有砟轨道大型机械整道测量控制技术

有砟轨道大型机械整道测量控制技术

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摘要:随着中国铁路的发展走出国门走向世界,传统的有砟轨道铁路测量主要满足线下工程,精度要求较低。为了保证轨道工程质量,确保轨道空间位置准确达到设计位置,为了避免误差,提高精度。平面和高程控制测量采用统一坐标系统为起算基准,才能满足各个阶段测量要求,在施工过程中对大机作业时的测量控制起着至关重要的作用。

关键词:导线测量;大型机械整道测量控制

1.概述

轨道的施工质量是铁路建设能否成功的关键,轨道铺设要求线路必须具备准确的几何线形参数,测量误差必须保持在毫米级范围,高精度测量是轨道铺设质量的保证,所以测量控制网的精度必须满足轨道铺设的要求,使轨道的几何参数与设计的目标位置之间的偏差保持在最小。以确保无砟轨道线路的平顺性。

线路控测量制网包括平面控制网和高程控制网两部分。根据施测阶段、施测目的及功能不同可分为勘测控制网、施工测控网、运营维护控制网即三网合一。根据施工阶段的控制网(CPI、CPII)建立轨道专用控制网(CPIII)。

2.轨道控制网(CPIII)的建立

2.1CPⅢ控制网布设

2.1.1CPⅢ控制网布设原则

线路轨道控制网CPIII平面测量采用附合导线网,点间距为150~200m,每400~800m联测一次高等级CPI或CPII点,每4km左右进行一次方向闭合。相邻点间必须相互通视,采用左右交替埋设,以免以后接触网杆影响通视。

线路轨道控制网高程与平面共网,采用五等水准测量引测高程至所有CPIII点位上。

2.2CPⅢ控制点标志

采用工厂精加工标志,观测标志应用不易生锈及腐蚀的金属材料制作,能够长期保存、不变形、体积小、结构简单、安装方便,标心为“+”,标心清晰,对中误差满足小于±1mm。

2.3CPⅢ控制点的埋设

CPⅢ控制点的布设应兼顾施工及运营维护要求。埋设CPIII控制点时应考虑布网原则、通视条件、施工干扰等因素。埋点应满足以下要求:

路基地段CPⅢ控制桩埋设,路基地段CPIII控制桩埋设在路肩上,标志的尺寸满足《铁路工程测量规范》(TB10101-2009)中四等平面控制点要求。埋设位置应靠近路肩。

桥梁段CPⅢ控制桩应布设在梁固定支座端挡砟墙顶中心,尽量设于避车台处附近。

桥梁段CPⅢ控制桩埋设时采用混凝土取孔器取一直径约3cm,深约10cm的垂直孔洞,再竖插CPⅢ标志,最后用混凝土或强力粘合剂将测量标志固稳。标志安置完成后,标志球头顶面“十”字应正对上方,仅标志球头部分外露5mm左右。

2.4CPIII点号编排与喷绘

2.4.1CPIII点号编制

CPIII点号编排按以下原则进行编号,xxxCPⅢ01,“xxx”为线路里程,1公里范围内按里程增长方向,CPⅢ控制点编号应为“123CPⅢ01。

2.4.2CPIIICPIII控制点标识

CPⅢ控制点编号应清晰、明显地标在线路内侧,路基地段标绘在保护井盖上;桥梁地段宜标绘于挡砟墙内侧标志正下方0.2m;点号标志字号应采用统一规格字模的字体刻绘,并用白色油漆抹底,红色油漆喷写编号。

2.5CPⅢ轨道控制网测量技术要求

2.5.1CPIII轨道控制网平面测量技术要求

平面导线,铁路CPIII测量采用一级导线,主要技术要求附合长度≤4km、边长150-200m测距中误差3mm、测角中误差4″相邻点位坐标中误差5mm。

导线全长相对闭合差限差1/20000、方位角闭合差限差。

一级导线的主要技术要求测角中误差4″、测距相对中误差1/50000、方位角闭合差±8、导线全长相对闭合差1/20000、2″级仪器测回数为2。

导线相邻边长不宜相差过大,相邻边长之比不宜超过1:3。

2.5.2水平角观测

水平角观测采用方向观测法,且符合以下规定:

(1)水平角方向观测法的主要技术要求应符合一级导线。仪器等级2"级仪器、半测回归零差12"、一测回内各方向2C互差18"、归零后同一方向值各测回较差12"。

(2)当观测方向数少于3个时,可不归零。

(3)当观测方向多于6个时,可进行分组观测。分组观测应包括两个共同方向(其中一个为共同零方向),共同方向两组观测角之差不应大于同等级测角中误差的2倍。分组观测的最后结果,应按等权分组观测进行测站平差。

