高速鐵道技術(shù)論文范文

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第1篇

【關(guān)鍵詞】高速鐵路 平面控制 控制測量 布設(shè)等級 測量精度

中圖分類號：U238文獻標(biāo)識碼： A 文章編號：

一．引言

隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，我國的高速鐵路已經(jīng)進入了大規(guī)模的建設(shè)階段。我們所說的高速鐵路，就是指那些能夠使旅客列車的最高運行速度高于200千米每小時的鐵路。在我國當(dāng)前主要是依據(jù)鐵道部在2003年制定頒布的《京滬高速鐵路測量暫行規(guī)定》來進行高速鐵路平面測量工作的。在我國高速鐵路的發(fā)展相對較晚，可以說還是一個新的事物。因為高速鐵路使得旅客列車的行車速度大大提高，所以就會給鐵路的建設(shè)帶來一些新的挑戰(zhàn)和問題，理所當(dāng)然對高速鐵路平面的工程測量工作也帶來了新的挑戰(zhàn)。在我國，高速鐵路工程測量的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范還沒有正式的制定，其中還有許多的問題要進一步的研究和探討。所以本文就針對一些具體的問題作了簡單的探討。

二．高速鐵路平面控制測量布設(shè)的原則

我國《京滬高速鐵路測量暫行規(guī)定》中的相關(guān)條文指出，高速鐵路的測量全過程為：通過我國國家三等大地點測量加密GPS點，在GPS點的基礎(chǔ)上做鐵路五等導(dǎo)線測量，利用導(dǎo)線點測設(shè)線路中線控制點和鋪設(shè)軌道。

當(dāng)前如果是新建鐵路，那么在其勘測中，一些鐵路的勘察設(shè)計部門也正在努力的尋求一些方法來改進鐵路勘測的流程，這個過程中提出了一次布網(wǎng)的方法，這種方法就是把各個階段的控制點一次性的布設(shè)成為同一個等級，與此同時統(tǒng)一其平差測量的控制網(wǎng)，使的初測、航測、定測以及施工各個階段的測量都可以在同一控制網(wǎng)的控制下，這樣可以大大的減少工序，大幅度的提高測量效率。

當(dāng)鐵路在運行階段的時候，為了使軌道的結(jié)構(gòu)保持著良好的狀態(tài)，就必須加強對軌道的平順度以及整體幾何形狀進行定期的檢測。所以，控制測量還必須能夠滿足運行階段的高速鐵路檢測的標(biāo)準(zhǔn)和要求。

我國的高速鐵路一般采用GPS測量法進行首級平面控制測量，也就是在沿線路大概每隔5m左右的距離設(shè)置一對互通視點，在定位時必須要保證其長期有效且穩(wěn)定。如果在線路的定測和初測階段時，要盡可能的利用GPS RTK來進行控制點的加密以及線路的中線測量。如果有一些不方便采用GPS RTK測量的路段，則可以采用GPS測量加密之后，再來布設(shè)線路初測以及定測的導(dǎo)線，集中來進行高速鐵路中線的測量。對于一些大中型的構(gòu)筑物，如果要布設(shè)其施工控制網(wǎng)，那么構(gòu)筑物的軸線位置必須滿足線路的整體形狀的一些要求。也就是說要在其鋪軌之前，布設(shè)精度較高的導(dǎo)線，以此來滿足測量軌道的整體形狀的要求。

三．高速鐵路平面控制測量的精度要求

根據(jù)德國實踐的經(jīng)驗，影響以及控制行車速度的原因有：線路平縱斷面以及線路的平順性。為此，德國鐵路對于軌道不平順限速的管理標(biāo)準(zhǔn)比較嚴(yán)。而且，國內(nèi)外一些專家的看法基本一致。這樣能夠有效保證其安全性和舒適度。

