城際鐵路CRS I型軌道板及GR測量精調(diào)技術(shù)

城際鐵路CRTSI型軌道板及GRP測量精調(diào)技術(shù)摘要：xx城際鐵路今年5月1日世博會開幕的時候已經(jīng)正式通車，是長三角地區(qū)首批開工建設(shè)的時速350公里高速鐵路之一，在高平順、高穩(wěn)定技術(shù)，牽引供電技術(shù)等方面進行了多項技術(shù)創(chuàng)新。著高速鐵路建設(shè)的增加，高速鐵路施工設(shè)計與施工技術(shù)都得以飛速發(fā)展，在結(jié)合國內(nèi)建設(shè)需要借鑒國外相關(guān)經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，進行了許多創(chuàng)新與改良。使得高速鐵路的建設(shè)在提高施工精度的同時也提高了施工效率。GRP點在CRTSI型板應(yīng)用就是結(jié)合CRTSI型板與CRTSII型板各自優(yōu)勢的基礎(chǔ)上，提出的改良施工方案。這一測量方法不但保證了施工測量中的精度，還提高了施工進度。因此GRP點的測設(shè)直接影響軌道板鋪設(shè)后的精度和質(zhì)量。本文詳細介紹在xx城際線上工程CRTSI型軌道板測量精調(diào)技術(shù)。關(guān)鍵詞：xx城際，GRP，CRTSI、CRTSII型軌道，精調(diào)技術(shù)一、概述軌道板的精調(diào)主要是保證軌道板承軌臺位置的高度及方位，通過調(diào)整軌道板的高度及平面狀態(tài)，可以將各螺栓孔位置精確安置。從而保證的軌道扣件安放精度。減少扣件安放后軌道的調(diào)整量。也通過與扣件的逐級控制提高了軌道的可調(diào)性，和施工過程中各個步驟的可行性。xx城際鐵路軌道板精調(diào)結(jié)合CRTSI型板與CRTSII型板各自優(yōu)勢的基礎(chǔ)上，提出了用精調(diào)標架和GRP點的測量方法。全站儀在兩個GRP上做已知點建站，測量放置在CRTSⅠ型板上螺栓孔精調(diào)標架上的棱鏡后，可以測量出該棱鏡所處位置的實測三維坐標，根據(jù)坐標可以確定它在線路中的里程，經(jīng)過軟件的里程推算，得出該處的理論三維坐標，軟件計算實測和理論坐標的偏差，將偏差值顯示在顯示器上，根據(jù)偏差對CRTSⅠ型板進行調(diào)整。為保證測量精度，左右線應(yīng)分開進行調(diào)整。這一測量方法不但保證了施工測量中的精度，提高了施工進度，同時也保留了現(xiàn)場測量成果，為后處理數(shù)據(jù)檢查、分析與報表生成提供了有效的依據(jù)。二、儀器設(shè)備1．平面測量儀器設(shè)備GRP平面測量采用智能型全站儀，配合CPⅢ精密棱鏡和GRP精密基座進行，每個測量組配置一臺全站儀，其精度要求如表1、表2所示。2．高程測量儀器設(shè)備GRP高程測量應(yīng)采用電子水準儀與配套因瓦尺進行。對于GRP處的測量，應(yīng)采用專用底部對中配件，其長度在出廠時應(yīng)精確測定。高程測量每個測量組需配置的設(shè)備如表3、表4所示。（1）全站儀全站儀是數(shù)據(jù)測量的主要實施者，為了確保CRTSI型板的安裝精度，要求全站儀達到以下精度：測角精度1″；測距精度1mm+2ppm。帶有自動照準，自動跟蹤功能。（2）棱鏡棱鏡加工精度0.2mm，棱鏡常數(shù)17.5mm。（3）精調(diào)標架精調(diào)標架是本系統(tǒng)重要的組成部分。精調(diào)標架加工精度為0.2mm，傾斜傳感器精度為0.2mm。標架總共4付。