高速鐵路軌道平順性技術研究

題目：高速鐵路軌道平順性技術研究

摘要截止2014年12月28日，中國已投入運營的高速鐵路里程已超過16000公里，中國高速鐵路運營里程約占世界高鐵運營里程的50%，穩(wěn)居世界高鐵里程榜首。髙速鐵路行車速度快，對于列車行進軌道的平順性要求相對是比較高的。為了檢測出軌道平順性是否達標，能夠滿足高速列車運行對軌道平順性的要求，當前我國使用的方法是通過精測網(wǎng)進行準確度測量。具體測量方式是從軌檢實測小車中獲得軌道平順性的個性參數(shù)，并通過與當時設計的相關參數(shù)進行比對，如果參數(shù)一致則保障這種一致的持續(xù)性，如果實測參數(shù)異常，則就需要動用軌道精調最終使軌道的平順性參數(shù)回歸正常，即滿足設計對參數(shù)的最初設定。軌檢小車制造與設計的最關鍵的技術就是能夠準確計算和測量高速列車運行軌道的平順性參數(shù)。本文通過對高速列車軌道平順性設計與測量的相關技術進行學術探討，將具有很大的現(xiàn)實意義。本文首先研究傳統(tǒng)軌道平順性各項參數(shù)的定義與測量方法，接著詳細介紹軌檢小車（以瑞士安伯格小車為例）的使用及工作流程，包括硬件的配置和軟件的介紹和使用。最后介紹軌檢小車的現(xiàn)場應用，包括長軌精調的概念及數(shù)據(jù)分析等。關鍵字：軌道平順性，軌檢小車，高速鐵路，精度

目錄19542摘要 V28134第1章緒論 1297921.1引言 1109191.2軌道平順性測量發(fā)展概況 2187221.3無砟軌道平順性測量現(xiàn)狀 236921.4軌道控制網(wǎng)(CPIII網(wǎng))簡介 5282341.5本文的主要研究內容 618858第2章軌道幾何參數(shù)的定義及測量方法 7266372.1軌距 7222832.2水平/超高 10226712.3扭曲(三角坑) 1086372.4軌向/高低 11290442.5短波與長波不平順 118292.5.1短波不平順 117762.5.2長波不平順 12318382.6線路中線的三維坐標 1275922.7里程 1327546第3章軌檢小車的使用及工作流程 1480033.1硬件準備 14212403.2軟件的準備 1656893.2.1CPIII控制點坐標 1746153.2.2平曲線 17276163.2.3豎曲線 18237363.2.4超高 1972843.3數(shù)據(jù)采集及相關注意事項 2115914第4章長軌精調數(shù)據(jù)的分析及現(xiàn)場應用 23120914.1基本要求 23119324.2扣件更換的注意事項 26310184.3扣件更換需要準備的工具 2615905結論 2817740致謝 298653參考文獻 30西南交通大學網(wǎng)絡教育畢業(yè)設計（論文）第21頁第1章緒論1.1引言交通在我國經(jīng)濟運行之中占據(jù)重要地位。我國人口多，地域遼闊，交通行業(yè)發(fā)達。就目前來看，我國的交通運輸軌道和交通工具的種類繁多，應有盡有。為了保證高速度技術追求的順利進行和運輸服務的發(fā)展，我們需要維護技術的高精度和道路施工技術的高效率。在另一方面，這勢必會帶來一系列交通問題，也必然會影響到中國的經(jīng)濟和社會的高速發(fā)展與可持續(xù)發(fā)展。從另一個角度看，公共生活水平在我國的水平要求逐漸飆升，人們需要適應更加高效的生活方式，對高速列車的要求也就順理成章，目前，當代發(fā)展的口號已經(jīng)悄然轉變?yōu)椤俺咚佟睍r代。因此，高鐵建設也逐漸被國家重視了起來，這不只是科學和技術的施工，更是鐵路運輸工藝的快節(jié)奏最有力的表達。2010年9月28日，上?！贾莞哞F試運行的動車，跑到時速可達416.6公里。