无砟轨道测量精度影响因素及控制措施分析

2021-01-25刘海瑞

设备管理与维修 2021年24期

刘海瑞

（中铁十九局集团第二工程有限公司，辽宁辽阳 111000）

1 无砟轨道施工精度控制标准

CRTSI 双块式无砟轨道轨道结构组成自上而下分别为钢轨、扣件、双块式轨枕、道床板、中间隔离层和底座（支承层）等，桥梁轨道结构高度为725 mm，路基地段轨道结构层厚度为815 mm。高速铁路轨道施工要求有较高的精度，其施工质量需符合《高速铁路轨道工程施工质量验收标准》（TB 10754—2010）及《高速铁路轨道工程施工技术规程》（Q/CR 9605—2017）的要求。其主要控制项有：轨距的偏差控制为±1 mm，变化率不得大于1‰；轨顶标高的偏差控制一般地段为±2 mm；轨向的允许偏差2 mm/10 m 弦；线间距的允许偏差+5 mm。

2 影响无砟轨道测量精度的因素

无砟轨道施工工艺采用轨排框架法进行，轨排框架施工精度高，精度控制采用轨道几何状态测量仪对轨道几何状态精调，采用螺杆调节器进行固定。影响无砟轨道的精度因素较多，如何在施工中有效控制轨道精度就成了施工中的一个难题。通过生产实践研究，总结了以下影响因素并制定了以下预防措施：

2.1 外界环境因素

2.1.1 温度因素

无砟轨道精调采用轨道几何状态测量仪，将需要调整的轨排高程、中线偏位等数据显示在轨道几何状态测量仪的电脑上，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。因采用的是光学仪器，受自然温度影响，温度超过20 ℃或在阳光直射情况下会造成光线反射，温度热流会造成数据抖动，无法进行测量[1]。所以轨排精调的时间选择在无阳光照射、气温比较恒定的晚上进行，精调完成后即浇筑混凝土，如精调完成后不能及时进行混凝土浇筑，当轨排放置时间超过12 h 或环境温度变化超过15 ℃时必须重新对轨排的精度进行检测。

2.1.2 灰尘因素

2.1.3 车辆振动影响

过往车辆的振动引起全站仪抖动，造成测量数据不准，特别是桥梁段。一般在测量过程中需提前安排施工车辆的过往通行。桥梁段在测量过程中不允许有重型车辆通过。

2.1.4 轨枕外形尺寸

轨枕是由轨枕厂采用固定尺寸的刚性模具批量生产，因此在轨枕上线前要对扣件与挡肩之间的密贴情况及承轨面的平整正度和轨底坡进行检查，对挡肩与扣件之间夹杂的污物进行清理。

2.2 测量因素

2.2.1 测量仪器的偏差

因测量仪器进场后未进行校准、检验，测量仪器自身存在误差，全站仪自由设站有误，无法建站，或建站数据不准，导致轨排精调数据不准确。预防措施是要求测量仪器每天精调前，要对全站仪进行组合校准，对外界温度、气压、湿度进行修正。

2.2.2 轨道控制网准确性

②加强病情监护（Ⅲ）：评估神经状态，监测血压、心率、呼吸频率、血氧饱和度，记录体重、腹围变化、24 h尿量、排便次数，性状等；建议完善病因及病情评估相关实验室检查，包括PT/INR、纤维蛋白原、乳酸脱氢酶、肝功能、血脂、电解质、血肌酐、尿素氮、血氨、动脉血气和乳酸、内毒素、嗜肝病毒标志物、铜蓝蛋白、自身免疫性肝病相关抗体检测、球蛋白谱、脂肪酶、淀粉酶、血培养、痰或呼吸道分泌物培养，尿培养；进行腹部超声波（肝、胆、脾、胰、肾，腹水）、胸片、心电图等物理诊断检查，定期监测评估[10]。有条件单位可完成血栓弹力图、凝血因子V、凝血因子Ⅷ、人类白细胞抗原（HLA）分型等。

轨道控制网必须经过复测，并经精度评估合格后方可进行无砟轨道施工与精调作业。在桥梁特别是大跨连续梁段，由于梁体后期荷载引起的徐变上拱值的变化造成的综合变位必须予以重视。所使用的轨道控制网CPIII 点，因车辆撞击损坏、数据误输入等都会对测量造成偏差。无砟轨道施工前需对场内CPIII网进行复测，保护好测量控制网[3]。一般在建网数据采集完成数据出结果后需进行复测，在使用过程中应对整段数据进行复测。输入数据时应仔细复核无误后再进行下部操作。

2.2.3 测量操作误差

轨道几何状态测量仪显示调整数据后，精调作业人员需对轨排进行调整。调整时会因操作原因造成调整不到位或过位的现象，影响轨排的精度。每次精调后预留一块板不浇筑，在下次浇筑时进行顺接。精调过程中必须提前对轨排框架钢轨的内侧面灰土清除干净，安装扣件扭紧力必须与设计相符，而且每个扣件均应受力一致[4]。轨排横向支撑架必须顶撑到位且不单个撑杆受力。如遇有精调完成后有碰撞钢筋、轨排框架、螺杆调节器的必须重新进行精调。

