轨道精密工程测量技术在地铁轨道运营维护中的应用研究

运用高速铁路轨道精密工程测量技术获取运营期地铁轨道几何状态数据并进行轨道几何状态平顺性分析,进而指导运营期地铁轨道精调。地铁轨道精调前后获取的轨道几何状态数据对比表明,采用轨道精密工程测量技术进行地铁运营维护调整,可以大幅度提高轨道的平顺性。     

应用CPⅣ网进行轨道几何状态测量方法研究

研究目的:高速铁路轨道精调前应进行轨道几何状态测量。现行的方法是采用CPⅢ后方交会自由设站进行轨道几何状态测量,再与设计参数进行比较,之后通过精调使轨道的平顺性各项参数满足设计要求。利用轨道基准网相邻点具有较高相对精度和点位永久保存可用于运营维护阶段的特点,本文提出在轨道基准网(CPIV)点上利用强制对中装置设站、后视,配合轨检仪进行轨道几何状态静态检测的新方法,结合工程实际对该方法进行现场试验。研究结论:(1)采用CPIV强制对中设站方法进行板式无砟轨道几何状态静态检测,设站时间短,作业效率显著提高;(2)CPIV强制对中设站方法利用相邻点间的高精度可确保轨道的高平顺性,经现场试验证明,测量成果正确可靠,满足规范要求;(3)应用CPⅣ网进行轨道几何状态测量,统一了轨道板、轨道精调控制基准,平顺性指标较好,值得推广应用;(4)研究成果可应用于高速铁路板式无砟轨道施工和运营维护阶段轨道几何状态静态检测,对相关测量规范的编制和完善具有参考价值。     

高速铁路无砟轨道绝对测量模式分析与复合测量模式探讨

全站仪在三角架上设站的绝对测量模式仍是当前高速铁路轨道测量的主要手段和方法,但在轨道检查仪被引入轨道精调后,绝对测量模式效率低、环境适应性差等问题被突显,尤其是在高速铁路运营线路天窗时间短的情况下,难以满足使用的要求。从其测量模型和计算方法出发,分析其轨道测量的定位精度和平顺性精度。分析结果表明,绝对测量定位精度和长波测量精度能够满足要求,但短波测量精度有限,是轨道精调后TQI改善不明显的主要原因。以绝对测量为基础,提出"相对+绝对"复合测量模式及数据处理方法,并进行线路试验。试验结果表明:基于"相对+绝对"的复合测量模式,TQI轨道质量改善明显,综合测量效率大幅提高。     

京张高铁大跨度钢桁梁桥无砟轨道长轨精调技术

高速铁路大跨度钢桁梁桥通常铺设有砟轨道,以避免温度应力下钢梁形变对轨道平顺性的影响。京张高铁官厅水库特大桥为8孔跨度为110 m的钢桁梁桥,其上铺设无砟轨道,对轨道精调提出了新的要求。采用钢梁固定端CPⅢ点自由设站、现场实测梁中CPⅢ点三维坐标的方法来进行控制网复测,采用轨道惯性测量系统进行轨道快速测量,并对其作业模式、测量流程、精度控制、数据处理、平顺性及模拟调整量分析等进行研究。此外,还详细介绍了轨道精调的作业过程,对轨道相对测量、抗拔扣件处理、轨道几何状态的静态质量评价、动检TQI质量指数应用等进行了分析。轨道精调结果表明:该段钢桁梁桥无砟轨道相对测量TQI小于2,设计速度下动检车检测无"二级分",达到了较好的效果。     

高速铁路无砟轨道精调质量控制技术研究

由于轨道设备状态"记忆"特性和生命周期管理的需要,在施工建设阶段开展轨道精调质量控制、提高轨道几何状态平顺性已成为能否进行联调联试、实现高速行车的关键。针对目前无砟轨道精调作业中的不足提出"绝对+相对"精密测量模式和"先基准后非基准"精细调整模式,在杭长高速铁路的轨道精调作业中开展实践,效果良好,全线的轨道质量指数(TQI)为2.1 mm,所采取的轨道精调控制技术可为今后无砟轨道精调质量控制提供借鉴。     

高速铁路无砟轨道长轨精调新方法

高速铁路无砟轨道长轨精调是轨道施工中的一个重要环节。长轨精调是指在锁定轨道焊接应力放散之后,通过对轨道几何状态的测量,将轨道尽可能调整至设计位置,满足各项平顺性指标。结合国内某客运专线长轨精调工程,采用一种绝对静态测量与相对动态测量相结合的方法来确定轨道的各项几何状态参数,并配合外业精调作业,对轨道进行全面的系统调整,从而能够精确地控制轨距、轨向、水平、高低等几何尺寸。实验结果表明:相较于每一遍精调均需要采集轨道绝对静态数据的传统长轨精调方法,新方法可极大地减少外业测量工作量,提高精调作业效率,第三遍轨道精调作业后,轨道静态TQI值能够控制在1.6之内,为之后的动态检测和精调创造了很好的基础条件。     

