铁路测量及大机捣固新技术应用研究
2022-06-09
摘 要：GRP VMS轨道快速测量系统目前熟在新建铁路及既有线得广泛应用， 这种必需在线路上布设精密控制网即（CPIII测量控制网），基于该精密控制网，提出一种新的有砟轨道大机捣固作业方法，即“精确捣固法”。较传统的测量方法及大机作业模式，该测量系统比传统测量系统显著提高测量精度和测量效率，同时也大大提高大机作业的效果。解决高速铁路及客运专线维修的难题。
关键词：大机作业； 有砟轨道； 测量小车
DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.02.075
目前在新建有砟铁路和既有线都需大机要对轨道进行调整，保证线路设计的几何线形，从而确保列车行驶平顺性安全性。随着当前铁路运行速度的提高对线路的轨道几何状态提出更高要求，为了满足行车的要求同时确保行车安全，需要对线路进行定期养护维修。尤其是高速客专线路对轨道的平顺性要求更高，线路几何状态的调整需要大型机械作业进行。大机作业前需要测量小车对线路进行测量，计算出线路的起道量、拨道量。
1 目前线路测量方法主要
（1）传统的测量方法：线路轨道抬道量、落道量主要使用水准仪对轨道纵断面进行测量获取，测量点间隔10m或5m；轨道的拨道量主要使用全站仪对线路轨道测量，计算出钢道拨道量。测量点间隔一般直线上20m，曲线上10m或5m，工作效率较底，测量精度底，大机作业效果差。
（2）测量小车测量方法：精控网CP3控制点将线路分割为若干测量区间，通过全站仪6-8个CPIII点后方交汇方法进行设站，测量小车上的棱镜，计算出线路位置与设计位置的偏差。两个相邻CP3控制点之间的线路为一个测量区间，两个测量区间通过CP3控制点搭接，进行绝对控制；测量精度高（长、短波不平顺值，测量轨道长、短波平顺性的精度优于1mm），工作效率高（1m/h），大机作业效果显著。
2 目前大机捣固作业主要模式
简易捣固法：目前测量方法及测量设备技术水平影响大机作业的效果，线路起、拨道量测由作业人员将线路起、拨道量在线路钢轨上相隔5m或10m人工标记，进行捣固作业。作效率较底，大机作业效果不显著。
3 目前的大机捣固作业模式和测量方法主要存在问题
（1）测量作业和大机作业效率不匹配问题，传统测量方法作业速度慢，不能大机作业满足要求，势必以增加设备和人工投入来解决。
（2）轨道起、拨道量不能自动导入大机控制系统问题，传统测量方法数据格式不能直接导入大机控制系统，只能用人工手动输入，速度慢，劳动强度大、效率底。
本文对GRP VMS在胶济客专的线路测量精确调整中应用的情况介绍。通过实验GRP VMS测量小对的线路快速测量，测量的数据直接导入大机控制系统进行捣固作业，测量精度和工作效率大大提高，大机作业效果明显改进。
4 GRP VMS轨道快速测量系统
（1）GRP VMS测量小车系统组成：该系统主要由轨道测量小车和全站仪两部分组成。数据采轨道测量小车主要主要功能是测量线路的里程、超高、轨距。全站仪主要功能是进行跟踪轨道测量小车的棱镜进行测量。
（2）GRP VMS测量小车系测量原理：采用基于绝对控制的相对测量原理，将设计线形输入到软件中，现场全站仪利用控制网进行设站，然后自动跟踪轨道测量小车上的棱镜对轨道进行测量。起拨道量数据可以实时以无线的方式传输给捣固机，也可以采用数据导出然后拷贝到捣固机的数据处理单元的方式，（取决于捣固机的型号）。利用线路两侧的三维精测网，采用绝对定位的方法，测量轨道当前位置与初始设计位置的偏差，获得线路的起拨道量，以实现对线路高精度、高效率的维护。
