轨道检测技术原理及应用培训教材

轨道检测技术第一章概述【主要内容】我国铁路轨道的特点，线路检测的方法，线路检测对线路养护维修的作用，线路检测的发展历程和现状。

【重点掌握】线路检测的方法。

第一节线路检测对维修工作的意义铁路线路设备是铁路运输业的基础设备，它常年裸露在大自然中，经受着风雨冻融和列车荷载的作用，轨道几何尺寸不断变化，路基及道床不断产生变形，钢轨、联结零件及轨枕不断磨损，而使线路设备技术状态不断地发生变化，因此，工务部门掌握线路设备的变化规律，及时检测线路状态，加强线路检测管理成为确保线路质量、保证运输安全的重要的基础性工作。

一、线路设备的检测方式（一）静态检查静态检查指在没有车轮荷载作用时，用人工或轻型测量小车对线路进行的检查。

主要包括轨距、水平、前后高低、方向、空吊板、钢轨接头、防爬设备、联结零件、轨枕及道口设备等检查。

线路静态检查是各工务段、车间、工区对线路进行检查的的主要方式之一，工务段段长、副段长、指导主任、检测监控车间主任、线路车间主任和线路工长应定期检测线路、道岔和其他线路设备，并重点检测薄弱处所。

（二）动态检测线路动态检测是在列车车轮荷载作用下通过添乘仪、车载式线路检查仪、轨道检查车等设备对线路进行的检测。

线路动态检测是对线路进行检查的主要方式之一，也是我国线路检测技术发展的主要方向。

二、线路检测对养护维修工作的指导作用安全是铁路永恒的主题。

铁路线路设备是铁路运输业的基础设备，经常保持线路设备完整和质量均衡，保证列车以规定速度安全、平稳和不间断地运行，并尽量延长设备的使用寿命是铁路工务部门的重要职责。

因此，合理养护线路，确保线路质量是保证工务部门安全生产的前提，也是保证铁路运输安全的基础。

它对增长企业经济效益、保障人民生命财产安全、提高国民生产总值都有重要意义。

而线路的检测决定着线路的设备技术状态的变化规律及程度，线路检测技术水平直接决定着线路的养护和维修工作的进行。

所以，没有线路检测，就不能确保线路质量状态，也就没有铁路运输的安全生产。

前言本教材编写的目的是为了提高现场施工技术人员在施工测量中遇到问题和解决问题的能力，解决施工现场培训无教材的难题。

我们力求从实用性出发，力求知识面宽，尽量将工程单位在施工测量中遇到的所有问题，都能给大家做一简单介绍。

注重理论联系实际，突出实践应用知识，重点讲述施工中该怎样去做。

本教材共分为十一章。

第一、二、三、四、五章介绍了施工测量的基本任务及测量学的基本理论、仪器的使用及检校；第六章介绍了测量误差的基本理论；第七章介绍了施工放样的基础知识及部分实例；第八章介绍了线路复测的基本步骤；第九章介绍了隧道的控制测量；第十章介绍了客运专线无碴轨道施工测量的基本内容；第十一章介绍了GPS的基本知识。

本教材所有引用的标准均为现行的相应规X，规X随时更新，应以新标准为准。

客运专线无碴轨道的测量，很多测量方法、工艺均在试验阶段，还没有形成相应的规X。

因此，本书也就是按现在国内部分试验段的测量经验，给大家做一介绍，等相应的规X形成后，应以规X为施工依据。

例如，《客运专线无碴轨道铁路工程测量暂行规定》中对CPⅢ的测量说的相当含糊，现场技术人员很难具体操作，而且现在也没有单位对CPⅢ测量有一套很成熟的技术，大家都在试验阶段。

本教材由中铁一局五公司精测队周建东负责主编，并负责全书统稿。

由周建军主审。

具体参编人员章节分工为：第一、二、三、四、九、十二章由周建东编写；第六、八章由谯生有编写；第五章由周建东、蔡卫军编写；第七章由吕海军编写；第十章由文莉蓉编写；第十一章由周建东、曹文科编写。

