高速铁道超大跨悬索桥CPⅢ测量技术

中图分类号院U448.25
文献标识码院A
文章编号院10Leabharlann 6-4311（2021）16-0124-05
0 引言
点。大桥南岸由于曲线半径较小，线上加密 CP域点无法通
CP芋：中文为基桩控制网。沿线路布设的三维控制网， 视，在五峰山上布设两个点间距 600m 左右的 CP域加密
平面控制起闭与基础平面网（CP玉）或线路控制网（CP域）， 点，作为起算边进行观测。
2 CP芋点位布设 2.1 CP域点位布设 五峰山长江特大桥加密 CP域控制网，需联测相邻 CP芋 区段的一对 CP域点作为起算点，其余 CP域点对点布置， 主桥 CP域加密点分别埋设在 1# 和 6# 门墩内侧，采用不 锈钢强制对中架。因主跨 1092m，跨中布设一对 CP域加密 要要要要要要要要要要要要要要要要要要要要要要要
表 2 CP芋高程测量精度统计表
重复边高差较差（mm）
每公里水准测量高差
偶然中误差（mm）
全中误差（mm）
最大值
限差
指标值 往返边数 指标值 往返边数
0.94
1
0.64
85
0.83
78
表 3 相邻 CP芋点的水准环最大闭合差 相邻点环闭合差最大值（mm）
闭合环名
闭合差
限差
0276301-0276303-0276304-0276302
摘要院本文依托五峰山长江特大桥详细介绍了 CPIII 测量技术在大跨铁路悬索桥中的布点、测量方案。针对特殊桥梁 CPIII 测量， 提出了施工操作要点及合理化建议，以期为类似工程施工提供了借鉴和参考。
Abstract: This paper introduces the distribution and measurement scheme of CPIII in the railway suspension bridge. For special bridge
是目前世界上荷载最重、行车速度最快的公铁两用悬索 水准采用 DINI03 电子水准仪，三角高程传递采用 TS50 全
桥。受主桥主跨跨度大（84+84+1092+84+84）m、结构性质 站仪观测。
特殊以及温度、风及列车等荷载作用下，桥梁会产生较大
CP域加密点布置图见图 3。
的变形，从而引起桥上轨道结构发生变形，导致 CP芋点的
2.3 CP芋点位布设
保证大跨度公铁两用桥的施工、运营安全及优异的服役使
本段 CP芋共布设 72 对 CP芋点，其中北引桥布设 24
用性能尤为重要。
对 CP芋点，主桥布设 26 对 CP芋点，南引桥布设 22 对 CP芋
1 工程概况 新建连云港至镇江铁路（简称“连镇铁路”）全线施工
点。为保证 CP芋点在竖向变形最小，主桥 CP芋埋设断面 布设在吊索正下方的钢质挡砟墙顶面，因主桥上相邻吊索
轨道精调时通过该规律修正并预测桥上 CP芋控制点的实 时三维坐标，使其满足轨道精调的精度要求。
参考文献院 [1]刘胜，刘成龙，王利朋.轨道控制网平面网复测精度指标合 理性探讨[J].测绘工程，2015，24（06）：39-42. [2]李建平.CP芋控制网精度控制及数据处理方法研究[D].中 国地质大学，2013. [3]李湛.CP芋数据采集优化及点位稳定性分析[D].西南交通 大学，2013. [4]潘天祥.基于徕卡 TS50 的高铁 CPIII 平面记录软件开发与 应用[J]. 北京测绘，2019，33（05）：592-595. [5]曾稀琪.CP芋三角高程测量精度统计分析[D].西南交通大 学，2014. [6]罗远刚.三维平差技术在高铁轨道控制网测量中的应用研 究[D].西南交通大学，2014. [7]夏冰.高铁测量控制网及无砟轨道精调施工研究[D].江苏 科技大学，2014. [8]何波.顾及系统误差改正的 CP芋平面网优化算法研究[D]. 西南交通大学，2012.
