博格板精調技術

毛朝勛

1 概述

博格軌道系統是德國博格公司發明的無渣軌道系統,是高速鐵路的一種形式,列車運行時速可以達到350 km。

博格板是一塊長6.45 m、高20 cm、重達 9.6 t的混凝土承軌臺。博格板精調由博格板下的精調裝置來實現,儀器由測角精度不大于1″,測量精度不大于1 mm+1 ppm的全站儀配合精調標架來完成。

博格板精調時采用的儀器:

全站儀:測角精度小于 1″,測距精度 1 mm+2 ppm(如卡TCA1800或卡TCA2003)。

電腦設備:采用南方高速鐵路精調儀和配套連接線;外加一個溫度傳感器、六個小顯示器、兩個傾斜傳感器和兩個電臺設備;如果主機和全站儀是用線路連接,那么就不用電臺設備;在電腦中裝有配套的南方高速鐵路精調系統軟件。

表1 博格軌道系統配套設備

同時應配套使用如表1所示設備。

2 精調原理

粗略定位后,在博格板的兩側分別放置三個精調調腳。借助全站儀和安裝在博格板端部的激光感應器(棱鏡)對博格板進行精細調整。

利用特別編制的計算機控制程序,通過激光感應器(棱鏡)和全站儀采集博格板的位置數據,計算出安裝在板側底部的精調調腳的修正值范圍。由人工調整該裝置,達到調整博格板的前后高低和左右方向的目的,直至滿足規定的精度要求。

3 精調操作

首先明確博格板編號順序:以測量裝置(全站儀)為中心,面向測量標架,從左至右標號,左邊編號由近至遠為1,2,3,4,右邊由遠至近為5,6,7,8。

施工時每組由六人配合完成,一人操作儀器,其他人員按儀器顯示進行操作。精調時首先松開中間的調腳,使其不受力;其次由儀器測量前進方向兩點,輔助人員按顯示器調整,后邊兩個角部由后邊兩個人員使用測量尺按已調好的博格板作基準進行調整;與此同時儀器操作人員利用電腦完成對軟件的操作步驟,進行線路定向;第三步,由儀器對四個角部統一進行觀測,如全部合格即進入第四步,如有個別角部不合格,可單獨測量該點進行精調,直至全部合格;第四步,精調中間兩個精調調腳,該調腳只能調整高程方向,調至合格;第五步,由儀器對六個精調架全部測量確認均合格后記錄該測量數據后即可進行下一塊板的精調。值得注意的是:如果是線路的第一塊板只需要用后視控制點定向,4,5號點不參與定向;為保證線路的連續性,該板以后的板定向為4,5號點參與定向。

4 設備操作

設備連接(以南方高速鐵路精調儀為例),按照相關步驟連接而成,如圖1所示。

5 軟件操作

首先查看氣泡,檢核標架(一般在每班開始作業前進行),檢核傾斜傳感器;其次選擇精調板號;第三進行定向;第四進行測量和精調,經過我們的實踐證明精調過程中先精調1,8點,并且要精調準確,這樣才能更好的保證下塊板的連續性和精調的準確度,再對3號點進行高程的調整,接著是對 6號點的精調,先高程后水平,隨后才進行中間調腳的高程調整,然后是完整測量和保存完整測量結果,而后進行下一塊板的精調。

定向后結果顯示見圖2。

在完整測量保存數據和4,5號點參與定向的過程中,必須注意以下幾點:

1)完整測量的板上各點數據的互差要小于0.4 mm。

2)定向后的相關點號(如圖2中K1和K2點)的dh-orig的互差要小于0.6 mm,都不能大于±2 mm,在大于±1.5 mm時就必須在完整測量的過程中把誤差消除。調整方法如下:dh-orig在-2 mm內,那么板上各點dh要偏向+0.3 mm,但不要超過+0.3 mm;dh-orig在+2 mm內,那么板上各點dh要偏向-0.3 mm,但不要超過-0.3 mm。同理,dq在限差的正值范圍內,那么板上完整測量時的dq值偏向+0.3 mm,反之,應偏向-0.3 mm。完整測量結果顯示見圖3。

3)在完測后的保存過程中有可能出現棱鏡錯誤,如果是1,2,3,4號棱鏡錯誤,那么需重新精調;如果是5,6,7,8號棱鏡出錯(其中5號棱鏡不超過0.4 mm),我們可以忽略出現的錯誤,因為這有可能是1,2,3號標架變形所致。

4)在軟件操作的過程中我們還發現了如下問題:a.經常彈出“獲取角度失敗測量超時”窗口,主要表現在檢查氣泡時。b.ATR模式出錯。c.獲取數據失敗,主要表現在測量過程中。d.完整測量時經常測量一半時儀器自動停止并清屏。e.儀器反應速度越來越慢。f.檢驗傳感器時經常獲取數據失敗。g.全站儀經常發現目標出錯,亂轉。h.定向時有時彈出“獲取數據出錯,錯誤代碼1284,是否重新測量”窗口。

以上問題的出現都是正常現象,需重啟系統即可。因為儀器很精密,受技術因素和環境因素影響較大,我們在操作的時候一定要愛護儀器保護儀器,使儀器能夠正常工作,以此來保證工作的質量和效率。在以上問題不能夠得到有效的解決時,請向設備供應商咨詢,避免影響工期。

6 結語

在精調的同時,由于調腳的造價比較高,為了節約成本,施工單位往往采購的調腳是有限的。精調和灌漿配合施工時,一定要合理的倒換調腳,避免延誤精調的進度,影響施工工期。在倒換調腳的過程中一定要愛護調腳,避免在倒換的過程中損壞調腳,導致增加工程成本。建議由專門的施工小組負責調腳的倒換。

博格板精調作業是博格板施工中最重要的一環,是保證線路平順性的關鍵步驟,直接影響到客運列車的運行速度,間接影響到線路的維修周期,操作人員一定要樹立優良作風和責任感,嚴格按照操作規范,這樣才能保證工程的進度和質量,為國家節約成本,提高企業效益。

[1] 德國博格公司京津城際軌道交通工程培訓資料[Z].