沪杭高速铁路无砟轨道42号单开道岔桥上道岔板铺设测量技术研究

2011-05-14汪建国

铁道标准设计 2011年6期

张磊，汪建国

(中铁一局集团沪杭铁路客运专线项目经理部，杭州 311100)

1 概述

由中铁一局集团承建的沪杭高速铁路笕桥线路所42号单开道岔，道岔型号为客运专线(07)－006，直股设计时速350 km，整组道岔57块道岔板。道岔板自身结构尺寸复杂多变:板长2.9～5.624 m、板宽2.575～4.918 m、板厚0.24 m。道岔板精调作业于2010年6月13日开始，至2010年6月15日3 d时间完成了2组道岔共计114块板的精调任务。为沪杭高速铁路按期铺轨创造了先决条件，实现了预期的目标。本文根据客运专线的基本要求，介绍道岔板精调测量方法，研究控制道岔板铺设精度的施工工艺。

2 道岔板施工流程

CPⅢ控制网测量评估→底座板施工→底座板验收→GRP及道岔板板角特征点的放样→GRP基准点的测量→GRP基准点评估→道岔板吊装上桥→道岔板粗铺→道岔板精调→CA砂浆灌注→道岔板复测。

3 测量准备

3.1 施工条件

CPⅢ控制网测量评估通过，道岔区底座板浇筑完成并通过验收。

3.2 仪器设备

配合道岔板精调所须仪器，全站仪应具备自动照准、自动观测、自动记录的功能。精度应达到方向测量中误差不大于 ±1″，测距中误差不大于 ±(1 mm+2 ppm);电子水准仪精度不低于0.5 mm/km;球棱镜互换偏差不大于0.3 mm。

3.3 数据准备

依据中国铁道科学研究院“42号联络线右开道岔板式无砟轨道道岔板平面布置图”及线路参数，编制数据库。道岔板平面布置图提供的各控制点坐标计算每块板四角定位点的施工坐标。将施工坐标根据设计院提供的大地坐标系转换为道岔区大地坐标系。道岔板高程数据是根据设计院提供的轨面高程计算道岔板一对特征点的设计高程，利用数据库的相对位置和软件的计算功能，实现数据的转换。必须找出一对特征点进行校核，确保数据的准确无误。

3.4 软件准备

根据42号道岔的特点，采用SSPS-Boegl道岔精调系统，成都普罗米新研发的GRP数据采集系统。

SSPS-Boegl系统配合高精度全站仪利用其高精度的电子原器件计算处理器，测量和计算道岔板数据要素，进而控制调节道岔板的几何参数已达到设计精度要求。

配备GRP数据采集软件，配合全站仪实现测量的自动化、数据观测记录的智能化，减少了人为因素对测量精度的影响。

4 CPⅢ的复测

CPⅢ控制网是保证精调的首要条件，首先对CPⅢ控制网进行复测并评估。根据铁建设函［2006］189号《高速铁路无砟轨道工程施工精调作业指南》的规定，CPⅢ控制网复测精度应满足以下要求。

(1)测站设在两对 CPⅢ点中间，观测距离≤150 m。

(2)每个观测站的CPⅢ点不少于3对。

(3)平差后CPⅢ点未复测坐标与原始坐标分量较差不应大于1 mm，高程较差不应大于0.5 mm。

(4)自由设站三维坐标分量差不应大于表1要求。

表1 CPⅢ控制点复测分量偏差 mm

5 底座板的复测

底座板的高程控制精度是影响道岔板铺设精度的重要因素:必须对底座板高程复测，提前对不合格的部位和区域进行处理，这样也能避免对GRP点的扰动及粗铺完成后因砂浆调整层的厚度不够再次提板对道岔板的外观损伤和发生变形。底座板的复测高程应控制在±5 mm误差范围。

6 GRP基准点及道岔板定位点放样

混凝土底座板施工完成后，依据轨道控制点(CPⅢ)，采用全站仪自由设站极坐标法放样轨道板定位点和GRP点。轨道板定位点和GRP点应埋设于混凝土底座板上，轨道板定位点与GRP点连线应垂直于直股中线。放样GRP点的同时将道岔板定位点也同时进行放样，并在底座板上弹出边线为粗铺作准备。放样精度应满足下列要求。

