劉宗財

(中鐵隧道集團(tuán)二處有限公司，河北三河 065201)

0 引言

高速鐵路軌道的高平順性，取決于高速鐵路在施工過程中各工序的精密控制，而其軌道板的精調(diào)以及檢測就是控制高速鐵路軌道高平順性的一項關(guān)鍵工序，因此軌道基準(zhǔn)網(wǎng)測設(shè)與軌道板粗鋪完成后，為了保證后續(xù)軌道精調(diào)的順利進(jìn)行，需對粗鋪完成后的無砟軌道板進(jìn)行精調(diào)，并對灌漿后無砟軌道板的空間位置進(jìn)行檢測。

1 CRTSⅡ型無砟軌道板精調(diào)方法

CRTSⅡ型無砟軌道板的精調(diào)方法是:利用軌道基準(zhǔn)點(diǎn)(GRP)為基準(zhǔn)點(diǎn)，使用測量機(jī)器人配合精調(diào)標(biāo)架、精調(diào)基座和精調(diào)爪，對軌道板承軌臺上特定位置的6處檢測點(diǎn)棱鏡進(jìn)行實(shí)時測量與調(diào)整，最終將軌道板精確調(diào)整到設(shè)計位置。

1.1 軌道板精調(diào)標(biāo)架的安放

在已測設(shè)完成并平差處理合格后的軌道基準(zhǔn)點(diǎn)上于3塊軌道板的間隔距離，利用強(qiáng)制對中的三角架安置測量機(jī)器人及后視點(diǎn)棱鏡。測量機(jī)器人采用已知后視點(diǎn)的定向方式進(jìn)行定向，為了保證相鄰軌道板之間的平順過渡搭接，在利用軌道基準(zhǔn)點(diǎn)作為后視點(diǎn)觀測的同時，還需使用前一塊已精調(diào)完成的軌道板上最后一對承軌臺檢測點(diǎn)的最終三維坐標(biāo)參與定向。根據(jù)《高速鐵路工程測量規(guī)范》［1］規(guī)定:定向完成后應(yīng)檢測已調(diào)整的最后一塊軌道板板首承軌臺上棱鏡的三維坐標(biāo)，檢測后的橫、豎向偏差均不應(yīng)大于2mm，縱向偏差不應(yīng)大于10mm。

如圖1所示，用于無砟軌道板精調(diào)的4個精調(diào)標(biāo)架中，使Ⅰ號標(biāo)架位于待調(diào)軌道板沿精調(diào)方向的最后一對承軌臺上，使Ⅱ號標(biāo)架位于待調(diào)軌道板的第5對承軌臺上，使Ⅲ號標(biāo)架位于待調(diào)軌道板沿精調(diào)方向的第1對承軌臺上，使Ⅳ號標(biāo)架位于已精調(diào)完成軌道板沿精調(diào)方向的最后一對承軌臺上用于搭接處理，其6個精調(diào)爪分別位于待調(diào)軌道板的前、中、后對應(yīng)軌道板精調(diào)標(biāo)架位置的左、右兩側(cè)，其中位于待調(diào)軌道板前、后位置上的精調(diào)爪具有上下和左右調(diào)整的功能，而位于待調(diào)軌道板中部的精調(diào)爪只具有上下調(diào)整的功能［2］。

1.2 軌道板精調(diào)的作業(yè)方法

上述準(zhǔn)備工作完成并將測量機(jī)器人取出適應(yīng)周圍溫度后，即可進(jìn)行CRTSⅡ型無砟軌道板精調(diào)作業(yè)，其精調(diào)過程示意圖如圖1所示。

沿軌道板精調(diào)方向，一次架設(shè)測量機(jī)器人只精調(diào)兩塊軌道板，然后繼續(xù)向前搬站，定向后對沿精調(diào)方向接下來的兩塊軌道板進(jìn)行精調(diào)，并考慮相鄰軌道板間搭接。

如圖1所示，第一塊軌道板精調(diào)時，測量機(jī)器人架設(shè)于D點(diǎn)，利用軌道A點(diǎn)處軌道基準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行定向，其中A，D兩點(diǎn)間為3塊軌道板的距離，定向完成后，對軌道板上的Ⅰ號，Ⅱ號標(biāo)架和Ⅲ號標(biāo)架上的棱鏡進(jìn)行三維坐標(biāo)測量，并實(shí)時解算出棱鏡對應(yīng)承軌臺處的空間調(diào)整量，現(xiàn)場工作人員利用對應(yīng)軌道板下方的精調(diào)爪(其中2號，7號棱鏡下方的精調(diào)爪只能上下調(diào)整而其他棱鏡下方的精調(diào)爪則可進(jìn)行前后、左右及上下調(diào)整)，對其進(jìn)行調(diào)整，直到滿足要求為止;

第二塊軌道板精調(diào)時，首先將Ⅳ號標(biāo)架置于第一塊已精調(diào)完成的軌道板上的最后一對承軌臺上，用于板之間的搭接定向，然后對第二塊軌道板上的3處精調(diào)標(biāo)架上的棱鏡進(jìn)行三維坐標(biāo)的測量，并根據(jù)實(shí)時解算的調(diào)整量，對軌道板進(jìn)行調(diào)整，直到滿足要求為止;

第三塊軌道板精調(diào)時，定向點(diǎn)位于C點(diǎn)，則測量機(jī)器人搬至F點(diǎn)，保持間隔3塊軌道板的距離，同時要利用上一塊已經(jīng)精調(diào)完成的實(shí)測坐標(biāo)進(jìn)行搭接定向，精調(diào)方法同上;

