CN113897821A - 一种地铁轨道板精调系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种地铁轨道板精调系统即方法，系统包括轨道板坐标辅助测量标架组、全站仪和调板机构，所述轨道板坐标辅助测量标架组包含若干个测量标架，分别固定在不同轨道板不同坐标测量点位上，用以辅助所述全站仪进行坐标测量；所述全站仪包括测量模块、计算模块和通讯模块，用于获取或设置设计线型参数，并通过与所述轨道板坐标辅助测量标架组配合测量轨道板的坐标参数，比较运算后给所述调板机构发送调整参数信息。本发明使得地铁轨道板精调更直观，能够直接测量计算出轨道板四个角的横向，高程与设计值的偏差，现场工人能够快速对轨道板进行微调，使轨道板在设计限差范围之内，提高轨道铺轨的绝对精度，使轨道更平顺，工效和精度都有很大的提高。

Description

一种地铁轨道板精调系统及方法

技术领域

本发明涉及轨道交通测量技术领域，特别是一种地铁轨道板精调系统及方法。

背景技术

随着我国高速铁路技术的多年发展，高铁中调板、调轨等技术已经十分成熟。为了提高城市轨道交通的施工技术和进程，越来越多的地铁线路引入了高铁轨道板施工的工艺。高铁轨道板精调是保证轨道平顺的重要环节之一，对此可以将高铁中的调板技术引入到地铁中，一方面提高地铁轨道板调板精度，另外也能提高施工效率，缩短工期。

目前采用基标加密测量，基标设置在左线的左侧、右线的右侧，控制基标在直线线路宜每120m设置一个，曲线线路除曲线要素点设置控制基标外，宜每60m设置一个控制基标。铺轨基标标高低于行车前进方向右侧钢轨轨顶面300mm。平面与高程控制基标设置在同一基标上。以符合要求的铺轨控制基标为准进行加密基标的测设，加密基标平面与高程设置在同一基标上，整体道床直线段6m一个，曲线段基标每隔5m点测设一个，在线路的变坡点、竖曲线起止点、直缓(直圆)、缓圆点、圆缓点、缓直、圆直、曲中点及道岔的起止点和岔心点等应加设铺轨基标。

铺轨基标成品保护比较困难，基标设置在隧道底部整体道床范围内，在施工过程中现场交叉作业人员多，很容易被破坏，同时整体道床混凝土浇筑过程中，大部分基标被覆盖而无法保留下来，目前这是铺轨施工中不容易解决的一个问题。

铺轨基标设置不统一，目前铺轨基标有设置在线路中心，也有设置在轨道外侧，同时控制基标与轨面的高差不同的设计院或不同线路要求也不相同。

此方法一方面测量工作繁锁，另外调整轨道板时不易量化，采用传统基标测量系统对精调预制板已经不满足城铁轨道板地段轨道高平顺性,道床振性的要求。

发明内容

本发明针对上述问题，提供一种地铁轨道板精调系统。本发明的技术方案为：

一种地铁轨道板精调系统，包括轨道板坐标辅助测量标架组、全站仪和调板机构，所述轨道板坐标辅助测量标架组包含若干个测量标架，分别固定在不同轨道板不同坐标测量点位上，用以辅助所述全站仪进行坐标测量；所述全站仪包括测量模块、计算模块和通讯模块，用于获取或设置设计线型参数，并通过与所述轨道板坐标辅助测量标架组配合测量轨道板的坐标参数，比较运算后给所述调板机构发送调整参数信息。

作为本发明进一步地说明，所述测量标架包括标架支架、棱镜组件和脚架支撑组件，所述棱镜组件安装在标架支架的上侧端面上，包括棱镜座和安装在所述棱镜座上的棱镜；所述脚架支撑组件安装在标架支架的下侧端面上，包括固定端和活动端，所述固定端形成对所述标架支架的固定支撑，所述活动端形成对所述标架支架的弹性支撑。

更进一步地，所述测量标架的固定端和活动端与轨道板的螺栓孔相匹配。

本发明的另一方面，提供一种地铁轨道板精调方法，包括以下步骤：

S1，新建测量工程项目并且输入设计线型参数；

S2，全站仪利用CPⅢ控制网进行设站；

S3，安装测量标架，将若干个测量标架安装固定在不同轨道板不同坐标测量点位上；

S4，建立通讯连接，利用全站仪对测量标架进行测量获取坐标参数，并与设计坐标运算得到垂直于设计线路的偏差值和高程差值；

S5，得到的偏差值和高程差值与设计值进行比较，若两者差值不在限差范围内，则基于该偏差值和高程差值执行调板操作，并返回步骤S4；若两者差值在限差范围内，则继续执行步骤S6；

S6，进入顺序下一轨道板的测量精调，循环执行步骤S3-S5，直至完成本站所有轨道板的测量精调。

更进一步地，步骤S2中使用六个测量标架，其中两个测量标架本固定在已经精调的轨道板边角正数第二排的承轨台上；另外四个测量标架固定在待调整轨道板的边角正数第二排和倒数第二排的承轨台上，形成对待调轨道板四个边角的测量和定位。