基于A-INS组合导航的现代有轨电车轨道几何状态快速精密测量

铁路轨道是现代有轨电车运行的基础,其几何状态对于车辆的运行安全、行车速度、平稳舒适性起着决定性的作用。传统轻型轨道几何状态测量仪(轨检小车)以高精度全站仪为核心测量设备来检测轨道几何平顺性,测量效率低,难以满足线路维护的需求。提出基于带有辅助信息的惯性导航系统(A-INS),通过获取轨道的高精度三维坐标和姿态的方法,来实现有轨电车轨道几何平顺性的快速检测与准确评估。在武汉现代有轨电车轨道几何不平顺测量应用结果表明,轨向不平顺和高低不平顺重复测量误差小于0.2 mm,超高和轨距偏差的重复测量误差小于0.2 mm。实测结果说明:基于A-INS组合导航的轨道几何状态测量系统,可以满足现代有轨电车轨道不平顺检测的精度要求。     

高速铁路无砟轨道线路动静态检测数据均值差异性研究

均值管理是评价线路平顺性状态的重要指标。高速铁路无砟轨道高平顺性、高稳定性的特点决定了均值管理具有更为重要的意义。通过对比分析杭长、宁安客运专线和合福高速铁路的轨道几何动静态检测数据,发现在线路状态较好的情况下,无砟轨道动静态检测数据均值差异很小,尤其是轨向、轨距不平顺。轨道平顺性状态、结构形式及初始状态是影响无砟轨道动静态差异的重要因素。因此在建设阶段应注重无砟轨道精调质量的提升;在运营阶段应结合不同轨道型式自身的结构特点对无砟轨道进行动静态管理。     

自动测量机器人在轨道板精调中的应用研究

轨道板精调是高速铁路无砟轨道施工中的重要一环,其精调质量直接影响线路的平顺性。介绍自动测量机器人的特点,分析其测量精度,阐述其在轨道板精调中的应用。结合Geo COM接口技术,在VS2008开发平台上采用C++面向对象程序设计,实现计算机和仪器的数据通信,现场指导轨道板精调,自动处理并存储相关精调数据。自动测量机器人在轨道板精调中具有效率高、实时、准确、速度快及实用性强等特点,实现轨道板精调的自动化和智能化,具有广阔的应用前景。     

基于双向近景摄影测量检测轨道平顺度的计算模型

为改进高速铁路轨道几何平顺性精调的测量精度与效率,本文提出一种基于双向近景摄影测量检测轨道几何状态的方法,通过从铁路正、反向里程对轨道进行双向摄影,以轨道控制网CPⅢ作为像控点,采用严密的光束法区域网平差理论,对轨道双向摄影图像进行联合平差处理,探索出近景摄影测量检测轨道中线偏差和轨面高程的计算模型与精度评估方法。仿真试验结果双向摄影相对于单向摄影的横向与高程精度分别提高85%和42%。现场轨道试验段计算结果表明,双向近景摄影测量检测轨道的横向偏差测量精度为2.4mm,轨面高程精度为1.7mm,满足规范要求的轨道中线偏差与轨面高程测量精度指标,可为高速铁路轨道静态几何状态测量提供一种高效检测技术。     

无砟轨道高低和方向不平顺计算方法研究

在无砟轨道精调阶段,轨道静态平顺性控制指标是评判轨道几何形位是否满足验收标准的主要依据。本文针对目前该指标中高低和方向不平顺计算方法在客运专线无砟轨道精调中使用不便的现状,提出利用轨道高程和平面绝对偏差值来对其进行计算的方法;并通过与用三维坐标计算精确结果的对比验证该方法的正确性;同时应用该方法编制无砟轨道精调软件,对其在无砟轨道精调中的应用进行探讨。结果表明:该方法能反映出调后模拟值、调前实测值和调整值的本质关系,且计算简单,有利于调整值的给出。     

基于CPⅢ网的板式无砟轨道精调系统

研究目的:为解决CRTSⅡ、CRTSⅢ型板式无砟轨道精调问题,本文在消化、吸收国外技术的基础上,深入研究了博格公司基于轨道板几何特性的轨道板精调系统的缺点和不足,提出了基于CPⅢ控制网和轨道几何特性,利用轨道实测坐标和线路参数,直接对模拟轨道进行精调的板式无砟轨道精调系统。研究结论:该系统在测量精度和可靠性方面优于引进技术,并且能大幅提高工效和降低成本。通过京沪高速铁路实际应用,其轨道精调工作的综合工效大约提高50%,成本降低了40%,轨道扣件更换量约为引进技术的60%,经济效益非常明显。     

无碴轨道施工平面控制主要技术标准的研究

研究目的:通过理论研究,对无碴轨道施工平面控制测量的主要技术标准提出适宜的建议。研究方法:结合无碴轨道平顺性铺设精度指标要求,从10 m弦正矢不超过2 mm的限差分析入手,依据误差理论,对平面控制的主要技术标准进行理论分析和估算。研究结果:得出了客运专线无碴轨道铺轨控制基标、施工精密导线以及GPS平面控制的主要技术标准,并提出投影变形控制及施工坐标系统设计的建议。研究结论:客运专线对无碴轨道铺设精度标准的较高要求,进而对施工平面控制测量技术标准要求也显著提高。系统建立适宜精度标准的平面控制基准,是保障无碴轨道铺设精度指标顺利实现的前提。     

