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關鍵詞:大機作業; 有砟軌道; 測量小車
DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.02.075
目前在新建有砟鐵路和既有線都需大機要對軌道進行調整,保證線路設計的幾何線形,從而確保列車行駛平順性安全性。隨著當前鐵路運行速度的提高對線路的軌道幾何狀態提出更高要求,為了滿足行車的要求同時確保行車安全,需要對線路進行定期養護維修。尤其是高速客專線路對軌道的平順性要求更高,線路幾何狀態的調整需要大型機械作業進行。大機作業前需要測量小車對線路進行測量,計算出線路的起道量、撥道量。
1 目前線路測量方法主要
(1)傳統的測量方法:線路軌道抬道量、落道量主要使用水準儀對軌道縱斷面進行測量獲取,測量點間隔10m或5m;軌道的撥道量主要使用全站儀對線路軌道測量,計算出鋼道撥道量。測量點間隔一般直線上20m,曲線上10m或5m,工作效率較底,測量精度底,大機作業效果差。
(2)測量小車測量方法:精控網CP3控制點將線路分割為若干測量區間,通過全站儀6-8個CPIII點后方交匯方法進行設站,測量小車上的棱鏡,計算出線路位置與設計位置的偏差。兩個相鄰CP3控制點之間的線路為一個測量區間,兩個測量區間通過CP3控制點搭接,進行絕對控制;測量精度高(長、短波不平順值,測量軌道長、短波平順性的精度優于1mm),工作效率高(1m/h),大機作業效果顯著。
2 目前大機搗固作業主要模式
簡易搗固法:目前測量方法及測量設備技術水平影響大機作業的效果,線路起、撥道量測由作業人員將線路起、撥道量在線路鋼軌上相隔5m或10m人工標記,進行搗固作業。作效率較底,大機作業效果不顯著。
3 目前的大機搗固作業模式和測量方法主要存在問題
(1)測量作業和大機作業效率不匹配問題,傳統測量方法作業速度慢,不能大機作業滿足要求,勢必以增加設備和人工投入來解決。
(2)軌道起、撥道量不能自動導入大機控制系統問題,傳統測量方法數據格式不能直接導入大機控制系統,只能用人工手動輸入,速度慢,勞動強度大、效率底。
本文對GRP VMS在膠濟客專的線路測量精確調整中應用的情況介紹。通過實驗GRP VMS測量小對的線路快速測量,測量的數據直接導入大機控制系統進行搗固作業,測量精度和工作效率大大提高,大機作業效果明顯改進。
4 GRP VMS軌道快速測量系統
(1)GRP VMS測量小車系統組成:該系統主要由軌道測量小車和全站儀兩部分組成。數據采軌道測量小車主要主要功能是測量線路的里程、超高、軌距。全站儀主要功能是進行跟蹤軌道測量小車的棱鏡進行測量。
(2)GRP VMS測量小車系測量原理:采用基于絕對控制的相對測量原理,將設計線形輸入到軟件中,現場全站儀利用控制網進行設站,然后自動跟蹤軌道測量小車上的棱鏡對軌道進行測量。起撥道量數據可以實時以無線的方式傳輸給搗固機,也可以采用數據導出然后拷貝到搗固機的數據處理單元的方式,(取決于搗固機的型號)。利用線路兩側的三維精測網,采用絕對定位的方法,測量軌道當前位置與初始設計位置的偏差,獲得線路的起撥道量,以實現對線路高精度、高效率的維護。
