III型板式无砟轨道施工测量系统

1、III型板式无昨轨道模注检测和施工测量系统成都普罗米新科技有限责任公司一、系统方案21.1. III型板式无柞轨道施工技术概述21.2. III型板式无柞轨道施工测量系统41.2.1. III型板式无柞轨道施工测量系统基本原理41.2.2. III型板式无柞轨道施工测量系统的组成5二、III型板式无柞轨道施工布板软件72.1. 计算起算数据82.2. 主要功能8三、III型板式无柞轨道钢模检测与调整系统133.1. 系统组成133.2. 基本原理133.3. 轨道板模型检测工装143.4. 轨道板模型调整方法153.5. 所需设备153.6. 轨道板钢模调整软件16四、III型板式无柞轨道成品

2、板检测系统174.1. 系统组成174.2. 检测内容174.3. 检测方法184.4. 成品板检测报告19五、III型板式无柞轨道精调测量定位系统215.1 .系统组成215.2 .作业流程225.3 测量标架225.4 III型板式无柞轨道精调定位测量软件的界面235.5 实测过程24六、长钢轨精调测量定位检测系统256.1. 系统组成256.2. 检测步骤256.3. 实测过程266.4. 轨道检测数据分析处理27IlHl型板式无昨轨道施工技术概述Hl型板式无碎轨道是板式无碎轨道的新技术体系，其无碎轨道板的关键施工技术为：在路基地段是纵联板，在桥梁段是单元板。单元板之间已经没有凸台，改成

3、了轨道板下方形凸出的混凝土定位锥设置概念的初铺定位，两种板外形完全一样，承轨槽都带有挡肩，曲线地段承轨槽面依靠钢模承轨槽的调整预制成空间曲面；轨道板与底座混凝土之间依靠灌注自密实混凝土固定。因此，Hl型板式无碎轨道的技术体系是真正意义上的具有中国自主知识产权的新型高铁无碎轨道技术体系。其无碎轨道板的施工的基本工艺流程如下图所示。III型板路基段无碎轨道板（纵联板）施工基本工艺流程图I安装扣件及钢轨落槽J,钢轨铺设精度检测超限部位钢轨扣件或垫板更换III型板桥梁段无柞轨道板（单元板）施工基本工艺流程图1.2. III型板式无昨轨道施工测量系统1.2.1. III型板式无昨轨道施工测量系统基本原理

4、根据III型板式无碎轨道施工技术的基本工艺要求和特点，其无碎轨道板的施工测量的关键技术和基本原理为：直接测量、随机定位、偏移算法。直接测量是指所有的施工测量流程均以线路两侧的CPIII轨道控制网作为测量的基准参考点，采用自由设站边角交会的方法确定全站仪的设站坐标和方位;随机定位是指轨道板的精调定位无需事先计算出需要精调的轨道板上测量定位点的理论坐标数据，而是随机实测需要精调的轨道板上的测量定位点的三维绝对坐标数据，实时计算出该点的精确里程和应有的理论设计位置，具有实时、随机定位的特点。偏移算法是指轨道板碎底座钢模板精调定位、轨道板的精调定位、钢轨精调测量定位时，其理论坐标的计算模型是根据测量定

5、位点距线路中线的横向和高程的偏差，通过三维空间的投影变换计算得到该点的理论坐标，从而进行横向和垂向的调整量计算1.2.2. III型板式无昨轨道施工测量系统的组成III型板式无碎轨道施工测量系统主要有：III型板施工布板软件；轨道板钢模调整与检测系统；轨道板成品板检测系统；轨道板精调定位测量系统；钢轨精调定位测量系统。在线路上的所有精调定位系统检测均采用线路两侧的CPIII轨道控制网作为测量的基准参考点，用自由设站边角交会法决定测站坐标和方位。iii板施工测量系统iii板 施 工 布 板 软 件板 钢 模 具 检 测 与 调 整 系 统轨道板成品板检测系统轨道板精调定位测量系统钢轨精调定位测量

6、系统其中：1 .III型板施工布板软件系统III型板施工布板软件(IIISlabConstructionDistributingSystem),是由成都普罗米新科技有限责任公司自主研发的施工布板系统软件，其主要功能为计算I/III型板的轨道板生产时的承轨台调整数据，计算施工放样坐标以及轨道板精调成果评估，其计算的起算数据为铁道设计院提供的平曲线、竖曲线、设计超高等线路设计参数，以及线路轨道板铺板分布等数据。2 .轨道板模型检测与调整系统采用高精度自动全站仪、配合相应的板模型检测工装、以及检测控制的机载软件或控制手薄软件，根据USCDS计算的到板数据文件对预制曲线段的轨道模型上的承轨槽钢模进行检

