跨海多联大跨径桥梁CPIII快速组网的方法与流程

跨海多联大跨径桥梁cpiii快速组网的方法
技术领域
1.本发明涉及cpiii快速组网领域，尤其是涉及一种跨海多联大跨径桥梁cpiii快速组网的方法。

背景技术：

2.cpiii轨道控制网是保证高速铁路无砟轨道高精度的施工要求的前提，cpiii轨道控制网组网的组建需要稳定的cpiii点，跨海高铁多联大跨桥梁，受结构本身特性影响，cpiii点平面及高程稳定点不能有机统一且数量不能满足规范要求；再者，受所处跨海环境(风力、海浪、潮汐)影响，组网测量精度难以保证。另外，海上多联大跨径连续梁线路较长，在cpiii平面及高程变动后，轨道控制网复测周期长，无法及时恢复，影响海上无砟轨道施工。

技术实现要素：

3.本发明的主要目的在于提供一种跨海多联大跨径桥梁cpiii快速组网的方法，解决海上多联大跨径连续梁线路较长，在cpiii平面及高程变动后，轨道控制网复测周期长，无法及时恢复，影响海上无砟轨道施工的问题。
4.为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种跨海多联大跨径桥梁 cpiii快速组网的方法，对跨海多联大跨径桥梁的cpiii整体控制网的建网，先根据多联大跨径桥梁的结构形式分析出，梁体上平面稳定点及高程稳定点位具体位置埋设 cpiii埋件，并且在稳定点之间根据规范中的距离要求适当增加cpiii浮动点；
5.海上桥梁cpiii点位布设完成后，利用两海岸边简支梁上的各6对cpiii点，对海上桥梁cpiii进行整体组网。
6.跨海多联大跨径桥梁的cpiii整体控制网的建网的具体方法为：
7.a1、首先利用gps对线下cpi、cpii及线上cpii点进行测量，通过计算合格后对海上多联大跨径桥梁的轨道控制网与两岸岸边简支梁上的cpiii整体联测，形成整体控制网；
8.a2、cpⅲ控制网应采用自由测站边角交会法施测；cpⅲ平面网应附合于cpⅰ或 cpⅱ控制点上，每400～800m左右应联测一个cpⅰ或cpⅱ控制点，采用固定数据平差，当cpⅱ点位密度和位置不满足cpⅲ联测要求时，应按同精度内插方式加密cp
ꢀⅱ
控制点；
9.a3、pⅲ平面控制网自由测站测量以2
×
6个cpⅲ点为测量目标，每次测量应保证每个点测量3次；
10.a4、因遇施工干扰或观测条件稍差时，cpⅲ平面控制网可采用交叉连通设置，平面观测测站间距应为60m左右，每个cpⅲ控制点应有4个测站的方向和距离测量。
11.cpⅲ高程控制网测量方法为：
12.b1、cpⅲ高程控制点与平面控制点共桩。在进行棱镜中心高程水准测量时，只需将高程连接杆插入并拧紧到位即可测量，再通过减去高程连接杆球形半径差值即可获得棱镜中心所代表的测量点的精确高程。
13.b2、cpⅲ控制点高程测量起闭于二等水准基点，高程测量水准线路按照循环环绕式实施。
14.多联大跨桥梁cpiii快速组网方法包括平面快速组网和高程快速组网：
15.平面快速组网方法为：
16.c1、跨海大桥多联大跨径桥梁全站仪自由设站测量和极坐标法测量各个cpⅲ点平面坐标、高程；
17.c2、全站仪架设在引桥上合适位置s1处进行自由设站测量，对桥上平面坐标稳定的cpⅲ点对进行测量，获取水平方向、斜距和竖直角；
18.c3、然后根据自由设站测量平差模型，计算出自由设站点s1的站心平面坐标、定向角、以及设站点的精度；
19.c4、当设站点s1的设站精度满足cpiii的要求后，马上采用极坐标法测量平面坐标和高程不稳定的cpⅲ点对，则可得到这些待测cpⅲ点的平面坐标；
20.c5、同理，按照上述步骤向大里程移动至s2处进行全站仪自由设站测量和极坐标法测量，可得到s2附近平面坐标和高程不稳定的cpⅲ点对平面坐标。
