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本文作者：王彥春作者單位：鐵道部標(biāo)準(zhǔn)計量研究所

高速鐵路養(yǎng)護中測量的關(guān)注點

高速鐵路軌道是按坐標(biāo)法進行測量的，施工時按照線路設(shè)計參數(shù)完成軌道三維坐標(biāo)的準(zhǔn)確定位。目前，高速鐵路軌道施工采用以大地測量基準(zhǔn)網(wǎng)（CPⅢ）為測量基準(zhǔn)、以高精度全站儀為核心單元、以軌道測量小車（即簡易功能的高精度軌檢儀）為基礎(chǔ)，構(gòu)成軌道三維坐標(biāo)測量系統(tǒng)，承擔(dān)高速鐵路軌道幾何參數(shù)的測量任務(wù)。根據(jù)高速鐵路運營的具體特點，轉(zhuǎn)變以往的常規(guī)維修作業(yè)方式，形成以夜間“天窗”修為主的日常養(yǎng)護維修作業(yè)模式。作為養(yǎng)護維修作業(yè)重要而關(guān)鍵的組成部分，線路測量作業(yè)方式必然要與之相適應(yīng)，兼顧測量準(zhǔn)確度和測量效率至關(guān)重要。線路運營時的控制與維護項目以相對平順性為主，而且測量效率的要求特別突出。以相對平順性為主與以坐標(biāo)法測量為主這兩種相對獨立的軌道檢測技術(shù)與理念之間，在具體實現(xiàn)方面顯然存在著明顯的差異與沖突。

高速鐵路養(yǎng)護維修測量設(shè)備配備方法建議

針對鐵路養(yǎng)護維修的具體特點，高速鐵路養(yǎng)護維修測量設(shè)備配備的出發(fā)點是：兼顧測量準(zhǔn)確度和測量效率，尋求兩者間的平衡；以軌道相對平順性測量為立足點，兼顧坐標(biāo)測量，對軌道幾何參數(shù)進行檢測，即研究探索以“絕對+相對”測量為基本思路的高速鐵路運營狀態(tài)下的軌道測量模式，以適應(yīng)線路精確修的發(fā)展方向。按照高速鐵路運營類型，針對不同的測量施工特點，提出高速鐵路養(yǎng)護維修測量設(shè)備配備方法建議，供實際工作中參考，見表1。

上述建議的整體思想是兼顧測量準(zhǔn)確度、可靠性和測量效率，將測量手段分為3個層次。第1層次是有載荷動態(tài)測量（即大型軌道檢查車）。第2層次中，對于軌道內(nèi)、外部靜態(tài)幾何參數(shù)，以無載荷動態(tài)測量為主，配合必要的靜態(tài)測量手段，對于道岔和鋼軌的相關(guān)幾何參數(shù)，鑒于被測量的具體特點，主要是采用靜態(tài)測量手段。第3層次以靜態(tài)測量為主，第2和第3層次作為第1層次檢查結(jié)果的確認，第3層次作為第2層次檢查結(jié)果的確認。

軌道幾何參數(shù)的測量，是該建議的重點內(nèi)容和根本出發(fā)點。實際作業(yè)中應(yīng)正確理解相應(yīng)測量方法的本質(zhì)效果，配備適當(dāng)數(shù)量和功能的測量設(shè)備，并配備適量的備品。以第2層次設(shè)備作為日常檢查主要手段，尤其是測量效率比較高的測量手段（根據(jù)現(xiàn)場的作業(yè)方式和生產(chǎn)需要，建議每50～60km線路配備1套軌道檢查儀），結(jié)合作業(yè)要求合理運用相關(guān)測量手段，各層次的測量手段的相互配合。以第3層次設(shè)備作為補充手段，以獲得最佳測量效果和測量效率。

線路幾何狀態(tài)參數(shù)測量方式，主要分為動態(tài)測量線路動態(tài)參數(shù)、動態(tài)或等間隔（定位）測量線路靜態(tài)參數(shù)、靜態(tài)（針對性定位）測量線路靜態(tài)參數(shù)3種。這3種方式特點各異，從測量準(zhǔn)確度、測量效率、測量結(jié)果的適用性和測量成本等方面考慮，線路動態(tài)參數(shù)的動態(tài)測量目前主要是采用大型軌道檢查車，測量效率高，便于集中測量，對行車運營影響非常??；但測量成本高，測量結(jié)果難以直接用于指導(dǎo)線路維修。線路靜態(tài)參數(shù)的靜態(tài)（針對性定位）測量主要以軌距尺等常規(guī)量具對線路相關(guān)參數(shù)進行測量，測量準(zhǔn)確度高，測量結(jié)果可直接用于指導(dǎo)線路維修；但測量效率低，測量作業(yè)的勞動強度大，不宜于測量數(shù)據(jù)的存儲和系統(tǒng)分析，且需要安排專門的“天窗”作業(yè)時間。線路靜態(tài)參數(shù)的動態(tài)或等間隔（定位）測量，主要以具有軌道內(nèi)部幾何參數(shù)，如軌距、水平（超高）、長波（300m）和短波（30m）平順性、軌距變化率、三角坑等，及外部幾何參數(shù)，如線路空間（橫向、垂向位置偏差）等多參數(shù)綜合測量功能的軌道檢測儀器設(shè)備對線路相關(guān)參數(shù)進行測量，測量準(zhǔn)確度比較高，測量結(jié)果可直接用于指導(dǎo)線路維修，其測量效率較靜態(tài)測量明顯提高，宜于測量數(shù)據(jù)的自動存儲和系統(tǒng)分析；但與大型軌道檢查車相比，其效率還是差很多，而且需要安排專門的“天窗”作業(yè)時間。可以看出，3種測量方式各有千秋，應(yīng)根據(jù)具體情況有機結(jié)合，相互協(xié)調(diào)，相互補充。

