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    三種調(diào)軌設(shè)備的性能比較

    2014-04-21 07:20:10李巧娥
    交通科技與經(jīng)濟(jì) 2014年5期
    關(guān)鍵詞:萊卡軌距全站儀

    李巧娥,程 飛

    (1.呂梁職業(yè)技術(shù)學(xué)院,山西 孝義032300;2.遼寧工程技術(shù)大學(xué) 測繪與地理科學(xué)學(xué)院,遼寧 阜新123000)

    為了保證軌道鋪設(shè)的準(zhǔn)確性與平順性,調(diào)軌是鐵路建設(shè)中必不可少的環(huán)節(jié)。在保證施工質(zhì)量的前提下,熟練掌握各種儀器的性能,通曉儀器優(yōu)缺點(diǎn),可以有效控制工程造價(jià),使工程更加經(jīng)濟(jì)、合理。

    1 鐵路調(diào)軌作業(yè)過程及原理

    在鐵路調(diào)軌過程中,盡管儀器的使用方法不同,但是作業(yè)過程大致相同。首先,全站儀必須正確的安置在軌道檢測小車有固定棱鏡的一側(cè),通過后方交會(huì)求出全站儀位置,通常來說,全站儀架設(shè)在鐵軌正上方,且保證全站儀高度最低;小車應(yīng)該是按小里程到大里程方向運(yùn)動(dòng)(也可是從大里程到小里程方向運(yùn)動(dòng))。通常來說,小車的棱鏡安置方向應(yīng)該與固定端相對(duì)應(yīng)(也可安置在活動(dòng)端),安置在固定端一側(cè)作為參考軌(內(nèi)軌),依據(jù)相應(yīng)的軌道標(biāo)準(zhǔn)(DB AG),無論是鐵軌的直線段外側(cè)或曲線段外側(cè),都應(yīng)該是按照里程前進(jìn)方向進(jìn)行測量調(diào)整。下圖1分別給出了正確和錯(cuò)誤的觀測方法。

    圖1 正誤觀測方法對(duì)比

    棱鏡安裝在小車固定端,利用全站儀讀取坐標(biāo)數(shù)據(jù)。鐵軌詳細(xì)信息也可通過數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化計(jì)算得到,例如,棱鏡位置坐標(biāo)值、鐵軌面高度、軌距傳感器、傾斜傳感器、小車幾何關(guān)系與該位置上述數(shù)據(jù)的差值。通過藍(lán)牙設(shè)備將測量的數(shù)據(jù)記錄到手簿或者存儲(chǔ)便攜計(jì)算機(jī)。

    2 高鐵軌道平順性鋪設(shè)精度指標(biāo)

    根據(jù)京石高鐵的要求,無砟軌道鋪設(shè)精度指標(biāo)為表1所示。

    表1 無砟軌道平順精度指標(biāo)

    當(dāng)軌道弦長10m時(shí),軌道的正矢幅不超過2mm,即高、低軌向幅值不超過2mm。

    要滿足10m弦正矢值不超過2mm,理論上軌道任意相鄰5m測點(diǎn)沿軌道上的相對(duì)點(diǎn)位誤差絕對(duì)值不超過2mm,這樣才能滿足工程的需求。

    3 試驗(yàn)方法

    在同一時(shí)間段對(duì)同一段鐵軌進(jìn)行調(diào)試,采用全站儀架設(shè)鐵軌正上方,且保證全站儀高度最低,小車運(yùn)動(dòng)方向與全線精調(diào)工作一致,小車的棱鏡安置方向與固定端對(duì)應(yīng)。為了提高全站儀的平差精度采用前后共8個(gè)棱鏡進(jìn)行測量。

    具體實(shí)施方案如下:

    1)儀器選取。本次試驗(yàn)需要儀器有Gedo-ce調(diào)軌設(shè)備、安伯格調(diào)軌設(shè)備、南方測繪調(diào)軌設(shè)備各一套。試驗(yàn)前,對(duì)儀器進(jìn)行系統(tǒng)穩(wěn)定性檢驗(yàn),采用超高校準(zhǔn)和軌距校準(zhǔn)兩種方式校準(zhǔn)傳感器。