如下表：（4）工控機（5）精調(diào)軟件三、軌道板安置利用提前放樣的框線安置軌道板，將板安置在兩個凸臺之間，并將軌道板放置在用于軌道板調(diào)整的墊木（厚度4cm）上。為了能使今后的精調(diào)工作得以順利進行，在軌道板安置時應(yīng)盡量相對準確地擺放軌道板和安置調(diào)整件。因為調(diào)整件螺栓的移動距離一般很有限，為了避免應(yīng)調(diào)整量超出調(diào)整件調(diào)整范圍，放置前應(yīng)將其調(diào)到中間位置。四、GRP的布設(shè)（1）GRP設(shè)計坐標計算GRP埋設(shè)之前，首先需要利用相應(yīng)鐵路線路的設(shè)計參數(shù)和GRP的設(shè)計里程，計算直線段、圓曲線段和緩和曲線段上將要埋設(shè)的GRP的設(shè)計坐標，計算時要考慮圓曲線段和緩和曲線段超高對GRP設(shè)計位置的影響，以保證后續(xù)GRP放樣和測量工作的順利開展。GRP設(shè)計坐標的計算應(yīng)編制專用的軟件進行。（2）GRP放樣GRP應(yīng)采用全站儀自由設(shè)站坐標法放樣的方式進行，自由設(shè)站觀測的CPⅢ控制點不得少于3對。更換測站后，相鄰測站GRP測量重復(fù)觀測的CPⅢ控制點不得少于1對。GRP放樣時，自由設(shè)站點的精度應(yīng)滿足下表的要求。GRP的放樣理論上可以不考慮自由設(shè)站點H方向高程的精度，但為了下一步檢核CPⅢ控制點坐標的不符值，應(yīng)該保留此精度指標。自由設(shè)站測量完成和精度滿足要求后，CPⅢ控制點的坐標不符值應(yīng)滿足下表的要求。若CPⅢ控制點坐標不符值不滿足上表的要求，在保證CPⅢ控制點數(shù)量不少于2對的情況下，應(yīng)將超限點剔除后再重新進行自由設(shè)站。在自由設(shè)站精度和CPⅢ精度滿足要求的前提下，利用全站儀和GRP的設(shè)計坐標對本測站的10至14個GRP進行坐標放樣。放樣距離應(yīng)根據(jù)天氣情況確定，陰天無風時距離也不宜過大；高溫、雨霧或晴天應(yīng)適當控制測量距離。（3）GRP埋設(shè)在GRP放樣后，應(yīng)按要求對GRP進行埋設(shè)，考慮到軌道板精調(diào)的需要，xx城際鐵路GRP應(yīng)設(shè)于凸型擋臺中心，按每5m（CRTSI型軌道板的長度）布設(shè)一個，左、右線分別布設(shè)，埋設(shè)位置偏離放樣點位置不應(yīng)大于1cm。標志的埋設(shè)分以下兩種情況：1.對于底座板施工完成后隨即進行凸型擋臺的情況（如直線段），可在GRP放樣點的位置上鉆孔，預(yù)埋如圖所示的GRP基標釘，并用粘合劑錨固。2.對于軌道板精調(diào)后施工凸型擋臺的情況（如曲線段），應(yīng)在底座板施工時在放樣點位置上預(yù)埋如下圖所示的鋼棒型GRP標志點，其鋼棒直徑為25mm～30mm之間。鋼棒埋設(shè)是必須保持豎直方向，而非垂直于底座板。五、GRP的編號GRP的編號分左右線分別進行，沿線路里程增加方向編號，統(tǒng)一為七位。具體規(guī)則為：L（左線）/R（右線）+×××（里程整公里數(shù)）+×××（該公里段GRP序號）。六、GRP的測量GRP三維坐標的測量，應(yīng)采用平面坐標和高程分開施測的方法進行。相鄰GRP之間的相對精度應(yīng)滿足0.2mm平面和高程0.1mm的要求。1．GRP的平面坐標測量GRP的平面坐標測量應(yīng)采用標稱測距精度≤（1mm+2ppm）和標稱方向測量精度≤1″的智能型全站儀進行。全站儀任意設(shè)站，通過與線路兩側(cè)4對CPⅢ控制點的聯(lián)測，最終達到確定GRP坐標的目的。