但是，速度紀錄并沒有保持領先的時間很長一段時間，自同年12月3日，在北京至上海高鐵棗莊至蚌埠，中國國產(chǎn)“和諧號”CRH380A新一代高速動車組最高運行的時速達到486.1公里[1]。北京至上海高速鐵路貫穿北京，天津，河北，山東，安徽，江蘇，上海潤運行七省市，連接長江三角洲和環(huán)渤海兩大經(jīng)濟區(qū)，從北京南站行至上海虹橋站，鐵路的新長度全線共有北京南，天津西，濟南西，南京南，上海虹橋等24個車站的1318公里，是目前世界上最長的完整運行的里程，最高的技術標準，也是速度最快的高速鐵路，這贏得了世界贊許的目光。高速鐵路客運專線（以下簡稱高鐵）有更高的要求，需要準確測量這么快速度的列車的軌道運行速度，其中包括精確的軌道參數(shù)。其中軌道參數(shù)包括：超高，軌距，水平，高低，軌向等，這些都是高速鐵路勘測設計和施工測量的質量的一個重要指標[2]。為了試乘軌道，引進國外的精密測量設備軌檢小車，并將其在一些高鐵線路進行應用和推廣。與此同時，國內一些公司和研究機構都推出了自己的軌檢小車。其主要功能是評價線路的平順性，其中主要是對線路進行平順性檢測。由于高速鐵路軌道對平順性有比較高的需求，獲得平順參數(shù)的軌檢小車的測量參數(shù)必須非常準確。因此，有必要深入研究軌檢小車的運行原理以及對于其參數(shù)測量的精確性能。1.2軌道平順性測量發(fā)展概況國內傳統(tǒng)的對于軌道平順性的參數(shù)的測量方法主要是基于手工作業(yè)。如超高和水平主要由軌鐵路軌道與主工具測量，特別是利用拉弦線的方法。近兩年來，關于拉弦線的方式，有學者提出了“以小推大改變弦長”的方法來解決不足之處，但由于人力資源的巨大的成本，所以沒有被鐵路工務段工程局局廣泛使用。隨著自動化技術的發(fā)展，測量乘坐軌道的傳統(tǒng)方法是不適合當今日益加快的列車速度的要求，許多鐵路局，利用軌道車等先進的檢測設備，汽車肯定間隔里程連續(xù)測量記錄儀，軌道，水平，多項軌道幾何參數(shù)，自動化水平，扭曲，軌距變化率超過了傳統(tǒng)方法有了很大的提高。在軌道上運行的高速列車，更快的參數(shù)將有更高的精度要求。此前中國，2007年4月18日正式實施第六次大提速，部分軌道的線速度的好壞是關系到高速鐵路的關鍵問題。由于車前足夠快的運行，所以采取了非常高的精度比軌道上面砟軌道，傳統(tǒng)的測量方法可以完全滿足列車運行的要求。列車速度，以確保列車的運行平穩(wěn)，越來越多的新的設備開始得到應用。傳統(tǒng)的測量方法，存放紙張的使用記錄，不利于分析，統(tǒng)計和歷史數(shù)據(jù)的跟蹤，不能滿足現(xiàn)代信息技術的要求。1.3無砟軌道平順性測量現(xiàn)狀國內傳統(tǒng)的鐵路軌道建設及測量儀器的維修，主要使用軌距尺測量、弦線測量或相對型軌檢小車。但國外高鐵軌道，特別是在無砟軌道的維護，并在協(xié)調使用的測量等方面是坐標測量。高速鐵路和客運專用鐵路，特別是高速鐵路無碴軌道測量微調需要特殊測量設備來跟蹤控制網(wǎng)絡（CPIII控制網(wǎng)絡）為基準測量結果來執(zhí)行，包括軌道幾何控制長波不平順，并在接受軌道還需要接受軌道幾何狀態(tài)檢測的精確軌道幾何狀態(tài)進行精密驗收。國外高速鐵路軌道是精確測量靜態(tài)驗收軌道幾何狀態(tài)，檢查其位置和設計滿足高平順的要求。接受靜態(tài)和動態(tài)測試后，這兩個數(shù)據(jù)相互印證，在維護精確調節(jié)的基礎上，提供決策支持的高速列車運行[3]。軌道幾何的精確測量指出，在世界上高速鐵路已經(jīng)蔚然成風。結合的是我國非常重要的第六次大面積提速成功經(jīng)驗，以及弦線偏移測量可能造成，尤其是大半徑曲線，小的正偏差矢量會導致曲率偏差很大的半徑。弦測量方法是不適合于軌道的建設和維護。