遂渝线路基上双块式无碴轨道综合施工技术

研究目的：随着我国铁路客运专线和高速铁路的发展，摸索适合我国国情的无碴轨道铺设施工技术，总结无碴轨道施工和维修的技术标准，已成为我国铁路发展的当务之急。 研究方法：遂渝线无碴轨道综合试验段是国内首次尝试在路基上成区段铺设双块式无碴轨道。施工中根据设计要求，从实践出发，不断探索和完善施工工艺，研制改进工装设备，从而攻克诸多技术难题，圆满完成了施工科研任务。 研究结果：动车试验各项技术指标均达到或超过了设计要求。试验段的成功建设对我国无碴轨道设计和施工具有重要指导意义。本文对双块式无碴轨道施工技术进行了重点总结，包括控制测量、道床混凝土施工及裂纹防治、低弹模混凝土摊铺、轨排组装与精调等，并对设计和施工提出了改进建议。     

论时速大于200 km铁路精密工程测量技术

时速大于200km铁路必须具有高精度的几何线性参数,做到高平顺性。因此,必须建立一套与之相适应的精密工程测量体系。2004年,铁道部决定在遂渝线建设无碴轨道综合试验,组织开展无碴轨道铁路工程测量技术的研究,并建立遂渝线无碴轨道综合试验段精密测量控制网。研究提出了我国无碴轨道铁路工程控制测量采用勘测控制网、施工控制网、运营维护控制网的测量体系,时速大于200km铁路轨道采用绝对定位与相对定位测量相结合的铺轨测量定位模式,无碴轨道铁路工程测量平面坐标系统采用边长投影变形值≤10mm/km的工程独立坐标系。确定了我国无碴轨道铁路工程平面控制测量分三级布网的布设原则和无碴轨道铁路工程测量高程控制网的精度等级。     

高铁无砟轨道逐轨枕复测信息系统设计与应用

针对高速铁路无砟道床施工检测密度不足,导致长钢轨铺设后出现无砟轨道道床返工和长轨精调难度增加的问题,研究了基于无砟轨道逐轨枕复测模式的原理和方法,设计了无砟轨道逐轨枕复测信息系统,该系统具有无砟轨道施工进度管理、复测数据分析、超限数据预警等功能,能够实现无砟轨道施工质量精度控制和数字化管理目标.实践表明:所设计的无砟轨...     

基于车载全站仪免置平设站的轨道精测模型与算法

“相对+绝对”复合测量模式在数据处理方法上取得突破,达到了较好的效果,但在测量环节上,仍然存在一些急需解决的问题。本文提出一种基于车载全站仪免置平设站的轨道精测方法,通过全站仪免置平设站方法打破了全站仪必须置平才能设站的传统,采用轨道中线坐标“设站即测量”的方式,从根本上消除了原有小车棱镜测量环节中测角误差的存在。线路试验表明:相比于现有“相对+绝对”复合测量模式,该轨道精测方法测量结果更稳定,不但提高了测量效率,还改善了测量精度,具有较高的工程价值和现实意义。     

一种三角高程测量新方法的应用研究

研究目的:针对高速铁路无砟轨道工程项目高架路段长、测量精度要求高的特点,经过充分的理论分析研究,通过采用不量取仪器高和棱镜高的三角高程测量新方法,来解决客运专线施工阶段,桥上轨道梁精调高程控制网与地面勘测高程控制网联测带来的困难.研究结论:新方法既结合了水准测量任意设站的特点,又可在测量过程中消除因量取仪器高和棱镜高引起的误差根源,方便可行、测量速度快,很好地解决了客运专线施工阶段,桥上轨道梁精调高程控制网与地面勘测高程控制网联测带来的困难.采用合适的测角和测距精度的全站仪,在一定距离(≤60 m)和一定垂直角(≤20°)的条件下,从地面高程控制网引测至高架桥上轨道梁精调高程控制网的测量精度,能够满足高架桥上轨道梁高程定位精度(±1.0 mm)要求,比传统的三角高程测量精度更高,甚至可达到二等水准测量的要求.     

控制无砟整体道床模板承轨台模精度

研究目的：在客运专线无砟整体道床模板的生产过程中，探讨其关键部件——承轨台模的精度控制。研究方法：分析影响承轨台模精度的各种因素，在制造、安装和调试时采取一系列有效的控制措施。研究结果：通过承轨台模、承轨台模安装平面、承轨台定位孔的精度控制以及安装时的调试，满足无砟整体道床模板承轨台模精度要求。研究结论：无砟整体道床模板承轨台模精度得到控制后，在无砟整体道床的打磨工序中，打磨量小，既能满足大批量模板的工期需要，也能降低打磨过程中刀具、电力等消耗，从而降低加工成本。