郝文洲

( 中鐵十五局集團(tuán)公司 經(jīng)濟(jì)管理部，河南 洛陽 471013)

在高速鐵路工程中，為保證軌道的高平順性，軌道板的鋪設(shè)要求異常嚴(yán)格，必須進(jìn)行精密調(diào)試，單獨(dú)調(diào)整一塊軌道板，可以保證板的絕對位置，但由于設(shè)站誤差存在，板與板之間可能出現(xiàn)微量錯(cuò)動。為了提高線路平順性，連續(xù)精調(diào)的軌道板，就需要進(jìn)行搭接測量，以確保線路平順。無砟軌道精調(diào)是軌道精度控制的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，無砟軌道精調(diào)質(zhì)量決定高速列車運(yùn)行的安全性、平順性、舒適性。軌道精調(diào)是根據(jù)軌道測量數(shù)據(jù)對軌道進(jìn)行的精確調(diào)整，使軌道精度達(dá)到規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，滿足高速行車條件［1］。軌道精度通?？煞譃榻^對精度和相對精度。絕對精度是指軌道實(shí)測中線、高程與設(shè)計(jì)理論值的偏差，偏差越小，精度越高。相對精度是指軌道各項(xiàng)幾何尺寸( 軌距、水平、高低、軌向) 的偏差和變化率［2］。軌道平順性不僅應(yīng)包括高低、軌向的長波、短波偏差，還應(yīng)包含軌距、水平、軌向、高低變化率等［3］。

1 CRTSⅡ型無砟軌道板精調(diào)設(shè)站和搭接方式

如圖1 所示，上一塊軌道板調(diào)整到位后，利用強(qiáng)制對中三腳架分別將儀器架設(shè)于GRP1 點(diǎn)，后視棱鏡架設(shè)于GRP2 點(diǎn)。

圖1 CRTSⅡ型無砟軌道板精調(diào)設(shè)站和搭接方式

搭接標(biāo)架放置在已經(jīng)調(diào)好的軌道板的板尾承軌臺上，依次測量搭接標(biāo)架上的4 號和5 號棱鏡，以及后視棱鏡9。其中后視棱鏡9 的坐標(biāo)和高程由GRP 點(diǎn)推算，4、5 號棱鏡的坐標(biāo)和高程由上一塊軌道板精調(diào)時(shí)測量得到。坐標(biāo)和高程差值滿足要求后，通過對4、5 號棱鏡加倍賦權(quán)的原則進(jìn)行誤差分配，實(shí)現(xiàn)儀器的定向和高程傳遞。

儀器設(shè)站成功后，依次測量欲調(diào)整的軌道板的板首、板中和板尾承軌臺上3 個(gè)測量標(biāo)架的6 個(gè)棱鏡，對這塊軌道板進(jìn)行精調(diào)。

上述常用的CRTSⅡ型無砟軌道板精調(diào)設(shè)站和搭接方式的缺陷主要有:①儀器和后視棱鏡必須架設(shè)在GRP 點(diǎn)上，靈活性差，測量人員操作困難;②儀器和后視棱鏡的高程需要根據(jù)強(qiáng)制對中三角架傳遞，增大了設(shè)站誤差;③重點(diǎn)關(guān)注相對精度，搭接誤差會逐板傳遞，出現(xiàn)“沉板”和“浮板”現(xiàn)象;④搭接和精調(diào)時(shí)用不同的標(biāo)架，一是兩種標(biāo)架的放置位置不重合，增大了位置變動引起的誤差;二是兩個(gè)標(biāo)架的制造誤差都影響定向和搭接精度。

2 設(shè)站和搭接方式創(chuàng)新

圖2 精調(diào)首塊軌道板

2．1 設(shè)站方式

根據(jù)CPIII 控制網(wǎng)，在方便的位置架設(shè)測量儀器，利用邊、角后方交會自由設(shè)站方式設(shè)置測站。設(shè)站測量時(shí)，可以根據(jù)精度要求，測量4 至12 個(gè)CPIII 點(diǎn)。

需要注意的是，被測量的CPIII 點(diǎn)最好成對出現(xiàn)，且應(yīng)盡量相對于測量儀器對稱分布。設(shè)站位置靈活機(jī)動; 儀器三軸交點(diǎn)的三維坐標(biāo)是直接精密測量得到的，沒有中間轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié);操作方便。

