.13 第1款适用于一般桥梁,第2、3款适用于复杂特大桥及重要大桥。 7.3.15 潮汐是由月球和太阳的引力作用引起的海面升降运动,在一般情况下每个潮日有两次涨落,每月(农历)有两次大潮期和两次小潮期以及介于其间的四次中潮期(即寻常潮)。在汛期,洪水与潮流相遇,又有不同的组合,随着潮差大小和内河迳流大小的变化而不同,情况复杂多样。 本规范第7.3.13条潮水河流的测速要求系指一般距海口较远的桥渡、潮汐涨落较平缓的测速要求。潮汐影响较大的桥渡则应根据本条要求进行潮汐测量。主要是不同潮流期及潮水与洪水遭遇时的断面潮水流速变化和相应潮水位的观测。 7.3.16 断面特征主要指测流断面(主要桥址断面)过水部分河床形态的不同,如浅滩、深槽、浅滩到深槽变化的结合部及河汉等。据以划分不同代表部位,有利各部位分别而又同时进行潮速观测、潮量计算。 7.3.17 涌潮是潮汐产生的一种突出现象,我国浙江钱塘江涌潮闻名于世。涌潮是潮波在行进过程中因受边界尤其是河床抬高淤沙成坎的约束而产生剧烈变形所致。 潮波变形以致破碎,水体动能随之变化,垂线压强亦会不同。涌潮压力垂线与时间亦有关系。涌潮压力产生的因素复杂,对水中建筑物的影响是明显的,对桥梁基础及其地基的影响为桥梁设计、施工至为关注。涌潮观测就在于了解涌潮压力和涌潮高速水流对建筑物的动能强度。 涌潮观测以涌潮压力观测为主,同时亦对涌潮水位过程、涌潮传播速度、涌潮遭遇建筑物后的冲击高度和局部冲刷深度等项进行观测。 涌潮水流作用于建筑物时,水位和流速都在一瞬间突然变化,而且水流湍急,流速和压力瞬时变化极大,涌潮观测不可能应用一般水文观测措施达到目的。观测实施前对现场情况必须充分调查了解,在观测河段如有相似条件并符合要求的建筑物如既有桥墩、临时建筑、潮汐观测设施等可利用对,应尽量利用。否则应在观测前建立必要的观测建筑物,如水中桩柱(钢质或钢筋混凝土管柱或大型桩)。这些建筑物对涌潮要有一定抗拒力和安全度,大小规模有足够工作和安装观测仪表及其必要设备的场所,位置选择在观测断面有代表性部位,如主槽、边滩和槽滩结合部,数量根据观测要求确定,一般不小于3个,高度应超过涌潮冲击最高度。 下面参照杭州钱塘江二桥涌潮压力观测的成功经验,对涌潮压力观测及其他同时观测项目的观测要求、测点布置、应用仪器和安装等有关事项作一参考说明。 1 涌潮压力观测涌潮压力测点的分布主要考虑能观测到压力分布线型、涌潮方向变化的影响。测点的设置和安装参见说明图7.3.17-1。 说明图7.3.17-1 每一测点安装一个压力传感器,固定于安装在观测建筑物上的钢支架上,面向涌潮冲击方向,各传感器在同一垂线上,并与观测断面垂直方向成一小偏角,偏向和角度可根据涌{潮方向确定。垂线上测点数目则根据水深、涌潮冲击高以及潮压分布线型精度要求而定,测点间距一般不小于0.3 m,河床面以上约0.5 m应有测点。为了观测涌潮在建筑物后方的压力,可在一定高程安装一个测压点,另在正面(面向来潮)一定高程安装一个受力面向下的测点,安装高程按水深和涌潮情况酌定。 为保证各测点上测压传感器不受周边绕流的影响,各测点测压传感器均安置在约300 mm × 300 mm ×15 mm的钢板中心,传感器中心到钢板边缘的尺寸要大于三倍传感器直径。 测压传感器可采用量程为100 kPa,灵敏度为0.5 kPa的电阻式压力传感器,配用DPM-8AT型动态应变仪放大和SC-16光线示波仪记录,联接线应用PVVP4×16/0.15护套屏蔽软线。或选用FTF脉动传感器,当量程为100 kPa时,其应变值大致在360,460之间,,,各传感器略差异,每1应变值相当于0.14 kPa,灵敏度较高。压力传感器出厂时一般经,, 过率定,但安装应用前仍应进行标定,保证可靠。重新标定时,加压或减压均按20 kPa为 ,一级进行,并制成曲线备用(—压力,—传感器受力应变值)。