CN115491938A - 用于长联大跨铁路钢桥上无砟轨道的精调方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及铁路控制测量技术领域，公开了一种用于长联大跨铁路钢桥上无砟轨道的精调方法，包括：在轨排的预设精调温度下，对目标精调施工段上预设的CPⅢ点位进行复测，以确保该目标精调施工段内的轨排在精调过程中CPⅢ点位的准确；将安装有棱镜的轨检小车放置于上一段已完成精调的轨排上，移动轨检小车；沿轨检小车的行驶方向，在钢桥上预设全站仪，利用全站仪对轨检小车及全站仪附近的若干对CPⅢ点位进行边角交会测量，以获得轨检小车行驶的轨排的测量数据，得到实际调整值，对轨排进行调整。保证了无砟轨道精调的精度。减少了CPIII控制网复测次数，节约大量时间和成本。
Description
技术领域
本发明涉及铁路控制测量技术领域，特别涉及一种用于长联大跨铁路钢桥上无砟轨道的精调方法。
背景技术
我国已经有大量的普速和高速铁路投入运营，在铁路修建和运营维护过程中，均需要一套具有高精度和良好稳定性的精密测量控制网，为精准施工和运营维护提供控制基准。《高速铁路工程测量规范》(TB10601-2009)中，框架控制网(CP0，framecontrolnetwork)，采用卫星定位测量方法建立的三维控制网，作为全线(段)的坐标起算基准。基础平面控制网(CPI，basic horizontal control network)在框架控制网(CP0)的基础上，沿线路走向布设，按GNSS静态相对定位原理建立，为线路平面控制网(CPII)提供起闭的基准。线路平面控制网(CPII，route horizontal control network)在基础平面控制网(CPI)上沿线路附近布设，为勘测、施工阶段的线路平面测量和轨道控制网测量提供平面起闭的基准。轨道控制网(CPIII，track control network)沿线路布设的平面、高程控制网，平面起闭于基础平面控制网(CPI)或线路平面控制网(CPII)、高程起闭于线路水准基点，一般在线下工程施工完成后进行施测，是轨道铺设和运营维护的基准。现有的无砟轨道精调施工技术无法满足长联大跨钢桁梁无砟轨道精调施工，鉴于目前还没有长联大跨度钢桁梁无砟轨道精调测量的施工，参考现有的无砟轨道精调测量方法中，目前常用的轨道精调方法是：采用精调小车，通过全站仪与小车顶端的棱镜，将轨排高程、中线偏位等数据显示在小车顶部的电脑上，再用调整螺杆调节器的方法，反复测调，最终使轨排线形满足设计要求。全站仪在设站时通常不考虑CPIII点位的影响。将这种方法应用在大跨度多联连续钢桁梁无砟轨道精调测量中，存在以下不足：
与混凝土梁相比，由于钢桥具有刚度小、温度敏感性大的特点，在施工荷载和环境温度等的影响下，长联大跨钢桥梁上的CPIII点位处于动态变化过程中，影响设站精度，现有的无砟轨道精调方法无法满足无砟轨道精调施工要求。
发明内容
本发明提供一种用于长联大跨铁路钢桥上无砟轨道的精调方法，以解决现有测量方法无法用于长联大跨钢桥上无砟轨道施工精调的问题。
第一方面，本发明提出的一种用于长联大跨铁路钢桥上无砟轨道的精调方法，包括：
通过观测桥梁施工过程中钢桥自重挠度以及成桥后的荷载试验计算出桥梁实际刚度，再计算获得轨道荷载下的钢桥的下挠数据；基于该下挠数据，得到预施工的无砟轨道结构在设计线性基础上的精调预抬值，其中，无砟轨道结构包括底座板、轨道板、钢轨及其扣件；由于该工序之前底座板已施工完成，故该工序中荷载不包括底座板荷载；
