安博格GRP1000轨检小车进行无碴轨道检测的作业方法

安博格 GRP1000轨检小车进行无碴轨道检测的作业方法：胡庆丰 安博格 GRP1 000轨检小车进行无碴轨道 检测的作业方法 胡庆丰 (中铁工程设计咨询集团有限公司，北京 100020) Operational M ethod for Checking BaUastless Track with GRP1000 Track Checking Car M ade by Amberg Technology AG Hu Qingfeng 摘 要 瑞士安博格 GRP1000轨检小车是一个集轨道几何形状测量与限界测量于一体的高效测 量系统，能很好地满足高速铁路无碴轨道检测的要求。介绍了GRP1000用于无碴轨道里程检测，轨道 中线坐标及轨面高程检测、轨距检测、超高检测、扭曲检测、轨向检测、高低检测的基本方法和注意事项。 关键词 无碴轨道 精密检测 GRP1000轨检小车 瑞士安博格公司生产的 GRP系列是一个集轨道 几何形状测量与限界测量于一体的高效测量系统，能 很好地满足高速铁路无碴轨道检测的要求。GRP系 列有以下三种 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 型号：GRP1000、GRP3000、GRPS000 收稿日期：2008—04—15 作者简介：胡庆丰(1977一)男，2005年毕业于北京大学计算机信息管 理专业，助理工程师。 松散直线与圆弧集合体 (如图 1)。 1 GRP1000测量系统的介绍 GRP1000测量系统主要 由TGS FX手推轨检车、 GBC100棱镜和 GRPwin测量和分析软件包三大部分 组成。TGS FX轨检车内安装高精度的传感器装置，用 隧道断面定义 K9l+2o0 超挖：3．54 In ，欠挖：0，54 In 图6 强制转化法实现隧道断面分析的动态交互实现过程 方法是一种新的有效方法，其实现简单、规范、协同、直 观形象、高效，数据转抄和数据描述信息量少，可以充 分挖掘图形系统的绘图功能。现场应用 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 明了该系统 的高性能及计算结果的正确性，表现出广泛的推广应 用价值。 参 考 文 献 f 1] 高树峰．测量隧道横断面的一种新方法一坐标交汇法[J]．铁道工 [2] [3] [4] 程学报，2000，67(3)：75—77 王选祥，隧道断面 自动测量技术[J]，山西建筑，2002，28(10)： l3l—l32 黄 羚，任伟新，李文雄．实现工程问题逆向求解模式的功能图形 对象技术 [J]．计算机辅 助设计 与图形学 报，2005，17(7)： l556-156l 黄 羚，李建军，杨腾峰．图形驱动式路线施工放样与控制系统的 研究与实现[J]．公路交通科技，2005，22(11)：79—83 维普资讯 http://www.cqvip.com l8 铁 道 勘 察 2008年第3期 图1 GRP测量系统的手推式轨检小车 于测量轨道高低 、轨向(短波和长波不平顺)、水平、轨 距、里程。单独使用 GRP1000，可以测量无碴轨道静 态几何参数。为了满足对无碴轨道三维绝对位置坐标 的精度要求，需要用 LEICA TPS全站仪来对 GRP1000 定位，上述定位测量通过全站仪的自动目标照准功能 以及 与 GRP1000之 间持 续 的无 线 通讯 来 实现。 GRP1000轨道测量系统不仅可以用于无碴轨道的铺 设施工测量，还适用于道岔的安装测量。轨道竣工以 后，可以利用该系统对整个轨道进行竣工验收测量，记 录整个轨道的几何状态，生成轨道几何状态 记录 混凝土 养护记录下载土方回填监理旁站记录免费下载集备记录下载集备记录下载集备记录下载 报表， 作为永久的资料保存。这些资料可以作为以后轨道维 护的参考标准。 表3 无碴道岔铺设静态平顺度允许偏差 高低 轨向 水平 轨距 扭曲／mm 设计时速 ／mm ／mm ／nlnl ／mm (基长6．25 m) 350≥V>20o km／h 2 2 l ±l 2 V=20o km／h 2 2 2 ±l 3 弦K／m 10 3 轨道检测作业方法 轨道验收精密检测作业时，全站仪在靠近线路中 心处 自由设站，后视 8个 CPⅢ控制点，由机载软件解 算出测站三维坐标后，配合轨检小车进行轨道检测。 轨检小车由人推着在轨道上缓慢移动，由远及近地靠 向全站仪。检测点根据要求而确定，道岔及重要附属 构筑物应加测点。检测作业方法如图2。 2 轨道精密检测的精度标准 (1)客运专线无碴轨道静态平顺度允许偏差执行 o 表 1。 Ⅲ 表 1 无碴轨道静态平顺度允许偏差 高低 轨向 水平 轨距 扭曲／ram 设计时速 ／nlnl ／mm ／mm ／mm (基长6．