線路的平順度和控制測量精度有聯(lián)系，相對于線路形狀而言，平順度是局部的誤差。雖然采用測量的方法不容易達到高速鐵路對于線路平順度的要求。但是，也不能夠依據(jù)線路平順度的要求來作為控制測量精度的標(biāo)準(zhǔn)。下面分析一下線路平順度誤差對線路位置誤差的影響。

用直線路來討論，圖1中AB為設(shè)計直線線路位置，當(dāng)在10米處產(chǎn)生2mm不平順度時，線路將出現(xiàn)β角的轉(zhuǎn)折，使直線B移至B點。其中不平順度有偶然性，所以，由各段不平順度產(chǎn)生的B點位移可利用直伸等邊支導(dǎo)線終點的橫向中誤差公式計算：

假定AB=200m，則S=190m，n=19，按式(1)計算得199mm。

可見高速鐵路控制測量不是控制線路局部的平順度，而是控制整體線路的形狀。這里提出：高速鐵路在5公里范圍內(nèi)，無論是直線段或曲線段線路平面位置偏離設(shè)計位置最大不超出50毫米，偏離幅度不超出100毫米，線路平面位置偏離設(shè)計位置的中誤差為25毫米。因此，高速鐵路線路平面位置不僅要滿足局部平順度的要求，同時需要滿足在5公里范圍內(nèi)的一個直線段或曲線段中，線路偏離幅度最大不超出100毫米的要求。

由以上分析，高速鐵路平面控制測量的點位中誤差在線路的垂直方向不大于25毫米。如果在鋪軌前，布設(shè)鐵路五等導(dǎo)線，并適當(dāng)提高測角精度，假定測角中誤差為3.5，按等邊直伸導(dǎo)線計算，導(dǎo)線最弱點的橫向中誤差為：

式中，S=5000m，n=10，則m=24.5mm。

高速鐵路的首級平面控制測量采用GPS測量方法，其精度等級應(yīng)相當(dāng)于國家四等大地點。GPS點每隔5公里左右布設(shè)互相通視的一對點，作為附合導(dǎo)線的方位邊。因此，GPS控制網(wǎng)應(yīng)布設(shè)成帶狀網(wǎng)連式網(wǎng)，相鄰?fù)綀D形之間以通視的一對點作為公共基線連接，需要有4臺或更多的GPS接收機觀測。國家三角測量規(guī)范中規(guī)定：四等三角測量最弱邊的方位角不大于4.5。假定，按GPS網(wǎng)相鄰兩點的橫向誤差等于基線長度的精度，則可由式(3)計算一對通視點之間的最短長度：

式中，d為GPS網(wǎng)一對通視點之間的長度，a為固定誤差，b為比例誤差系數(shù)。設(shè)a=10mm，b=10，則d=520m。可見，GPS點每隔5公里左右布設(shè)互相通視的一對點，其距離不應(yīng)短于600米。

四．五等導(dǎo)線測設(shè)軌道中心精度的分析

在高速鐵路鋪軌前布設(shè)五等導(dǎo)線測量，利用全站儀在導(dǎo)線點上直接測設(shè)軌道中心點。假如忽略由導(dǎo)線點測設(shè)軌道中心點的誤差，可以把導(dǎo)線點之間的相對誤差認(rèn)為是軌道中心點之間的誤差。五等導(dǎo)線可看作為在GPS點之間的直伸附合導(dǎo)線，導(dǎo)線點的相對橫向中誤差可按下式計算：

其中：

假定k=5，f=7，兩點相隔1000米；k=4，f=8，兩點相隔2000米；k=3，f=9，兩點相隔3000米，如圖3所示，分別計算導(dǎo)線點的相對橫向中誤差，其結(jié)果列于表1：

由以上分析可知：布設(shè)五等導(dǎo)線點測設(shè)軌道中心點，其線路偏離幅度可滿足不超出100毫米的要求。這里需要指出的是，當(dāng)較長的曲線位于兩個GPS跨段時，應(yīng)在曲線的兩端加密GPS點，使曲線段處于同一條五等導(dǎo)線內(nèi)。

