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高铁无砟轨道数字化测量

任务需求
    随着我国高速铁路的发展和逐渐趋于稳定成熟,高铁建设技术已经在国际行业中处于领先地位。高速铁路轨道板是高铁技术的关键部分之一。铁道部及相关单位在总结我国以往无砟轨道板研究与应用经验的基础上,对无砟轨道板的预制、维修等方面开展了系统性的分析总结,研制出一种创新性极高、完全具有自主知识产权的无砟轨道结构体系。根据轨道板的板型不同,分为P5600 型、P4925 型、P4856 型三种规格,每一块轨道板的长度也不相同,但基本都在五米左右,如果按五点六米一块板计算,则每一百公里铁路线就需要约三万六千块轨道板。轨道板是承载轨道的基础,轨道的制作精度直接关系到轨道的铺设,是行车安全的关键技术。根据规定,每一块出场的轨道板都必须进行全方位检测、测量,并生成测量数据报告,以确保生产的轨道板符合设计要求。轨道板的检测是指测量轨道板的外形尺寸数据是否符合设计值的误差范围之内,外形尺寸(即检测量)主要有长、宽、厚、套管间距、大小钳口距和平面度等。
在无砟轨道之前, 有砟轨道由于其自身的特殊结构,需要在铺装好后进行养护和检修并实施测量检测。检测工具是利用轨检小车,主要检测轨道的几何线性等参数。对于检测不合格的轨道路段进行修整。
无砟轨道的结构特性完全不同于有砟轨道,所以对于无砟轨道的检测手段和原理也不相同。然而无砟轨道板作为无砟轨道的重要部件,其生产的几何精度直接影响列车的行车安全,所以在铺装前必须对预制的轨道板进行严格的测量检测,以确保铺装的轨道板为百分之百合格板。

传统测量方式
    无砟轨道板传统的测量方法,主要靠人工运用钢尺、游标卡尺、万能角度尺及相应工装对需要检测的几何尺寸进行逐一测量,或采用则用球棱镜及其配套工装通过全站仪进行测量。大量测量数据需要投入人工记录和计算,最后将所有检测数据汇总。从测量到数据处理不仅投入大量人力和时间,而且检测的人为误差较大。传统的测量方法检测一块轨道板需要耗时约40分钟,而且还不包括数据整理的时间。采用摄影测量的方法,不仅速度快、测量数据精确,而且投入的人力也少。

解决手段
    基于无砟轨道测量数据量大、手动摄影测量速度较慢的前提,设计一套轨道全自动化摄影测量系统,用于高铁无砟轨道的流水线快速测量。

达到效果
    在3min内实现对轨道板多项参数的高精度测量,同时自动测量包括轨道板长度、宽度、平面度、预埋套管中心距、承轨台钳口距等的十三项测量三维坐标数据,并按照要求自动输出报表。

优势
    全自动化、高效、全自主研发

任务现场图