更进一步地，步骤S2中的全站仪的设站方式为快速倾斜设站。

更进一步地，所述快速倾斜设站具体包括在测量前输入测量区域的CPⅢ控制点坐标，测量现场架设全站仪后随机测量全站仪附近的三个控制点，根据测量得到的控制点坐标，自动计算其位置关系，根据该位置关系与事先输入的CPⅢ控制点位置关系来进行查找和匹配，确定出测量点的实际点名和大地坐标，然后根据控制点的实际坐标和测量所得坐标，利用七参数模型计算出设站点坐标和倾斜补偿值。

更进一步地，所述步骤S3中测量标架安装使用前，还包括进行一次检校流程。

更进一步地，所述检校流程具体包括使用标准标架在标准承轨台进行标准测量后，所述测量标架替代所述标准标架进行检校测量，计算出每个测量标架与标准标架横向和高程的偏差值。

本发明使得地铁轨道板精调更直观，能够直接测量计算出轨道板四个角的横向，高程与设计值的偏差，现场工人能够快速对轨道板进行微调，使轨道板在设计限差范围之内，提高轨道铺轨的绝对精度，使轨道更平顺，轨道几何状态更接近设计位置，工效和精度都有很大的提高。为下一步轨道精调提供的精度保证，也为下一道工序争取了更多时间。

附图说明

图1为本发明测量标架结构图；

图2为本发明地铁轨道板精调系统的调板示意图；

图3为本发明地铁轨道板精调方法流程图。

附图标记：标架支架1、棱镜座2、棱镜3、接头4、锥形杆5、弹簧6。

具体实施方式

实施例：

下面结合附图对本发明实施例详细的说明，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

一种地铁轨道板精调系统，包括轨道板坐标辅助测量标架组、全站仪和调板机构，所述轨道板坐标辅助测量标架组包含若干个测量标架，分别固定在不同轨道板不同坐标测量点位上，用以辅助所述全站仪进行坐标测量；所述全站仪包括测量模块、计算模块和通讯模块，用于获取或设置设计线型参数，并通过与所述轨道板坐标辅助测量标架组配合测量轨道板的坐标参数，比较运算后给所述调板机构发送调整参数信息。

参见附图，测量标架包括标架支架1、棱镜组件和脚架支撑组件，所述棱镜组件安装在标架支架1的上侧端面上，包括棱镜座2和安装在所述棱镜座2上的棱镜3；所述脚架支撑组件安装在标架支架1的下侧端面上，包括固定端和活动端，所述固定端通过接头4形成对所述标架支架1的固定支撑，所述活动端通过锥形杆5和弹簧6形成对所述标架支架1的弹性支撑。本实施例的测量装置用于地铁轨道施工中轨道板的精确测量调整，使用时，本放置在轨道板的承轨台上，其中所述固定端位于内侧，活动端位于外侧，通过与轨道板螺栓孔之间的配合实现两者的相互固定，保证棱镜3的位置与板的相对位置保持不变，在配合全站仪测量时能够准确推算出棱镜3位置与设计值的偏差，指导现场工人对轨道板进行精确调整。

具体地，本实施例测量标架的固定端和活动端与轨道板的螺栓孔相匹配，实际测量时测量标架被固定在轨道板边角方位的承轨台上，例如可以是轨道板的正数第二排和倒数第二排的承轨台。

本发明的地铁轨道板精调方法包括以下步骤：

S1，新建测量工程项目并且输入设计线型参数；

S2，全站仪利用CPⅢ控制网进行设站；

S3，安装测量标架，将若干个测量标架安装固定在不同轨道板不同坐标测量点位上；

S4，建立通讯连接，利用全站仪对测量标架进行测量获取坐标参数，并与设计坐标运算得到垂直于设计线路的偏差值和高程差值；

S5，得到的偏差值和高程差值与设计值进行比较，若两者差值不在限差范围内，则基于该偏差值和高程差值执行调板操作，并返回步骤S4；若两者差值在限差范围内，则继续执行步骤S6；

S6，进入顺序下一轨道板的测量精调，循环执行步骤S3-S5，直至完成本站所有轨道板的测量精调。

参见附图所示，本实施例的具体测量中，使用到六个测量标架，如附图所示，其中两个测量标架本固定在已经精调的轨道板边角上，具体为轨道板的正数第二排承轨台上；另外四个测量标架固定在待调整轨道板的边角上，具体是轨道板的正数第二排和倒数第二排的承轨台上，形成对待调轨道板四个边角的测量和定位，结合全站仪获取的坐标来推算出实测的坐标与设计坐标的差值，然后转换到垂直于设计线路的偏差值和高程差值，来指导现场工人进行调板。

在步骤S2中，优选的实施方式是利用CPⅢ控制网进行快速倾斜设站。在测量前输入测量区域的CPⅢ控制点坐标，在测量现场架设全站仪，随机测量全站仪附近的三个控制点，根据测量得到的控制点坐标，自动计算其位置关系，根据该位置关系与事先输入的CPⅢ控制点位置关系来进行查找和匹配，确定出测量点的实际点名和大地坐标，然后根据控制点的实际坐标和测量所得坐标，利用七参数模型计算出设站点坐标和倾斜补偿值，完成全站仪的倾斜设站工作。在后续的测量过程中，通过坐标转换和补偿值对测量的坐标进行坐标转换和补正，保证后续测量的精度。采用该方式的设站方式，架设全站仪后不需要进行对中、整平操作，简化了全站仪设站的流程，节省了设站的时间，提高了测量的效率。

