CN110983883A - 一种高速铁路无砟轨道施工测量方法 - Google Patents

一种高速铁路无砟轨道施工测量方法 Download PDF

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孙玉辰
徐凌雁
寇胜宇
王会永
郭丽娜
姚一鸣
赵华卫
王健
李大成
高俊英
伍卫凡
史艳丽
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Abstract

本发明公开一种高速铁路无砟轨道施工测量方法，包括步骤，在测量系统软件中，选择轨道工程测量模块与相应的设计数据；完成测量系统软件与全站仪的通讯与设站；根据设计数据，系统软件控制全站仪进行目标点测量；存储数据，并传数据至网络信息化管理平台。有益效果是，由于利用测量系统直接控制精确测量工具全站仪并配合棱镜激光测距，实现自动精确测量点位置，与设计文件对比实时读取测量结果，迅速计算偏差，计算出三维坐标的偏差，指导施工，并利用webservice网络技术，直接在系统中将对比结果上传至高速铁路轨道工程信息化管理平台。相比于现有人为计算，提升了计算的精确度和测量的效率，进而减少了铁路建设成本，提升了建设速度。

Description

一种高速铁路无砟轨道施工测量方法
技术领域
本发明涉及一种高铁建设施工行业中无砟轨道工程测量系统；特别是涉及一种适用于信息化管理的基于全站仪的铁路施工测量系统。
背景技术
高速铁路无砟轨道工程施工过程主要包括线下基础面测量与验收、底座的放样与检测、轨道板的粗铺与精调、钢轨的铺设与精调。当前，在高铁建设轨道工程施工过程中，由于需要完全按照设计文件的设计进行施工，对精确度要求很高（例如，对高速铁路轨道板承轨台高程的施工误差要求控制在0.5mm以内）。目前，利用互联网信息化管理平台来控制和约束轨道工程的施工精度、施工质量是一种新型、有效的管理手段。信息化平台的具体实施过程需要设计数据以及施工过程中测量数据的实时录入，再通过信息化平台的统计分析，来反映轨道工程施工的质量与进度，这样不仅保证了测量数据的真实性，更加便于高速铁路轨道工程建设的管理工作。
现有为配合信息化管理平台进行上述繁复的轨道工程施工测量工作时，通过手动测量的方式来完成，则需要人工整理设计数据、测量数据以及对比结果，再录入信息化管理平台。这种方式不仅造成内业工作量加大，效率低，精确度低，也会对整个铁路施工的进度造成了很大的影响。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种测量精度高，效率高且适用于信息化平台管理的高速铁路无砟轨道施工测量方法。
本发明所采用的技术方案是，一种高速铁路无砟轨道施工测量方法，包括以下步骤，
A. 在测量系统软件中，选择轨道工程测量模块与相应的设计数据；
B．完成测量系统软件与全站仪的通讯与设站；
C．根据设计数据，系统软件控制全站仪进行目标点测量；
D．存储数据，并通过Webservice技术传数据至网络信息化管理平台。
所述步骤A中将设计文件导入测量系统软件中，并选择相应的测量模块；设计文件中包含测点编号、里程、东坐标、北座标、高程信息；高速铁路无砟轨道工程测量模块主要包括线下基础面高程测量，底座放样，底座成品检测，轨道板粗铺与精调；
所述步骤B中测量系统与全站仪串口通讯，全站仪发出设站指令，获取全站仪气泡及设站坐标，测量系统软件与全站仪的通讯主要通过串口通讯技术以及全站仪厂家提供的数据通讯接口来实现，在完成通讯后，利用系统软件控制全站仪进行设站。
根据设计数据，系统软件控制全站仪进行目标点测量，需要配合棱镜，在测量线下基础面高程时，需要判断棱镜所在位置的水平及纵向偏差是否满足设计要求，当满足设计要求时，记录目标点的高程，若不满足设计要求，则需要调整棱镜位置，并再次测量目标点的高程；
所述棱镜设置在测量点，通过反射激光获取精确位置，检测棱镜与测量点位高度契合。
存储数据，系统软件中对设计数据与测量数据进行对比，并将结果通过Webservice技术上传至网络信息化管理平台。
