5测量高速铁路曲线钢轨磨耗(无砟轨道)
高速铁路钢轨打磨作业
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2.作业条件
1.天窗点内作业，
注：1.高速铁路有砟（无砟）轨道线路维修规则中规定： 应严格实行天窗修制度。天窗时间应固定，一般不得少 于 240min。
2.高速铁路线路维修规则（2022）报批稿中规定： 应严格实行天窗修制度。天窗时间应固定，不应少于 240min，有条件时可适当延长。在维修天窗的基础上， 集团公司可根据列车开行情况，临时安排昼间天窗，用 于重点设备检
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目录
一、高速铁路钢轨打磨作业方法
1.高速铁路有砟（无砟）轨道线路维修规则相关规定 2.高速铁路线路维修规则（2022版）报批稿相关规定 二、打磨列车钢轨打磨作业 1.作业目的 2.作业条件 3.作业程序与要领 4.质量检测 5.打磨列车钢轨打磨技术标准 6.注意事项 三、小型打磨机钢轨（道岔）打磨作业 1.打磨目的 2.作业条件 3.作业程序与要领 4.注意事项
4.质量检测
1.检测仪器(智能型钢轨轮廓检测仪，智能型钢轨波磨测量仪，TR200粗糙度检测仪，刻度尺,垂直磨耗测量仪):根据段检 测仪器管理办法进行使用和维护。 2.检测设备使用 (1)采样点及测量周期: ①每次施工选取一个采样点进行打磨前后两次全面检测，检测内容包括钢轨轮廓、平直度、粗糙度、打磨小平面、垂直 磨耗、作用边肥边、表面发蓝。 ②每阶段施工选取一个采样点进行过程测量，采样点要求钢轨特点突出、地段交通方便，并用油漆或其他长久保持的材 料做好标记。过程测量要求为打磨前一次、打磨后一周内测量2次，以后定期回访，数据进行比较，分析钢轨变化情况和 规律。 (2)检测方法: ①钢轨轮廓测量使用智能型钢轨轮廓检测仪。 ②钢轨平直度测量宜使用智能型平直度测量仪。 ③表面粗糙度测量宜使用TR200粗糙度仪。 ④打磨小平面测量采用钢板刻度尺。 ⑤垂直磨耗测量采用垂直磨耗仪。 ⑥钢轨作用边肥边和表面发蓝目视检测。 (3)车间检测数据应建立车间台账，测量后填写钢轨打磨质量检测报告。
浅谈高速铁路无砟轨道精测及调整
浅谈高速铁路无砟轨道精测及调整.doc高速铁路无砟轨道精测及调整一、简介高速铁路是指以机车行走速度达到或超过200公里/小时的铁路，它的特点是路线以直线曲线相结合，行车速度快，列车编组少，行车安全性要求高，因此在轨道施工及检修方面要求更严格。
无砟轨道精测及调整是在精密轨道技术中的一项重要技术，它是在轨道施工及检修中必不可少的技术，它能够保证轨道施工质量，改善行车安全性，提高轨道的使用寿命，减少轨道维修次数，降低运营成本。
二、原理无砟轨道精测及调整是将轨道按照相应的技术要求，利用仪器检测轨道的参数，如内轨距、外轨距、轨调，并根据检测结果进行调整，使轨道达到规定的技术要求。
1. 检测原理无砟轨道精测及调整是利用仪器对轨道进行检测，测量轨道的参数，并依据检测结果，调整轨道，使其能够达到要求。
检测轨道参数，主要分为三部分：内轨距检测，外轨距检测和轨调检测。
内轨距检测：利用仪器测量轨道两条轨边间的距离，即内轨距，并与规定的标准值进行对比，检测轨道两条轨边间的距离是否符合要求。
外轨距检测：利用仪器测量轨道两条轨边间的距离，即外轨距，并与规定的标准值进行对比，检测轨道两条轨边间的距离是否符合要求。
轨调检测：利用仪器测量轨道上每段之间的坡度，即轨调，并与规定的标准值进行对比，检测轨道上每段间的坡度是否符合要求。
2. 调整原理根据检测结果，对轨道进行调整，使其能够达到要求。
内轨距调整：如果内轨距超出标准值，可以采取向轨道中心移动轨边的方法，将轨道内轨距调整到标准值。
外轨距调整：如果外轨距超出标准值，可以采取向轨道中心移动轨边的方法，将轨道外轨距调整到标准值。
轨调调整：如果轨调超出标准值，可以采取更改轨道中段的坡度，将轨道轨调调整到标准值。
三、技术要求1. 检测技术要求在无砟轨道精测及调整过程中，主要检测内轨距、外轨距和轨调等参数，检测精度要求如下：内轨距：±3mm外轨距：±3mm轨调：±0.01‰2. 调整技术要求在无砟轨道精测及调整过程中，主要调整内轨距、外轨距和轨调等参数，调整精度要求如下：内轨距：≤±3mm外轨距：≤±3mm轨调：≤±0.01‰四、总结无砟轨道精测及调整是高速铁路施工及检修中必不可少的技术，它能够保证轨道施工质量，改善行车安全性，提高轨道的使用寿命，减少轨道维修次数，降低运营成本。
高速铁路钢轨的磨耗与摩擦特性分析