如温度变化对传PP,, 感器应变值有影响,则应作不同温度(每10?)的敏感性试验。又如导线联接距离较大(例如100 m以上),则要考虑导线电阻的影响,必须进行修正。采用式(说明7.3.17)计算。 ′,,,,(1/)rR (说明7.3.17) 式中 R——传感器桥路的电阻值; r——导线电阻值; ′ ——仪器读数应变值; , , ——传感器实际受力应变值。 应用电阻式压力传感器,观测开始前,先对各测点调平,再输入 100应变变化加以,,标定。潮到前数秒钟启动示波仪记录,记录走纸10 mm/s。 应用脉动式压力传感器,每次测试前,在仪器调零后,各测压点均输入100 kPa标准应变,分别予以标定记录。在潮到前数秒种启动示波仪记录,潮刚到时潮压变化大,脉动多,为提高分辨率,记录走纸速度用25 mm/s,一定时间后,当潮压变动幅度变小后,为节省记录纸,走纸速度可改为5 mm/s。十几分钟后每隔5 min再记录一次,直至停止走纸,结束观测。 2 涌潮水位可根据断面涌潮情况,选择有代表性测区(每一观测建筑物作为一个测区,下同)观测,或配合潮压观测在每一测区都进行观测。涌潮水位观测可应用英国MSP90超声波水位仪测量涌潮水位过程,它应用超声波在空气中到水面的反射原理测量水位随时阃的变化,除用示波器连续记录水位变化值外,仪器还带有计算器拄制存储器,水位变化值可经存储器以表头数字直观显示。水位记录根据二次仪表电流输出配以SC-16光线示波器同步记录随时间变化值。 3 涌潮冲击高是涌潮在遭遇建筑物受到阻力而形成。在每测区,测压垂线涌潮潮头顶部及以上一定范围加密测压点或考虑在潮峰可能冲击高度范围内设专用测点来观测。冲击高观测可采用电容式液位仪,它应用水位变化后改变传感器电容值的原理,根据输出变化的电讯号得到变化水位值。 4 涌潮速度(流速)是潮压产生的重要因素之一,最好能与测压同测区同步观测,也可考虑在涌潮冲击高测点附近观测。涌潮传播速度快,瞬时变化也大,不可能采用当前常用的流速仪观测,可采用铁道部科学研究院研制的TZ-103雷达测速装置,它应用电磁渡发射至水面上,按水流速度变化传播反射频率间多普勒效应的原理测量水流表面流速,测量范围在0.5,10 m/s之间。流速测量记录亦根据二次仪表电流输出配以SC-16光线示波器同步记录随时间变化值。但是,根据多普勒效应原理计算运动介质的速度中参变量之一是发射天线与水流表面的交角,而涌潮潮头顶部的水面有一较小的变化角度,雷达天线与水位仪虽设, 置于同一位置,但观测点位置不同(雷达天然发射角与水面交点位置随水位变化而变化),难以对值进行修正计算,要按一定值计算流速,要妥为确定。 ,, 5 涌潮引起建筑物的局部冲刷是涌潮推进中和潮峰过后高速水流在建筑物周边对河床 冲动产生的。对建筑物有一定危害。冲刷范围可在涌潮观测前后作常规比较观测,建筑物周边尤其是迎潮面冲刷深度及其变化可应用回声测深仪观测并记录。在潮到后十几分钟内连续记录,然后每隔5 min记录,井读数直至60多分钟后停测。为观测退潮时冲刷坑变化,可选择大潮期两潮前后进行14h的连续观测。冲刷深度测量可采用挪威CS-112彩色屏幕显示地形测深仪或类似性能仪器。基于超声波原理,以彩色强弱分辨地形冲刷情况,用数字显示深度,范围0.5 m以上,精度可达0.1 m。 上述各项观测宜在汛潮进行。此期间内河上游常有洪峰来到,亦可能有一年中的最大潮,每月朔望(农历的月初和月中)大潮期尽可能进行观测。涌潮发生时间有一定规律。观测在潮到前半小时至一小时准备开始,至潮到后一小时左右结束。 涌潮观测技术资料经过分析,去除不合理部分,并做必要的验算,整理成果后编制图表,供设计、施工进行研究应用。 (1) 涌潮不同高程压力过程线图 本图是涌潮观测主要成果资料,按时间——压力关系编绘,并依每一测区每一测压点布置高程绘制,时间一般要能示出1,0.1 s,潮峰到达前后根据记录应予以提高,能示出0.1,O.Ol s,压力能示出0.1 kPa。