近日，中铁四局五公司两项技术成果在中国施工企业管理协会举办的2024年第二届工程建设企业数字化、工业化、绿色低碳施工工法大赛及第四届工程建造微创新技术大赛分别获得“特等工法”与“微创新一等成果”荣誉，这也是中铁四局首次在此项大赛中获得“特等工法”荣誉。
此次获奖的两项技术成果分别《CRTS双块式无砟轨道轨排框架法智能机器人精调施工工法》与《CRTSIII型板式无砟轨道智能精调技术》。
双块式无砟轨道精调传支架+轨道测量小车+小型机具+人工精调”作业精调模式效率较低，受干扰因素较多，存在自动化程度低、人工依赖程度高、平高调节系统互相影响、工作效率低的问题。
基于上述问题，本工法以自动测量、机器人精调及其软析件系统智能分析替代传统测量方法，实现了无砟轨道施工测量的自动化、机械化、智能化。
本工法主要应用于高速铁路双块式无砟轨道轨施工精调测量阶段，以自动测量、机器人精调及其软析件系统智能分析替代传统测量方法，实现了无砟轨道施工测量的自动化、机械化、智能化。
CRTS双块式无砟轨道智能精调机器人。精调机器人主要由测量系统、控制系统、自行系统、控制调整器等组成，具备自动行走、自动定位、机械臂自动精准抓取、智能精调等功能特点。
新型嵌套式轨排支撑架。新型嵌套式轨排支撑架组合托梁体由内外套组成，内外套通过十字销轴在竖向螺杆处连接，内套相对外套可相对滑动而不影响竖向高程。通过轨向调节螺杆调整托梁内外套滑动实现轨向调整，实现轨向与高程的独立调节。
轨排精调软件系统技术。根据“分单元定点求桩解析法及位移修正算法”原理研发一套轨排精调软件，实时快速精准计算分析轨排的横向（轨向）调整值和竖向（高程）调整值，为精调机器人的调整值及数据指令，实现了实时数据交互。
CRTS双块式无砟轨道智能化精调技术是将全站仪测量数据经由无线通讯系统实时发送到控制系统，通过计算将精调数据及精调动作指令发送至执行系统，执行系统伺服电机驱动机械臂将其自动准确定位到轨排支撑架的竖向和横向调节螺杆上并与其连接转动，从而完成对轨排各点高程和轨向的精确调整。
每台精调机器人由行走装置、调节装置、校准装置、报警装置、数据显示器及无线通讯电台等组成。调节装置包括：机械臂、伺服电机调节器螺杆套筒；校准装置包括：精密棱镜及棱镜杆组、电动液压推杆。
智能精调系统主要由执行系统、测量系统、智能控制系统和无线传输系统构成，相互之间数据及信息指令采用无线方式进行传输。
该工法获得国家发明专利2项，国际专利2项，申请实用新型专利3项，外观设计专利1项，江西省省级工法1项、企业级工法1项，2023年11月经中国中铁股份公司鉴定达到国际领先水平。该技术先后在郑万客专ZWZQ-2标、赣深高铁GSZQ-5标等项目应用，单日工作面耗时缩减40%，精调人员由7人降低止4人，测量效率是传统测量方法2倍以上，施工精调每公里节约成本2.8～4.0万元。受得到武九铁路客运专线湖北有限责任公司、广铁集团有限公司等建设单位的高度认可和重视，研究成果也得到了国铁集团领导的高度评价，为实现国家高铁智能建造、智慧铁路提供了重要的技术支撑，有望在无砟轨道施工领域进行全面推广应用。
目前国内CRTSⅢ板式无砟轨道施工精调方法主要是“精调爪+全站仪+测量标架+精调工具+人工精调”法，调节过程中高程和方向调节量相互影响，工序繁杂、人力投入多、工作量大、精调效率低，精调中误差较大。
基于上述问题，本工法研究了一种集自动测量、智能控制、无线传输、智能精调等多项创新技术于一体的精调机器人系统，减轻测量精调工作量提高数据的可靠性和精调效率，有效降低项目成本。
研发了一种面向CRTS Ⅲ型板式无砟轨道智能精调快速精确定位的测量机器人装置。该装置采用了新型麦克纳姆轮系设计技术、激光测量技术、自动控制技术、PID计算技术、自适应弹性设计技术等多种新型技术，实现了测量机器人在无砟轨道道床面上自动行走、自动调整机身姿态、智能精确定位、自动卡扣、数据无线传输、异常数据自动报，从而快速准确地完成无砟轨道精调。
研制的新型CRTSⅢ型板的双向调节器，具备平面方向和高程方向同步调节时，施工互不影响的特点，改变了传统精调爪高程、中线方向分开调整的作业模式，可以在垂直方向同时完成CRTSⅢ型轨道板中线方向、高程方向的位置调整，实现了CRTSⅢ型板无砟轨道施工精调平面与高程方向的同步调节，提高施工工效。
开发了一种面向CRTS Ⅲ型板式无砟轨道精调系统。该系统根据全站仪测量的数据自动计算分析、自动发送指令，生成精调机器人伺服电机所需的转动量，实现了CRTSⅢ型板无砟轨道施工精调机械化、自动化和智能化。
该技术成果集CRTSⅢ型板施工双向调节器支撑体系、自动测量装置系统、控制系统及无线传输系统、智能精调机器人及软件系统等多项创新技术于一体，采用了新型麦克纳姆轮系设计技术、激光测量技术、自动控制技术、PID计算技术、自适应弹性设计技术等多种新型技术，实现了无砟轨道施工机械化、智能化、自动化，达到了以机器人精调代替人工精调、以软件系统智能分析代替人工计算分析，先后获得国家专利10余项，省部级工法2项，内外部获奖10余次。
监 制丨陈昌国
编辑策划丨测量分公司 党委宣传部
图文作者丨王明刚 樊东博 汪样 谢湖微