高速铁路钢轨的磨耗与摩擦特性分析一、引言高速铁路的发展给交通运输带来了革命性的变化，而高速铁路钢轨作为铁路系统的核心组成部分，其性能对列车运行的安全、平稳和效率起着不可忽视的作用。
本文将对高速铁路钢轨的磨耗和摩擦特性进行分析，重点关注磨耗机理、摩擦特性以及相关影响因素。
二、高速铁路钢轨的磨耗机理1. 微观磨损机理高速铁路钢轨在使用过程中，面临着列车轮轨间的高频接触和摩擦作用，微观颗粒间的碰撞和切削是造成磨耗的主要机理。
研究表明，高速列车行驶时，接触面附近会产生较高的温度和应力，导致钢轨表面的微小颗粒相互作用，进而引起磨损。
2. 磨耗过程和形式高速铁路钢轨的磨耗过程可分为初期磨耗阶段、稳定磨耗阶段和加速磨耗阶段。
初期磨耗阶段主要由轮轨热应力和表面几何形貌差异引起，稳定磨耗阶段则主要受到列车速度和钢轨物性方面的影响。
在加速磨耗阶段，因摩擦和磨损引起的表面粗糙度增加，磨耗速率会进一步增加。
三、高速铁路钢轨的摩擦特性分析1. 物理摩擦特性高速铁路钢轨的物理摩擦特性主要包括静摩擦系数和动摩擦系数。
静摩擦系数是指轮轨之间在静止状态下产生的摩擦力和垂直力之比，而动摩擦系数是指轮轨间在运动状态下产生的摩擦力和垂直力之比。
研究发现，高速铁路钢轨的动摩擦系数通常大于静摩擦系数。
2. 温度效应高速列车的高速行驶以及轮轨接触处的摩擦会导致钢轨表面发热，使得钢轨的温度升高。
高温条件下，钢轨材料的性能会发生变化，同时也影响着钢轨与轮轨之间的摩擦特性。
研究表明，高温条件下，高速铁路钢轨的摩擦系数会增加，但超过一定温度后，摩擦系数反而开始下降。
四、影响高速铁路钢轨磨耗与摩擦特性的因素1. 轮轨几何形状轮轨几何形状的不平整度对高速铁路钢轨的磨耗和摩擦特性有着重要影响。
几何形状的不平整度会导致轮轨接触面的应力分布不均匀，从而引起局部磨损。
2. 列车运行速度列车运行的速度直接影响着高速铁路钢轨的磨耗和摩擦特性。
速度的增加会加剧轮轨间的摩擦和磨损，因此高速列车的使用将导致钢轨磨损加剧。
高速铁路无砟轨道CPIII控制网布设及测量技术
高速铁路无砟轨道CPIII控制网测量技术陈士清摘要：高速铁路无砟轨道要求具有良好的稳定性、连续性和高平顺性，施工中需采用高精度三维控制测量技术。
本文结合哈大铁路客运专线运粮河特大桥CPIII建网的工程实践，介绍高速铁路无砟轨道CPIII建网的技术特点、技术要求以及测量方法。
关键词：高速铁路无砟轨道CPIII建网测量技术1 引言高速铁路客运专线无砟轨道是以钢筋混凝土或沥青混凝土整体式道床取代散粒体道砟道床的轨道结构，与有砟轨道相比，无砟轨道主要具有以下特点：良好的轨道稳定性、连续性和平顺性；良好的结构耐久性和少维修性能；工务养护、维修设施减少；减少客运专线对特级道砟的需求；免除高速行车条件下有砟轨道的道砟飞溅；有利于适应地形选线，减少线路的工程投资；可减轻桥梁二期恒载，降低隧道净空；一旦基础变形下沉，修复困难，要求有坚实、稳定的基础。
自2O世纪6O年代开始，世界各国相继开展了各类无砟轨道的研究。
在日本，板式轨道已在新干线大量铺设，新建铁路的无砟轨道已超过全线的90％，铺设总长度达2700km。
德国铁路Rheda、Ztiblin等无砟轨道已在新建的高速线上全面推广，无砟轨道占线路总长的80％以上，铺设总长度达到800 km。
我国在吸取国外研究先进成果的基础上，结合我国高铁建设的实际情况对无碴轨道也进行了大量的研究和工程实践。
为了适应客运专线铁路高速行车对平顺性、舒适性的要求，客运专线铁路轨道必须具有较高的平顺度标准，我国对时速大于200 km／h以上铁路轨道平顺度均制定了较高的精度标准。
对于无砟轨道，轨道施工完成后基本不再具备调整的可能性，由于施工误差、线路运营以及线下基础沉降等所引起的轨道变形只能依靠扣件进行微量的调整是。
客运专线扣件技术条件中规定扣件的轨距调整量为±10 mm，高低调整量一4、+26mm，因此，对施工测量精度有着较有碴轨道更严格的要求。
2 概述由于过去传统的铁路运行速度较低，对轨道平顺性的要求不高，在勘测、施工中没有要求建立一套适应于勘测、施工、运营维护的完整的控制测量系统。
钢轨波浪磨耗测量简介
波浪磨耗测量简介随着我国大提速和高速铁路的发展，线路状态对列车运行的影响，越来越集中在两个方面：长波长不平顺影响列车运行的舒适度；而短波不平顺，对列车走行部分的影响更为严重。
钢轨波浪磨耗，表面擦伤是钢轨短波不平顺的主要表现。
严重时，不但加剧车辆走行部的振动，影响行车安全，列车的这种响应，反过来加剧线路状态的恶化。
因此，今后钢轨波浪磨耗，表面擦伤等的检测应该随着铁路的高速化更加引起重视。
这里主要介绍波磨检测的新技术。
既然波浪磨耗属于轨道的短波不平顺，前面，介绍高低测量的一些基本问题都适用。