(3)GRP VMS測量小車系測量方法:室內將設計線形及參考點到線路的設計偏移輸入到軟件中,現場選定兩個參考點,全站儀自由架設在兩個參考點之外的位置上,并跟蹤軌道測量小車上的棱鏡進行測量。在測量的過程中,在參考點所在斷面處,利用軌道測量小車上配置的斷面儀測量參考點到線路的橫距和垂距。數據采集完成后進行后處理,獲得整個線路的起撥道量。
5 數據采集
數據軌道測量小車上配置CPIII點測量裝置(控制點測量儀),數據采集人員手動將CPIII點測量裝置發射的激光對準CPIII點上的測量標志,進行測量。操作流程如下:
(1)測量前準備:內業數據曲線要素(曲線半徑、四大樁的里程、緩和曲線長、豎曲線超高)、縱斷面設計數據、CPIII控制點成果數據。
(2)測量設備組裝:數據采集軌道測量小車現場系統組裝、傳感器校準。
(3)數據采集:全站儀自動調平后,手動瞄準數據軌道測量小車上的棱鏡,數據采集小車上的控制點測量儀測量第一個CPIII點(起點),向全站儀的方向推行軌道測量小車,停在下一個CPIII點所對應的位置上,其間動態采集所有線路上的點,軌道小車上的控制點斷面儀測量第二個CPIII點(終點),全站儀向前推行到下個CPIII點后面的5-10米軌道位置上。重復以上步驟,直到測量完成所有作業區間。
(4)通過數據處理獲得線路的偏差數值并根據數據制定出線路調整方案,提交大機進行作業。
關鍵詞:軌道工程;無縫線路鋪設;焊接鎖定;施工
中圖分類號:TU74文獻標識碼:A文章編號:
1.無砟道床長鋼軌鋪設
鋪軌前復測線路中線基樁,線路中線基樁按直線段100m,曲線段20m一對的原則埋設,曲線上的直緩、緩圓、曲中、圓緩、緩直點和道岔中心、變坡點、豎曲線起終點各加設一對基樁。
每日鋪軌軌溫、接頭相錯量、鋸軌情況、到達里程等,及時記錄并反饋到鋪軌基地,以便及時調整配軌長度、為線路放散鎖定提供依據和形成完整的“配軌表”。
2.有砟道床無縫線路鋪設
2.1道床底砟。為了保證鋪軌進度和軌道養護質量及線路穩定,采用攤鋪機和壓路機攤鋪碾壓道床底砟。道砟攤鋪前測設中線,并掛線攤鋪,攤鋪后,表面目視平坦,用3m直尺測量高低差不超過10mm。
2.2上砟整道。鋪軌過后利用已鋪軌道,采用K13運砟列車及大型機械化養路機組進行第一次上砟整道,并采用搗固車進行雙搗作業,以減少初次整道后的下沉量,提高養路質量和作業效率。
為保證軌道鋪設精度及道床的穩定狀態達到設計標準,在放散鎖定前,完成2次補砟、2次搗固、2次穩定的上砟整道作業,使道床達到初期穩定狀態,保證道床支承剛度不小于70kN/mm,橫向阻力不小于7.5kN/枕。
放散鎖定后進行2遍精細整道,使線路達到設計穩定狀態及要求的開通時速標準。
第一遍精細整道作業,針對形成無縫線路后所發生的變化進行仔細調整,并對線路中心線和曲線正矢作精確定位。由于還有一定的起道量,所以穩定車作業仍然緊隨其后。
第二遍精細整道作業,主要針對線路局部不達標之處和第一遍精細整道穩定車作業后所出現的變化進行最終的精細調整,沒有起道量,穩定車可以不作業。
3.長鋼軌運輸及工地換鋪
3.1長鋼軌在焊軌廠設固定門吊裝車,利用TLDK型運軌列車運輸,換鋪前采用大型機械化養路機組對線路進行初次整道,保證直線順直、曲線圓順、水平目視平坦,使長鋼軌換鋪時順利入槽。
