CN102277802B

CN102277802B - 轨道板精调方法和基于该方法的轨道铺设工法

Info

Publication number: CN102277802B
Application number: CN 201110114427
Authority: CN
Inventors: 杨建中; 赵新宇; 孙继成; 韦庆冬; 卢杰; 武凤远; 张新春; 曾若飞; 产光杰; 严赪强
Original assignee: SHANGHAI-NANJING INTERCITY RAILWAY CO LTD
Current assignee: SHANGHAI-NANJING INTERCITY RAILWAY CO LTD
Priority date: 2011-05-04
Filing date: 2011-05-04
Publication date: 2013-11-06
Anticipated expiration: 2031-05-04
Also published as: CN102277802A

Abstract

本发明提供一种用于CTRS I型无砟轨道铺设的轨道板精调方法，所述CTRS I型无砟轨道包括从上到下依次层叠的底座(5)、水泥乳化沥青砂浆(4)，轨道板(3)和钢轨，该无砟轨道还包括固定在轨道板上的螺栓孔中用于扣压所述钢轨的扣件(2)和位于所述轨道板的纵向端部之间的凸形挡台(6)。所述方法包括：根据给定的CP I点和CP II点建立CP III点控制网；根据所述CP III点设置位于所述凸形挡台(6)中心位置的轨道板基准点(GRP)；在被测轨道板上放置具有棱镜的测量标架；在所述轨道板基准点(GRP)处设全站仪测站；通过全站仪测量所述棱镜并基于所测得的数据精调所述轨道板。此外本发明还涉及CTRS I型无砟轨道的铺设工法。

Description

轨道板精调方法和基于该方法的轨道铺设工法

技术领域

本发明涉及轨道板精调方法，尤其涉及用于CTRS I型无砟轨道的铺设的轨道板精调方法。本发明还涉及基于该轨道板精调方法的无砟轨道铺设工法，尤其是CTRS I型无砟轨道铺设工法。

背景技术

随着中国高速铁路的发展，无砟轨道得到了越来越广泛的运用。相比于有砟轨道，无砟轨道的特点是采用轨道板替代了水泥或木制枕木。中国的无砟轨道板主要包括三种，即CTRS(China Railway Track System，即中国铁路轨道***)I、II、III型。其中CTRS I型无砟轨道(轨道板)的运用相当广泛，包括沪宁高铁在内的众多高速铁路都是采用I型无砟轨道。

在无砟轨道尤其是CRTS I型无砟轨道铺设的过程中需要对所铺设的轨道板进行精调。在现有的轨道板精调方法中，有采用对中三角架和带棱镜的测量标架相结合来精调轨道板的方案，如中国专利ZL200710049257.6中所描述的方案。中国专利申请公开号CN101851884A提出了另一种轨道板精调方案，其基于CP I点和CP II点建立CP III点控制网；然后通过全站仪任意设站且后视多个CP III点，以及在轨道板上(通常是安置扣件的螺栓孔处)放置具有棱镜的测量标架，通过测量所述棱镜的实际位置并将其与理论位置相对比来精调轨道板。上述的调节轨道板的方案具有较为明显的缺点，首先，在轨道板精调测量时，需要全站仪随意设站并换站测量，容易形成站与站间难以消除的架站误差(1mm以上的)，造成各次架站完成的精调板段间存在短波不平顺性误差；其次，此测量精调工法难以进行板间搭接测量控制，精调完成后的每块轨道板均有各自的独立空间座标，不利于无砟轨道整体微波平顺性控制；第三，该精调方法会造成铺轨后轨道几何状态精调工作量会相对较大。

发明内容

因此，希望能够提供一种能至少部分解决上述技术问题的精调方法和精调***。

该目的是通过提供根据本发明的用于CTRS I型无砟轨道铺设的轨道板精调方法来实现。其中，所述CTRS I型无砟轨道包括从下到上依次层叠的底座、水泥乳化沥青砂浆层、轨道板和钢轨，该无砟轨道还包括固定在轨道板上用于扣压所述钢轨的扣件和位于相邻轨道板的纵向端部之间的凸形挡台。所述方法包括：根据给定的CP I点和CP II点建立CP III点控制网；根据所述CP III点在所述凸形挡台中心位置设置具有给定三维坐标(包括平面坐标和高程)的轨道板基准点(GRP)；将具有棱镜的测量标架定位在被测轨道板上；在所述轨道板基准点(GRP)处设全站仪测站；通过全站仪测量棱镜的位置数据并基于所测得数据精调该轨道板直至其符合精度要求。

根据本发明的一个优选实施例，所述测量和精调步骤包括全站仪测量出所述棱镜的实测三维坐标，并根据该实测三维坐标确定所述棱镜在所述轨道中的里程，根据该里程得出该棱镜的理论三维坐标，和根据所述实测和理论三维坐标的偏差精调所述轨道板。

