博格板精調(diào)技術(shù)

毛朝勛

1 概述

博格軌道系統(tǒng)是德國博格公司發(fā)明的無渣軌道系統(tǒng),是高速鐵路的一種形式,列車運(yùn)行時(shí)速可以達(dá)到350 km。

博格板是一塊長(zhǎng)6.45 m、高20 cm、重達(dá) 9.6 t的混凝土承軌臺(tái)。博格板精調(diào)由博格板下的精調(diào)裝置來實(shí)現(xiàn),儀器由測(cè)角精度不大于1″,測(cè)量精度不大于1 mm+1 ppm的全站儀配合精調(diào)標(biāo)架來完成。

博格板精調(diào)時(shí)采用的儀器:

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

電腦設(shè)備:采用南方高速鐵路精調(diào)儀和配套連接線;外加一個(gè)溫度傳感器、六個(gè)小顯示器、兩個(gè)傾斜傳感器和兩個(gè)電臺(tái)設(shè)備;如果主機(jī)和全站儀是用線路連接,那么就不用電臺(tái)設(shè)備;在電腦中裝有配套的南方高速鐵路精調(diào)系統(tǒng)軟件。

表1 博格軌道系統(tǒng)配套設(shè)備

同時(shí)應(yīng)配套使用如表1所示設(shè)備。

2 精調(diào)原理

粗略定位后,在博格板的兩側(cè)分別放置三個(gè)精調(diào)調(diào)腳。借助全站儀和安裝在博格板端部的激光感應(yīng)器(棱鏡)對(duì)博格板進(jìn)行精細(xì)調(diào)整。

利用特別編制的計(jì)算機(jī)控制程序,通過激光感應(yīng)器(棱鏡)和全站儀采集博格板的位置數(shù)據(jù),計(jì)算出安裝在板側(cè)底部的精調(diào)調(diào)腳的修正值范圍。由人工調(diào)整該裝置,達(dá)到調(diào)整博格板的前后高低和左右方向的目的,直至滿足規(guī)定的精度要求。

3 精調(diào)操作

首先明確博格板編號(hào)順序:以測(cè)量裝置(全站儀)為中心,面向測(cè)量標(biāo)架,從左至右標(biāo)號(hào),左邊編號(hào)由近至遠(yuǎn)為1,2,3,4,右邊由遠(yuǎn)至近為5,6,7,8。

施工時(shí)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(jìn)行操作。精調(diào)時(shí)首先松開中間的調(diào)腳,使其不受力;其次由儀器測(cè)量前進(jìn)方向兩點(diǎn),輔助人員按顯示器調(diào)整,后邊兩個(gè)角部由后邊兩個(gè)人員使用測(cè)量尺按已調(diào)好的博格板作基準(zhǔn)進(jìn)行調(diào)整;與此同時(shí)儀器操作人員利用電腦完成對(duì)軟件的操作步驟,進(jìn)行線路定向;第三步,由儀器對(duì)四個(gè)角部統(tǒng)一進(jìn)行觀測(cè),如全部合格即進(jìn)入第四步,如有個(gè)別角部不合格,可單獨(dú)測(cè)量該點(diǎn)進(jìn)行精調(diào),直至全部合格;第四步,精調(diào)中間兩個(gè)精調(diào)調(diào)腳,該調(diào)腳只能調(diào)整高程方向,調(diào)至合格;第五步,由儀器對(duì)六個(gè)精調(diào)架全部測(cè)量確認(rèn)均合格后記錄該測(cè)量數(shù)據(jù)后即可進(jìn)行下一塊板的精調(diào)。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(diǎn)定向,4,5號(hào)點(diǎn)不參與定向;為保證線路的連續(xù)性,該板以后的板定向?yàn)?,5號(hào)點(diǎn)參與定向。

4 設(shè)備操作

設(shè)備連接(以南方高速鐵路精調(diào)儀為例),按照相關(guān)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(biāo)架(一般在每班開始作業(yè)前進(jìn)行),檢核傾斜傳感器;其次選擇精調(diào)板號(hào);第三進(jìn)行定向;第四進(jìn)行測(cè)量和精調(diào),經(jīng)過我們的實(shí)踐證明精調(diào)過程中先精調(diào)1,8點(diǎn),并且要精調(diào)準(zhǔn)確,這樣才能更好的保證下塊板的連續(xù)性和精調(diào)的準(zhǔn)確度,再對(duì)3號(hào)點(diǎn)進(jìn)行高程的調(diào)整,接著是對(duì) 6號(hào)點(diǎn)的精調(diào),先高程后水平,隨后才進(jìn)行中間調(diào)腳的高程調(diào)整,然后是完整測(cè)量和保存完整測(cè)量結(jié)果,而后進(jìn)行下一塊板的精調(diào)。