编写过程中，参考了相关的文献、教材。

得到了局、处各级领导的大力支持。

由于编者水平有限，时间仓促，书中难免有不妥及错误之处，恳请各位同行批评指正，共同探讨。

编者2007年9月XX目录前言11.施工测量的基本任务和测量流程1 1.1.施工测量的基本任务11.2.新建铁路施工复测11.3.公路线路复测31.4.高速铁路复测42.测量学基本知识52.1.地球的形状、大小及其基准面52.1.1.地球的形状和大小52.1.2.参考椭球面62.2.测量坐标系及高程系统的概念72.2.1.测量常用平面坐标系82.2.2.点的高程122.3.测量工作概述132.3.1.测量工作的基本原则132.3.2.测量的三项基本工作142.3.3.从事测量工作的要求153.高程测量153.1.水准测量原理163.2.水准仪构造与使用163.3.水准仪的检验与校正163.3.1.水准仪应满足的条件173.3.2.水准仪的检验与校正173.4.电子水准仪193.5.水准测量误差的主要来源203.5.1.地球曲率差203.5.2.大气折光差213.5.3.水准管轴不平行视准轴的影响（i角误差）213.5.4.水准尺倾斜误差213.5.5.仪器、标尺升沉影响213.6.精密水准测量的实施213.6.1.精密水准测量作业的一般规定223.6.2.精密水准测量观测233.7.精密跨河水准273.7.1.跨河场地的选择273.7.2.观测方法274.角度测量294.1.水平角的观测方法294.1.1.测回法294.1.2.方向观测法304.2.经纬仪的检验及校正314.2.1.经纬仪各轴线间应满足的几何关系314.2.2.经纬仪构造上条件不满足对水平角的影响324.2.3.经纬仪(包含全站仪)的检验和校正334.3.水平角观测误差及减弱措施354.3.1.观测误差354.3.2.照准误差374.3.3.外界环境375.导线测量375.1.全站仪使用385.1.1.全站仪的主要特点385.1.2.全站仪的常用功能385.1.3.全站仪的检验、使用注意事项和维护385.2.导线测量的外业工作425.2.1.踏勘选点425.2.2.角度测量425.2.3.边长测量436.测量误差理论基本知识44 6.1.观测及其分类446.1.1.按观测量与未知量之间的关系分446.1.2.按观测量之间的关系分446.1.3.按观测时所处的条件分456.1.4.按观测量在观测过程中的状态分456.2.观测误差的分类456.2.1.按照误差产生的来源分类466.2.2.按照观测误差的性质分类466.3.衡量精度的标准486.3.1.平均误差486.3.2.中误差486.3.3.或然误差496.3.4.极限误差496.3.5.相对误差506.4.误差传播定律及其应用516.4.1.误差传播定律516.4.2.误差传播定律的应用516.5.测量平差的基本概念556.5.1.多余观测556.5.2.测量平差的概念566.5.3.测量平差的主要任务567.施工放样57 7.1.直线放样577.1.1.内插定线法577.1.2.外插定线方法—一正倒镜定线法58 7.2.水平角放样587.2.1.直接法587.2.2.归化法597.3.距离放样597.3.1.直接法597.3.2.归化法607.4.高程放样607.5.路基施工放样617.5.1.路基边桩的放样617.5.2.路基边坡的放样637.6.挡墙的放样647.7.隧道施工放样657.7.1.开挖断面的放样测量657.7.2.衬砌放样667.7.3.洞门仰坡放样677.7.4.端墙和翼墙的放样707.8.涵洞的施工放样708.线路测量728.1.线路复测728.1.1.