25 m) 350≥V>200 km／h 2 2 l ±l 2 V=20o km／h 2 2 2 +l一一2 3 弦v-~／m 10 (2)客运专线无碴轨道轨面高程、轨道中线、线间 距允许偏差执行表 2。 表2 无碴轨道轨面高程、轨道中线、线间距允许偏差 序号 项 目 允许偏差／mm 一 般路基 +4 在建筑物上 —6 l 轨面高程与设计比较 紧靠站台 +4 O 2 轨道中线与设计中线差 10 +lO 3 线间距 O (3)客运专线无碴道岔铺设静态平顺度允许偏差 执行表3。 图2 检测作业方法示意 、～ ● CPⅢ 3．1 轨 道里程检 测 根据不同项目工程验收检测要求，可以采用以下 两种里程检测 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 。 (1)如果全线设计里程贯通，可用全站仪实测出 轨检小车上棱镜中心的三维坐标 ，将该点投影到设计 平曲线上，以投影点的里程为小车当前检定位置的 里程。 (2)当全线设计里程不贯通时，可根据轨检小车 量测的中线绝对坐标和轨面高程反算两点之间的空间 距离，进行全线精确的里程贯通 3．2 轨道中线坐标及轨面高程检测 轨道中线坐标和轨面高程的检测，是对线路轨道 工程质量状况最基本的 评价 LEC评价法下载LEC评价法下载评价量规免费下载学院评价表文档下载学院评价表文档下载 。通过检测轨道实测坐标 和高程值与线路设计值之间的差值，可以全面直观反 维普资讯 http://www.cqvip.com 安博格 GRP1000轨检小车进行无碴轨道检测的作业方法：胡庆丰 19 映轨道工程质量。 在进行轨道中线坐标和轨面高程检测时，使用高 精度全站仪实测出轨检小车上棱镜中心的三维坐标， 然后结合事先严格标定的轨检小车的几何参数、定向 参数、水平传感器所测横向倾角及实测轨距，即可推算 出对应里程处的中线位置和左右轨的轨面高程。进而 与该里程处的设计中线坐标和设计轨面高程进行比 较，得到实测的线路绝对位置与理论设计之间的差值。 3．3 轨 距检 测 轨距指两股钢轨头部内侧轨顶面下 16 mm处两 作用边之间的最小距离。轨距不合格将使车辆运行时 产生剧烈的振动。标准轨距的标称值为 1435 mm。在 轨距检测时，通过轨检小车上的轨距传感器进行轨距 测量。轨检小车的横梁长度须事先严格标定，则轨距 可由横梁的固定长度加上轨距传感器测量的可变长度 而得到，进而进行实测轨距与设计轨距的比较。 3．4 超高检测 列车通过曲线时，将产生向外的离心作用，该作用 使曲线外轨受到很大的挤压力，不仅加速外轨磨耗 ，严 重时还会挤翻外轨导致列车倾覆，为平衡离心作用 ，在 曲线轨道上设置外轨超高。 检测时，由轨检小车上搭载的水平传感器测出小 车的横向倾角，再结合两股钢轨顶面中心间的距离，即 可求出线路超高，进而进行实测超高与设计超高的比 较。在每次作业前，水平传感器必须校准。 3．5 轨道扭曲(三角坑)检测 扭曲指在 6．25 m的范围内，左右股钢轨间形成的 一 个凹陷。扭曲将使列车车轮不能全部正常压紧钢 轨，在最不利情况下甚至可以爬上钢轨，引起脱轨事 故。检测方法为：轨道左右轨面高程得到以后，即可按 6．25 m的基长计算轨道的扭曲值。 3．6 轨 向检测 轨向指轨道的方向在直线上是否平直 ，在曲线上 是否圆顺。如果轨向不良，势必引起列车运行中的摇 晃和蛇行运动，影响到行车的速度和旅客舒适性，甚至 危及行车安全。 实测中线平面坐标得到以后，在给定弦长的情况 下，可计算出任一实测点的平面正矢值；该实测点向设 计平曲线投影，则可计算出投影点的设计平面正矢值， 继而可进行轨向检测。 3．7 高低检测 一 股钢轨顶面纵向的高低差，叫做线路的前后高 低。高低的存在将使列车通过这些钢轨时，钢轨受力 不再均匀，从而加剧钢轨与道床的变形，影响行车速度 与旅客舒适性。 实测轨面高程得到以后，在给定弦长的情况下，任 一 实测点的正矢可通过计算得到，该里程处的基于竖 曲线的设计正矢同样可计算得到，继而可进行高低检 测。高低检测的原理与轨向检测相同，分长波与短波 进行检测，检测的限差标准也相同。 4 轨道检测时的注意事项 (1)每天工作之前，在现场(条件较好、无阳光直 射和风吹)或室内对全站仪进行校准，以确保全站仪 处于良好的工作状态。 (2)轨检小车上下轨道前必须先把轨距传感器扳 回并且小车每次上轨道后必须进行水平传感器校正，然 后才能作业。保证精密仪器在运输及工作时的安全。 (3)全站仪设站时采用 8个以上 CP111控制点后 方交会定向，定向三维坐标残差小于 1 mln，方向残差 小于 2”。 (4)全站仪设站时，一般情况下要保留6个 CP111 控制点，特殊情况下不少于 4个。剔除不合格控制点 时要慎重，优先剔除背离轨检小车所在一侧的控制点， 最后要确保选用的控制点覆盖本测站的测量范围。高 程不能只使用近处的4个控制点来控制，这容易造成 目标距离较远的点的高程数据不可靠。 (5)全站仪开始测量前和本站测量完成后需放样 检核已知 CP111控制点，目的是检查全站仪气泡精平情 况。一般至少使用 1个近的控制点(50～60 m)和1个 远的控制点(100～120 m)进行检核。如本站测量完 成后检查已知 CP111控制点偏差超过 1 mm，则这一设 站测量的数据应舍弃，并重新设站测量。 (6)全站仪与轨检小车的有效测程范围为 10～ 80 m。 (7)全站仪每次搬站后要重复测量 3个点，如两 次较差小于 2 mm，则保存数据后可以继续推进；如两 次较差大于 2 mm，则需考虑全站仪重新设站。 (8)全站仪定向通不过，首先考虑设站问题，检查 精平气泡，控制点棱镜是否对准全站仪(这将影响方 位及坐标)，棱镜头与插杆是否严密套实(影响高程)。 如果不存在上述原因，再看是否是个别控制点本身精 度低造成的，剔除低精度点即可。 (9)轨检小车在作业过程中会出现采集不成功的 情况，主要是全站仪晃动使激光束无法从棱镜返回造 成测量失败。如风吹脚架晃动，作业区域内有大型机 械振动，火车及大型重车通过造成地基的震动或桥梁 维普资讯 http://www.cqvip.com 20 铁 道 勘 察 2008年第 3期 应用 PDA与全站仪实现新建铁路勘测数据的自动采集 张 江 张金龙 刘艳芳 张献州 (1．中铁工程设计咨询集团有限公司，北京 100020；2．西南交通大学，四川成都 610031) Application of PDA ＆ Total Station M achine to Realize Data Auto—Collection of Surveying New Railways Zhang Jiang Zhang Jinlong Liu Yanfang Zhang Xianzhou 摘 要 利用软件使 PDA与全站仪配合作业，可进行新建铁路勘测中导线测量、三角高程测量、线 路三维放样、横断面测量等工作。该方法能够自动采集数据并实时进行质量检核，所得数据能轻松导入 到用户的后处理系统。介绍了该软件的功能、特点及达到的效果。 1 概述 关键词 PDA 全站仪 铁路勘测 自动采集 我单位与西南交通大学测量工程系共同研发的“基 于 PDA新建铁路勘测数据自动采集与处理软件”能够 使 PDA与全站仪配合作业，自动采集勘测数据，使用标 准的Windows操作即可将数据传输到用户使用的后处 理勘测软件系统。该软件在水平角测量及三角高程测 量时可以实时检核数据质量，遇有不合格情况及时重 测。在 GPS实时动态(RTK)技术无法作业的地区还可 以进行线路的中线测设以及横断面测量等工作，并能实 时指挥测量人员。该系统以确保外业数据采集质量，减 少工作人员劳动强度，提高工作效率为中心进行设计。 操作简便，测量用户一天内即可轻松掌握。 2 仪器设备 2．1 PDA掌上电脑 PDA(Personal Digital Assistant个人数字助理)，虽 收稿日期：2008—03—20 第一作者简介：张 江(1979一)，男，2002年毕业于西南交通大学摄影 测量与遥感专业，工学学士，工程师。 然只有一般计算器那么大，但它已具备室内一般微型 计算机的基本功能，并能适应勘测作业方式所需的现 场记录、处理、贮存和管理数据的需求。与室内计算机 相比，具有体积小，携带和操作方便，工作环境适应性 强，可在低温、潮湿等恶劣环境下工作以及低功耗等特 点。PDA以Windows CE为操作平台。Windows CE是 基于掌上电脑类的电子设备操作系统，是一个抢先式 多任务并具有强大通信能力的Win32嵌入式操作系 统。是微软专门为信息设备、移动应用、消费类电子产 品、嵌人式应用等非 PC领域而从头设计的战略操作 系统产品。 2．2 全站仪 全站仪是集经纬仪和测距仪于一体的测量仪器， 能够同时进行测角(水平角、竖直角)和测距，并配有 一 些勘测数据处理软件。还可以本机存储数据和利用 数据通讯电缆及配套的软件进行与外接设备的通讯、 传输。 3 系统的特点 该软件完全按照《新建铁路工程测量规范》开发， 的晃动等。实际作业过程中应尽量避免在上述不良观 测条件下采集数据。 (10)轨检小车是通过无线通讯控制全站仪 自动 数据采集的，作业过程中也有通讯连接不上的时候。 首先检查连线是否接好，再有看附近有无电磁设备在 作业造成电磁干扰等。 参 考 文 献 [1] TB10302----96 铁路轨道施工及验收规范[s] [2] 肖书安．LEICA GRP1000用于无碴轨道施工测量[c]∥铁路客运 专线建设技术交流会论文集．武汉：2005 [3] AMBERG Technologies AG．LEICA GRP System FX：Hardware Man- ual[M]．Company document，2005 维普资讯 http://www.cqvip.com