（3）GRP VMS测量小车系测量方法：室内将设计线形及参考点到线路的设计偏移输入到软件中，现场选定两个参考点，全站仪自由架设在两个参考点之外的位置上，并跟踪轨道测量小车上的棱镜进行测量。在测量的过程中，在参考点所在断面处，利用轨道测量小车上配置的断面仪测量参考点到线路的横距和垂距。数据采集完成后进行后处理，获得整个线路的起拨道量。
5 数据采集
数据轨道测量小车上配置CPIII点测量装置（控制点测量仪），数据采集人员手动将CPIII点测量装置发射的激光对准CPIII点上的测量标志，进行测量。操作流程如下：
（1）测量前准备：内业数据曲线要素（曲线半径、四大桩的里程、缓和曲线长、竖曲线超高）、纵断面设计数据、CPIII控制点成果数据。
（2）测量设备组装：数据采集轨道测量小车现场系统组装、传感器校准。
（3）数据采集：全站仪自动调平后，手动瞄准数据轨道测量小车上的棱镜，数据采集小车上的控制点测量仪测量第一个CPIII点（起点），向全站仪的方向推行轨道测量小车，停在下一个CPIII点所对应的位置上，其间动态采集所有线路上的点，轨道小车上的控制点断面仪测量第二个CPIII点（终点），全站仪向前推行到下个CPIII点后面的5-10米轨道位置上。重复以上步骤，直到测量完成所有作业区间。
（4）通过数据处理获得线路的偏差数值并根据数据制定出线路调整方案，提交大机进行作业。
6 结束语 本文由wWw.DyLw.NeT提供，第一论 文 网专业代写教育教学论文和论文代写以及发表论文服务，欢迎光临dYlw.nET
经过GRP VMS轨道快速测量系统与传统的测量方法及大机作业模式对比，该系统主要有以下优势支持捣固量优化，可分多次捣固。数据格式全面兼容大机WinALC控制系统，导出捣固机可以直接使用的数据和轨道设计线形。在既有线维修中引入绝对控制，是改善线路线形，提高运行舒适度的行之有效的措施，尤其是对消除长波不平顺，效果非常明显。从胶济客专近一年的实践来看，虽然过程中遇到了各种各样的困难，最终还是取得了不错的效果，测量效率和数据精确度较传统方法有较大提高，大机作业后无论是从动检车检测结果还是人工添乘的效果来看，线路状况都较以往都有了明显地提升。希望胶济客专在线形精测优化方面的积极探索对提高中国既有线养护维修水平带来积极的示范效果。
关键词：大机作业； 有砟轨道； 测量小车
DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.02.075
目前在新建有砟铁路和既有线都需大机要对轨道进行调整，保证线路设计的几何线形，从而确保列车行驶平顺性安全性。随着当前铁路运行速度的提高对线路的轨道几何状态提出更高要求，为了满足行车的要求同时确保行车安全，需要对线路进行定期养护维修。尤其是高速客专线路对轨道的平顺性要求更高，线路几何状态的调整需要大型机械作业进行。大机作业前需要测量小车对线路进行测量，计算出线路的起道量、拨道量。
1 目前线路测量方法主要
（1）传统的测量方法：线路轨道抬道量、落道量主要使用水准仪对轨道纵断面进行测量获取，测量点间隔10m或5m；轨道的拨道量主要使用全站仪对线路轨道测量，计算出钢道拨道量。测量点间隔一般直线上20m，曲线上10m或5m，工作效率较底，测量精度底，大机作业效果差。
（2）测量小车测量方法：精控网CP3控制点将线路分割为若干测量区间，通过全站仪6-8个CPIII点后方交汇方法进行设站，测量小车上的棱镜，计算出线路位置与设计位置的偏差。两个相邻CP3控制点之间的线路为一个测量区间，两个测量区间通过CP3控制点搭接，进行绝对控制；测量精度高（长、短波不平顺值，测量轨道长、短波平顺性的精度优于1mm），工作效率高（1m/h），大机作业效果显著。
2 目前大机捣固作业主要模式
简易捣固法：目前测量方法及测量设备技术水平影响大机作业的效果，线路起、拨道量测由作业人员将线路起、拨道量在线路钢轨上相隔5m或10m人工标记，进行捣固作业。作效率较底，大机作业效果不显著。
