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轨道的测量技术--高速轨道测量的发展【摘要】随着中长期铁路网规划的实施，我国正在大规模建设高速客运专线。新建高速客运专线，对于铁路建设者的管理、设计和施工部门来说，是一个全新的课题，高速铁路轨道测量在我国没有先例。轨道测量是保证轨道结构铺设高精度实现初始高平顺性的基础。轨道结构铺设阶段产生的初始不平顺，是运营阶段不平顺产生、发展、恶化的根源，建设过程中若不严格控制，将造成运营期间难以处置的后患。而在我国高速铁路轨道测量还是一个新事物，没有成功的经验可以借鉴。但国内的测量手段却相对落后，主要靠手工测量，甚至是目测，随着国内高速铁路的大力兴建，高速铁路轨道测量系统的研制与开发具有广阔的应用前景。【关键词】:轨道，测量，背景，重要性，意义，发展展望1背景高速铁路是铁路运输发展的趋势，而中国不仅铁路建的少，列车速度也严重滞后，根据国家中长期铁路网规划，在我国，铁路等级除Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级外又增加了“客运专线”等级，时速200－350km/h的铁路统称为客运专线，中国客运专线规划建设“四横四纵”和三个城际客运系统的高速铁路客运网。随着中长期铁路网规划的实施，我国正在大规模建设高速客运专线，客运专线将广泛采用当代铁路建设的新技术和新成果，无碴轨道结构是当代高速铁路修建技术中的一个重要标志，目前世界上只有少数几个国家拥有广泛使用这方面技术的经验。新建高速客运专线，对于铁路建设者的管理、设计和施工部门来说，是一个全新的课题，对于高等级铁路客运专线的设计、建造技术和管理标准，也正处在国外技术引进阶段，高速铁路轨道测量在我国更是没有先例。因此，高速轨道测量正是目前高速铁路建设阶段所面临的挑战性问题。而传统的轨道测量方法不可能达到高速轨道铺设精度平顺性验收标准的要求和轨道整体平顺性的要求，所以建设者需要根据高速铁路建设的高质量、高标准要求，从节约时间、成本和线路整体高平顺性的角度出发去探索一些更有效、更可行的测量方法，以适应未来高速铁路大规模建设和轨道测量朝着自动化方向发展的必然趋势。并且高速客运专线轨道工程要求一次性铺设无蹅轨道[1]，无蹅轨道技术和无蹅轨道的铺设，对轨道质量的要求很高，无碴轨道测量的一个最显著特点就是高精度，测量技术必须保证最终的毫米级精度；且要求新建轨道结构具有高平顺性、高稳定性和高可靠性的特点，这就要求客运专线轨道在铺轨施工测量过程中具有很高的初始精度。而我国高速铁路建设是一个新事物，勘测设计、轨道测量和运营维护都没有成功的经验可以利用，因此探讨可行的轨道测量方法势在必行。2高速铁路轨道测量的重要性轨道测量是保证轨道结构铺设高精度实现初始高平顺性的基础。轨道结构铺设阶段产生的初始不平顺[2]，是运营阶段不平顺产生、发展、恶化的根源，建设过程中若不严格控制，将造成运营期间难以处置的后患。据欧洲的研究，轨道初始平顺状态对运营后轨道长期的平顺状态和维修工作量有决定性的影响。初始平顺性好的轨道，维修周期长，养护维修的工作量小，能长期保持良好的高平顺状态；初始平顺性差的轨道，不仅维修周期短，即使增加维修作业次数也难以改变轨道初期“先天”的不良水平，不能满足高速行车的要求。因为轨道具有所谓“奇特的记忆功能”，即轨道能够把初期已经形成的轨道不平顺“记忆”下来，轨道捣固等维修作业，无论用大型机具还是人工作业，均只能暂时整平去除不平顺，但不能消除对初始不平顺的“记忆”，经维修整平顺了的轨道，经过一定数量的列车滚压之后，原来的不平顺又会在原地点重新出现，而且波形与原不平顺十分相似，可见轨道的初始平顺性成为建设高速铁路成败的关键技术之一。