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鐵路工程無砟軌道施工測量技術分析論文

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摘要:無砟軌道在平順性以及線路中心線幾何線性的準確性方面具有較高的要求,而且無砟軌道的敷設工藝較爲複雜,必須要將誤差控制在毫米級以內,但想要對無砟軌道施工的各項要求進行有效的滿足,需要對相關測量技術進行有效的落實,並做好精度控制工作。只有如此,才能使無砟軌道施工質量得到保證,不僅能夠提升工程的使用壽命,還能對鐵路工程建設事業的發展產生一定的推動作用。因此,本文針對鐵路工程當中的無砟軌道施工測量技術及精度控制進行討論,對相關測量技術加以瞭解,並探討實現精度控制的具體措施,意在提升鐵路工程的建設水平。

鐵路工程無砟軌道施工測量技術分析論文

關鍵詞:鐵路工程;無砟軌道施工;測量技術;精度控制

傳統形式的有砟軌道,在受到列車荷載作用影響下,會導致道牀出現道砟粉化及磨損的問題,從而導致結構變形,使軌道使用壽命受到嚴重影響。在列車高速行駛的情況下,還可能造成道砟飛濺,容易引發安全事故問題,無砟軌道不僅具有較高的穩定性和平順性,而且幾何變形不高、便於維護,具有較長的使用壽命。也正是受到這些特點的影響,無砟軌道的施工具有較高的要求,需要透過準確的測量來確保施工的質量,所以有必要針對無砟軌道施工過程中的測量技術以及精度控制進行深入的研究。

1鐵路工程中的無砟軌道施工測量技術

1.1軌道測量控制網

在鐵路工程當中,測量控制網分爲高程控制網和平面控制網,而根據施測階段、功能以及目的,又可以分爲施工控制網、勘測控制網以及運維控制網。爲了確保控制測量質量能夠對勘測、施工以及運維等階段的要求加以滿足,確保鐵路工程建設及運營管理等工作的順利進行,需要保證各階段中的高程、平面控制測量能夠具有統一的標準,即在平面控制方面應統一採用CPI作爲標準,而高程控制則可以將二等水準基點作爲標準,在鐵路工程中的平面測量控制網主要是由線路平面控制網、基礎平面控制網以及軌道控制網組成。高程測量控制網包括軌道控制網和線路水準基點控制網,其中前者主要作爲運營維護、軌道精調以及鋪設調整等工作的高程控制基準,而後者主要用於鐵路施工、勘測工作的高程基準。

1.2板式無砟軌道板精調技術

當前階段,我國在客運專線當中應用的無砟軌道形式主要有以下幾種:CRTSⅠ型、Ⅱ型、Ⅲ型無砟軌道,其中CRTSⅡ型無砟軌道又分爲板式和雙板式。而CRTSⅠ型無砟軌道主要是在鋼筋混凝土底座上利用水泥瀝青砂漿鋪設調整層。其中設定了凸形擋臺限位,在確保軌道板鋪設能夠滿足相關精度需求的基礎上,通常會透過調整扣件的方式對鋼軌最終的幾何狀態進行控制,其系統構成包括混凝土底座、GA砂漿層、軌道板、凸形擋臺、鋼軌以及扣件系統等。即便隧道、路橋在線下基礎方面存在差異,但CRTSⅠ型板式無砟軌道的構成並不會發生改變,而我國首條應用無砟軌道結構形式的鐵路,已經對相關技術進行了有效的消化,並對製造Ⅱ型板的工藝進行研究和實驗,經過不斷的摸索和總結,已經開發出了獨具特色的Ⅱ型板製造工藝,而這種軌道結構形式即爲CRTSⅡ型板無砟軌道形式。

1.3無砟軌道平順性檢測技術

在完成軌道板精調以後,需要使用CA砂漿進行澆築,而鋪設精度在透過驗收以後,就可以進行鋪軌和扣件安裝,完成軌道鋪設需要使用軌檢小車來測量軌道的幾何狀態,並利用扣件進行軌道的調整,使其進度能夠達到設計要求。從理論上來講,要求線路中心軸爲軌距中心,在直線段當中要與兩根鐵軌平行,在曲線段當中要與曲線切線平行,我國標準軌距是1435mm,軌距變化率要保持在1mm/1.5m,以±1mm作爲驗收標準,在活動端設有復位彈簧,確保在軌檢小車執行過程中能夠與軌道內側緊密相連,而具體測量範圍在-35~35mm。在鐵路工程中,軌面高程以及軌道中線是工程質量的直觀反映,透過將線路高程、座標與設計值進行對比得出其中的偏差,可以對軌道自身的幾何狀態進行全面的反映,在測量軌道高程和座標的過程中,需要透過高精度全站儀對軌檢小車當中的'棱鏡中心三維座標進行實測。根據標定好的軌面情況、線路中心線以及小車幾何參數,將對應里程中的軌面高程及中心線位置換算出來,並與設計參數進行對比,從而得出設計和實測的差值,利用相關技術規範完成評價。水平軌向就是軌道里程方向上的內線狀態,而高低軌向則是軌道頂面部分的線形狀態,如果橫向軌道不良,會導致列車在橫下加速度過程中缺乏穩定性,而高低軌向不良則會對列車垂向加速度造成影響,對於高低軌向和水平軌向的平順檢測,可以對德國長、短波不平順檢測法加以借鑑,並使用300m弦或30m弦的軌道平順性核檢。走行軌、支腳以及模板的安裝,需要透過支腳對無砟軌道進行測量精度控制,這種測量方法主要是將加密基樁和控制基樁作爲依據,根據線形設計資料將各模板及支腳的位置計算出來,然後在施工現場進行放樣,並完成定點和劃線。在對走行軌、支腳以及模板進行固定時,需要保證左右支腳的中軸線位置位於線路中心線的法線上,而支腳前後間距即爲軌枕間距,對於曲線路段,外側兩支腳間距要大於內側兩支腳間距,因此在安裝支腳的過程中,要將外側作爲基準。

