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长轨精调施工工艺

2.5.4.7轨道精调轨道静态精密检测是在无缝线路铺设完成,长钢轨应力放散、锁定后开展的轨道几何状态数据采集作业。

其作业流程为基于基桩控制网(CPⅢ),采用专用的检测设备(轨检小车)进行数据采集,从而获得轨道的平面位置、高程、轨距、超高等一系列几何尺寸信息,并对轨道的几何平顺性作出分析,进而针对轨道平顺性指标不合格地段给出调整量,然后指导外业施工进行轨道调整,以此达到优化轨道线形的目的。

在高速铁路施工过程中,将铺设的轨道精确调整到设计位置,是保证高速铁路修建质量的关键因素。

2.5.4.7.1控制点CPⅢ复测复测前首先进行现场勘查,检查标石的完好性,对丢失和破损较严重的标石按原控制点标准恢复。

采用的仪器设备、观测方法、精度指标、计算软件与原测相同。

CPⅢ标志若有损坏、松动及埋设位置不正确的,应重新埋设;部分采用应急方案的CPⅢ过度点应在复测中恢复成永久性CPⅢ控制点;车站贯通线的CPⅢ点应统一埋设到站台的廊缘上;CPIII编号采用全线贯通里程进行编号。

2.5.4.7.2测量仪器检定1)复测前仪器必须经过专门的检定,超过期限的全站仪应送往专门的检定部门进行检定方能投入使用。

2)轨检小车须对其平面几何尺寸进行系统的检定拟采用安博格GRP1000小车或安博格惯导小车进行轨道数据采集。

3)轨道数据采集前应对全线的轨枕进行编号,轨枕编号每10根进行标记,轨枕编号为对应CPIII编号+轨枕的根数组成,如图所示:2.5.4.7.3钢轨以及轨道板检查轨道精调施工前,重点检查钢轨、扣件及钢轨焊接接头状态。

在长轨复测前应由技术员带领工人进行检查并记录。

1)钢轨检查:作业区域内的钢轨应全面查看,应无污染、无低塌、无掉块、无硬弯等缺陷,焊缝检查指标如下:钢轨检查标准焊缝顶面0,+0.2mm1mm平直度尺及塞尺全面查看工作边0,-0.21mm平直度尺及塞尺圆弧面0,-0.21mm平直度尺及塞尺轨底焊筋0,+0.52)扣件:干净无污染,无缺少和损坏,轨枕无空吊现象,扣件扭矩和扣压力达到设计要求。

消除扣件扣压力不足(表现为扣件与轨距挡块中间不密贴)、轨距挡块与钢轨、钢轨和轨下垫板不密贴、钢轨工作边有残留混凝土等情况。

要求所有不密贴控制在0.3mm以内,最大不超过0.5mm。

检查方法:塞尺逐个检查。

3)检查未通过的应通知相关部门、单位及时整改,在长轨复测前应达到要求,确保轨道数据采集的真实性。

2.5.4.7.4轨道静态测量1)进行轨道测量前仔细核对线路设计平、纵断面资料,重点复核轨面高程、轨道中线、坡度、竖曲线、平面曲线、曲线超高等关键参数,左右线均采用贯通连续里程。

2)现场测量注意事项(1)仪器校正,环境补偿,正倒镜检查全站仪水平角和竖角偏差,如果超过3秒,在气象条件较好的情况下进行组合校准及水平轴倾斜误差(α)校准;检查全站仪ATR照准是否准确,有无ATR的偏差也应少于3秒,在稳固的轨道上校准超高传感器一般每天开始测量前校准一次,如气温变化迅速,可再次校准;校准后可在同一点进行正反两次测量,测量值之和应在0.3mm以内。

(2)自由设站采用8个CPⅢ点进行设站,设站精度应不低于1mm(x、y方向均不低于0.7mm),一次测量长度不宜大于60m,每次测量的区段必须是在CPⅢ控制点的控制范围之内,下一区间设站时至少要包括4个上一区间精调中用到的控制点,以保证轨道线形的平顺性。

