摘要:本文結(jié)合作者教學(xué)認(rèn)識及借鑒相關(guān)施工經(jīng)驗(yàn)、高鐵理論提出了職業(yè)教育中鐵路測量教學(xué)應(yīng)注重高鐵“線路變得更直;曲線長度變得更長;隧道和橋梁的增加;軌道演變?yōu)闊o砟軌道測量;測量控制網(wǎng)的變化;沉降監(jiān)控量測;測量工作時(shí)間的變化;測量使用規(guī)范、方法、儀器變化”的發(fā)展動(dòng)態(tài),闡述了鐵路測量教學(xué)內(nèi)容革新的幾點(diǎn)思考和方向。
關(guān)鍵詞:職業(yè)教育鐵路測量高速鐵路新技術(shù)新規(guī)范變革
客運(yùn)專線、高鐵速度很快(200km/h~350km/h)給鐵路建設(shè)維護(hù)中的工程測量帶來很多新問題:客運(yùn)專線、高鐵高平順性,線路變得更直,曲線長度變得更長;為了滿足線路發(fā)展,隧道和橋梁必須增加;為了保證線路精度達(dá)到規(guī)范要求,建立了新的坐標(biāo)控制網(wǎng);軌道演變?yōu)闊o砟軌道;軌道板的鋪設(shè)要求線下工程沉降必須很少;工務(wù)維護(hù)的測量的時(shí)間也要變成夜間;為了滿足以上種種原因,測量的規(guī)范、方法、儀器都需要革新和變化。
一、高鐵引發(fā)鐵路測量的思考、發(fā)展方向
1.1線路變得更直、曲線長度變得更長高鐵相對于普鐵速度快了好幾倍,所以曲線半徑加大,緩和曲線加長。普鐵的曲線測量由于誤差會(huì)很大,將不能再適應(yīng)高鐵的需要。我們知道,曲線外矢距F=C2/8R式中C為弦長,R為半徑。若按10m弦長3mm的軌向偏差(即用20m弦長的外矢距偏差)的軌向偏差來控制曲線,則鋪軌時(shí)一個(gè)大彎道由幾個(gè)不同半徑的曲線組成,且半徑相差幾百米。由此可見,只采用10m弦長3mm(有碴)/10m弦長2mm(無砟)的軌向偏差來控制軌道的平順性或許不構(gòu)嚴(yán)密的,因此有人提出采用相對控制與坐標(biāo)絕對控制相結(jié)合的方法來進(jìn)行軌道鋪軌控制。絕對坐標(biāo)的應(yīng)用涉及到全站儀坐標(biāo)放樣及GPS定點(diǎn)的大規(guī)模使用,這些都是我們高職院校在教學(xué)組織中相對欠缺的。我們必須將課程內(nèi)容及訓(xùn)練方式進(jìn)行調(diào)整,加強(qiáng)全站儀和GPS的學(xué)習(xí)和使用。
1.2隧道和橋梁的增加由于線路變直,曲線變長,同時(shí)為了保護(hù)有限的土地。在客運(yùn)專線、高鐵的建設(shè)中,橋梁和隧道所占的全線比重在加大。京津城際鐵路有86%的線路建在橋梁上;武廣高鐵全線共有橋梁648座,總長度468公里,幾乎占到線路總里程的一半,全線有隧道226座,總長度177公里。同時(shí)高鐵的路基橫斷面加大,也使得橋梁和隧道的橫斷面尺寸加大。為滿足列車高速通過隧道時(shí)產(chǎn)生的空氣動(dòng)力效應(yīng)要求及旅客舒適度的要求,隧道斷面凈空有效面積達(dá)到100平方米,施工開挖斷面達(dá)到160平方米。這些提醒了我們高職鐵道工程類在以后教學(xué)過程中必須把橋梁和隧道的施工測量提升到一個(gè)新的層面,新技術(shù)、新規(guī)范、新工藝、新材料、新設(shè)備,都是我們要更新和關(guān)注的問題。
1.3軌道演變?yōu)闊o砟軌道測量為了滿足客專、高鐵的高速運(yùn)行,我們的軌道現(xiàn)在已經(jīng)向無砟軌道演變。對于無砟軌道,地基處理完成后,直接上面進(jìn)行軌道板的施工,其后進(jìn)行軌道鋪設(shè),軌道施工完成后基本不再具備調(diào)整的可能性。這就要求對施工精度有著較有碴軌道更嚴(yán)格的要求,使軌道的幾何參數(shù)與設(shè)計(jì)的目標(biāo)位置之間的偏差保持在規(guī)范許可內(nèi)。軌道的定位通過由各級平面高程控制網(wǎng)組成的測量系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn),從而保證軌道與線下工程路基、橋梁、隧道、站臺的空間位置坐標(biāo)、高程相匹配協(xié)調(diào)。我們今后在教學(xué)過程中就必須強(qiáng)調(diào)讓我們學(xué)生嚴(yán)格控制各個(gè)環(huán)節(jié)的控制,改變以前將誤差留到后面才來處理的習(xí)慣,練習(xí)無砟軌道的儀器架設(shè)、使用方法。測量的標(biāo)準(zhǔn)也同樣要求學(xué)生注意更換。