每一测区每次潮汛观测均分别单独绘制。注明观测日期等。参见说明图7.3.17-2,有关高程应用指定的统一系统。 说明图7.3.17-2 (2) 涌潮流速、水位、冲击高过程线圈 根据涌潮水位过程、涌潮传播速度、涌潮遭遇建筑物后冲击高度观测成果资料按时间配套绘制。时间能示出0.1 s;流速按m/s计,能示出0.1(即1 dm/s);水位和冲击高按高程要求,能示出0.01(即1 cm)。每一测区每次潮汛观测成果分别配套绘制,即同测区同测 欢同一时间段发生流速、水位和冲击高的规模变化绘于一图,注明观测日期等,如说明图7.3.17-3所示。 说明图7.3.17-3 (3) 涌潮局部冲刷过程线图和冲刷坑平面图 局部冲刷过程线圈可按测区依涌潮时间过程绘制建筑物前后左右(迎潮面、背潮面或上游来水面及两侧)河床冲刷深度(按冲刷达到高程)变化过程线,时间能示出分,冲刷深度能示出0.1 m,依建筑物前后左右测点分别绘制,每一测区每次潮汛观测结果各绘一图。注明观测日期等,参见说明图7.3.17-4。 说明图7.3.17-4 局部冲刷范围内河床冲刷变化,可参照水下地形图绘制,用等高线表示局部冲刷坑平面地形图,以建筑中心为中心,以观测断面为横轴,其垂线为纵轴进行定位,每测区每测次绘一图,比例尺酌定,注明测量日期、水位等。 7.3.18 流向测量在于全面观察水流在桥址区变化情况,并通过图解法求得水流总流向与桥址中线的法线的交角,一般都用浮标法施测。施测当时的风力、风向、水位(有不同流速)会影响浮标的走行,应按规定配合进行水位、风力、风向的观测,做好记录。浮标类型和投放方法亦对浮标走行有影响,应妥为选择。 如桥渡区(有多个比较桥位)河段弯曲,为了解水流态势;或沿河堤坝、导流防护等建筑物对水流影响较大,施测范围则增大,测段长度按实际情况和水文分析需要确定,有时上游要求不小于3个河弯。如桥址区河段顺直,只为求得水流总流向与桥址中线的法线间交角,施测范围可减少,测段长度足够图解法应用即可。 7.3.20 设计水位、历史洪水位的高程和水面坡度,应尽量收集既有水文资料加以整理。绘制的方法可采用洪水断面水力计算法、水位相关法、回水曲线法等,但必须在现场进行核对。 水面坡度图的比例尺,对一般桥涵桥渡水文测量为纵向1:50,1:200,横向1:500,1:10 000;对滨江(河)水文测量为纵向 1:100,1:1 000,横向1:2 000,1:20 000。 洪水持续时间较长的河流要考虑波浪侵袭的影响。波浪侵袭高的大小与风速、风向、浪程、水深、自然环境、岸坡粗糙度和透水性有关,其高度为从静止水位算起至波浪卷爬最大高度的高程差。 7.4.3 用光电测距仪测定距离及水面以上测点高程可比照线路中线单独进行加桩光电测距三角高程测量有关要求进行。 7.5.1、7.5.2 一般大桥、特大桥的桥位方案平面图的比例尺宜为1:2 000,1:50 000,桥址平面图的比例尺宜为1:500,1:5 000。 复杂特大桥及重要大桥一般水面较宽引桥引线较长。为了能在图纸上全面观察桥渡位置(包括比较线)、桥址地形地貌概况、两端引桥引线延伸情况以及河段走向变化,并便于采用适当图幅,桥位方案平面图和桥址平面图的比例尺大小幅度与一般大桥、特大桥稍有不同,以利桥渡、桥址全面设计布置。其中,桥位方案平面图的比例尺宜为1:1 000,1:50 000,桥址平面图的比例尺宜为1:1 000,1:10 000。 7.6.1、7.6.2 桥梁施工平面控制网的精度估算问题上,存在着按桥式(上部结构)、桥长以及桥墩中心点位误差(下部结构)作为控制依据的不同看法。 7.6.1条中有关的桥轴线精度估算公式,基本上是按桥式考虑的,其它两种方法,亦适 m当顾及。表7.6.1中公式估算得出的是桥轴线长度的要求精度值。