轨道板精调作业指导书.docx
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轨道板精调作业指导书
轨道板精调作业指导书
新建沈阳至丹东铁路客运专线
CRTSⅢ型无砟轨道
轨道板精调施工作业指导书
编制：
审核：
审批：
中建股份沈丹客专TJ-3标项目经理部二工区
2014年7月
CRTSⅢ型板式无砟轨道轨道板精调
1．适用范围
适用于中建股份沈丹客专铁路TJ-3标二工区CRTSⅢ型板无砟轨道板精调作业施工。
2．技术依据
2.1《高速铁路测量规范》（TB10601-2009）
2.2《客运专线铁路无碴轨道铺设条件评估技术指南》（铁建设[2006]
158号）
2.3《关于进一步规范铁路工程测量控制网管理工作的通知》（铁建设〔2009〕20号）
2.4《关于进一步加强客运专线建设质量管理的指导意见》（铁建设〔2008〕246号）
2.5《高速铁路无砟轨道工程施工精调作业指南》（铁建设函［2009］
674号）
3.技术方案
3.1采用CPIII设站并用工装标架进行精调的方案
利用全站仪在CPIII网内进行自由设站，测量安置在轨道板上的棱镜，然后通过软件计算偏差值，对轨道板进行调整，直至合格。
该方案利用轨道板上的螺栓孔，制作专用的工装标架，标架的固定支点放置在螺栓孔中。
高程控制以轨道板的钢轨扣件底面为基准。
该方案的优点是：
省去了测量轨道基准点的工序，直接利用CPIII对轨道板进行调整。
3.2测量理论基础
此种方案以线路两侧CPIII控制网作为测量基础。
CPIII网作为我国铁路建设的最为重要的施工和维护控制网，经过多年的实践检验，证明该控制网有良好的点间精度，相邻两个CPIII点可以达到平面1mm、高程是0.5mm的误差。
在该网下测量线路，能确保线路测量的连续性，相比传统的导线网有着不可比拟的优势。
轨检小车在高速铁路中的测量就是采用了这种控制网。
全站仪在CPIII控制网内做八点的自由设站，可以得到相对于控制网1mm的精度，即在该网先后设站，在该控制网内连续两个设站的相对误差会在2mm以内，与CRTSⅡ型板的测量中两个控制点相对限差一致。
螺栓孔工装标架测量方案采用了CRTSⅡ型板的精调平滑处理原理，那么这种偏差不会造成错台的出现。
方案的实施应在线路两侧CPIII控制点建立完成之后进行，在每块轨道板上选择2#、7#两排扣件8个螺栓孔上安放4个测量标架和4个棱镜。
全站仪在CPIII控制网内做自由设站，计算出测站点的理论三维坐标值和所在的里程；当全站仪测量放置在CRTSIII型板上螺栓孔工装标架上的棱镜后，可以测量出该棱镜所处位置的实测三维坐标，根据坐标可以确定它在线路中的里程，经过软件的里程推算，得出该处的理论三维坐标，软件计算实测和理论坐标的偏差，将偏差值显示在显示器上，根据偏差对CRTSIII型板进行调整。
采用此种方案，为保证测量精度，左右线应分开进行调整。
4.人员培训与仪器设备
技术人员在作业前应参加客专公司组织的培训。
施工单位项目部应在作业前组织进行实测培训和技术交底。
无砟轨道精调测量必须建立专项管理制度，分三级专人管理，要明确各级责任分工、作业要求。
按项目经理部测量协调人、项目工区测量协调人、作业班组三级组织管理。
测量数据的计算和管理是轨道板调整施工中的一个关键。
4.1仪器设备
表1主要设备清单
序号
名称
数量
备注
1
全站仪
1
TCA2003、LeikaTCRP1201+等
2
工控机
1
松下CF-19
3
测量标架
6
4
标准标架
1
5
小棱镜
7
6
徕卡圆棱镜
8
CPIII设用站
7
数传电台
2
8
电缆线
1
通讯，链接全站仪和数传电台
9
供电系统
2
大容量锂电池组
10
精调软件
1
4.1.2全站仪（最低配置）
全站仪应具有自动目标搜索、自动照准、自动观测、自动记录功能，其标称精度应满足：
方向测量中误差不大于±1″，测距中误差不大于±1mm+2ppm。
4.1.3棱镜
棱镜加工精度0.2mm。
4.1.4工装标架
工装标架加工精度：
0.2mm。
检校方法：
配置一个校正好的标准工装标架，每个工作日测量前使用标准工装标架对测量标架进行校正。
5.施工工艺
5.1精度指标
精调作业各项精度指标需满足下表要求；
表1轨道板精调精度指标
序号
调整项目
允许偏差（mm）
1
高程
±0.5
2
中线
0.5
3
相邻轨道板接缝处承轨台顶面相对高差
0.3
4
相邻轨道板接缝处承轨台顶面平面位置
0.3
5.2准备精调数据
将通过平差的CPIII数据导入到全站仪中，用于精调设站。
