Геодезические работы при эксплуатации железных дорог

На железных дорогах для обеспечения безопасности движения поездов правилами технической эксплуатации предусматривается постоянный контроль за состоянием пути, путевых устройств и сооружений. Контроль может осуществляться при помощи путеизмерительных приборов, а также путем проведения специальных геодезических измерений.

План и профиль пути подвергаются периодической инструментальной проверке. Продольные профили сортировочных горок, полугорок, подгорочных путей и вытяжек на сортировочных, участковых и крупных грузовых станциях проверяются не реже одного раза в два или три года, а на остальном протяжении профиль пути проверяют не реже одного раза в десять лет. Особое внимание обращается на содержание в плане и профиле таких ответственных сооружений пути, как стрелочные переводы, участки пути на кривых и пути на мостах и в тоннелях.

Нивелирование пути производят обычно по головке рельса по закрепленному пикетажу, плюсовым точкам или стыкам рельсов. В результате нивелирования составляют продольные профили, на которых вычисляют уклоны между соседними точками. Нивелированием проверяются также уклоны кюветов, резервов, нагорных канав и других водоотводных сооружений. В необходимых местах нивелируют поперечники.

Правильное положение пути в плане обеспечивает плавность хода поездов и наименьшее воздействие подвижного состава на путь. Поэтому периодически проверяют кривые участки пути, и по результатам проверки производят их выправку (рихтовку). Съемку планового положения кривой выполняют обычно тремя способами:

1 – способом измерения стрел прогиба при хорде длиной 10–20 м;

2 – способом И. В. Гоникберга с помощью теодолита;

3 – съемка кривой с помощью электронного тахеометра.

При съемке первым способом кривую размечают по наружному рельсу через 5–10 метров и измеряют стрелы прогиба рельсовой колеи от хорд (f₁, f₂, …, f_n) по схеме, изображенной на рисунке 11.1.

При измерениях стрел прогиба вдоль хорд натягивают тонкую проволоку или леску и у середины хорд измеряют рулеткой с миллиметровыми делениями стрелы f₁, ..., f_n от нити до шейки рельса. По измеренным стрелам прогиба строят график, на котором определяют начало и конец переходных и круговых кривых, а также вычисляют величины сдвижек точек кривой для рихтовки. По этим же данным определяют величину радиуса и угла поворота.

При съемке способом И.В.Гоникберга кривую разбивают по наружной рельсовой нити через 20 м (рисунок 11.2).

Для выполнения съемки используют теодолит, тонкую вешку и нивелирную рейку. Вешкой фиксируют наблюдаемые точки и точки установки теодолита над головкой рельса. Рейку используют для измерения перпендикуляров f₁, f₂, …, f_n методом бокового нивелирования с помощью теодолита, которым по вертикальному штриху сетки нитей снимают отсчет по рейке. Точки установки теодолита (А, В, С) для измерения углов (β₁, β₂, …, β_n) и перпендикуляров (f) выбирают через 100 м по рельсовой нити. Углы измеряют одним полным приемом при круге лево и круге право, а перпендикуляры (f) дважды: при установке теодолита в начале и в конце хорд. Расхождение между двумя значениями перпендикуляров (стрел) допускается не более 3 мм. При съемке ведут журнал и абрис.

Рисунок 11.2 – Съемка кривой способом Гоникберга

При съемке кривых с помощью электронного тахеометра используют вешку со светоотражателем, которую устанавливают через 10–20 м по рельсовой нити кривой или на стыках рельсов. С помощью электронного тахеометра измеряют расстояние, горизонтальный и вертикальный углы на каждую точку, определяемую кривой, а затем по этим измерениям с помощью программного обеспечения тахеометра и графопостроителя наносятся на план. Точность съемки этим способом любой точки кривой составляет 5 мм, что позволяет легко привести сдвинутые кривые к проектным данным.

Съемку и нивелирование станций и сортировочных горок производят на основе полигонометрических или теодолитных ходов, которые прокладывают обычно вдоль оси главного пути. При отсутствии электронного тахеометра съемку путевых устройств ведут обычно способом прямоугольных координат, причем за начало координат принимают пересечение оси главного пути с осью пассажирского здания. За ось Х принимают ось главного пути или ось междупутья между двумя главными путями, которую называют базисом.

Расстояние по оси Y измеряют по поперечникам перпендикулярно базису. Замеры по поперечникам ведут с помощью тесьмяной рулетки нарастающим итогом от базиса. На поперечниках фиксируют оси всех пересекаемых путей, платформы, здания, бровки, кюветы, канавы, кавальеры и другие объекты.

В абрисе съемки должно быть показано положение всех путей, их номера, специализация и расстояние между путями, положение путевых устройств, остряков стрелочных переводов, марки крестовин, контрольные столбики, вершины углов поворота на криволинейных участках, а также все устройства на территории станции (пассажирские здания, депо, мастерские, платформы, эстакады, прожекторные мачты, линии осветительной, телефонной, высоковольтной сетей и громкоговорители).

Нивелирование на станции производится по головке рельсов по размеченным точкам на главных путях и поперечниках. По результатам съемки составляют план станции в масштабе 1:1000 и продольные профили путей.

В настоящее время перед железнодорожной отраслью ставится задача глобальной инвентаризации всего хозяйства железных дорог и железнодорожных станций и создание автоматизированных баз данных, основу которых будут составлять цифровые и электронные планы станций и перегонов в пределах полосы отвода железных дорог. Для этих целей широкое применение находят современные средства измерений в виде электронных тахеометров, GPS , лазерных сканеров и методов аэрокосмической съемки. Они позволяют получать необходимую информацию о местности наиболее точно и оперативно.

В цифровой форме на планах станций или в отдельных ведомостях должны быть приведены координаты центров стрелочных переводов, углов пассажирского здания, локомотивного и вагонного депо, зданий и сооружений, прожекторных мачт, габариты расстояний от осей ближайших путей до наружных граней сооружений, находящихся между путями, а также элементы железнодорожных кривых. В базу данных дистанций пути и службы движения станции должны поступать ведомости стрелочных переводов, путей, пересечений линий электропередач и связи, а также продольные профили всех путей и поперечные профили.

Съемку плана и профиля железнодорожных путей станций и сортировочных горок с помощью электронного тахеометра ведут полярным способом с точки стояния тахеометра. На каждую снимаемую точку железнодорожного пути устанавливают вешку со светоотражателем и производят измерения и регистрацию расстояния до этой точки, горизонтального и вертикального углов на нее. По этим измерениям определяется плановое и высотное положения данной точки относительно стоянки тахеометра. С двух соседних стоянок тахеометра обязательно должны быть сняты не менее трех общих (связующих) точек для получения результатов съемки в единой системе координат и высот.

По материалам съемки составляют план и профили всех путей, которые используют для реконструкции станции и ее переустройства, а также для создания технического паспорта станции.

Кроме получения планов и профилей, железных дорог, при их эксплуатации в неустойчивых местах земляного полотна производят съемку местности и геологические исследования в целях разработки мероприятий по “лечению больных мест” земляного полотна, а также ведут наблюдения за оползневыми местами и их просадкой.

У мостов промерами глубин по створам снимают дно реки в целях систематического наблюдения за состоянием грунта у мостовых опор и определения горизонта высоких вод.

После выполнения капитального, среднего и текущего ремонтов железных дорог производят исполнительную съемку плана и профиля пути, в результате которой выявляют все отступления от проекта в целях приведения пути в проектное положение.