无砟轨道板式道岔施工测量方案.doc

此文档收集于网络，如有侵权，请联系网站删除CRTS 型无砟轨道板式道岔施工测量方案目录一、概述31.1工程简介31.2前言31.3硬件设备31.3.1工控机31.3.2测量仪器41.3.3其他设备51.4软件设施71.4.1南方测绘道岔板精调系统71.4.2南方测绘道岔板检测系统81.5数据准备81.5.1线路设计要素81.5.2道岔设计参数81.5.3道岔板定位孔坐标91.5.4外业精调控制点数据101.6人员配备10二、板式道岔介绍112.1道岔板介绍112.2道岔介绍11三、道岔板检测143.1外业数据采集143.2数据分析143.2.1数据导入143.2.2数据分析153.3输出报表163.3.1数据成果表173.3.2每一横排各套管及各排预埋套管之间的相互位置关系183.3.3承轨面平整度20四、道岔板精调214.1道岔板粗铺214.2棱镜及仪器架设214.3数据录入224.3.1线路设计数据224.3.2道岔设计数据234.3.3控制点数据导入244.3.4轨道板检测254.3.5轨道板精调254.3.6轨道板搭接27一、 概述1.1工程简介本方案旨在运用现有的相关技术，人员及设备完成板式道岔检测及精调作业，以便安装高速铁路道岔。有别于迄今为止的其它系统，道岔板上将不带钢轨件，根据既定的支撑点位置来定位。1.2前言本方案依据现有的有关技术标准和相关设计资料，总结了大量的现场施工成果经验技术，并结合了本公司针对CRST II型板式无砟轨道施工自主研发的相关硬件和软件在施工过程中体现出的先进技术和先进工艺。主要用于指导CRTS II型板式轨道道岔检测及精调作业，具有很强的实用性，科学性和可操作性。本指南旨在辅助各施工作业单位进行施工测量，若在工程实践中发现其中某方面内容有不足或需要完善处，望各单位及时将修改意见及相关资料交予：广州南方测绘有限公司高铁分公司。联系方式：电话传真邮箱：。地址：广州市天河区科韵路24-26号禾田大厦101B。本指南最终解释权归南方测绘仪器有限公司所有。主编单位：广州南方测绘仪器有限公司高铁分公司。1.3硬件设备1.3.1工控机本公司选用松下CF-19型便携式工用电脑。图1-1松下CF-19便携式电脑工控机特点：10.4英寸的XGA触摸屏幕抗震、加固、防水屏幕可翻转适合于野外探测和勘探满足军方使用要求供电方式：直流12V或交流220V两用CF-19整机重约5磅(2.27KG)内置锂电池可以提供7小时左右的续航时间工作时间(小时) 4.5-8小时电源 100-240 自适应，50-60 赫兹充电时间(小时) 关机4.5小时，开机7小时环境条件：工作温度() 0-40工作湿度 5%-95%存储温度 -20-60存储湿度 5%-95%1.3.2测量仪器全站仪：全站仪应选择具有自动测量功能的全站仪，全站仪是数据测量的主要实施者，为了确保无砟轨道施工高精密测量精度，要求全站仪达到以下精度。测角精度：不大于1。测距精度：不大于1mm+1.5 x 10-6D。本公司推荐使用徕卡TCA2003、TCA1201、TCA1800、天宝S8。图1-2徕卡2003高精度测量机器人1.3.3其他设备1、调板基座调板基座为根据实际道岔板定位孔的孔径，预制的钢性良好的棱镜基座。图1-3预制调板基座2、强制对中大三角架强制对中大三角架为南方测绘自主研发的用于架设仪器和棱镜的硬件设备，可以良好的对中GRP标钉中心位置。图1-3强制对中大三角架3、精调器为满足道岔板精调要求，外业精调作业要求采用三向精调器。