高速鐵路客運專線在中國開工建設，并逐步引進精密測量儀器，然后開發(fā)一些新的鐵路測試項目。在國內眾多鐵路局工程局推出了一個新的軌道精密測量儀器，主要是在瑞士和德國，安伯格GRP系列GEDO電車公司，尤其是在安貝格GRP1000型，可以準確地跟蹤靜態(tài)幾何測量，且您還可以跟蹤并測量總臺的絕對位置。在國內外眾多項目，GRP1000類型都得到了很好的應用和推廣。產(chǎn)品暢銷國內比較有代表性的太陽和月亮，江西，湖南岳成，立信資陽，成都等廠商推出他們的新車普羅米修斯，與中國鐵路工程咨詢集團有限公司與西南交通大學共同開發(fā)的跟蹤檢查汽車。軌檢小車大都具有如下的功能特點：1、采用多點后方交會自由設站（一般要求8個CPIII控制點），目標是能夠達到更高的設站精度，通過多余觀測達成；2、配備有能進行跟蹤測量的并自動識別目標精密全站儀(例如LeicaTCA或TrimbleS系列全站儀)；3、滿足道岔測量要求，特別是數(shù)據(jù)輸出格式能夠與客運專線無砟道岔調整軟件的格式要求相一致；4、為了充分保證軌道的平順性，必須具有誤差處理功能與重疊段測量功能；5、一種三維連續(xù)測量模式下，快速測量記錄，實時分析和實際值和設計值的記錄磁道偏移，生成記錄表包括線性軌道中心線平面和周圍的位置和高成的其他信息，長波不平順（如300米）和中波不勻（如30米）的報告等；6、能夠計算曲率變化率、軌道軌距變化率和10m弦、30m弦、300m弦的軌道平順性指標；7、配置相應的分析處理系統(tǒng)，可線路曲線圖、繪制各檢測項目的波形圖、并可對波形進行平移、縮放、選段等處置。8、整機經(jīng)過嚴格的防雨水、防沙塵設計和電磁兼容性設計，系統(tǒng)一次充電可連續(xù)工作8小時以上，適應野外作業(yè)的要求；軌檢小車這些功能有助于便利和簡化的軌道乘車措施。現(xiàn)在，在小車的高速鐵路軌道檢測已成為一個關鍵設備，需要加強開發(fā)和利用，因為它的應用前景將更加廣泛。目前國內各個工程局和鐵路局最常用的是由瑞士安伯格公司研制的GRP1000型軌檢小車，如圖1.1所示。圖1.1瑞士安伯格GRP1000型軌檢小車外觀圖高速鐵路由于對軌道平順性的要求較高，也就對軌檢小車測量各項參數(shù)的精度有較高的要求，GRP1000型軌檢小車的精度，如表1.1所示[4]。表1.1安伯格小車精度項目精度里程光電計數(shù)器測量方式測量誤差<0.5%里程分別率±5mm軌距1435軌距傳感器量程-25mm～+65mm軌距傳感器精度±0.3mm水平傳感器量程-10o～+10o換算成高差±225mm水平傳感器精度±0.5mm水平位置和高程測量精度±1mm當下，我國高鐵已經(jīng)運用了國內的多家單位開發(fā)的各個系列的軌檢小車，這些軌檢小車的運用，都為我國的髙鐵建設做出了較大的貢獻。1.4軌道控制網(wǎng)(CPIII網(wǎng))簡介軌道控制網(wǎng)絡（CPIII網(wǎng)絡）是一種測量車乘坐軌道控制參數(shù)引用的網(wǎng)絡系統(tǒng)。高速度的行車要求參數(shù)的高精度，高鐵乘車需要CPIII控制網(wǎng)絡是高精度控制的網(wǎng)絡。CPIII網(wǎng)絡是一種控制網(wǎng)絡，為何具有相當高的精度？下面簡單介紹一些網(wǎng)絡測量的基本知識。CPIII控制網(wǎng)絡的公路沿線三維控制網(wǎng)，建設完成后管理的一般網(wǎng)上調查鋪設，從封閉的基準平面控制網(wǎng)（CPI）或線路控制網(wǎng)絡（CPII）。布局密度CPII點是：在50米至60米的縱向間距，10至20米的橫向間距。CPIII控制網(wǎng)絡測量和測量平面劃分成兩部分調平：1、平面測量采用自由測站的角落交會測量控制程序，它通過站CPIII重疊觀測多個點來獲取站和CPIII點之間有很強的相關性排除與全站儀的采用，使相對精度之間CPIII控制點高桿，最終達到無砟軌道鋪設目的精確控制以及需要后續(xù)長軌調整和運行維護。