轨检小车测量原理.doc

轨检小车测量原理技术规格轨道的任务是确保列车按规定的速度安全平稳不间断运行，因此轨道几何状态亦应保持与列车运行相匹配的规定状态。随着客运专线等高速线路的建设，列车速度将大幅提高，对轨道几何形位标准要求也是越来越高，故而采取动态检测的周期也越来越短，但静态检测还不能完全由动态检测来替代，因为静态检测可随时，测量轨道的几何形位，指导施工和维修作业。列车运行速度越高，轨道几何形位允许偏差越小，传统的轨道检测工具，例如道尺等已不能满足量测精度要求，使用轨检小车测量轨道几何形位势在必行，这也是铁路检测工具现代化的重要标志之一。使用设备仪器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。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LEICATPS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。测量外业完成后，系统能产生轨道几何测量的综合报表。用户可根据需要定义报表的输出界面，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在德国高铁竣工测量、西班牙高铁无碴轨道施工、京津城际轨道第三方检测及武广客运专线施工中得到了很好的应用。LeicaTCRP1201全站仪AmbergGRP1000SGRP1000轨道测量系统的测量原理GRP1000轨检小车精度如下：项目精度里程光电记数器测量方式测量误差<0.5%里程分辨率±5mm轨距（mm）1435轨距传感器量程-25mm～+65mm轨距传感器精度±0.3mm水平传感器量程-10°～+10°换算成高差±225mm水平传感器精度±0.5mm水平位置和高程测量精度±1mm检测内容及方法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。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，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。轨检小车独立坐标系示意图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。轨距示意图水平（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。1.5m超高示意图轨向/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/高低检测示意图短波和长波不平顺（德国标准）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。短波不平顺检测示意图上图中的点是钢轨支承点的编号，以到表示。与间的轨向检测按下式计算：由于与的正矢为零，故可检测（对应点）到