另一方面，需要说明的是，本发明的方法中，测量标架在安装使用前需要进行检校工作，对测量标架的变形进行改正，用以保障确定各棱镜3在平面和高程上所拥有的改正值，以达整个板精调过程的一致。检校工作通常在上述步骤S3之前完成，具体检校流程如下：

1、首先将标准标架放置在现场认为比较标准的承轨台上的位置，触及端(附图1所示固定螺栓孔座4和活动螺栓孔座6下侧的D端面和H端面)紧贴承轨台左侧面，手工照准标准标架上的棱镜3并测量。

2、将标准标架翻转180度，触及端贴紧承轨台右侧面，手工照准标准标架上的棱镜3并测量。

3、标准标架测量完后，移开标准标架，依次将①-⑥号测量标架放到标准标处的承轨台上，并使触及端贴紧承轨台左侧进行检校，检校完后会计算出每个测量标架与标准标架有一个横向和高程的偏差值，并且保存到软件中。实际测量中以标准标架为基准进行测量，各个测量标架与标准标架的偏差值作为测量过程中的改正值进行测量改正，从而增加测量精度。

以上仅就本发明较佳的实施例作了说明，但不能理解为是对权利要求的限制。本发明不仅局限于以上实施例，其具体结构允许有变化，总之，凡在本发明独立权利要求的保护范围内所作的各种变化均在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种地铁轨道板精调系统，其特征在于：包括轨道板坐标辅助测量标架组、全站仪和调板机构，所述轨道板坐标辅助测量标架组包含若干个测量标架，分别固定在不同轨道板不同坐标测量点位上，用以辅助所述全站仪进行坐标测量；所述全站仪包括测量模块、计算模块和通讯模块，用于获取或设置设计线型参数，并通过与所述轨道板坐标辅助测量标架组配合测量轨道板的坐标参数，比较运算后给所述调板机构发送调整参数信息。

2.根据权利要求1所述的地铁轨道板精调系统，其特征在于：所述测量标架包括标架支架、棱镜组件和脚架支撑组件，所述棱镜组件安装在标架支架的上侧端面上，包括棱镜座和安装在所述棱镜座上的棱镜；所述脚架支撑组件安装在标架支架的下侧端面上，包括固定端和活动端，所述固定端形成对所述标架支架的固定支撑，所述活动端形成对所述标架支架的弹性支撑。

3.根据权利要求2所述的地铁轨道板精调系统，其特征在于：所述测量标架的固定端和活动端与轨道板的螺栓孔相匹配。

4.一种地铁轨道板精调方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1，新建测量工程项目并且输入设计线型参数；

S2，全站仪利用CPⅢ控制网进行设站；

S3，安装测量标架，将若干个测量标架安装固定在不同轨道板不同坐标测量点位上；

S4，建立通讯连接，利用全站仪对测量标架进行测量获取坐标参数，并与设计坐标运算得到垂直于设计线路的偏差值和高程差值；

S5，得到的偏差值和高程差值与设计值进行比较，若两者差值不在限差范围内，则基于该偏差值和高程差值执行调板操作，并返回步骤S4；若两者差值在限差范围内，则继续执行步骤S6；

S6，进入顺序下一轨道板的测量精调，循环执行步骤S3-S5，直至完成本站所有轨道板的测量精调。

5.根据权利要求4所述的地铁轨道板精调方法，其特征在于：步骤S2中使用六个测量标架，其中两个测量标架本固定在已经精调的轨道板边角正数第二排的承轨台上；另外四个测量标架固定在待调整轨道板的边角正数第二排和倒数第二排的承轨台上，形成对待调轨道板四个边角的测量和定位。

6.根据权利要求4所述的地铁轨道板精调方法，其特征在于：步骤S2中的全站仪的设站方式为快速倾斜设站。

7.根据权利要求6所述的地铁轨道板精调方法，其特征在于：所述快速倾斜设站具体包括在测量前输入测量区域的CPⅢ控制点坐标，测量现场架设全站仪后随机测量全站仪附近的三个控制点，根据测量得到的控制点坐标，自动计算其位置关系，根据该位置关系与事先输入的CPⅢ控制点位置关系来进行查找和匹配，确定出测量点的实际点名和大地坐标，然后根据控制点的实际坐标和测量所得坐标，利用七参数模型计算出设站点坐标和倾斜补偿值。

8.根据权利要求4所述的地铁轨道板精调方法，其特征在于：所述步骤S3中测量标架安装使用前，还包括进行一次检校流程。

9.根据权利要求8所述的地铁轨道板精调方法，其特征在于：所述检校流程具体包括使用标准标架在标准承轨台进行标准测量后，所述测量标架替代所述标准标架进行检校测量，计算出每个测量标架与标准标架横向和高程的偏差值。

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