城际铁路CRS I型轨道板及GR测量精调技术

城际铁路CRTSI型轨道板及GRP测量精调技术摘要：xx城际铁路今年5月1日世博会开幕的时候已经正式通车，是长三角地区首批开工建设的时速350公里高速铁路之一，在高平顺、高稳定技术，牵引供电技术等方面进行了多项技术创新。着高速铁路建设的增加，高速铁路施工设计与施工技术都得以飞速发展，在结合国内建设需要借鉴国外相关经验的基础上，进行了许多创新与改良。使得高速铁路的建设在提高施工精度的同时也提高了施工效率。GRP点在CRTSI型板应用就是结合CRTSI型板与CRTSII型板各自优势的基础上，提出的改良施工方案。这一测量方法不但保证了施工测量中的精度，还提高了施工进度。因此GRP点的测设直接影响轨道板铺设后的精度和质量。本文详细介绍在xx城际线上工程CRTSI型轨道板测量精调技术。关键词：xx城际，GRP，CRTSI、CRTSII型轨道，精调技术一、概述轨道板的精调主要是保证轨道板承轨台位置的高度及方位，通过调整轨道板的高度及平面状态，可以将各螺栓孔位置精确安置。从而保证的轨道扣件安放精度。减少扣件安放后轨道的调整量。也通过与扣件的逐级控制提高了轨道的可调性，和施工过程中各个步骤的可行性。xx城际铁路轨道板精调结合CRTSI型板与CRTSII型板各自优势的基础上，提出了用精调标架和GRP点的测量方法。全站仪在两个GRP上做已知点建站，测量放置在CRTSⅠ型板上螺栓孔精调标架上的棱镜后，可以测量出该棱镜所处位置的实测三维坐标，根据坐标可以确定它在线路中的里程，经过软件的里程推算，得出该处的理论三维坐标，软件计算实测和理论坐标的偏差，将偏差值显示在显示器上，根据偏差对CRTSⅠ型板进行调整。为保证测量精度，左右线应分开进行调整。这一测量方法不但保证了施工测量中的精度，提高了施工进度，同时也保留了现场测量成果，为后处理数据检查、分析与报表生成提供了有效的依据。二、仪器设备1．平面测量仪器设备GRP平面测量采用智能型全站仪，配合CPⅢ精密棱镜和GRP精密基座进行，每个测量组配置一台全站仪，其精度要求如表1、表2所示。2．高程测量仪器设备GRP高程测量应采用电子水准仪与配套因瓦尺进行。对于GRP处的测量，应采用专用底部对中配件，其长度在出厂时应精确测定。高程测量每个测量组需配置的设备如表3、表4所示。（1）全站仪全站仪是数据测量的主要实施者，为了确保CRTSI型板的安装精度，要求全站仪达到以下精度：测角精度1″；测距精度1mm+2ppm。带有自动照准，自动跟踪功能。（2）棱镜棱镜加工精度0.2mm，棱镜常数17.5mm。（3）精调标架精调标架是本系统重要的组成部分。精调标架加工精度为0.2mm，倾斜传感器精度为0.2mm。标架总共4付。如下表：（4）工控机（5）精调软件三、轨道板安置利用提前放样的框线安置轨道板，将板安置在两个凸台之间，并将轨道板放置在用于轨道板调整的垫木（厚度4cm）上。为了能使今后的精调工作得以顺利进行，在轨道板安置时应尽量相对准确地摆放轨道板和安置调整件。因为调整件螺栓的移动距离一般很有限，为了避免应调整量超出调整件调整范围，放置前应将其调到中间位置。四、GRP的布设（1）GRP设计坐标计算GRP埋设之前，首先需要利用相应铁路线路的设计参数和GRP的设计里程，计算直线段、圆曲线段和缓和曲线段上将要埋设的GRP的设计坐标，计算时要考虑圆曲线段和缓和曲线段超高对GRP设计位置的影响，以保证后续GRP放样和测量工作的顺利开展。GRP设计坐标的计算应编制专用的软件进行。