首先要解决的问题也是测量基准问题。
因此，可以分成两大类，即惯性基准和弦测法。
利用轴箱加速度计测量波磨国内外都有大量的研究和论述，这里不再重复。
下面介绍一下在最近引进的轨检车中，采用的以弦测法为基础的波磨测量技术。
一概述：最近引进的轨检技术，波磨测量其中之一是：意大利Tecnogamma 公司的波磨检测装置。
以往的波磨测量装置不同，采用弦测法和激光位移测量来实现。
现安装于检测中心200公里/小时的轨检车上。
二弦测法钢轨波浪磨耗检测利用弦测法原理来实现。
本系统用三个光电位移计，构成三点不等弦的测量。
: 波磨检测系统的弦测法.1 第一测量点;2 第二测量点;3 第三测量点.为了在波长从30 mm 到3000 mm 的测量范围内得到最优化的波长测量效果，三个测量点按照传递函数以一定的距离排列。
具体为:- 第一到第二测量点的距离为19 mm, 称为弦。
- 第一到第三测量点的距离为250 mm，为基准。
用三个光电位移计，构成三点不等弦的测量传感器安装在转向架上，这样系统本身只受第一系弹簧悬挂的影响。
这种安装可以在横向和垂直方向得到最好的检测效果。
检测系统可以在波长从10mm 到3000mm 的范围内检测波磨，下图是其传递函数。
短波和中波长的传递函数三光电位移计：光电位移计是采用三角测量原理实现的。
与钢轨没有任何机械接触，也无需机械定位系统。
高速铁路无碴轨道CPIII测量方法-铁三院PPT文档54页
56、极端的法规，就是极端的不公。 ——西 塞罗 57、法律一旦成为人们的需要，人们 就不再 配享受 自由了 。—— 毕达哥 拉斯 58、法律规定的惩罚不是为了私人的 利益， 而是为 了公共 的利益 ；一部 分靠有 害的强 制，一 部分靠 榜样的 效力。 ——格 老秀斯 59、假如没有法律他们会更快乐的话 ，那么 法律作 为一件 无用之 物自己 就会消 灭。— —洛克
60、人民的幸在泥坑里的人，才不会再掉进坑里。——黑格尔 32、希望的灯一旦熄灭，生活刹那间变成了一片黑暗。——普列姆昌德 33、希望是人生的乳母。——科策布 34、形成天才的决定因素应该是勤奋。——郭沫若 35、学到很多东西的诀窍，就是一下子不要学很多。——洛克
高速铁路无砟轨道测量与调整
安伯格技术公司
轨道几何参数测量：平面位置基准
安伯格技术公司
轨道几何参数测量：轨面高程基准
安伯格技术公司
轨道几何参数测量：轨向与高低
安伯格技术公司
轨道几何参数测量：长短波不平顺
30米弦
每隔5米检核
300米弦 每隔150米检核
安伯格技术公司
轨道几何参数测量：验收标准
测量参数 轨距 水平 /超高 轨向高低 短波不平顺 长波不平顺 平面位置 (区间轨道) 轨面高程 (区间轨道) 平面位置 (道岔) 轨面高程 (道岔) 轨距变化率 扭曲 MOR（仅供参考） +/- 1 +/- 1 2mm, 10m弦 2mm/8α, 基线长48α 10mm/ 240α, 基线长480α +/- 10 +/- 10 +/- 2 0/-5 1mm/3m 2mm/6.25m DB +/- 2 +/- 2 2mm/5m, 30m弦 10mm/150m, 300m弦 +/- 10 +/- 10 +/- 10 +/- 10 1mm/1.5m(BWG道岔) 2mm/2.5m
轨道静态几何参数测量方法
安伯格技术公司
无砟轨道几何参数
轨道几何参数可分为绝对几何参数和相对几何参数 绝对几何参数是指轨道实测中线坐标、轨面高 程及其与设计坐标和高程的偏差；偏差越小， 定位精度越高。 相对几何参数是指轨距、水平（超高）及其偏 差和变化率，轨向和高低偏差及长短波不平顺 等；数值越小轨道越平顺。
曲线设计超高值
轨枕编码方法
安伯格技术公司
GRPwin软件：平曲线
首先输入起点里程，然后选择曲线要素类型，并输入每一曲 线要素的起点坐标、缓和曲线长度或圆曲线半径（右转曲线 半径为正值）；长短链处需分为两段设计中线
技能认证铁路线路工考试(习题卷38)
技能认证铁路线路工考试(习题卷38)第1部分：单项选择题，共50题，每题只有一个正确答案,多选或少选均不得分。
1.[单选题]以下作业项目不属于是维修项目的是（）。
A)轨道精调B)灾害监测系统的维修与更换C)防护栅栏外的工务设备检查D)桥隧涵大修答案:D解析:2.[单选题]两个及以上单位均使用作业车，防护距离不符合要求时，（ ）安排天窗共用。
A)可以B)视情况C)不能D)施工主体单位同意后答案:C解析:《兰州局集团公司铁路营业线施工管理实施细则》兰铁施工〔2021〕170号第66条3.[单选题]有一未改建的曲线，其半径为450m ，缓和曲线长度为50m ，则每10m 缓和曲线轨距应递减( ) 。