新建铁路线路复测728.1.2.公路线路复测748.2.线路测设808.2.1.平面曲线808.2.2.竖曲线测设838.3.边长归算858.3.1.边长归算到测区平均高程面858.3.2.边长归算到高斯投影面868.3.3.边长归算到抵偿高斯投影面869.隧道施工测量87 9.1.概述879.1.1.隧道控制测量的内容及其作用879.1.2.隧道控制测量的方法889.2.隧道贯通误差889.2.1.隧道贯通误差的分类及其限差889.2.2.贯通误差的来源和分配899.3.地面控制测量909.3.1.地面控制网布设的方法和工作步骤919.3.2.地面导线测量929.3.3.水平角观测939.3.4.GPS控制测量949.3.5.光电测距三角高程测量949.4.控制测量数据处理969.4.1.坐标系的建立969.4.2.观测数据处理969.4.3.洞外控制测量完成后应提交以下资料96 9.5.洞内控制测量979.5.1.洞内导线测量等级979.5.2.洞内导线测量特点979.5.3.洞内导线布设技术规则和注意事项98 9.6.隧道贯通误差的测定与调整999.6.1.测定贯通误差的方法999.6.2.贯通误差的调整9910.桥梁施工测量100 10.1.桥梁控制网的建立10010.1.1.点位的布设要求10010.1.2.布网方法10110.1.3.坐标系及投影面的选择10110.1.4.高程控制测量10110.2.桥梁墩台定位测量10210.2.1.方向交会法10210.2.2.极坐标法10310.2.3.桥梁架设施工测量10311.客运专线施工测量105 11.1.控制网的施工复测10511.1.1.客运专线施工测量工作流程10511.1.2.平面控制网施工复测10511.1.3.高程控制网施工复测10811.1.4.复测结果10911.2.CPⅠ复测实施11011.2.1.仪器设备11011.2.2.测量方法11011.2.3.平差处理11111.2.4.与相邻标段及坐标换带处的联测112 11.3.CPⅡ复测实施11211.3.1.仪器设备11211.3.2.测量方法11211.3.3.平差处理11211.4.CPⅢ测量11311.4.1.导线法CPⅢ平面控制测量11311.4.2.后方交会法CPⅢ平面控制测量115 11.5.施工放样11711.6.建立变形监测网11711.6.1.变形监测网的建立及布设11711.6.2.变形观测等级、精度及技术要求119 11.7.加密基桩测量12011.8.无碴轨道竣工测量12011.8.1.维护基桩测量12011.8.2.无碴轨道铺设竣工测量12111.8.3.竣工测量成果资料12112.GPS测量121 12.1.GPS定位系统介绍12112.1.1.GPS概述12112.1.2.GPS的组成及GPS信号12312.1.3.GPS定位方法综述12412.1.4.GPS定位原理12512.1.5.GPS的优缺点12512.2.GPS定位误差12612.2.1.与GPS卫星有关的误差12612.2.2.与信号传播有关的误差12612.2.3.与接收机有关的误差12812.3.GPS网的技术设计及平差12812.3.1.GPS网技术设计的基本原则12812.3.2.GPS网构成的基本概念12912.3.3.构网的基本图形13012.3.4.构网的一般原则13212.3.5.GPS网的基准设计13212.3.6.GPS网的平差方法134参考文献1361.施工测量的基本任务和测量流程1.1.施工测量的基本任务施工测量工作主要是对设计单位测量控制网的复测、结构物施工控制网的测设及结构物的平面位置及高程放样。

