鐵路測量及大機搗固新技術應用研究

劉玉國（濟南鐵路局工務檢測所,濟南 250001）

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鐵路測量及大機搗固新技術應用研究

劉玉國
（濟南鐵路局工務檢測所,濟南 250001）

摘 要：GRP VMS軌道快速測量系統目前熟在新建鐵路及既有線得廣泛應用， 這種必需在線路上布設精密控制網即（CPIII測量控制網），基于該精密控制網，提出一種新的有砟軌道大機搗固作業方法，即“精確搗固法”。較傳統的測量方法及大機作業模式，該測量系統比傳統測量系統顯著提高測量精度和測量效率，同時也大大提高大機作業的效果。解決高速鐵路及客運專線維修的難題。

關鍵詞：大機作業; 有砟軌道; 測量小車

目前在新建有砟鐵路和既有線都需大機要對軌道進行調整，保證線路設計的幾何線形，從而確保列車行駛平順性安全性。隨著當前鐵路運行速度的提高對線路的軌道幾何狀態提出更高要求，為了滿足行車的要求同時確保行車安全，需要對線路進行定期養護維修。尤其是高速客專線路對軌道的平順性要求更高，線路幾何狀態的調整需要大型機械作業進行。大機作業前需要測量小車對線路進行測量，計算出線路的起道量、撥道量。

1 目前線路測量方法主要

（1）傳統的測量方法：線路軌道抬道量、落道量主要使用水準儀對軌道縱斷面進行測量獲取，測量點間隔10m或5m；軌道的撥道量主要使用全站儀對線路軌道測量，計算出鋼道撥道量。測量點間隔一般直線上20m，曲線上10m或5m，工作效率較底，測量精度底，大機作業效果差。

（2）測量小車測量方法：精控網CP3控制點將線路分割為若干測量區間，通過全站儀6-8個CPIII點后方交匯方法進行設站，測量小車上的棱鏡，計算出線路位置與設計位置的偏差。兩個相鄰CP3控制點之間的線路為一個測量區間，兩個測量區間通過CP3控制點搭接，進行絕對控制；測量精度高（長、短波不平順值，測量軌道長、短波平順性的精度優于1mm），工作效率高（1m/h），大機作業效果顯著。

2 目前大機搗固作業主要模式

簡易搗固法：目前測量方法及測量設備技術水平影響大機作業的效果，線路起、撥道量測由作業人員將線路起、撥道量在線路鋼軌上相隔5m或10m人工標記，進行搗固作業。作效率較底，大機作業效果不顯著。

3 目前的大機搗固作業模式和測量方法主要存在問題

（1）測量作業和大機作業效率不匹配問題，傳統測量方法作業速度慢，不能大機作業滿足要求，勢必以增加設備和人工投入來解決。

（2）軌道起、撥道量不能自動導入大機控制系統問題，傳統測量方法數據格式不能直接導入大機控制系統，只能用人工手動輸入，速度慢，勞動強度大、效率底。

本文對GRP VMS在膠濟客專的線路測量精確調整中應用的情況介紹。通過實驗GRP VMS測量小對的線路快速測量，測量的數據直接導入大機控制系統進行搗固作業，測量精度和工作效率大大提高，大機作業效果明顯改進。

4 GRP VMS軌道快速測量系統

（1）GRP VMS測量小車系統組成：該系統主要由軌道測量小車和全站儀兩部分組成。數據采軌道測量小車主要主要功能是測量線路的里程、超高、軌距。全站儀主要功能是進行跟蹤軌道測量小車的棱鏡進行測量。

（2）GRP VMS測量小車系測量原理：采用基于絕對控制的相對測量原理，將設計線形輸入到軟件中，現場全站儀利用控制網進行設站，然后自動跟蹤軌道測量小車上的棱鏡對軌道進行測量。起撥道量數據可以實時以無線的方式傳輸給搗固機，也可以采用數據導出然后拷貝到搗固機的數據處理單元的方式，（取決于搗固機的型號）。利用線路兩側的三維精測網，采用絕對定位的方法，測量軌道當前位置與初始設計位置的偏差，獲得線路的起撥道量，以實現對線路高精度、高效率的維護。

（3）GRP VMS測量小車系測量方法：室內將設計線形及參考點到線路的設計偏移輸入到軟件中，現場選定兩個參考點，全站儀自由架設在兩個參考點之外的位置上，并跟蹤軌道測量小車上的棱鏡進行測量。在測量的過程中，在參考點所在斷面處，利用軌道測量小車上配置的斷面儀測量參考點到線路的橫距和垂距。數據采集完成后進行后處理，獲得整個線路的起撥道量。

5 數據采集

數據軌道測量小車上配置CPIII點測量裝置（控制點測量儀），數據采集人員手動將CPIII點測量裝置發射的激光對準CPIII點上的測量標志，進行測量。操作流程如下：

（1）測量前準備：內業數據曲線要素（曲線半徑、四大樁的里程、緩和曲線長、豎曲線超高）、縱斷面設計數據、CPIII控制點成果數據。

（2）測量設備組裝：數據采集軌道測量小車現場系統組裝、傳感器校準。

（3）數據采集：全站儀自動調平后，手動瞄準數據軌道測量小車上的棱鏡，數據采集小車上的控制點測量儀測量第一個CPIII點（起點），向全站儀的方向推行軌道測量小車，停在下一個CPIII點所對應的位置上，其間動態采集所有線路上的點，軌道小車上的控制點斷面儀測量第二個CPIII點（終點），全站儀向前推行到下個CPIII點后面的5-10米軌道位置上。重復以上步驟，直到測量完成所有作業區間。

（4）通過數據處理獲得線路的偏差數值并根據數據制定出線路調整方案，提交大機進行作業。

6 結束語

經過GRP VMS軌道快速測量系統與傳統的測量方法及大機作業模式對比，該系統主要有以下優勢支持搗固量優化，可分多次搗固。數據格式全面兼容大機WinALC控制系統，導出搗固機可以直接使用的數據和軌道設計線形。在既有線維修中引入絕對控制，是改善線路線形，提高運行舒適度的行之有效的措施，尤其是對消除長波不平順，效果非常明顯。從膠濟客專近一年的實踐來看，雖然過程中遇到了各種各樣的困難，最終還是取得了不錯的效果，測量效率和數據精確度較傳統方法有較大提高，大機作業后無論是從動檢車檢測結果還是人工添乘的效果來看，線路狀況都較以往都有了明顯地提升。希望膠濟客專在線形精測優化方面的積極探索對提高中國既有線養護維修水平帶來積極的示范效果。

DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.02.075