CRTSⅡ型无砟轨道板精调测量技术研究及应用

张志强 崔献杰

摘要：宁杭客运专线设计铺设CRTS Ⅱ型板式无砟轨道，轨道板精调测量系统SPPS是针对高速铁路CRTSⅡ型轨道板安装施工而专门研制的精确测量定位系统。本文从SPPS的软件理论和功能构成等方面进行消化吸收及创新应用。为铁路及地铁等轨道交通建设领域提供测量控制技术保障。

关键词： CRTS Ⅱ型无砟轨道板 精调测量系统（SPPS） 测量精度

1 SPPS概述

轨道板精调测量系统简称SPPS （Slab Precise Position System），是针对高速铁路CRTSⅡ型无砟轨道板施工铺设轨道板而专门研制的精确测量定位系统。

2 SPPS组成

2.1 系统组成

SPPS由测量机器人、测量标架、强制对中三脚架、控制计算中心、无线信息显示器等组成。

2.2 测量机器人的构成

测量机器人由全自动全站仪、数传电台等组成。

全自动全站仪：测角精度等于或者优于1秒、测距精度等于或者优于1mm+2ppm，伺服马达驱动、具有自动搜索、瞄准、跟踪目标等功能的全站仪。

数传电台：内置锂电池、通讯电台和协议转换模块等器件，能外接气象传感器。

气象传感器：及时获得环境温度、湿度和气压。

3 SPPS技术要求

3.1.1 轨道板粗铺控制指标

首先在底座板/支撑层上分别放样出CRTSⅡ型无砟轨道板的铺设边线，粗铺时的位置偏差纵向不大于10mm，横向不大于调节装置横向调程的1/2。

3.1.2 轨道板精调及扣压复测技术要求

全站仪距待调轨道板的距离应在6.5～19.5m范围内。假设从小里程向大里程调整，定向点应架设在待调的第一块轨道板尾端基准点上，全站仪则应架设在待调的第三块轨道板首端基准点上，单点定向完成，进行首块待调板的精调作业，依次测量首块待调板承轨槽上1、2、3号标架的6个球棱镜的三维坐标，根据实测值对应里程的设计值较差，对轨道板进行横向和竖向调整。

更换测站后，应依据待调轨道板末端的基准点，检测以调整合格的上一块轨道板板首承轨槽上的精调标架（Ⅳ号标架），检测的横向和竖向偏差均应不大于2mm，纵向偏差不应大于10mm是方可进行搭接建站。轨道板精调后的限差应满足下表要求：

轨道板精调后的允许偏差

项 目

允许偏差（mm）

板内各支点实测与设计值的横向偏差

±0.5

板内各支点实测与设计值的竖向偏差

±0.5

轨道板竖向弯曲

±0.5

相邻轨道板接缝处承轨台顶面相对高差

±0.3

相邻轨道板接缝处承轨台顶面平面位置

±0.3

4 SPPS作业

4.1 准备工作

（1） 首先应确定轨道板精调技术方案及工作组织方案；其次准备仪器设备、数据解算软件及精调系统；最后则进行布板软件计算、仪器设备及精调系统检测及设置。

（2） 控制点文件：轨道基准网控制点数据（扩展名为.DPU的文件）；支点文件夹含着轨道板精调数据的文件。每块轨道板所需的支点编号和坐标（扩展名为.FFC的文件），在支点和棱镜之间进行布设所需的文件（扩展名为.FFD）必须包含在内。

（3） 设置轨道板精调方向和增量。

（4） 棱镜的设置，包括棱镜的常数和高度设置。

（5） 基准-标准标架检校，调整标准标架要依靠板场提供的标准轨枕进行。

4.2 精调作业

4.2.1 全站仪定向

在完成轨道板精调相关信息设定的前提下，如输入观测者、天气、日期等信息后，进行全站仪定向。全站仪的定向在利用轨道基准点作为定向点观测后，必须利用前一块已精调好的轨道板上的最后一对支点联合定向，以消除搭接误差。若精调为第一块板，前后无搭接则无需参考上一轨道板联合定向。

4.2.2 倾斜传感器检校

若在轨道板精调过程中要使用到倾斜传感器，为了使倾斜传感器正确的表示棱镜间的高差，需要对倾斜传感器进行数值修正。此项工作应在每天精调工作开始时以及与全站仪测量之间出现较大误差时进行，因为由于震动，传感器会发生变动。采用的方式是使用全站仪测量带倾斜传感器的标架上的两个棱镜高差，和倾斜传感器的输出值进行比较，得出修正值。

4.2.3 轨道板头尾的精调步骤

（1） 测量Ⅰ号标架上的1、8号棱镜，根据测量数据将轨道板头端在精调爪上调到其应在的位置。一般先调高度再调平面位置，且在调整时，轨道板两侧的精调爪应同时进行。

（2） 测量Ⅲ号标架上的3、6号棱镜，根据测量数据将轨道板尾端在精调爪上调到其应在的位置。

（3） 测量轨道板四角。对Ⅰ号和Ⅲ号测量标架的1、3、6、8号4个棱镜按顺序依次测量，根据测量数据对超出允许范围的误差进行单个复测。有时必须调整一两个棱镜。也可对4个角点全部进行复测，由于在调整轨道板角点之前，轨道板中间的精调爪是悬空的。因此调整4个角点满足精调要求后，下一步就是消除轨道板中间的弯曲。

4.2.4 消除轨道板中间的弯曲

测量Ⅱ号标架上的2、7号棱镜，根据测量数据将轨道板中间高程在精调爪上调到其应在的位置。应注意轨道板两侧的精调爪也同时进行。否则会出现以下情况：

（1） 轨道板被扭曲，导致浇注时滑落；

（2） 轨道板头尾端移动，需要再次调整角点；

（3） 在超高区，可能导致轨道板从精调爪上滑落。

消除了轨道板的弯曲后，下一步应对位置和高度进行整体测量。

4.2.5 整体测量

在所有棱镜单独调整满足要求后，必须进行一次整体测量来确定每个棱镜的偏差，从而确认轨道板的整体空间位置是否均满足定位要求。在整体测量时所有的棱镜要通过全站仪测量。对于整体测量时出现的超限情况，可重测单个棱镜或重测完整测量，当有很多处已被调整时，重复进行整体测量，直至满足轨道板的定位限差要求。

5 轨道板精调及灌注后检测要点及应用创新

（1） 必须加强精调测量的全过程管理，做到 "作业习惯要养成规范，作业目标要高于规范，作业结果才能符合规范" 的作业模式。

（2） 灌板前必须进行两次平顺性检测，第一次检测完成后重新安放标架后再次检测，保存第二次的检测结果。对不满足要求的轨道板进行微调，然后重新进行检测。

（3） 精调过程中防止出现连续3块板同向偏差，而引起换站时搭接建站超限。

（4） 对精调时间超过12小时为灌注的轨道板必须重新精调后检测。

（5） 扣压锁紧装置应在砂浆稳定成型后再拆除精调爪，然后进行灌注后的检测。

（6） 精调及验收测量过程中一定要注意周围不能有大的荷載影响，尤其注意不能出现大型吊车处于梁体中部的情况，粗铺时注意完成整体梁跨之间的铺设，静载稳定后再开始精调作业。

参考文献：

（1）《高速铁路工程测量规范》（TB10601-2009）

（2）《高速铁路无砟轨道工程施工精调作业指南》（铁建设函[2009]674号）

（3）《国家一、二等水准测量规范》（GB12897-2006）