五．結(jié)論

鐵道部2003年頒布的《京滬高速鐵路測量暫行規(guī)定》，對高速鐵路平面控制測量布設(shè)等級和精度的規(guī)定可滿足工程測量要求，但建議適當(dāng)提高五等導(dǎo)線的測角精度，測角中誤差為±3.5。考慮到一次布網(wǎng)的優(yōu)點和不同階段對測量精度的要求，采用GPS測量法進行首級平面控制測量，也就是在沿線路大概每隔5m左右的距離設(shè)置一對互通視點，在定位時必須要保證其長期有效且穩(wěn)定。如果在線路的定測和初測階段時，要盡可能的利用GPS RTK來進行控制點的加密以及線路的中線測量。如果有一些不方便采用GPS RTK測量的路段，則可以采用GPS測量加密之后，再來布設(shè)線路初測以及定測的導(dǎo)線，集中來進行高速鐵路中線的測量。對于一些大中型的構(gòu)筑物，如果要布設(shè)其施工控制網(wǎng)，那么構(gòu)筑物的軸線位置必須滿足線路的整體形狀的一些要求。也就是說要在其鋪軌之前，布設(shè)精度較高的導(dǎo)線，以此來滿足測量軌道的整體形狀的要求。如在運行階段仍需保持高速鐵路軌道的整體形狀，應(yīng)根據(jù)檢測的需要，進行控制測量的定期復(fù)測工作。

參考文獻：

[1]潘正風(fēng) 徐立 肖進麗Pan ZhengfengXu LiXiao Jinli高速鐵路平面控制測量的探討 [期刊論文] 《鐵道勘察》 -2005年5期

[2]汪曉英 高速鐵路平面控制測量的探討 [期刊論文] 《科海故事博覽?科技探索》 -2011年4期

[3]李林 潘正風(fēng) 徐立 肖進麗 高速鐵路平面控制測量的探討 [會議論文]，2005 - 2005現(xiàn)代工程測量技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用研討交流會

[4]安國棟AN Guo-dong高速鐵路精密工程測量技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的研究與應(yīng)用 [期刊論文] 《鐵道學(xué)報》 ISTIC EI PKU -2010年2期

[5]黨軍宏 雷旭華 陳龍 平面控制測量方案設(shè)計在高鐵專線中的應(yīng)用 [期刊論文] 《山西建筑》 -2012年29期

[6]陳新煥 高速鐵路控制測量的精度研究 [期刊論文] 《鐵道勘察》 -2004年1期

第2篇

【關(guān)鍵詞】高速鐵路 工程測量 模式

一、引言

鐵路對于我國經(jīng)濟發(fā)展具有重要的意義，鐵路是我國國民經(jīng)濟發(fā)展的重要基礎(chǔ)。隨著我國經(jīng)濟快速發(fā)展，國民的生活、工作以及社會的發(fā)展都對鐵路運輸事業(yè)提出了更高的要求，高速鐵路應(yīng)運而生。高鐵是一個具有時代特點的概念，其涉及的專業(yè)方面十分廣泛，高鐵工程包含了先進的鐵路技術(shù)、管理方式、運營方式、資金籌措等多方面的內(nèi)容，是一項復(fù)雜的系統(tǒng)性工程。我國高速鐵路的建設(shè)是保證我國交通事業(yè)發(fā)展的重要基礎(chǔ)，也是我國運輸事業(yè)發(fā)展的必然結(jié)果。現(xiàn)代工業(yè)化中，運輸化已經(jīng)成為實現(xiàn)經(jīng)濟活動的重要內(nèi)容。我國經(jīng)濟發(fā)展迅速，鐵路的運輸水平已經(jīng)成為了制約我國經(jīng)濟發(fā)展的一個重要的方面，我國鐵路事業(yè)必須要提高鐵路運輸生產(chǎn)力發(fā)展的水平，加強高速鐵路的深化改革，適應(yīng)我國經(jīng)濟發(fā)展需求。

