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本文作者：王彥春作者單位：鐵道部標準計量研究所

高速鐵路養護中測量的關注點

高速鐵路軌道是按坐標法進行測量的，施工時按照線路設計參數完成軌道三維坐標的準確定位。目前，高速鐵路軌道施工采用以大地測量基準網（CPⅢ）為測量基準、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，構成軌道三維坐標測量系統，承擔高速鐵路軌道幾何參數的測量任務。根據高速鐵路運營的具體特點，轉變以往的常規維修作業方式，形成以夜間“天窗”修為主的日常養護維修作業模式。作為養護維修作業重要而關鍵的組成部分，線路測量作業方式必然要與之相適應，兼顧測量準確度和測量效率至關重要。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法測量為主這兩種相對獨立的軌道檢測技術與理念之間，在具體實現方面顯然存在著明顯的差異與沖突。

高速鐵路養護維修測量設備配備方法建議

針對鐵路養護維修的具體特點，高速鐵路養護維修測量設備配備的出發點是：兼顧測量準確度和測量效率，尋求兩者間的平衡；以軌道相對平順性測量為立足點，兼顧坐標測量，對軌道幾何參數進行檢測，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下的軌道測量模式，以適應線路精確修的發展方向。按照高速鐵路運營類型，針對不同的測量施工特點，提出高速鐵路養護維修測量設備配備方法建議，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層次是有載荷動態測量（即大型軌道檢查車）。第2層次中，對于軌道內、外部靜態幾何參數，以無載荷動態測量為主，配合必要的靜態測量手段，對于道岔和鋼軌的相關幾何參數，鑒于被測量的具體特點，主要是采用靜態測量手段。第3層次以靜態測量為主，第2和第3層次作為第1層次檢查結果的確認，第3層次作為第2層次檢查結果的確認。

軌道幾何參數的測量，是該建議的重點內容和根本出發點。實際作業中應正確理解相應測量方法的本質效果，配備適當數量和功能的測量設備，并配備適量的備品。以第2層次設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（根據現場的作業方式和生產需要，建議每50～60km線路配備1套軌道檢查儀），結合作業要求合理運用相關測量手段，各層次的測量手段的相互配合。以第3層次設備作為補充手段，以獲得最佳測量效果和測量效率。

線路幾何狀態參數測量方式，主要分為動態測量線路動態參數、動態或等間隔（定位）測量線路靜態參數、靜態（針對性定位）測量線路靜態參數3種。這3種方式特點各異，從測量準確度、測量效率、測量結果的適用性和測量成本等方面考慮，線路動態參數的動態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，測量結果難以直接用于指導線路維修。線路靜態參數的靜態（針對性定位）測量主要以軌距尺等常規量具對線路相關參數進行測量，測量準確度高，測量結果可直接用于指導線路維修；但測量效率低，測量作業的勞動強度大，不宜于測量數據的存儲和系統分析，且需要安排專門的“天窗”作業時間。線路靜態參數的動態或等間隔（定位）測量，主要以具有軌道內部幾何參數，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，如線路空間（橫向、垂向位置偏差）等多參數綜合測量功能的軌道檢測儀器設備對線路相關參數進行測量，測量準確度比較高，測量結果可直接用于指導線路維修，其測量效率較靜態測量明顯提高，宜于測量數據的自動存儲和系統分析；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”作業時間。可以看出，3種測量方式各有千秋，應根據具體情況有機結合，相互協調，相互補充。

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

結論與建議

為適應現場作業時間緊的現狀，提高測量效率、縮短作業周期是當務之急，以嚴格控制軌道相對不平順為主，輔之以監測與控制軌道關鍵位置處的三維坐標的工作方式是目前的首選方式。它以設置在軌道單側或兩側的CPⅢ或軌道控制樁為基準點，通過測量這些基準點與對應位置的線路中線（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檢查內容，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，采用坐標法實現對軌道坐標的直接測量，并推算出軌道的相對不平順結果（但短波平順性的準確度不能保證）。其缺點是測量效率低、對環境條件（如氣溫、風力、光照，以及鄰線行車等）非常敏感，同時，其設備成本較高、操作難度大、對操作人員素質的要求高。對于養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進行測量不太現實。由于無砟軌道結構比較穩定，雖然難于做到“免維修”，其絕對坐標的變化一般是很緩慢的，其線路線型在很長的一個時期內不會產生明顯的變化。另一方面，無砟軌道的養修調整量是十分有限的，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合的方式，用軌道檢查儀快速普查軌道相對不平順狀態，密切關注其變化，當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別，有砟線路的結構穩定性較差，在輪軌作用力的持續作用下，線路線型會發生不容忽視的變化。因此，這類線路的坐標變化會比無砟軌道嚴重得多，線路檢測中應更多地考慮充實儀器的坐標測量能力。但出于效率、成本等方面的考慮，這種坐標測量能力不宜依靠軌道測量儀來實現。在軌道檢查儀的基礎上，采用適宜的方法測量線路與基準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果，同時，又能測量出軌道的（相對）坐標位置，其優點是測量效率高、環境適應性強、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，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確度，后者占明顯優勢，由于它是通過陀螺儀等直接測量相對不平順的，測量準確度高，且不存在數據的搭接、CPⅢ網的平差等問題。對于軌道坐標的測量精度，前者占一定優勢。原因是，后者往往采用一個或少量的CPⅢ或基準點來獲得線路中線坐標，相對于前者多點平差自由設站，更多地受到CPⅢ基準誤差的影響?；鶞庶c復現設施（是指CPⅢ或軌道控制樁）為永固性設施，其坐標位置需定期監控，并應與線路三維坐標測量同步進行基準點位置復測。