7.6.2条在第7.6.1条的L 基础上考虑到控制测量误差和施工放样误差对桥轴线长度精度的综合影响,依照“使控制测量误差不致于影响工程质量”的原则,取控制网中桥轴线边的必要精度为桥轴线长度相对中 1误差的,来规定施工控制网中桥轴线的必要精度。 2 7.6.3 本条系按放样桥墩(台)的精度要求来确定桥梁施工平面控制网的必要精度,与7.6.1、7.6.2条按桥式桥型估算方法相互补充。 控制测量误差、施工放样误差和施工建造误差共同组成工程建筑物的总误差。我们从施工中放样精度要求最高的几何位置中心的容许误差来分析桥梁控制网必要的精度,如对悬索桥施工而言,位置要求最高的是散束鞍和主鞍座中心的几何位置;对斜拉桥施工而言,位置精度要求最高的是塔上和梁上斜拉索套管后锚点的几何位置。具体实施时,设这些放样精度要求 最高的几何位置中心的平面容许误差为M,取总误差的0.4倍作为控制点引起误差的限值, mm即控制点坐标容许误差为(或)?0.4M。根据桥梁控制网点位误差对放样点位精度不yx 发生显著影响的原则和控制网边长误差对放样点位的最大影响等于边长误差,计算控制网最弱边的边长中误差和最弱边的相对中误差: 222Sxxyy,,,,()() 按两边求微分得: 122121 dSdxdxdydy,,,,cos()sin(),, (说明7.6.3-1) 1212211221 按误差传播定律有: 2222222 (说明7.6.3-2) mmmmm,,,,cos()sin(),,Sxxyy1212121212 mmmmM,,,,0.4将代入,得: xyxy1122 m2222MS12mmM,,2和 (说明7.6.3-3) ,Sx1125SS51212 7.6.5 根据实际情况采用GPS整体布网,局部采用全站仪补充;或采用测角网、测边网或三角形网布设首级网,并根据需要增设插入点或精密导线点,作为次级控制点。 7.6.7 1 在布网时,考虑到中心线两端(岸)控制点的距离应尽量缩短,因此中心线两端(岸)控制点与正桥两岸桥台相距很近,在桥台施工时很易被毁,或受邻近施工影响而变形。为使桥轴线(或左线中心线)在整个施工过程中保持稳定,应在桥轴线(或左线中心线)两岸设立方向控制点,为避免意外,尽可能设立一个以上。 2 桥轴线(或左线中心线)两端的控制点,不可能均设在制高点上。水中桥墩施工后,由于工程的干扰,往往无法通视。在桥轴线(或左线中心线)两端延长线的制高点上设立方向控制点,可以满足桥轴线(或左线中心线)方向的通视要求。 7.6.11 在复杂特大桥布设施工控制三角网时,由于要满足图形力求刚强、简单的要求,桥轴线以外三角点至桥轴线的距离一般较远,以之用于施工交会放样测量,利用率较低,交会点位误差较大,布网时常适当考虑增设插入点或节点,作为辅点供日常交会放样测量使用。 插入点和节点起着与三角点基本同样重要的作用,水上桥墩的定位往往以之为依据。其点位中误差不应较主网三角点的中误差增大过多。为保证插入点和节点有接近三角网的精度,并减少重复测设工序,增设的插入点和节点应在测设三角网时以等精度一并观测或丈量;平差时则以主网作为高等级的先行计算,插入点作为较低等级的强制符合。 7.7.1 施工高程控制网中跨河测量的精度要求。水中桥墩高程,系由一岸水准点(A或B)引测而得,设一岸水准点为已知点,高程无误差;施工放样中精度要求最高的高程容许误差,mm为。根据7.6.3中的原则与规定,则有两岸跨河水准点的高程中误差(或)不应HAB ,,,H0.40.2,,,0.2,大于。因此以两跨河水准点间高差中误差应不大于的要求来规HH,,2,, 定施工高程控制测量的精度。 7.7.2 按照《铁路桥涵施工规范》(TB 10203,2002)中表8.2.13的规定:混凝土墩台支承 0垫石顶面高程允许偏差为,我们取其高程中误差为7.5mm,则两岸跨河水准点间高差,15mm 的中误差不应大于m。