（1）平面測量標志CPⅢ控制點平面測量標志與《xx城際鐵路CPⅢ控制測量技術(shù)方案》一致；GRP平面測量則采用如圖所示的帶有強制對中功能的精密基座與相應(yīng)的精密棱鏡。在進行GRP平面位置測量時，為保證相鄰GRP間測量的相對精度，原則上一個測站只用一個精密基座進行，并在測量前需對所使用的精密基座的氣泡進行校正；若兩個同型號精密基座的可重復(fù)性和互換性精度能達到≤0.1mm，則可用兩個精密基座同時進行測量，以提高GRP的測量效率，但同一測站同一基座每次測量點位需要固定，盡量避免不同基座間的系統(tǒng)誤差影響。（2）平面測量方法法GRP平面測量量外業(yè)觀測測應(yīng)滿足下下列要求：：1）全站儀設(shè)站點點應(yīng)盡量靠靠近GRP的連線方方向。2）左、右線GRRP的測量，應(yīng)應(yīng)分別設(shè)站站觀測。3）同一測站觀測測的CPⅢ控制點不不應(yīng)少于4對，觀測測的GRP宜為10～14個（可視視天氣情況況作相應(yīng)調(diào)調(diào)整），其其中包括與與上一個測測站搭接的的五個GRP。4）在進行正式測測量前，應(yīng)應(yīng)通過本測測站的4對CPⅢ控制點進進行自由設(shè)設(shè)站，其精度應(yīng)應(yīng)滿足下表表的要求。自由設(shè)站測量完完成和精度度滿足要求求后，CPⅢ控制點的的坐標不符符值應(yīng)滿足足下表的要要求。若CPⅢ控制點坐標不符符值不滿足足上表的要要求，在保保證CPⅢ控制點數(shù)數(shù)量不少于于3對的情況況下，應(yīng)將將超限點剔剔除后再重重新進行自自由設(shè)站。在自由設(shè)站精度度和CPⅢ精度滿足足要求后，方方可繼續(xù)進進行GRP平面測量量工作。5）同一測站的CCPⅢ控制點和GRP測量，應(yīng)應(yīng)采用全站站儀正鏡位位進行多個個半測回的的觀測，CPⅢ控制點應(yīng)應(yīng)采用相應(yīng)應(yīng)控制軟件件進行自動動觀測，GRP采用一個個或兩個精精密基座依依次挪動進進行人工觀觀測。具體體觀測順序序為：先觀觀測所有CPⅢ點，再由由遠及近觀觀測所有GRP。GRP的觀測不不應(yīng)少于3個測回，CPⅢ點的觀測測不應(yīng)少于于4個測回。測測回間的坐坐標較差應(yīng)應(yīng)滿足下表表的要求。6）同一測站每個個測回GRP觀測都應(yīng)應(yīng)由遠及近近依次進行行觀測。7）每一測站重復(fù)復(fù)觀測上一一測站的CPⅢ控制點不不應(yīng)少于2對，重復(fù)復(fù)觀測上一一測站觀測測的GRP不應(yīng)少于5個。以左線測量為例例，GRP平面測量量的方法示示意如圖所所示，右線線測量與左左線類似。（3）平面數(shù)據(jù)處理理方法GRP平面測量量的數(shù)據(jù)處處理，應(yīng)采采取約束聯(lián)聯(lián)測的CPⅢ點坐標和和本測站搭搭接的第一一個GRP合格坐標標的方法進進行平差計計算。在同一測站，分分別對四測測回的CPⅢ控制點和和三測回的的各GRP的坐標測測量值求平平均值，計計算單測回回的坐標值值與其均值值的差值，其X、Y方向的限差為0.4mm。采用本站聯(lián)測的的CPⅢ控制點和和各GRP坐標的均均值作為觀觀測值，利利用本站聯(lián)聯(lián)測的CPⅢ控制點的的已知坐標標和本測站站搭接的第第一個GRP合格坐標標作為起始始值，采用用平差的方方法求解CPⅢ控制點兩兩套坐標（線線路獨立坐坐標系和測測站站心坐坐標系）的的轉(zhuǎn)換參數(shù)數(shù)，再根據(jù)據(jù)得到的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換參數(shù)對對各GRP的坐標均均值進行轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換。