图1-4三向精调器1.4软件设施1.4.1南方测绘道岔板精调系统图1-5南方测绘道岔板调板系统1.4.2南方测绘道岔板检测系统图1-6南方测绘道岔板检板系统1.5数据准备1.5.1线路设计要素线路设计要素是测量计算的基本依据，主要包括线路平曲线设计要素和纵曲线设计要素。平曲线：线路设计交点坐标及对应里程圆曲线半径和缓和曲线长度，方位角等相关信息。纵曲线：线路设计纵坡变坡点里程，变坡点高程及竖曲线半径等相关信息。1.5.2道岔设计参数为达到高精度测量结果精度，测量结果需根据相关设计参数进行反算或拟合等相关计算。主要设计参数包括道岔板尺寸详图，道岔段底座板设计详图，道岔断钢轨扣件高度，道岔板板面与轨面的相对高差等参数。图1-7道岔区横断面设计图纸1.5.3道岔板定位孔坐标定位孔坐标是对道岔板精调作业的必要数据依据，用作详细定位道岔板相对位置。指导精调作业。图1-8道岔详细铺设区横断面设计图纸（部分）图示：道岔定位孔的坐标，可以根据岔心或是岔前来算，因为岔心和岔前这两个点都在设计中线上而且这两个点设计图纸上会明确指出，并且根据详细铺设图和道岔板设计图纸，可以算出铺设详图上每块道岔板上的定位孔（蓝色圆圈）相对于岔前（岔心）的相对坐标，这样在精调软件的道岔原点可以定义成岔心或是岔前。1.5.4外业精调控制点数据外业精调控制点，是仪器设站的主要依据，为满足高精度测量要求，控制点数据的相对精度必须达到一定要求。根据业主要求，外业精调需采用平差计算结果良好的GRP基准点。1.6人员配备测量员：一名。负责测量方案选择、建站、测量、测量成果判断、现场人员调配等工作。司镜员：1-2名。负责棱镜的安装，架设，水准尺的架设等工作。其他人员：3-4名。负责轨道板调整等工作。二、 板式道岔介绍2.1道岔板介绍板式道岔道岔板有别于CRST II标准板型，由设计院独立设计，主要有以下几点区别：1、板面无打磨参数，成平面状态。2、板面无承轨槽，由固定设计精确的螺栓孔安装钢轨扣件。3、板式不统一，由于岔区横断面断面宽度不同及钢轨走向不同，导致道岔板样式，规格及设计参数不尽相同。图2-1道岔板设计详图2.2道岔介绍板式道岔设计主要包括以下几个基本内容：1、 道岔板铺设详图。道岔板铺设详图是道岔板粗铺的重要依据，也是计算GRP基准点里程坐标的重要依据，对GRP点放样提供数据依据，为道岔板精调前期准备的重要资料。2、 道岔岔区的相对坐标系。道岔设计详图上应明确标出道岔原点及岔心的里程和坐标，并标记出依据道岔原点位置和道岔坐标系的横轴纵轴的正方向，依据普遍设计方案，横轴方向为道路顺行方向，或上行线为正方向，或下行线为正方向，纵轴方向普遍为线路的法线方向。3、 道岔板上在道岔坐标系内的定位孔相对坐标（注：此坐标为在道岔坐标系内），定位孔坐标是道岔板检测和精调的重要依据。图2-2道岔板铺设详图（部分）图中标示道岔坐标系（博格板）图2-3定位孔设计相对坐标详表（博格板）图2-3京石武客专道岔板铺设详图（部分）三、 道岔板检测道岔板检测将以南方测绘板式道岔检板系统为例，着重介绍道岔板检板原理，数据采集，数据设计，计算公式，数据分析等。3.1外业数据采集棱镜、仪器准备及架设：道岔板检测使用徕卡球形棱镜，南方检板工装，全站仪可使用徕卡2003、1201或天宝S8，脚架可使用徕卡或天宝木质三角架。全站仪应距离要检测板6m-20m中线处。棱镜当以列号最小处为第一点，以u字形顺序采集数据。