逄明卿

(中鐵七局集團(tuán)有限公司，河南鄭州 450000)

1 概述

軌道板精調(diào)是指通過調(diào)整軌道板的高度及平面狀態(tài),使各螺栓孔位置精確安置,從而保證扣件的安放精度,減少扣件安放后軌道的調(diào)整量。

在石武客運(yùn)專線高速鐵路CRTSⅡ型板式無砟軌道施工過程中,為保證無砟軌道的安裝精度,在軌道板精調(diào)過程中采用了國產(chǎn)高精度軌道板精調(diào)系統(tǒng)配合智能型全站儀，在軌道基準(zhǔn)點(diǎn)GRP上設(shè)站的測量方法進(jìn)行精調(diào)作業(yè)。首先在測設(shè)完成的GRP上架設(shè)智能型全站儀并進(jìn)行全站儀設(shè)站,測量放置在CRTSⅡ型板精調(diào)標(biāo)架上的測量棱鏡,獲取該精調(diào)標(biāo)架所處位置軌道板的實(shí)測三維坐標(biāo)；然后,根據(jù)實(shí)測坐標(biāo)確定此處的線路里程,經(jīng)過里程推算,得出該處的理論三維坐標(biāo),進(jìn)而計算出實(shí)測坐標(biāo)和理論坐標(biāo)的偏差值,并將偏差值顯示在精調(diào)標(biāo)架的顯示器上。現(xiàn)場調(diào)整作業(yè)人員根據(jù)偏差值對軌道板進(jìn)行調(diào)整,使其滿足相應(yīng)的技術(shù)要求。這一測量方法不但保證了軌道板精調(diào)的精度,提高了軌道板精調(diào)工作進(jìn)度,同時也保留了現(xiàn)場精調(diào)過程成果,為后期的精調(diào)數(shù)據(jù)檢查、數(shù)據(jù)分析和軌道板平順性檢核提供了可靠的數(shù)據(jù)。

2 采用的儀器設(shè)備

2.1 智能型全站儀

智能型全站儀是數(shù)據(jù)測量的主要實(shí)施者,為了確保CRTSⅡ型板的安裝精度,要求全站儀達(dá)到以下精度：測角精度1″；測距精度±(1+2×10-6D)mm,并帶有自動照準(zhǔn)、自動跟蹤功能,如圖1所示。

圖1 智能型全站儀

2.2 精密測量棱鏡

軌道板精調(diào)采用精密小棱鏡,棱鏡機(jī)械制造精度為0.2 mm,棱鏡常數(shù)17.5 mm,如圖2所示。

圖2 精密測量棱鏡

2.3 精調(diào)標(biāo)架

精調(diào)標(biāo)架是軌道板精調(diào)系統(tǒng)的重要組成部分,精調(diào)標(biāo)架共有4付,其機(jī)械制造精度為0.2 mm,傾斜傳感器精度為0.2 mm,如表1所示。

表1 測量標(biāo)架配置

2.4 工控機(jī)及精調(diào)軟件

軌道板精調(diào)系統(tǒng)軟件安裝在工控機(jī)上,在軌道板精調(diào)過程中控制軌道板的精調(diào)工作實(shí)施,如圖3、圖4所示。

圖3 軌道板精調(diào)用工控機(jī)

圖4 軌道板精調(diào)軟件

3 軌道板精調(diào)作業(yè)實(shí)施

3.1 采用的技術(shù)指標(biāo)

技術(shù)指標(biāo)如表2所示。

表2 軌道板精調(diào)主要技術(shù)指標(biāo)