21.高程快速组网方法为：
22.d1、cpⅲ高程快速复测采用u字形水准路线形式进行，观测方式采用后-后-前
‑ꢀ
前。采用附合水准线路形式，起闭于靠近主梁两端的引桥上高程稳定的cpⅲ点；
23.d2、外业观测采用trimble dini03电子水准仪及其配套的条码水准尺，按照二等水准测量的技术要求进行施测。
24.本发明提供了一种跨海多联大跨径桥梁cpiii快速组网的方法，利用现有cpiii 高程及平面稳定点及浮动点分别建立整体轨道控制网，无砟轨道施工前，利用整体轨道控制网的稳定点对施工所需区段浮动点进行同精度内插，快速形成所需cpiii轨道控制网。该方法具有施工质量好，成本低，施工周期短，经济效益和社会效益好等优点。
附图说明
25.下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
26.图1是本发明cpiii平面控制网网形示意图；
27.图2是本发明cpiii平面控制网网形间距60m示意图；
28.图3是本发明cpii高程控制网网形示意图；
29.图4是本发明cpiii点位布设图
30.图5是本发明点平面快速修复示意图；
31.图6是本发明cpiii点位高程快速修复示意图；
32.图7是本发明跨海多联大跨径桥梁轨道cpiii控制网建网流程图；
33.图8是本发明湾跨海大桥主桥快速复测cpⅲ方案示意图；
34.图9是本发明湾跨海大桥刚构拱桥快速复测cpⅲ方案示意图；
35.图10是本发明湾跨海大桥引桥快速复测cpⅲ方案示意图；
36.图11是本发明湾跨海大桥引桥快速复测cpⅲ方案预应力混凝土刚构示意图；
37.图12是本发明矩形法cpⅲ水准测量示意图；
38.图13是本发明湾跨海大桥主桥cpⅱ、cpⅲ布点方案及平面测量示意图；
具体实施方式
39.实施例1
40.如图1～5所示，一种跨海多联大跨径桥梁cpiii快速组网的方法，对跨海多联大跨径桥梁的cpiii整体控制网的建网，先根据多联大跨径桥梁的结构形式分析出，梁体上平面稳定点及高程稳定点位具体位置埋设cpiii埋件，并且在稳定点之间根据规范中的距离要求适当增加cpiii浮动点；
41.海上桥梁cpiii点位布设完成后，利用两海岸边简支梁上的各6对cpiii点，对海上桥梁cpiii进行整体组网。
42.跨海多联大跨径桥梁的cpiii整体控制网的建网的具体方法为：
43.a1、首先利用gps对线下cpi、cpii及线上cpii点进行测量，通过计算合格后对海上多联大跨径桥梁的轨道控制网与两岸岸边简支梁上的cpiii整体联测，形成整体控制网；
44.a2、cpⅲ控制网应采用自由测站边角交会法施测；cpⅲ平面网应附合于cpⅰ或 cpⅱ控制点上，每400～800m左右应联测一个cpⅰ或cpⅱ控制点，采用固定数据平差，当cpⅱ点位密度和位置不满足cpⅲ联测要求时，应按同精度内插方式加密cp
ꢀⅱ
控制点；
45.a3、pⅲ平面控制网自由测站测量以2
×
6个cpⅲ点为测量目标，每次测量应保证每个点测量3次；
46.a4、因遇施工干扰或观测条件稍差时，cpⅲ平面控制网可采用交叉连通设置，平面观测测站间距应为60m左右，每个cpⅲ控制点应有4个测站的方向和距离测量。
47.cpⅲ高程控制网测量方法为：
48.b1、cpⅲ高程控制点与平面控制点共桩。在进行棱镜中心高程水准测量时，只需将高程连接杆插入并拧紧到位即可测量，再通过减去高程连接杆球形半径差值即可获得棱镜中心所代表的测量点的精确高程。
49.b2、cpⅲ控制点高程测量起闭于二等水准基点，高程测量水准线路按照循环环绕式实施。
50.多联大跨桥梁cpiii快速组网方法包括平面快速组网和高程快速组网：
