城市轨道交通建设中轨检小车探讨

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随着时代的发展，测量仪器和测量方法有了日新月异的变化。轨检小车作为一种新的测量仪器，其高度集成化和自动化使其在轨道施工中有了广泛的应用，但其在城市轨道交通施工中却未被业主单位接受，主要原因在于其区别于传统方法的施工方式，不仅改变了后期轨道维护方式，也对维护人员在测量方面提出了新的要求，故推行起来有一定的困难。

1轨检小车测量原理

轨检小车的工作原理为：使用全站仪测得轨检小车上棱镜的三维坐标，将数据发送给轨检小车，小车结合其内部几何参数、水平传感器、轨距传感器及其他参数，经计算机处理后计算出测量点实测轨道中线位置及高程，同时对比该里程上的设计轨道中心位置和高程，计算其偏差并实时显示在屏幕上，用于轨道调整。轨检小车的优点如下：（1）集成化。轨检小车集成了多种传感器及通讯设备，配合计算机及全站仪，可以直接完成轨距、水平（超高）、平面位置和高程等所有轨道参数的数据测量。（2）智能化。在施工模式下可自动计算轨道几何位置及轨距等与设计值的偏差并实时显示，方便动态控制；在数据采集模式下可直接采集所有数据信息，经过数据处理可查看轨道的长波及短波，从而更加合理地对轨道进行调整。

2轨道施工测量

2.1准备工作

根据设计资料计算轨道中心线坐标，按照直线5m、曲线3m的间距放样。放样时记录放样点的高程，用于轨道粗调。铺轨时用轨排支撑系统将钢轨架立起来。轨排支撑系统的竖向支撑杆和横向支撑杆分别可调整轨道平面位置和高程。在精调前应按照所放样的线路中线点对轨道进行初步调整，调整时尽可能提高精度，以方便后续施工。

2.2轨检小车的数据输入

将设计参数输入轨检小车内。输入数据包括：线路平曲线要素，线路竖曲线要素，线路超高，控制点数据，等等。需要注意的是，在轨道施工时需确定轨道方向及高程基本轨。轨检小车默认平面基准轨为曲线外侧钢轨，高程为曲线内侧钢轨；直线段平面基准轨和高程基本轨与该直线大里程相衔接的曲线段相同。在道岔施工中，由于需要根据平面基本轨来调整道岔内部几何参数，而轨道道岔直股为直线形，无法确立基本轨，故需要在道岔施工范围外大里程处加设一段虚拟曲线，以确定道岔平面基本轨。实际操作中可根据实际需要将曲线设置为左转曲线或者右转曲线。

2.3轨道精调

精调时将轨检小车架设于轨道之上，遵循“先平面，后高程”的顺序，按照以下步骤进行测量并调整：（1）全站仪设站。在设站之前需对全站仪进行校正，使其达到最佳状态。全站仪采用自由设站法定位，通过观测前后各一对点上的棱镜自动平差计算出仪器坐标和方位。（2）测量轨道数据。将现场校准好的轨检小车放置于轨道上，停置于轨排架螺杆调节器处，采用施工模式，轨检小车会根据全站仪数据计算出平面位置、水平、超高、轨距等数据并显示在小车屏幕上。（3）中线调整。在调整中线前根据小车显示的轨距偏差量先调整轨距，然后再根据小车显示的中线位置数据调整轨道线路中线。（4）高程调整。小车会分别显示两根钢轨的高程偏差，根据所显示数据对轨道分别进行调整。按照以上步骤对每一处轨道支撑杆进行调整，从而完成轨道的精调。

