楊建鋒

(上海鐵路局工務(wù)處,200071,上海//工程師)

基于工程能力指數(shù)的軌道精調(diào)質(zhì)量評(píng)價(jià)方法

楊建鋒

(上海鐵路局工務(wù)處,200071,上海//工程師)

利用杭長(zhǎng)高速鐵路某段精調(diào)作業(yè)后的檢測(cè)數(shù)據(jù),分別利用軌道質(zhì)量指數(shù)和工程能力指數(shù)兩種方法對(duì)軌道精調(diào)質(zhì)量進(jìn)行了評(píng)價(jià)及對(duì)比分析。結(jié)果表明:兩種方法對(duì)于各單項(xiàng)的精調(diào)質(zhì)量評(píng)價(jià)結(jié)果基本一致;在對(duì)各單項(xiàng)指標(biāo)的評(píng)價(jià)及提高精調(diào)效率方面,工程能力指數(shù)方法是對(duì)現(xiàn)有方法的一種補(bǔ)充和完善;精調(diào)作業(yè)時(shí)可重點(diǎn)關(guān)注有較大提升空間的軌向、高低和水平三個(gè)單項(xiàng),以減少后期的重復(fù)作業(yè)。

無(wú)砟軌道; 軌道精調(diào); 作業(yè)質(zhì)量評(píng)價(jià); 工程能力分析

Author′s address Shanghai Railway Bureau Works Department,200071,Shanghai,China

無(wú)砟軌道精調(diào)是軌道精度控制的關(guān)鍵環(huán)節(jié),其作業(yè)質(zhì)量對(duì)高速列車(chē)運(yùn)行的安全性、平順性及舒適性有重要影響[1]。文獻(xiàn)[1-3]對(duì)精調(diào)的施工技術(shù)及作業(yè)方法進(jìn)行了較多的分析，但在軌道精調(diào)作業(yè)質(zhì)量的評(píng)價(jià)方面尚未進(jìn)行過(guò)多研究。由于無(wú)砟軌道對(duì)精度的要求較高,必要時(shí)需進(jìn)行多次精調(diào),而目前所采用的軌道質(zhì)量指數(shù)(TQI)評(píng)價(jià)方法僅能反映作業(yè)后的總體水平,不能明確到每個(gè)單項(xiàng)的質(zhì)量高低,因此,本文引入工程能力指數(shù)對(duì)軌道施工精調(diào)作業(yè)進(jìn)行評(píng)價(jià),以期對(duì)現(xiàn)有的評(píng)價(jià)方法進(jìn)行補(bǔ)充和完善。

1 工程能力指數(shù)

工程能力也稱(chēng)工序能力,是指工序在一定時(shí)間里處于控制狀態(tài)(穩(wěn)定狀態(tài))下的實(shí)際加工能力。為進(jìn)行工程能力分析,直觀地反映工程能力評(píng)價(jià)的結(jié)果,引入無(wú)量綱的度量評(píng)價(jià)指標(biāo)——工程能力指數(shù),由其數(shù)值大小來(lái)判斷能力的高低[10]。

1.1 工程能力指數(shù)計(jì)算公式

根據(jù)規(guī)格限值的不同,工程能力指數(shù)分為雙側(cè)工程能力指數(shù)和單側(cè)工程能力指數(shù)。根據(jù)本文所討論的問(wèn)題,在此只介紹雙側(cè)工程能力指數(shù)。

在對(duì)雙側(cè)控制值均有要求時(shí),工程能力指數(shù)Pp最基本的表示形式為:

(1)

式中:

SU——上限控制值;

SL——下限控制值;

σ——樣本標(biāo)準(zhǔn)差。

由式(1)可以看出,在上下公差界限一定時(shí),Pp值越大,表明加工質(zhì)量越高。

在實(shí)際生產(chǎn)中,產(chǎn)品質(zhì)量的均值μ一般無(wú)法與公差中心M完全重合,存在一定的偏離ε。因此,提出用Pp,k對(duì)Pp進(jìn)行修正。引入偏離系數(shù)k后Pp,k的表達(dá)式為:

(2)

其中

(3)

1.2 評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

對(duì)于工程能力指數(shù)制定表1所示的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，以供參考。

表1 工程能力指數(shù)等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)表

2 精調(diào)工程能力分析

利用杭長(zhǎng)高速鐵路上行精調(diào)作業(yè)后檢測(cè)數(shù)據(jù),分別采用TQI和工程能力指數(shù)兩種方法進(jìn)行評(píng)價(jià)。

2.1 TQI評(píng)價(jià)結(jié)果分析

目前,對(duì)軌道鋪設(shè)后的施工質(zhì)量及精調(diào)后作業(yè)水平的評(píng)價(jià),采用TQI來(lái)衡量。即以200 m的軌道區(qū)段作為單元區(qū)段,分別計(jì)算單元區(qū)段上左右高低、左右軌向、軌距、水平、三角坑等7項(xiàng)幾何不平順?lè)档臉?biāo)準(zhǔn)差,各單項(xiàng)幾何不平順?lè)档臉?biāo)準(zhǔn)差稱(chēng)為單項(xiàng)指數(shù),將7個(gè)單項(xiàng)指數(shù)之和作為評(píng)價(jià)該單元區(qū)段軌道平順性綜合質(zhì)量狀態(tài)的TQI。

計(jì)算得到各作業(yè)區(qū)段精調(diào)后各單項(xiàng)統(tǒng)計(jì)指標(biāo)及TQI的平均值，如表2所示。由表2可知，精調(diào)后單項(xiàng)指數(shù)較小的(即較好的)單項(xiàng)為軌距、水平,而軌向和高低的數(shù)值較大,表明還有較大的提升空間。