3.2 全站儀設(shè)站

全站儀應(yīng)在軌道板精調(diào)前進(jìn)方向上設(shè)站。設(shè)站時首先將全站儀用強(qiáng)制對中三腳架架設(shè)在GRP上,保證三角架架設(shè)牢靠，儀器無晃動。然后,將后視棱鏡架設(shè)在沿軌道板精調(diào)前進(jìn)方向下兩個GRP上,棱鏡必須精確對準(zhǔn)全站儀。在架設(shè)儀器時應(yīng)盡量避免三腳架的頂尖與GRP基標(biāo)釘摩擦。架設(shè)好儀器后,選擇測站點(diǎn)及后視點(diǎn),將儀器轉(zhuǎn)向后視點(diǎn),搜索鎖定棱鏡進(jìn)行測量,軟件會給出設(shè)計值與測量值差異,測量人員可根據(jù)定向限差選擇完成設(shè)站或重新設(shè)站。

一塊板精調(diào)完成后在進(jìn)行下一塊板前需對測站進(jìn)行定向檢查,合格后方可進(jìn)行下一塊板的精調(diào),定向超限則重新設(shè)站精調(diào)。

3.3 精調(diào)標(biāo)架與傾角傳感器檢校

在每天工作前應(yīng)對標(biāo)架和傳感器進(jìn)行一次檢校,消除變形誤差,此步驟每天開始工作前只需要進(jìn)行一次。

(1)檢核傾角傳感器

在板上放置Ⅰ號標(biāo)架,全站儀將對Ⅰ號標(biāo)架兩棱鏡進(jìn)行自動測量。測完Ⅰ號標(biāo)架后,在板上放置Ⅱ號標(biāo)架并測量。測完Ⅱ號標(biāo)架兩棱鏡后,將自動保存傾角傳感器的檢核數(shù)據(jù)。

(2)檢核精調(diào)標(biāo)架

精調(diào)標(biāo)架檢核應(yīng)在每個新工作日精調(diào)作業(yè)前做一次,必須通過標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)架來對此標(biāo)架的尺寸進(jìn)行改正,從而消除標(biāo)架因變形所帶來的誤差。具體作業(yè)方案如下。

①標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)架準(zhǔn)備:標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)架在制作的時候是嚴(yán)格按高精度要求來制作的,只用于進(jìn)行標(biāo)架校正,一般存放在箱子里面,不易變形。

②將標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)架放置在Ⅰ號標(biāo)架位置,先將固定端放于軌道板上承軌槽內(nèi),再使有彈簧的觸及端緊貼左側(cè)承軌槽內(nèi)；手工照準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)架的觸及端棱鏡(左棱鏡),進(jìn)行測量。

③調(diào)轉(zhuǎn)標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)架,將固定端放于承軌槽內(nèi),再使用有彈簧的觸及端緊貼右端承軌槽,手工照準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)架的右端(右棱鏡,與上一步的棱鏡為同一個棱鏡),進(jìn)行測量。

④拿走標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)架,將Ⅰ號標(biāo)架放在近儀器端第二行,選擇好測回數(shù),再點(diǎn)選測量Ⅰ號標(biāo)架,軟件自動定位對Ⅰ號標(biāo)架左右兩棱鏡進(jìn)行測量。

⑤完成Ⅰ號標(biāo)架測量后,拿走Ⅰ號標(biāo)架,將Ⅱ號標(biāo)架放進(jìn)此位置,點(diǎn)選測量Ⅱ號標(biāo)架,軟件自動計算兩棱鏡位置,指揮全站儀觀測兩棱鏡。

⑥完成Ⅱ號標(biāo)架測量后,拿走Ⅱ號標(biāo)架,將ⅡⅠ號標(biāo)架放進(jìn)此位置,點(diǎn)擊測量ⅡⅠ號標(biāo)架,軟件自動計算兩棱鏡位置,指揮全站儀觀測兩棱鏡。

⑦三標(biāo)架測量完成之后,將出現(xiàn)如圖5對話框,選擇存儲結(jié)果,將保存本次檢核數(shù)據(jù),保存結(jié)果“Absolute”為該標(biāo)架上的兩個棱鏡與標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)架相比較,在橫向和高程上的絕對偏差?！癈hange”為當(dāng)前測量的結(jié)果與上一次測量的結(jié)果的差值。