至此，后續(xù)軌道板精調(diào)都按上述方法進(jìn)行。

2 CRTSⅡ型無砟軌道板灌漿后檢測方法

CRTSⅡ型無砟軌道板灌漿后檢測的方法為:

采用線路兩側(cè)的軌道控制網(wǎng)(CPⅢ網(wǎng))為檢測基準(zhǔn)，使用測量機(jī)器人進(jìn)行自由設(shè)站，配合精調(diào)標(biāo)架測量灌漿完成后的軌道板左右承軌臺檢測點(diǎn)處棱鏡的三維坐標(biāo)。在軌道板灌漿后對軌道板內(nèi)部及其相鄰的幾何狀態(tài)進(jìn)行檢測，不僅可以發(fā)現(xiàn)軌道板接縫處平面和高程上的誤差情況以及板內(nèi)各檢測點(diǎn)三維坐標(biāo)的最終偏差，還可以借以發(fā)現(xiàn)并避免軌道板精調(diào)和瀝青砂漿澆筑作業(yè)引起的周期性誤差。

2.1 軌道板灌漿后檢測的準(zhǔn)備工作

軌道板灌漿后檢測時只觀測固定端的單棱鏡且最好采用標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)架進(jìn)行軌道板灌漿后的檢測;灌漿后檢測的每一獨(dú)立測段一般要求大于300m，為保證灌漿后檢測的測量精度，即一個測站最多可檢測6塊軌道板。

自由設(shè)站時測量機(jī)器人觀測的CPⅢ點(diǎn)至少為4對，儀器宜設(shè)在軌道中線附近，位于所觀測的CPⅢ點(diǎn)的中間。更換測站后，相鄰測站重疊觀測的CPⅢ點(diǎn)不應(yīng)少于2對。下一測站設(shè)站時，應(yīng)將上一站最后一對承軌臺檢測點(diǎn)上的棱鏡三維坐標(biāo)作為控制點(diǎn)進(jìn)行本測站的設(shè)站，以保證測站間的搭接精度。軌道板檢測時，自由設(shè)站點(diǎn)的精度應(yīng)滿足表1的規(guī)定［1］。

表1 軌道板檢測時自由設(shè)站點(diǎn)精度要求

在完成自由設(shè)站后，CPⅢ控制點(diǎn)的坐標(biāo)不符值限差要求應(yīng)符合表2的規(guī)定［1］。

表2 CPⅢ控制點(diǎn)坐標(biāo)不符值限差要求 mm

每塊軌道板檢測頭、中、尾3處，共6處檢測點(diǎn)位置，分別為1號，3號，13號，15號，28號和30號承軌臺，如圖2所示。

2.2 軌道板灌漿后檢測的作業(yè)方法

軌道板灌漿后檢測采用單向后退的測量模式進(jìn)行，測量方向為自小里程向大里程，儀器架設(shè)在大里程位置。具體檢測步驟如下［4-7］:

1)利用3對～4對軌道控制點(diǎn)(即CPⅢ點(diǎn))來進(jìn)行邊角交會設(shè)站;

2)使精調(diào)標(biāo)架棱鏡端緊靠在測量機(jī)器人測量方向的左側(cè)承軌臺，并依次測量本站內(nèi)所有板的1號，2號和3號測點(diǎn)的三維坐標(biāo)(如果有搭接，需測量上一站的最后一塊軌道板上的1號，2號和3號測點(diǎn));

3)左側(cè)測量到本站最遠(yuǎn)一塊軌道板后，精調(diào)標(biāo)架掉頭;

4)精調(diào)標(biāo)架棱鏡端緊靠在測量機(jī)器人測量方向的右側(cè)承軌臺，并依次測量本站內(nèi)所有板的4號，5號和6號測點(diǎn)的三維坐標(biāo)(同樣，如果有搭接，需首先測量上一站的最后一塊軌道板上的4號，5號和6號測點(diǎn));

5)本站測量結(jié)束。

各檢測點(diǎn)的測量順序構(gòu)成一“U”形圖，且“U”口朝向測量機(jī)器人，如圖3所示。

3 結(jié)語

CRTSⅡ型無砟軌道板精調(diào)過程是一個漸進(jìn)的調(diào)整過程，需實(shí)時調(diào)整軌道板上6處檢測點(diǎn)的空間位置，最終使其絕對及相對位置精度滿足規(guī)范要求;在CRTSⅡ型無砟軌道板灌漿后檢測中，若檢測出絕對或者相對位置精度不滿足規(guī)范要求的軌道板，需對其重新精調(diào)并灌漿，最終使灌漿后軌道板的空間位置精度達(dá)到規(guī)范要求;可見軌道板空間位置的精確調(diào)整，是保證高速鐵路軌道高平順性的一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

本文介紹的CRTSⅡ型無砟軌道板精調(diào)以及灌漿后檢測方法簡單、易于操作，這一方法是對我國現(xiàn)有CRTSⅡ型無砟軌道板精調(diào)及灌漿后檢測工藝的進(jìn)一步總結(jié)與完善，具有非常重要的參考價值。

［1］TB 10601-2009，高速鐵路工程測量規(guī)范［S］.

［2］姚大剛.高速鐵路無砟軌道板精調(diào)器的應(yīng)用［J］.鐵道建筑，2011(10):115-119.

［3］張宇寧.淺述鐵路無砟軌道［J］.山西建筑，2011，37(25):146-147.

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