批計(jì)算在有砟軌道養(yǎng)道中的應(yīng)用

沃英軍

摘 要：本文論述在有砟軌道大機(jī)養(yǎng)道期間，測量人員利用自動(dòng)全站儀現(xiàn)場采集鋼軌頂中心坐標(biāo)和高程數(shù)據(jù)，通過輕松測量軟件批計(jì)算功能快速計(jì)算出待調(diào)軌道的起道量和撥道量，提供給軌道搗固機(jī)現(xiàn)場搗固作業(yè)。工程實(shí)踐證明，該方法具有操作簡便、效率高、計(jì)算速度快等特點(diǎn)，同時(shí)采用自動(dòng)跟蹤全站儀具有測量精度高，減少人為誤差的優(yōu)點(diǎn)，值得在新建或改建時(shí)速160 km/h及以下的有砟軌道大機(jī)養(yǎng)道施工中推廣應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：有砟軌道;批計(jì)算;自動(dòng)全站儀;大機(jī)養(yǎng)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(shè)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(yè)方式，以保證軌道結(jié)構(gòu)的相對穩(wěn)定及線路平縱斷面的平順性[1]。要進(jìn)行多次大機(jī)搗固養(yǎng)道作業(yè)，大機(jī)搗固養(yǎng)道作業(yè)前需要測量人員盡快測量出軌道鋼軌的空間位置，準(zhǔn)確計(jì)算軌道的起道量和撥道量，通過搗固機(jī)將軌道調(diào)整到設(shè)計(jì)位置，達(dá)到軌道整體平順性，具備開通條件。本文結(jié)合成綿樂鐵路客運(yùn)專線成都東站至成都南站區(qū)間的施工，對測量數(shù)據(jù)批計(jì)算的方法進(jìn)行論述。

2 工程概況

成綿樂高速鐵路客運(yùn)專線，起于成都東站，經(jīng)樂山最終抵達(dá)峨眉山站。成綿樂高速鐵路客運(yùn)專線為雙線電氣化鐵路，成都東站至成都南站區(qū)間正線設(shè)計(jì)為有砟線路，設(shè)計(jì)時(shí)速160km/h，起止里程為DK157+490～DK163+300，設(shè)計(jì)2條軌道，區(qū)間長度5.81km。

3 作業(yè)前準(zhǔn)備工作

3.1 測量儀器和人員配置

全站儀應(yīng)具有自動(dòng)目標(biāo)搜索、自動(dòng)照準(zhǔn)、自動(dòng)觀測、自動(dòng)記錄功能，其標(biāo)稱精度應(yīng)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(jīng)過專門檢定機(jī)構(gòu)的檢定，并處于檢定證書的有效期內(nèi)，在進(jìn)行距離或坐標(biāo)測量時(shí)，應(yīng)進(jìn)行氣象改正，溫度計(jì)讀數(shù)精確至0.5℃，氣壓計(jì)讀數(shù)精確至0.5hPa 。

3.2 線性參數(shù)輸入

雙擊打開輕松測量軟件圖標(biāo)，點(diǎn)擊新建項(xiàng)目，輸入新建項(xiàng)目名稱成都東站至成都南站區(qū)間，點(diǎn)擊確定，生成如圖2所示界面。

點(diǎn)擊工程，選擇編輯線路參數(shù)，依次輸入線路設(shè)計(jì)平曲線參數(shù)、豎曲線參數(shù)及斷鏈等，顯示如下界面。

3.3 里程標(biāo)記

全站儀數(shù)據(jù)采集作業(yè)前，根據(jù)GPS-RTK放樣線路出里程，人工在鋼軌上每10m用紅油漆做上標(biāo)記（曲線在內(nèi)軌上），寫上里程號(hào)，左、右線里程分別標(biāo)記。

4 全站儀設(shè)站和采集數(shù)據(jù)

4.1 自由設(shè)站

自由設(shè)站觀測的CPⅢ控制點(diǎn)不應(yīng)少于6對，采用與CPⅢ網(wǎng)測量一致的CPⅢ標(biāo)志。全站儀宜設(shè)在線路中線附近，位于所觀測的CPⅢ控制點(diǎn)的中間。更換測站后，相鄰測站重疊觀測的CPⅢ控制點(diǎn)不應(yīng)少于2對。自由設(shè)站點(diǎn)精度一般應(yīng)符合表2要求，連續(xù)橋、特殊孔跨橋自由設(shè)站點(diǎn)精度可放寬至1.0mm。

完成自由設(shè)站后， CPⅢ控制點(diǎn)的坐標(biāo)不符值應(yīng)滿足表3的要求。當(dāng)CPⅢ點(diǎn)坐標(biāo)不符值x、y大于表3的規(guī)定時(shí)，該CPⅢ點(diǎn)不應(yīng)參與平差計(jì)算。每一測站參與平差計(jì)算的CPⅢ控制點(diǎn)不應(yīng)少于6個(gè)。