给从事工务维修人员的一讲课一、讲课目的通过讲课，使从事工务维修的技术人员能够充分认识轨检车的作用、了解轨检车检测的项目及检测的基本原理、懂得如何看轨检车检测的图纸和报表、熟练利用轨检车检测的资料去现场查找病害、掌握常见线路病害形成的原因及其整治方法，从而提高线路质量，保障铁路运输安全。

同时，通过交流，能使轨检车的工作人员更多地了解现场，增强评判能力，提高轨道检测水平，从而更好地指导工务维修。

二、计划安排以培训班的形式集中有关从事工务维修的工程技术人员进行讲解、交流和答凝。

时间：3-6小时三、讲课内容提纲1、轨检车及轨检技术概述2、GJ-4、GJ-5型轨检车检测基本原理3、轨道不平概念与轨检车检测项目分析4、利用动态（轨检车）检测资料现场核查整治病害5、如何跑好轨检车？6、检测波形图的分析7、集中交流答疑8、现场实作第一章轨检车及轨检技术概述一、我国轨检车与轨检技术的发展线路作为铁路基础设施中的重要环节，随着轨检车的检测监控，其质量得到了大大提高，保障了列车的运营安全和旅客乘车的舒适度，轨检车的成功应用已成为以科技保安全的典范。

轨检车的发展经历了几代人的努力，才发展到今天这个水平。

1型轨检车：我国铁路从20世纪50年代起就采用1型轨检车，每季度检查一次正线线路，该轨检车的特点是采用弦测法，机械传动，可以将轨距、水平、三角坑、摇晃( 用单摆测量)项目的幅值绘在图纸上，人工判读超限并计算扣分。

2型轨检车：60 年代后期研制的2型轨检车仍采用弦测法，但改为电传动，检测项目比1型车增加了长波高低和短波高低，超限判读和扣分计算方式与1型车相同。

GJ-3型轨检车：80 年代初期研制成功的GJ-3型轨检车是我国轨检车技术的一次大飞越，其特点是将先进的传感器技术、计算机技术和惯性基准原理应用到轨检车上，可以检测高低、水平、三角坑、车体垂直和水平振动加速度，轨距、轨向则无法检测，传感器信号经过相关处理，直接以电压大小作为不平顺超限判据，计算机采集后，计算超限等级和数量，并计算扣分，以扣分的多少来衡量线路的好坏。

轨道检测技术第一章概述【主要内容】我国铁路轨道的特点，线路检测的方法，线路检测对线路养护维修的作用，线路检测的发展历程和现状。

【重点掌握】线路检测的方法。

第一节线路检测对维修工作的意义铁路线路设备是铁路运输业的基础设备，它常年裸露在大自然中，经受着风雨冻融和列车荷载的作用，轨道几何尺寸不断变化，路基及道床不断产生变形，钢轨、联结零件及轨枕不断磨损，而使线路设备技术状态不断地发生变化，因此，工务部门掌握线路设备的变化规律，及时检测线路状态，加强线路检测管理成为确保线路质量、保证运输安全的重要的基础性工作。

一、线路设备的检测方式（一）静态检查静态检查指在没有车轮荷载作用时，用人工或轻型测量小车对线路进行的检查。

主要包括轨距、水平、前后高低、方向、空吊板、钢轨接头、防爬设备、联结零件、轨枕及道口设备等检查。

线路静态检查是各工务段、车间、工区对线路进行检查的的主要方式之一，工务段段长、副段长、指导主任、检测监控车间主任、线路车间主任和线路工长应定期检测线路、道岔和其他线路设备，并重点检测薄弱处所。

（二）动态检测线路动态检测是在列车车轮荷载作用下通过添乘仪、车载式线路检查仪、轨道检查车等设备对线路进行的检测。

线路动态检测是对线路进行检查的主要方式之一，也是我国线路检测技术发展的主要方向。

二、线路检测对养护维修工作的指导作用安全是铁路永恒的主题。

铁路线路设备是铁路运输业的基础设备，经常保持线路设备完整和质量均衡，保证列车以规定速度安全、平稳和不间断地运行，并尽量延长设备的使用寿命是铁路工务部门的重要职责。

因此，合理养护线路，确保线路质量是保证工务部门安全生产的前提，也是保证铁路运输安全的基础。

它对增长企业经济效益、保障人民生命财产安全、提高国民生产总值都有重要意义。

而线路的检测决定着线路的设备技术状态的变化规律及程度，线路检测技术水平直接决定着线路的养护和维修工作的进行。

所以，没有线路检测，就不能确保线路质量状态，也就没有铁路运输的安全生产。