优选地，在所述测量和精调步骤之前，还包括通过设置在所述全站仪上游的轨道板基准点上的定向测量机构来进行对中校核。

其中，在每个凸形挡台中心位置均设置所述轨道板基准点，且相邻轨道板基准点间平面精度在0.2mm内，高程精度在0.1mm内。

根据本发明另一优选实施例，所述设置轨道板基准点步骤包括：计算出各轨道板基准点的设计坐标；全站仪在任意点或给定点设测站，并基于所述设计坐标观测多个CP III点以对轨道板基准点放样；在放样位置埋设轨道板基准点；全站仪在任意点或给定点设测站并观测多个CP III点来测定埋设好的轨道板基准点的平面坐标和测定高程坐标。更优选地，还包括在所述放样步骤和/或测定步骤之前对所观测的CP III点进行照射并剃除不符合精度要求的CP III点。

优选地，在所述放样步骤和/或确定平面和高程坐标步骤中，还包括对所照射的CP III点进行测量并剃除不符合精度要求的CP III点。

更优选地，在每次放样步骤中通常放样10-14个轨道板基准点。

根据本发明一个优选实施例，在每次测量轨道板基准点的平面和高程坐标过程中，在每个测站测量10-14个轨道板基准点，并且重复测量3-8个上一个测站已测量过的轨道板基准点。

根据又一优选实施例，该轨道板精调方法还包括还包括基于已精调的轨道板对所述被精调的轨道板进行搭接平顺性测量的步骤。

根据本发明一个方案，提供了一种CTRS I型无砟轨道的铺设工法，该铺设工法包括：根据CP I点和CP II点建立CP III点控制网；底座施工；根据所述CP III点在要施工的凸形挡台的中心位置设置具有给定三维坐标的轨道板基准点；铺设轨道板；将具有棱镜的测量标架定位在被测轨道板上；在所述轨道板基准点(GRP)处设全站仪测站；通过全站仪测量棱镜的位置数据并基于所测得的数据精调所述轨道板；在轨道板下灌注水泥乳化沥青砂浆；凸形挡台施工，且在凸形挡台周围灌注树脂；安装扣件；和铺设钢轨并对钢轨进行几何状态精调。

根据本发明另一方案，提供了一种CTRS I型无砟轨道的铺设工法，该铺设工法包括：根据CP I点和CP II点建立CP III点控制网；底座施工；凸形挡台施工；根据所述CP III点在已筑好的凸形挡台的中心位置设置具有给定三维坐标的轨道板基准点；铺设轨道板；将具有棱镜的测量标架定位在被测轨道板(3b)上；在所述轨道板基准点(GRP)处设全站仪测站；通过全站仪测量棱镜的位置数据并基于所测得的数据精调所述轨道板；在轨道板下灌注水泥乳化沥青砂浆；在凸形挡台周围灌注树脂；安装扣件；和铺设钢轨并对钢轨进行几何状态精调。

根据本发明的方法、工法和***相比于现有技术至少具有如下一部分的优点：(1)全站仪架站操作时间短，约需要随意架站时间的三分之一，精调操作时间有较大幅度的减少；(2)全站仪通过在轨道基准点上架站，能够很容易强制对中，对中误差可控制在0.5mm以内，与任意架站方案相比大幅度的减少了架站误差，极大的保证了各测站之间所精调轨道板段的平顺性；(3)与现有技术相比能够很容易实现轨道板间的搭接测量，保证了相邻轨道板间的平顺衔接；(4)在用于轨道板精调前，还可以对轨道基准点进行平差处理，为轨道板精调提供一条相对平顺性较好的测量基(点)线，同时在轨道基准点测设及平差处理过程中，可能够有效剔除错误/不当的CPIII点，更加有利于轨道板精调安装的平顺性；(5)保证轨道板精调测量数据与钢轨铺设后的轨检小车测量数据基本一致，以此成果开展的轨道几何状态精调工作具有较高的准确度，换句话说即轨道板精调的测量数据能有效用于后期开展的轨道集合状态精调工作，而全站仪任意设站的精调方案中，当轨检小车测量时，由于前后两次测量期间个别CPIII点可能有所变化、两次测量中CPIII选点组合不一致等问题，两次测量成果会有差异存在，并由此可能造成部分轨道线路的误调整。

附图说明

以下，结合附图来详细说明本发明的实施例，其中：

图1显示了CRTS I型无砟轨道的结构示意图；

图2显示了一种CRTS I型无砟轨道铺设工法的优选实施例的流程图；

图3示出了根据本发明的精调方法的一个实施例的流程图；

图4是使用根据本发明的精调方法进行精调的一个示意图；

图5是GRP点平面测量的示意图；

图6是GRP点高程测量的示意图。

图7显示了制备CA浆的工艺流程图；

附图标记列表：1-钢轨；2-扣件；3-轨道板；4-水泥乳化沥青砂浆层；5-底座；6-凸形挡台；3a-已精调的轨道板；3b-被精调的轨道板；3c-未精调的轨道板；12-全站仪；14-精调标架；16a-精调标架；16b-精调标架；18-GRP定向校核机构；21-26-棱镜；30-CP III点；32-全站仪测站；34-水准仪测站；40-往测方向；42-返测方向；44-约束点；46-转点。

具体实施方式

在本发明中所用的术语CP(Control Point)I、II、III在本领域是已知的，也可称为一级、二级或三级控制点。其中，CP I(即一级控制点)的设定是基于铁道部的相关标准；而CP II点是在线路施工之前确定。上述的CP I和II点在包括轨道板精调在内的轨道铺设过程中是作为已知标准点形式存在的，即其里程和坐标均是已知的且无需重新调整和测量，但是本发明并不排除在铺设工法中对所述CP I和II点进行复测。