利用平差后得到到的轉(zhuǎn)換參參數(shù)，對各各CPⅢ點的坐標標均值進行行坐標轉(zhuǎn)換換，若轉(zhuǎn)換換后CPⅢ點的坐標標與原CPⅢ坐標的差差值在2mm以內(nèi)，則則所求的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換參數(shù)合合格，否則則應(yīng)重新測測量和重新新平差計算算求解轉(zhuǎn)換換參數(shù)。坐坐標轉(zhuǎn)換后后，本站剩剩余兩個重重復(fù)GRP與上一站站測量的GRP的X、Y方向坐標標較差均應(yīng)應(yīng)小于0.4mmm。站間重復(fù)觀測的的GRP可采用取取均值的方方法進行平平順處理，確確保重疊區(qū)區(qū)內(nèi)GRP平面位置置允許偏差差為：橫向向不應(yīng)大于于0.3mmm，縱向不不應(yīng)大于0.4mmm。2．GRP的高程測測量GRP的高程測測量原則上上應(yīng)該在軌軌道板初鋪鋪之后進行行，以避免免二期荷載載對GRP的高程造造成影響。為保證GRP高高程測量的的精度，GRP高程測量量應(yīng)采用高高精度電子子水準儀和和一把配套套條碼水準準尺施測，施施測時采用用附合水準準路線和中中視法支水水準測量路路線相結(jié)合合的方法進進行。（1）高程測量標志志GRP的高程測測量標志采采用條碼水水準尺配合合底部對中中配件進行行，如圖所所示；底部部對中配件件出廠時應(yīng)應(yīng)精確測量量其長度并并對測量數(shù)數(shù)據(jù)加以修修正。（2）高程測量方法法GRP高程測量量外業(yè)觀測測應(yīng)滿足下下列要求：：1）水準儀設(shè)站點點應(yīng)盡量位位于相鄰兩兩個CPⅢ控制點之之間，每一一測站要求求如下表所所示。2）左右線GRPP高程應(yīng)分分別測量。3）每300m左右應(yīng)應(yīng)與線路同同側(cè)穩(wěn)定的的CPⅢ控制點閉閉合一次；；同一測段段應(yīng)進行往往返測4）同一測段內(nèi)左左線（或右右線）其余余CPⅢ控制點均均作為轉(zhuǎn)點點，用于對對高程測量量成果進行行檢核，測測段內(nèi)所有有GRP均作為中中視點。5）同一測段不需需重復(fù)測量量GRP。6）不同測段間重重復(fù)觀測的的GRP不應(yīng)少于3個。以左線往測為例例，GRP高程測量量的方法示示意如圖所所示，左線線返測與右右線測量均均與此類似似。（3）高程數(shù)據(jù)處理理方法GRP高程數(shù)據(jù)據(jù)處理往、返返測應(yīng)分別別進行。往測水準路線閉閉合差滿足足要求后，先先對作為轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)點的CPⅢ控制點進進行平差計計算，得到到各轉(zhuǎn)點處處CPⅢ控制點的的高程，再再據(jù)此計算算各中視GRP的往測高高程。返測水準路線閉閉合差滿足足要求后，也也是先對作作為轉(zhuǎn)點的的CPⅢ控制點進進行平差計計算，得到到各轉(zhuǎn)點處處CPⅢ控制點的的高程，再再據(jù)此計算算各中視GRP的返測高高程。最后取所有GRRP的往返測測高程的均均值作為本本測站GRP的采用高高程。各GRP往返測高高程值與其其平均值間間較差不應(yīng)應(yīng)大于0.33mm；重疊區(qū)區(qū)內(nèi)GRP高程較差差不應(yīng)大于于0.3mmm。七、GRP的維維護GRP作為軌道道板精調(diào)的的基準點，其其穩(wěn)定性將將直接影響響軌道板精精調(diào)的精度度和質(zhì)量，因因此對GRP要嚴加保保護，確保保其穩(wěn)定性性。