表2 各單項(xiàng)統(tǒng)計(jì)指數(shù)及TQI的平均值 mm

2.2 工程能力指標(biāo)評(píng)價(jià)結(jié)果分析 各單項(xiàng)統(tǒng)計(jì)指標(biāo)的上限控制值和下限控制值分別按表3取值。計(jì)算上述檢測(cè)數(shù)據(jù)的Pp,k值對(duì)各作業(yè)區(qū)段的精調(diào)作業(yè)能力進(jìn)行分級(jí)評(píng)價(jià)。各作業(yè)區(qū)段精調(diào)后各單項(xiàng)統(tǒng)計(jì)指標(biāo)的工程能力計(jì)算結(jié)果如表4所示。

表3 各單項(xiàng)及總體統(tǒng)計(jì)指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)差的SU、SL取值

表4 精調(diào)后上行各單項(xiàng)及總體統(tǒng)計(jì)指標(biāo) 標(biāo)準(zhǔn)差的Pp,k

由表4可知，垂向指標(biāo)方面,水平的Pp,k為1.05～2.39,屬于A級(jí)或B級(jí);高低的Pp,k為0.92～1.73,介于A～C級(jí);扭曲的Pp,k為1.98～2.46屬于A級(jí)。平面指標(biāo)方面,軌距的Pp,k為1.99～2.46,屬于A級(jí);軌向的Pp,k為1.42～2.20,屬于A級(jí)?？傮w的Pp,k在3.37～5.19,屬于A級(jí)。從各作業(yè)區(qū)段各單項(xiàng)指標(biāo)來(lái)看，軌距和扭曲的作用質(zhì)量要比軌向、高低和水平的作業(yè)質(zhì)量好一些。

2.3 兩種分析方法的比較

采用TQI評(píng)價(jià)方法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析統(tǒng)計(jì),其結(jié)果包括采樣點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)差σ和平均值μ,可以得到一個(gè)綜合指數(shù)值,但目前沒(méi)有單項(xiàng)指標(biāo)的控制值,無(wú)法進(jìn)行針對(duì)性分析。

引入偏離系數(shù)k后的Pp，k,除了包含樣本標(biāo)準(zhǔn)差σ、均值μ外,還包含了SU、SL等指標(biāo),并且可以對(duì)每個(gè)幾何單項(xiàng)計(jì)算出相應(yīng)的Pp，k,分析每個(gè)單項(xiàng)的作業(yè)質(zhì)量水平。

另外,由表2及表4可以發(fā)現(xiàn),采用TQI指標(biāo)來(lái)衡量時(shí),各單項(xiàng)指標(biāo)的作業(yè)狀態(tài)由好到差依次為軌距(0.19)、水平(0.21)、扭曲(0.25)、軌向(0.44)和高低(0.57);采用Pp,k指標(biāo)來(lái)衡量時(shí)則為軌距(1.99)、扭曲(1.98)、軌向(1.42)、水平(1.05)和高低(0.92)。兩種評(píng)價(jià)方法得出的各單項(xiàng)指標(biāo)的相對(duì)優(yōu)良程度基本相同?？梢哉J(rèn)為兩種方法得到的評(píng)價(jià)結(jié)果具有一致性。

因此,可利用工程能力指數(shù)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行較為綜合的統(tǒng)計(jì)分析,從而得出更為符合實(shí)際的分析結(jié)果,以對(duì)原有的方法進(jìn)行更好的補(bǔ)充。

3 結(jié)論

(1) 通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)計(jì)算實(shí)例驗(yàn)證,證明工程能力指數(shù)評(píng)價(jià)方法對(duì)于各單項(xiàng)的分析結(jié)果與現(xiàn)有TQI方法所得到的結(jié)論基本一致,故其可以作為一種新的評(píng)價(jià)方法引入到軌道精調(diào)質(zhì)量評(píng)價(jià)中。

(2) 工程能力指數(shù)方法包含了更多的統(tǒng)計(jì)指標(biāo),并且保留了各單項(xiàng)指標(biāo)的分析結(jié)果,有利于進(jìn)行針對(duì)性的精調(diào)。另外，經(jīng)過(guò)調(diào)整分析計(jì)算,還可以對(duì)具體單項(xiàng)的精調(diào)提出針對(duì)性的標(biāo)準(zhǔn),使精調(diào)效率得到提高。因此，該方法是對(duì)現(xiàn)有TQI方法的一種補(bǔ)充和完善。

(3) 不同作業(yè)區(qū)段對(duì)于不同單項(xiàng)的精調(diào)質(zhì)量要求各不相同,但數(shù)據(jù)表明,高低和水平兩個(gè)單項(xiàng)還有較大的提升空間。在精調(diào)作業(yè)時(shí)可重點(diǎn)關(guān)注這些單項(xiàng),以減少后期的重復(fù)作業(yè)。

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Evaluation of Track Fine Adjustment Quality Based on Process Performance Index

YANG Jianfeng

By usingthe test data of a section on Hangzhou-Changsha high-speed railway after the fine adjustment operation of the, two methods of the track quality index (TQI) and the engineering ability index are comparatively analyzed.The results show that the evaluations of each individual fine adjustment quality in both methods are basically the same,but for the single index evaluation and the improvement of fine adjustment efficiency,the engineering ability index method is a supplement and improvement to the existing method. The fine adjustment must focus on alignment,profile and cross-level,because they have a larger potential for improvement and reduction of the repeat works in practical operation.

ballastless track; track fine adjustment; operational quality evaluation; engineering ability analysis

U 215.14

10.16037/j.1007-869x.2016.07.031

2016-02-26)