其具體測量過程如圖1.2所示。圖1.2標準的CPIII平面網(wǎng)觀測方法示意圖由圖1.3可知，CPIII平面網(wǎng)是一個測量控制網(wǎng)，是規(guī)則圖形的，每個測站觀測12個CPIII點，自由測站間的間距為120m，多余的觀測數(shù)目比較多，所以說很有可靠性。2、CPIII高程控制網(wǎng)應當由結算項目的觀測，進行后下完成的評估調查。反應復試第二地圖參考前列資格標準測測配置網(wǎng)絡連接重新審視所有領域。CPIII通過高度精確整平的方法，該精度是在第二和第三類型之間。第二點測量和獨立性精確整平的方法，應在每個試驗段中的至少三個點的第二關節(jié)的測量標準的水平上進行，形成芯檢查調查區(qū)域。CPIII高程控制網(wǎng)水準路線采用如圖1.2所示的矩形法水準路線形式進行，每相鄰的四個CPIII點之間都構成一個閉合環(huán)。圖1.3矩形法CPIII高程網(wǎng)測量原理示意圖矩形法水準測量閉合環(huán)的情況如圖1.4所示。圖1.4CPIII控制網(wǎng)矩形法水準測量閉合環(huán)的情況示意圖間接平差方法是CPIII平面控制網(wǎng)平差的方式，并采用聯(lián)測上一級控制網(wǎng)點(CPII和CPI)，對其進行約束平差。CPIII高程控制網(wǎng)平差也采用間接平差方法進行，并采用聯(lián)測鐵路沿線的二等水準點對其進行約束平差。1.5本文的主要研究內容速列車的安全性和舒適性與流暢的軌距，水平，層次，并跟蹤這些因素起著決定性的因素，而這些因素的具體數(shù)據(jù)格式的最終表達由車內測量，所以你需要工作并通過現(xiàn)場了解收集數(shù)據(jù)并做出相應的調整軌檢小車國家，最終運行，以滿足高速鐵路運行速度的檢測指標。本文正是基于以上問題，探討在軌檢小車測量軌道平順性的各項參數(shù)時應該考慮的一些細節(jié)，并做如下重點的研究和探討：1、影響平順性的參數(shù)定義及相關探討。2、長軌靜態(tài)精調的數(shù)據(jù)分析及現(xiàn)場應用。3、軌檢小車的介紹及工作流程。

第2章軌道幾何參數(shù)的定義及測量方法軌檢小車測量軌道平順性的原理較為復雜，只有學會判斷靜態(tài)積極的軌道幾何參數(shù)，以更好地衡量。測量轉移軌道電車出軌的檢測，只有通過深入的研究，以軌道幾何測量方法是，要學習它的優(yōu)點，摒棄了參數(shù)，以更好地衡量其不足之處，并準確地把握其發(fā)展軌跡的平滑度和計算方法。本章介紹了軌道幾何定義方式和測量參數(shù)的方法。2.1軌距鐵路軌距是鐵路線路鋼軌頭部頂面下16mm范圍內兩股鋼軌作用邊之間的最小距離[5]。全世界鐵路上有三十多種軌距，主要的有600、750、762、900、1000、1067、1435、1524、1600和1676mm等。1435mm的軌距被公認為國際標準軌距，全世界約有60~70%國家(英國、美國、加拿大、聯(lián)邦德國等)的鐵路都采用1435mm標準軌距。軌距大于1435mm者稱為寬軌，如蘇聯(lián)、巴拿馬、芬蘭等國家采用這種軌距。而印度、阿根廷、西班牙、葡萄牙、智利、斯里蘭卡等則采用1676mm軌距。小于1435mm者稱為窄軌，如日本、菲律賓、印度尼西亞、南非、坦桑尼亞、贊比亞等國家采用這種軌距。我國鐵路軌距以1435mm為主，云南省和礦山鐵路有600mm軌距的，礦山鐵路有900mm軌距的，云南省還有1000mm軌距的，臺灣省有1067mm軌距的，地方鐵路和森林鐵路的軌距為726mm，滿洲里、綏芬河、二連車站至國境線的鐵路軌距則為1524mm。鐵路軌距可用軌距尺(俗稱道尺)或軌道檢查小車來測量和檢查。軌距示意圖如圖2.1所示。