[科普中国]-轨距尺

轨距尺是用于测量铁路线路两股钢轨间的轨距，是一款专用计量器具。轨距尺的特征是尺杆由木尺杆和金属尺杆通过折叠机构，把两尺组成一个复合式的杆尺。

轨距尺是一种窄轨轨道检测装置，其结构由尺身、标度尺及尺身上的游框组成，尺身为双工形型材结构，呈方管形，在型材上下两边外沿带有向外延伸，在外沿内侧开有槽口，将其不锈钢标度尺插入在槽口内，然后在其端头用销钉固定，尺身中间装有游框，游框上固定有副尺，侧板，侧板上固定有调整螺栓，尺身端头装有十字板和测头，整个轨距尺呈丁字形结构。

轨距尺的功能从轨距尺的测量实现方式上讲，轨距尺的功能分为2大部分：一是横向长度测量，包括轨距、查照间隔和护背距离，从结构原理及量值溯源的角度分析，这3个参数是相互关联和相互制约的，按现行量值传递方法，测量误差从轨距到查照间隔、再到护背距离是逐渐增大的；二是垂向高度测量，包括水平和超高，作为线路的静态几何参数，2者在含义上具有本质性区别，水平属于形位公差范畴（相当于平行度或倾斜度），超高则属于尺寸公差范畴（与线路两轨间的预设高度差有关），对于轨距尺，从测量原理、测量方法上未对其进行区分，一般认为水平是指小超高（包括零超高），有时还把2者的术语互用，这是因为在线路测量时，直线段主要关注水平，曲线段主要关注超高，而且是采用相同测量器具的同一测量单元实现，给人们造成了术语统一（或重复）的假象1。

轨距尺的重要性轨距、水平、超高是铁路线路的基本几何参数，它们的优劣直接关系到铁路列车的运行安全。铁路轨距尺作为为线路维修施工提供直接技术依据的重要铁路专用计量器具，主要用于静态测量这些几何参数，同时具有测量道岔的查照间隔和护背距离等功能，另外，还能够通过水平或超高的测量结果间接实现扭曲（俗称“三角坑”）的测量1。

随着铁路线路技术要求的提高，尤其是既有线路提速改造和客运专线建设进程的不断加快，为确保轨距尺具有稳定的较高的技术要求和轨距尺的日常检定质量，加强轨距尺的日常使用管理，越来越有必要。

轨距尺的环境适应性轨距尺的工作条件是非常恶劣的，为满足使用要求，在轨距尺设计方面还应重视如下问题：（1）0级和1级轨距尺，应对轨距、查照间隔和护背距离示值根据实际环境温度进行自动补偿修正；（2）数显轨距尺的示值变动性、显示时间、工作电压和电池容量等应适应现场的实际；（3）在高温、低温、恒定湿热、电磁兼容、雨水等正常条件下应能正常工作；（4）能够经受住跌落、振动等非正常的不利条件；（5）确保在频繁的往复工作条件下，轨距尺结构和计量性能应保持稳定。这些要求，有必要在相关标准中做明确要求。至于特定用户的其它特殊要求，可在购销合同中约定1。

轨距尺检定器的日常保养及维护轨距尺检定器除了正常的维护保养，以下4点应特别注意。

（1）带有百分表的轨距尺检定器在完成检定工作后，要将检定器的活动测头调至适当位置，将百分表测头完全释放，使百分表的游丝完全处于非受力状态。

（2）完成检定工作后，工作量规应垂直悬挂保管，若将量规平放，应考虑自重变形，选择合理支撑位置。

（3）支撑位置的选择。量规属细长杆件，使用的是其长度的实际值（1435±0.20）mm，因此，在支撑位置的选择上应采用贝塞尔点支撑，即支撑位置a=0.2203L。式中，a为支撑位置，mm；L为量规长度，mm。

（4）对于采用数显尺的检定器，在送检拆卸数显尺时，数显表与直尺不得拆开，应整体拆卸，以免限位片丢失。总之，计量人员在检定过程中应严格执行检定规程，认真履行操作程序，规范检定记录的填写，正确出示检定证书，这样才能保证量值传递的准确可靠2。

