CRTSⅡ型無砟軌道板精調設站和搭接方式創(chuàng)新技術

郝文洲

( 中鐵十五局集團公司 經(jīng)濟管理部，河南 洛陽 471013)

在高速鐵路工程中，為保證軌道的高平順性，軌道板的鋪設要求異常嚴格，必須進行精密調試，單獨調整一塊軌道板，可以保證板的絕對位置，但由于設站誤差存在，板與板之間可能出現(xiàn)微量錯動。為了提高線路平順性，連續(xù)精調的軌道板，就需要進行搭接測量，以確保線路平順。無砟軌道精調是軌道精度控制的關鍵環(huán)節(jié)，無砟軌道精調質量決定高速列車運行的安全性、平順性、舒適性。軌道精調是根據(jù)軌道測量數(shù)據(jù)對軌道進行的精確調整，使軌道精度達到規(guī)范標準，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測中線、高程與設計理論值的偏差，偏差越小，精度越高。相對精度是指軌道各項幾何尺寸( 軌距、水平、高低、軌向) 的偏差和變化率［2］。軌道平順性不僅應包括高低、軌向的長波、短波偏差，還應包含軌距、水平、軌向、高低變化率等［3］。

1 CRTSⅡ型無砟軌道板精調設站和搭接方式

如圖1 所示，上一塊軌道板調整到位后，利用強制對中三腳架分別將儀器架設于GRP1 點，后視棱鏡架設于GRP2 點。

圖1 CRTSⅡ型無砟軌道板精調設站和搭接方式

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

儀器設站成功后，依次測量欲調整的軌道板的板首、板中和板尾承軌臺上3 個測量標架的6 個棱鏡，對這塊軌道板進行精調。

上述常用的CRTSⅡ型無砟軌道板精調設站和搭接方式的缺陷主要有:①儀器和后視棱鏡必須架設在GRP 點上，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)強制對中三角架傳遞，增大了設站誤差;③重點關注相對精度，搭接誤差會逐板傳遞，出現(xiàn)“沉板”和“浮板”現(xiàn)象;④搭接和精調時用不同的標架，一是兩種標架的放置位置不重合，增大了位置變動引起的誤差;二是兩個標架的制造誤差都影響定向和搭接精度。

2 設站和搭接方式創(chuàng)新

圖2 精調首塊軌道板

2．1 設站方式

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

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

2．2 精調首塊軌道板

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

2．3 軌道搭接方式

軌道板生產(chǎn)時，每塊軌道板上都有一個測量點。測量點是預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) 調整到位后，需要進行完整測量，以保存精調數(shù)據(jù)。進行完整測量時，如圖3 所示，在這塊軌道板的測量點上放置一個球形棱鏡，并同時測量和保存數(shù)據(jù)。如圖2 所示，1、8 號棱鏡和測量點1 的測量數(shù)據(jù)，將作為下一塊板調整時的搭接測量數(shù)據(jù)。

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

通過這種方式設站和搭接，既保證了設站位置和定向點的絕對精度，又顧及了不同設站位置之間的相對精度，消除軌道對接處的微量錯動，實現(xiàn)了軌道的平順、無縫搭接。同時，由于軌道板上的測量點是強制對中的，并且可以長期保存，即便是在不同時期進行軌道精調，也能保證軌道的平順搭接。對測量點所測得的坐標，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。

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

圖3 軌道板完整測量數(shù)據(jù)結構

3 結語

新的設站和搭接方式使測量設站更加靈活機動，操作方便，既保證了設站位置和定向點的絕對精度，又顧及了不同設站位置之間的相對精度，消除軌道對接處的微量錯動，實現(xiàn)了軌道的平順、無縫搭接。其優(yōu)點為:自由設站，靈活機動，操作方便;儀器和搭接點的坐標是直接觀測量，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，劉彬．武廣鐵路客運專線無砟軌道精調關鍵技術［J］． 鐵道建筑，2010(1) :1-6．

［2］中華人民共和國鐵道部．鐵建設［2007］85 號 客運專線無砟軌道鐵路工程施工質量驗收暫行標準［S］．北京:人民鐵道出版社，2007．

［3］方筠，張俊生．鄭西客運專線無砟軌道鋪設施工測量技術［J］．石家莊鐵道大學學報:自然科學版，2010，23(1) :88-102．