高速铁路轨道测量控制网区段搭接的探讨
2016-10-20安徽二水测绘院安徽芜湖241000
（安徽二水测绘院 安徽芜湖241000）
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高速铁路轨道测量控制网（CPⅢ）区段的搭接质量，给轨道平顺性产生重要影响，因此，加强对控制网区段搭接的研究，确保其满足相关规范标准要求，对提高铁路轨道使用寿命，确保功能的充分发挥具有重要意义。本文对CPⅢ平面控制网搭接处理方法进行分析，并对CPⅢ高程控制网搭接处理进行研究，以供高速铁路轨道施工参考。
高速铁路轨道测量控制网区段搭接
高速铁路CPⅢ控制网由很多区段构成，每个区段长度超过4km，彼此之间的搭接静态平顺性需满足相关规范标准要求，以确保通车安全。考虑到高速铁路轨道测量控制网区段搭接涉及较多专业知识，因此，有必要对区段搭接处进行研究。
1 CPⅢ平面控制网搭接
CPⅢ控制网点位分布与线路方向一致且左右对点，为降低使用函数的表达难度，将搭接处理划分为沿线路纵向搭接与左右CPⅢ点分别进行搭接。当重叠搭接点为6个时，对搭接重叠点前后的1个点分别进行延长处理当作起始固定点。由余弦函数的平滑特点可知，加权搭接处理重叠点，为区段间的平滑过渡奠定基础。因余弦函数的取值范围在-1与1之间，为避免定权有负值出现，对函数的值进行加1除以2处理，从而将函数的值转化为0~1范围内。为此，将搭接点前后区段测量坐标权值采用以下公式加以定义：
公式中字母表示的含义如表1所示：
表1 公式参数及含义
当确定前后区段搭接点权值后，加权搭接点坐标分量进行如下定义：
其中Xi为搭接后第i个搭接点的横坐标，而Yi为纵坐标。(X前i、Y前i）、（X后i、Y后i）分别表示前、后区段第i个搭接点坐标。
表2 CPⅢ控制网区段间重叠点坐标数据
以某高铁线路CPⅢ控制网区段搭接位置的坐标结果为例进行搭接处理研究。结果如表2所示，表中的前一区段结果、后一区段结果均为单独平差结果，重叠点的高程和平面坐标较差均不足3mm。
以6个区段重叠点加以搭接计算研究，并将325和311作为搭接前后的固定点，剩余为6个点位重叠搭接点。根据表1中的数据采用上述公式进行计算。选取3个重叠点加以搭接处理，并将319和311当做搭接区前后固定点，而317、315、313点当做重叠搭接点，与6点搭接方法类似计算获得搭接结果。
利用余弦函数对搭接处理方法进行加权处理，为前后区段间的坐标平顺搭接提供可行性参考。通过比较3个点搭接和6个点搭接结果，分析搭接点个数给搭接点坐标结果造成的影响，结果发现，无论6点还是3点搭接过渡均比较平顺。
2 CPⅢ高程控制网搭接
对CPⅢ高程控制网进行搭接处理时仍使用余弦曲线进行加权操作，以调整其平滑度，并采用线路左右点对线路数据进行左右点的搭接处理。使用Pi=（cos（πLi/L）+1）/2表示前一区段的高程权值，而1-Pi则为后一区段的坐标权值。进行高程搭接操作时可将CPⅢ点看做等间距的，使得高程搭接不运用平面坐标信息即可。假设高程搭接点为例，如将319、311作为搭接区前后的固定点，而317、315、313当做重叠搭接点。其中前一区段的权值分别为：P317=（cos（3π/4）+1）/2、P313=（cos（π/2）+1）/2、P311=（cos（π/4）+1）/2，而对应的后一区段高程则为1-Pi。经过计算搭接点的高程成果可知，对317而言，其搭接高程为350.6***m、Pi的值为0.1464，1-Pi的值为0.8536，前、后区段偏差分别为-1.7mm、0.3mm。而315、313对应的数据分别为：350.644m、0.5000、0.5000、-0.9mm、1.0mm。313对应的数据分别为350.6566m、0.8536、0.1464、-0.4mm、2.2mm。
3 总结
近年来，我国经济发展迅速，人们对高速铁路安全性要求越来越高，一定程度上推动了我国高速铁路的蓬勃发展。为保证高速铁路施工质量，高速铁路CPⅢ控制网区段搭接施工应使用余弦函数进行加权处理，并结合相关的数据进行验证，结果表明区段间坐标过渡较为平顺。在实施CPⅢ控制网区段搭接时，为进一步提高搭接质量搭接点数、重叠点坐标差值限差等，还需进行深入研究，为实际的搭接操作提供有价值的参考。
[1]黄志伟,刘成龙,王化光,何波,赵梦杰.高速铁路CPⅢ平面控制网相邻区段搭接方法研究 [J].铁道科学与工程学报,2010,06:111-115.
[2]张海涛.高速铁路CPⅢ控制网单边测量精度分析及应用研究 [J].铁道勘察,2016,01: 15-18.
[3]石德斌,张彪,王元昌,李新增.高速铁路CPⅢ网区段搭接数据处理研究 [J].铁道工程学报,2012,02:37-40.
[4]任晓春,周东卫.高速铁路CPⅢ相邻区段搭接方法研究与应用 [J].铁道工程学报, 2014,06:30-34+45.
高速铁路轨道测量控制网区段搭接的探讨
■王兴东曾祥兵
F407.1[文献码]B
1000-405X（2016）-10-184-1
