高速鐵路軌道測量控制網區段搭接的探討

（安徽二水測繪院 安徽蕪湖241000）

（安徽二水測繪院 安徽蕪湖241000）

高速鐵路軌道測量控制網（CPⅢ）區段的搭接質量，給軌道平順性產生重要影響，因此，加強對控制網區段搭接的研究，確保其滿足相關規范標準要求，對提高鐵路軌道使用壽命，確保功能的充分發揮具有重要意義。本文對CPⅢ平面控制網搭接處理方法進行分析，并對CPⅢ高程控制網搭接處理進行研究，以供高速鐵路軌道施工參考。

高速鐵路軌道測量控制網區段搭接

高速鐵路CPⅢ控制網由很多區段構成，每個區段長度超過4km，彼此之間的搭接靜態平順性需滿足相關規范標準要求，以確保通車安全?？紤]到高速鐵路軌道測量控制網區段搭接涉及較多專業知識，因此，有必要對區段搭接處進行研究。

1 CPⅢ平面控制網搭接

CPⅢ控制網點位分布與線路方向一致且左右對點，為降低使用函數的表達難度，將搭接處理劃分為沿線路縱向搭接與左右CPⅢ點分別進行搭接。當重疊搭接點為6個時，對搭接重疊點前后的1個點分別進行延長處理當作起始固定點。由余弦函數的平滑特點可知，加權搭接處理重疊點，為區段間的平滑過渡奠定基礎。因余弦函數的取值范圍在-1與1之間，為避免定權有負值出現，對函數的值進行加1除以2處理，從而將函數的值轉化為0~1范圍內。為此，將搭接點前后區段測量坐標權值采用以下公式加以定義：

公式中字母表示的含義如表1所示：

表1 公式參數及含義

當確定前后區段搭接點權值后，加權搭接點坐標分量進行如下定義：

其中Xi為搭接后第i個搭接點的橫坐標，而Yi為縱坐標。(X前i、Y前i）、（X后i、Y后i）分別表示前、后區段第i個搭接點坐標。

表2 CPⅢ控制網區段間重疊點坐標數據

以某高鐵線路CPⅢ控制網區段搭接位置的坐標結果為例進行搭接處理研究。結果如表2所示，表中的前一區段結果、后一區段結果均為單獨平差結果，重疊點的高程和平面坐標較差均不足3mm。

以6個區段重疊點加以搭接計算研究，并將325和311作為搭接前后的固定點，剩余為6個點位重疊搭接點。根據表1中的數據采用上述公式進行計算。選取3個重疊點加以搭接處理，并將319和311當做搭接區前后固定點，而317、315、313點當做重疊搭接點，與6點搭接方法類似計算獲得搭接結果。

利用余弦函數對搭接處理方法進行加權處理，為前后區段間的坐標平順搭接提供可行性參考。通過比較3個點搭接和6個點搭接結果，分析搭接點個數給搭接點坐標結果造成的影響，結果發現，無論6點還是3點搭接過渡均比較平順。

2 CPⅢ高程控制網搭接

對CPⅢ高程控制網進行搭接處理時仍使用余弦曲線進行加權操作，以調整其平滑度，并采用線路左右點對線路數據進行左右點的搭接處理。使用Pi=（cos（πLi/L）+1）/2表示前一區段的高程權值，而1-Pi則為后一區段的坐標權值。進行高程搭接操作時可將CPⅢ點看做等間距的，使得高程搭接不運用平面坐標信息即可。假設高程搭接點為例，如將319、311作為搭接區前后的固定點，而317、315、313當做重疊搭接點。其中前一區段的權值分別為：P317=（cos（3π/4）+1）/2、P313=（cos（π/2）+1）/2、P311=（cos（π/4）+1）/2，而對應的后一區段高程則為1-Pi。經過計算搭接點的高程成果可知，對317而言，其搭接高程為350.6***m、Pi的值為0.1464，1-Pi的值為0.8536，前、后區段偏差分別為-1.7mm、0.3mm。而315、313對應的數據分別為：350.644m、0.5000、0.5000、-0.9mm、1.0mm。313對應的數據分別為350.6566m、0.8536、0.1464、-0.4mm、2.2mm。

3 總結

近年來，我國經濟發展迅速，人們對高速鐵路安全性要求越來越高，一定程度上推動了我國高速鐵路的蓬勃發展。為保證高速鐵路施工質量，高速鐵路CPⅢ控制網區段搭接施工應使用余弦函數進行加權處理，并結合相關的數據進行驗證，結果表明區段間坐標過渡較為平順。在實施CPⅢ控制網區段搭接時，為進一步提高搭接質量搭接點數、重疊點坐標差值限差等，還需進行深入研究，為實際的搭接操作提供有價值的參考。

[1]黃志偉,劉成龍,王化光,何波,趙夢杰.高速鐵路CPⅢ平面控制網相鄰區段搭接方法研究 [J].鐵道科學與工程學報,2010,06:111-115.

[2]張海濤.高速鐵路CPⅢ控制網單邊測量精度分析及應用研究 [J].鐵道勘察,2016,01: 15-18.

[3]石德斌,張彪,王元昌,李新增.高速鐵路CPⅢ網區段搭接數據處理研究 [J].鐵道工程學報,2012,02:37-40.

[4]任曉春,周東衛.高速鐵路CPⅢ相鄰區段搭接方法研究與應用 [J].鐵道工程學報, 2014,06:30-34+45.

高速鐵路軌道測量控制網區段搭接的探討

■王興東曾祥兵

F407.1[文獻碼]B

1000-405X（2016）-10-184-1