（2）GRP放样GRP应采用全站仪自由设站坐标法放样的方式进行，自由设站观测的CPⅢ控制点不得少于3对。更换测站后，相邻测站GRP测量重复观测的CPⅢ控制点不得少于1对。GRP放样时，自由设站点的精度应满足下表的要求。GRP的放样理论上可以不考虑自由设站点H方向高程的精度，但为了下一步检核CPⅢ控制点坐标的不符值，应该保留此精度指标。自由设站测量完成和精度满足要求后，CPⅢ控制点的坐标不符值应满足下表的要求。若CPⅢ控制点坐标不符值不满足上表的要求，在保证CPⅢ控制点数量不少于2对的情况下，应将超限点剔除后再重新进行自由设站。在自由设站精度和CPⅢ精度满足要求的前提下，利用全站仪和GRP的设计坐标对本测站的10至14个GRP进行坐标放样。放样距离应根据天气情况确定，阴天无风时距离也不宜过大；高温、雨雾或晴天应适当控制测量距离。（3）GRP埋设在GRP放样后，应按要求对GRP进行埋设，考虑到轨道板精调的需要，xx城际铁路GRP应设于凸型挡台中心，按每5m（CRTSI型轨道板的长度）布设一个，左、右线分别布设，埋设位置偏离放样点位置不应大于1cm。标志的埋设分以下两种情况：1.对于底座板施工完成后随即进行凸型挡台的情况（如直线段），可在GRP放样点的位置上钻孔，预埋如图所示的GRP基标钉，并用粘合剂锚固。2.对于轨道板精调后施工凸型挡台的情况（如曲线段），应在底座板施工时在放样点位置上预埋如下图所示的钢棒型GRP标志点，其钢棒直径为25mm～30mm之间。钢棒埋设是必须保持竖直方向，而非垂直于底座板。五、GRP的编号GRP的编号分左右线分别进行，沿线路里程增加方向编号，统一为七位。具体规则为：L（左线）/R（右线）+×××（里程整公里数）+×××（该公里段GRP序号）。六、GRP的测量GRP三维坐标的测量，应采用平面坐标和高程分开施测的方法进行。相邻GRP之间的相对精度应满足0.2mm平面和高程0.1mm的要求。1．GRP的平面坐标测量GRP的平面坐标测量应采用标称测距精度≤（1mm+2ppm）和标称方向测量精度≤1″的智能型全站仪进行。全站仪任意设站，通过与线路两侧4对CPⅢ控制点的联测，最终达到确定GRP坐标的目的。（1）平面测量标志CPⅢ控制点平面测量标志与《xx城际铁路CPⅢ控制测量技术方案》一致；GRP平面测量则采用如图所示的带有强制对中功能的精密基座与相应的精密棱镜。在进行GRP平面位置测量时，为保证相邻GRP间测量的相对精度，原则上一个测站只用一个精密基座进行，并在测量前需对所使用的精密基座的气泡进行校正；若两个同型号精密基座的可重复性和互换性精度能达到≤0.1mm，则可用两个精密基座同时进行测量，以提高GRP的测量效率，但同一测站同一基座每次测量点位需要固定，尽量避免不同基座间的系统误差影响。（2）平面测量方法法GRP平面测量量外业观测测应满足下下列要求：：1）全站仪设站点点应尽量靠靠近GRP的连线方方向。2）左、右线GRRP的测量，应应分别设站站观测。3）同一测站观测测的CPⅢ控制点不不应少于4对，观测测的GRP宜为10～14个（可视视天气情况况作相应调调整），其其中包括与与上一个测测站搭接的的五个GRP。4）在进行正式测测量前，应应通过本测测站的4对CPⅢ控制点进进行自由设设站，其精度应应满足下表表的要求。自由设站测量完完成和精度度满足要求求后，CPⅢ控制点的的坐标不符符值应满足足下表的要要求。若CPⅢ控制点坐标不符符值不满足足上表的要要求，在保保证CPⅢ控制点数数量不少于于3对的情况况下，应将将超限点剔剔除后再重重新进行自自由设站。