高速铁路轨道平顺性测量与精度分析.pdf

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1、铁道建筑2014年第4期RailwayEngineering125文章编号：1003-1995(2014)04—0125．04高速铁路轨道平顺性测量与精度分析邓川(中铁第一勘察设计院集团有限公司，陕西西安710043)摘要：基于高速铁路轨道平顺性验收标准和方法，对与轨道平顺性有关的测量误差进行了理论分析和精度估算。理论分析指出CP111点间的相对精度、全站仪自由设站误差及极坐标测量误差是影响轨道平顺性的主要因素。精度估算表明：采用标称精度不低于1”、1mm+2×10×D(D为测距边长，km)的全站仪

2、，能够完全满足中线偏差、高程偏差和300m弦长的轨向、高低平顺性检测的精度要求；0．5”级全站仪能够满足30m弦长的轨向、高低平顺性检测的精度要求，而1”级全站仪无法达到相应的核算精度，建议限制观测距离或重复观测以提高数据的可靠性。关键词：高速铁路轨道平顺性平顺性检测测量精度中图分类号：U213．2文献标识码：ADOI：10．3969／j．issn．1003-1995．2014．04．34d：d。+。(。+／3)as+—二+—二1概述dy：dy。+i(。+JB)dS+_二-_兰+_二_铁路轨道准确的

3、几何形位是保证列车安全运行的基本条件。高速铁路无砟轨道的理论研究和实践分析d==+tanads+表明，只有在高平顺性的轨道上才能实现高速行车，而eoSd警p轨道平顺性检测是确保轨道高平顺性的最后一环，具(2)有十分重要的作用。由误差传播定律，可得棱镜中心坐标的测量中误轨道平顺性检测内容主要包括轨距、水平(超差为高)、轨向、高低、中线偏差、高程偏差等。由于轨距、水平(超高)检测的精度完全取决于轨道测量仪自身⋯++m；的结构参数及其内置传感器的精度，因此，本文根据轨道平顺性检测所采用的极坐标测量模式，只

4、对轨向、高sin++m；低、中线及高程偏差所需的测量精度进行分析。【m：=N／m~o+m+S2m：2极坐标测量(3)设全站仪自由设站后的坐标为(。，Y。，)，定向式中：mm，m，m。分别为全站仪自由设站方角为。，采用极坐标测量模式对轨道测量仪上的棱镜向、Y方向、Z方向及定向角中误差；m，m，m分别为进行观测，则棱镜中心坐标为距离、方向、竖直角观测值中误差；p=206265”。fx=X0sc。s(。)《高速铁路工程测量规范》(以下简称“规范”)规{Y=Y。+Ssin(a0十／3)(1)定，轨道精调测量

5、时，每一测站最大测量距离不应大于【=。+stan80m，所用全站仪的标称精度应满足：方向测量中误差不大于1，测距中误差不大于1mm+2×10×D，且式中：S，，分别为测站到棱镜中心的距离、方向和自由设站点精度应符合表1的要求竖直角观测值。对式(1)全微分，经整理得表1自由设站点精度要求收稿日期：2013．09．10；修回日期：2013．12．10作者简介：邓川(1986一)，男，四川乐山人，助理工程师，硕士。l26铁道建筑3中线偏差与高程偏差测量4轨向与高低测量中线、高程偏差检测点根据分布情况不同，

6、可分为轨向是轨道方向的简称，是衡量轨道中心线在水两种：①中线、高程偏差检测点位于同一测站内，测量平面上的平顺性指标；而高低指钢轨顶面沿线路纵向结果不存在搭接；②中线、高程偏差检测点位于相邻测在竖直方向的高低起伏变化量，反映轨道在竖直平面站搭接处，测量结果存在搭接。内的不平顺。3．1检测点位于同一测站内轨向、高低平顺性的检测标准和方法相同，即采用若中线、高程偏差检测点M位于同一测站内，则30m和300m弦长，分别检测间隔5m和150m的两由式(3)可得，检测点的点位中误差m(M)和高程相邻检测点的设计

7、矢高差与实测矢高差的差值，用于中误差m(M)分别为控制中波不平顺和长波不平顺，如图1所示。m()=、=(4)m()=m=±／m：20+m2stanⅡ+m：(5)VPCOS式(4)、式(5)即为中线、高程偏差检测点位于同一测站内的测量中误差。3．2检测点位于相邻测站搭接处若中线、高程偏差检测点Ⅳ处于相邻测站搭接图1两种弦长检测示意(单位：In)处，则Ⅳ点点位需经过搭接处理。设P和P为相应检测点，则两点的设计矢高差设N1(，Y，，。)、N2(，Y：，z)分别为相邻两个与实测矢高差的差值为测站各自观测同一

8、检测点Ⅳ所得的点位坐标，采用算Ah=l△设计一△实测l=术平均来处理搭接，则Ⅳ点点位坐标为l(h一h，)一(^：一h；)I(10)l"4-2—一式中：h，h，分别为P和P，的设计矢高，h：，h分别为P和P的实测矢高。y～：—一(＼6)／变换式(10)，可得1+2△：l(h一h1)一(h，一h)l=l△^一△，l(11)。丁式中：Ah，Ah，分别为P，P，的矢高测量误差。由误差传播定律，可得i，两点的设计矢高差与实由误差传播定律，可得Ⅳ点点位，l，，z方向的坐测矢高差的