用精调软件生成精调工程文件，并将轨道板设计文件导入到“Slabs”文件夹中。
在工程文件夹里面存放有4个子目录和一个Project.xml工程文件。
“Project.xml”里面存放的是该工程的配置信息；ControlPoints子目录里面存放CPIV控件点文件。
Slabs子目录里面存放设计板文件，可以把所有的设计板文件放到里面，程序将读取所有的设计板的数据信息；
CheckLineType子目录：
该目录里存放有两个子目录，Points子目录和Report子目录，在Points子目录里面存放的是采集点的坐标文件；在Report子目录里面存放的是平顺性检测的成果文件，有两种类型的成果文件：
a.Ⅲ型轨道板几何位置检查记录表。
在该图中用户可以查当前段板的整体偏差情况及超限的状况等信息。
b.Ⅲ型轨道板平顺性检测表。
程序用内差的方法把板上的各轨座的偏差求出，然后生成平顺性检测及动态调整表。
高程的平顺性信息，用户也可以对高程进行动态调整，调整量（扣件量）实时计算并显示。
平面位置的平顺性信息，用户也可以对平面位置进行动态调整，调整量（扣件量）实时计算并显示。
Reports子目录：
里面存放的是精调后板的成果文件。
板的成果文件：
里面存放调板时的定向、各参数设置等信息和精调后板的偏差信息及坐标等。
5.3设站
全站仪架设在精调线路中线附近，后视前后8个CPIII点，进行自由设站。
在换站过程，保证有4个CPIII网点与上一测站重合，自由设站精度要满足表2，以保证站与站的平顺过渡。
CPⅢ控制点自由设站精度应满足表2的要求。
表2CPⅢ自由设站精度
X
≤0.7mm
Y
≤0.7mm
H
≤0.7mm
定向精度
≤2″
自由设站测量完成和精度满足要求后，CPⅢ控制点的坐标不符值应满足表3的要求。
表3CPⅢ控制点坐标不符值限差
X
≤1.5mm
Y
≤1.5mm
H
≤1.5mm
若CPⅢ控制点坐标不符值不满足表3的要求，在保证CPⅢ制点数量不少于3对的情况下，应将超限点剔除后再重新进行自由设站。
在自由设站精度与CPⅢ精度满足要求后，方可继续进行轨道板精调工作。
5.4选板
线路的理论三维线型参数事先导入软件中，根据线路里程情况，可对轨道板及板上的棱镜进行编号，通过数据传输电台控制全站仪的操作，在设站完毕之后，可对轨道板上相应的棱镜进行测量，测量结果通过数据传输电台，传输到调板机具旁上的工控机上。
在菜单里，点击测量—选板或在工具栏里直接点击选板按钮，弹出选板对话框。
选板：
选要测量的板，在选择板名称下拉列表中选择当前要调的板。
按里程搜索板名称：
如果不知道当前要调的板名称，但知道所处的里程，可以将该板处的一个里程值输到当前板所在里程文本框内，单击【搜索】按钮，即可把当前板选择上。
温度：
由温度传感器自动写入温度值。
也可以人工对温度值进行修改。
操作者：
输入操作者的姓名。
5.5定向
当全站仪位于新的测站时，要进行定向，以确定全站仪位置、方位及角度改正数。
在菜单里，点击测量—定向或在工具栏里直接点击定向按钮，弹出定向对话框。
板上3#4#棱镜参于定向：
换站时，如果正精调的轨道板上一块轨道板已精调，则需选中板上3#4#棱镜参于定向，站内不选；选中板上3#4#棱镜参于定向，则全站仪会继续测上一站调的最后一块板的3#4#棱镜，会对定向进行改正，从而消除站与站之间的搭接误差，使板与板之间平顺过渡。
上图中各数据含义如下：
OHz（corrected）:
为水平角改正数。
OV（vertcorrection）:
为竖直角改正数。
dl:
表示各棱镜的纵向偏差。
dq:
表示各棱镜的横向偏差。
dh_orig:
表示各棱镜的高程偏差。
dh_corr:
表示各棱镜的高程改正。
5.6检校标架
在菜单里，点击检校—检校架架或在工具栏里直接点击检校标架图标，该项工作应在每个新工作日精调作业前必须做的准备工作，对标架的变形进行改正。
因为制造出来的标架不可能是完全一模一样的，所以，此功能用来保障确定各棱镜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。
检校标架流程：
a.首先将标准标架放置在现场认为比较标准承轨台上，先放置轨道板左侧承轨台上，将固定端放入轨道板外侧螺旋孔，手工照准标准标架上的棱镜，开始测量。
b.将标准标架翻转180度放到轨道板另一侧对应的承轨台上，固定端放入轨道板外侧螺旋孔，，手工照准标准标架上的棱镜，开始测量。
c.标准标架测量完后，移开标准标架，将需检测的标架都放到标准标架处的左侧承轨台上，并将固定端放入轨道板外侧螺旋孔。