3 提高无砟轨道测量精度的措施

3.1 做好测量前的准备阶段

在对无砟轨道进行测量前，需要做好相应的准备工作，即对于测量仪器进行前期配置、校准。

（1）对于高精度的全站仪进行前期准备，并且要求全站仪具有ATR 自动照准功能。

（2）精密水准仪的前期准备工作，该仪器需要具备显示功能，对测量结果进行直观的呈现，且可以保存测量结果，要求其测量误差＜3 mm/km。

（3）电子轨道尺的前期准备工作，其必须具有电子读数的功能，这样可以避免人工读数产生的误差，其数码读数的误差需要控制在5 mm 内。

3.2 做好无砟轨道控制网测量

在铁路工程施工过程中，将测量控制网分成以下两种：第一，高程控制网；第二，平面控制网。同时，还可以根据其在进行测量的时间点不同、功能不同、测量目的不同，细分为施工、勘测以及运维这3 种控制网。在测量过程中，准确适宜的使用这3 种控制网，可以在勘测、施工、运维的3 个时间段准确测量，满足铁路工程对于无砟轨道的高标准要求，使得无砟轨道的建设工作更加顺利的推进，也可以使其更好地投入后续运营使用中[5]。除此之外，还需要保证所有的测量技术拥有统一的标准，无论是在高程，还是在平面测量中。在平面测量中，采取CPI 标准，高程控制采取二等水准做为测量标准。

3.3 做好无板式无砟轨道精调

国内目前在铁路客运阶段使用的无砟轨道主要有下面3种：CRTS 1 型、CRTS 2 型、CRTS 3 型。在CRTS 2 型中，又细分为双板无砟式轨道和板式无砟轨道。以沥青、水泥、砂浆等铺设调整层在钢筋混凝土结构的底座上，这就是CRTS 1 型的无砟轨道的最大特点[6]。为了确保其铁路建设的工程质量符合高要求的标准，在CRTS 1 型轨道中设置凸型挡台限位，以调整扣件的方式控制铁路轨道最终的几何状态，如砂浆层、底座、凸型挡台、钢轨等扣件系统。通过赋予CRTS 1 型无砟轨道的运用，国内已经在铁路线路中首次运用CRTS 1 型无砟轨道，且取得阶段性的成功。同时，国内也在应用实践的过程中，对无砟轨道进行不断地摸索与研究，已经在CRTS 1 型无砟轨道的基础上研制出CRTS 2 型无砟轨道，其更加具有自身的特色，可以更好地应用在铁路工程的施工中。

3.4 确定无砟轨道的线路基本标准

线路基本标准是无砟轨道实现其精准控制的必备基础，其主要的测试内容就是控制基标与加密基标。基标的测试精准度对于无砟轨道的施工与运营都是极为重要的。倘若无砟轨道中的基标测试准度不高，会严重影响到无砟轨道的施工质量，也会拖慢其施工的速度，造成其低效。无砟轨道线路基标的测设方式主要有以下4 个步骤。

（1）选定一个CP 3 控制点，将选定的CP 3 控制点作为基础点，选择设站坐标法并使用精密水准仪完成对无砟轨道中施工的高程与平面测设工作。

（2）以100 m 作为直线的间距，以60 m 作为曲线的间距，进行设置控制基标的工作。

（3）如遇到极其特殊的无砟铁道线段，则需要减小设置基标的间距，提高基标的设置密度，最好是以12.5 m 作为直线设置基标的间距，以6.25 m 作为曲线设置基标的间距。

（4）混凝土底板的强度到达要求的水平之后，需要对加密基标与控制基标进行设置，并在设置位置进行标识处理。当完成所有基标的设置工作后，则需要标记中心线所在的位置。

3.5 做好无砟铁道施工中轨排架的精准调整

在保证数据的准确度前提下，测量时借助轨道小车工具需要严格按照操作流程进行操作，距离检测站的距离保持在20 m到80 m 的准确度最高，除此之外，搭接段与顺接段的测量距离需要把控在6.25～20 m。测量的结果需要通过两次的数据对比进行得出。在测量的过程中，需要对各个变量进行严格的控制，包括但不限于对测站位置的选择、收集数据、数据分析等。对轨排架进行精调的过程中，保持轨道小车在待测量轨道的静止位置，对小车的棱点使用全站仪测量，这样可以实时显示小车的设计位置、位置偏差、轨道位置等数据，可以远程指导现场轨道调整的工作，保证该工作顺利且保质进行。

3.6 其他注意事项

在铁路工程无砟轨道的施工与测量过程中，保障施工工作的顺利进行且把控其施工的精准度，特别需要注意以下3 个方面：

（1）在粗调与精调的过程中，棱镜的移动需要其一直面对全站仪，并且保证棱镜与全站仪之间没有任何的物品阻挡。

（2）在进行精准的测量工作时，工作区域严禁无关人员进入，还需要注意轨排架的表面需要整洁，保持一定的清洁度。

（3）轨排架与鱼尾夹板在精调的过程中处于相连接的状态，因此，需要对某一个进行调整时，还需要对其相连的3 个左右轨排架进行测量，也就是对其相连接的轨排架重新测量，这样操作是防止调整一个轨排架对于其相连接的产生微小影响如果在再次测量的过程中，发现其受到影响，需要进行再次调试，在再次调试的工作中还需要对其相连的轨排架进行第二次测量。