4.2 數(shù)據(jù)采集

設(shè)站后，全站儀現(xiàn)場采集數(shù)據(jù)，保存之前更改編號(hào)名稱，外業(yè)觀測采用自動(dòng)記錄方式，特別注意點(diǎn)號(hào)輸入的正確性，使之與鋼軌上編號(hào)相一致。為加快采集數(shù)據(jù)進(jìn)度，減少搬站次數(shù)，左、右線路軌道坐標(biāo)和高程可在一站采集，左、右線數(shù)據(jù)宜分開保存。

每站觀測距離約120m，每站全站儀采集軌道坐標(biāo)和高程時(shí)，宜用同一精密棱鏡。在采集數(shù)據(jù)時(shí)，應(yīng)由遠(yuǎn)及近完成全部軌道測量。每次安置棱鏡三腳座時(shí)，要精確整平棱鏡三腳座，在棱鏡三腳座移動(dòng)過程中，棱鏡應(yīng)始終面對全站儀，并對應(yīng)在鋼軌頂中心位置。

5 數(shù)據(jù)導(dǎo)出和格式轉(zhuǎn)換

5.1 導(dǎo)出數(shù)據(jù)

將采集到的數(shù)據(jù)從全站儀作業(yè)中導(dǎo)出到CF卡，按格式文件.txt導(dǎo)出，導(dǎo)出作業(yè)里面的點(diǎn)號(hào)和N、E、Z這四項(xiàng)到CF卡里。

5.2 格式轉(zhuǎn)換

新建一個(gè)excel文件，命名為成都東站至成都南站區(qū)間起道標(biāo)高-左線。打開zx.txt，ctrl+A全部選中文件中數(shù)據(jù)，復(fù)制選中數(shù)據(jù)。打開成都東站至成都南站區(qū)間起道標(biāo)高-左線，將復(fù)制數(shù)據(jù)粘貼到excel表格中。選中數(shù)據(jù)列，點(diǎn)擊數(shù)據(jù)--分列--分隔符號(hào)--逗號(hào)（C）--完成。

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

6 數(shù)據(jù)批計(jì)算

打開輕松測量軟件，打開成都東站至成都南站區(qū)間項(xiàng)目文件，點(diǎn)擊坐標(biāo)反算樁號(hào)和偏距。選擇批量反算，打開之前保存好的文本，軟件自動(dòng)反算出樁號(hào)和偏距，將反算好的數(shù)據(jù)整理到excel文件成都東站至成都南站區(qū)間起道標(biāo)高-左線中。根據(jù)反算出的樁號(hào)計(jì)算出設(shè)計(jì)高程，點(diǎn)擊批量計(jì)算高程，將反算好的數(shù)據(jù)整理到excel文件成都東站至成都南站區(qū)間起道標(biāo)高-左線中。

7 大機(jī)養(yǎng)道和驗(yàn)收

將經(jīng)批計(jì)算完成的有砟軌道撥道量和起道量，起撥道量數(shù)據(jù)可以實(shí)時(shí)以無線的方式傳輸給搗固機(jī)，也可以采用數(shù)據(jù)導(dǎo)出然后拷貝到搗固機(jī)的數(shù)據(jù)處理單元的方式導(dǎo)入[3]，搗固機(jī)根據(jù)相應(yīng)里程的軌道撥道量和起道量自動(dòng)進(jìn)行搗固作業(yè)，在搗固過程中，作業(yè)人員應(yīng)隨時(shí)校正里程，以便搗固機(jī)作業(yè)里程和現(xiàn)場軌道標(biāo)記里程對應(yīng)，確保搗固精度。經(jīng)五搗三穩(wěn)后，線路平順性經(jīng)成都鐵路局工務(wù)段驗(yàn)收合格，滿足規(guī)范要求，具備開通條件。

8 結(jié)束語

成都東站至成都南站區(qū)間雙線11.62km，原計(jì)劃投入2臺(tái)全站儀和6名測量員，實(shí)際現(xiàn)場采用一臺(tái)自動(dòng)跟蹤全站儀采集數(shù)據(jù)，測量數(shù)據(jù)采用輕松測量軟件批計(jì)算功能計(jì)算軌道撥道量和起道量，大大節(jié)約人員和設(shè)備投入（1臺(tái)儀器和3名測量人員）。區(qū)間11.62km線路僅用10天時(shí)間完成了線路的五搗三穩(wěn)作業(yè)，比原計(jì)劃節(jié)約了6天，加快了施工進(jìn)度，提高了大機(jī)作業(yè)效率，而且軌道養(yǎng)道精度滿足設(shè)計(jì)要求，順利通過成都鐵路局工務(wù)段驗(yàn)收。

工程實(shí)踐證明，測量數(shù)據(jù)批計(jì)算在時(shí)速160km/h及以下的有砟鐵路的大機(jī)養(yǎng)道作業(yè)中，具有測量精度高、數(shù)據(jù)處理快、作業(yè)效率高的的優(yōu)點(diǎn)，值得推廣應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

[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(guī)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(jī)搗固新技術(shù)應(yīng)用研究[J].山東工業(yè)技術(shù)，2016（02）：85.

[4]《鐵路軌道工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》TB10413-2003，J284-2004[S].北京：中國鐵道出版社，2004：43.