本发明的有益效果是，由于利用测量系统直接控制精确的测量工具全站仪并配合棱镜进行激光测距，实现自动精确测量点的位置，与设计文件对比实时读取测量结果，迅速计算偏差，计算出三维坐标的偏差，用于指导施工，并利用webservice网络技术，直接在系统中将对比结果上传至高速铁路轨道工程信息化管理平台。相比于现有人为计算，提升了计算的精确度和测量的效率，进而减少了铁路建设成本，提升了建设速度。
附图说明
图1是本发明整体流程图；
图2是本发明测量结果示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明：
如图1所示，本发明一种高速铁路无砟轨道施工测量方法，包括以下步骤，
A.将设计文件导入测量系统软件中，并选择相应的测量模块。设计文件中包含测点编号、里程、东坐标、北座标、高程等信息。高速铁路无砟轨道工程测量模块主要包括线下基础面高程测量，底座放样，底座成品检测，轨道板粗铺与精调等。
B. 测量系统软件与全站仪的通讯主要通过串口通讯技术以及全站仪厂家提供的数据通讯接口来实现，在完成通讯后，利用系统软件控制全站仪进行设站；
C．根据设计数据，系统软件控制全站仪进行目标点测量，需要配合棱镜，在测量线下基础面高程时，需要判断棱镜所在位置的水平及纵向偏差是否满足设计要求，当满足设计要求时，记录目标点的高程，若不满足设计要求，则需要调整棱镜位置，并再次测量目标点的高程；
D．存储数据，系统软件中对设计数据与测量数据进行对比，并将结果通过Webservice技术（Gsoap工具）上传至网络信息化管理平台。
实现基这种适用于信息化管理的高速铁路无砟轨道施工测量，除了系统测量软件，配套硬件设施还需要全站仪、棱镜和工程机；所述全站仪和棱镜对施工现场进行放样及测量，所述棱镜设置在测量点，通过反射激光获取精确位置，使用精密定制加工的检测棱镜，与测量的点位高度契合，利用激光进行测量，保证测量的精度；所述工程机（便携电脑）是专门为工程测量等工作定制的电脑，可在恶劣天气情况下持续使用，工程机所满足的条件包括：内置电池至少提供3小时左右的续航时间；操作系统：winXP及以上；运行内存：4G及以上；硬盘：200G及以上； 显示器：分辨率1366*768及以上。
全站仪选用测量精度达到毫米级的能够确保测量的精度和可靠性，如瑞士徕卡TCA2003或徕卡TCA1800。
实施例1：
如图2所示，以底座放样为例进行说明
（1）完成全站仪和棱镜的设站。
（2）将全站仪和工程机通过蓝牙或连接线进行连接。
（3）在工程机上运行检测系统，配置连接参数，连接全站仪。
（4）检测系统导入包含要测量里程的底座设计文件测点编号、里程、东坐标、北座标、高程导入。（以部分为例）：
L010841061;0051549.839987;0484602.818501;3765778.976590;0000049.387415;亳州特大桥;
L010841062;0051549.839987;0484601.631648;3765778.799445;0000049.455524;亳州特大桥;
L010841063;0051549.839987;0484600.444795;3765778.622299;0000049.523634;亳州特大桥;
（5）测量人员将棱镜放置于要测量的点位，检测系统操纵全站仪自动进行寻找棱镜，在未铺底座的梁面上找到每个底座底部的四个点的位置，进行测量，测量成功后，工控机显示出测量点的信息以及与设计点的偏差，并且以箭头的方式指示棱镜的移动方向。
（6）当横向偏差与纵向偏差均小于3毫米时，记录当前测点的位置，保存测量结束，测量人员在地面上标记放样结果，底座放样的结果如下（以部分为例）：
<MeasurePoints>
<data east="484706.9784" north="3765149.6203" height="48.5549" date="2018-3-7" time="10:59:15"/>
<data east="484704.3650" north="3765149.1799" height="48.5574" date="2018-3-7" time="11:4:40"/>