圖5 標(biāo)架檢核數(shù)據(jù)

3.4 精調(diào)標(biāo)架安放

軌道板精調(diào)開始前,應(yīng)按要求依次將精調(diào)標(biāo)架安放在待調(diào)軌道板上,并保證活動端與承軌槽密貼。

3.5 軌道板精調(diào)作業(yè)實(shí)施

每一測站可精調(diào)兩到三塊軌道板,不應(yīng)大于四塊，但測距不可少于5.00 m。而視線過長,則會導(dǎo)致測量結(jié)果不夠精確。一般情況下,精調(diào)作業(yè)可分以下幾步進(jìn)行。

(1)高程調(diào)節(jié)：將軌道板四角高程調(diào)整至1 mm以內(nèi)。

(2)平面調(diào)節(jié)：將軌道板平面位置(橫向)調(diào)整至1 mm以內(nèi)。

(3)高程與平面同時調(diào)節(jié)：將軌道板高程和平面進(jìn)行個別調(diào)整。

(4)搭接測量：將本塊板與上塊板高程和平面進(jìn)行搭接。

(5)完整測量：對所有I、Ⅱ、ⅡI標(biāo)架的6個棱鏡進(jìn)行完整測量,合格后進(jìn)行擰緊壓緊裝置。

(6)檢查：對所有I、Ⅱ、Ⅲ標(biāo)架的6個棱鏡進(jìn)行重新進(jìn)行完整測量,以確定最終調(diào)板結(jié)果,合格后保存測量成果,反之松開壓緊裝置重新調(diào)整。

3.6 軌道板精調(diào)復(fù)測與精度評價

軌道板精調(diào)完成后,如長時間未進(jìn)行CA砂漿的澆筑,則在澆筑之前應(yīng)對軌道板進(jìn)行復(fù)測。將標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)架放置在之前標(biāo)架安置的位置上,依序測量,檢查軌道板位置精度是否滿足相應(yīng)限差要求。當(dāng)超限時,需重新進(jìn)行精調(diào)。CA砂漿澆筑完成后,應(yīng)挑選數(shù)塊軌道板對其進(jìn)行檢核,避免因變形等因素引起的軌道板變化。

軌道板精調(diào)復(fù)測數(shù)據(jù)可以用圖形的方案顯示出來,直觀的反應(yīng)軌道板調(diào)整質(zhì)量,并可對軌道板的調(diào)整進(jìn)行量化評價,具有現(xiàn)勢性和可追溯性,同時對下一步利用軌檢小車對軌道調(diào)整提供一定的指導(dǎo)作用。

4 結(jié)束語

現(xiàn)階段我國處于高速鐵路客運(yùn)專線建設(shè)的高峰期,為滿足高速鐵路“高速度、高平順性”的要求,施工單位必須投入能夠滿足客運(yùn)專線高精度測量要求的精密儀器設(shè)備,并采用更為科學(xué)、更為高效的施工技術(shù)方案進(jìn)行作業(yè)。隨著先進(jìn)儀器設(shè)備的投入和施工作業(yè)方法的提高,高速鐵路客運(yùn)專線工程測量技術(shù)必將會有更加廣闊的發(fā)展空間。

[1]鐵建設(shè)[2006]158號 客運(yùn)專線鐵路無碴軌道鋪設(shè)條件評估技術(shù)指南[S]

[2]鐵建設(shè)函[2005]754號 客運(yùn)專線無蹅軌道鐵路設(shè)計指南[S]

[3]鐵建設(shè)[2007]47號 新建時速度300～350 km客運(yùn)專線鐵路設(shè)計暫行規(guī)定[S]

[4]鐵建設(shè)[2006]189號 客運(yùn)專線無碴軌道鐵路工程測量暫行規(guī)定[S]