图3-1数据采集示意图3.2数据分析3.2.1数据导入1、打开工程，双击或右键打开选择浏览c盘program filesSouthSurvey道岔板检测系统18号到发道岔Switches.dbs点击打开注意检测类型：道岔板；道岔板号；限差（0-100mm）2、选择观测数据选项导入采集的数据。进行数据处理前先最少选三个对应的设计点和采集点进行坐标转换。然后进行数据检测。图3-2数据导入界面3、点击观测数据选择好要评估的数据打开，点击所有即所有点作于基点评估，然后点击数据计算：填好检板编号，铺设场地，测量员。点击浏览选择好模版(c盘program filesSouthSurvey道岔板检测系统18号到发道岔18D到发道岔模板选择相对应的模版)4、成果输出，保存报表输出3.2.2数据分析检测分析内容：1、套管直线度套管直线度为横排各套管直线度，根据实测数据进行线性回归计算可计算出套管间直线度。要求允许误差为1.0mm。2、套管距离套管距离为横排各套管的间距，由采集而得的对应列数的横排套管的数据计算距离再与设计图纸给定的距离进行对比。当其设计距离小于或等于1.55m时，其允许误差为0.7mm之内；当其设计距离大于1.55m时，其允许误差为1.0mm。3、直股最外排套管直线度直股最外排套管直线度即为直股最外排螺旋孔的直线度，根据实测值进行线性回归计算可得到。要求允许误差为0.5mm。4、横排首尾套管连线与直股最外排首尾套管连线垂直横排首尾套管连线与直股最外排首尾套管连线垂直，根据实测值进行线性回归计算可得到。要求允许误差为1.0mm。5、直股最外排各套管到中间控制套管距离直股最外排各套管到中间控制套管距离，根据其列数不同有两种情况，其列数为奇数则每一列最外排直股与中间列的最外排直股点根据采集坐标进行距离计算再与设计距离进行对比；其列数为偶数列则每一列最外排直股与中间俩列中的任一列为对比列，与其的最外排直股点根据采集坐标进行距离计算再与设计距离进行对比。允许误差为1.0mm。6、全部承轨面全部承轨面即为承轨面平整度，根据采集而得的数据每两个横行取中线，即为每两个横行的平整度的平局值。允许误差为1.0mm。7、单个或相邻两承轨面单个或相邻两承轨面即为单个或相邻两承轨面平整度，根据采集而得的数据每两个横行取中线，即为每两个横行的平整度的平局值。每相邻的两列取差值可得。要求允许误差为0.5mm。8、平整度平整度即为板面的平顺性，根据每个点与采集而得的数据高程值取平均值的差值与设计高程进行对比而得。3.3输出报表经过数据处理及分析后可输出报表报表共分三页3.3.1数据成果表图3-3实测数据成果3.3.2每一横排各套管及各排预埋套管之间的相互位置关系图3-3横排套管相互位置关系图3-4横排套管相互位置关系3.3.3承轨面平整度图3-5承轨面平整度曲线样式四、 道岔板精调道岔板精调作业将以南方测绘板式道岔精调系统为例，着重介绍道岔板精调原理，细节及具体精调实施和现场应注意的状况。4.1道岔板粗铺道岔板铺设前应根据测量放样的结果将事先做好的混凝土支撑垫块采用砂浆调平安放就位，铺放精度应小于5mm。安放混凝土支撑垫块的方式为：先采用早强、粘结性好的砂浆在支撑垫块的安放位置铺设一层2cm厚的砂浆垫层。安放垫块时需特别注意垫块预埋的钢筋必须要和底座钢筋保持绝缘。4.2棱镜及仪器架设利用预制的棱镜基座在道岔板上的相对设计定位孔位置架设棱镜，在GRP点位置利用强制对中三角架架设仪器及后视定向棱镜。注意事项：1、定位孔棱镜基座底面需紧贴道岔板板面，棱镜基座在定位孔内应处于固定状态，切忌不能活动。2、为满足定向精度，后视GRP点距仪器架设位置应不大于20m。