關于鐵路軌枕預制定位技術的探討

夏春光

（中鐵十七局集團第三工程有限公司）

關于鐵路軌枕預制定位技術的探討

夏春光

（中鐵十七局集團第三工程有限公司）

軌枕在鐵路工程中的大量投入使用，對軌枕的精度要求隨著提高，其中定位技術的應用，是保證軌枕預制精度的關鍵。本文將在了解軌道檢查儀在鐵路軌枕預制期間的應用要求基礎上，深入分析鐵路軌枕預制定位功能基本原理，并展開全方位的定位技術要點應用探討。

鐵路工程；軌枕預制；定位技術

1 鐵路軌枕預制時軌道檢查儀的應用

鐵路軌枕預制的定位，需要利用到軌道檢查儀，這種儀器可用于有線平順性的靜態檢測，其檢測準確度可達到0 級標準，適用于測量速度在350km/h 以下的高速鐵路。軌道檢查儀的軌道幾何行為，可通過自變量的描述，確定推行的具體里程，但由于長距離測量容易出現誤差，要求定位時要兼顧軌道的特點，并按照軌檢儀的行業標準，保證測量成果與軌枕的對應性，以及提供檢查的硬件保障措施。除此之外，軌道檢查儀的應用，還需要增加硬件檢測的定位功能，使得檢查儀更加適用于鐵路軌枕預制的精確和快速檢查。

2 鐵路軌枕預制定位功能的基本原理分析

軌枕預制需要綜合考慮與鋼軌之間的連接，期間需要借助扣件實現軌檢數據域軌枕ID 的關聯，以及借助圖像傳感器間接檢測軌枕。具體的定位功能基本原理如下：

（1）在一定范圍內，電渦流式接近開關，與被檢測金屬導體之間，會因為距離的調整而出現電平信號的變化，屬于一種距離模式的傳感器，在鐵路軌枕預制定位時的應用，主要通過振蕩感應頭，在接入高頻振蕩電路后，進行整型檢波和信號處理，進而輸出開關量，再由單片機進行識枕。

（2）電磁場的振蕩感應頭，在扣件緊固螺栓接近后，會出現渦流，進而反作用在接近開關上，使得開關的振蕩能力減弱，并出現內部電路參數的波動，此時即可識別扣件接時的開關通斷，而單片機的功能模塊，亦可獲取相關信號。

3 鐵路軌枕預制定位的技術要點

關于鐵路軌枕的預制定位，需要考慮到軌枕所應用環境的惡劣，或者其他認為因素對軌枕扣件的損壞。另外在定位過程中，金屬雜物金屬量超標，也會影響軌枕預制的識別，進而出現漏識和誤識的技術紕漏。為克服該技術難點，要求應用好以下鐵路軌枕預制的定位技術：

3.1 提高定位儀器配備的水平

關于鐵路軌枕預制定位的儀器配備，是保證定位工作正常開展的基礎條件，而提高定位儀器配備的水平，需要從保持儀器良好狀態和定期校準兩個方面入手：一方面是保持定位儀器良好的狀態，鐵路軌枕預制環境的復雜性，對定位儀器的狀態保持具有較高要求，而為了保持定位儀器良好的運行狀態，一方面需要按照試驗項目的技術標準要求，采用適當類型和數量的儀器，提高定位儀器利用的針對性，確保所使用的儀器性能和精度，均能夠滿足標準要求，另一方面是儀器使用過程中，采用正確的操作方法，結合工程的實際定位要求，充分發揮儀器的定位功能。另一方面是定期校準定位儀器，定位儀器本身存在的誤差，容易影響定位結果的精確度，而為了保證儀器始終保持良好的精準度，我們應該進行定位儀器的定期校準，可將儀器定期送到指定的計量檢定機構進行檢定，或者根據規定的檢驗標準，定期自檢儀器，而對于檢定后不合格的儀器，嚴禁繼續在工程中使用。除此之外，定位儀器的日常保養工作，也是保持定位時良好精準度的關鍵性工作，并且在儀器使用后，認真檢查儀器的狀態和重新校準儀器。