A)3mmB)2mmC)1mmD)0答案:D解析:4.[单选题]左右股钢轨锁定轨温之差，允许速度160km/h及以下线路大于（ ），必须做好放散或调整工作。
A)3℃B)5℃C)10℃D)15℃答案:B解析:《普速铁路线路修理规则》铁总工电〔2019〕34号第3.10.15条5.[单选题]防护中使用的减速防护地段终端信号是( )。
A)昼间黄色圆牌，夜间柱上黄色灯光B)昼间绿色圆牌，夜间柱上绿色灯光C)昼间红色方牌，夜间柱上红色灯光D)表面有反光材料的绿色圆牌答案:D解析:6.[单选题]女职工和未成年工由于生理等原因不适宜从事某些危险性较大或者劳动强度较大的劳动。
未 成年工指的是C)未满18周岁D)未满16周岁答案:D解析:7.[单选题]轨道静态几何不平顺容许偏差管理值中，（）为线路设备大修、计划维修和临时补修作业的质量检查标准。
A)作业验收管理值B)计划维修管理值C)临时补修管理值D)限速管理值答案:A解析:8.[单选题]邻近营业线进行( )，可能因翻塌、坠落等意外而危及营业线行车安全的工程施工，列为B类施工。
A)吊装作业时侵入营业线设备安全限界的施工B)路基填筑或弃土等施工C)开挖基坑、降水和挖孔桩施工D)营业线路堑地段有可能发生物体坠落，翻落侵入营业线设备安全限界的施工答案:D解析:9.[单选题]对固定行车设备检查情况描述不正确的是（）。
高铁测量系列—无砟轨道铺轨测量与精调技术
无砟轨道铺轨测量与精调技术王建华（中铁七局集团有限公司，郑州 4 5 0 0 1 6 ）1 概述无砟轨道是以整体道床代替碎石道床的一种新型轨道，其平顺性、稳定性、精度和标准要求高，传统的施工技术和工艺已不能满足设计和运营的要求。
这种新型的轨道结构，其静态几何状态中线为2mm，高程2mm，轨距±1mm，检测方法为全站仪配合轨道几何状态测量仪检测。
对于无砟轨道要求的高标准性，施工中一般是采用全站仪配合静态轨检小车对已铺设成型的线路轨道进行测量，人工配合进行线路调整。
使用全站仪配合轨检小车进行轨道几何状态测量是一项费时细致的工作，再加上没有成熟的调整顺序和方法，会出现调整过一遍后，再进行复测时又出现线路的几何状态不能满足规范要求，需进行反复测量反复调整。
不仅影响铺轨精调的整体进度，而且给钢轨和扣件带来一定的影响，最大的问题是不能保证联调联试的正常进行。
在现有的施工技术条件下，如何在保证精调精度的同时提高铺轨精调的速度，本文对此进行探讨，寻求一种快速的精调作业方法，提高铺轨精调的速度。
合武铁路的大别山隧道位于墩义堂至麻城之间，采用双块式无砟轨道，全长13.256km。
在隧道两端分别设置25m的过渡段，设计线间距4.6m。
隧道终点有一半径7000m的曲线伸入隧道内，伸入长度799.93m。
隧道内无砟轨道正线采用专用的双块式轨枕，按1600根/km布置。
正线铺设60kg/m U75V无螺栓孔新耐腐蚀钢轨，隧道内正线采用pandrol直列式扣件。
2 轨道几何尺寸要求2．1 轨道动态几何尺寸要求轨道动态几何尺寸的检测是通过大型轨检车进行的，利用轨检车试运营来检测轨道在负重情况下的几何状态参数，依列车运营时的平稳性和乘坐舒适度为标准来衡量。
为此，在进行静态轨道调整时，也要以线路的平顺性和相对关系为重点对线路进行静态调整。
轨检车在时速160km情况下的轨道动态检测指标如表1所示。
2．2 轨道静态几何尺寸要求轨道静态几何尺寸是指在线路不受外力的作用下，通过检测手段得到的线路平面位置、高程与设计值之间的差值，静态测量值可以显示出建成结构物的绝对位置。
技能认证铁路线路工考试(习题卷53)
技能认证铁路线路工考试(习题卷53)说明：答案和解析在试卷最后第1部分：单项选择题，共50题，每题只有一个正确答案,多选或少选均不得分。
1.[单选题]线路设备维修的基本任务是保持线路设备完整和质量均衡，使列车能以规定速度安全、平稳和不间断地运行，并尽量延长线路设备（ ）。
A)超期运载时间B)使用时间C)运输能力D)使用寿命2.[单选题]()，机具使用人员应对机具进行检查，机具状态不良或安全附件失效的机具严禁上线使 用。
A)入库前B)作业前C)作业中D)作业后3.[单选题]使用调高垫板进行线路垫板作业时，一般情况下每处调高垫板的总厚度不得超过( ) 。
A)10mmB)15mmC)20mmD)25mm4.[单选题]复曲线应在( )范围内，从较大轨距加宽向较小轨距加宽均匀递减。
A)正矢递减B)缓和曲线C)直线段D)圆曲线5.[单选题]各作业单位施工、维修作业完毕后，须及时向驻调度所（驻站）联络员报告办理（）手续。