定向后結(jié)果顯示見圖2。

在完整測(cè)量保存數(shù)據(jù)和4,5號(hào)點(diǎn)參與定向的過程中,必須注意以下幾點(diǎn):

1)完整測(cè)量的板上各點(diǎn)數(shù)據(jù)的互差要小于0.4 mm。

2)定向后的相關(guān)點(diǎn)號(hào)(如圖2中K1和K2點(diǎn))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(shí)就必須在完整測(cè)量的過程中把誤差消除。調(diào)整方法如下:dh-orig在-2 mm內(nèi),那么板上各點(diǎn)dh要偏向+0.3 mm,但不要超過+0.3 mm;dh-orig在+2 mm內(nèi),那么板上各點(diǎn)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(nèi),那么板上完整測(cè)量時(shí)的dq值偏向+0.3 mm,反之,應(yīng)偏向-0.3 mm。完整測(cè)量結(jié)果顯示見圖3。

3)在完測(cè)后的保存過程中有可能出現(xiàn)棱鏡錯(cuò)誤,如果是1,2,3,4號(hào)棱鏡錯(cuò)誤,那么需重新精調(diào);如果是5,6,7,8號(hào)棱鏡出錯(cuò)(其中5號(hào)棱鏡不超過0.4 mm),我們可以忽略出現(xiàn)的錯(cuò)誤,因?yàn)檫@有可能是1,2,3號(hào)標(biāo)架變形所致。

4)在軟件操作的過程中我們還發(fā)現(xiàn)了如下問題:a.經(jīng)常彈出“獲取角度失敗測(cè)量超時(shí)”窗口,主要表現(xiàn)在檢查氣泡時(shí)。b.ATR模式出錯(cuò)。c.獲取數(shù)據(jù)失敗,主要表現(xiàn)在測(cè)量過程中。d.完整測(cè)量時(shí)經(jīng)常測(cè)量一半時(shí)儀器自動(dòng)停止并清屏。e.儀器反應(yīng)速度越來越慢。f.檢驗(yàn)傳感器時(shí)經(jīng)常獲取數(shù)據(jù)失敗。g.全站儀經(jīng)常發(fā)現(xiàn)目標(biāo)出錯(cuò),亂轉(zhuǎn)。h.定向時(shí)有時(shí)彈出“獲取數(shù)據(jù)出錯(cuò),錯(cuò)誤代碼1284,是否重新測(cè)量”窗口。

以上問題的出現(xiàn)都是正常現(xiàn)象,需重啟系統(tǒng)即可。因?yàn)閮x器很精密,受技術(shù)因素和環(huán)境因素影響較大,我們?cè)诓僮鞯臅r(shí)候一定要愛護(hù)儀器保護(hù)儀器,使儀器能夠正常工作,以此來保證工作的質(zhì)量和效率。在以上問題不能夠得到有效的解決時(shí),請(qǐng)向設(shè)備供應(yīng)商咨詢,避免影響工期。

6 結(jié)語

在精調(diào)的同時(shí),由于調(diào)腳的造價(jià)比較高,為了節(jié)約成本,施工單位往往采購的調(diào)腳是有限的。精調(diào)和灌漿配合施工時(shí),一定要合理的倒換調(diào)腳,避免延誤精調(diào)的進(jìn)度,影響施工工期。在倒換調(diào)腳的過程中一定要愛護(hù)調(diào)腳,避免在倒換的過程中損壞調(diào)腳,導(dǎo)致增加工程成本。建議由專門的施工小組負(fù)責(zé)調(diào)腳的倒換。

博格板精調(diào)作業(yè)是博格板施工中最重要的一環(huán),是保證線路平順性的關(guān)鍵步驟,直接影響到客運(yùn)列車的運(yùn)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(yōu)良作風(fēng)和責(zé)任感,嚴(yán)格按照操作規(guī)范,這樣才能保證工程的進(jìn)度和質(zhì)量,為國家節(jié)約成本,提高企業(yè)效益。

[1] 德國博格公司京津城際軌道交通工程培訓(xùn)資料[Z].