51.平面快速组网方法为：
52.c1、跨海大桥多联大跨径桥梁全站仪自由设站测量和极坐标法测量各个cpⅲ点平面坐标、高程；
53.c2、全站仪架设在引桥上合适位置s1处进行自由设站测量，对桥上平面坐标稳定的cpⅲ点对进行测量，获取水平方向、斜距和竖直角；
54.c3、然后根据自由设站测量平差模型，计算出自由设站点s1的站心平面坐标、定向角、以及设站点的精度；
55.c4、当设站点s1的设站精度满足cpiii的要求后，马上采用极坐标法测量平面坐标和高程不稳定的cpⅲ点对，则可得到这些待测cpⅲ点的平面坐标；
56.c5、同理，按照上述步骤向大里程移动至s2处进行全站仪自由设站测量和极坐标法测量，可得到s2附近平面坐标和高程不稳定的cpⅲ点对平面坐标。
57.高程快速组网方法为：
58.d1、cpⅲ高程快速复测采用u字形水准路线形式进行，观测方式采用后-后-前
‑ꢀ
前。采用附合水准线路形式，起闭于靠近主梁两端的引桥上高程稳定的cpⅲ点；
59.d2、外业观测采用trimble dini03电子水准仪及其配套的条码水准尺，按照二等水准测量的技术要求进行施测。
60.实施例2
61.结合实施例1进一步说明，如图8所示，(1)如图8黑实线所示，全站仪架设在主桥一侧边跨74#、75#墩中间位置s2处进行自由设站测量，对引桥上3、4 号cpⅲ点对和索塔内侧8号cpⅲ点对进行测量，获取水平方向、斜距和竖直角。然后根据自由设站测量平差模型，计算出自由设站点s2的站心平面坐标、定向角、以及设站点的精度。当设站点s2的设站精度满足表3-1中的要求后，马上采用极坐标法测量边跨上5、6、7号cpⅲ点对，则可得到这些待测cpⅲ点的平面坐标；
62.表3-1自由设站点精度要求
63.指标x坐标中误差y坐标中误差定向角中误差中误差≤0.7mm≤0.7mm≤2
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64.然后，按照上述步骤在主桥中心附近s3处进行全站仪自由设站测量和极坐标法测量，可得到9～15号cpⅲ点对的平面坐标；同理，在主桥另一侧边跨78#、79#墩中间位置s4处进行全站仪自由设站测量和极坐标法测量，可得到17、18、19号cp
ꢀⅲ
点对的平面坐标。如图8红虚线所示，cpⅲ高程快速复测采用u字形水准路线形式进行，观测方式采用后-后-前-前。采用附合水准线路形式，起闭于靠近主梁两端的引桥上高程稳定的cpⅲ点。外业观测采用trimble dini03电子水准仪及其配套的条码水准尺，按照二等水准测量的技术要求进行施测。图8中，虚线红框为cpⅲ平面坐标起算点；实线蓝框为cpⅲ高程起算点。
65.实施例2
66.结合实施例1进一步说明，如图9所示，湾跨海大桥刚构拱桥全站仪自由设站测量各个cpⅲ点平面坐标、高程的具体思路和操作流程如下：
67.(1)如图9黑实线所示，全站仪架设在刚构拱桥一侧边跨6#、7#墩1/3位置 s1处进行自由设站测量，对引桥上1、2、3、4号cpⅲ点对和刚构拱桥上5、6号cp
ꢀⅲ
点对进行测量，获取水平方向、斜距和竖直角；
68.(2)然后，按照上述步骤在刚构拱桥7#、8#墩1/3位置s2处进行全站仪自由设站测量，对引桥上4号cpⅲ点对和刚构拱桥上5、6、7、8、9号cpⅲ点对进行测量，获取水平方向、斜距和竖直角；
69.(3)同理，在刚构拱桥另一侧边跨8#、9#墩1/3位置s3处进行全站仪自由设站测量，对刚构拱桥上7、8、9号cpⅲ点对和引桥上10、11、12号cpⅲ点对进行测量，获取水平方向、斜距和竖直角；
70.(4)上述3站自由设站测量完成后，采用中铁二院工程集团有限责任公司研发的《高速铁路测量数据处理与平差计算软件》(survery adjust v5.07)进行cpⅲ平面控制网和三角高程网平差计算。精度指标如表3-2和表3-3所示。