设每千米水准测量高差中数的偶然中误差为,跨河0.47.53,,mm0距离为(km),则有: S 9,即S, (说明7.7.2) mS,302m0 m 对于二等跨河水准,=?1 mm,则要求S?9 km,考虑到实际情况,我们取S?3.5 km,0 m而当S,3.5 km时,应按有关要求进行专门设计;对于三等跨河水准, =?3 mm,则要0 9求S?,1 km。至此,我们已经从理论上说明了规范中表7.7.2对不同跨距的跨河水准测23 量的等级规定,事实上,从实际精度的统计结果,也充分证明了这个规定的正确性。 对于岸上“网中水准点间联测”,我们依据第7.7.1条和第7.7.3条的规定,取岸上施工水 3,,4.7 mm准点间距为400 m,则可求得每千米水准测量中误差的允许值为:,考虑 0.4到陆地桥墩施工难度比水上施工难度低的实际情况,故取陆地水准测量中误差的允许值为5mm,同时顾及到跨河长度大小对桥型结构复杂程度的总体影响因素,我们在表7.7.2中规定了“网中水准点间联测”的精度等级。对于“网的起算高程引测”一项,由于桥梁工程主要强调施工的相对精度,因此取用相同的等级。 7.7.4 桥墩较高、岸坡较陡、水面较窄时,可根据桥墩施工过程中每阶段的高程观测需要,在陡坡上一定高差内加设辅助水准点,其作用是临时性的,精度可较低,一般只需满足桥墩基础或墩身圬工部分灌筑过程中的精度要求。 水面较宽亦具上述情况时,由于水上桥墩往往同时动工,相距较近,施工过程中高低进度不一,有时且需在桥墩某一高度上加设辅助设备,陡坡上加设的辅助水准点常起临时传递高程的作用,成为精度稍低的跨河水准测量的依据点,精度要求应较高。 辅助水准点的稳固程度可参照普通水准点或临时水准点要求埋设,同时应注意加强相应的检测。 7.7.5 混凝土标石、钢管标石、岩石标石(相当于浅埋的岩层标)的埋设规格可参照现行国家标准执行。 管桩标石、钻孔桩标石和基岩标石(相当于深埋的岩层标)都是深层标石,属于基本水准点。 当覆盖层甚厚,无法用一般方法埋设水准标石,根据引桥、桥头建筑物基础施工条件及观测要求,埋设管桩标石或钻孔桩标石时,埋入深度至少需达到砾石层或不可压缩的砂土层。同时应顾及埋设后的稳定时间,一般至少经过3个月或更长时间,才可进行观测,并在短期内进行连续检测,确认已趋稳定后,方可使用成果。在地震地区,用钻孔桩标石,应根据地震烈度在钻孔桩中加入钢筋笼或钢筋束。 基岩标石则系穿透覆盖层,直接与基岩固结的钢杆标石。钢杆外用套管保护,肪止覆盖层由于地下水位升降而带动钢杆,钢杆与套管间注油防锈。 7.7.8 在规定观测时间,太阳正处于东西向位置,如进行东西向长距离水准测量,日照将影响测读,产生误差。一些桥渡的观测实践亦出现过此种误差。故条文规定不宜东西向跨河水准测量。当桥渡位置处于东西向时,应尽可能在桥渡上下游附近选择避开东西向的跨河视线进行观测。若无此种条件,则应采取措施(如在阴天进行等),以最大限度消除或减小不利 影响。 采用水准闭合环可以提高测量成果精度。多年实践证明:当按双线跨河进行跨河水准测量,并按等精度在两岸联测组成闭合环,据此与每一条单线跨河测量成果比较时,单线跨河成果的精度往往较低。为确保质量,并验算应用成果的可靠性,故条文中规定:跨河水准测量应采用双线过河。 关于跨河水准测量测回数及组数的规定,作如下说明: 首先,利用四十余座桥梁工程跨河水准测量的实测资料进行精度统计分析。按跨河视线 m长度划分为8组,分别计算出各组中每一双测回跨河水准测量高差中误差的平均值及其h mmm,,3m中误差,并按3倍中误差估算出双测回精度的极限值。计算结果hhm,maxmhh 见表7.7.8-1所示。 