A)登记B)开通C)销记D)恢复6.[单选题]在线路允许速度200＞Vmax＞160km/h正线，线路轨道静态几何尺寸容许偏差管理值中，轨距的经常保养标准为( )mm。
A)+2，-2B)+4,-2C)+6,-4D)+8,-4A)红灯B)绿灯C)黄灯D)白灯8.[单选题]《广西壮族自治区铁路安全管理条例》第三十条规定：在铁路隧道上方中心线两侧各( )米范围内，进行新建山塘、水库、堤坝，开挖河道、干渠，打井取水，钻探、采空等可能影响隧道安全的施工作业，应当事前与铁路运输企业协商一致并签订安全协议，采取措施防止危及铁路安全。
A)五十米B)一百米C)一百五十米D)两百米9.[单选题]线路允许速度Vmax≤120km/h，钢轨顶面擦伤深度超过( )mm时为轻伤钢轨。
A)0.3B)0.5C)1D)210.[单选题]道口设备发生故障和缺损时，要及时通知设备管理单位，并在《设备检修及故障处理记录簿》上登记。
设备管理单位接到通知后要及时组织抢修，并在( )内予以修复。
一种钢轨磨耗测量的新方法
一种钢轨磨耗测量的新方法徐清霞;柴晓冬;郑树彬;刘新厂【摘要】提出一种钢轨磨耗值计算的新方法,将经过图像处理的钢轨轮廓信息转换到三维空间中,以一定的编码规则,对标准钢轨轮廓与测量钢轨轮廓的极半径之差进行分块编码,形成一串二进制码,实现对钢轨垂直磨耗和侧面磨耗简单精确的计算.【期刊名称】《上海工程技术大学学报》【年(卷),期】2013(027)003【总页数】5页(P278-282)【关键词】钢轨磨耗;图像处理;分块【作者】徐清霞;柴晓冬;郑树彬;刘新厂【作者单位】上海工程技术大学城市轨道交通学院,上海201620;上海工程技术大学城市轨道交通学院,上海201620;上海工程技术大学城市轨道交通学院,上海201620;上海工程技术大学城市轨道交通学院,上海201620【正文语种】中文【中图分类】TP391在列车运行中钢轨必然要发生磨损，当磨损超过一定限度，一方面将增加与列车车轮踏面的接触面积，使得运行阻力增大，对行车安全造成极大的影响；另一方面，车辆将发生剧烈摇摆，严重影响乘客乘车的舒适度［1］.所以，及时准确地测量钢轨磨耗量，是列车稳定安全运行的保障之一.目前国外非接触式钢轨磨耗测量技术得到了很好的发展，而国内现阶段对钢轨磨耗的测量仍采用手工卡尺测量，这种方法虽然能保证一定的测量精度，但受实际测量环境和测量条件的影响，其测量效率很低［2］.近年来，随着机器视觉的发展与应用，我国广大科研人员在基于机器视觉的非接触式测量方面进行了深入的研究.目前运用最广泛的方法是将图像坐标映射到物方坐标以校正图像，然后再与标准模板进行匹配，例如采用迭代最近点（ICP）匹配算法，获得轨头的磨耗值，这类方法存在计算量大、匹配困难、误差大等缺点［3］.标准钢轨与测量钢轨在特定的角度上存在极半径之差，对此极半径编一串二进制码，可以简单直观地反映出钢轨各处的磨耗情况，以便及时采取措施，避免由钢轨磨耗引起的安全事故的发生.1 测量原理1.1 测量系统由于钢轨对称分布，且列车只与钢轨内侧的轨头部分接触，所以只需采集钢轨内侧的轮廓信息.测量系统包括左右两侧单目测量子系统，每个子系统由一个电荷耦合器件（CCD）相机和一个扇形激光光源组成.左侧测量子系统的示意图如图1所示.要求光源发出的光平面尽量垂直于钢轨纵轴方向，且相机的安装位置尽量完全捕获轨面光带.在满足以上两个条件的情况下，轮廓信息才能尽可能全面、准确地获得，减小测量误差.图1 磨耗测量系统左侧部分示意图Fig.1 Schematic diagram of left part of wear measurement system1.2 三维重构将反映钢轨轮廓信息的图像坐标转换为空间三维坐标，如图2所示.其中：Ow－XwYwZw为世界坐标系；Oc－XcYcZc为摄像机坐标系；Ou－XuYu为图像坐标系.图2 二维坐标转三维模型图Fig.2 Model diagram of coordinates from2D to3D假设激光照在钢轨上任意一点p，其世界坐标为（xw，yw，zw），摄像机坐标为（xc，yc，zc），图像上的投影坐标为（u，v）.文献［4－5］指出：钢轨轮廓光带上任意一点的世界坐标计算关系为式中：∂x、∂y、u0 和v0 为摄像机的内部参数，通过摄像机定标可以求得；a、b、c为光平面系数，通过光平面标定求得.1.3 二进制编码根据《铁道线路维修规则》的规定，钢轨的垂直磨耗在钢轨顶面宽1／3处（距标准作用边）测量，侧面磨耗在距轨顶下方16mm处测量.所以，只分析轨头轮廓的1／2（内侧）并不影响垂直磨耗和侧面磨耗的测量，相反可以简化计算量.钢轨轮廓经三维重构仍在光平面上.