1.4測量控制網(wǎng)的變化我們把適合于客運(yùn)專線鐵路工程測量的技術(shù)體系稱為客運(yùn)專線鐵路精密工程測量?瓦\(yùn)專線無砟軌道鐵路工程測量的平面、高程控制網(wǎng),按施測階段、施測目的及功能不同分為了勘測控制網(wǎng)、施工控制網(wǎng)、運(yùn)營維護(hù)控制網(wǎng)。我們可以簡稱為“三網(wǎng)”。在客運(yùn)專線無砟軌道的設(shè)計(jì)、施工及維護(hù)的各階段均采用坐標(biāo)定位控制,因此必須保證三網(wǎng)的坐標(biāo)高程系統(tǒng)的統(tǒng)一,才能使無砟軌道的勘測設(shè)計(jì)、線下施工、軌道施工及運(yùn)營維護(hù)工作順利進(jìn)行?瓦\(yùn)專線勘測控制網(wǎng)、施工控制網(wǎng)、運(yùn)營維護(hù)控制網(wǎng)平面測量應(yīng)以基礎(chǔ)平面控制網(wǎng)CPⅠ為平面控制基準(zhǔn),高程測量應(yīng)以二等水準(zhǔn)基點(diǎn)為高程控制測量基準(zhǔn)。
客運(yùn)專線鐵路工程測量平面控制網(wǎng)第一級為基礎(chǔ)平面控制網(wǎng)(CPⅠ),第二級為線路控制網(wǎng)(CPⅡ),第三級為基樁控制網(wǎng)(CPⅢ)。
同樣作為高等院校的我們也不能忽視這些新事物的出現(xiàn)和演變,我們需要緊跟技術(shù)發(fā)展,將這些介紹給我們學(xué)生;不能讓學(xué)生輸在起跑線上。
1.5沉降監(jiān)控量測客專、高鐵要求對地基沉降做了很多處理,但無砟軌道鋪設(shè)后線下構(gòu)筑物仍有可能發(fā)生不均勻沉降,這會(huì)給線路維修帶來很多的問題。因此,客專、高鐵無砟軌道對路基、橋涵、隧道等線下工程的工后沉降要求相當(dāng)嚴(yán)格。南廣線在修建的過程中要求線下工程建好后必須有一年的時(shí)間進(jìn)行沉降監(jiān)控量測,一年后變形符合要求,才能進(jìn)行軌道板的澆注施工。這要求我們在今后的教學(xué)中要加強(qiáng)沉降的檢測量控的教學(xué),我們以前在課本編寫、教學(xué)組織方面都忽視了的這些東西?梢哉f沉降觀測是我們很薄弱的一塊。
1.6測量工作時(shí)間的變化以前普鐵由于運(yùn)行速度不是很快,故我們的工務(wù)人員可以在白天利用運(yùn)營間隙進(jìn)行既有線測量。而高鐵白天運(yùn)營時(shí)間是不允許人員進(jìn)入線路的,天窗時(shí)間只有晚上或者專門停運(yùn)才能進(jìn)行既有線的測量,比如廣局就是每天零晨零點(diǎn)至零晨四點(diǎn)。這就要求我們的學(xué)生以后可能要掌握夜間測量的技術(shù)。由于高鐵的建設(shè)相對只是一時(shí)的,更多的時(shí)間是運(yùn)營,所以大量的高鐵的工務(wù)問題在今后有待我們進(jìn)一步研究討論、總結(jié)創(chuàng)新。
1.7測量使用規(guī)范、方法、儀器變化我們所使用的規(guī)范由《新建鐵路工程測量規(guī)范》、《既有鐵路工程測量規(guī)范》轉(zhuǎn)向《客運(yùn)專線無砟軌道鐵路工程測量暫行規(guī)定》;由武廣高鐵的各種測量細(xì)則、方案,轉(zhuǎn)向《高速鐵路工程測量規(guī)范》。我們的地球面是個(gè)橢球曲面,地面上的測量數(shù)據(jù)需投影到施工平面上,曲面和平面數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換時(shí),不可避免會(huì)產(chǎn)生變形誤差。因此規(guī)定客專、高鐵無砟軌道工程測量控制網(wǎng)采用工程獨(dú)立坐標(biāo)系,把邊長投影變形值控制10mm/km,以滿足無砟軌道施工測量的要求。同時(shí)客運(yùn)專線無砟軌道高程控制網(wǎng)應(yīng)按二等水準(zhǔn)測量精度要求施測。鋪軌高程控制測量按精密水準(zhǔn)測量要求施測。這些變化都促使了我們使用的測量儀器淘汰升級。大量先進(jìn)、精密的儀器在現(xiàn)場得到推廣使用。這就要求我們職業(yè)院校必須更新引進(jìn)新儀器,學(xué)習(xí)新儀器的使用,并教會(huì)學(xué)生熟練掌握。
二、結(jié)語
縱然現(xiàn)在客專、高鐵也在我國的經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展下得以快速發(fā)展。我國目前已經(jīng)提出不久的將來北京到全國大部分省會(huì)城市將會(huì)形成8小時(shí)內(nèi)交通圈。到2012年,新建高速鐵路將達(dá)到1.3萬公里。很快高鐵就會(huì)走進(jìn)我們的生活,作為鐵路院校,我們應(yīng)該也必須提高、改進(jìn)、更新我們知識、設(shè)備,讓鐵路測量教學(xué)在各方面做好準(zhǔn)備邁入高鐵時(shí)代。為鐵路職教書寫新的篇章。
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