二、高速鐵路工程測量精度標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)問題

要想提高鐵路工程測量標(biāo)準(zhǔn)，就必須大力的投入資金、人力、物力、時間等多方面的資源。在測量標(biāo)準(zhǔn)的制定上，要經(jīng)過大量的實驗與嚴(yán)謹(jǐn)?shù)恼撟C，從而保證測量精度得到有效的保證。與此同時，在測量精度標(biāo)準(zhǔn)的制定上，要做好權(quán)衡，避免出現(xiàn)提高測量精度未能滿足工程實際需求，從而造成工程的質(zhì)量事故出現(xiàn)。我國關(guān)于高速鐵路測量的相關(guān)規(guī)定中已經(jīng)對于工程測量精度有所提及，相關(guān)規(guī)定對于工程測量的規(guī)定為：“高速鐵路自身運行速度比較快，對于整體線路的平順性要求較傳統(tǒng)鐵路更高，所以要提高高速鐵路的工程測量精度水平”。但是，相關(guān)規(guī)定當(dāng)中，并未對鐵路工程測量的精度提出具體的要求，也未對具體的原因進行相應(yīng)的解釋。在不同的設(shè)計院進行鐵路測量細(xì)則的擬定以及相關(guān)論文的撰寫時，采用國際二、三等平面高程控制精度進行工程的測量，也有人考慮建立獨立的控制網(wǎng)。相關(guān)設(shè)計院的工程測量人員對于工程測量精度控制上，存在著一定的困難。首先，從工期方面分析，控制測量量的增長直接增加了觀測時間，并且造成工期項目的工期增長。與此同時，工程觀測量的層級增長也會造成工程經(jīng)費的大幅增長。其次，對于二三等控制網(wǎng)精度標(biāo)準(zhǔn)來講，其標(biāo)準(zhǔn)是對于十幾到幾十公里作為長邊條件，其精度難以滿足高速鐵路的自身測量要求。在進行高等級控制網(wǎng)時，經(jīng)常會遇到很多問題，例如控制點不足、平差計算過于復(fù)雜、對于特殊測試上需要借助專業(yè)測量部門。最后，對于建設(shè)獨立的高速鐵路控制網(wǎng)難以得到有效的實行。獨立的高鐵坐標(biāo)系統(tǒng)只適用于小范圍的地區(qū)，難以在長大鐵路上進行應(yīng)用。獨立控制網(wǎng)缺乏對天文、重力等方面的測量能力，難以控制大范圍的線形區(qū)域的精度。另外，國家現(xiàn)有比例尺以及地形圖都是進行統(tǒng)一的定位管理，鐵路的獨立控制網(wǎng)難以得到有效的應(yīng)用。

三、鐵路工程測量模式

鐵路工程的測量模式的水平直接決定了測量工作的效率，影響了測量結(jié)果的精度。鐵路工程的測量精度是工程中的重要內(nèi)容，良好的測量精度可以有效的保證鐵路設(shè)計、施工、運營等多個環(huán)節(jié)的工作。現(xiàn)有鐵路測量工作的問題主要是體現(xiàn)在測量結(jié)果錯誤、測量資料處理不當(dāng)?shù)确矫妗Ｒ胩岣吖こ虦y量精度，就必須對現(xiàn)有測量模式進行該技能，通過科學(xué)合理的手段，簡化測量環(huán)節(jié)，提高測量工作的規(guī)范性。與此同時，提高測量內(nèi)容的可控性，提高測量質(zhì)量，保證工程順利進行。工程測量人員需要制定先進的測量方式，采用先進的測量方法，對精度標(biāo)準(zhǔn)進行合理的制定，改善現(xiàn)有的鐵路測量方式與測量流程。

現(xiàn)行鐵路測量流程的主要內(nèi)容為航測、線路等各自具有不同的國家等級控制，相對為兩個獨立的系統(tǒng)。航測通過外業(yè)與制圖，提供相應(yīng)的供給線路，并且作為初步設(shè)計階段的示意圖。航測與線路測量的系統(tǒng)不同，其測量后放到地面會存在一定的誤差。系統(tǒng)由于既有誤差，所以航測的數(shù)字化與電子化難以更換的參與實質(zhì)性的設(shè)計工作當(dāng)中，難以實現(xiàn)勘測一體化。

