高速铁路运营维护阶段结构变形观测与数据处理方法技术

本发明专利技术涉及一种高速铁路运营维护阶段结构变形观测与数据处理方法。建设期间的结构变形观测与数据处理方法可预测线下工程最终沉降量和工后沉降量，但在运营期间的结构变形监测运用中却存在很多适用性问题。本发明专利技术按两级布设基准点、变形监测点和特征断面点；进行严密约束平差计算出基准点、各变形监测点和特征断面点的高程；对于变形监测点发生破坏或丢失情况对其高差实测值进行断高修复，消除断高导致的高差值突变误差；计算相邻变形监测点之间的实测高差，直接采用实测高差对相邻变形监测点进行差异变形分析，计算线路本期附加坡度、累积附加坡度、坡度差和累计坡度差。本发明专利技术更适用于运营维护阶段的变形监测，减少外业观测工作量，精确直观的反映差异变形量，为铁路安全运营提出综合性的意见。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种铁路结构变形的监测方法，具体涉及一种。
技术介绍
近几年我国高速铁路建设进入了快速发展阶段，尤其是无砟轨道技术在高速铁路中的大规模应用，对线路的结构变形控制提出了较高的要求。目前，建设期间的结构变形观测与数据处理方法在现行规范和规定中已经做出了明确的要求，并且在建设过程中的应用逐步成熟，其主要目的是预测线下工程最终沉降量和工后沉降量，合理确定无砟轨道铺设时间，确保无砟轨道铺设质量。由于建设期间与运营期间结构变形监测的目的和重点不同，同时考虑到运营维护期间作业有其自身的特点，故建设期间的结构变形观测方法和数据处理方法已不再适用于运营期间；且由于我国高速铁路运营维护才刚刚开始，缺乏运营期间结构变形监测的实践与经验，对运营期间结构变形监测方面的研究还不充分。现行规范和规定均对高速铁路建设期间的结构变形观测和数据处理应用于运营期间结构变形监测存在如下问题I由于高速铁路沿线一般土建工程较多，施工建设期埋设的工作基点(间距约200m)破坏严重，重新进行埋设已难以恢复原来的状态，且消耗时间较多，并且运营期的保存维护也是一个很大的难题，因此建设期间采用的沉降变形监测网布网与观测方法已不再适用于运营期间。f.变形监测点可能因为多种原因发生破坏或丢失的情况，从而产生断高现象。建设期间由于变形观测频次较高，发生断高一般均能及时发现并转标，在断高数据处理方面采用“归零法”进行修复，即认为断高发生期间无新增变形量的产生，而运营期间变形观测频次较低(如一般地段为一年一次，重点地段为一年两次)，发生断高能及时修复的可能性比较小，无法采用建设期间的“归零法”进行修复，需要发展适用于运营期的新的断高修复方法；I建设期间结构变形数据处理方法侧重于采用曲线回归法预测线下工程最终沉降量和工后沉降量，从而合理确定无砟轨道铺设时间节点，而运营期间数据处理方法的核心是相邻结构断面的差异性变形以及由此引起的附加坡度和坡度差的变化量的计算，这些指标将对高速铁路的轨道平顺性和结构稳定性造成较大影响，线路工程更关心这种影响。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种更适用于高速铁路运营维护阶段、减少外业观测工作量的。本专利技术所采用的技术方案是，其特征在于由以下步骤实现步骤一变形监测网按基准点、变形监测点进行两级布网，沿铁路线路走向布设基准点，在桥梁墩台、隧道以及涵洞处布设变形监测点，在路基段、过渡段以及存在较大差异沉降的桥梁地段布设特征断面点；步骤二 观测基准点、各变形监测点和特征断面点，进行严密约束平差计算出基准点、 各变形监测点和特征断面点的的高程；步骤三对于变形监测点发生破坏或丢失情况对其高差实测值进行断高修复，消除断高导致的高差值突变误差，使其更接近于工程实际；步骤四计算相邻变形监测点之间的实测高差，并直接采用实测高差对相邻变形监测点进行差异变形分析，利用实测高差计算线路本期附加坡度及其累积附加坡度，根据各附加坡度计算出本期坡度差和累计坡度差。步骤一中，基准点网沿线路走向布设，每Ikm左右布设一个基准点。步骤二中，基准点网观测按国家二等水准测量的要求进行观测，并附合至基岩点或稳定的深埋水准点上。