在温度相对稳定的条件下，对目标精调施工段上预设的CPⅢ点位进行复测，以确保该目标精调施工段内的轨排在精调过程中CPⅢ点位的准确；其中，温度相对稳定的条件包括：轨排的预设精调温度；
将轨检小车放置于上一段已完成精调的轨排上，沿轨排的长度方向移动轨检小车至所述目标精调施工段，并继续行驶；具体包括：将轨检小车放置于上一段已完成无砟轨道施工末端工具轨上，在末端至少8根轨枕的位置开始移动轨检小车至所述目标精调施工段，并继续行驶；
沿轨检小车的行驶方向，在钢桥上预设多个自由测站点，设置全站仪，利用全站仪对轨检小车及全站仪附近的若干对CPⅢ点位进行边角交会测量，以获得轨检小车行驶的轨排的测量数据，并结合所述精调预抬值，得到实际调整值，根据所述实际调整值，对目标精调施工段的轨排进行调整，在调整完成后，进行复测并采集数据，完成该目标精调施工段的道床板精调施工。
进一步地，所述轨检小车从已完成的上一段无砟轨道施工的末尾端移动轨检小车，目的在于与上一段无砟轨道进行搭接，以保证轨道的平顺性。
进一步地，所述在调整完成后，进行复测并采集数据的步骤中，若复测发现某对CPⅢ点位处的轨排的调整不符合要求，则将轨检小车后退预设距离后，再次对该处的轨排进行调整。
进一步地，完成所述目标精调施工段的轨排的精调后，对所述目标精调施工段进行道床板浇筑施工，浇筑完成后，进行竣工测量。
进一步地，所述对目标精调施工段上预设的CPⅢ点位进行复测的步骤至少包括对CPⅢ点位的标高进行复测的步骤。
进一步地，所述目标精调施工段上预设有4-8对所述CPⅢ点位。
进一步地，所述目标精调施工段上预设有3-4个自由测站点。本发明提供的技术方案带来的有益效果包括：
本发明通过在相对稳定的环境温度下，对目标精调施工段上预设的CPⅢ点位进行复测，以确保该目标精调施工段内的轨排在精调过程中CPⅢ点位的准确。保证了CPⅢ点位的稳定、全站仪设站精度，保证了无砟轨道精调的精度。
将每个目标精调施工段的CPⅢ点位复测次数缩短到两次，大大减少了CPIII控制网复测次数，节约大量时间和成本，大大提高了轨道精调效率，解决现有方法无法适用于长联大跨钢桥上无砟轨道精调的问题，满足了无砟轨道施工精调精度要求。
本发明减少了各种交叉作业的影响，对安全保证和质量保证非常有利。也为之后此类施工提供了依据和参考。也为之后在长联大跨铁路钢桥上进行无砟轨道铺轨提供大量的数据和经验，能够节省大量的人力、物力及工期。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明精调方法的一个全站仪以及与该全站仪配对的4对CPⅢ点位的位置分布示意图；
图2为本发明的一段目标精调施工段内自由测站点和CPⅢ点位的位置分布示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
结合附图1、2所示，本发明提出的用于长联大跨铁路钢桥上无砟轨道的精调方法，在充分考虑外界环境(温度等)、施工顺序和荷载等对CPⅢ点位坐标变化的影响下，利用桥梁下挠变形和纵向位移监测数据，适当设置轨道板(或称道床板)的预抬值设定。在轨道精调前对需要用到的CPⅢ点位坐标修正，用调整后的CPⅢ点位坐标进行无砟轨道精调。轨道板/道床板浇筑之后进行相应的竣工测量，为下一段轨道板/道床板的预抬值提供依据。