7、测与调整，将轨道板的承轨面预制成空间曲面。3 .轨道板成品板检测系统采用高精度自动全站仪、配合相应的成品板检测工装以及数据采集机载软件或控制手薄软件，采集轨道板上各个承轨槽位置和螺孔位置的三维坐标数据，导入轨道板成品板后台数据处理分析系统中，对成品板的质量进行检测和分析。4 .轨道板精调定位测量系统采用特制的可以和II型轨道板精调定位通用的测量标架测量获得轨道板各个调整工位的横向和高程调整量数据，将轨道板调整到应有的理论位置。5 .钢轨精调定位测量系统采用轨道几何状态检测仪，对钢轨进行任意里程处的绝对定位和相对定位测量，实时测量获得轨中点及左右钢轨的轨距、超高、轨向、水平、扭曲等空间三维坐标和

8、姿态，计算出左右钢轨的轨向、高程偏差和调整量数据，指导将左右钢轨调整到应有的设计位置。:、川型板施工布板软件III型板施工布板软件在轨道板施工过程中的应用线路设计系统III型板的数据输入/输出/处理流图A 板数据文件线路平面/超高参数生产轨道板由线路设计单位给出线路纵坡参数III型板施工布板软件放样坐标数据施工放样板缝中心里程精调成果数据评估结果III型板 精调 系统精调成果数据1.1. 计算起算数据1 .线路定线参数包括：平曲线、竖曲线、里程断链2 .线路布设的轨道板分布参数线路布设的板缝中心里程数据。1.2. 主要功能1 .输入线路定线参数2 .导入线路布设的板缝中心里程3 .III轨道板

9、承轨台调整的板数据计算4 .混凝土底座边模放样坐标计算5 .轨道板精调成果评估III型板施工布板软件主窗口III型板线路定线参数输入窗口导入线路布设的板缝中心里程数据窗口警普米斯£J/N国番04id酒钠我强*Ht3!匚百Q|#3*计开穴1苑仟甲将吊曰讣苴凸自封，空升：15，一，11门N更面I成山甘帆£中圾，凸k敷系恪式；国鼠篇镯瓯*配豪行格式："号.祗弟I,甲程I.苗型£.里理金衰审二.朝彳.ffilf.¥?>O。口 J noQOQlil口 fl-0 0 0-0-344OQ。口 3 口 -QOOOQX iJfH-FfMseHR"

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22、.warumh距力*游4u*曲cq附3 芍 LdkirrM甘f： & 丫立£.IJWH3融KLJ安*13的1rb 一见3Uv.jJ轨道板精调成果评估窗口左Dy门mm右Oy1mmiDz/1mm右Dn/1mm轨距门rnmT2O95S(iL'，二卡|11181*TM984tIj1%a0a11i曰1j1LK!I、j1Qq110自3、T2O3711-11Iiq!：pL11Ci11T2OS76也y-工rmT2O3811111i7!；17!f4ki-4-1xT2O98LL/j*|i11uJiL1J.JT2O99I11H11_1k_J一1-“JLf口111o1tLIdT2M961q1

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24、个轨座支点位置的理论空间坐标，再将这些坐标数据通过坐标系旋转和平移以及空间曲面的投影变换，转化成以轨道板纵向和横向为坐标轴的相对坐标系下的坐标数据文件（简称板数据文件）。普罗米斯丹/I："，"-J#/MG仆轨道板相对坐标系示意图板缝中心轨道板厂使用这些轨道板数据文件，采用高精度全站仪、轨道板模型检测工装、球形棱镜、以及模型测控软件，可以测量出曲线段的轨道板的模型上的承轨槽的模具在轨道板相对坐标系下的位置，并计算出横向和垂向的调整量，指导现场操作人员将这些承轨槽的模具调整到应有的位置，从而预制出符合曲线段要求的轨道板。同样地，采用高精度全站仪、成品板检测工装、球形棱镜，以及成

25、品板检测数据采集软件，采集每个承轨槽位置的空间坐标数据，与布板软件计算得到的轨道板数据文件中对应位置的理论坐标数据相比较，计算出每个承轨槽位置的横向和垂向偏差，对成品板质量进行检测，同时采集和各个螺孔位置的空间坐标数据，进行螺孔位置的直线性和对称性检测。3.3. 轨道板模型检测工装轨道板模型检测工装是特制的4个螺栓桩通孔检测套筒，即检测套筒可插入轨道板模型上去掉螺栓桩后的通孔，在检测套筒上在放置球型棱镜。3.4. 轨道板模型调整方法轨道板模型检测与调整流程3.5. 所需设备III型板钢模调整与检测设备及软件表序号设备名称数量用途1全站仪1台进行坐标测量2螺栓桩检测套筒4个插入模具螺栓桩通孔上并