而在我国高速铁路轨道测量还是一个新事物，没有成功的经验可以借鉴，传统的轨道测量方法不可能达到高速轨道铺设精度平顺性验收标准的要求和轨道整体平顺性的要求；不可能消除对高速铁路十分有害的初始周期性不平顺；不能充分发挥无蹅线路能大幅度提高轨道平顺性的应有作用。这就说明如果不采用适合高速铁路轨道测量的设备和方法，来保证轨道铺设的初始精度和达到高速铁路高平顺性的要求，轨道几何参数和轨道位置存在较大的误差，一旦无蹅轨道固定下了，就很难再改变，同时也会产生幅值很大的周期性不平顺，这些十分有害的周期性不平顺会被轨道“记忆”下来，很难去除。此外，轨道的初始平顺性还直接影响新线的开通速度；轨道初始不平顺小，铺设精度高，也是高速线路建设的技术水平和工程质量的综合体现。完成这一任务必须用先进的测量设备和方法，以保证轨道的初始平顺性，达到竣工和验收的标准。同时高速铁路实际铺轨时，轨道中心线由控制点直接测量，线路位置误差由控制点的精度控制。在铺轨阶段，如果只检测轨道的平顺度，尽管轨道的平顺度满足了要求，线路还是有可能较大地偏离设计位置（特别在曲线段）。由于位置的偏差导致曲线段整体不平顺会产生很危险的后果，因此，在轨道测量时，不仅要对轨道的几何状态进行检测，也要对轨道中心线的位置进行调整。由此可见，高速铁路控制测量不是控制线路局部的平顺度，而是控制整体线路的形状，或者说是控制整体线路的平顺度。因此，高速铁路线路平面位置不仅要满足局部平顺性的要求，同时也要满足线路整体的平顺性，不仅要检测轨道几何状态的平顺度，还要检测轨道中心线的位置正确与否。可见高速铁路轨道测量的重要性不言而喻。3高速铁路轨道测量的意义提供走行速度快、安全、可靠度高及乘坐舒适性良好的轨道，无疑是高速轨道的基本目标。而轨道结构作为高速铁路行车的基础对高速行车的安全性起着至关重要的作用。安全和高速是高速铁路最首要、最核心的问题。轨道的平顺状态[2]是实现高速铁路安全、高速的关键；轨道不平顺是引起机车车振动的主要根源，严重的轨道不平顺不仅会引起机车车辆剧烈振动，使轮轨作用力加大，列车安全性、平稳性和乘车舒适性都受到影响，甚至会导致列车脱轨。如果舒适性和安全性问题得不到保障，那么，高速铁路也就失去了它存在的价值。在高质量的轨道结构是确保高速铁路安全、快速、舒适、方便、高效的基础。因此，提高高速铁路轨道测量精度，严格控制轨道的初始不平顺即严格控制轨道铺设精度，是建设高平顺、高质量的高速铁路轨道结构的技术关键，是能带动全局使轨道符合高平顺性要求的保证性措施，至关重要，对于确保高速铁路建设成功，确保高速车辆安全、平稳、舒适地运行，减少轨道和机车车辆的养护维修费用，都有十分重要的意义。4高速铁路轨道测量的特点高速铁路的特点是高速度和高密度，其目标是高安全性和高乘坐舒适性，因而要求轨道结构必须具备高平顺性、高稳定性和高可靠性，这就要求了高速铁路轨道测量必须达到很高的测量精度。并且由于高速无蹅轨道设计和施工精度要求比有碴轨道高，高速轨道测量作业的重要性也显著提高，测量作业的优劣，将最终决定无碴轨道的成败。因此高速铁路轨道测量不仅精度要求高，而且重要性也显著提高，轨道的测量作业应该引起建设者的高度重视。5高速铁路轨道测量的发展展望国内的测量手段却相对落后，主要靠手工测量，甚至是目测，随着国内高速铁路的大力兴建，高速铁路轨道测量系统的研制与开发具有广阔的应用前景。听了傅老师的讲座，知道了轨道测量是保证铁轨质量和列车行车安全的重要手段。而高铁轨道测量系统的研制与开发很有可能是我们毕业后可能的研究方向，同样，认真严谨的态度将会帮助我在之后的工作中充分保证列车的行车安全。