在自由设站精度度和CPⅢ精度满足足要求后，方方可继续进进行GRP平面测量量工作。5）同一测站的CCPⅢ控制点和GRP测量，应应采用全站站仪正镜位位进行多个个半测回的的观测，CPⅢ控制点应应采用相应应控制软件件进行自动动观测，GRP采用一个个或两个精精密基座依依次挪动进进行人工观观测。具体体观测顺序序为：先观观测所有CPⅢ点，再由由远及近观观测所有GRP。GRP的观测不不应少于3个测回，CPⅢ点的观测测不应少于于4个测回。测测回间的坐坐标较差应应满足下表表的要求。6）同一测站每个个测回GRP观测都应应由远及近近依次进行行观测。7）每一测站重复复观测上一一测站的CPⅢ控制点不不应少于2对，重复复观测上一一测站观测测的GRP不应少于5个。以左线测量为例例，GRP平面测量量的方法示示意如图所所示，右线线测量与左左线类似。（3）平面数据处理理方法GRP平面测量量的数据处处理，应采采取约束联联测的CPⅢ点坐标和和本测站搭搭接的第一一个GRP合格坐标标的方法进进行平差计计算。在同一测站，分分别对四测测回的CPⅢ控制点和和三测回的的各GRP的坐标测测量值求平平均值，计计算单测回回的坐标值值与其均值值的差值，其X、Y方向的限差为0.4mm。采用本站联测的的CPⅢ控制点和和各GRP坐标的均均值作为观观测值，利利用本站联联测的CPⅢ控制点的的已知坐标标和本测站站搭接的第第一个GRP合格坐标标作为起始始值，采用用平差的方方法求解CPⅢ控制点两两套坐标（线线路独立坐坐标系和测测站站心坐坐标系）的的转换参数数，再根据据得到的转转换参数对对各GRP的坐标均均值进行转转换。利用平差后得到到的转换参参数，对各各CPⅢ点的坐标标均值进行行坐标转换换，若转换换后CPⅢ点的坐标标与原CPⅢ坐标的差差值在2mm以内，则则所求的转转换参数合合格，否则则应重新测测量和重新新平差计算算求解转换换参数。坐坐标转换后后，本站剩剩余两个重重复GRP与上一站站测量的GRP的X、Y方向坐标标较差均应应小于0.4mmm。站间重复观测的的GRP可采用取取均值的方方法进行平平顺处理，确确保重叠区区内GRP平面位置置允许偏差差为：横向向不应大于于0.3mmm，纵向不不应大于0.4mmm。2．GRP的高程测测量GRP的高程测测量原则上上应该在轨轨道板初铺铺之后进行行，以避免免二期荷载载对GRP的高程造造成影响。为保证GRP高高程测量的的精度，GRP高程测量量应采用高高精度电子子水准仪和和一把配套套条码水准准尺施测，施施测时采用用附合水准准路线和中中视法支水水准测量路路线相结合合的方法进进行。（1）高程测量标志志GRP的高程测测量标志采采用条码水水准尺配合合底部对中中配件进行行，如图所所示；底部部对中配件件出厂时应应精确测量量其长度并并对测量数数据加以修修正。（2）高程测量方法法GRP高程测量量外业观测测应满足下下列要求：：1）水准仪设站点点应尽量位位于相邻两两个CPⅢ控制点之之间，每一一测站要求求如下表所所示。2）左右线GRPP高程应分分别测量。3）每300m左右应应与线路同同侧稳定的的CPⅢ控制点闭闭合一次；；同一测段段应进行往往返测4）同一测段内左左线（或右右线）其余余CPⅢ控制点均均作为转点点，用于对对高程测量量成果进行行检核，测测段内所有有GRP均作为中中视点。5）同一测段不需需重复测量量GRP。6）不同测段间重重复观测的的GRP不应少于3个。以左线往测为例例，GRP高程测量量的方法示示意如图所所示，左线线返测与右右线测量均均与此类似似。