在本发明中所用术语“后视”在本领域是已知的，其具体指将全站仪设置在被测量或调节的部件或位置(例如被精调的轨道板或定位于其上的测量标架棱镜)的下游的情况下，从下游位置照射位于其上游的控制点(例如CP III点)，从而全站仪能借此测定上述部件或位置的坐标等位置数据。

先参考图1，其示出了典型的CRTS I型无砟轨道的示意图。其中，CTRS I型无砟轨道包括从下到上依次层叠的底座5、水泥乳化沥青砂浆层4(可简称为CA砂浆层)、轨道板3和钢轨1。该无砟轨道还包括固定在轨道板上用于扣压所述钢轨的扣件2和位于相邻轨道板的纵向端部之间的凸形挡台6。优选地，根据本发明的无砟轨道是双线式无砟轨道，其中该双线通常分别称为左线和右线。在本发明中，将规定一个基准钢轨延伸方向，该延伸方向例如是在施工中规定的从轨道起点向终点延伸的方向。本领域技术人员将明白在本发明的实施例的描述中，上述的左线和右线以及下文中提到的“上下游”和“前后”是以该延伸方向为基础。

铺设工法概述

图2显示了根据本发明的一种CRTS I型无砟轨道铺设工法的优选实施例的流程图。

首先可选地进行CP I、CP II点控制网的复测，但该步骤可以省去。

其次，可以根据CP I点和CP II点建立CP III点控制网。建立CP III控制网的手段和方法在本领域是已知的。优选地，CPIII点控制网CPIII网点预埋件部置位置和设置标准方面在轨道全线是统一的。例如CP III点预埋件在桥梁地段设于桥梁固定端上方的防撞墙顶部，在隧道内设于第二衬面上(应高于轨面30cm)，在路基地段基本上设于接触网柱基础的加高垛(应高于轨面30cm，可采用预埋钢筋，加套PVC管并灌注砼)。且CPIII点设置间距优选为60～70m。优选地，该预埋件至少应适用Leica GRP121或Sinning棱镜。

接下来，进行底座施工。在该底座施工之前通常要对桥面接口工程进行验收，这在本领域是公知的，在此不做详述。

此外，该工法还包括在要施工(例如灌注)的凸形挡台的中心位置设置具有给定高程的轨道板基准点(GRP或GRP点)，该设定过程将在下文详述。需要说明的是，该工法中，在设置轨道板基准点时，凸形挡台尚未浇筑，该基准点是设置在以后要形成的凸形挡台的中心。本领域技术人员将明白本文所述的“设置在凸形挡台的中心”包括设置在已浇筑好的凸形挡台的中心位置和尚未浇筑的凸形挡台的中心位置(即GRP点先预埋好，待到浇筑出凸形挡台时，该GRP点处于该凸形挡台的中心)这两种情况。此外，本发明设定轨道板基准点的过程可以在底座施工之后，或者它们在时间上或许有重叠，但是就施工手段来说本发明的底座施工基本可采用现有的底座施工的那些手段，这对于本领域技术人员来说是已知的。

然后进行铺设轨道板步骤。根据本发明的CRTS I型轨道板上要安置16套扣件(即呈平行的两行布置，一行布置8套)，且优选其中12套扣件在制造轨道板时即预装于其上，剩下的扣件安装点能用于后续的精调作业时插放测量标架并且在铺设钢轨时安装。或者轨道板可以不预装扣件，人们可以待到铺设钢轨时才安装全部扣件。根据本发明的扣件优选是WJ-7B扣件。可以采用常规方法以不关联的形式独立预装扣件，但也可以采用扣件定位机构将所有相关联地定位安装，例如在中国实用新型授权公告号CN201746749U中所描述的定位工装机构和方法，该专利通过引用纳入本文。此外，本发明还提供了一种具有改进的精度的轨道板，这将在下文详述。优选地，在铺设轨道板时对轨道板进行编号，以利于后期的精调以及其它作业(例如轨道几何调整作业)。

接下来将进行轨道板的精调作业，这是本发明相比于现有技术的主要改进之处(注：本发明的轨道板精调方法还包括前述的CPIII点控制网的建立和设定GRP点)，并将在下文详述。

精调作业完成后，将在轨道板下灌注水泥乳化沥青砂浆(CA砂浆)。本领域技术人员将明白灌注CA砂浆之前需要用压紧固定机构将轨道板压紧固定以防止其在灌注过程中上浮，破坏精调成果。这中压紧固定机构相比于现有技术具有显著的优点，现有技术中灌注CA砂浆时以精调座螺栓松动为准，精调完成的轨道板易发生变位，破坏前期轨道板精调成果。

参考图7描述了根据本发明的一种制备CA砂浆工艺。该工艺包括CA砂浆原材料的确定、并形成初始配比、砂浆拌合的稳定性确认。该稳定性确认例如为每类型(主要设备完全一致的)砂浆搅拌车及每组砂浆施工配比在正式灌注施工前均应进行砂浆拌合的稳定性试验。此外，该制备工艺还包括砂浆材料的进场检验。以及可选地包括在先导段试运行灌注施工。