3 目前的大机捣固作业模式和测量方法主要存在问题
（1）测量作业和大机作业效率不匹配问题，传统测量方法作业速度慢，不能大机作业满足要求，势必以增加设备和人工投入来解决。
（2）轨道起、拨道量不能自动导入大机控制系统问题，传统测量方法数据格式不能直接导入大机控制系统，只能用人工手动输入，速度慢，劳动强度大、效率底。
本文对GRP VMS在胶济客专的线路测量精确调整中应用的情况介绍。通过实验GRP VMS测量小对的线路快速测量，测量的数据直接导入大机控制系统进行捣固作业，测量精度和工作效率大大提高，大机作业效果明显改进。
4 GRP VMS轨道快速测量系统
（1）GRP VMS测量小车系统组成：该系统主要由轨道测量小车和全站仪两部分组成。数据采轨道测量小车主要主要功能是测量线路的里程、超高、轨距。全站仪主要功能是进行跟踪轨道测量小车的棱镜进行测量。
（2）GRP VMS测量小车系测量原理：采用基于绝对控制的相对测量原理，将设计线形输入到软件中，现场全站仪利用控制网进行设站，然后自动跟踪轨道测量小车上的棱镜对轨道进行测量。起拨道量数据可以实时以无线的方式传输给捣固机，也可以采用数据导出然后拷贝到捣固机的数据处理单元的方式，（取决于捣固机的型号）。利用线路两侧的三维精测网，采用绝对定位的方法，测量轨道当前位置与初始设计位置的偏差，获得线路的起拨道量，以实现对线路高精度、高效率的维护。
（3）GRP VMS测量小车系测量方法：室内将设计线形及参考点到线路的设计偏移输入到软件中，现场选定两个参考点，全站仪自由架设在两个参考点之外的位置上，并跟踪轨道测量小车上的棱镜进行测量。在测量的过程中，在参考点所在断面处，利用轨道测量小车上配置的断面仪测量参考点到线路的横距和垂距。数据采集完成后进行后处理，获得整个线路的起拨道量。
5 数据采集
数据轨道测量小车上配置CPIII点测量装置（控制点测量仪），数据采集人员手动将CPIII点测量装置发射的激光对准CPIII点上的测量标志，进行测量。操作流程如下：
（1）测量前准备：内业数据曲线要素（曲线半径、四大桩的里程、缓和曲线长、竖曲线超高）、纵断面设计数据、CPIII控制点成果数据。
（2）测量设备组装：数据采集轨道测量小车现场系统组装、传感器校准。
（3）数据采集：全站仪自动调平后，手动瞄准数据轨道测量小车上的棱镜，数据采集小车上的控制点测量仪测量第一个CPIII点（起点），向全站仪的方向推行轨道测量小车，停在下一个CPIII点所对应的位置上，其间动态采集所有线路上的点，轨道小车上的控制点断面仪测量第二个CPIII点（终点），全站仪向前推行到下个CPIII点后面的5-10米轨道位置上。重复以上步骤，直到测量完成所有作业区间。
（4）通过数据处理获得线路的偏差数值并根据数据制定出线路调整方案，提交大机进行作业。
6 结束语 本文由wWw.DyLw.NeT提供，第一论 文 网专业代写教育教学论文和论文代写以及发表论文服务，欢迎光临dYlw.nET
经过GRP VMS轨道快速测量系统与传统的测量方法及大机作业模式对比，该系统主要有以下优势支持捣固量优化，可分多次捣固。数据格式全面兼容大机WinALC控制系统，导出捣固机可以直接使用的数据和轨道设计线形。在既有线维修中引入绝对控制，是改善线路线形，提高运行舒适度的行之有效的措施，尤其是对消除长波不平顺，效果非常明显。从胶济客专近一年的实践来看，虽然过程中遇到了各种各样的困难，最终还是取得了不错的效果，测量效率和数据精确度较传统方法有较大提高，大机作业后无论是从动检车检测结果还是人工添乘的效果来看，线路状况都较以往都有了明显地提升。希望胶济客专在线形精测优化方面的积极探索对提高中国既有线养护维修水平带来积极的示范效果。