（3）高程数据处理理方法GRP高程数据据处理往、返返测应分别别进行。往测水准路线闭闭合差满足足要求后，先先对作为转转点的CPⅢ控制点进进行平差计计算，得到到各转点处处CPⅢ控制点的的高程，再再据此计算算各中视GRP的往测高高程。返测水准路线闭闭合差满足足要求后，也也是先对作作为转点的的CPⅢ控制点进进行平差计计算，得到到各转点处处CPⅢ控制点的的高程，再再据此计算算各中视GRP的返测高高程。最后取所有GRRP的往返测测高程的均均值作为本本测站GRP的采用高高程。各GRP往返测高高程值与其其平均值间间较差不应应大于0.33mm；重叠区区内GRP高程较差差不应大于于0.3mmm。七、GRP的维维护GRP作为轨道道板精调的的基准点，其其稳定性将将直接影响响轨道板精精调的精度度和质量，因因此对GRP要严加保保护，确保保其稳定性性。在安装装轨道板的的时候要注注意不要对对GRP进行碰撞撞，以及GRP所使用的的销钉应严严格保护，尽尽量避免其其磨损，以以免造成由由于销钉磨磨损造成轨轨道板或轨轨道精调时时测量的误误差。八、轨道板精调调（一）技术指标标（二）建站将全站仪用强制制对中三脚脚架架设在在GRP点上，全站站仪架设在在轨道板精精调前进方方向上，在在架设时需需保证三角角架架设牢牢靠，仪器器无晃动；；架设后视视棱镜，将将棱镜架设设在待铺轨轨道板沿轨轨道板精调调前进方向向下一个GRP点上,棱镜必须须精确对准准全站仪。在在架设仪器器时应尽量量避免三脚脚架的顶尖尖与基准器器摩擦，避避免三脚架架磨损造成成精度降低低。架设好好仪器后，选选择站点点点名或输入入坐标，选选择后视点点，将仪器器转向后视视点，搜索索锁定棱镜镜，测量后后视棱镜。软软件会给出出设计值与与测量值差差异，测量量人员可根根据定向限限差选择完完成测站或或重新建站站。在调完一块板后后，进行下下一块板前前对测站进进行定向检检查，合格格后方可进进行下一块块板的精调调，定向超超限则从新新建站。（三）检校标架架与倾角传传感器在每天工作前应应该对标架架和传感器器进行一次次检校，消消除变形误误差，此步步骤每天开开始工作前前只需要进进行一次。检核倾角传感器器：在板上上放置I号标架，全全站仪将对对I号标架两两棱镜进行行自动测量量。测完I号标架后后，在板上上放置II号标架并并测量。测测完II号标架两两棱镜后，将将自动保存存倾角传感感器的检核核数据。检核标架：该项项工作最好好在每个新新工作日精精调作业前前做一次，必必须通过标标准标架来来对此标架架的尺寸进进行改正，从从而消除标标架因变形形所带来的的误差。（1）拿出标准标架架（标准标标架在制作作的时候是是严格按高高精度要求求来制作的的，只用于于进行标架架校正，一一般存放在在箱子里面面，不易变变形）。（2）将标准标架放放置在I号（近仪仪器端的第第二行螺栓栓孔处）标标架位置，先先将固定端端插入螺栓栓孔内，再再使有弹簧簧的触及端端紧扣左侧侧螺栓孔内内（左侧；；指站全站站仪位置看看板）；手手工照准标标准标架的的触及端棱棱镜（左棱棱镜），进进行测量；；（3）调转标准标架架，将固定定端插入螺螺栓孔内，再再使用有弹弹簧的触及及端紧扣右右端螺栓孔孔（近仪器器端的第二二行螺栓孔孔处），手手工照准标标准标架的的右端（右右棱镜，与与上一步的的棱镜为同同一个棱镜镜），进行行测量，完完成后弹出出如下图所所示对话框框：（4）拿走标准标架架，将I号标架放放在近仪器器端第二行行，选择好好测回数，再再点选测量量I号标架，软软件自动定定位对I号标