在该铺设工法中，在灌注CA砂浆之后需要进行凸形挡台施工并且随后在凸形挡台周围灌注树脂。在现有技术中，凸形挡台施工通常是在铺设轨道板之前，而根据该实施例的凸形挡台施工工序是放在灌注CA砂浆之后灌注树脂之前。在这种情况下，根据本发明的凸形挡台浇筑的施工手段可以与现有技术基本相同，除了本发明的凸形挡台中埋设有用于标识GRP点的部件例如钢棒。优选地，GRP标识点在凸形挡台台面之下，例如2cm。作为替代，根据本发明的铺设方法也可以选择如上所述的类似于现有技术的次序，即凸形挡台的施工在铺设轨道板之前。

接下来将进行安装扣件步骤。如上所述，在该步骤中所安装的扣件可以仅为轨道板中未预装的扣件，也可以是全部扣件。

最终将执行铺设钢轨和钢轨几何状态精调的步骤。该步骤在现有技术中是已知的。通常钢轨几何状态精调包括轨道几何状态静态测量和动态测量。静态的测量仪器例如轨检小车，轨检小车进场前应完成校核标定，测量数据采集应在确认钢轨扣件全部拧紧到位的基础上进行。一次测量数据采集及精调段落不宜少于1.5Km，各段落间测量搭接长度不应少于150m。在根据本发明的一个优选实施例中，测量仪器例如轨检小车测量以轨道基准点(GRP)作为测量基点。在根据钢轨几何状态精调中，相比于绝对坐标位置，优选确保相对平顺性。优选地，所述几何状态精调优选采取“先轨向、后高低”的方式精调。

轨道板精调方法和***

下文将参考图3和4详细描述，根据本发明的轨道板精调方法和***。在根据本发明的轨道板精调***中，优选是提供具有可视界面(例如微软视窗***下的)的自动化调板软件，并且在进行精调步骤之前进行软件配置、***连接等必要工作。本领域技术人员可以往所述调板软件中输入线路的相关设计参数，这些参数例如包括每次精调起点处线路中线的三维座标、曲线段各要素点处的中线三维座标和曲线要素(包括半径、超高等)、竖曲线起讫点三维座标及曲线要素等。

尽管不与调板步骤在时间上相接续，但就实现本发明的目的而言，根据本发明的精调方法应包括建立CP III点(如上所述)和设定具有给定高程的GRP点(将在下文详述)。

在执行完上述步骤之后，优选用标准标架对测量标架进行校核。然后全站仪在GRP点处设测站，其中该测站的对中精度为在2mm之内。优选地，全站仪位于被精调轨道板的下游间隔0-5块板、优选间隔1-2块板处的GRP处设测站。图4即示出了全站仪被精调轨道板3b下游在距离其一个轨道板3c处的GRP点处设测站。所述全站仪的选择是本领域技术人员已知的，优选为高精度全站仪。更优选，选用测角精度≤1″，测距精度为≤1mm+2ppm的高精度全站仪，例如如徕卡TCA2003、1201等。根据本发明的GRP点具有相同的高程，并且位于线路中线处，且彼此之间的间隔相等，例如相隔5m(即在每个凸形挡台的中心部位，彼此恰好相隔一个标准轨道板)。

优选地，该精调***还具有带棱镜的GRP定向校核机构18，其设在待精调的轨道板的上游的GRP点处，例如距该被精调轨道板0-1个板处。全站仪通过后视该GRP定向校核机构18的棱镜来定向对中，以使得对中误差不超过2mm，优选不超过0.5mm。

例如图4所示，该精调***包括用于定位在被精调轨道板3b的第一测量标架16a和第二测量标架16b，该第一和第二测量标架各包括倾斜传感器(未示出)和两个棱镜23，24，25，26。优选地，该***还包括用于定位在已精调的轨道板3a上的具有两个棱镜21，22的第三测量标架14。尽管图中未明确示出，但优选的是所述第一和第二测量标架分别插设在被精调板上两端(分别为距两个板端的的第二排螺栓孔处)，其用于轨道板的定位测量。第三测量标架14插设在已精调轨道板上靠近被精调轨道板的一侧，更优选为距邻近被精调轨道板的板端的第二排螺栓处，用于轨道板搭接测量。优选，还提供多个最好为4个无线传输精调数据工况机，用于指挥精调作业人员精调操作。

该精调***优选还具有用于校核测量标架用的标准标架。在将测量标价定位之前，可以用该标准标架，通过全站仪照射来校核测量标架的棱镜。同样地，可以通过全站仪照射在测量第一和第二测量标架的倾斜传感器。

当上述设置完毕后，可以开始调板过程。测量并精调轨道板的步骤大体上包括全站仪测量出所述棱镜的实测三维坐标，并根据该实测三维坐标确定所述棱镜在所述轨道中的里程，根据该里程得出该棱镜的理论三维坐标，和根据所述实测和理论三维坐标的偏差精调所述轨道板。

