博格板精调技术

毛朝勋

1 概述

博格轨道系统是德国博格公司发明的无渣轨道系统,是高速铁路的一种形式,列车运行时速可以达到350 km。

博格板是一块长6.45 m、高20 cm、重达 9.6 t的混凝土承轨台。博格板精调由博格板下的精调装置来实现,仪器由测角精度不大于1″,测量精度不大于1 mm+1 ppm的全站仪配合精调标架来完成。

博格板精调时采用的仪器:

全站仪:测角精度小于 1″,测距精度 1 mm+2 ppm(如卡TCA1800或卡TCA2003)。

电脑设备:采用南方高速铁路精调仪和配套连接线;外加一个温度传感器、六个小显示器、两个倾斜传感器和两个电台设备;如果主机和全站仪是用线路连接,那么就不用电台设备;在电脑中装有配套的南方高速铁路精调系统软件。

表1 博格轨道系统配套设备

同时应配套使用如表1所示设备。

2 精调原理

粗略定位后,在博格板的两侧分别放置三个精调调脚。借助全站仪和安装在博格板端部的激光感应器(棱镜)对博格板进行精细调整。

利用特别编制的计算机控制程序,通过激光感应器(棱镜)和全站仪采集博格板的位置数据,计算出安装在板侧底部的精调调脚的修正值范围。由人工调整该装置,达到调整博格板的前后高低和左右方向的目的,直至满足规定的精度要求。

3 精调操作

首先明确博格板编号顺序:以测量装置(全站仪)为中心,面向测量标架,从左至右标号,左边编号由近至远为1,2,3,4,右边由远至近为5,6,7,8。

施工时每组由六人配合完成,一人操作仪器,其他人员按仪器显示进行操作。精调时首先松开中间的调脚,使其不受力;其次由仪器测量前进方向两点,辅助人员按显示器调整,后边两个角部由后边两个人员使用测量尺按已调好的博格板作基准进行调整;与此同时仪器操作人员利用电脑完成对软件的操作步骤,进行线路定向;第三步,由仪器对四个角部统一进行观测,如全部合格即进入第四步,如有个别角部不合格,可单独测量该点进行精调,直至全部合格;第四步,精调中间两个精调调脚,该调脚只能调整高程方向,调至合格;第五步,由仪器对六个精调架全部测量确认均合格后记录该测量数据后即可进行下一块板的精调。值得注意的是:如果是线路的第一块板只需要用后视控制点定向,4,5号点不参与定向;为保证线路的连续性,该板以后的板定向为4,5号点参与定向。

4 设备操作

设备连接(以南方高速铁路精调仪为例),按照相关步骤连接而成,如图1所示。

5 软件操作

首先查看气泡,检核标架(一般在每班开始作业前进行),检核倾斜传感器;其次选择精调板号;第三进行定向;第四进行测量和精调,经过我们的实践证明精调过程中先精调1,8点,并且要精调准确,这样才能更好的保证下块板的连续性和精调的准确度,再对3号点进行高程的调整,接着是对 6号点的精调,先高程后水平,随后才进行中间调脚的高程调整,然后是完整测量和保存完整测量结果,而后进行下一块板的精调。

定向后结果显示见图2。

在完整测量保存数据和4,5号点参与定向的过程中,必须注意以下几点:

1)完整测量的板上各点数据的互差要小于0.4 mm。

2)定向后的相关点号(如图2中K1和K2点)的dh-orig的互差要小于0.6 mm,都不能大于±2 mm,在大于±1.5 mm时就必须在完整测量的过程中把误差消除。调整方法如下:dh-orig在-2 mm内,那么板上各点dh要偏向+0.3 mm,但不要超过+0.3 mm;dh-orig在+2 mm内,那么板上各点dh要偏向-0.3 mm,但不要超过-0.3 mm。同理,dq在限差的正值范围内,那么板上完整测量时的dq值偏向+0.3 mm,反之,应偏向-0.3 mm。完整测量结果显示见图3。

3)在完测后的保存过程中有可能出现棱镜错误,如果是1,2,3,4号棱镜错误,那么需重新精调;如果是5,6,7,8号棱镜出错(其中5号棱镜不超过0.4 mm),我们可以忽略出现的错误,因为这有可能是1,2,3号标架变形所致。

4)在软件操作的过程中我们还发现了如下问题:a.经常弹出“获取角度失败测量超时”窗口,主要表现在检查气泡时。b.ATR模式出错。c.获取数据失败,主要表现在测量过程中。d.完整测量时经常测量一半时仪器自动停止并清屏。e.仪器反应速度越来越慢。f.检验传感器时经常获取数据失败。g.全站仪经常发现目标出错,乱转。h.定向时有时弹出“获取数据出错,错误代码1284,是否重新测量”窗口。

以上问题的出现都是正常现象,需重启系统即可。因为仪器很精密,受技术因素和环境因素影响较大,我们在操作的时候一定要爱护仪器保护仪器,使仪器能够正常工作,以此来保证工作的质量和效率。在以上问题不能够得到有效的解决时,请向设备供应商咨询,避免影响工期。

6 结语

在精调的同时,由于调脚的造价比较高,为了节约成本,施工单位往往采购的调脚是有限的。精调和灌浆配合施工时,一定要合理的倒换调脚,避免延误精调的进度,影响施工工期。在倒换调脚的过程中一定要爱护调脚,避免在倒换的过程中损坏调脚,导致增加工程成本。建议由专门的施工小组负责调脚的倒换。

博格板精调作业是博格板施工中最重要的一环,是保证线路平顺性的关键步骤,直接影响到客运列车的运行速度,间接影响到线路的维修周期,操作人员一定要树立优良作风和责任感,严格按照操作规范,这样才能保证工程的进度和质量,为国家节约成本,提高企业效益。

[1] 德国博格公司京津城际轨道交通工程培训资料[Z].