一种高速铁路大跨度连续梁上CPⅢ点位移动控制方法

摘要

本发明涉及高速铁路测量技术领域，具体指一种解决高速铁路大跨度连续梁上CPIII点位移动问题的方法。由于CPIII点均布设在轨道两侧防撞墙上，防撞墙会随桥梁一起发生变形，因此带动CPIII点点位移动，采用自由设站交汇法进行轨道精调时设站误差精度达厘米级，远大于2mm的限差要求，测量精度不能得到有效的保证，致使无法采用其成果进行轨道精调作业。本发明一种解决高速铁路大跨度连续梁上CPIII点位移动问题的方法，是指通过确定连续梁上大梁缝的长度变化量来确定CPIII点的平面坐标变化量。本发明利用前后测量时大梁缝的伸缩量以及该段位的方位角来修正CPIII点位坐标以保证CPIII控制点精度，适用于任何跨度的桥梁。

说明书

技术领域：

本发明涉及高速铁路测量技术领域，具体指一种高速铁路大跨度连续梁上CPIII点位移动控制方法。

背景技术：

高速铁路部分CPIII控制点设置在桥梁上，但桥梁会随着气温的变化产生热胀冷缩，桥上的CPIII点均布设在轨道两侧防撞墙上，防撞墙会随桥梁一起发生变形，因此带动CPIII点点位移动，远离桥梁固定支座端的大梁伸缩缝处CPIII点坐标变化最大，采用自由设站交汇法进行轨道精调时设站误差精度达厘米级，远大于2mm的限差要求，测量精度不能得到有效的保证，致使无法采用其成果进行轨道精调作业。并且由于连续梁在昼夜不停的发生伸缩变形，重测该段CPIII平面控制网后设站误差仍难以满足技术要求，因此简单的重测难以彻底解决该段出现的问题。目前尚没有有效解决大跨度连续梁上CPIII点位移动问题的办法。

发明内容：

本发明要解决的技术问题是提供一种解决高速铁路大跨度连续梁上CPIII点位移动问题的方法，利用桥梁伸缩变形的线性特征，通过量测梁体伸缩变形量来修正CPIII点位坐标以保证CPIII控制点的绝对及相对精度。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

上述的解决高速铁路大跨度连续梁上CPIII点位移动问题的方法，包括如下步骤：

1、CPIII平面网测量时，量测大梁缝长度为S_前；

2、CPIII点轨道精调时，再次测量大梁缝的长度为S_后，则大梁缝长度变化量ΔS＝S_后-S_前；

3、大梁缝左右两端梁长伸缩量分别为：

上式中S_小里程、S_大里程分别为大梁缝两侧活动支座端至固定支座端的距离；左右两端桥梁向相反的方向伸缩。

4、桥梁段线路走向的坐标方位角为α，则大梁缝两侧的CPIII点相应的坐标改正数为：

ΔX_小里程＝ΔS_小里程×cos_α   ΔX_大里程＝ΔS_大里程×cos_α

ΔY_小里程＝ΔS_小里程×sin_α； ΔY_大里程＝ΔS_大里程×sin_α；

其中，ΔX_小里程、ΔY_小里程为大梁缝S_小里程上CPIII点坐标改正数，ΔX_大里程、ΔY_大里程为大梁缝S_大里程上CPIII点坐标改正数。

本发明通过此种方法，在进行轨道精调等作业时，只需量测观测时刻的梁缝长度值即可进行坐标改化以指导轨道精调等作业；同时，该方法能够有效的消除或减弱伴随着昼夜及季节变化而发生的桥梁伸缩变形引起的CPIII点位坐标变化问题，适用于任何跨度的桥梁，解决了施工期间这一疑难问题。

附图说明：

图1为大跨连续梁示意图。

图中，1-固定支座端，2-活动支座端。

具体实施方式：

参见图1，一种高速铁路大跨度连续梁上CPIII点位移动控制方法，是利用桥梁伸缩变形的线性特征，通过量测梁体伸缩变形量来修正CPIII点位坐标以保证CPIII控制点的绝对及相对精度。包括如下操作步骤：

1、全站仪在大梁缝处设站进行CPIII平面网测量时，量测大梁缝长度为S_前。

2、在采用该段CPIII点进行轨道精调时，再次测量大梁缝的长度为S_后，则大梁缝长度变化量ΔS根据式(1)为计算；ΔS＝S_后-S_前。(1)

3、设定大梁缝两侧活动支座端2分别至固定支座端1的距离为S_小里程和S_大里程，左右两端桥梁向相反的方向伸缩，则左右两端梁长伸缩量依据式(2)、式(3)计算：

4、测量桥梁上线路走向(该线路段位直线段)的方位角为α，则该处大梁缝两侧的CPIII点相应的坐标改正数(该CPIII点相对于原位的位移量)由式(4)、式(5)得出：ΔX_小里程＝ΔS_小里程×cos_α     ΔX_大里程＝ΔS_大里程×cos_α

       ΔY_小里程＝ΔS_小里程×sin_α；(4)ΔY_大里程＝ΔS_大里程×sin_α；(5)

其中，ΔX_小里程、ΔY_小里程为大梁缝S_小里程上CPIII点坐标改正数，ΔX_大里程、ΔY_大里程为大梁缝S_大里程上CPIII点坐标改正数；

5、假设固定支座端不动，则梁长伸缩量即为固定支座端1至活动支座端2(大梁缝端)桥梁在线路方向上伸缩引起的，根据连续梁上各CPIII点至固定支座段CPIII点的距离S_i、S_j、......，计算该点位在线路方向上随梁体伸缩发生的位移量ΔS_i、ΔS_j、......，(S_i、S_j、......为梁体上连续各CPIII点端的大梁缝活动支座端分别至固定支座端的距离，ΔS_i、ΔS_j、......为梁体上连续个CPIII点的位移量)。

那么，根据式(4)和式(5)可以得出连续梁上两侧CPIII点的坐标分量的改正数(相对于原位置)为：(ΔX_i＝ΔS_i×cos_α、ΔY_i＝ΔS_i×sin_α)。

实施例

测量一处桥梁时：

CPIII平面网测量时，量测具体点的大梁缝长度数据，见表一；

CPIII点轨道精调时，再次量测该处大梁缝长度数据，见表二；

表一CPIII平面网测量时量测的大梁缝长度数据

表二CPIII点轨道精调时测量大梁缝的长度数据

则此时，该大梁缝长度变化量为：

ΔS_左＝463.92-453.92＝10mm；

ΔS_右＝360.22-350.22＝10mm。

在梁体线性伸缩占绝对主导地位下，假设S_小里程为400米，S_大里程为300米，则连续梁伸缩量根据式(1)和式(2)计算约为5.71mm、4.29mm：

以向大里程增加的方向的伸缩变形量为正，以向小里程方向的伸缩变形量为负。此时测的桥梁上线路走向(该线路段位直线段)的方位角α为30°，则该大梁缝两侧的CPIII点相应的坐标改正数根据式(4)、式(5)为：(-4.95、-0.29)mm和(3.71、0.21)；即该两处CPIII点相对于原来位置的位移坐标为：(-4.95、-0.29)mm和(3.71、0.21)。