26、与该处的钢模底面密贴3球棱镜4个反射目标4三脚架1副架设全站仪5软件1套分析处理观测数据、获得结果6PAD（测量手薄）1台运行轨道板模具调整软件普罗米斯£沙力二川”,必舁专0_*上成都普罗米新科技有限责任公司7无线数传电台1个连接PD解口全站仪，进行数据通信，发送调整量信息8无线信息显示器2个显示左右承轨台的调整量3.6. 轨道板钢模调整软件#轨道桢铜模具则13壬;18承机台孔距： 口市/ m全站仪；|5曰向口 假菌常敷：117：5|吊巾 入套筒则量高度i |，百壬| m 钢轨及扣件高度：回21 口| E测叟方向：|里程读司二气象改正邈个则里手动输入 七=I汪 %= |非 | hPa

27、=旧 51板数据：|LUB72 ; rsx根铝|板曰”口11S70PF535C11S70PF525C11070PF535C11670PF535011870PF535O11870PF535011070PF535O11870PF535O7142139455% 究064320& 3 0 7 4 1 80.L2.2,3,4,4.Dyl0.0006.00170.00250.00290,00290.0025D.00190.0007Y11：0.000&H1L：01皿1Y12：0.000&H1Z；0|Save |M则缴慢选项遁焙调整日志盘瑜调整口右图二：载入板数据文件图一：测量参数承台

28、I横向调整 左1I高程调整承凯台：6保存11870,01, D.Of-0.1,C 与内, L 口0002,0,1IIBTDjOQj 5口口口L%0 口 L3725Q J11157045, L L1 ,电寸 2.7495,0,1：11670,06,1.1.0.-0,3,4352,0.1：检则强后迭项链喑调整白志图三：图形化的测量界面图四：承轨台调整量显示普罗米斯沙Ft/iM*-r.-jr-rr?四、”型板成品板检测系统4.1. 系统组成III型板成品板检测系统组成高精度自动全站仪气象传感器成品板检测工装螺孔适配器球形棱镜板检测数据分析软件4.2. 检测内容钳口距离、承轨面坡度、承轨面与钳口面夹角

29、、承轨台间外钳口距离、拱高、直线度、平整度、轨底距等。2.检测器具1）检测平板岂罗米斯£'（""qM中国&芝.7上#32）自定心螺孔适配器III型成品板检测设备及软件表序号设备名称数量用途1全站仪1台进行坐标测量2球棱镜4个反射目标3检测平板1个测量轨道板钳口距、承轨面坡度、大钳口距等4自定心螺栓孔适配器4个能插入不同直径的螺栓孔导管中，与螺栓孔处混凝土顶面密贴5三脚架1副架设全站仪6软件1套分析处理观测数据、获得结果7常规量具1套测量承轨囿与钳口向夹角等4.3. 检测方法1 .在标准承轨台上对检测平板进行初始化处理；2 .在距被检测轨道板510米

30、的中线附近架设全站仪；3 .使用自定心螺孔适配器依次插入成品板的32个螺孔，并利用全站仪进行坐标测量，保存测量坐标数据文件；4 .使用检测平板一端紧靠承轨台外侧并利用全站仪进行坐标测量；5 .使用检测平板另一端紧靠同一承轨台内侧并利用全站仪进行坐标测量；6 .重复4、5步，至所有承轨台测量完毕；7 .将测量数据导入分析软件，获得钳口距离、承轨面坡度、承轨台间外钳口距离、实测拱高。8 .承轨台的承轨面与钳口面夹角宜采用角度游标尺直接测量。4.4. 成品板检测报告III型板成品板的检测报告主要包括以下几种数据结果:1 .钳口距离哥即HIS*LMfP金施靶旨口分折1*8 口xteia十体口2 .轨底

31、坡板号 1 P53»H6.339_24 ft £ i P535CQ (1.0,5.6景虹近域 M3 .螺孑L问品En幢号nIP535DH6339_2*所瞥P515W>|TD,54 .承轨台横向偏差曲线(与理论横向偏移值比较)鲂号:P&35CH201J3-23版型二P53&0Q口。二即庖向偏移择色:理论偏椁甄阿二英费偏幅看去PE350H6339_24板吧工P535OQ (2.0.5,6)横向【单剂B台舞用：理论偏稗 苔阿工实浏偏移5 .承轨台高程偏差曲线(与理论高程偏移值比较)输号；PS350H6339_24板型；PS3S0Q(2.056)超高媒色：理说