要想消除上述的測量誤差問題，就需要建立新的測量流程，改變以往傳統(tǒng)的測量方式。第一，要實現(xiàn)一次布網(wǎng)。對初測導(dǎo)線、控制點、定測交點等進行合并，并且進行五等水準(zhǔn)的測量。對于后續(xù)的航測工作，要以此為測量控制的依據(jù)，從而消除國家等級點加密誤差、初測導(dǎo)線誤差、定測交點測量誤差等誤差的影響。采用一次布網(wǎng)的方式，可以有效的消除地形圖與同名地點的系統(tǒng)查，降低測量程序的工作量，簡化測量工作，使測量資料清晰明確，便于管理。第二，要從一次布網(wǎng)的控制點中進行直接的中線測設(shè)。以往的中線測量工作主要以實地測設(shè)為基準(zhǔn)，積累了很多的定測交點測量誤差。在一次布網(wǎng)進行中，對控制點采用先進的GPS、全站儀等設(shè)備，可以跳過定測交點與初測導(dǎo)線的測量。這種測量方式可以將測量誤差控制在幾厘米之內(nèi)，并且與實測線路上的選線達到精確的吻合。采用這種理論坐標(biāo)控制的測量方式，可以有效的避免長距離測量中造成的誤差積累，減少轉(zhuǎn)點。在測量過程中，可以隨意進行切入測量，不會出現(xiàn)鍛煉的現(xiàn)象。這一特點可以更換的應(yīng)用在復(fù)雜工程當(dāng)中。

四、結(jié)束語

我國正處于一個高速發(fā)展的階段，高速鐵路工程建設(shè)工作的開展，有力的為我國經(jīng)濟快速發(fā)展提供了重要的支撐。在鐵路工程測量工作改革當(dāng)中，工程測量人員需要采用先進的科學(xué)技術(shù)對鐵路測量工作進行改進。高鐵時代對于鐵路測量工作的要求不斷提高，鐵路測量工作需要進行積極的自身變革，與鐵路發(fā)展實現(xiàn)同步，從而為鐵路工程的建設(shè)提供良好的依據(jù)。

參考文獻：

[1]范謐，方紅英.在線路控制網(wǎng)中內(nèi)插高精度施工控制網(wǎng)的切線不變準(zhǔn)則[J]鐵道勘察.2006（03）

[2]陳新煥.鐵路工程測量的發(fā)展與創(chuàng)新[A]；2006年鐵道勘測技術(shù)學(xué)術(shù)會議論文集[C]；2006

第3篇

Abstract： This paper studies the dynamic characteristics of cement improved soil， and discusses the feasibility of cement improved soil as the roadbed filler of high-speed railway.

關(guān)鍵詞：水泥改良土；動力特性；高速鐵路；路基填料

Key words： cement improved soil；dynamic characteristics；high-speed railway；roadbed filler

中圖分類號：U213.1 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-4311（2013）19-0100-02

0 引言

鐵路路基基床而言，除了承受上部結(jié)構(gòu)的靜荷載外，還要受到列車東荷載的反復(fù)作用，因此，在高速鐵路路基基床底層改良土的設(shè)計中，不應(yīng)局限于傳統(tǒng)的準(zhǔn)靜態(tài)設(shè)計，只分析靜態(tài)指標(biāo)，還應(yīng)考慮其在列車動載荷作用下的動態(tài)特性。本論文研究了水泥改良土作為高速鐵路路基填料時，其在列車動荷載作用下的動態(tài)特性，探討了水泥改良土作為鐵路路基基床填料的可行性。