需要说明的是，钢桥是用钢材作为主要建造材料的桥梁。钢桥与混凝土箱梁桥相比，具有刚度小，温度敏感性大的特点，故设置在钢桥上的CPⅢ点位在温度、荷载作用下随钢桥处于动态变化状态中。
CPⅢ的中文为基桩控制网，为沿线路布设的三维控制网，平面控制起闭于基础平面控制网(CPⅠ)或线路控制网(CPⅡ)，高程控制起闭于沿线路布设的二等水准网，一般在线下工程施工完成后施测，为无碴轨道铺设和运营维护的基准。CPⅢ点位应成对布设，相邻两对CPⅢ点位沿线路长度方向的布置距离一般为50～70m，特殊情况下间距最短不小于40m，最长不大于80m。由于大跨度多联钢桁梁结构的特殊性，CPⅢ点位首先考虑在墩顶中心布设一对，然后在跨中布设两队，最好选在加劲弦的位置，同时兼顾相邻CPⅢ点位的间距，不要超过最短和最长距离。为避免在与简支钢桁梁和现浇混凝土梁端接头位置的CPⅢ点位变形较大，CPⅢ点位应位于简支钢桁梁或现浇混凝土上。
无砟轨道是指采用混凝土、沥青混合料等整体基础取代散粒碎石道床的轨道结构，又称作无碴轨道，是当今世界先进的轨道技术。与有砟轨道相比，无砟轨道避免了飞溅道砟，平顺性好，稳定性好，使用寿命长，耐久性好，维修工作少，列车运行时速可达350千米以上。同时对精调的要求比有砟轨道要求要高。
本发明提出的用于长联大跨铁路钢桥上无砟轨道的精调方法，包括：
通过观测钢桥以及结合计算获得无砟轨道结构荷载下的钢桥的下挠数据；该所述下挠数据，即预施工的无砟轨道结构的精调预抬值，其中，该处无砟轨道结构荷载包括轨道板和钢轨及其扣件(底座板在之前工序中已施工完成)。
在温度相对稳定条件下，对目标精调施工段上预设的CPⅢ点位进行复测，以确保该目标精调施工段内的轨排在精调过程中CPⅢ点位的准确。
将轨检小车放置于上一段已完成施工的工具轨上，移动轨检小车至所述目标精调施工段，并继续行驶。其中，轨检小车包括轨道状态检测仪，轨检小车采用现有设备。
沿轨检小车的行驶方向，在钢桥上预设多个自由测站点，利用全站仪对轨检小车及全站仪附近的若干对CPⅢ点位进行边角交会测量，轨道几何状态测量仪接收观测数据,通过配套软件，计算轨道平面位置、水平、超高轨距等误差值，在屏幕上显示，指导轨道精确调整。
在调整完成后，进行复测并采集数据，完成该目标精调施工段的轨道的精调。CPⅢ点位和自由测站点的分布位置如图1、2所示。
所述轨检小车从上一段已完成精调的轨道的末尾端移动至所述目标精调施工段的起始端前，调整轨排的平顺度。比如，所述目标精调施工段的起始端的全站仪对上一段已完成精调的轨排的末尾端的至少8根轨枕的位置进行测量，以实现数据采集和交叠补偿。
所述在调整完成后，进行复测并采集数据的步骤中，若复测发现某对CPⅢ点位处的轨道的调整不符合要求，则将轨检小车后退预设距离后，再次对该处的轨道进行调整。
完成所述目标精调施工段的轨道的精调后，对所述目标精调施工段进行道床板浇筑施工，浇筑完成后，进行竣工测量。
所述对目标精调施工段上预设的CPⅢ点位进行复测的步骤至少包括对CPⅢ点位的标高进行复测的步骤。
所述目标精调施工段上预设有4-8对所述CPⅢ点位。所述目标精调施工段上预设有3-4个自由测站点。
本发明的精调方法的关键点之一在于，在轨排进行精调之前，先进行本次精调所需要的CPⅢ点位的复核(即复测)工作，一般要选在无砟轨道结构的设计温度(也即轨排的预设精调温度)下进行，确保精调过程中CPⅢ点位的准确。且坚持“即测即用”的原则，即在CPⅢ点位现场复核之后，尽快用于目标精调施工段的轨排的精调。