表7.7.8-1 跨河水准测量精度统计及观测设计/mm 跨河视线 1701,301,501,801,1001, 1201,1501,300 ,1800 长度(m) 500 800 1000 1200 1500 1700 跨河线数 3 14 22 11 12 9 4 2 双测回精度1.13 0.92 1.97 2.44 3.10 3.99 5.00 6.96 m的均值 h 双测回精度 的中误差0.62 0.75 1.05 1.32 1.24 1.34 1.26 0.86 m mh m 2.99 2.42 5.12 6.40 6.82 8.01 8.78 9.54 h,max 实际组数k2 2/4 2/4/6 4/6 6/8 8 8 8 0 N×k 1.99 2.60 17.48 27.31 41.34 57.03 68.52 80.90 假设对一定跨距的桥梁进行跨河水准测量时,需观测N 个双测回及k组,则其跨河水准测量 M双测回平均值的中误差不应大于3 mm,即 h km,0h (说明7.7.8-1) 3M,,hNk m式中,为根据实际资料统计得出的双测回观测精度,顾及到实际观测条件的复杂性及安h m全上的考虑,用其极限值代替,则式(说明7.7.8-1)可改为 h,max 2km0,maxhNk, (说明7.7.8-2) 9 利用式(说明7.7.8-3)就可根据实际跨河水准测量的统计资料计算出N×k的数值,N×k的 k计算结果见表7.7.8-1,式中取表7.7.8-1中每组实际组数的最大值,以最充分地保证跨河0 水准测量成果的精度。表7.7.8-2是在综合其他多种因素情况下依据N×k值而设计出的双测回数和组数。 表7.7.8-2 跨河水准测量测回数及组数设计 301,501,801, 1001,1 201,1 501,1 801,跨河视线,2 000 300 ,长度(m) 500 800 1 000 1 200 1 500 1 800 2 000 双测回数 2 2 4 6 8 10 12 14 7s 1 2 3 4 6 6 8 8 4s 组 数 注:直接读尺法、光学测微法、倾斜螺旋法的最长跨河视线长度依次为300m、500m、1500m,经纬仪倾角法和三角高程法均为3500m。 需要说明,表7.7.8-2的统计结果均采用水准仪倾斜螺旋法观测,其跨河视线长度都在1800m以下。大量实践表明,采用经纬仪倾角法或三角高程法的观测效果和成果质量比水准仪倾斜螺旋法好,因此比照表7.7.8-1的统计数据进行1800m以上距离跨河观测设计(如表7.7.8-2)是安全的、合理的。 7.8.2 复测后控制点的稳定性分析包括两部分。首先是对控制网起算点的稳定性分析,目的是确定控制网的可靠基准,桥梁施工控制网一般应采用固定基准;其次是在以选定的坐标或高程基准的基础上,对网中其它施工控制点进行点位稳定性分析和评价,确定出稳定点和不稳定点。 控制点稳定性分析可以采用现场勘验和统计检验相结合的方法进行。所谓现场勘验是指在现场仔细察看控制点标石外观及标石周围地面的变形情况,对控制点的稳定性做出初步的定性评估和判断。统计检验则是在现场勘验的基础上,借助假设检验的数学方法对控制点稳定性做进一步的分析和评价。 当有多期测量数据可以利用时,宜采用统计检验的方法进行控制网稳定性的全面分析和评价。当利用前、后两期数据进行分析时,可按如下简便原则来评定控制点的稳定性:当控制 22点坐标或高程的较差值大于2mm,时,认为该点位移或沉降不显著,并确定为稳定点;12 否则为不稳定点。 复测后,应根据控制点稳定性情况提出对不稳定控制点的保护、加固及进一步监测的建议和措施,以满足桥梁工程长周期高精度施工的需要,确保施工质量。 8 构筑物的变形测量 8.1.1~8.1.2 轨道线下构筑物变形是轨道铁路的重要参数,一直贯穿于设计、施工、运营养护、维修各阶段,为使这一重要参数所获取的数据科学、可靠并连续,因此在工程设计阶段,应对变形测量进行规划、设计,施工时建立线下构筑物变形监测网,对线下构筑物进行变形观测。 