步骤二中，路基特征断面沉降变形观测按单程闭合环的方法进行，且相邻观测断面形成闭合环，并按二等水准测量的方法附合至基准点上，路基地段沉降观测时需将涵洞监测点及路涵、路桥过渡段布设的监测断面点一并测量。步骤二中，桥梁墩台、隧道沉降变形观测按单程闭合环的方法进行，且线路左右两侧的变形监测点每250m形成一个闭合环，并按二等水准测量观测要求附合至基准点上。步骤三中，断高修复的具体方法是建立基于高差数据的卡尔曼迭代滤波和精度评定计算模型，采用断高发生前的两期该变形监测点与其相邻监测点的高差实测值确定计算模型初值，从各自第三期的高差实测值开始进行卡尔曼滤波处理；进行迭代滤波处理，得到断高当期该变形监测点与其相邻监测点间的高差滤波值；采用同样方法计算出该变形监测点与其另一相邻监测点间的高差滤波值；将与该变形监测点相邻的两个监测点之间的本期的高差实测值及其本期高差滤波值之间的高差不符值进行分配。步骤四中，直接采用实测高差对相邻变形监测点进行差异变形分析；附加坡度的计算公式为权利要求1.，其特征在于由以下步骤实现步骤一变形监测网按基准点、变形监测点进行两级布网，沿铁路线路走向布设基准点，在桥梁墩台、隧道以及涵洞处布设变形监测点，在路基段、过渡段以及存在较大差异沉降的桥梁地段布设特征断面点；步骤二 观测基准点、各变形监测点和特征断面点，进行严密约束平差计算出基准点、 各变形监测点和特征断面点的的高程；步骤三对于变形监测点发生破坏或丢失情况对其高差实测值进行断高修复，消除断高导致的高差值突变误差，使其更接近于工程实际；步骤四计算相邻变形监测点之间的实测高差，并直接采用实测高差对相邻变形监测点进行差异变形分析，利用实测高差计算线路本期附加坡度及其累积附加坡度，根据各附加坡度计算出本期坡度差和累计坡度差。2.根据权利要求1所述的，其特征在于步骤一中，基准点网沿线路走向布设，每Ikm左右布设一个基准点。3.根据权利要求1或2所述的， 其特征在于步骤二中，基准点网观测按国家二等水准测量的要求进行观测，并附合至基岩点或稳定的深埋水准点上。4.根据权利要求3所述的，其特征在于步骤二中，路基特征断面沉降变形观测按单程闭合环的方法进行，且相邻观测断面形成闭合环，并按二等水准测量的方法附合至基准点上，路基地段沉降观测时需将涵洞监测点及路涵、路桥过渡段布设的监测断面点一并测量。5.根据权利要求4所述的，其特征在于步骤二中，桥梁墩台、隧道沉降变形观测按单程闭合环的方法进行，且线路左右两侧的变形监测点每250m形成一个闭合环，并按二等水准测量观测要求附合至基准点上。6.根据权利要求5所述的，其特征在于步骤三中，断高修复的具体方法是建立基于高差数据的卡尔曼迭代滤波和精度评定计算模型，采用断高发生前的两期该变形监测点与其相邻监测点的高差实测值确定计算模型初值，从各自第三期的高差实测值开始进行卡尔曼滤波处理；进行迭代滤波处理，得到断高当期该变形监测点与其相邻监测点间的高差滤波值；采用同样方法计算出该变形监测点与其另一相邻监测点间的高差滤波值；将与该变形监测点相邻的两个监测点之间的本期的高差实测值及其本期高差滤波值之间的高差不符值进行分配。7.根据权利要求6所述的，其特征在于步骤四中，直接采用实测高差对相邻变形监测点进行差异变形分析；附加坡度的计算公式为全文摘要本专利技术涉及一种。建设期间的结构变形观测与数据处理方法可预测线下工程最终沉降量和工后沉降量，但在运营期间的结构变形监测运用中却存在很多适用性问题。本专利技术按两级布设基准点、变形监测点和特征断面点；进行严密约束平差计算出基准点、各变形监测点和特征断面点的高程；对于变形监测点发生破坏或丢失情况对其高差实测值进行断高修复，消除断高导致的高差值突变误差；计算相邻变形监测点之间的实测高差，直接采用实测高差对相邻变形监测点进行差异变形分析，计算线路本期附加坡度、累积附加坡度、坡度差和累计坡度差。本专利技术更适用于运营维护阶段的变形监测，减少外业观测工作量，精确直观的反映差异变形量，为铁路安全运营提出综合性的意见。文档编号G01B21/32GK10250本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：任晓春，武瑞宏，王世君，周东卫，叶茂，
申请(专利权)人：中铁第一勘察设计院集团有限公司，
类型：发明
国别省市：