圖2.1軌距示意圖傳統(tǒng)的軌距測量主要是采用鐵路道尺（也叫軌距尺）來實現(xiàn)的。鐵路道尺從類型上分有機械類道尺和數(shù)碼顯示類道尺兩種；從級別上分有0級道尺和1級道尺等。機械類道尺如圖2.2所示。圖2.2機械類道尺圖當使用內軌道16毫米固定鋼軌頭部表面的探針卡的機械軌距軌道帶的固定軌道面探針頂端，然后將在有源探針中使用的探針和探針可動端軌，然后再固定到內軌道16毫米規(guī)模鎖定螺釘?shù)牧硪欢说目蓜訙y量頭，這種活動可能是在卡的頂部的測量儀器，它是根據(jù)秤體讀出。數(shù)字卷尺輪和不與藥瓶接觸和由傳感器取代的可以自動顯示一個高亮度數(shù)字壓力表：用于測量儀器，測量點接觸傳感器卡可根據(jù)接觸端處于與兩個接觸點接觸的傳感器，它是在兩個點之間的測量值的，高亮度的LED顯示測量距離的傳感器觸點返回測量。數(shù)字類將軌距尺內置芯片，可記錄里程表位置，測量儀和其他信息。某廠生產(chǎn)的數(shù)顯類道尺和現(xiàn)場使用，如圖2.3和2.4所示。圖2.3某廠生產(chǎn)的數(shù)顯類鐵路道尺圖2.4鐵路數(shù)顯道尺的現(xiàn)場使用數(shù)顯類軌距尺的測量方法和機械類軌距尺一樣，但是測量精度更高，其精度對比情況如表2.1所示。表2.1數(shù)顯類軌距尺測量軌距準確度和機械類軌距尺對比表軌距尺準確度等級數(shù)顯類軌距尺(mm)機械類軌距尺(mm)0級≤0.05≤0.20軌距1級≤0.10≤0.502級≤0.20≤1.0隨著大量的六速列車的建設，國內高速鐵路之后，測量精密的機械表的規(guī)模已不能滿足要求，采用多級數(shù)字計的腳。然而，由于它采用的傳感器技術和微電子技術的產(chǎn)品，高靈敏度足量規(guī)的顯著量，小行動措施會使用于播放，困難和不斷地尋找數(shù)據(jù)來準確測量抖動的類型的數(shù)據(jù)，它肯定會影響工作效率的，數(shù)量的主要缺點是，在規(guī)銷。2.2水平/超高當列車通過曲線，因為肢體動作勢必會產(chǎn)生向外的離心力，因為這會產(chǎn)生離心作用受到很大的壓力擠壓外軌的曲線，不僅會加速磨損的外軌軌道，但嚴重的還會造成外軌，從而導致崩潰的外翻。因此，彎曲的軌道設計內軌道上述外軌道，以便平衡這種離心作用。當液面檢測傳感器軌電車安裝能夠測量轎廂輥的頂表面之間的距離，和股票組合用于測試之間的鐵路之間的中心，就可以找到行的高度，并且因此超設計和超發(fā)現(xiàn)比較。每次操作前，水平傳感器必須校準。超高示意圖如圖2.5所示。圖2.5超髙示意圖2.3扭曲(三角坑)扭曲（三角坑）反映的是鋼軌頂面的平面性，通常是指在6.25m的范圍內，左、右股鋼軌間形成的一個凹陷，凹陷會使車輛產(chǎn)生3點支撐1點懸空，如果此時再有一個巨大的橫向力作用，懸空的車輪就有可能爬上鋼軌頂面，造成脫軌事故。2.4軌向/高低在一個水平面上乘坐軌道是該指數(shù)的中心線測量，分左，右為導向的措施，他們兩個人。這就是所謂的曲線的活性載體。如果軌道是壞的，它必然導致狩獵，振動和運動交通列車速度和乘客舒適度的影響，甚至危及行車安全。它指的是縱向高度差的表面上的軌跡的水平?；疖囓壍赖乃降那闆r下，鐵路甚至再次突破，從而增加了變形的鐵路道床和乘客，行車速度和舒適度的影響。實測中線平面坐標得到以后，在給定弦長的情況下，可計算出任一實測點的正矢值；該實測點向設計平曲線投影，則可計算出投影點的設計正矢值。實測正矢和設計正矢的偏差即為軌向/高低值。軌向/高低(10米弦長為例），如圖2.6所示。圖2.6軌向/高低示意圖2.5短波與長波不平順2.5.1短波不平順假定鋼軌支承點的間距，或者說軌枕間距為0.625m，采用30m弦線，按間距5m設置一對檢測點，則支承點間距的8倍正好是兩檢測點的間距5m。檢測點示意圖如2.7所示。