下面描述多个测量和精调的具体例子：

(a)测量棱镜26的位置，并通过调板机构调节棱镜25处或附近的位置，直至棱镜26的实测位置坐标落入理论位置坐标的误差范围内或者在可视化的调板软件界面下显示这两者相同。此测量模式的优点是测量及调整速度快，其缺点是棱镜25处的定位精度略显不足，一般可用于轨道板的定位过程调整。

(b)类似地，可以测量棱镜25的位置，并根据测得的数据调节棱镜26处或附近的位置。测量模式定义及数据显示同上述。此测量和调节模式下，全站仪测量棱镜25的位置并通过倾斜传感器倾角数据计算出棱镜26处所需的调整量。

(c)在没有设置倾斜传感器或者倾斜传感器失效的情况下，可以选择同时测量棱镜25和26。这种模式是一种精确测量模式，从而其可以在上述情况下或者对完成精调后为了校核需要而采用，当然正常测量精调时也可以采用。

类似地，可以对具有棱镜23、24的第一测量标架16a进行上述(a)-(c)模式的测量和精调。

还可以采用(d)模式，即对棱镜23、24、25和26同时进行测量，以确定这四个位置的偏差值是否符合要求。可选地，可以基于所测得的偏差值对这四个位置中的至少一个(优选全部)进行调节。

可选地，还可以用全站仪分别地或同时地测量棱镜21和22。

在所述测量和精调步骤中，优选至少对第一和第二测量标架都进行至少一次测量和调节。优选地，对第一和/或第二测量标架进行多次测量和调节，并且在调节符合误差要求后采用模式(d)进行测量并相应地调节偏差值(如不符合规定)。

优选的是，在使用以上功能调整轨道板直至各棱镜点位空间几何数据(偏差值)达到规定限差，再与相邻的已调节轨道板进行搭接平顺性的测量(也称作完整测量)。如果该测量发现上述测量数据有误或超差时，可返回上述测量并调整定位精度的过程中。

至此，本块轨道板板测量和调整结束，搬动测量标架到下一块板16c，继续进行调板工作。

优选地根据本发明的一个实施例，精调精度为中线位置2mm、优选小于1mm，承轨面处板顶高程±1mm、优选小于±0.5mm，纵向位置(高程)±3mm、优选小于±1.5mm，板间横向搭接±2mm、优选小于±1mm，板间搭接高程±1mm、优选小于±0.5mm。更优选地被精调的轨道板内4个棱镜位置处的平面及高程差0.3mm以内、板间平面及高程差0.4mm以内。

优选地，在搭接平顺性测得的数据(基于“已知点”)和在测量定位精度测得的数据(基于GRP点)采纳的分配权重以“已知点”为主，例如权重大于50％、优选在55％-75％，以保证轨道板精调的相对平顺性。

优选地，在每个测站中测量并调整1-3块轨道板，例如在测量并调整轨道板16b之后，全站仪无需搬站继续测量和调整轨道板16c。而且根据实际环境确定，全站仪搬站后必须搭接测量一块板以消除错台误差，例如当如上所述地测量和调整轨道板16c之后，全站仪向下游搬站到另一个GRP点处设站，并且在该测站中重复测量轨道板16c且基于测得的数据进一步调整轨道板16c(如果需要)。

以上即描述了根据本发明的调节轨道板的方法和***。

轨道板基准点的设置

下面将参考图5和6详细描述根据本发明的轨道板基准点(GRP或GRP点)的设置方法，其总体包括计算出各轨道板基准点的设计坐标；全站仪在任意点或给定点设测站，并基于所述设计坐标照射至少4对CP III点以对轨道板基准点放样；全站仪在任意点或给定点设测站，。

(1)首先，需要计算出各轨道板基准点的设计坐标。GRP点埋设前，例如可以依据铁路线路设计参数和布板方案，计算轨道线路直线段、圆曲线段和平缓曲线段上将要埋设的GRP点的设计坐标，计算时考虑圆曲线段和平缓曲线段超高对GRP点设计位置的影响，以保证后续GRP点初放样和测量工作的顺利开展。

(2)接下来进行GRP布设点初放样。在一个优选实施例中，GRP点的放样采用全站仪自由设站坐标法放样的方式进行，但也不排除全站仪在给定点设站。优选自由设站观测的CPIII控制点不少于4对(在本发明中，CPIII点是成对布置在线路的两侧，而且在左右线两侧均成对布置)。更换测站后，相邻测站GRP点测量重复观测的CPIII点不少于2对(即搭接测量至少2对CP III点)。GRP点初放样时，自由设站点精度优选符合下表1的规定。

表1：GRP点初放样自由设站精度要求

X	≤2mm
		Y	≤2mm
H	≤2mm
		定向精度	≤3″

其中X和Y分别指横向于钢轨方向和钢轨方向，H是指高程。理论上，在GRP点的放样时可以不考虑自由设站点H方向高程的精度，但为了能进一步检核CPIII控制点坐标的不符值，在此保留该精度指标。