2．2 精調(diào)首塊軌道板

如圖2 所示，儀器自由設(shè)站后，通過放置在欲調(diào)整軌道板的板首、板中和板尾承軌臺上的6 個(gè)“自定心鋼軌模擬裝置”，以線路統(tǒng)一坐標(biāo)所確定的軌道幾何位置為參照基準(zhǔn)，對這塊軌道板進(jìn)行調(diào)整，通過調(diào)整軌道板的空間姿態(tài)，使“自定心鋼軌模擬裝置”實(shí)測坐標(biāo)逐步趨近被模擬的軌道的設(shè)計(jì)位置，實(shí)現(xiàn)軌道精調(diào)。

2．3 軌道搭接方式

軌道板生產(chǎn)時(shí)，每塊軌道板上都有一個(gè)測量點(diǎn)。測量點(diǎn)是預(yù)制在每塊軌道板的首端中線上的倒錐臺形錐窩。

一塊軌道板( 例如1 號板) 調(diào)整到位后，需要進(jìn)行完整測量，以保存精調(diào)數(shù)據(jù)。進(jìn)行完整測量時(shí)，如圖3 所示，在這塊軌道板的測量點(diǎn)上放置一個(gè)球形棱鏡，并同時(shí)測量和保存數(shù)據(jù)。如圖2 所示，1、8 號棱鏡和測量點(diǎn)1 的測量數(shù)據(jù)，將作為下一塊板調(diào)整時(shí)的搭接測量數(shù)據(jù)。

調(diào)整下一塊軌道板( 比如2 號板) 時(shí)，保持1、8 號棱鏡和測量點(diǎn)1 上的球棱鏡不動。假如搬動了測站，則首先進(jìn)行自由設(shè)站，確定儀器的絕對坐標(biāo)。然后利用1、8 號棱鏡和測量點(diǎn)1 上的球棱鏡，進(jìn)行定向和高程傳遞，實(shí)現(xiàn)儀器的重新定向和設(shè)站。

通過這種方式設(shè)站和搭接，既保證了設(shè)站位置和定向點(diǎn)的絕對精度，又顧及了不同設(shè)站位置之間的相對精度，消除軌道對接處的微量錯(cuò)動，實(shí)現(xiàn)了軌道的平順、無縫搭接。同時(shí)，由于軌道板上的測量點(diǎn)是強(qiáng)制對中的，并且可以長期保存，即便是在不同時(shí)期進(jìn)行軌道精調(diào)，也能保證軌道的平順搭接。對測量點(diǎn)所測得的坐標(biāo)，既可用于評估軌道的平順性，又能為軌道板的返工測量提供測量基準(zhǔn)。

另外，GRP 點(diǎn)是一次性使用的，在軌道板灌漿時(shí)就被覆蓋掉了，不能長期保存，而軌道板上的測量點(diǎn)不僅能長期保存，而且使用方便，只要放置一枚球形棱鏡，就能實(shí)現(xiàn)強(qiáng)制對中，且重復(fù)對中精度很高。利用新的設(shè)站和軌道搭接方法來精調(diào)軌道，在軌道精調(diào)的同時(shí)，又為高速鐵路的運(yùn)營維護(hù)，提供了一套高精度的控制測量基準(zhǔn)。

圖3 軌道板完整測量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

3 結(jié)語

新的設(shè)站和搭接方式使測量設(shè)站更加靈活機(jī)動，操作方便，既保證了設(shè)站位置和定向點(diǎn)的絕對精度，又顧及了不同設(shè)站位置之間的相對精度，消除軌道對接處的微量錯(cuò)動，實(shí)現(xiàn)了軌道的平順、無縫搭接。其優(yōu)點(diǎn)為:自由設(shè)站，靈活機(jī)動，操作方便;儀器和搭接點(diǎn)的坐標(biāo)是直接觀測量，沒有中間環(huán)節(jié)，減少了誤差來源;每一塊板都同時(shí)顧及絕對精度和相對精度，不會出現(xiàn)“沉板”和“浮板”現(xiàn)象。

［1］王志堅(jiān)，劉彬．武廣鐵路客運(yùn)專線無砟軌道精調(diào)關(guān)鍵技術(shù)［J］． 鐵道建筑，2010(1) :1-6．

［2］中華人民共和國鐵道部．鐵建設(shè)［2007］85 號 客運(yùn)專線無砟軌道鐵路工程施工質(zhì)量驗(yàn)收暫行標(biāo)準(zhǔn)［S］．北京:人民鐵道出版社，2007．

［3］方筠，張俊生．鄭西客運(yùn)專線無砟軌道鋪設(shè)施工測量技術(shù)［J］．石家莊鐵道大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版，2010，23(1) :88-102．