圖2.7短波不平順檢測示意圖2.5.2長波不平順假定鋼軌支承點的間距，或者說軌枕間距為0.625m，采用300m弦線，按間距150m設置一對檢測點，則支承點間距的240倍正好是兩檢測點的間距150m。檢測點示意圖如2.8所示。圖2.8長波不平順檢測點示意圖2.6線路中線的三維坐標通過對比檢測電路設計中心線測量值獲得的差異和協(xié)調行，可以直觀地跟蹤充分體現(xiàn)了項目的質量。由于軌道碴的精度低，通常在這兩個鐵路線，以便確定該站坐標的腳和流平測量平面標高點的三維位置可以使用中性點的中間坐標根據(jù)測得的沿著控制線網(wǎng)絡。砟軌道用軌檢小車，電車軌道中心線坐標檢測方法，首先使用的測站（如徠卡TCRP1201）棱鏡在小型車的中心發(fā)現(xiàn)了一個高精度的三維坐標，然后用結合車輛參數(shù)和測得的液位傳感器，壓力表和橫向傾斜傳感器幾何取向參數(shù)測量可以計算對應相應的數(shù)學模型里程中心線的坐標。所得的中心線的三維坐標，并根據(jù)來自比磁道的絕對位置精度的設計更高的“高鐵項目衡量”相比里程中線偏離設計值不大于10mm的評估。2.7里程軌道的平順性必須與里程掛鉤，否則就沒有任何意義。例如跨XX鐵路的簡支梁位于XX特大橋280#～281#（DK165+482.860～DK165+515.560）[7]。里程是指中線樁沿線路至線路起點的距離，它是沿線路中線計量，以km為單位，一般以DK0+000表示線路起點。而檢測測軌道不平順的方法最主要就是軌檢小車。

第3章軌檢小車的使用及工作流程軌檢小車的發(fā)展的目的，是以提高光滑度的軌道參數(shù)的效率和準確性，降低勞動強度，為客戶提供可靠的原始數(shù)據(jù)和管理決策信息跟蹤維修，跟蹤維護，促進信息技術的發(fā)展。軌檢小車測基準，按照國家的有關規(guī)定，是在為16mm導軌表面。乘坐列車可以檢測軌道的參數(shù)，本章還介紹了他們的工作流程，注重測量原理小組委員會研究軌道平順性的參數(shù)。3.1硬件準備安伯格GRP1000軌檢小車主要用于測量軌道幾何形狀，通過內置的，高的測量和距離測量傳感器測量以測量工作，同時利用徠卡全站儀并配有標準棱鏡來確定汽車的位置，提供每個測量點的絕對坐標和軌道的軌道參數(shù)。1、安伯格軌檢小車的主要硬件包括：計算機，超高傳感器，軌距傳感器及里程計等部件，如圖3.1所示。圖3.1手推式軌檢小車2、松下CF-19軍用筆記本很好的滿足了野外惡劣的氣候條件，防塵、防摔、防水，可供現(xiàn)場采集數(shù)據(jù)亦可作為后期數(shù)據(jù)處理及輸出報表使用。如圖3.2所示。圖3.2松下CF-19軍用筆記本電腦3、GPC棱鏡柱是由通過在整體溫度相對小的變化的特殊材料，以確保車輛的幾何形狀和棱鏡徠卡標準棱鏡的其余部分，高精度基于之間數(shù)據(jù)的準備。如圖3.3所示。圖3.3GPC棱鏡柱4、全站儀（測量機器人）的關鍵是數(shù)據(jù)的采集，由于高精度，高鐵項目目前總臺高鐵的需要量為1三圍“0.5級”級精密儀器（如瑞士或徠卡TPS1201系列美國的TrimbleS8系列），從而保證了數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性和精確度，儀器本身是高度自動化的，以避免由人類活動引起的錯誤。如圖3.4所示。圖3.4全站儀（測量機器人）5、快速反饋給軟件系統(tǒng)能夠鐵路線高靈敏度傳感器實際幾何狀態(tài)，然后計算偏離軌道理論值，從而進行實時調整。通信系統(tǒng)，以保證數(shù)據(jù)傳輸和開銷之間的全站儀測量數(shù)據(jù)。列車電池可以持續(xù)12小時以上，以滿足全天候工作。如圖3.5所示。圖3.5內置傳感器、供電與通訊模塊3.2軟件的準備安伯格小車采用的是GRPwin軟件，是一個集軌道幾何形狀測量與斷面測量于一體的高效系統(tǒng)。