架左左右两棱镜镜进行测量量；（5）完成I号标架架测量后，拿拿走I号标架，将将II号标架放放进此位置置，点选测测量II号标架，软软件自动计计算两棱镜镜位置，指指挥全站仪仪观测两棱棱镜；（6）完成II号标标架测量后后，拿走II号标架，将将III号标架放放进此位置置，点击测测量III号标架，软软件自动计计算两棱镜镜位置，指指挥全站仪仪观测两棱棱镜；（7）三标架测量完完成之后，将将出现如下下图对话框框，选择存存储结果，将将保存本次次检核数据据，保存结结果“Absoolutee”为该标架架上的两个个棱镜与标标准标架相相比较，在在横向和高高程上的绝绝对偏差。“Channge”为当前测测量的结果果与上一次次测量的结结果的差值值。（四）标架安放放（五）轨道板精精调每一测站可精调调两到四块块轨道板，不不应大于六六块轨道板板但测距不不可少于5.000m。（当测测距时自动动锁定精度度将不能满满足轨道板板精调要求求，而视线线过长，则则会导致测测量结果不不够精确。）一般情况下，精精调作业可可分以下几几步进行：：（1）高程调节。将将轨道板四四角高程调调整至1mm以内。（2）平面调节。将将轨道板平平面位置（横横向）调整整至1mm以内。（3）高程与平面同同时调节。将将轨道板高高程和平面面进行个别别调整。（4）搭接测量。将将本块板与与上块板高高程和平面面进行搭接接。（5）完整测量。对对所有I,III,IIII标架的6个棱镜进进行完整测测量，合格格后进行拧拧紧压紧装装置。（6）检查，对所有有I,III,IIII标架的6个棱镜进进行重新进进行完整测测量，以确确定最终调调板结果，合合格后保存存测量成果果，反之松松开压紧装装置从新调调整。（六）轨道板复复测与精度度评价轨道板精调完成成后，如长长时间未进进行CA砂浆的浇浇灌，则在在浇灌之前前应对轨道道板进行复复测。将标标准标架放放置在之前前标架安置置的位置上上，依序测测量。检查查是否满足足限差要求求，当超限限时，需重重新进行精精调。CA砂浆浇灌灌完成后，应应挑选数块块轨道板对对其进行检检核，避免免因变形等等因素引起起的轨道板板变化。电脑软件保存的的数据，可可以用图形形的方案显显示出来，直直观的反应应轨道板调调整质量，并并可对轨道道板的调整整进行量化化评价，具具有现势性性和可追溯溯性，对下下一步利用用轨检小车车对轨道调调整提供指指导作用。（七）注意事项项（1）定期对全站仪仪进行检校校；（2）必须经常检查查配有对中中延伸头和和调节螺杆杆特制三脚脚架的稳定定状况；（3）必须将特制三三脚架的对对中延伸头头精确地置置于轨道基基准点标志志上；（4）必须定期校正正水准器；；（5）因使用磨损必必须定期校校正对中延延伸头高度度；（6）将测量标架安安置于支点点的打磨混混凝土表面面上时必须须做到小心心轻放；（7）必须定期校正正测量标架架，必要时时更换之；；（8）必须经常检查查棱镜对准准和清洁状状况；（9）必须特别精确确精调板过过度处（必必须避免板板间的跳跃跃）；（10）检查调置精调调爪的稳固固状况（不不能有旋角角、必须与与板上螺栓栓牢固扣装装在一起等等等）；（11）防止压紧装置置扣压过紧紧引起轨道道板变形；；（12）已调好的轨道道板应该明明显表示，禁禁止踩踏。九、人员与工效效（一）人员配置置测量员：两名。负负责测量方方案选择、建建站、测量量、测量成成果判断，与与现场人员员调配。调板工：四名。负负责轨道板板安置、棱棱镜摆设、轨轨道板调整整、安装压压紧装置、仪仪器搬运。（二）工效分析析从建站时间上分分析，全站站仪建站时时间控