轨距尺的技术状态分析传统轨距尺的局限性传统的机械标尺式轨距尺的准确度指标由于受轨距尺的结构、使用条件、使用人员的测量技术水平、制造水平等因素的影响和制约，尽管常温下的计量性能能够满足相关标准和计量技术法规的要求，但在其它环境条件下，不能完全保证仍能满足相关要求。目前普遍采用的铝制尺身（重量轻，适于野外使用条件下的单人手工携带），由于其线膨胀系数与轨枕相差较大，受使用环境温度的影响明显，当使用环境温度与标准温度（20℃）有温差时，轨距尺的伸缩量大于轨枕的伸缩量（轨枕的伸缩量与机车车辆轮对的伸缩量一致），使轨距指示值与该温度下的实际轨距值不一致，产生附加的示值误差。在使用环境恶劣的地区，实际的轨距误差甚至达到0.8～1mm，这种影响对于过去线路维修的管理值（+4-2mm）来说，似乎不太显著，但对于目前线路的管理值（±2mm）来说，尤其是无砟轨道的管理值（±1mm），则不能不对这种影响及其消除措施引起足够的重视。轨距尺的超高测量装置因受测量方法、使用条件、生产工艺、成本等多种因素的限制，目前各机械类轨距尺的超高示值也仅仅能满足±1.3mm的允许误差要求。对于轨距尺的不规范使用和操作（如定位和读数），也是导致使用时较大测量误差的原因1。

新型轨距尺的主要技术特点数显轨距尺的诞生为解决上述问题开辟了一条新路，主要体现在以下几个方面：一是使水平和超高的测量准确度显著提高，满足提速线路的超高测量要求；二是自动消除环境温度对轨距测量的附加误差，提高轨距测量准确度；三是能够实现轨距测头在正常磨损下的免硬件更换或维修，提高轨距尺的使用效率和使用寿命1。

数字轨距尺简介

数字轨距尺采用数码形式显示测量结果，彻底消除了视觉误差和刻线间估算读数这两种误差。

由于采用人工选择测点，而非连续测量的测量方式，从而避免了钢轨飞边、油污，铁锈，钢轨焊缝不平整等外界因素给测量结果带来的不可靠性。

这种产品分为600型，900型，1435型。

温度范围

-30℃至+60℃。

使用时，只需按压电源开关按钮，仪器将立刻显示测量结果，无需任何培训。

红色发光数码管显示测量结果，读数方便，数据清晰，直观

操作人员无需弯腰，即可清晰地从一个显示窗口看到所有的测量数据，在环境光线很暗，夜间，抢险和隧道内使用该仪器，这一特点尤为突出。

作业效率

数字轨距尺自动完成所有数据的测量，彻底省去了使用机械刻线轨距尺时，必须弯腰调节度轮盘、对准水准泡零位、看超高刻度，再从放大镜刻线正上方看轨距刻度的繁琐操作程序，减轻了操作人员的劳动强度，缩短了测量时间，提高了作业效率。直线测量提高效率40%，曲线测量提高效率60%，隧道内曲线测量提高效率一倍以上。

国标规定，道尺为强检器具，检定周期为三个月，一把道尺的检定项目有11项，在这11项工作中，最费时﹑费力的工作主要集中在对机械刻线机构的维修和更换，包括测头磨损超标的更换﹑轨距刻度尺刻线﹑度轮盘刻线﹑放大镜变模糊的处理，度轮盘机械转动不灵活的修理，水准泡零位正确性的调整等。由于这些工作均为机械磨损，变形所致，因此，维修、检定很困难，。数字轨距尺完全取消了机械刻线测量机构，因此大大减少了维修、检定工作，将11项检定工作减少为7项，目前，标定一把数字轨距尺仅需5分钟，提高工效近乎40倍。

由于数字轨距尺完全取消了机械刻线测量机构。因此，完全消除了更换机械刻线测量机构部件所带来的费用。

本词条内容贡献者为:

王沛 - 副教授、副研究员 - 中国科学院工程热物理研究所