外業(yè)現(xiàn)場使用前，先要準備如下項目資料：CPIII控制點坐標、平曲線數(shù)據(jù)、豎曲線數(shù)據(jù)、線路超高數(shù)據(jù)，若是在線路里程中存在斷鏈，要分項目輸入。3.2.1CPIII控制點坐標此數(shù)據(jù)一般由設計院提供，定期施測，以保證控制點的最新狀態(tài)?？蓪胛募愋停簍xt格式文本或GSI格式文本。數(shù)據(jù)格式：點號/東坐標/北坐標/高程；字段之間用空格隔開。如圖3.6所示。圖3.6軟件中的CPIII控制點的輸入CPIII坐標控制點每組2個，布置在線路的兩側，約50-60m，如圖3.7所示。圖3.7CPIII控制點示意圖3.2.2平曲線首先，輸入起始里程，然后選擇曲線元素類型并輸入每個元素的曲線，起點坐標曲線半徑螺旋長度（右轉曲線半徑為正）；鏈的長度需要中心線設計分為兩部分。如圖3.8所示。圖3.8軟件中的平曲線輸入平曲線線路圖如圖3.9所示。圖3.9平曲線路線圖3.2.3豎曲線豎曲線通過切線交點定義，輸入交點里程、高程和豎曲線半徑。下凹曲線半徑為負；上凸半徑為正；如果變坡點處設置了豎曲線，則圓類型選擇“圓”；如果沒有設置豎曲線（坡度代數(shù)差不大）則選擇“頂點”；豎曲線起點和終點必須選擇“頂點”。如圖3.10所示。圖3.10軟件中的豎曲線輸入豎曲線中的變坡點示意圖如圖3.11所示。圖3.11豎曲線中的變坡點示意圖3.2.4超高輸入ZH、HY、YH、HZ點的超高值，與平曲線相一致。左轉曲線超高為負，右轉曲線超高為正，單位為米。軟件中的超高輸入，如圖3.12所示。圖3.12軟件中的超高輸入超高設計示意圖，如圖3.13所示。圖3.13超高設計示意圖3.3數(shù)據(jù)采集及相關注意事項在長軌精調前要用軌檢小車去現(xiàn)場采集軌道幾何狀態(tài)數(shù)據(jù)，工作示意圖如下圖3.14所示。圖3.14數(shù)據(jù)采集示意圖1、嚴格檢查設計數(shù)據(jù)（平曲線，豎曲線，超高，控制點），檢核無誤輸入到計算機中。2、到達現(xiàn)場后檢查控制點是否發(fā)生變形或遭到破壞。3、開始全站儀測量精度的測量前檢查每一天：和倒置顯微鏡總臺的水平和垂直角度偏差，如果超過三秒鐘的良好的天氣條件相結合的校準和水平軸傾斜誤差的情況下（α）校準，檢驗法全站儀是準確的視力（視力偏差小于3秒）。4、全站儀后方交會的方法一站，站距離應在70米控制，當測量條件差，根據(jù)具體的環(huán)境目標距離縮短（建議50-60M，實時測量結果應該0.7毫米內穩(wěn)定）在惡劣環(huán)境下工作禁止。正確的設站測量方法，如圖3.15所示。圖3.15正確的測量方法5、為了保證總臺的精確度，它建議使用八個控制點，如果現(xiàn)場條件不滿足，則應該使用至少六個控制點。下錯站設置為華東，華北和高度：1毫米；方向：2；在自由設站方向計算出同樣的放棄謹慎和汽車控制點。6、全站儀設站的位置不可在兩側控制點的外側，應靠近線路中心。7、一臺如測量條件差后，以增加在測量期間核檢查的數(shù)量。為了控制總臺設立檢查核電站，導致一臺移動的核電站再次進行檢查，以確認測量的可靠性之前；8、一個穩(wěn)定軌道測量超高傳感器校準之前，之后校準點會在相同的正和負兩個測量，測量值偏差應小于0.3mm；這樣凸塊，碰撞或快速溫度變化的發(fā)生可以是重新校準。9、采集數(shù)據(jù)時全站儀采用精確模式，棱鏡要正對全站儀，軌檢小車要停穩(wěn)。10、測量應盡量保證工作的連續(xù)性，該車應該是接近的距離測量方向的結束。因為隨著時間的增加，總臺測量距離的精度在低站提高了精度和縮短的距離。如果由近及遠的方向來選擇全站儀測量的情況下，設置并減少站范圍和精度，是不利于測量結果的穩(wěn)定性的。11、要及時注意偏差測量，如果有明顯的例外，就需要重復數(shù)據(jù)收集，涵蓋了測量前的結果，如突變仍然存在，要及時分析原因。12、全站儀搬站后進行設站時，應使用上次設站已經(jīng)用過的4-6個控制點，以保證軌道的平順性。13、兩次設站后交疊段的重復測量偏差不應小于2mm，交疊補償量可參照1mm/10m的比例進行換算，補償一般在下一站測量區(qū)間進行。14、如軌道粗調放樣偏差較大，應避免對單點進行調整，并增加精調次數(shù)。15、最終精調和澆注的時間差超過12小時，需要重新復測，氣溫迅速升高或降低15度時，需要重新測量。