在安裝裝軌道板的的時候要注注意不要對對GRP進行碰撞撞，以及GRP所使用的的銷釘應(yīng)嚴嚴格保護，盡盡量避免其其磨損，以以免造成由由于銷釘磨磨損造成軌軌道板或軌軌道精調(diào)時時測量的誤誤差。八、軌道板精調(diào)調(diào)（一）技術(shù)指標標（二）建站將全站儀用強制制對中三腳腳架架設(shè)在在GRP點上，全站站儀架設(shè)在在軌道板精精調(diào)前進方方向上，在在架設(shè)時需需保證三角角架架設(shè)牢牢靠，儀器器無晃動；；架設(shè)后視視棱鏡，將將棱鏡架設(shè)設(shè)在待鋪軌軌道板沿軌軌道板精調(diào)調(diào)前進方向向下一個GRP點上,棱鏡必須須精確對準準全站儀。在在架設(shè)儀器器時應(yīng)盡量量避免三腳腳架的頂尖尖與基準器器摩擦，避避免三腳架架磨損造成成精度降低低。架設(shè)好好儀器后，選選擇站點點點名或輸入入坐標，選選擇后視點點，將儀器器轉(zhuǎn)向后視視點，搜索索鎖定棱鏡鏡，測量后后視棱鏡。軟軟件會給出出設(shè)計值與與測量值差差異，測量量人員可根根據(jù)定向限限差選擇完完成測站或或重新建站站。在調(diào)完一塊板后后，進行下下一塊板前前對測站進進行定向檢檢查，合格格后方可進進行下一塊塊板的精調(diào)調(diào)，定向超超限則從新新建站。（三）檢校標架架與傾角傳傳感器在每天工作前應(yīng)應(yīng)該對標架架和傳感器器進行一次次檢校，消消除變形誤誤差，此步步驟每天開開始工作前前只需要進進行一次。檢核傾角傳感器器：在板上上放置I號標架，全全站儀將對對I號標架兩兩棱鏡進行行自動測量量。測完I號標架后后，在板上上放置II號標架并并測量。測測完II號標架兩兩棱鏡后，將將自動保存存傾角傳感感器的檢核核數(shù)據(jù)。檢核標架：該項項工作最好好在每個新新工作日精精調(diào)作業(yè)前前做一次，必必須通過標標準標架來來對此標架架的尺寸進進行改正，從從而消除標標架因變形形所帶來的的誤差。（1）拿出標準標架架（標準標標架在制作作的時候是是嚴格按高高精度要求求來制作的的，只用于于進行標架架校正，一一般存放在在箱子里面面，不易變變形）。（2）將標準標架放放置在I號（近儀儀器端的第第二行螺栓栓孔處）標標架位置，先先將固定端端插入螺栓栓孔內(nèi)，再再使有彈簧簧的觸及端端緊扣左側(cè)側(cè)螺栓孔內(nèi)內(nèi)（左側(cè)；；指站全站站儀位置看看板）；手手工照準標標準標架的的觸及端棱棱鏡（左棱棱鏡），進進行測量；；（3）調(diào)轉(zhuǎn)標準標架架，將固定定端插入螺螺栓孔內(nèi)，再再使用有彈彈簧的觸及及端緊扣右右端螺栓孔孔（近儀器器端的第二二行螺栓孔孔處），手手工照準標標準標架的的右端（右右棱鏡，與與上一步的的棱鏡為同同一個棱鏡鏡），進行行測量，完完成后彈出出如下圖所所示對話框框：（4）拿走標準標架架，將I號標架放放在近儀器器端第二行行，選擇好好測回數(shù)，再再點選測量量I號標架，軟軟件自動定定位對I號標架左左右兩棱鏡鏡進行測量量；（5）完成I號標架架測量后，拿拿走I號標架，將將II號標架放放進此位置置，點選測測量II號標架，軟軟件自動計計算兩棱鏡鏡位置，指指揮全站儀儀觀測兩棱棱鏡；（6）完成II號標標架測量后后，拿走II號標架，將將III號標架放放進此位置置，點擊測測量III號標架，軟軟件自動計計算兩棱鏡鏡位置，指指揮全站儀儀觀測兩棱棱鏡；（7）三標架測量完完成之后，將將出現(xiàn)如下下圖對話框框，選擇存存儲結(jié)果，將將保存本次次檢核數(shù)據(jù)據(jù)，保存結(jié)結(jié)果“Absoolutee”為該標架架上的兩個個棱鏡與標標準標架相相比較，在在橫向和高高程上的絕絕對偏差?！