71.表3-2 cpⅲ平面网约束平差后的主要精度指标
72.73.表3-3 cpⅲ高程网平差后的精度指标
74.高差改正数(mm)高程中误差(mm)平差后相邻点高差中误差(mm)≤2.0≤4.0≤1.0
75.(5)如图9红虚线所示，cpⅲ高程快速复测采用u字形水准路线形式进行，观测方式采用后-后-前-前。采用附合水准线路形式，起闭于靠近主梁两端的引桥上高程稳定的cpⅲ点。外业观测采用trimble dini03电子水准仪及其配套的条码水准尺，按照二等水准测量的技术要求进行施测。如图9中：虚线红框为cpⅲ平面坐标起算点；实线蓝框为cpⅲ高程起算点。
76.实施例3
77.结合实施例1进一步说明，如图10-11所示，湾跨海大桥海上引桥全站仪自由设站测量和极坐标法测量各个cpⅲ点平面坐标、高程的具体思路和操作流程如下：
78.(1)如图10、图11黑实线所示，全站仪架设在引桥上合适位置s1处进行自由设站测量，对引桥上平面坐标和高程稳定的cpⅲ点对进行测量，获取水平方向、斜距和竖直角。然后根据自由设站测量平差模型，计算出自由设站点s1的站心平面坐标、定向角、以及设站点的精度。当设站点s1的设站精度满足表3-1中的要求后，马上采用极坐标法测量平面坐标和高程不稳定的cpⅲ点对，则可得到这些待测cpⅲ点的平面坐标；
79.(2)同理，按照上述步骤向大里程移动至s2处进行全站仪自由设站测量和极坐标法测量，可得到s2附近平面坐标和高程不稳定的cpⅲ点对平面坐标。
80.(3)如图10、图11红虚线所示，cpⅲ高程快速复测采用u字形水准路线形式进行，观测方式采用后-后-前-前。采用附合水准线路形式，起闭于靠近主梁两端的引桥上高程稳定的cpⅲ点。外业观测采用trimble dini03电子水准仪及其配套的条码水准尺，按照二等水准测量的技术要求进行施测。
81.跨海大桥主桥、刚构拱桥、海上引桥cpⅲ点平面坐标和高程快速修复方法与常规测量的一致性，本节设计了cpⅲ点平面坐标和高程测量对比实验。
82.按照图12、图13的测量网形，每6小时按照快速和常规测量方法分别采集一次 cpⅲ点平面坐标和高程数据，共采集6期数据(第一天晚18点至第三天早6点)。由于湾跨海大桥受温度影响变形，因此在保证外业测量精度的前提下，cpⅲ平面和高程网的测量应在尽可能短的时间内完成。计划采用两台徕卡ts60智能型全站仪和两台天宝电子水准仪同时从测段两端相向测量的作业方式进行常规测量，以保证cpⅲ平面和高程测量成果的可靠性和精度。
83.跨海大桥主桥、刚构拱桥、海上引桥cpⅲ点平面坐标和高程快速修复方法与常规测量的一致性，本节设计了cpⅲ点平面坐标和高程测量对比实验。按照图12、图 13的测量网形，每6小时按照快速和常规测量方法分别采集一次cpⅲ点平面坐标和高程数据，共采集6期数据(第一天晚18点至第三天早6点)。由于泉州湾跨海大桥受温度影响变形，因此在保证外业测量精度的前提下，cpⅲ平面和高程网的测量应在尽可能短的时间内完成。计划采用两台徕卡ts60智能型全站仪和两台天宝电子水准仪同时从测段两端相向测量的作业方式进行常规测量，以保证cpⅲ平面和高程测量成果的可靠性和精度。
84.上述的实施例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制，本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的
等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。

