批計算在有砟軌道養道中的應用

沃英軍

摘 要：本文論述在有砟軌道大機養道期間，測量人員利用自動全站儀現場采集鋼軌頂中心坐標和高程數據，通過輕松測量軟件批計算功能快速計算出待調軌道的起道量和撥道量，提供給軌道搗固機現場搗固作業。工程實踐證明，該方法具有操作簡便、效率高、計算速度快等特點，同時采用自動跟蹤全站儀具有測量精度高，減少人為誤差的優點，值得在新建或改建時速160 km/h及以下的有砟軌道大機養道施工中推廣應用。

關鍵詞：有砟軌道;批計算;自動全站儀;大機養道

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.01.103

1 引言

新建或改建有砟線路在鋼軌鋪設完成后，為確保有砟軌道的高平順性，采取精測與精搗的作業方式，以保證軌道結構的相對穩定及線路平縱斷面的平順性[1]。要進行多次大機搗固養道作業，大機搗固養道作業前需要測量人員盡快測量出軌道鋼軌的空間位置，準確計算軌道的起道量和撥道量，通過搗固機將軌道調整到設計位置，達到軌道整體平順性，具備開通條件。本文結合成綿樂鐵路客運專線成都東站至成都南站區間的施工，對測量數據批計算的方法進行論述。

2 工程概況

成綿樂高速鐵路客運專線，起于成都東站，經樂山最終抵達峨眉山站。成綿樂高速鐵路客運專線為雙線電氣化鐵路，成都東站至成都南站區間正線設計為有砟線路，設計時速160km/h，起止里程為DK157+490～DK163+300，設計2條軌道，區間長度5.81km。

3 作業前準備工作

3.1 測量儀器和人員配置

全站儀應具有自動目標搜索、自動照準、自動觀測、自動記錄功能，其標稱精度應滿足：方向測量中誤差不大于±1″，測距中誤差不大于±1mm+2ppm。全站儀須經過專門檢定機構的檢定，并處于檢定證書的有效期內，在進行距離或坐標測量時，應進行氣象改正，溫度計讀數精確至0.5℃，氣壓計讀數精確至0.5hPa 。

3.2 線性參數輸入

雙擊打開輕松測量軟件圖標，點擊新建項目，輸入新建項目名稱成都東站至成都南站區間，點擊確定，生成如圖2所示界面。

點擊工程，選擇編輯線路參數，依次輸入線路設計平曲線參數、豎曲線參數及斷鏈等，顯示如下界面。

3.3 里程標記

全站儀數據采集作業前，根據GPS-RTK放樣線路出里程，人工在鋼軌上每10m用紅油漆做上標記（曲線在內軌上），寫上里程號，左、右線里程分別標記。

4 全站儀設站和采集數據

4.1 自由設站

自由設站觀測的CPⅢ控制點不應少于6對，采用與CPⅢ網測量一致的CPⅢ標志。全站儀宜設在線路中線附近，位于所觀測的CPⅢ控制點的中間。更換測站后，相鄰測站重疊觀測的CPⅢ控制點不應少于2對。自由設站點精度一般應符合表2要求，連續橋、特殊孔跨橋自由設站點精度可放寬至1.0mm。

完成自由設站后， CPⅢ控制點的坐標不符值應滿足表3的要求。當CPⅢ點坐標不符值x、y大于表3的規定時，該CPⅢ點不應參與平差計算。每一測站參與平差計算的CPⅢ控制點不應少于6個。

4.2 數據采集

設站后，全站儀現場采集數據，保存之前更改編號名稱，外業觀測采用自動記錄方式，特別注意點號輸入的正確性，使之與鋼軌上編號相一致。為加快采集數據進度，減少搬站次數，左、右線路軌道坐標和高程可在一站采集，左、右線數據宜分開保存。

每站觀測距離約120m，每站全站儀采集軌道坐標和高程時，宜用同一精密棱鏡。在采集數據時，應由遠及近完成全部軌道測量。每次安置棱鏡三腳座時，要精確整平棱鏡三腳座，在棱鏡三腳座移動過程中，棱鏡應始終面對全站儀，并對應在鋼軌頂中心位置。

5 數據導出和格式轉換

5.1 導出數據

將采集到的數據從全站儀作業中導出到CF卡，按格式文件.txt導出，導出作業里面的點號和N、E、Z這四項到CF卡里。

5.2 格式轉換

新建一個excel文件，命名為成都東站至成都南站區間起道標高-左線。打開zx.txt，ctrl+A全部選中文件中數據，復制選中數據。打開成都東站至成都南站區間起道標高-左線，將復制數據粘貼到excel表格中。選中數據列，點擊數據--分列--分隔符號--逗號（C）--完成。

新建一個文本文件，將X、Y坐標以英文輸入法下的逗號，分開粘貼到文本中，坐標格式如下圖。

6 數據批計算

打開輕松測量軟件，打開成都東站至成都南站區間項目文件，點擊坐標反算樁號和偏距。選擇批量反算，打開之前保存好的文本，軟件自動反算出樁號和偏距，將反算好的數據整理到excel文件成都東站至成都南站區間起道標高-左線中。根據反算出的樁號計算出設計高程，點擊批量計算高程，將反算好的數據整理到excel文件成都東站至成都南站區間起道標高-左線中。

7 大機養道和驗收

將經批計算完成的有砟軌道撥道量和起道量，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導入[3]，搗固機根據相應里程的軌道撥道量和起道量自動進行搗固作業，在搗固過程中，作業人員應隨時校正里程，以便搗固機作業里程和現場軌道標記里程對應，確保搗固精度。經五搗三穩后，線路平順性經成都鐵路局工務段驗收合格，滿足規范要求，具備開通條件。

8 結束語

成都東站至成都南站區間雙線11.62km，原計劃投入2臺全站儀和6名測量員，實際現場采用一臺自動跟蹤全站儀采集數據，測量數據采用輕松測量軟件批計算功能計算軌道撥道量和起道量，大大節約人員和設備投入（1臺儀器和3名測量人員）。區間11.62km線路僅用10天時間完成了線路的五搗三穩作業，比原計劃節約了6天，加快了施工進度，提高了大機作業效率，而且軌道養道精度滿足設計要求，順利通過成都鐵路局工務段驗收。

工程實踐證明，測量數據批計算在時速160km/h及以下的有砟鐵路的大機養道作業中，具有測量精度高、數據處理快、作業效率高的的優點，值得推廣應用。

參考文獻：

[1]孫和金，張杰.高速鐵路有砟軌道不平順的解決辦法[J].中國鐵路，2017（09）：47-51.

[2]《高速鐵路工程測量規范》TB10601-2009，J962-2009[S].北京：中國鐵道出版社，2010：102.

[3]劉玉國.鐵路測量及大機搗固新技術應用研究[J].山東工業技術，2016（02）：85.

[4]《鐵路軌道工程施工質量驗收標準》TB10413-2003，J284-2004[S].北京：中國鐵道出版社，2004：43.