癈hannge”為當前測測量的結(jié)果果與上一次次測量的結(jié)結(jié)果的差值值。（四）標架安放放（五）軌道板精精調(diào)每一測站可精調(diào)調(diào)兩到四塊塊軌道板，不不應(yīng)大于六六塊軌道板板但測距不不可少于5.000m。（當測測距時自動動鎖定精度度將不能滿滿足軌道板板精調(diào)要求求，而視線線過長，則則會導致測測量結(jié)果不不夠精確。）一般情況下，精精調(diào)作業(yè)可可分以下幾幾步進行：：（1）高程調(diào)節(jié)。將將軌道板四四角高程調(diào)調(diào)整至1mm以內(nèi)。（2）平面調(diào)節(jié)。將將軌道板平平面位置（橫橫向）調(diào)整整至1mm以內(nèi)。（3）高程與平面同同時調(diào)節(jié)。將將軌道板高高程和平面面進行個別別調(diào)整。（4）搭接測量。將將本塊板與與上塊板高高程和平面面進行搭接接。（5）完整測量。對對所有I,III,IIII標架的6個棱鏡進進行完整測測量，合格格后進行擰擰緊壓緊裝裝置。（6）檢查，對所有有I,III,IIII標架的6個棱鏡進進行重新進進行完整測測量，以確確定最終調(diào)調(diào)板結(jié)果，合合格后保存存測量成果果，反之松松開壓緊裝裝置從新調(diào)調(diào)整。（六）軌道板復(fù)復(fù)測與精度度評價軌道板精調(diào)完成成后，如長長時間未進進行CA砂漿的澆澆灌，則在在澆灌之前前應(yīng)對軌道道板進行復(fù)復(fù)測。將標標準標架放放置在之前前標架安置置的位置上上，依序測測量。檢查查是否滿足足限差要求求，當超限限時，需重重新進行精精調(diào)。CA砂漿澆灌灌完成后，應(yīng)應(yīng)挑選數(shù)塊塊軌道板對對其進行檢檢核，避免免因變形等等因素引起起的軌道板板變化。電腦軟件保存的的數(shù)據(jù)，可可以用圖形形的方案顯顯示出來，直直觀的反應(yīng)應(yīng)軌道板調(diào)調(diào)整質(zhì)量，并并可對軌道道板的調(diào)整整進行量化化評價，具具有現(xiàn)勢性性和可追溯溯性，對下下一步利用用軌檢小車車對軌道調(diào)調(diào)整提供指指導作用。（七）注意事項項（1）定期對全站儀儀進行檢校校；（2）必須經(jīng)常檢查查配有對中中延伸頭和和調(diào)節(jié)螺桿桿特制三腳腳架的穩(wěn)定定狀況；（3）必須將特制三三腳架的對對中延伸頭頭精確地置置于軌道基基準點標志志上；（4）必須定期校正正水準器；；（5）因使用磨損必必須定期校校正對中延延伸頭高度度；（6）將測量標架安安置于支點點的打磨混混凝土表面面上時必須須做到小心心輕放；（7）必須定期校正正測量標架架，必要時時更換之；；（8）必須經(jīng)常檢查查棱鏡對準準和清潔狀狀況；（9）必須特別精確確精調(diào)板過過度處（必必須避免板板間的跳躍躍）；（10）檢查調(diào)置精調(diào)調(diào)爪的穩(wěn)固固狀況（不不能有旋角角、必須與與板上螺栓栓牢固扣裝裝在一起等等等）；（11）防止壓緊裝置置扣壓過緊緊引起軌道道板變形；；（12）已調(diào)好的軌道道板應(yīng)該明明顯表示，禁禁止踩踏。九、人員與工效效（一）人員配置置測量員：兩名。負負責測量方方案選擇、建建站、測量量、測量成成果判斷，與與現(xiàn)場人員員調(diào)配。調(diào)板工：四名。負負責軌道板板安置、棱棱鏡擺設(shè)、軌軌道板調(diào)整整、安裝壓壓緊裝置、儀儀器搬運。（二）工效分析析從建站時間上分分析，全站站儀建站時時間控