2.4后期维护

在维护阶段同样可以用轨检小车进行测量。数据输入与施工阶段相同，在输入道岔数据时也需要注意方向基本轨的设立。具体操作如下：（1）全站仪设站。（2）采集轨道数据。将轨检小车放置在轨道上，与全站仪建立通讯，采用数据采集模式，根据需要在每一根轨枕或其他固定距离处进行数据采集。（3）内业数据处理。根据所采集的数据通过调整软件对轨道进行内业处理，可调整单个轨枕几何位置，也可调整线路平顺性。（4）外业处理。将处理好的数据带至现场，根据里程或其他标识找出需要调整的轨枕，对照内业处理数据更换调高垫板和轨距挡块，以达到调整高程和平面的目的。

3.1简化工作流程

在传统的测量方法中，主要流程为建立控制网、布设控制基标和加密基标，利用一系列连续的加密基标控制轨道高程和位置，从而达到控制整个轨道几何位置的目的。传统方法最根本的原理是：在即将铺设的轨道一侧布设加密基标，将其作为基准线以控制轨道位置。但在实际施工过程中，由于需要在特定里程上把控制基标以较高的精度布设在线路一侧固定距离处，而控制基标一般是通过制作混凝土桩并将不锈钢基标标识埋设于其中，由于混凝土的流动性等原因，在施工过程中很难控制其精度，故在控制基标布设完成后需要重新测量，进行基标归化改正。在实际改正过程中，由于一个点的调整必然会影响其前后点位的角度和距离值，很难一次性将所有点位调整合格。对于经验不足的测量人员来说，经常会出现归化改正不合理而导致窝工的情况。而轨检小车的施工原理为：输入相关数据并计算出轨道的位置，然后通过实时接收并计算全站仪所测量的轨检小车棱镜的坐标，可反算出所测量点与设计位置的偏差，从而达到轨道调整的目的。从根本上来讲，轨检小车与传统测量方法的理念基本相同，都是通过一条基准线来控制轨道位置，所不同的是，传统方法需要将基准线在现场设立出来，而轨检小车是通过内部计算来实现的，不需要设立铺轨基标，从而也不需要进行基标埋设和归化改正，大大减小了测量工作量，提高了工作效率。

3.2提高测量精度

传统轨道测量施工中，对轨道的调整需用不同的工具测量多次，如首先要放样控制基桩，然后根据放样点埋设基桩，根据基桩位置调整轨道位置、轨道水平等。其中每一步都会存在一定的测量误差和人为误差，最终轨道误差为所有误差之和。而轨检小车通过测量坐标，直接反算差值，同时配合高精度传感器，在提高精度的同时也减少了人为误差。

3.3局限性

轨检小车在使用过程中也存在一定的局限性，比如严重依赖控制点，如果控制被破坏，则影响测量精度。另外，如果在设计之初没有考虑采用轨检小车进行测量，从而导致个别地段控制点布设空间受限，会影响测量精度。目前，我国施工测量人员为专业测量人员，而后期维护人员主要为具有轨道专业知识的专业人员，二者在知识系统上存在一定的差异性，故在后期维护方面，对相关维护人员在测量方面的技能提出了一定的要求。

4结语

轨检小车作为一种新的测量仪器，有着其固有的优点，如：其集成化和自动化的模式，在一定程度上简化了施工流程，提高了施工效率，缩短了工期；在测量施工时，提高了测量精度，保证了轨道平顺性，对乘车舒适性有很大的提高。虽然其具有一定的局限性，但不足以成为限制其应用的根本原因，如：对于控制点问题，可以通过学习高铁的相关制度和方法，建立一整套控制测量制度和控制点管理制度；对于人员问题，可以通过培训或者招聘专业测量人员来解决。因此，可以预想将来轨检小车在城市轨道测量方面会有广泛的应用。

参考文献：

[1]赵景民．无砟轨道施工测量与检测技术[M]．北京：人民交通出版社，2011．

[2]赵旭清．高速铁路双块式无砟轨道应用实践[M]．武汉：华中科技大学出版社，2012.

[3]杜晓波.城市轨道交通工程施工测量[M].2版.北京：中国铁道出版社，2015.

作者:王珍 王百胜 单位:中交二公局铁路工程有限公司 辽宁联享土地开发整理有限公司