8.1.3 本条对变形监测网的建网原则以及与施工控制网的相互转换要求作出规定。变形测量是以单纯测定变形体的变形量为目的,因此只需采用独立坐标系统,即可满足要求。高程系统,根据实践经验,单纯为了测定变形体的变形,高程起算点可根据经验自定。测区若已有高程起算点,宜采用原有高程系统。当测区已有施工控制网时,监测网应尽量利用已埋设的CP?、CP?和水准基点,困难时也应与之联测,以便进行联算、换算,达到一网多用的目的。 8.1.4 变形测量点的分类。根据变形测量精度要求高的特点,以及标志的作用和要求不同,将它们分为三类: 1 基准点。要求建立在变形区以外的稳定地区,同大地测量点的比较,要求具有更高的稳定性,其平面控制点一般应设有强制归心装载。 2 工作基点。要求这些点在观测期间稳定不变,测定变形观测点时作为高程和坐标的传递点,同基准点一样,其平面控制点应设有强制归心装置。 3 变形观测点。直接埋设在要测定的变形体上。点位应设立在能反映变形体变形的特征部位, 不但要求设置牢固,便于观测,还要求形式美观,结构合理,且不破坏变形体的外观和使用。 8.1.5 变形测量的等级划分及精度要求。根据我国的经验,参考国外规范有关变形的资料,以变形观测点水平位移的点位中误差及垂直位移的高程中误差和相邻点高差中误差的大小来划分等级。 等级划分共分为四等。一等属于高精度观测,二、三等为一般常用变形观测的精度指标(采用常规仪器和作业方法即可达到),四等为低精度的变形观测。 相邻点高程中误差,是为了只要求相对沉降量的观测项目而规定的。 变形测量的精度指标,采用设计和其他规范已确定了的允许变形量的1/20作为测量精度要求,以使用在允许范围之内,能确保建筑物、构筑物的安全使用。这样,每个周期的观测一般均可反映变形体的变形情况。根据国内外经验,归纳出变形测量的等级划分及要求,如表8.1.5。 根据无碴轨道对线下构筑物变形的要求,水平位移精度按三等控制,垂直位移精度按二等控制。 8.1.7~8.1.8 对于监测网的检测。根据国内变形测量的实践经验,监测网由于自然条件的变化,人为破坏等原因,不可避免的有个别点位会发生变化。为了验证监测网点的稳定性,应对其进行定期检测。检测时间间隔的长短,应根据点位稳定程度来确定。条文中作出了一般规定。 每次观测规定。根据变形观测的经验,由于测量面积小,精度要求高,要求每次采用相同的图形和观测方法,以及同一仪器和设备等基本条件相同,这是为了将观测中的系统误差减到最小,达到提高精度的目的。 8.2.1 根据经验和理论验证,由于变形测量区域面积一般较小,采用独立坐标系一次布网,基准点和工作基点同时布设,当基准点不能直接测定变形观测点时,可采用工作基点来测定,这样有利于提高和保证监测网的精度。 水平位移监测网的主要技术要求。根据实践经验是从实用目的出发,水平位移监测网的主要技术要求,按三角网的形式,遵循以下技术设计原则制定: 1监测网的等级、测角中误差以及各等级最弱边相对中误差的规定,与第2章平面控制测量相适应。其中,一等监测网参照了国家一等三角测量的技术要求。 2相邻基准点的点位中误差的规定与表8.1.5规定的变形观测点的点位中误差相当。这是为了点位移动或丢失时,恢复控制点的需要。如大量提高监测网的精度,无疑会给观测带来困难,经济上也会造成浪费。 当某一基准点点位移动时,用等精度来恢复该点,若恢复的点又是网中最弱点,根据以上规定没m=m,点位恢复后,相对于原点精度为m。恢复后测得变形量的精度: 基观基2 222m= 2m,m,m变观观基12 1式中 m mm?基观允 =1=2= 20 11故得 m = ? ,取极限误差,即为m=? ,即分别在5个观测周期内达到允变允变限允510 1许变形量,这时每周期的变形量为 ?= ? ,这时一般变形观测项目是完全适用的。