1.4全站儀自由設站程序設計

在對軌道的幾何狀態進行測量時,應該針對測區鋼軌中的8個CPⅢ控制點運用邊角後方交會的辦法完成全站儀的自由設站,利用無線控制端,實現全站儀的有效控制,從而達到自動觀測的目的。在對全站儀進行換站處理時,相鄰站之間需要對4個CPⅢ控制點進行搭接,使數據之間能夠具有較強的關聯性,下述內容爲相關設計流程。第一,利用全站儀對2個CPⅢ控制點進行手動瞄準,結合後方交會原理對近似的全站儀位置進行確定;第二,根據待測點座標以及近似全站儀座標,對待測控制點自身的棱鏡方向值進行計算,並透過相關指令,使全站儀將剩餘控制點的自動觀測完成;第三,針對CPⅢ觀測值對數據穩定性進行檢測,檢視觀測值是否存在超限問題,並將其中不合格的點剔除在外。

2控制無砟軌道施工測量精度的具體措施

2.1做好測量儀器設備的配置工作

第一,要對高精度全站儀加以準備,要求其具有ATR自動照準功能;第二,準備精密水準儀,要求該儀器能夠對數據進行顯示和存儲,且誤差要小於0.3mm/km;第三,對電子軌道尺加以配置,要求具有數碼顯示功能,且精度誤差在0.5mm以內。

2.2線路基標測設

對於無砟軌道施工而言,線路基標是其實現精度控制的基礎,具體測設內容包括加密基標記控制基標,基標方面的測設精度不但會對無砟軌道施工精度造成影響,同時還會影響到施工的效率,具體測定方法爲:第一,選定CPⅢ控制點,並以此爲基礎,採用精密水準測量以及設站極座標法對施工高程和平面進行測設;第二,在直線段中以100m爲一個間距進行控制基標的設定,而曲線段則每間隔60m就要設定一個控制基標;第三,對特殊路段需要進行控制基標的加密設定,結合軌排長度,在直線段中應以12.5m爲一個間隔進行設定,而曲線段要以6.25m爲一個間隔進行設定;第四,在混凝土地板強度達到一定水平以後,對控制基標以及加密基標進行佈設,並做好標識,在完成基標佈設以後,要在道牀板頂面使用墨線標記中心線位置。

2.3軌排架精確調整

爲了確保測量數據的準確性,在藉助軌道檢測小車完成測量時,應該嚴格按照測量規定要求進行,通常在測站20~80m的範圍內測量準確度較高,所以順接段以及搭接段的測量長度應控制在62.5~20m,具體長度需要結合兩次測量數據對比以及測量距離來確定。在此過程中,需要對測站位置、數據的收集和分析保持重視,在精調過程中,需要將小車靜置在待測軌道當中,利用全站儀進行小車棱鏡點的測量,從而對設計位置、軌道位置、位置偏差以及調軌方向進行實時的顯示,使現場調軌作業能夠獲得相應的指導。

2.4測量控制網複測

第一,在進行復測以前,需要對線路測量的相關資料進行檢查,並與設計單位針對現場樁橛進行交接,包括控制點、水準點、導線點以及GPS點等;第二,針對水準點高程、GPS點座標以及導線點間距和右角進行展開復測,如果複測結果和設計單位的勘測結果存在差異,應在此進行復測,如果是設計單位的勘測資料存在誤差,要透過協商之後進行及時的更正;第三,完成複測以後需要對複測報告加以編制,並反饋給設計和監理單位,在完成批覆以後才能進行後續測量。

2.5測量精度控制中的注意事項

第一,不管是粗調還是精調,在對棱鏡進行移動的過程中,都要一直面向全站儀,且棱鏡與全站儀之間不能有阻礙物;第二,在精調軌排架時,工作區域當中嚴禁無關人員的進入,且在測量過程中要保證軌排架軌面具有較高的清潔性;第三,由於在精調過程中,軌排架和魚尾夾板相連,所以在調整時要對連續2~3榀軌排架展開聯測,就是要求每榀排架調整以後,都要對與之相連並完成調整的軌排架進行復測,確認是否存在影響,如果受到影響需要進行適當的調整。

3結束語

綜上所述,在鐵路工程中,針對無砟軌道施工落實相關測量技術,並做好精度控制工作能夠使無砟軌道施工質量得到有效的保證,因此相關部門在進行鐵路施工的過程中,一定要將各項工作做好,以此來推動鐵路建設事業的發展。

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