1 試驗方案

1.1 試驗設(shè)備和工作原理 本試驗儀器為DDS-70型振動三軸儀，實驗系統(tǒng)包括壓力室、激振設(shè)備和量測設(shè)備三個部分組成。

動三軸試驗原理是將一定密度和含水率的試樣在固結(jié)穩(wěn)定后在不排水條件下作振動試驗。設(shè)定某一等幅動應(yīng)力作用于試樣進行持續(xù)振動，直到試樣的應(yīng)變值或孔壓值達到預(yù)定的破壞標(biāo)準(zhǔn)，試驗終止。記錄試驗中的動應(yīng)力、動應(yīng)變和孔壓值隨振動周次的變化過程線。采用多個試樣得到動應(yīng)力和破壞周數(shù)的關(guān)系曲線，即動強度曲線。

1.2 試驗參數(shù)選擇 鐵路荷載是一種動荷載，我們在試驗中用正弦波來模擬，加載的頻率與列車的長度、軸距及運行速度有關(guān)，本次試驗正弦波的頻率取5HZ，即按列車時速為160km/h考慮。

1.3 試驗材料 試驗土樣取自洛湛鐵路永州至岑溪段，土樣深度為地表以下2～5m。土樣定名為粉砂，填料類型為C類。對土樣加入5%的水泥進行改良。改良土的干密度為1.68g/cm3，含水量為17.6%，黏聚力151KPa，內(nèi)摩擦角35.5°。

1.4 試驗方法

1.4.1 試樣的制備和養(yǎng)護 試樣按照《鐵路工程土工試驗規(guī)程》（TB10102-2010）制備，試樣直徑39.1mm，高度80mm，具體方法按照該規(guī)程第18.3.3條的規(guī)定進行。

1.4.2 試驗過程 試樣在儀器內(nèi)安裝固定后，先向壓力室內(nèi)施加一等向圍壓σ3，然后再在軸向施加靜壓力σ1，待試樣固結(jié)穩(wěn)定后，軸向施加等幅正弦動荷載±σd。本次試驗加載的正弦波頻率為5HZ。本試驗是在不排水條件下進行的。實驗結(jié)果見表1。

1.4.3 試驗結(jié)果分析 水泥土的動應(yīng)力（σd）-動應(yīng)變（εd）關(guān)系，見圖1。

如圖1所示，水泥混合土的動應(yīng)變隨動應(yīng)力的增大而增加，開始時，動應(yīng)變隨動應(yīng)力的增加，增大的幅度較大，隨著動應(yīng)力的增加，動應(yīng)變增加的幅度變小。隨圍壓的增加，臨界動應(yīng)力值的增加幅度較大，相應(yīng)的應(yīng)變值減小。初始變形以彈性變形為主，后塑性應(yīng)變逐漸累積，曲線斜率逐漸增大，動應(yīng)力愈大，同一圍壓下，動應(yīng)變也愈大。根據(jù)實驗，σ3為50KPa時，臨界動應(yīng)力值約為140KPa；σ3為100KPa時，臨界動應(yīng)力值約為210KPa；σ3為150KPa時，臨界動應(yīng)力值為約400KPa。

2 結(jié)論

高速鐵路路基基床表層頂面動荷載幅值的大小為100KPa，根據(jù)國內(nèi)外既有鐵路的實測結(jié)果表明，基床底層頂面的動應(yīng)力幅值為50～85KPa。

從試驗結(jié)果可以看出，即使是在圍壓為50KPa的時候，水泥改良土土的臨界動應(yīng)力達到140KPa，可以滿足路基基床表層及路基基床底層及以下路堤填土的強度要求。而且本次試驗采用的試件養(yǎng)護期為7d，水泥土后期強度增長緩慢，但增長量很大，所以臨界動強度還有提高的空間，約為30%～40%。所以對于摻入5%水泥的改良土，從動力學(xué)方面來說，完全可以滿足設(shè)計要求。

參考文獻：

[1]楊廣慶等.高速鐵路路基改良土的有關(guān)問題[J].鐵路標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計，2003（5）：15-16.