3.2 理論值計算

鐵路軌枕預制所需的理論值，包括預制強度、彈性模量、截面特征值、預應力損失、正截面開裂彎矩、正截面極限彎矩、正截面開裂荷載、正截面受彎承載力極限荷載等。這些理論值的計算，主要根據試驗準備階段所測量的基本參數，繪制出計算圖紙，通過比較理論計算值和試驗實測值，合理控制軌枕預制的加載幅度。其中軌枕強度和彈性模量的計算，主要按照軌枕預制的抗壓強度標準，利用線性插入法計算得出；軌枕截面特征值是采用彈性理論換算的計算方法，將預應力鋼絲、非預應力鋼筋、架力筋、箍筋等不同類型鋼筋進行換算，得出軌枕截面重心、抵抗矩等截面特征值；預應力損失的計算關系到軌枕結構的設置，計算時除了要考慮錨具的變形和鋼筋的內縮問題，還需要了解鋼筋摩擦、溫差、應力松弛、環向預應力等；開裂彎矩和極限彎矩等理論值，則要考慮預應力損失的客觀因素，并根據已有的理論值進行計算。

3.3 軌枕誤識和漏識解決方法

根據鐵路軌枕預制的技術規范，要求控制好扣件節點間距、道岔區扣件間距，前者適宜距離在650mm 以內，后者適宜距離為600mm。以此作為軌枕識別的標準，可通過以下方法解決軌枕誤識和漏識的技術問題：

（1）軌枕信號處理軟件流程。在捕獲比較模塊中斷后，取本次和上次中斷位置的里程，獲取信號差值，然后根據信號的差值大小，判斷所捕獲的信號是否有效，以及是否存在漏識，否則需要進行漏識處理。

（2）軟件補償。利用扣件節點的節距特征，以軟件補償方式，在對獲取軌枕信號進行判斷之后，分析與有效信號中斷位置的里程差，然后利用軌道檢查儀，以125mm 作為單位距離進行采樣，如果信號的差值在500mm 以內，則表示軌枕信號誤識，所獲取信號無效；如果信號的差值大于500mm 而小于750mm，則說明軌枕的信號有效；如果信號的差值超過750mm，則表示信號捕獲時存在遺漏，需要找出漏識的信號。

（3）漏識處理。對于遺漏的信號，漏識處理的方法是利用通過測試所攫取的數據，然后驗算軌枕的間距，可根據公式 計算，其中D 表示軌枕間距；M 表示線路始端軌枕ID 號；N 表示當次獲得軌枕ID 號；Lm 表示線路始端軌枕位置里程值；Ln 表示當次獲得軌枕位置的里程值。通過公式計算，可以明確軌枕具體的漏識數量，在合適的地方追加軌枕采集信號，達到漏識補償的目的。期間相鄰兩次軌枕捕獲的里程差和漏識軌枕數量，均為漏識補償的參數。

3.4 軌枕預制定位的流程優化

按照鐵路軌枕預制的流程，對各個環節進行定位測量，主要分為以下幾個步驟：首先是軌枕預制所需螺桿支架的定位調整，在將軌枕形成軌排的過程中，將扣件緊固在軌枕的中間，然后安裝螺桿支架，用于支撐整個軌排，在此需要進行豎向定位，即利用一個螺桿支架固定三根軌枕，再沿著軌枕的中心線，控制軌枕的撓度，以免對線形產生影響。其次是豎向初步定位，即在安裝好螺桿支架之后頂升軌枕，期間需要借助經緯儀等定位儀器，對支承軌底和軌排等進行定位，以便將高度控制在設計范圍內，同時找出豎向定位后的安全鎖定點。再次是橫向初步定位，可將軌排調整到設計高程以下的5mm位置，然后在防撞墻上固定支撐桿，再利用全站儀定位搭接測端的搭接長度，以此減少模板安裝的誤差，有效避免由于模板位移和變形，對軌枕位置產生影響。

4 結束語

綜上所述，關于鐵路軌枕的預制定位，需要考慮到軌枕所應用環境的惡劣，或者其他認為因素對軌枕扣件的損壞。另外在定位過程中，金屬雜物金屬量超標，也會影響軌枕預制的識別，進而出現漏識和誤識的技術紕漏。為克服該技術難點，要求應用好以下鐵路軌枕預制的定位技術，其中要求提高定位儀表配備的水平和進行理論值計算，在確定軌枕誤識和漏識的解決方法，以及對軌枕預制定位流程進行優化。

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1007-6344（2017）01-0050-01