該建議相關(guān)3個層次的測量手段各具特點，其應(yīng)用條件、工作效率和效果等各不相同，具體見表2。

結(jié)論與建議

為適應(yīng)現(xiàn)場作業(yè)時間緊的現(xiàn)狀，提高測量效率、縮短作業(yè)周期是當(dāng)務(wù)之急，以嚴(yán)格控制軌道相對不平順為主，輔之以監(jiān)測與控制軌道關(guān)鍵位置處的三維坐標(biāo)的工作方式是目前的首選方式。它以設(shè)置在軌道單側(cè)或兩側(cè)的CPⅢ或軌道控制樁為基準(zhǔn)點，通過測量這些基準(zhǔn)點與對應(yīng)位置的線路中線（或基本軌）之間的橫向與高程偏差及其變化，來實現(xiàn)對軌道三維位置的間接測量。

這種方式的測量簡單便捷，測量效率高，測量精度可控，可作為線路軌道的常規(guī)檢查內(nèi)容，以月為計算單位進行。

對于無砟軌道，以往是軌道測量儀在得到CPⅢ支持的情況下，采用坐標(biāo)法實現(xiàn)對軌道坐標(biāo)的直接測量，并推算出軌道的相對不平順結(jié)果（但短波平順性的準(zhǔn)確度不能保證）。其缺點是測量效率低、對環(huán)境條件（如氣溫、風(fēng)力、光照，以及鄰線行車等）非常敏感，同時，其設(shè)備成本較高、操作難度大、對操作人員素質(zhì)的要求高。對于養(yǎng)護維修時的線路檢測而言，單純依靠軌道測量儀對軌道幾何參數(shù)進行測量不太現(xiàn)實。由于無砟軌道結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定，雖然難于做到“免維修”，其絕對坐標(biāo)的變化一般是很緩慢的，其線路線型在很長的一個時期內(nèi)不會產(chǎn)生明顯的變化。另一方面，無砟軌道的養(yǎng)修調(diào)整量是十分有限的，因此，無砟軌道采用“相對測量+絕對測量”的復(fù)合測量方法，即采用帶有絕對測量功能的軌道檢查儀，或者采用軌道檢查儀與軌道測量儀相結(jié)合的方式，用軌道檢查儀快速普查軌道相對不平順狀態(tài)，密切關(guān)注其變化，當(dāng)這種變化累積到一定的程度后，再考慮重測CPⅢ，用軌道測量儀對超限處所進行有針對性的坐標(biāo)測量，可以達到事半功倍的效果。

對于有砟軌道，與無砟線路存在明顯的區(qū)別，有砟線路的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性較差，在輪軌作用力的持續(xù)作用下，線路線型會發(fā)生不容忽視的變化。因此，這類線路的坐標(biāo)變化會比無砟軌道嚴(yán)重得多，線路檢測中應(yīng)更多地考慮充實儀器的坐標(biāo)測量能力。但出于效率、成本等方面的考慮，這種坐標(biāo)測量能力不宜依靠軌道測量儀來實現(xiàn)。在軌道檢查儀的基礎(chǔ)上，采用適宜的方法測量線路與基準(zhǔn)控制點的相對位置變化，它既能直接測量出軌道的相對不平順結(jié)果，同時，又能測量出軌道的（相對）坐標(biāo)位置，其優(yōu)點是測量效率高、環(huán)境適應(yīng)性強、成本低。

從表面上看，軌道測量儀和帶有位置測量的軌道檢查儀均能測量軌道坐標(biāo)，也均能測量軌道相對不平順，但它們之間存在著明顯的差別：對于軌道相對不平順測量準(zhǔn)確度，后者占明顯優(yōu)勢，由于它是通過陀螺儀等直接測量相對不平順的，測量準(zhǔn)確度高，且不存在數(shù)據(jù)的搭接、CPⅢ網(wǎng)的平差等問題。對于軌道坐標(biāo)的測量精度，前者占一定優(yōu)勢。原因是，后者往往采用一個或少量的CPⅢ或基準(zhǔn)點來獲得線路中線坐標(biāo)，相對于前者多點平差自由設(shè)站，更多地受到CPⅢ基準(zhǔn)誤差的影響?；鶞?zhǔn)點復(fù)現(xiàn)設(shè)施（是指CPⅢ或軌道控制樁）為永固性設(shè)施，其坐標(biāo)位置需定期監(jiān)控，并應(yīng)與線路三維坐標(biāo)測量同步進行基準(zhǔn)點位置復(fù)測。