高程控制起闭与沿线路布设的二等水准网，在线下工程施
2.2 二等水准点位布设
工完成后施测，为无砟轨道铺设和运营维护的基准。
线上二等水准点加密采用与线下高程控制网联测的
随着高速铁路的施工建设，我们已经积累了大量无砟 方法，并与相邻 CP芋段落加密水准点联测，线上二等水准
轨道精密测量的实践经验，并逐步发展完善线铁路路测量 加密点采用水准测量及中间设站光电测距三角高程测量
体系。其中 CP芋平面网的测量数据的处理是保证无作轨 相结合的方法联测线下二等水准点，三角高程传递点分别
道 能 顺 利 铺 设 的 重 要 保 证 。 五 峰 山 长 江 特 大 桥 全 长 布设在北岸引桥 N5# 墩和南岸引桥 S5# 墩的桥梁双固定
6.4km，主桥全长 1428m，是我国首座公铁两用悬索桥，也 端防撞墙上，联测相邻区段的两个二等水准加密点。几何
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价值工程
表 1 CP域约束平差精度统计表
统计
与 CP玉、CP域联测
与 CP芋联测
中误差项
内容
方向改正数（义）
最大值
-1.90
对应边（点） 279C107-0279P21
限差
4.0
状态
满足
距离改正数（mm） 3.70
275C109-0276302 4.0 满足
方向改正数（义） -2.57
3 点位埋设 3.1 CP域点埋设 布设在门式墩靠线路内侧的 CP域标志采用强制对中 架，埋设方式见图 5；主桥跨中布设的 CP域点埋设方式与 主桥 CP芋标志埋设方式相同，见图 6；其余地段 CP域加密 点埋设在简支梁固定端距梁端 0.5m 处挡砟墙顶面，同普 通线路地段相同。 3.2 CP芋点埋设 五峰山长江特大桥主桥 CP芋点标志与普通地段相同 （见图 7），五峰山长江特大桥主桥上 CP芋标志埋设在线
CPIII measurement, key points and rationalization suggestions are put forward to provide reference for similar works.
关键词院铁路；悬索桥；CP芋
Key words: railway；suspension bridge；CP芋
难度最大桥梁为五峰山长江特大桥主桥，全长 6.407km， 主跨采用（86+84+1092+84+86）钢桁梁悬索桥横跨长江航 道，公铁合建段长 2.817km，为上下两层，上层公路为双向
八车道高速公路，设计速度每小时 100 公里；下层铁路为 左侧连镇双线客运专线+右侧预留双线客运专线，设计速 度每小时 250 公里。（图 1、图 2）
275C103-0275310 3.0 满足
距离改正数（mm） 1.79
275C109-0276301A 2.0 满足
点位中误差（mm） 1.32
275C101 2.0 满足
CP芋点间相对精度（mm） 0.74
0275302-0274330 1.0 满足
图 13 CPIII 平面控制网约束后方向观测值改正数
量，线上 CP域段落两端联测相邻区段两个 CP域加密点。
GPS 观测网图示意如图 8。 导线测量示意图如图 9。 4.2 加密二等水准测量 线上二等水准加密点采用水准测量及 中间设站光电测距三角高程测量相结合的 方法联测线下二等水准点。 几何水准采用 DINI03 电子水准仪，按 照国家二等水准测量标准施测，以原精测 网的线路水准基点为起算点，进行严密平 差计算。 三角高程传递采用 TS50 全站仪观测， 在高程传递点附近分别在桥墩侧面和对应 墩桥梁固定支座端挡砟墙埋设 CP芋专用 标志。观测过程中用数字水准仪按精密水 准作业要求将高差分别抄到挡砟墙和墩底 CP芋高程标志杆，再用全站仪进行挡砟墙 和墩底 CP芋平面标志杆高差传递。CP芋平 面及高程标志杆均为标准件，高程传递点 1、3 使用 CP芋平面、高程标志间高差相同。 因此，1、3 两 CP芋高程标志间高差为全站 仪观测的三角高程高差，不需量测全站仪 和棱镜高。 中间设站三角高程测量方法，就是在 没有仪器高和棱镜高量取误差的情况下， 求出点 1 和点 2 的高差。其测量原理，见图 10 所示。 4.3 CP芋测量 CP芋平面控制网采用自由测站边角交 会法施测。五峰山长江特大桥主桥上布设 为 CP域点对，CP芋平面测量时联测其中一 个，自由测站至 CP域控制点的观测边长不 大于 300m。CP芋平面网构网形式如图 11 所示。 CP芋高程测量采用天宝 DINI03 电子 水准仪进行观测，采用矩形环单程水准网 观测法，如图 12。 5 测量成果分析 五峰山长江特大桥 CP芋控制网测量数 据处理采用工程测量平差数据处理软件 V5.6.0.0 进行，各项精度指标统计如表 1-表 3、图 13-图 16。 通过上述各图表可知，五峰山特大桥 CP芋控制网各项精度指标均满足相关规范 要求。 6 结论与建议 本文针对高速铁路大跨悬索桥 CP芋 测量，通过加密控制网、测量温度选定及测 量数据分析软件，揭示了 CP芋在大跨悬索