d.对放置好的标架进行测量，测量完成后，结果如下：
e.点击【保存】按钮，将保存该标架检校的结果。
点击【继续】按钮则弹出检校标架对话框，继续检校标架。
点击【关闭】按钮，则退出检校标架。
5.7调整
每次设站测量4块板，调整3块板，搭接一块板以消除错台误差。
调板机具上的操作人员，可以通过显示器，可以看到待调的轨道板的偏差，进而进行调整，直至合格。
调整完成之后，全站仪进行复测，直到轨道板达到：
绝对误差2mm，板内相对误差高程0.5mm，横向0.5mm，纵向10mm的精度；板间误差高程0.5mm，横向0.5mm的要求，保存完整测量成果，转入下块板调整。
测1测6：
在菜单里，点击测量—测1测6或直接点击右侧按钮，则程序分别测量1#棱镜和6#棱镜，计算并显示它们的横向、纵向和高偏差。
四点测量：
在菜单里，点击测量—四点测量或直接点击右侧按钮，则程序分别测量板的四个角点上的1#棱镜、2#棱镜、5#棱镜和6#棱镜，计算并显示它们的横向、纵向和高偏差。
完整测量：
在菜单里，点击测量—完整测量或直接点击右侧按钮，则程序对板上的所有棱镜进行测量，并显示各棱镜的横向偏差、纵向偏差和高差等信息。
保存完测结果：
当完整测量完成后，右侧的保存完测结果按钮变蓝，这时可以保存完测的结果。
在菜单里，点击测量—保存完测结果或直接点击右侧按钮，如果完测结果有超限的，则会弹出超限信息对话框，用户必须在该对话框中输入超限理由。
程序将把调好的当前板的定向、偏差、坐标等所有信息都保存在一个文本文件内。
6.误差来源和处理方案
棱镜和工装标架方案的误差主要来源：
测量误差、III型板螺栓孔制作误差和工装标架的误差等。
表4误差来源表
序号
棱镜配合全站仪
1
棱镜、标架
加工误差
2
自由设站误差
3
板模具误差
标架放置误差
4
棱镜和全站仪测量误差
软件里提供了标架校正的功能，可以消除棱镜和标架的加工误差，使这项误差在同一系统内，作为一种系统差，不影响相对误差。
即利用同一系统测量出来的结果在系统内的线性可以保证的很好。
设站的误差，软件中采用了搭接平滑过度的方案，消除设站误差。
也可以确保测量的线性。
标架放置误差，根据标架的结构，理论上不会大0.1mm，实际上该误差来源于人为因素，和螺栓孔口的杂物。
因此，在测量时检查螺栓孔是必要的工作。
棱镜和全站仪的测量误差可以通过采用高等级的全站仪和棱镜来解决。
7.轨道板复测
7.1CRTSⅢ型轨道板复测系统组成
7.1.1测量部分
所采用的测量仪器精度标准需符合本指导书4.2仪器设备的精度要求
7.1.2专用标架
专用精调标架可采用螺孔定位和钳口定位两种定位方式，不管采用哪种方式都应确保还原轨道板设计参数，保证测量的精度和客专铁路全线测量的一致性。
配置小棱镜需确保数据可靠性。
各种数据线，需采用LEMO优质接插。
7.1.3检测软件
轨道板平顺性检测应需采用专门的CRTSⅢ型板式无砟轨道平顺性检测软件进行
7.2轨道板复测方法
CRTSⅢ型轨道板铺设精度检测可采用CPⅢ自由测站和轨道基准点强制对中两种方法。
现以钳口标架为例介绍利用CPⅢ控制网检测作业步骤
7.2.1全站仪在CPⅢ网内进行自由设站，一般采用不少于6个观测点，测站精度一般不小于0.5mm；
7.2.2使用标准标架对轨道板上的4个支撑点进行数据采集，具体采集方法为一站测量大约6-7块板（40左右米为宜）每一测站的板看作一个整体，先用标准标架的触及端密贴轨道板的外钳口由远及近或者由近及远的方法测量，然后再用标准标架的触及端密贴轨道板的外钳口由近及远或者由远及近的方法测量，路线为U字型；
7.2.3在换站测量的时候要搭接上一测站的1-2块板。
以减少测站间的误差。
（在换站的时候最好测量搭接区轨道板坐标和上一站所测坐标进行比较，如相差较大则检查测站精度，进行重新设站）；
7.2.4数据导出，并进行分析。
利用轨道基准控制网检测作业步骤：
全站仪在一个轨道基准点上设站然后后视另一个轨道基准点定向。
以后步骤同利用CPⅢ控制网检测方法。
7.3数据处理及分析
CRTSⅢ型轨道板轨道板铺设精度检测数据处理与分析应采用专用的检测系统进行。
8.资料整理
测量完成后应提交以下资料：
轨道板精调技术设计书；轨道板精调成果报告，包含内容：
技术总结、轨道基准点三维坐标、轨道板精调工程文件、轨道板铺设精度检测工程文件、轨道板精调成果文件、轨道板铺设精度检测成果文件；轨道板精调成果；在测量完成之后，应该对测量成果进行整理，并报监理审核之后执行。
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