3)进入施工模式,看偏差数据是否稳定,如不稳定(变化范围超过0.7mm),将小车向前推,找到数据相对稳定的距离,根据此距离再次重新设站4)长轨复测按照逐块板采集,测量时应尽量保证工作的连续性。

5)一般情况下,采集作业从小里程往大里程进行,依照小车距全站仪由远及近测量的原则,全站仪应一直放在小车的大里程方向,使用软件的采集模式功能进行数据采集,这时需向轨检小车输入轨道板编号以便后期处理,具体做法有2种。

①在采集界面的“ID”一栏里面输入轨道板编号,并应与现场轨枕编号一致,一般情况下“ID”会随着测量数据的增加而递增,但在进行重叠测量时必须手动输入,换站后两站重叠不少于1整块轨道板,搬站重叠测量处理如下,比如:第一站采集的最后一块轨道板编号为1823302020,此时搬站,小车后退10根轨枕到1823302011,重新锁定后应将软件的“测量数据”前进到最后一个,即空值,将“ID”改成182330201101,重叠段测量一直采集完182330202010时,下一根轨枕将“ID”号改成1823302021再按“采集并前进”,一直到下一次搬站,以此类推。

②如复测从大里程往小里程采集的时候,全站仪需一直放在小里程方向,此时小车的软件输入则不一样,此时输入的具体做法为:只在“注释”一栏内输入轨枕号,可每隔10根轨枕号输入一次,通过后期内业处理。

6)搬站后注意检查重叠点的差值,如有超过2mm的应重新设站,避免出现人为的设站误差。

7)测量文件按照建档要求命名归类建档,建立全站仪日志文件,做好测量记录,测量记录应包括文件名,设站名,设站精度,测量范围,接头情况,异常情况等。

8)将每个区间的第一根轨枕里程以及编号记录建档,里程精确到0.01m。

9)注意事项①采集时“ID”一栏输入为即时保存,重叠测量时必须先将测量数据前进到最后一个,再输入需采集的轨枕号并单点采集。

②重叠测量按照重叠5根轨枕采集。

2.5.4.7.5轨道精调基本原理1、轨距2、水平(超高)3、平面位置和高程使用全站仪实测得轨检小车上棱镜的三维坐标,然后结合标定的轨检小车几何参数、小车的定向参数、水平传感器所测横向倾角及实测轨距,即可换算出对应里程处的实测平面位置和轨面高程,继而与该里程处的设计平面位置和轨面高程进行比较,得到其偏差,用于指导轨道。

4、轨向与高低5、长短波不平顺(1)30m短弦平顺性一般规定相临两根轨枕之间的距离为0.625m(德国),通常国内轨枕之间距离为0.629m或0.650m;那么采用30m弦线,每隔5m设置一个检测点,则8个轨枕间距为5m,即第1根轨枕与第9根轨枕间距离为5m(国内按照不同的轨枕间距来适当的对检测点间距数据修改)。

30m短弦平顺性检测示意图上图中,P1-P49为轨枕点号,则P25与P33之间的轨向值计算公式如下:△h=∣(h25设计-h33设计)-(h25测量-h33测量)∣=∣(h25设计-h25测量)-(h33设计-h33测量)∣≤2mm,轨道检测小车测量的两点之间偏差值相减,由于P1,P49两点的正矢值为0,故对P1-P48之间点进行短弦轨向计算,而下一条短弦的计算点从最后一个检测点P40开始。

高低值计算方式相同。

(2)300m长弦平顺性一般规定相临两根轨枕之间的距离为0.625m(德国),那么采用300m弦线,间隔150m设置一个检测点,则240个轨枕间距为150m,即第1根轨枕与第241根轨枕间距离为150m(国内按照不同的轨枕间距来适当的对检测点间距数据修改)。