每次換軌時將換軌作業軌溫、長鋼軌接頭相錯量、鋸軌情況、到達里程及時記錄并反饋給基地,以便及時調整長鋼軌長度、為線路放散鎖定提供依據和形成完整的“配軌表”。
換軌時工地接觸焊軌縫按8±2mm預留,當計算預留鎖定焊軌縫為負值時,按瞎縫辦理,在鎖定焊接時鋸軌處理。換鋪后的長鋼軌接頭采用專用聯軌器臨時連接,保證行車運輸安全。
4.無縫道岔鋪設及焊接鎖定
4.1大號碼道岔及無砟道岔
實行大號碼道岔和無砟道岔生產鋪設的專業化和工電集成化。
(1)道岔部件吊裝及存放
道岔的吊裝采用適宜的專用機具設備,避免人工操作,確保道岔部件不變形、不受損。道岔裝卸時,輕起慢放,減小起落沖擊,防止道岔產生損傷變形。
道岔尖軌與基本軌組裝件、可動心軌轍叉組裝件、長度大于15m的配軌及箱裝零件,采用大型起重機械及吊裝扁擔梁和柔性吊帶裝卸,起吊時應緩緩起落,防止工件碰摔。
混凝土岔枕裝卸時,使用起重機械,避免互相碰撞,發生磕角、掉塊、碰傷或折斷。為了有利于岔枕不受傷損,并方便吊裝運輸,采用長短枕分類裝運。
道岔鋼軌件嚴格按規定分類存放,以免產生變形。出廠時臨時固定零件不隨意拆除。如需堆碼,堆碼層數不得超過廠家規定,每層構件間設墊木,支點位置正確。尖軌與基本軌組裝件、可動心軌轍叉組裝件不得堆碼存放。
混凝土岔枕按長短順序碼垛,長枕在下、短枕在上,每層岔枕間設兩塊墊木,上下層的墊木豎直對齊,碼垛層數不宜超過4層。
(2)道岔部件進場復檢
基本軌、配軌、尖軌和可動心軌滿足國家和鐵道部有關標準要求。
基本軌、尖軌、長心軌、短心軌、叉跟尖軌、配軌、翼軌的踏面不允許有深度大于0.2mm/1m的校直壓痕;其它工作面允許有2處以下,深度小于0.2mm/1m的不平順。
尖軌的斷面形狀、尺寸偏差、平直度和扭曲應符合《客運專線60AT鋼軌暫行技術條件》(鐵道部科技基[2005]101號)的規定。
聯結零部件中的緊固件、扣壓件等進行防腐處理。岔枕混凝土表面無掉塊、桁架鋼筋無脫焊、變形、銹蝕。扣件螺栓套管及釘孔尺寸須按岔枕出廠檢驗要求進行抽檢。
(3)道岔控制基樁測量
道岔位置測量,以無砟軌道控制網(CPⅢ控制點)為基準,根據站場設計圖進行道岔區控制基樁測量,確認無誤后進行道岔樁位放樣。
道岔區在道岔始端、道岔中心、道岔終端直股和曲股的兩側位置及道岔直股前后100~200m范圍內設置控制基樁,距線路中線的距離為3~4m,按坐標直接測設。
道岔施工前增設加密基樁。依據道岔控制基樁在道岔混凝土底座上測設加密基樁,采用光學準直法和精密水準測量方法,逐一測定加密基樁的位置和高程,并標定點位。加密基樁一般5~10m設置一個,直股應布置不少于5個,曲股不少于2個。加密基樁宜設置在線路中線的兩側。
(4)道岔精調
道岔鋪設后進行精調,保證道岔靜態平順度鋪設精度滿足客運專線軌道工程施工質量驗收標準。軌距偏差不超過±1mm,高低不超過2mm,軌向不超過2mm,扭曲(6.25m)不超過2mm,水平不超過2mm。道岔直股方向與其連接的線路一致,遠視平順;曲股方向與其連接曲線連接圓順。
(5)道床混凝土澆筑
澆筑道床混凝土前,結構底板填充表面鑿毛,并清洗干凈,排除積水。綁扎鋼筋;模板采用特制專用鋼模板,其強度、剛度滿足施工需要。模板支立牢固、可靠。