首先，找到三维轮廓图的两个特征点：轨头的中心点O1和断点O2，然后在光平面上重新绘制坐标系O1－xy，如图3所示.以中心点O1为起点，终点选在轮廓线上，作两者的连线.此连线与直线O1y形成一定的角度，起点与终点间的距离称为该角度的极半径ri.将标准钢轨的轮廓线与被磨损的钢轨轮廓线进行对比，作同一角度的极半径，找到极半径之差Δri，对极半径差编码.当θ旋转满90°时，形成一串编码，使得磨耗量的计算简单、易行且准确.图3 基于二进制编码的钢轨磨耗测量示意图Fig.3 Schematic diagram of rail wear measurement based on binary encoding2 图像处理2.1 轮廓图像的基本处理测量系统使用的光源为红色扇形光源，因此，所拍摄的钢轨轮廓图中红色分量较大，采用颜色分量的分割算法提取出R分量.对原始图像灰度化处理后与只含R分量的轮廓图像进行差影运算，去除图像中的干扰信息.再通过二值化和细化两步处理得到单像素的钢轨轮廓信息，具体流程如图4所示.图5为所拍摄的三原色光（RGB）图像和经过一系列图像处理后的细化图.2.2 编码规则极半径之差Δri的大小决定了编码长度.最新《铁路线路修理规则》（铁运［2001］23号）中指出钢轨头部磨耗有轻伤和重伤之分.不同速度下不同型号钢轨的不同程度损伤的判断标准也不同.这里只列举当速度低于120km／h，钢轨质量为60kg／m时轻度损伤的各项标准，见表1.表1 钢轨轻度损伤的判断标准Table 1 Criteria of mild rail damage磨耗类别标准值／mm总磨耗14垂直磨耗 14侧面磨耗9为了方便编码且确保一定的精度，同时又不增加计算量，设gi为100×Δri的整数，可通过式（2）获得.依据表1中钢轨轻度损伤的判断标准，以及式（3）和式（4），可求得钢轨受轻度损伤、角度为19°和61°时的极半径Δrl19和Δrl61.此时g19＝1 481，g61＝1 029，用二进制表示这两个数值，需至少用11位（210＜1 489＜211），故此时编码长度为n＝11.极半径之差Δri（i＝0，1，…，88，89）中，i为角度，共90个值，编码的最终长度为90×n.编码顺序从左往右、自上而下，如图6所示（设编码长度为n＝9）.设G＝101010101…010101010，则有g89＝28＋26＋24＋22＋20＝340，同理 g0＝170，此时Δr89＝3.41，Δr0＝1.70.由图6可知，当编码G已知，若要求得垂直磨耗和侧面磨耗，需要先找到对应的9位码，化为十进制，再由式（2）、式（3）和式（4）计算所得.垂直磨耗对应的9位码：（90－18）×9＝648，即第649至657位.可求出Δr19及垂直磨耗h1.同理，侧面磨耗对应的9位码：（90－60）×9＝270，即第271至279位.求出Δr61及垂直磨耗h2.采用编码G不仅简化垂直磨耗和侧面磨耗的计算，也可以求得各角度下的磨耗值.2.3 磨耗计算根据《铁道线路维修规则》的规定，钢轨的Wv在钢轨顶面宽1／3处（距标准作用边）测量，侧面磨耗Wh在距轨顶下方16mm处测量.由标准钢轨的数据可计算得，垂直磨耗Wv对应需要旋转的角度为θ1＝18.53°（约为19°），记该处极坐标之差的垂直距离为h1；同理，侧面磨耗Wh对应的角度θ2＝60.92°（约为61°），记此时极坐标之差的水平距离为，总磨耗值W＝垂直磨耗＋侧面磨耗，即如图7所示.3 试验结果分析Matlab编码的试验框图如图8所示.二进制码是将极半径之差扩大100倍后，四舍五入取整后所得数值的二进制数.通过Matlab软件仿真，可求得垂直磨耗为2.882 9mm，侧面磨耗为3.184 1mm.为了减小误差，去除0°和89°两个数据，故θ为1°～88°时，极半径之差对应的二进制码见表2.将所得到的编码化为十进制数，再缩小100倍，求其水平分量和垂直分量，即为该角度下的垂直磨耗或水平磨耗，不需要再转化到二维坐标中计算，简化了计算，减小了误差.表2 旋转角度为1°～88°极半径之差的编码Table 2 Coding of difference polar of radius under rotation angle from1°to 88°序号编码序号编码序号编码序号编码1′100000101′ 23 ′101010010′ 45 ′101101101′67 ′101010100′2′100001001′ 24 ′101000001′ 46 ′101100001′68 ′101001111′3′011010111′ 25 ′101011110′ 47 ′101100110′69 ′100111001′4′010111011′ 26 ′101011101′ 48 ′101110111′70 ′100100111′5′011000000′ 27 ′101001100′ 49 ′101100111′71 ′100110010′6′011110110′ 28 ′101001010′ 50 ′101111000′72 ′100101001′7′011111110′ 29 ′101001000′ 51 ′101100100′73 ′100100111′8′100000101′ 30 ′100111001′52 ′101110111′ 75 ′100011010′10 ′011110100′ 32 ′101001101′54 ′101111010′4 ′100001010′9′011101101′ 31 ′100110111′ 53 ′110000001′ 7 76 ′100010001′11 ′011111010′ 33 ′101010101′55 ′101101111′77 ′100001110′12 ′100011010′ 34 ′101010010′56 ′101110000′78 ′100000101′13 ′100100001′ 35 ′101000101′57 ′101111011′79 ′011100010′14 ′100000101′ 36 ′101010101′58 ′110000011′80 ′011000110′15 ′100011000′ 37 ′101010100′59 ′110000011′81 ′011010111′16 ′100011011′ 38 ′101011011′60 ′110000100′ 82 ′011001110′17 ′100011110′ 39 ′101101010′61 ′101101100′ 83 ′010100101′18 ′100101101′ 40 ′101011100′62 ′101010101′ 84 ′010011101′19 ′100110001′ 41 ′101100001′63 ′110001010′ 85 ′010000011′20 ′100110010′ 42 ′101100100′64 ′101110011′ 86 ′001101000′21 ′101000000′ 43 ′101100110′65 ′101101110′ 87 ′001100001′22 ′101000001′ 44 ′101101101′66 ′101011111′ 88 ′001010000′4 结语本文提出一种钢轨磨耗计算的新方法，通过定标将钢轨轮廓图像信息进行三维重构求得空间坐标.在三维坐标系下，对满足光平面的钢轨轮廓进行角度旋转，求取测量磨耗与标准磨耗间的极半径之差，并将此数据编成88×9位码，这种离线测量方法，简化了求取磨耗的计算过程.参考文献：［1］傅勤毅，楚建军，李海浪.轨头断面测量仪的研制［J］.铁路计算机应用，2007，16（8）：5－7.［2］吴柯庆，余学才，吴福华，等.钢轨磨耗测量系统中光带主曲线提取的研究［J］.计算机工程与设计，2012，33（6）：2461－2465.［3］王玉柱.基于双目视觉的钢轨磨耗测量系统关键技术的研究与实现［D］.北京：北京交通大学，2009.［4］郑树彬，柴晓冬，安小雪，等.基于动态模板的钢轨磨耗测量方法研究［J］.中国铁道科学，2013，34（2）：7－12.［5］马颂德，张正友.计算机视觉：计算理论与算法基础［M］.北京，科学出版社，1998.［6］范玮琦，徐露，林忠华.一种基于局部信息统计的虹膜分块编码方法［J］.光学学报，2007，27（11）：2047－2053.。
高铁无砟轨道精调精测
七、精测精调作业流程
作业流程-基础资料准备
1 、CPⅢ坐标成果表 2 、线路设计平曲线参数(左右线) 3 、线路设计竖曲线参数(左右线；轨面高程) 4 、线路设计超高参数(左右线)
作业流程-设计平曲线
作业流程-软件输入平曲线
作业流程-设计竖曲线
作业流程-软件输入竖曲线
作业流程-软件输入超高
施工图片
数据采集
数据分析
外业采集数据后，导出各种分析数据， 查看精度和轨道的平顺性。
导出数据报表
点击“确定”。
正导出数据报表
报表数据-数据偏差
在左上角报表类型中选择“线性记录”
报表数据-线型记录
高速铁路轨道动态调整系统
数据偏差值与调整模拟对比
未调整与已调整对比
以下实操软件演示
作业流程 -作业方法
1 、全站仪设站精度控制
2、 搬站后重复测量点精度控制 3 、人员配置及作业效率
轨道1 轨道2
Ⅲ控制点
后方交会点
轨检小车棱镜点
保证测量数据的准确