300m长弦平顺性检测示意图上图中,P1-P481为轨枕点号,则P1与P241之间的轨向值计算公式如下:△h=∣(h1设计-h241设计)-(h1测量-h241测量)∣=∣(h1设计-h241测量)-(h1设计-h241测量)∣≤10mm由于P1,P481两点的正矢值为0,故对P1-P480之间点进行长弦轨向计算,而下一条长弦的计算点从最后一个检测点P240开始。

高低值计算方式相同。

2.5.4.7.6测量数据内业处理1)内业测量数据处理的原则(1)以调整相对精度和平顺性为主,相对精度必须满足规范要求(或建议参考标准),平顺性满足下表要求。

轨道平顺性要求项目既有验标新标准(报批稿)德国标准建议参考标准轨距(mm)±1±2±2±2轨距变化率1/1500—1/15001/1500水平(mm)1222三角坑(水平变化率)2mm/2.5m3mm/3m—2mm/2.5m高低(mm)5m/30m—222 150m/300m—101010 10m人工拉弦线1———轨向(mm)5m/30m—222 150m/300m—101010 10m人工拉弦线1———(2)绝对精度为中线±10mm,高程+4、-6mm,一般均能满足规范要求,在长轨精调阶段几乎不受控。

(3)轨道线型调整按照标准执行。

(4)轨道横向调整量不应超过±6mm,调整量超过±6mm处应及时处理。

2)内业调整计算(1)使用最新版本的软件GRPwin5.4.3.208,GRPSlabRep_1.0.10.6,DTS2.0A(20100317),GRP轨检小车软件数据处理图例:1、基本思路首先明确基准轨:平面位置以高轨(外轨)为基准,高程以低轨(内轨)为基准,直线区间上的基准轨参考大里程方向的曲线;在GRP Slabrep生成的报表中,导向轨为“-1”表示右手曲线,平面位置以左轨(高轨)为基准,高程以右轨(低轨)为基准;导向轨为“1”表示左手曲线,平面位置以右轨(高轨)为基准,高程以左轨(低轨)为基准;“先整体后局部”:特别是在长波不佳的区段,可首先基于GRPwin中的整体曲线图,大致标出期望的线路走线或起伏状态,先整体调整,再局部调整;“先轨向后轨距”,轨向的优化通过调整高轨的平面位置来实现,低轨的平面位置利用轨距及轨距变化率来控制;“先高低后超高(水平)”,高低的优化通过调整低轨的高程来实现,高轨的高程利用超高和超高变化率(三角坑)来控制;在DTS轨道精调软件中,平顺性指标可通过对主要参数(平面位置、轨距、高程、超高)指标曲线图的“削峰填谷”来实现,曲线平直意味着轨道的平顺。

2、符号法则以面向大里程方向定义左右;偏差与调整量符号相反;DTS中曲线图显示偏差,表格中为从CSV文件或EXCEL文件中导入的调整量;平面位置:实际位置位于设计位置右侧时,偏差为正,调整量为负;轨面高程:实际位置位于设计位置上方时,偏差为正,调整量为负;超高(水平):外轨(名义外轨)过超高时,偏差为正,欠超高时偏差为负,调整量相反;轨距:以大为正,实测轨距大于设计轨距时,偏差为正,调整量为负。

3、调整方法计算机中安装 Framework2.0(x86)组件包后,便可运行DTS软件。

在DTS软件中,首先“新建”文件,然后导入csv格式数据,或打开之前保存过的dts格式文件,然后便可进行调整。

新建文件导入GRP Slabrep输出的csv格式文件人工调整时可参考偏差曲线图及基准轨标记,使用快捷键直接轨道调整,曲线图更新的同时,调整量自动添加到相应的四列“模拟调整量”表格中;软件主界面“工具”菜单中选择“平面调整”,在表格中拾取要调整的行数后(每行代表一个测点),可对平面参数进行调整,“左轨平面”和“右轨平面”调整量会添加到相应表格中。

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