混凝土采取水平分層澆筑,振搗密實,對短枕底部及周圍混凝土應加強搗固,并避免振搗器觸及支撐架和鋼軌。
道床混凝土初凝前,及時進行面層抹面,并將鋼軌、短軌枕、扣件、支撐架等表面灰漿清理干凈。
混凝土澆筑終凝后,及時養護,其強度達到5MPa時拆除鋼軌支撐架;混凝土強度未達到5MPa時,道床上避免行駛車輛和承重。
混凝土抗壓試件留置組數,同一配合比每澆筑100m3(不足100m3者,按100m3計),取二組試件,一組在標準條件下養護,另一組與道床同條件下養護,做為混凝土施工質量檢測依據。
道床混凝土完工后,嚴格按照客運專線鐵路軌道工程施工質量驗收暫行標準進行質量檢驗。保證混凝土強度符合設計規定。
4.2有砟道床道岔
道岔鋪設后保證軌面與連接的主要線路軌面一致,與另一線的軌面高差,自道岔后普通軌枕起至警沖標止的范圍內順接。
檢查道岔各部位幾何尺寸符合規范要求,轉轍器扳動靈活,尖軌尖端與基本軌密貼。
新鋪道岔,在連接線未鋪前,轍叉后加鋪一節臨時鋼軌,尖軌釘固加鎖,禁止扳動。臨時使用時,安裝臨時轉轍設備。
既有線插入道岔施工由電務部門配合,開通時納入車站連鎖,確保提前插入道岔的無聯鎖時間不超限。
4.3無縫道岔焊接鎖定
采用鋁熱焊完成道岔(含道岔始端和直、曲股道岔終端處焊頭)內鋼軌接頭及與兩端單元軌焊接鎖定。
道岔焊接鎖定在設計鎖定軌溫范圍內進行,其鎖定軌溫溫差不大于3℃,相臨兩段單元軌節鎖定軌溫之差不大于5℃。
與區間線路鎖定時,保證道岔在固定區內,并且鎖定位置距離道岔至少75m。并在焊接及鎖定過程中,始終保持限位器子、母塊位置居中,尖軌方正。
道岔焊接鎖定時,按設計要求設置位移觀測樁,位移觀測樁的設置保證其牢固、可靠、易于觀測和不易被破壞。位移觀測樁及鋼軌上的標記也保證穩固、耐久、便于觀測。并按規定對道岔進行位移觀測。
5.無縫線路放散鎖定
樹脂材料的主要性能要求表
5.1施工方法
為保證線路應力放散均勻、減少鎖定軌溫誤差,采用“連入法”進行單元軌節的放散鎖定,當軌溫在設計鎖定軌溫范圍內時采用“滾筒法”放散鎖定,軌溫在鎖定軌溫范圍以下時,采用“拉伸器滾筒法”放散鎖定。線路鎖定焊接采用K922移動焊軌車組焊接。并在放散鎖定前,按設計要求設置位移觀測樁。
5.2施工工藝
(1)拆除扣件。單元軌節扣件拆除時,兩股鋼軌順序拆除,彈條、軌距擋板擺放在鋼軌兩側的枕肩上,軌距擋板按號碼擺放正確,如有破損及時更換。
(2)墊放滾筒。每隔12~15m墊放一個滾筒,保證鋼軌目視平順。檢查軌下橡膠墊板有無破損及其上有無石屑,有破損及時更換,有石屑及時清理。
(3)放散應力。采用兩臺撞軌器同時撞擊鋼軌協助放散,直至鋼軌伸長出現反彈現象,即判定鋼軌達到零應力狀態。
(4)做位移標記。每隔100m做一個鋼軌拉伸位移觀測標記,并設專人進行觀測,同時作好觀測記錄。
(5)計算拉伸量、鋸軌量。測量單元軌節始、中、末端軌溫,取其平均值做為單元軌節的軌溫,計算拉伸量和鋸軌量。
(6)線路鎖定。現場實測軌溫在設計鎖定軌溫允許范圍之內時,當單元軌達到零應力狀態,并呈線性變化時,拆除撞軌器鎖定線路,同時設置鋼軌位移觀測標記,開始單元軌節始端的鎖定焊接。
參考文獻: