轨检小车测量

目 录

1、概况 . .......................................................................................................... 1

2. 检测内容及方法 ....................................................................................... 2

1) 中线坐标及轨面高程 ........................................................................... 2

2) 轨距检测................................................................................................ 3

3) 水平（超高）检测 ............................................................................... 4

4) 轨向/高低检测（中国标准） ............................................................. 5

5) 短波和长波不平顺（德国标准） ....................................................... 5

3. 工作流程 ................................................................................................... 7

4．符号规则 ................................................................................................ 14

5. 轨道精调测量质量控制措施 ................................................................. 15

6．常见问题与处理 .................................................................................... 18

轨检小车测量

1、概况

轨道检测小车是一种检测静态轨道不平顺的便捷工具。它采用电测传感器、专用便携式计算机等先进检测和数据处理设备，可检测高低、水平、扭曲、轨向等轨道不平顺参数。国外铁路在动静态不平顺差异较小的高平顺线路、无碴轨道线路，以及在新线施工中，整道、检查铺设精度、验收作业质量时，广泛应用轨道检测小车。

Leica TCRP 1201 全站仪 Amberg GRP 1000 轨道测量系统的测量原理

GRP1000 测量系统主要由手推式轨检小车和分析软件包两大部分组成。即可单独测量轨道水平，轨距等相对结合参数，也可配合LEICA TPS 全站仪来实现平面位置和高程的绝对定位测量，上述绝对定位测量通过全站仪的自动目标照准功能以及与GRP1000 之间持续无线电通讯来完成。

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报表的输出界面，选择性的输出轨道位置、轨距、水平、轨向（短波和长波）、高低（短波和长波）等几何参数。

GRP1000 轨检小车精度如下：

2. 检测内容及方法

1) 中线坐标及轨面高程

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的最基本的评价。通过检测轨道实测坐标和高程值与线路设计值进行比较得出的差值，可以全面直观的反映轨道工程质量。

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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. 全站仪设站的位置应靠近线路中心，而不是在两侧控制点的外侧；设站位置首先要考虑目标距离，其次是与近处控制点之间的距离（一般应超过15m ）

然后结合事先严格标定的轨检小车的几何参数、小车的定向参数、水平传感器所测横向倾角及实测轨距，即可换算出对应里程处的中线位置和低轨的轨面高程。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，根据技术指标对轨道的绝对位置精度进行评价。

坐标换算中所用到的轨检小车独立坐标系示意图如下。

2) 轨距检测

轨距指两股钢轨头部内侧轨顶面下 16mm 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。我国标准轨距的标称值为1435mm 。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。

轨距示意图如下。

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轨距示意图

3) 水平（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。超高示意图如下。

超高示意图

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4) 轨向/高低检测（中国标准）

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。高低是指钢轨顶面纵向的高低差。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正矢值，实测正矢和设计正矢的偏差即为轨向/高低值。轨向/高低（10 米弦长为例） 检测示意图如下。

轨向/高低检测示意图

5) 短波和长波不平顺（德国标准）

a) 短波不平顺

假定钢轨支承点的间距，或者说轨枕间距为0.625m ，采用30m 弦线，按间距5m 设置一对检测点，则支承点间距的8 倍正好是两检测点的间距5m 。检测示意图如下。

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短波不平顺检测示意图

上图中的点是钢轨支承点的编号，以1 P 到49 P 表示。25 P 与33 P 间的轨向检测按下式计算：

由于1 P 与49 P 的正矢为零，故可检测2 P （对应点10 P ）到40 P （对应点48 P ）的轨向。新的弦线则从已检测的最后一个点40 P 开始。

b) 长波不平顺

假定钢轨支承点的间距，或者说轨枕间距为0.625m ，采用300m 弦线，按间距150m 设置一对检测点，则支承点间距的240 倍正好是两检测点的间距150m 。检测示意图如下

长波不平顺检测示意图

上图中的点是钢轨支承点的编号，以1 P 到481 P 表示。25 P 与265 P 间的轨向检测按下式计算：

由于1 P 与481 P 的正矢为零，故可检测2 P （对应点242 P ）到240 P （对应点480 P ）的轨向。新的弦线则从已检测的最后一个点240 P 开始。

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3. 工作流程

1) 前往现场检测之前在计算机中对设计数据（平曲线，竖曲线，超高）复核无误后输入到测量控制软件中。

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2) 把 CPIII 成果输入到全站仪中。到达现场后对控制点进行检查，确保控制点数据(平面坐标及高程) 正确无误，检查控制点是否受到破坏。