自由设站测量完成并精度满足要求后，又反过来照射所述至少4对CP III点，并剔除不符合精度的CP III点。CP III点的精度要求优选符合下表2的规定：

表2：CP III点坐标精度要求

X	≤2mm
		Y	≤2mm
H	≤2mm

其中，若CPIII控制点坐标不符和/或坐标值不满足上表的要求，在保证符合要求的CPIII点数量不少于3对的情况下，将超限点剔除后重新进行观测。

在全站仪的自由设站精度和CPIII点精度满足要求的前提下，利用全站仪并根据GRP点的设计坐标对当前测站对10至14个GRP点进行坐标放样。放样距离根据天气情况确定，阴天无风时不宜大于100m；高温、雨雾或晴天适当控制测量距离。

(3)在GRP设置点初放样确定后，在放样位置埋设轨道板基准点。

在本发明的方案中，优选GRP点每隔一块轨道板设一个GRP点(即每个凸形挡台上均设有一个GRP点)，一般按每5m(CRTSI型轨道板的标准长度)布设一个。优选左、右线均分别布设有GRP点。优选埋设位置偏离放样点位置不大于5mm。

如上文所提及的，GRP点的埋设分别以下两种情况：

A.对于底座板施工完成后随即开展凸形挡台施工时，可在GRP点放样点的位置上钻孔，预埋GRP点基标钉，并用粘合剂锚固。

B.对于轨道板精调并灌CA砂浆后再施工凸形挡台的情况下，在底座板的放样点位置上(即尚未施工的凸形挡台的中心点)预埋如下图所示的钢棒型GRP点标志，该钢棒直径优选在28mm-32mm之间。

在直线线路中可以采取第一种方案。但在曲线线路中，考虑到超高对施工的影响，GRP点的埋设优选上述第二种方案，即先预埋钢棒型GRP点标志点(也即是先进行轨道板精调)，再进行凸形挡台的施工。

优选地，可以对GRP点的编号。更优选，GRP点的编号分左右线分别进行，在编号中优选能标示里程整公里数和在该公里段中的GRP点序号，更优选还能标示是左线还是右线。

(4)在埋设之后，需要对进行GRP点测量并记录GRP点数据。根据本发明的实施例，优选用平面坐标和高程分开施测的方法进行。更优选地，相邻GRP点之间的平面和高程相对精度满足表3的要求。

表3：相邻GRP点间相对精度要求

平面	0.2mm
		高程	0.1mm

以下将分别描述GRP点的平面坐标和高程的测定：

①GRP点的平面坐标测量

在GRP点的平面坐标测量中，全站仪任意设站，通过与线路两侧4对CPIII控制点的联测，最终达到确定GRP点平面坐标的目的。

其中，GRP点平面测量则采用配套精密棱镜的带强制对中功能的精密基座和全站仪。优选，全站仪为标称测距精度≤(1mm+2ppm)和标称方向测量精度≤1″的智能型全站仪。

具体地参看图5，平面坐标测量准备过程包括：首先全站仪任意或者在给定点设测站，优选该全站仪测站32设置在GRP点的连线上或者附近；其次，在该测站，全站仪观测多个CPIII点，优选，全站仪观测不少于4对CPIII控制点(如图5所示该全站仪观测了4对CP III控制点)。在每一测站测量多个GRP点，优选为10-14个(可视天气情况作相调整)。更优选地，在相邻测站之间测量多个、优选为3个以上的重复的GRP点，例如重复测量上一个测站已测的5个GRP点(即在相邻的测站之间“搭接”测量多个GRP点)。优选地，平面坐标测量中搭接测量的精度控制如下表4所示。

表4：平面坐标的搭接测量的精度控制

	搭接点个数	搭接点横向偏差	搭接点纵向偏差
				轨道基准点	≥5	≤±1.2mm	≤±1.6mm

根据本发明一个优选实施例，在测量前全站仪根据本测站的多个(在此为4对)CPIII点进行自由设站。优选其精度满足表5的要求。

表5：全站仪自由设站精度

X	≤1mm
		Y	≤1mm
H	≤1mm
		定向精度	≤2″

更优选地，自由设站测量完成并精度满足要求后，照射所述至少4对CP III点，剔除不符合精度的CP III点。CP III点优选符合表6的精度要求：

表6：CP III点坐标精度要求

X	≤1.5mm
		Y	≤1.5mm
H	≤1.5mm

其中，若CPIII控制点坐标不符和或坐标值不满足上表的要求，在保证符合要求的CPIII点数量不少于3对的情况下，将超限点剔除后重新观测。在全站仪自由设站精度和CP III点精度满足规定要求后，继续进行上述的GRP点平面测量。

在同一测站中，对于上述的测量CPIII控制点和GRP点时，采用全站仪进行多个半测回的观测。CPIII控制点优选采用控制软件进行自动观测，GRP点采用一个精密基座依次挪动进行人工观测。特别优选地，远及近观测所有GRP点(在此为从上游的GRP点向下游的、靠近全站仪的GRP点观测)。GRP点的观测不少于3个测回，CPIII点的观测不少于4个测回。优选，轨道基准点的测回之间的坐标较差满足表7的要求，各测回坐标与均值的较差满足表8的要求。