精调测量时，如图1所示，一个全站仪使用至少四对即八个CPⅢ点位。以保证设站精度。如图2中，一个自由测站点对应6对CPⅢ点位。
除轨检小车上设置有棱镜外，CPⅢ点位也设置有棱镜。
轨检小车在工具轨上行驶时，轨检小车自动测量轨距、标高、水平位置，接收观测数据，通过配套软件，计算轨道平面位置、水平、标高、轨距等数据，将误差值迅速反馈到轨道状态测量仪的电脑显示屏幕上，指导轨道进行调整。需要说明的是，轨检小车、轨道状态测量仪均为现有技术。道床板浇筑前的精调测量结果应该以电子表格形式输出，并由监理签字后整理存档。轨检小车的电脑中的原始文件要及时备份。
道床板浇筑完成后，及时进行竣工测量，比较实际挠度值与理论计算值相差，及时调整好下一段目标精调施工段的预抬值。
浇筑后测量结果应该以电子表格形式输出，并由监理签字后整理存档。
重复上述的操作，逐一进行目标精调施工段的轨道精调。
本发明利用填补了在长联大跨铁路钢桥上进行无砟轨道测量施工方法的空白，在迅速发展的长联大跨铁路钢桥无砟轨道结构施工中，对控制钢桥上无砟轨道施工测量施工质量有重要作用。
需要说明的是，在本发明中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所发明的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (6)
1.一种用于长联大跨铁路钢桥上无砟轨道的精调方法，其特征在于，包括：
通过观测桥梁施工过程中钢桥自重挠度以及成桥后的荷载试验计算出桥梁实际刚度，再计算获得轨道荷载下的钢桥的下挠数据；基于该下挠数据，得到预施工的无砟轨道结构在设计线性基础上的精调预抬值，其中，无砟轨道结构包括底座板、轨道板、钢轨及其扣件；
对目标精调施工段上预设的CPⅢ点位进行复测，以确保该目标精调施工段内的轨排在精调过程中CPⅢ点位的准确；
将轨检小车放置于上一段已完成精调的轨排上，沿轨排的长度方向移动轨检小车至所述目标精调施工段，并继续行驶；
沿轨检小车的行驶方向，在钢桥上预设多个自由测站点，利用全站仪对轨检小车及全站仪附近的若干对CPⅢ点位进行边角交会测量，以获得轨检小车行驶的轨道测量数据，二者相比较得到实际调整值，根据所述实际调整值，对目标精调施工段的轨排进行调整，在调整完成后，进行复测并采集数据，完成该目标精调施工段的道床板精调施工。
2.如权利要求1所述的用于长联大跨铁路钢桥上无砟轨道的精调方法，其特征在于，所述轨检小车从已完成的上一段无砟轨道施工的末尾端移动轨检小车。
3.如权利要求1所述的用于长联大跨铁路钢桥上无砟轨道的精调方法，其特征在于，所述在调整完成后，进行复测并采集数据的步骤中，若复测发现某对CPⅢ点位处的轨排的调整不符合要求，则将轨检小车后退预设距离后，再次对该处的轨排进行调整。
4.如权利要求1所述的用于长联大跨铁路钢桥上无砟轨道的精调方法，其特征在于，完成所述目标精调施工段的轨排的精调后，对所述目标精调施工段进行道床板浇筑施工，浇筑完成后，进行竣工测量。
5.如权利要求1所述的用于长联大跨铁路钢桥上无砟轨道的精调方法，其特征在于，所述对目标精调施工段上预设的CPⅢ点位进行复测的步骤至少包括对CPⅢ点位的标高进行复测的步骤。
6.如权利要求1所述的用于长联大跨铁路钢桥上无砟轨道的精调方法，其特征在于，所述目标精调施工段上预设有4-8对所述CPⅢ点位。
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