32、偏移蓝色：实测恒格oo 00 do oo oc oo oo五、”型轨道板精调测量定位系统5.1 .系统组成掌上电脑5.2 .作业流程”型板精调定位作业流程轨道板粗铺定位5.3 测量标架特点：1 .采用高强度、轻型复合铝型材，重量轻。2 .采用圆型管材作为测量标架横梁，不易弯曲和扭曲3 .独特的门型框架设计，使得支架不易变形。4 .创新性地采用一端支架固定，另一端支架可以围绕标架横梁旋转的结构设计，可以自动适应曲线段轨道板一对承轨槽面的扭曲结构，使标架的四个触及端完全密贴外钳口挡肩面，真实地反映曲线段的轨道板空间位置。5.4 III型板精调定位测量软件的界面它 国 因疆辑项目平面参数纵场叁粒筋叠

33、物板精调通信测试线路坐标补样计算调整成果半径缱入:提出;打开Te5t成功.文件©£操作查询理图二：线路定线参数输入（平曲线）图一：主窗口图三：轨道板定位测量界面右f|oo,ohl00.0右f|oo.o上十C0.0点位I辎向调蹙I高程i周整i# 里程: pooooao.oooa苴位I横向调整 I高程调整©： |右f |口口.0一| 上十u。. ©： |右f go | 上十 |oQ.O- 2 .里程；looooooo.oooo m犍作I咎标I调整I由硬I-驯量IF1F11计算口:!图四：轨道板调整量显示界面5.5 实测过程全站仪瞄准轨道板上的1号棱镜，开始测

34、量1号棱镜的坐标，完成后，系统将操控全站仪自动依次瞄准24号棱镜完成坐标测量，并自动计算出调整量数下一测量棱镜据，如下图所示:测量完毕返回1#棱/镜位置，X下一测量棱镜1下一测量棱镜142人工瞄准1号棱镜测站位置CRTSIII型轨道板精调定位测量系统的特点如下：1）采用可旋转门型框架、圆型管材横梁的测量标架，使得触及端完全密贴外钳口挡肩面，真实地代表曲线段的轨道板空间位置。2）采用“直接测量、随机定位、偏移算法”，直接使用线路两侧的CPIII控制网作为测量基准，可随机测量任意线路上里程位置的轨道板的实际空间位置和姿态，可直接计算轨道板上任意中、边桩的理论坐标。3）一个测站可测量5块轨道板，测量

35、效率高。4）换站后，采用余弦函数平滑处理换站搭界偏差，保证调整轨道板的平顺性。六、长钢轨定位检测系统6.1. 系统组成设备数量用途SGJ-I-CDP-3型轨道几何状态测量仪1套对钢轨进行轨距、水平（超高）、绝对坐标的测量气象设备1只用于测距气象改正全站仪1台对轨道几何状态测量仪上的棱镜进行坐标测量CPIII目标棱镜组8个全站仪自由设站边角交会的目标6.2. 检测步骤6.3. 实测过程图一：使用SGJ-I-CDP-3型轨道几何状态测量仪进行钢轨定位检测。口oo.oU0.0左轨向调整：右一00.0mm0,0左高程调整:上tOOJOmn0.0右轨向调整:右f0D.0mm0,0右高程调整：上十0口口m

36、m0,0里程：0000000.0000m00.000轨麻0000,0mm:0.0超高:00.0mm:00.0左高程调整：巨_|oonmm,右高程调整：巨0Q.0mm,巾机向调整：右十UU.0mmo.O里程：0000000,0000E00.000麟作沙标调提修正选q利里|1市声"|补测段作生再调整修正选审则里前进II后退而左右轨同时调整的显示界面不进行轨距调整的显示界面图二：SGJ-I-CDP-3型轨道几何状态测量仪测量手薄软件的测量界面6.4. 轨道检测数据分析处理图三：SGJ-I-CDP-3型轨道几何状态测量仪后台数据分析软件芭丽麻：叵二il 雷”B： E 标就率+ yr. .1.

37、L. Up：Pt3 Mfr： |,嗨 |皿：5 .一：I： " _ 味：二1伸 1=1F3帆啦球平JBi性分F1715Dr长拄川由恒，1哧Mrd值已值整官古糊aa曜水平直就向右料滔左武归右高惬林跑屈曲主就向首轨芍左纪七E»t51T左h郁工*dD.SIF-fi.d-D3-fls-fi4d4d.JAat-Cl1-fl£一：iD4bj印5.©50)£°T.2D.9I.0.9-Q5-03吨3a31.20.9-0.E01Q1-C2-C!-09.Cl5.0uT3Ifi.5fi.aa.i-fifl-fl101T£-t.J0-fls一04n&-C9-D4-1&49.S5.fl*54.S7J6.Tn.a-11-fi$D屯-acifi.4.-flJ-a*04fla7a-D守-D事9.S4.554.a|74D.r*1i-117r0102I0,4I040I-tE-t-025.54.t4.0-16D.&if10.411*01。4as-«14.400n037Jtl*t.i4I4.51*0*电D.9-D.i0.Si-05。3a(1&qu