    2)數(shù)據(jù)采集。首先在試驗(yàn)前期使用電子道尺進(jìn)行測量獲得相關(guān)數(shù)據(jù)。其次按照上述作業(yè)過程,分別使用三種儀器在同一時(shí)間段對(duì)同一段鐵軌進(jìn)行調(diào)試,主要獲取軌道的平面數(shù)據(jù)、高程數(shù)據(jù)、超高數(shù)據(jù),并且記錄各自作業(yè)時(shí)間。

    3)數(shù)據(jù)分析。以電子道尺測量的數(shù)據(jù)做為參考值,將三種不同儀器測量得到的數(shù)據(jù)分別與參考值對(duì)比分析,其結(jié)果見表2、表3、表4、表5。

    表2 各種儀器測量高程偏離 mm

    表3 各種儀器測量超高測量值 mm

    通過表2、表3分析可得,在高程調(diào)軌方面,萊卡公司的安伯格儀器最為精確,高程偏離和超高測量的中誤差均為最小,超高精度達(dá)到0.15,其次為天寶公司Gedo-ce,儀器超高精度為0.24,南方測繪儀器稍微次之,高程偏離和超高測量的中誤差均大于0.6。因此在高程調(diào)軌方面,首選萊卡公司安伯格儀器進(jìn)行輔軌測量。

    表4 各種儀器測量平面偏離表 mm

    表5 各種儀器測量軌距偏離 mm

    通過表4、表5分析可得,在平面調(diào)軌方面,天寶公司Gedo-ce儀器最為精確,平面偏離值和軌距偏離值的中誤差均為最小,軌距偏離的精度達(dá)到0.09,其次萊卡公司安伯格儀器,軌距偏離的精度為0.15,南方測繪儀器次之,平面偏離和軌距偏離的精度均大于0.3。因此,在平面調(diào)軌方面,首選天寶的Gedo-ce儀器進(jìn)行輔軌測量。

    4)軟件測試。按照上述的方案,將測試數(shù)據(jù)導(dǎo)入處理軟件中進(jìn)行檢驗(yàn),經(jīng)過檢驗(yàn),這些偏離數(shù)據(jù)的長短波、高低長短波處都符合鐵路平順度的要求。

    除此之外,還要綜合考慮作業(yè)時(shí)間、工作程序、儀器價(jià)格等因素。在測量調(diào)軌過程中,gedo-ce儀器的組裝過程最為簡單,小車前進(jìn)速度也為最快,是安伯格檢軌儀器2~3倍,也就是說安伯格檢軌儀器測完一個(gè)檢測速度軌枕的時(shí)間,gedo-ce小車已經(jīng)測完了2~3個(gè)軌枕。在調(diào)軌過程中,萊卡公司的安伯格設(shè)備性能最穩(wěn)定。

    4 結(jié) 論

    1)調(diào)軌過程中,主要處理平面檢軌問題,建議使用天寶公司的gedo-ce設(shè)備,相反如果主要處理高程檢軌問題,建議使用萊卡公司安伯格設(shè)備。

    2)gedo-ce具有調(diào)軌小車組裝的方便、調(diào)軌的速度快等優(yōu)點(diǎn)。在施工期比較緊的一些路段可以使用天寶公司gedo-ce儀器進(jìn)行調(diào)軌。

    3)在一些工期長,狀況復(fù)雜的工程中可以考慮使用穩(wěn)定性好的萊卡公司檢軌儀器,這樣在作業(yè)過程中不會(huì)出現(xiàn)由于儀器的不穩(wěn)定而導(dǎo)致的作業(yè)失敗等現(xiàn)象。

    4)在精度和穩(wěn)定性方面南方公司檢軌小車稍次一點(diǎn),但是相對(duì)于進(jìn)口產(chǎn)品價(jià)格很低,對(duì)于一些測量精度要求不是很高的工程可以采用南方公司檢軌設(shè)備。

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