图4-1施工现场定位孔棱镜及仪器架设4.3数据录入在道岔板精调软件中录入相关设计数据。4.3.1线路设计数据包含平曲线纵曲线相关数据（注：平曲线设计数据需录入线路特征点坐标）。图4-2平曲线录入结果图4-2纵曲线录入结果4.3.2道岔设计数据如下图所示：道岔名称，道岔原点坐标。以及道岔坐标系的横轴和纵轴方向其中DL方向代表横轴方向DQ方向代表纵轴方向。软件根据道岔原点以及横轴纵轴方向确定道岔坐标系。板面排水坡度以及排水坡方向。道岔板编辑界面。图4-2道岔设计界面如下图所示：道岔板名称，道岔板上定位孔在道岔坐标系中的DL和DQ值。软件根据DL和DQ值计算定位孔的里程以及在大地坐标系下的东坐标，北坐标，高程等信息。注意：每一块道岔板的定位孔不得少于四个。这样才能准备的确定道岔板的位置。（注：线路设计数据是计算大地坐标的基本依据，在数据录入时必须输入正确，以保证定位孔相对位置可能，从而不影响精调结果）。软件计算出的定位孔大地坐标可以用作坐标检核。图4-2道岔板设计界面4.3.3控制点数据导入（GRP录入）如下图导入外业精调控制点坐标：数据格式 点名，东坐标，北坐标，高程图4-2控制点导入4.3.4轨道板检测南方测绘道岔板精调系统将道岔板检测与精调融合在一起，从而保证了由于道岔板制作过程中产生的误差累积对道岔板精调结果产生的影响。如下图：在进行轨道板精调之前，可以在测量界面中点击道岔板检测按钮进行轨道板检测。该系统通过对道岔板进行一次完整测量采集定位孔坐标，并对定位孔坐标进行拟合平差计算出相对设计坐标的平面和高程偏差，并得到平面和高程的拟合改正，在精调过程中对精调结果进行拟合改正后，大大提高了道岔板精调的精度和准度。图4-2道岔板检测拟合过程4.3.5轨道板精调。1、点击软件界面“配置”出现下面菜单设计钢轨顶面距离道岔板面的距离：即轨面到板面的距离，每条专线的设计不同，所以按照每条专线的设计数据输入，单位：米。全站仪相对于板的位置：即从小里程往大里程调板即里程大，相反则反之即里程小。下面两个参数的输入是针对调板以前的检板进行约束的，即点位偏差小于5mm即软件不进行拟合，大于5mm时软件在检板的时候改正拟合，方便以后调板。2、精调前把前期的线性数据输入详看4.3。3、点击通讯图4-3道岔板工程配置-通讯选好端口，其他不变，但是仪器类型一定好选好，还有仪器内部通讯也好和软件中的一致，才能连接上，选好以后点击连接。4、 限差改正按照规范，改好限差。定向横向偏差，定向纵向偏差，定向高偏差即定向点偏差；板横向偏差，板纵向偏差，板高程偏差即道岔板调整到的限差之内；比较上一块板横向偏差和比较上一块高程偏差即搭接的偏差。图4-4道岔板工程配置-限差5、 棱镜高度把棱镜高度，棱镜常熟改好。图4-5道岔板工程配置-棱镜配置好以后，点击确定。6、南方测绘道岔板精调系统提供多种测量方式。点击调板，调板之前先进行道岔板检板。详看4.3.4道岔板检板单点测量：在软件右侧选择要测量的点，然后点击单点测量按钮，软件驱动全站仪照准对应点，并进行测量。软件根据测量结果解算坐标偏差后，现场测量人员可根据结果进行精调。四点测量：点击软件右侧的四点测量按钮，软件驱动全站仪，依次照准轨道板四角的四个棱镜点，进行测量。软件根据测量结果解算坐标偏差后，现场测量人员可根据结果进行精调。完整测量：点击软件右侧的完成测量按钮，软件驱动全站仪，依次照准所有定位孔位置的棱镜进行测量。软件根据测量结果解算坐标偏差后，现场测量人员可根据结果进行精调。图4-2道