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倾角传感器安装误差对轨道测量仪超高测量的影响 轨道测量仪倾角传感器的安装误差会造成经检定合格的不同轨道测量仪在测量同一段线路的轨道超高时测量结果不尽相同，甚至同一台仪器在不同线路状态的超高测量示值误差亦相差较大，为此，从轨道测量仪的超高测量原理出发，对倾角传感器的安装误差进行分类研究，重点分析了倾角传感器的双轴与轨道测量仪的横向、纵向均不平行时，其对轨道测量仪超高测量的影响，研究结果表明:为了满足轨道测量仪在线路任一位置的超高测量示值误差不大于±０ ３０ ｍｍ 的规范要求，倾角传感器的安装误差角度应不大于 ０.５°。 随着我国高速铁路的不断发展，列车的行车速度越来越快，对轨道平顺性的要求也越来越高，而轨道静态检测是保证轨道高平顺性的关键工序[１－３] ，超高测量是轨道静态检测的主要工作之一，高速铁路轨道的超高作业验收允许偏差为 ２ ｍｍ[４] ，而用于轨道超高测量的主要仪器—轨道测量仪的超高测量示值误差允许值仅为±０ ３０ ｍｍ[５] ，因此，应对轨道测量仪的超高测量引起足够重视， 而在实际工作中却发现，不同的经检定合格的轨道测量仪在测量同一段线路的轨道超高时，各测量结果却不尽相同，甚至同台设备在不同线路状态的超高测量示值误差都相差较大，直接造成对轨道实际超高的误判，这是因为轨道测量仪内置的倾角传感器的安装误差造成的，因此，有必要深入研究倾角传感器安装误差对轨道测量仪超高测量的影响，为今后的轨道检测、验收及维护提供一定的参考。 １ 超高测量原理 超高是指轨道同一横截面内左右两股钢轨顶面的相对高差 ｈ[６－７](如图 １ 所示)，超高计算式为
式中:Ｌ 为左右钢轨中心的间距，是计算超高的基准长度，φ 为钢轨顶面与水平面的夹角。 轨道测量仪的超高测量精度完全由夹角 θ 的测量精度决定，而夹角 φ 则由轨道测量仪内置的倾角传感器测出。 ２ 倾角传感器的安装误差 本文重点分析，倾角传感器的安装误差对轨道测量仪超高测量的影响。 ３ 超高测量误差分析
图 ３ 倾角传感器测量轴线与轨道状态的空间关系 图３中Ｘ 轴、Ｙ 轴、Ｚ 轴分别为轨道的横向、纵向和垂向，平面 ＡＢＤＯ 为水平面，而平面 ＥＦＣＯ 为存在坡度角度 γ 和超高角度 α 要素的实际轨道面，直线 ＧＨ为倾角传感器的测量轴线，其在水平面的投影直线ＭＮ 与轨道横向的夹角为 θ，则∠ ＨＧＩ 为轨道测量仪的超高角度测量值 β，而线段ＨＩ 即为超高测量值，但轨道的超高角度为 α，其对应的基准超高值应为线段ＣＤ，因此，由于倾角传感器的安装误差角度 θ，造成的轨道测量仪超高测量误差 Δｈ为
将式(３)代入式(２)，整理可得
表 １ 超高测量误差 由表 １ 可知，即使倾角传感器的安装误差角度 θ很小，但在线路坡度段仍然对轨道测量仪的超高测量造成严重影响，误差值甚至超过１ｍｍ，直接造成对轨道实际超高的误判， 因此，为了满足轨道测量仪在线路任一位置的超高测量示值误差不大于±０.30ｍｍ 的规范要求,倾角传感器的安装误差角度 θ 应不大于０.５°。 ４ 结论 １)受安装误差的影响，倾角传感器的双轴与轨道测量仪的横、纵向并不相互平行，存在一定的夹角，使轨道测量仪的超高测量产生误差。 ２)倾角传感器的安装误差不同，对轨道测量仪的超高测量影响不同，当倾角传感器的一轴与轨道测量仪的横向或纵向平行，而另一轴不平行时，其对超高测量无影响或可通过标定来补偿修正，而当倾角传感器的双轴与轨道测量仪的横向、纵向均不平行时，其对超高测量的影响会随着轨道几何状态的变化而变化，且不能通过标定来补偿修正。 ３)倾角传感器的安装误差对轨道测量仪在不同线路状态的超高测量影响不同， 当线路不存在或只存在超高时，其对超高测量影响很小，可忽略不计，当线路存在坡度时ꎬ其对超高测量影响严重，尤其是当线路同时存在超高和坡度时，应更加注意超高测量的检核。 ４)为了满足轨道测量仪在线路任一位置的超高测量示值误差不大于±０.３０ ｍｍ 的规范要求ꎬ倾角传感器的安装误差角度应不大于 ０.５°。 参考文献 班宁产品汇总 |