每天现场检核全站仪，正倒镜测量100米的点都 要在3秒，高程在1毫米之内，如果不符合要求进 行全站仪校准。 保证全站仪设站精度，东北坐标及高程0.7mm， 定向误差1.4秒。 设站效果不好要及时检核，查明原因，确认是全 站仪问题还是CP3点位问题，还是棱镜的问题。 保证输入的CP3点位数据准确。 小车每天使用后对轨距轮和车轮进行清洁。 每天稳定的位置进行超高的校准，校准后检核正 反测量要在0.3毫米以内。
3 4 5 6 7
高低 水平 扭曲（基长3m） 与设计高程偏差 与设计中线偏差
注: 1、表中a为轨枕/扣件间距； 2、站台处的轨面高程不应低于设计值。 摘录于《高速铁路工程测量规范》（TB10601-2009）
铁路小曲线半径钢轨侧面磨耗的改善
铁路小曲线半径钢轨侧面磨耗的改善1 背景介绍随着安钢千万吨钢铁产能的形成，厂区内铁路运输量呈几何数的增长，特别是上、下工序间物流倒运尤为明显，原本不明显的曲线地段钢轨侧面磨耗突然变得明显，特别是曲线半径在200m及以下的地段。
以下表1、表2分别为2011、2012年调查、测量的钢19线（曲线半径为187米）钢轨侧面磨耗数据：从表1、表2中可以看出该铁路线的钢轨侧面磨耗比较接近国家铁路技术规程中钢轨重伤标准（60kg/m钢轨，侧面磨耗19mm），存在铁路运输安全隐患。
2 曲线地段钢轨侧面磨耗分析结合轨道几何分析，当机车车辆通过曲线地段时，会产生向外侧的离心力，其大小与机车车辆轴重、速度、曲线半径，曲线维护质量等相关，同时轮轨间产生纵向滑动、横向滑动和横向积压，引起钢轨侧面磨耗。
结合目前安钢厂区内铁路运输实际条件分析，机车轴重相对固定，一般轴重为23-25吨（GK系列内燃机车），同时机车及厂内铁路运输车辆受厂内各方面如安全运输、视线了望等条件限制，其运行速度相对较低，一般平均速度为10-15km/h，则其他主要影响因素为：（1）曲线超高，结合轨道几何形位分析，超高不合适如较低的曲线超高会导致外侧钢轨承受偏载及较大横向离心力。
（2）轨道结构刚度，目前安钢厂区内铁路曲线地段一般均采用传统的木枕、常规铁垫板的轨道结构，其结构刚度不大或者说不能满足实际要求，在实际运输过程中容易产生铁路轨距位移变大隐患。
（3）维修保养不到位，受目前维修人员配备影响，部分铁路曲线地段的维修周期不能满足实际需求，存在维修不到位情况，致使其容易产生曲线不圆顺、方向不良、线路下沉等病害。
（4）车辆载重加大，安钢厂区用于钢（坯）材运输的铁路平板车载重多为100吨级，冶金铁水车载重则为220吨左右（轴重为40吨左右）。
3 采取措施从2012年4月开始，安钢运输部结合上述铁路线路曲线地段钢轨磨耗情况，采取以下措施予以改善：（1）根据《线路维修规则》《冶金技规》要求，更换侧面磨损严重的钢轨及伤损枕木，以保障铁路运输安全。
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铁道行业职业技能鉴定
铁路线路工高级工操作技能考核
准备通知单
试题名称：测量高速铁路曲线钢轨磨耗（无砟轨道）
考核时间：60 min
一、鉴定站准备
1.材料准备
记录用表格。
2.设备设施准备
曲线钢轨磨耗地段100 m线路。
3.工、量、刃、卡具准备
钢轨轮廓仪（台）。
4.考场准备
考试需要在天窗时间内进行，考场要有充足的照明。
作业用头灯每人配备一个。
二、考生准备
考生自带劳动保护用品、笔。
铁路线路工高级工操作技能考核试卷
试题名称：测量高速铁路曲线钢轨磨耗（无砟轨道）
一、技术要求
1.能够正确组装仪器，并通过调试使仪器能够正常使用。
2.能够利用仪器检测钢轨的磨耗量。
3.根据检测结果判断钢轨伤损级别，并制定相应的处理方案。
4.作业完毕，整理仪器。
二、考核要求
曲线地段钢轨每10 m各测一处上下股垂磨、侧磨、45度磨耗、总磨耗。
三、考核时限
1.准备时间：0 min。
2.正式操作时间：60 min。
3.计时从考生得到允许作业的命令之时开始，到考生汇报作业完毕之时结束。
4.在规定时间内全部完成，不加分，也不扣分。
每超时1 min，从总分扣2分，总超时5 min停止作业。
四、考核评分
考评人数：3人。
评分要点：1.组装仪器的方法正确。
2.检测结果及轻重伤钢轨的标记准确。
3.提出处理意见。
评分程序：1.作业过程。
2.作业质量。
评分规则：1.各项配分扣完为止，不出现负分。
2.考评员各自打分，取平均值为总分。
五、否定项
1.未认真执行上下道规定（如未清点工具、材料）。
2.作业中发生磕手碰脚等人身伤害事故。
3.作业完毕工料具发生遗失。
铁路线路工高级工操作技能考核
评分记录表
准考证号：姓名：性别：单位：
试题名称：测量高速铁路曲线钢轨磨耗（无砟轨道）考核时间：60 min。