<data east="484703.2923" north="3765154.0260" height="48.5679" date="2018-3-7" time="11:10:10"/>
<data east="484706.1555" north="3765154.5208" height="48.5491" date="2018-3-7" time="11:13:47"/>
</MeasurePoints>
（7）上传数据至信息化管理平台。
实施例2
以高速铁路轨道工程基础面检测为例进行说明：
对京合杭高铁亳州段70标段进行基础面检测，所用的设计文件以文本格式保存如下（以部分为例）：
L00001012;51549.839990 ;484601.661802;3765778.803933;49.212160;亳州特大桥;
L00002012;51549.849990 ;484601.663279;3765778.794042;49.212150;亳州特大桥;
通过使用全站仪、棱镜、安装有测量系统软件的工程机，经过全站仪设站、工程机使用蓝牙与全站仪连接、两名技术人员分别操作测量系统软件和棱镜进行测量、在没铺底座的基础面上分别测量每个底座底部前后两端的中点位置、当偏差不在允许范围内时根据软件提示移动方向进行移动棱镜后重新测量、当偏差在允许范围内时保存测量结果及高程偏差，并在基础面上标记测点位置，测量基础面的结果以xml格式保存。
保存数据后进行网络信息化管理平台进行上传，此处以Json数据格式进行上传。
实施例3
轨道板粗铺对还未铺轨道板的底座上找到轨道板底部四个角点的位置，进行测量，并计算测量结果与设计数据之间的偏差，当横向偏差与纵向偏差均小于1厘米时，记录当前测点的位置，其它与上述操作相同，此处不再赘述。
使用本系统可以根据提前导入的基础面、底座及轨道板设计文件，使用全站仪及棱镜来对施工现场进行放样及测量，得出各个测量点与设计点之间的偏差，从而保证铁路现场施工顺利进行。
值得指出的是，本发明的保护范围并不局限于上述具体实例方式，根据本发明的基本技术构思，也可用基本相同的结构，可以实现本发明的目的，只要本领域普通技术人员无需经过创造性劳动，即可联想到的实施方式，均属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种高速铁路无砟轨道施工测量方法，其特征在于，包括以下步骤，
A. 在测量系统软件中，选择轨道工程测量模块与相应的设计数据；
B．完成测量系统软件与全站仪的通讯与设站；
C．根据设计数据，系统软件控制全站仪进行目标点测量；
D．存储数据，并通过Webservice技术传数据至网络信息化管理平台。
2.根据权利要求1所述的高速铁路无砟轨道施工测量方法，其特征在于，所述步骤A中将设计文件导入测量系统软件中，并选择相应的测量模块；设计文件中包含测点编号、里程、东坐标、北座标、高程信息；高速铁路无砟轨道工程测量模块主要包括线下基础面高程测量，底座放样，底座成品检测，轨道板粗铺与精调；
所述步骤B中测量系统与全站仪串口通讯，全站仪发出设站指令，获取全站仪气泡及设站坐标，测量系统软件与全站仪的通讯主要通过串口通讯技术以及全站仪厂家提供的数据通讯接口来实现，在完成通讯后，利用系统软件控制全站仪进行设站。
3.根据权利要求1所述的高速铁路无砟轨道施工测量方法，其特征在于，根据设计数据，系统软件控制全站仪进行目标点测量，需要配合棱镜，在测量线下基础面高程时，需要判断棱镜所在位置的水平及纵向偏差是否满足设计要求，当满足设计要求时，记录目标点的高程，若不满足设计要求，则需要调整棱镜位置，并再次测量目标点的高程；
所述棱镜设置在测量点，通过反射激光获取精确位置，检测棱镜与测量点位高度契合。
4.根据权利要求1所述的高速铁路无砟轨道施工测量方法，其特征在于，存储数据，系统软件中对设计数据与测量数据进行对比，并将结果通过Webservice技术上传至网络信息化管理平台。
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