表7：轨道基准点测回间坐标较差要求

	X坐标最大值最小值较差	Y坐标最大值最小值较差
			轨道基准网	≤0.8mm	≤0.6mm

表8：轨道基准点各测回及其均值的坐标较差要求

	各测回X坐标与其均值较差	各测回Y坐标与其均值较差
			轨道基准网	≤±0.4mm	≤±0.4mm

优选地，在一个测站观测完毕后优选按照GRP观测方向进行搬站，即从上游到下游的后退式搬站。更优选地，每一测站重复观测上一测站的CPIII控制点不少于2对。此外，应分别设站测量左右线GRP点。

优选还对GRP点平面测量的数据处理。优选以本站所测的CPIII点和各GRP点坐标的均值作为观测值，利用本站所测的CPIII点的已知坐标作为起始值，采用平差的方法求解CPIII控制点两套坐标(线路独立坐标系和测站站心坐标系)的转换参数，再根据得到的转换参数对各GRP点的平面坐标均值进行转换。平差处理时本领域技术人员所公知的拟合方法，在此不做详述

由于，GRP点平面数据处理时CPIII点的稳定性对GRP点平面数据有显著影响。因此优选通过CPIII点间实测距离与已知坐标反算距离的差值以及平差后各CPIII点的残差值的精度(例如表9所示)来确定各CP III点是否能用于GRP点的数据转换。

表9：用于GRP点平面数据处理的CP III点稳定性精度

在图5所示的实施例中，示意性地示出了对左线GRP点平面坐标的测量。可以类似地实施对右线GRP点平面坐标的测量。

②GRP点的高程测量

在GRP点的高程测量中优选采用高精度电子水准仪和配套的条码水准尺施测。具体地参考图6，以左线为例示出了GRP点高程测量的实施例。如图所示，水准仪设站点优选位于相邻两个CPIII控制点之间。优选地，对于该水准仪测站34的要求如下表10所示。

表10：GRP点高程测量的要求

如上表9所示，高程测量的方向与水平测量方向相反，为从后向前即从下游到上游。

优选地，在高程测量中在200-400m优选在300m左右的距离，在线路同一侧上的未被剔除的CPIII点“闭合”一次，即在上述距离两端的CP III点的高程差符合一定的规定。

优选，对于同一测段(测站)内约束点44外的其余CPIII控制点均作为转点46，用于对高程测量成果进行检核，测段内所有GRP点均作为中视点。更优选地，同一测段不需重复测量GRP点，不同测段间重复观测的GRP点大于等于3个，优选不少于5个。优选地，在一个测站中对测站内的GRP点进行往返式测量。图6以左线往测(沿往测方向40)为例示出了GRP点高程测量的方法的一个实施例。人们可以想到左线返测(沿返测方向42)与右线测量均与此类似。

GRP点高程数据处理时往、返测分别进行。优选地GRP点高程数据处理往、返测高程较差满足表11的精度。

表11：GRP点往返测高程较差精度要求

	往返测高程较差
		轨道基准点	≤±0.6mm

对于符合上述CP III点“闭合”差要求的在往测线路中，可以对作为转点的CPIII控制点进行平差计算，得到各转点处CPIII控制点的高程，再据此计算各GRP点的往测高程。类似地可以计算GRP点的返测高程。最后取所有GRP点的往返测高程的均值作为本测站GRP点的采用高程。

如上所述，GRP点高程测量测站间或区段间优选进行搭接处理，并符合表12的搭接精度。

表12：GRP点高程测站间搭接精度要求

	搭接点个数	搭接区各GRP点高程较差
			轨道基准网	≥3	≤±0.6mm

以上介绍了GRP点的测量，优选在测量后还能提供CP III控制点的三维坐标。优选地，轨道基准点设置应方便前期轨道板精调及后期轨检小车测量采集数据需要。

轨道板制造精度的控制方法

如上所提到的，本发明还提供了一种具有改进精度的轨道板，该具有改进精度的轨道板通过根据本发明的轨道板制造精度的控制方法实现。

根据本发明的CRTS I型轨道板的大体尺寸是本领域公知的，并且符合铁道部标准，除了具有改进的制造精度。如图所示，该轨道具有5m的长度，并且在长度方向上的两端具有用于容纳凸形挡台的凹入；此外，该轨道板还设置两排对称的共16对螺栓孔，其用于安装扣件。可选地，在供应到施工现场之前，所述轨道板上除了距离板端第二排的螺栓孔，其余螺栓孔均预装了扣件，如图所示为一对螺栓孔安装一个扣件。

在进行轨道板制造精度检测时，采用高精度全站仪，架于距轨道板端5～8m的位置，测量放置在轨道板上的未预装扣件的4对螺栓孔上的专用棱镜，测得其三维坐标，利用软件分析轨道板的线性度与平整度，来检测轨道板螺栓孔的线性度和轨道板平整度是否合格。优选还对轨道板模具进行检测，在该模具检测时，其平整度(高程)测量采用高精度水准仪，螺栓孔的线性度检测仍采用高精度全站仪测量。在测量模具和轨道板检测过程中，应尽量减少和避免震动对仪器的影响。

根据本发明的轨道板制造精度优选符合下述条件，其中用于安装扣件的预留螺栓孔的控制精度为：螺栓孔中心位置距板中心线±1mm，保持轨距两套管中心距为±1.5mm，保持同一铁垫板位置的两套管中心距±1mm；轨道板平整度要求为：轨道板四角承轨面水平±1mm，单侧承轨面中央翘曲量≤3mm。更优选地，根据本发明的轨道板制造精度进一步规定为：扣件垫板处板面中部位置高差值在0.5mm以内。