变允5 等精度恢复点位后,测得变形量的误差 m= ?,恰好能反映某一周期的变形,因此本条变限变 的规定是可行的。 3平均边长是以相邻基准点的点位中误差为准,按各等级最弱边相对中误差的要求估算出来 31的。如二等点位误差为3mm,当平均边长为300m时,其相对中误差仅为,,300000100000规范规定为1/120 000。故平均边长应小于300m才能达到相邻基准点的点位中误差3mm的要求。 综合以上技术要求,制定出表8.2.1。 8.2.2 埋设水准基点。根据变形测量垂直位移的需要,水准基点必须保证其稳定性,并应有一定数量稳固可靠的点以资校核。对于单体建筑物的沉降观测,有时埋设深层金属管水准基点,其稳定性虽然很好,但埋设费用很大。因此对埋设数量未作具体规定。 垂直位移监测网的主要技术要求。根据实践经验和实用目的,以及精度估算,并参阅有关国内为资料,按以下水准测量技术设计,确定出垂直位移监测网的主要技术要求。 1相邻基准点高差中误差中,二、三、四等分别采用国家一、二、三等每千米高差的偶然中误差值。这一要求限制基准点间的距离,保证基准点有一定的密度,点位变动时可保证其恢复的精度。 2每站高差偶然中误差的规定保证了各级监测网的观测精度。 nn3每站高差中误差为?0.07mm,则往返差、附合或环线闭和差为?2×0.07mm=?0.15mm(式中n为站数)。 4对使用仪器、观测方法及要求,垂直位移监测网的二、三、四等分别采用国家一、二、三等水准使用的仪器方法和要求。由于监测网中的一等精度要求特别高,即使采用国家一等水准观测也无法达到,因此规定采用DS05型仪器,视线长度?1.5m,前后视距差?0.3m,视距累计?1.5m,水准尺必须经过严格检校。这样,在每站进行转点观测时,经过严格估算结果,其高差中误差可以达到?0.07mm的精度。估算式如下: 222222222m 站=2m,2m,2m,2m,2m,2m,2m,m,mmi尺中读焦底直其他 式中 m——照准误差,取0.05mm 照 m——气泡居中误差,取0.02mm 中 m——读数误差,取0.02mm 读 m——调焦误差,取0 焦 m ——视准轴不水平i角误差,取0.022mm i m——水准尺每米分划误差,取0.02mm 尺 m——尺底面不垂直轴线的误差,取0.02mm 底 m——尺子不垂直的误差,取0.01mm 植 m——其他外界影响的误差,取0.02mm. 其他 把以上数据代入上式,得: 22222 2 2221/2m=(2×0.05+2×0.02+2×0.01+0+0.02+2×0.02+2×0.02+0.01+0.02) 站 =?0.093 双转点时:m,?0.093?,?0.07(mm)。 站2 综合以上设计,制定出表8.2.2。 8.3.2 垂直位移观测点的精度要求和观测方法。根据垂直位移观测的特点,没有对各类垂直位移观测的精度指标作出规定,只提及一般的等级划分的精度,以及相应精度要求的观测方法,考虑如下: 1按等级影响原则,各等级变形点高程中误差与垂直位移监测网中相应等级精度相当。即一等为?0.3mm,二等为?0.5mm,三等为?1.0mm,四等为?2.0mm; 2观测方法着重规定使用几何水准测量,这在我国使用比较普遍,在高精度沉降观测中液体静力水准测量也被广泛采用。 3用短视线三角高程测量来测定直接水准不能达到的两点间的高差是十分方便的,从理论上分析和国内外有关资料的介绍,已达到很高的精度,由于我国使用经验较少,只在四等精度的观测方法中作规定。 综合以上各点列出表8.3.2。 垂直位移观测点的精度和观测方法,系根据无碴轨道对线下构筑物变形的要求,按表8.3.2中的二等精度要求来控制垂直位移观测点的精度和观测方法。
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