(4)水平角观测结束后,导线网测角中误差应按公式2.5.3-1计算:

(式2.5.2-1)

式中fβ——导线环角度闭合差或附合导线方位角闭合差(″);

N——导线环及附合导线的个数;

n——计算fβ时的相应测站数。

2.5.3边长观测

边长测量采用全站仪观测,测距仪精度等级按Ⅱ级≤5mm。

边长测量应符合以下规定:

(1)边长测量的技术要求应符合一级规定,每边往返个2测回数,一测回读数较差限值2(mm)

(2)边长往返观测平距较差应小于测距中误差的2倍。

(4)测距边的精度评定,应按式2.5.3-1、2.5.4-2、2.5.4-3进行计算。

a单位权中误差

(式2.5.3-1)

式中―单位权中误差(mm);

d―各边往返测距离的较差(mm);

n―测距的边数;

p―各边距离测量的先验权,其值为1/,为测距的先验中

2.6CPIII轨道控制网高程测量技术要求

2.6.1高程控制网

铁路CPIII高程控制网采用五等水准测量建网,仪器使用水准仪,将高程从高等级水准点引测至每一个CPIII点,高程控制网的技术要求相邻点高差限差±30,每千米高差偶然中误差(mm)≤7.5。

2.6.2水准测量技术要求

水准测量应满足以下要求:

(1)水准测量限差应满足相应五等要求±30。

(2)五等水准观测方法采用单程,观测顺序为后-前。

(3)水准观测的测站限差要求必须符合相关规定。

3大机施工作业测量控制流程

3.1资料收集

水准点表,包括原设计水准点和施工用的临时水准点,且保存完好,未被破坏的。

控制桩表,包括原设计的主要桩和自设的控制桩,且保存完好,未被破坏的。

断链表,包括原设计的断链表和路基施工过程中所产生的新的断链表,或者在原设计基础上,结合现场实际修改后的断链表。

曲线表,包括原设计曲线表和路基施工调整后的曲线表,有变化或调整的曲线,只报调整后的曲线表。

桥梁表,应注明桥梁中心里程、孔跨、连续梁及桥台胸墙里程、桥墩中心里程、孔数。

桥梁墩台检查表。

其它与铺架工程相关的技术资料和设计变更资料。

3.2控制点数据的计算及现场准备工作

根据设计资料计算出大机测量控制点坐标,如(曲线五大桩ZH直缓点、HY缓圆点、QZ曲中点、YH缓圆点、HZ缓直点、直线200-300米穿线点、变坡点等)

在曲线钢轨轨腰处用规定的字母标注曲线5大桩,即在变更处标注ZH(直缓点)、HY(缓圆点)、YH(缓圆点)、HZ(缓直点)等;在钢轨轨腰处每5米用油漆做上标记点。

3.3起拨道的数据采集

起道量的采集:起道量采用水准仪每5米采集数据,每测站利用2个CPIII控制点进行数据采集核对,直线部分以左股钢轨为基准轨、曲线以内股钢轨为基准轨,利用数据采集应满足五等水准测量规范要求。

拨道量数据采集:每测站利用3个CPIII控制点进行数据核对无误后采用极坐标方式进行曲线的五大桩放样及直线200-300米线路中桩。直线采用穿线模式进行拨道量的采集,直线部分采用左股钢轨为基准轨放样出线路中心,利用小钢尺测量出左股钢轨实测值。直线也可采取激光模式,每300-500米放样出线路中心,利用捣固车上的激光小车进行拨道,曲线部分利用曲线的正矢及超高进行起拨道。

3.4数据的处理及现场标识

内业数据处理:内业数据处理分析,利用Excel及CAD辅助软件编制测量小程序进行起道量和拨道进行调整计算分析本次的起拨到量。

起拨道的标识:使用记号笔(或石笔)标记,以大机作业方向为前进方向在右侧轨枕头处标记如(→30↑50)表示拨道向右30mm,起道量为50mm。

4结束语

随着测量技术的提高,合理利用计算机应用技术配合现代化的大型轨道捣固设备,大大的提高了现场作业进度,为列车运行提供更安全、更快速、更高效的行车条件。

参考文献:

[1]傅希刚等大型线路机械司机(捣固车基本知识部分)[M].北京:铁道出版社,2011。

[2]周世林等《铁路工程测量规范》[M].北京:铁道出版社,2010。

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