优选地，根据本发明的轨道板制造精度控制采用自动跟踪测量和/或坐标增量测量，且运用线性、平面最小二乘拟合算法，分析测量各螺栓孔中心的三维坐标，得出最优的拟合线形和拟合平面，然后确定各测量点位相对于拟合线形和拟合平面的偏差。

经过上述测量后，符合检查轨道板平整度及线性度等要求的轨道板可以提供。如果有不符合上述轨道板精度控制的，需重新检查校验模具，直至成品轨道板精度符合要求。

以上描述了本发明的实施例，本领域技术人员将明白这些描述仅是对本发明的说明而不是限制，本发明的保护范围由所附的权利要求书及其等同限定。可以在本发明的范围内，对本发明的实施例进行多种改进、修改和变化。

Claims

1.一种用于CTRS I型无砟轨道铺设的轨道板精调方法，所述CTRS I型无砟轨道包括从下到上依次层叠的底座(5)、水泥乳化沥青砂浆层(4)、轨道板(3)和钢轨(1)，该无砟轨道还包括固定在轨道板上用于扣压所述钢轨的扣件(2)和位于相邻轨道板的纵向端部之间的凸形挡台(6)，其特征是，该方法包括：根据给定的CP I点和CP II点建立CP III点控制网；根据所述CPIII点在该凸形挡台(6)中心位置设置具有给定三维坐标的轨道板基准点(GRP)；将具有棱镜的测量标架定位在被测轨道板(3b)上；在该轨道板基准点(GRP)处设全站仪测站；通过全站仪测量棱镜的位置数据并基于所测得数据精调该轨道板。

2.根据权利要求1所述的轨道板精调方法，其特征是，所述测量和精调步骤包括通过全站仪测量出所述棱镜的实测三维坐标，根据该实测三维坐标确定所述棱镜在所述轨道中的里程，根据该里程得出该棱镜的理论三维坐标，和根据所述实测和理论三维坐标的偏差精调所述轨道板。

3.根据权利要求2所述的轨道板精调方法，其特征是，还包括在所述测量和精调步骤之前通过设置在所述全站仪上游的轨道板基准点上的GRP定向校核机构(18)来进行所述轨道板基准点的对中校核。

4.根据权利要求1所述的轨道板精调方法，其特征是，所述设置轨道板基准点(GRP)步骤包括：计算出各轨道板基准点的设计坐标；全站仪在任意点或给定点设测站，并基于所述设计坐标观测多个CP III点以对轨道板基准点放样；在放样位置埋设轨道板基准点；全站仪在任意点或给定点设测站并观测多个CP III点来测定埋设好的轨道板基准点的平面坐标和测定高程坐标。

5.根据权利要求1或4所述的轨道板精调方法，其特征是，在每个凸形挡台中心位置均设置所述轨道板基准点，相邻轨道板基准点间平面精度在0.2mm内，高程精度在0.1mm内。

6.根据权利要求4所述的轨道板精调方法，其特征是，还包括在所述放样步骤和/或测定步骤之前对所观测的CP III点进行照射并剃除不符合精度要求的CP III点。

7.根据权利要求4所述的轨道板精调方法，其特征是，放样步骤包括在每个测站中对10-14个轨道板基准点进行放样。

8.根据权利要求4所述的轨道板精调方法，其特征是，测定步骤包括在每个测站中测量10-14个轨道板基准点，其中该10-14个轨道板基准点包括3-8个在上一测站已测过的轨道板基准点。

9.根据权利要求1所述的轨道板精调方法，其特征是，该轨道板精调方法还包括基于已精调的轨道板对所述被精调的轨道板进行搭接平顺性测量的步骤。

10.一种CTRS I型无砟轨道的铺设工法，其特征是，包括：根据CP I点和CP II点建立CP III点控制网；底座施工；根据所述CP III点在要施工的凸形挡台的中心位置设置具有给定三维坐标的轨道板基准点；铺设轨道板；将具有棱镜的测量标架定位在被测轨道板(3b)上；在所述轨道板基准点(GRP)处设全站仪测站；通过全站仪测量棱镜的位置数据并基于所测得的数据精调所述轨道板；在轨道板下灌注水泥乳化沥青砂浆；凸形挡台施工且在凸形挡台周围灌注树脂；安装扣件；铺设钢轨并对钢轨进行几何状态精调。

11.一种CTRS I型无砟轨道的铺设工法，其特征是，包括：根据CP I点和CP II点建立CP III点控制网；底座施工；凸形挡台施工；根据所述CP III点在已筑好的凸形挡台的中心位置设置具有给定三维坐标的轨道板基准点；铺设轨道板；将具有棱镜的测量标架定位在被测轨道板(3b)上；在所述轨道板基准点(GRP)处设全站仪测站；通过全站仪测量棱镜的位置数据并基于所测得的数据精调所述轨道板；在轨道板下灌注水泥乳化沥青砂浆；在凸形挡台周围灌注树脂；安装扣件；铺设钢轨并对钢轨进行几何状态精调。