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3) 为了确保全站仪与轨检小车之间的通视，以及测量的精度，测量区域应尽量避免其它施工作业。

4) 使用

8 个控制点（CPIII ）进行自由设站; 全站仪自由设站时，平差后东坐标、北坐标和高程的中误差应在0.7mm 以内，方向的中误差应在1.4 秒以内，否则应重新设站。

5) 进行正确的测量设置，比如高程以内轨为基准、超高以 1.5 米为基长等。

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6) 轨检小车每次测量作业之前都要对超高传感器进行校准。

7) 全站仪搬站后前后两个区间的测量需交叠 5-10 米。

8) 测量完成后，输出轨道几何参数，制作报表并进行评价。可根据需要定义报表的输出内容，选择性的输出轨道平面位置、轨面高程、轨距、水平/超高、轨向（长波和短波）、高低（长波和短波）等参数的偏差。

9）Amberg 轨道检查小车数据处理和应用流程图

4．符号规则

1）轨道参数符号规则

2）偏差/调整量符号规则

1. 偏差与调整量符号相反。

2. 以面向大里程方向定义左右。

3. 平面位置：实际位置位于设计位置右侧时，偏差为正，调整量为负。

4. 轨面高程：实际位置位于设计位置上方时，偏差为正，调整量为负。

5. 超高（水平）：外轨（名义外轨）过超高时，偏差为正，欠超高时偏差为负；调整量相反。

6. 轨距：以大为正，实测轨距大于设计轨距时，偏差为正，调整量为负。

5. 轨道精调测量质量控制措施

1) 严格检查设计数据（平曲线，竖曲线，超高，控制点），检核无误输入到计算机中。

2) 到达现场后检查控制点是否发生变形或遭到破坏

3) 每天开始测量之前检查全站仪测量精度：正倒镜检查全站仪水平角和竖角偏差，如果超过3 秒，在气象条件较好的情况下进行组合校准及水平轴倾斜误差（α）校准；检查全站仪ATR 照准是否准确（照准偏差少于3 秒）。

4) 全站仪采用后方交会的方法进行设站，设站距离应控制在 70 米以内；测量条件较差时，根据具体环境缩短目标距离（建议50－60m ，实时测量结果应稳定在0.7mm 以内）；恶劣条件下禁止作业。

5) 为了确保全站仪得设站精度，建议使用8 个控制点，如果现场条件不满足，至少应使用6 个控制点。设站中误差为东坐标、北坐标和高程：0.7mm ；方向：1.4”；与轨检小车同向的控制点自由设站计算时弃用要谨慎。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。

6）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。

6) 全站仪设站的位置应靠近线路中心，不可在两侧控制点的外侧。

8) 每天测量之前都要在稳固的轨道上对超高传感器进行校准，校准后可在同一点进行正反两次测量，测量值偏差应在0.3mm 以内；如发生颠簸、碰撞或气温变化迅速，可再次校准。

9) 采集数据时小车要停稳，棱镜要正对全站仪；全站仪采用精确模式。

11) 测量时要实时关注偏差值，如果存在明显异常，需重复采集数据，覆盖之前采集的结果，如依然存在突变，要及时分析原因。

12) 全站仪搬站后进行设站时，应使用上次设站已经用过的 4-6 个控制点，以保证轨道的平顺性。

14）搬站后需重复测量5-10根轨枕，并进行交叠补偿，以避免设站精度对平顺性分析的影响；如因控制点精度不高等原因造成交叠段两次测站测量数据偏差较大（2mm 以上），在证实交叠段及前后一段范围内（前后各多测一段距离）相对较为平顺的情况下，交叠时应采用“扩展模式”，一般情况下可采用“标准”模式；

16）轨道几何参数测量：验收标准

6．常见问题与处理

a) 警告“修改全站仪模式或选项错误”：全站仪和小车通信失败，原因包括GeoCOM 未选用；GeoCOM 设置错误（如波特率）；RCS 模式意外开启。

b) 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, 通讯猫所用电池电量是否足够，再有看附近有无电磁设备在作业造成电磁干扰、等。

c) 警告“不稳定倾斜，是否重新采集”：小车受到振动，测量超高值不准确，点击重新采集即可。

d) 警告“采集不成功”：棱镜失锁，重新锁定棱镜。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，尽量避免在上述不良观测条件下采集数据。