技术特征：

1.一种跨海多联大跨径桥梁cpiii快速组网的方法，其特征是：对跨海多联大跨径桥梁的cpiii整体控制网的建网，先根据多联大跨径桥梁的结构形式分析出，梁体上平面稳定点及高程稳定点位具体位置埋设cpiii埋件，并且在稳定点之间根据规范中的距离要求适当增加cpiii浮动点；海上桥梁cpiii点位布设完成后，利用两海岸边简支梁上的各6对cpiii点，对海上桥梁cpiii进行整体组网。2.根据权利要求1所述的一种跨海多联大跨径桥梁cpiii快速组网的方法，其特征是：跨海多联大跨径桥梁的cpiii整体控制网的建网的具体方法为：a1、首先利用gps对线下cpi、cpii及线上cpii点进行测量，通过计算合格后对海上多联大跨径桥梁的轨道控制网与两岸岸边简支梁上的cpiii整体联测，形成整体控制网；a2、cpⅲ控制网应采用自由测站边角交会法施测；cpⅲ平面网应附合于 cpⅰ或 cpⅱ控制点上，每400～800m左右应联测一个cpⅰ或 cpⅱ控制点，采用固定数据平差，当 cpⅱ点位密度和位置不满足cpⅲ联测要求时，应按同精度内插方式加密cpⅱ控制点；a3、pⅲ平面控制网自由测站测量以 2
×
6 个 cpⅲ点为测量目标，每次测量应保证每个点测量3次；a4、因遇施工干扰或观测条件稍差时，cpⅲ平面控制网可采用交叉连通设置，平面观测测站间距应为 60m 左右，每个cpⅲ控制点应有4个测站的方向和距离测量。3.根据权利要求2所述的一种跨海多联大跨径桥梁cpiii快速组网的方法，其特征是：cpⅲ高程控制网测量方法为：b1、cpⅲ高程控制点与平面控制点共桩；在进行棱镜中心高程水准测量时，只需将高程连接杆插入并拧紧到位即可测量，再通过减去高程连接杆球形半径差值即可获得棱镜中心所代表的测量点的精确高程；b2、cpⅲ控制点高程测量起闭于二等水准基点，高程测量水准线路按照循环环绕式实施。4.根据权利要求1所述的一种跨海多联大跨径桥梁cpiii快速组网的方法，其特征是：多联大跨桥梁cpiii快速组网方法包括平面快速组网和高程快速组网：平面快速组网方法为：c1、跨海大桥多联大跨径桥梁全站仪自由设站测量和极坐标法测量各个cpⅲ点平面坐标、高程；c2、全站仪架设在引桥上合适位置s1处进行自由设站测量，对桥上平面坐标稳定的cpⅲ点对进行测量，获取水平方向、斜距和竖直角；c3、然后根据自由设站测量平差模型，计算出自由设站点s1的站心平面坐标、定向角、以及设站点的精度；c4、当设站点s1的设站精度满足cpiii的要求后，马上采用极坐标法测量平面坐标和高程不稳定的cpⅲ点对，则可得到这些待测cpⅲ点的平面坐标；c5、同理，按照上述步骤向大里程移动至s2处进行全站仪自由设站测量和极坐标法测量，可得到s2附近平面坐标和高程不稳定的cpⅲ点对平面坐标。5.根据权利要求4所述的一种跨海多联大跨径桥梁cpiii快速组网的方法，其特征是：高程快速组网方法为：
d1、cpⅲ高程快速复测采用u字形水准路线形式进行，观测方式采用后-后-前-前；采用附合水准线路形式，起闭于靠近主梁两端的引桥上高程稳定的cpⅲ点；d2、外业观测采用trimble dini03电子水准仪及其配套的条码水准尺，按照二等水准测量的技术要求进行施测。

技术总结

本发明提供一种跨海多联大跨径桥梁CPIII快速组网的方法，对跨海多联大跨径桥梁的CPIII整体控制网的建网，先根据多联大跨径桥梁的结构形式分析出，梁体上平面稳定点及高程稳定点位具体位置埋设CPIII埋件，并且在稳定点之间根据规范中的距离要求适当增加CPIII浮动点；海上桥梁CPIII点位布设完成后，利用两海岸边简支梁上的各6对CPIII点，对海上桥梁CPIII进行整体组网。无砟轨道施工前，利用整体轨道控制网的稳定点对施工所需区段浮动点进行同精度内插，快速形成所需CPIII轨道控制网。该方法具有施工质量好，成本低，施工周期短，经济效益和社会效益好等优点。济效益和社会效益好等优点。济效益和社会效益好等优点。