(1)轨道板定位点的放样距离≤100 m。

(2)轨道板定位点平面定位允许偏差≤5 mm。

(3)轨道基准点平面定位允许偏差≤5 mm。

7 GRP基准点测量

7.1 平面测量

轨道基准点的平面测量应左右线路分开进行测量，在底座板张拉连接并锁定后，粗铺轨道板之前进行，采用全站仪自由设站极坐标法进行观测，直接测量各点的坐标，外业采用自动记录方式，特别注意输入点号的正确性。自由设站点应尽量靠近左线或右线基准点的连线。轨道基准点观测不应少于3次。CPⅢ点观测不应少于4次。一个测站结束后搬至下一站后，每站观测距不超过70 m，至少观测11个轨道基准点，重复观测上一测站的CPⅢ点不应少于2对，重复观测上一测站观测的轨道基准点3～5个。本站观测的所有轨道基准点(包含重复观测上一站的轨道基准点)都必须位于测站的同一侧。每站轨道基准点测量时，采用同一组棱镜三脚座和精密棱镜。在观测轨道基准点时，应由远及近完成全部轨道基准点测量。每次安置棱镜三脚座时，要精确整平棱镜三脚座，在棱镜三脚座移动过程中，棱镜应始终面对全站仪。测量精度应满足下列要求。

(1)轨道基准点各测回测量的坐标值与其平均值间的较差≤0.4 mm。

(2)重迭轨道基准点的平面位置允许偏差:横向≤0.3 mm，纵向≤0.4 mm。

(3)相邻基准点的平面相对精度≤0.2 mm。

7.2 高程测量

高程测量应该在轨道板摆放或粗铺之后进行，采用几何水准方法，按照附合水准方法和中视水准测量方法相结合进行施测，轨道基准点一般作为中视点，除首末CPⅢ点外，其余CPⅢ点作为附合水准线路的转点。采用电子水准仪进行往返观测，起闭于CPⅢ点，附合水准线路长度约为300 m。在轨道基准点上立尺时，水准尺须使用水准尺适配器，在CPⅢ点立尺时，不使用水准尺适配器，须使用与CPⅢ网测量时一致的水准测量杆。水准尺适配器常数需准确测定，同时保证水准尺适配器与轨道基准点测钉的匹配。基准点高程测量应满足以下要求。

(1)单程水准测量闭合差≤0.5 mm。

(2)一次相对多次高程测量平均值允许误差0.3 mm。

(3)相邻点间的相对精度0.1 mm。

8 道岔板吊装与粗铺

沪杭高速铁路42号桥上板式道岔，位于海杭特大桥笕桥线路所桥段，墩高在17～18 m。道岔板采用吊车上桥配合倒运板车进行。道岔板上桥前应对道岔板提前验收，上桥后道岔板用5 cm小方木支垫平稳。

道岔板粗铺以放样板角特征点为基准，四周边线为参考进行人机反复测量调整粗铺就位，粗放到位后用精调爪更换道岔板下面的支撑方木，用精调爪微调道岔板达到以下粗铺要求。

(1)道岔板平面偏差控制在±5 mm。

(2)道岔板高程偏差控制在±5 mm。

在施工过程提高粗铺精度，对提高精调效率起到决定性作用。

9 道岔板精调

9.1 仪器定向

将仪器安装在强制对中测量标架之上，利用GRP基准点安放仪器及后视棱镜。调整标架上的水准气泡，整平仪器。利用仪器的定向功能瞄准后视棱镜，定位向后反测后视坐标各项不符值均不得超限，如果超限必须重新设站。仪器架设距后视棱镜，控制在11.5～20 m。

道岔板精调如图1所示。

9.2 道岔板调板方法

图1 道岔板精调

道岔板的调整顺序:按照板号递增的顺序依次进行调板作业。全站仪定向完成后，安装测点棱镜。将棱镜安放在四角最外侧螺栓孔上，棱镜转换套筒底部应和道岔板顶面密贴无缝，棱镜面向全站仪方向。运用全站仪的自动照准功能依次测量每个角点棱镜，根据偏差值调整道岔板。道岔板按照先方向后高程的顺序进行。四角测量完成以后，须对其他点位进行复核测量无误后保存数据。为确保道岔板的平顺性，各个板间必须进行搭接处理。道岔板精调精度要求见表2。