-0.96
1
图 14 CPIII 平面控制网约束后边长观测值改正数
图 16 CPIII 高程控制网平差高差中误差
图 15 CPIII 平面控制网约束后点间相对精度
桥施工中的应用规律和施工要求，提出以下结论和建议： 淤目前设计的 CP芋测点布置方案基本可行；于风荷载对 梁体横向变形影响较大，CP芋测设需选择无风天气进行； 盂在 CP芋测量和使用过程中，不考虑风荷载的因素，桥上 CP芋点的三维坐标在不同温度下是不断变化的，使桥上 高速铁路轨道的精调施工无法进行。为了解决这一问题， 需对五峰山长江特大桥的温度变化进行持续监测，以找出 桥上 CP芋控制点三维坐标随温度变化的规律，以期望在
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价值工程
公路左幅
图 4 主桥 CP芋点布设示意图
公路右幅
强制对中盘
门式墩
连镇铁路 CP域控制点
人孔 300伊100
预留铁路 人孔
门式墩柱 不锈钢材质托架
图 5 门式墩 CP域加密点埋设及预埋件示意图
CP芋标志
CP芋点 图 6 主桥 CP芋点埋设示意图
Value Engineering
从事工程测量与工程技术管理。
路两侧的钢质挡砟墙顶面，在挡砟墙顶面钻孔，采用双螺
Value Engineering
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图 1 五峰山长江特大桥主桥桥式立面布置示意图
图 2 五峰山长江特大桥主梁标准断面示意图
图 3 CP域及二等水准加密点示意图
母紧固 CP芋标志预埋件。CP芋标志埋设示意图见图 6。 4 测量方案 4.1 加密 CP域测量 考虑公铁合建段 GPS 无法正常接收卫星信号，因此
作者简介院王崇义（1982-），男，江西鄱阳人，工程师，本科，主要
距离 14m，为满足规范要求，每间隔 4 对吊索（即 56m）埋 设一对 CP芋点，中跨共计 79 对吊索，布设 20 对 CP芋点， 主桥边跨各布设 3 对 CP芋点，主桥总计布设 26 对 CP芋 点。本段 CP芋点布置示意图见图 4。
图 7 CP芋预埋套筒尺寸图
图 8 GPS 观测示意图
图 9 导线测量示意图 1 2
驻H 3 图 10 三角高程测量原理示意图
图 11 测站间距约为 120m 的 CP芋平面网构网形式
往测
图例：
二等水准点 CP芋点
水准路线
后视
置镜点 前视
CP芋控制点
图 12 CP芋高程单程矩形闭合环观测
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价值工程
高速铁道超大跨悬索桥 CP芋测量技术
CP芋 Measurement Technology of Super-large Span Suspension Bridge of High-speed Railway
王崇义 WANG Chong-yi
（中铁十七局集团第三工程有限公司，石家庄 050081） （The 3rd Engineering Co.，Ltd. of China Railway 17 Bureau Group Corporation，Shijiazhuang 050081，China）
该区段的 CP域加密点采用 GPS 和导线测量相配合的方
法进行施测，首先采用 GPS 对南北岸相邻区段 CP域点 （0274P21、0275P21、0278P22、0279P21）进 行 联 测 ，并 同 精 度加密 0278P22-1、0279P21-1 两点作为南岸导线测量的 起算边，再采用测角精度为 0.5义级 TS50 全站仪按方向观 测法进行主桥及引桥公铁合建段部分的 CP域加密导线测
如图 3 中 0274P21、0275P21、0278P22、0279P21，为相
位置不稳定，轨道精调时，CP芋点位置不稳定导致全站仪 邻段 CP域点加密点，0278P22-1、0279P21-1 为线下加密
设站精度难以满足规范要求，轨道精调整理的精度要求难 CP域点，作为导线测量的起算点。
以达到规范标准要求。如何通过传统的 CP芋测量技术来