第4章長軌精調數(shù)據(jù)的分析及現(xiàn)場應用通過鐵路工業(yè)，數(shù)據(jù)采集和分析的小車之外領域的實際狀況，然后手動調整和機械設備，所以采取軌道符合驗收標準，這個過程被稱為長軌修剪（也稱為靜態(tài)調整）。長軌鋪設無砟軌道，軌道和鎖緩解壓力，跟蹤和測量幾何參數(shù)，按照標準分析和平穩(wěn)調整的溢出區(qū)。軌道調整流程圖如4.1所示。圖4.1軌道靜態(tài)調整流程4.1基本要求1、以調整相對精度和平順性為主。在大區(qū)間范圍內整體“削峰填谷”。調整方法如圖4.2所示。圖4.2長波不平順的“削峰填谷”2、絕對精度一般能滿足規(guī)范要求，在長軌精調階段幾乎不用控制，但必須監(jiān)控變化率，即平順性控制。3、堅持以軌道平順性為核心的理念，即軌道線型調整。4、對于軌道的橫向調整量應考慮0.5mm左右余量。5、嚴格控制周期性不平順，特別是水平10～20m的周期性不平順控制、注重軌向。6、是否在存在異常數(shù)據(jù)，有效的方法是采集數(shù)據(jù)進行檢查。7、通過計算，檢查最大值調整后，中線、高程是否在誤差允許范圍。8、我們應該建立一個相對平穩(wěn)和理念的變化率，力爭騎最大的，調整的最小量。對于一些野外作業(yè)的軌上段，一般為8?10臥鋪圈，單圈時間備注需要一個小的檢車微調來分析數(shù)據(jù)，如果數(shù)據(jù)線模式顯然擺動10臥鋪上面沒有時間調整的位置第二圈不能在同一位置進行測量。如圖4.3所示。圖4.3搭接區(qū)段圖對于連續(xù)較大變形，導致短波不平順的，即使短波不超限，至少的調整一個波峰或波谷如圖4.4所示。圖4.4連續(xù)較大變形，導致短波不平順對于圖形上面反應測量點突變的如下圖，必須的在現(xiàn)場進行查看以后，是否缺少墊片，扣件是否3點密貼，一定要遵循“重檢慎調”的原則，以防多次調整還達不到預想精調效果。4.2扣件更換的注意事項1、調整時應先調整基本軌的平面位置和高低，確保軌向、高低平順性滿足要求，檢查另一根軌的軌距、水平是否滿足要求，并做相應調整。2、如果說溫度超過了20度，那就應注意對無縫線路鎖定軌溫的影響；每次松開的扣件一般不應大于10個。3、為了能夠確保更換后的扭矩達到要求，必須使用電動扭力扳手。4、如果參數(shù)不一致時，那么就要以手工測量為準。對于測量給出的調整量，現(xiàn)場要用軌距尺、30m弦線核查；另外，弦線的搭接長度應不小于5m。4.3扣件更換需要準備的工具扣件更換前認真核對現(xiàn)場軌道實際情況，找準需要更換扣件的編號，并在軌道板相應位置做好調整量標識，最好利用弦線和道尺對鋼軌先進行復核，并在現(xiàn)場兩端做好安全防護工作。準備好如下設備和工具，如表4.1所示。表4.1精調需要準備的工具軌檢小車1臺道尺（0級）1把道尺（1級）1把內燃機扳手2臺扭矩扳手2把液壓起道器2臺丁字扳手2～4把弦線2卷毛刷4把鋼絲刷1把石筆若干運輸小車1臺撬棍2把防護用品2套調整扣件后，應及時到軌道幾何復試，復試部分應包括所有緊固件調整單元和調整部門不應該形成有效的交叉和重疊，形成一個全面，完善的跟蹤檢查的數(shù)據(jù)，反映了系統(tǒng)的空間幾何長軌，這將有助于調整靜態(tài)軌道檢測和動態(tài)測試