宁杭客运专线CRTSⅡ型无砟轨道板精调测量技术研究及应用.doc

1、1宁杭客运专线 CRTS型无砟轨道板精调测量技术研究及应用摘要：宁杭客运专线设计铺设 CRTS型板式无砟轨道，轨道板精调测量系统 SPPS 是针对高速铁路 CRTS型轨道板安装施工而专门研制的精确测量定位系统。本文对精调测量系统 SPPS 的应用与创新进行了简要陈述，为 CRTS型板式无砟轨道施工质量提供测量控制技术保障。 关键词： CRTS型；无砟轨道板；精调测量系统(SPPS)；测量精度 中图分类号：U213.2 文献标识码：A 文章编号： 1 工程概述 宁杭铁路客运专线衔接京沪高速铁路、沪汉蓉快速通道、杭长客运专线等，与沪宁城际铁路、沪杭甬客运专线等构成长三角快速城际铁路网，是我国高速铁

2、路客运网的重要组成部分。起讫里程DK1+852.41DK250+097.27，正线全长 249km（双线） ，线间距 5m，设计速度 350km/h，全部采用 CRTS型板式无砟轨道铺设。 2 CRTS 型板式无砟轨道简介 CRTS型板式无砟轨道利用成型的组合材料代替道碴，将轮轨力分布并传递到路基基础上，具有“少维修”特点。 板式无砟轨道主要由基础防冻层、支承层/底座板、防排水系统、轨2道板、轨道扣件系统、轨道以及其他附属设施构成。 轨道板替代普通铁路的道碴和轨枕，通过扣件系统直接安放钢轨，轨道板铺设精度直接影响轨道的平顺性，为满足高速列车运行要求，在安装轨道板时必须精确定位，安装定位的最终值

3、与设计理论值的偏差必须控制在亚毫米级精度范围内。 3 精调测量系统 SPPS 概述 轨道板精调测量系统简称 SPPS (Slab Precise Position System)，是针对高速铁路 CRTS型无砟轨道板铺设施工而专门研制的测量定位系统。 该系统可精确测量轨道板铺设与设计偏差，并将调整量发送至对应的显示器上，指导工人将轨道板调整至设计位置。 精调测量系统 SPPS 是 CRTS型无砟轨道板施工所必需的关键测量控制技术，也是保证高速铁路 CRTS型板式无砟轨道高平顺性的必备手段。4 精调测量系统 SPPS 的组成 4.1 系统组成 精调测量系统 SPPS 由测量机器人（图 1） 、测

4、量标架（图 2） 、强制对中三脚架、控制计算中心、无线信息显示器等共同组成。 3图 1 测量机器人 图 2 测量标架 4.2 测量机器人的构成 测量机器人由全自动全站仪、数传电台组成。 全自动全站仪：全站仪测角精度1 秒、测距精度1mm+2ppm，全站仪由伺服马达驱动，具有自动搜索、瞄准、跟踪目标等功能。 数传电台：内置锂电池、通讯电台和协议转换模块等器件，能外接气象传感器。 气象传感器：测量环境温度、湿度和气压。 4.3 测量标架及安置 测量标架采用合金硬铝制作，由横梁、门字框、触及端、定位球棱镜（两个）等组成。 4 每套轨道板精密调整系统共设四套标架，其中三套标架用于轨道板定位精调作业，另

5、一套为标准标架，安置在已调标准轨道板上进行检核校准其他三套标架。 球棱镜：球棱镜各向异性互差满足0.3mm，球棱镜加常数互差0.2mm。在标架安放位置上不论怎样放置和旋转，测量中心位置始终保持不变。 轨道板上共有左右 10 对承轨槽，每个承轨槽的轨顶中心共有 20个支点；每块轨道板上共有 30 个轨座支点，见图 3。 图 3 测量标架 测量标架 I 安置在第 28、30 承轨槽上，标架安置在第 13、15承轨槽上，标架安置在第 1、3 承轨槽上，标架（两棱镜相距1300mm）安置在精调合格的轨道板最后一对承轨槽上，为待调板测量定向和控制轨道板空间位置平顺搭接。 全站仪面向测量标架，标架固定端放

6、在左侧，活动端放在右侧。将每付标架固定端的两个触及端触及到左边承轨槽的打磨斜面上，活动端放在右边承轨槽的打磨斜面上。 55 精调测量系统 SPPS 流程及技术要求 5.1 精调测量系统 SPPS 流程 在基准点（GRP）上通过强制对中三脚架分别架设全站仪和后视棱镜； 全站仪后视 GRP 点上的棱镜为已经精调完毕的轨道板上的标架上的两个棱镜进行定向； 系统自动测量三副标架上的六个棱镜； 系统自动计算对应测量棱镜处、调整工位的调整量，发送该数据至相应无线数据显示器上； 根据调整量用精调二维螺栓对轨道板进行调整； 系统自动重测各标架上的棱镜，获取精调成果的残差； 将灌注后的轨道板复测成果导入精调成果

7、评估软件，评估精调结果和进行模拟调整，决定是否揭板重调或者更换扣件垫板。 5.2 精调测量技术要求 5.2.1 轨道板粗铺控制指标 首先在底座板/支撑层上分别放样出轨道板的铺设边线，粗铺时的位置偏差纵向10mm，横向调节装置横向调程的 1/2。 5.2.2 轨道板精调及扣压复测技术要求 全站仪距待调轨道板的距离在 6.519.5m。定向点架设在第一块轨道板尾端基准点上，全站仪架设在待调的第三块轨道板首端基准点上，单点定向完成，进行待调板的精调作业，依次测量待调板承轨槽上、号标架的 6 个球棱镜的三维坐标，根据实测值对应里程的设6计值较差，对轨道板进行横向和竖向调整。 更换测站后，依据基准点，检

8、测已调整合格的轨道板上的标架，检测的横向和竖向偏差均2mm，纵向偏差10mm，方可进行搭接建站。轨道板精调后的限差应满足表 1 要求： 表 1 轨道板精调后的允许偏差表 项目 允许偏差（mm） 支点实测与设计值 横向0.5 竖向0.5 轨道板竖向弯曲 0.5 相邻板接缝承轨台顶面 相对高差0.3 平面位置0.3 5.2.3 轨道板精调后检测控制指标 轨道板精调及扣压复测合格后进行灌浆作业，灌注后采用 CP进行验收测量时，须满足表 2 要求后方可进行验收。 表 2 轨道板灌注后验收测量允许偏差 检查项目 允许偏差（mm） 高程 2 中线 2 相邻板接缝承轨台顶面 相对高差 0.6 平面位置 0.

9、6 注：其中相邻轨道板接缝处承轨台顶面相对高差、平面位置两项指标不能出现连续 3 块板以上的同向搭接偏差。 76 精调测量作业 6.1 准备工作 根据轨道板精调技术方案，准备仪器设备、数据解算软件及精调系统，布板软件计算、仪器设备及精调系统检测及设置。 6.2 精调作业 6.2.1 全站仪定向 设定轨道板精调相关信息，输入观测者、天气、温度、日期等信息，全站仪定向。全站仪的定向在利用基准点定向后，必须利用前一块已精调好的轨道板上的最后一对支点联合定向，消除搭接误差。第一块板定向不考虑标架联合定向。 6.2.2 倾斜传感器检校 为了使倾斜传感器正确的表示棱镜间的高差，在每天精调工作开始时以及与全

10、站仪测量之间出现较大误差时，进行倾斜传感器数值修正。 修正方法：采用全站仪测量带倾斜传感器的标架上的两个棱镜高差，和倾斜传感器的输出值进行比较，得出修正值进行修正。 6.2.3 轨道板头尾的精调步骤 测量标架上的 1、8 号棱镜，根据测量数据将轨道板头端在精调爪上调到其应在的位置。一般先调高度再调平面位置，且在调整时，轨道板两侧的精调爪应同时进行。 测量标架上的 3、6 号棱镜，根据测量数据将轨道板尾端在精调爪上调到其应在的位置。 测量轨道板四角。对标架、的 1、3、6、8 号 4 个棱镜按顺8序依次进行测量，根据测量数据对超出允许范围的误差进行复测。由于在调整轨道板角点之前，标架精调爪是悬空

11、的，因此调整 4 个角点满足精调要求后，下一步就是消除轨道板中间的弯曲。 6.2.4 消除轨道板中间的弯曲 测量标架上的 2、7 号棱镜，根据测量数据将标架精调爪调到相应位置。注意轨道板两侧的精调爪也应同时进行。 消除了轨道板的弯曲后，对轨道板位置和高度进行整体测量。 6.2.5 整体测量 在所有棱镜单独调整满足要求后，必须进行整体测量来确定每个棱镜的偏差，从而确认轨道板的整体空间位置是否均满足定位要求。在整体测量时所有棱镜通过全站仪测量。整体测量出现超标时，可重调测单个棱镜或重调测整体测量，当有多处被调整时，重复进行整体测量，直至满足轨道板的定位限差要求。 7 轨道板灌注后的检测 轨道板灌注

12、后进行检测，1 个测站最多可测连续的 6 块轨道板，在外界条件甚佳或隧道内作业情况下，也可连测 8 块。每次换站时，必须重叠测量 1 块板。同轨道板精调时一样，全站仪测站沿着预先选定的待检测作业方向运动。 轨道板灌注后检测流程： 全站仪架设、调平，同时进行气象改正。 利用全站仪上自带的“自由设站”程序，根据全站仪前面 4 个和后面 4 个 CP网点进行自由设站，全站仪自由设站的精度要求与轨道基9准点测量时一致。 测量标架从仪器的左边开始顺时针测量一周回到仪器边，测量精调时调整过的 3 个承轨台，测量的板数为 68 块板，该站测量完成，然后继续向前进行下一站测量，每站要搭接上一站 1 块板。 全

13、站仪“自由设站”后，利用上一测站最后一块轨道板最后一个承轨台上的 2 个点（左和右检测点）进行再次定向，并进行高程检测。消除由于换站所引起的高程和平面搭接折线。 轨道板精调后的检测完成后，将全站仪测量得到的检测点坐标数据整理为 DPU 格式的数据文件。 将 DPU 数据文件读入施工布板软件，利用软件，定义一个断面用来确定测量点的位置，然后计算每个检测点的横向和高程偏差数据。同时通过施工布板软件得到图表形式的检测结果。 8 轨道板精调要点及应用创新 灌板前必须进行两次平顺性精调检测，第一次检测完成后重新安放标架后再次检测，保存第二次的检测结果。对偏差不满足要求的轨道板进行微调，微调后重新进行检测

14、。 精调过程中防止出现连续 3 块板同向偏差，避免换站时搭接建站超限。 对精调时间超过 12 小时灌注的轨道板必须重新精调后检测。 扣压锁紧装置应在砂浆稳定成型后再拆除精调爪，然后进行灌注后的检测。 精调及验收测量过程中注意周围不能有大的荷载影响，尤其注意10不能出现大型吊车处于梁体中部的情况，粗铺时应注意完成整体梁跨之间的铺设，静载稳定后再开始精调作业。 9 结束语 宁杭客运专线 CRTS型板式无砟轨道铺设，采用精调测量系统 SPPS精确测量定位，为无砟轨道施工质量提供可靠技术保障。并为类似工程精确测量积累借鉴经验。 参考文献 高速铁路工程测量规范 （TB10601-2009） ； 高速铁路无砟轨道工程施工精调作业指南 （铁建设函2009674 号） 国家一、二等水准测量规范 （GB12897-2006） ； 关于进一步规范铁路工程测量控制网管理工作的通知 （铁建设200920 号） ； 关于进一步加强客运专线建设质量管理的指导意见 （铁建设2008246 号） ； 高速铁路轨道工程施工质量验收标准 （铁建设2010240 号）