作者單位：中國鐵路廣州局集團有限公司惠州工務(wù)段，惠州市516001

作者簡介：梁恒輝，男，工程師。

摘要：高速鐵路聯(lián)調(diào)聯(lián)試時工務(wù)系統(tǒng)軌道質(zhì)量分析工作量大，為確保高速鐵路檢測試驗穩(wěn)步有序推進，保證高速動車組試驗安全，本文提出了TQI數(shù)據(jù)分析法，并通過分析不同線路基礎(chǔ)和不同扣件類型的TQI值變化趨勢，大幅提高了TQI數(shù)據(jù)的運算效率；對超限原因進行分析，指導(dǎo)開展線路超限克缺工作，提高了線路軌道克缺效率，在高速鐵路聯(lián)調(diào)聯(lián)試工作中起到了關(guān)鍵性的保障作用。

關(guān)鍵詞：高速鐵路聯(lián)調(diào)聯(lián)試；軌道質(zhì)量分析；TQI數(shù)據(jù)分析；超限數(shù)據(jù)分析

1引言

高速鐵路聯(lián)調(diào)聯(lián)試工作是高鐵開通運營最后一道工序，也是決定高鐵能否正常開通的重要環(huán)節(jié)。高鐵聯(lián)調(diào)聯(lián)試動態(tài)檢測試驗評價標準高，數(shù)據(jù)量較大，各工效緊密關(guān)聯(lián)［1］，時間緊迫，任務(wù)繁重，需要一種切實可行的高效數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析方法來破解聯(lián)調(diào)聯(lián)試海量數(shù)據(jù)分析難題。通過對動態(tài)TQI數(shù)據(jù)建立數(shù)據(jù)模型程序，有效提高了數(shù)據(jù)分析效率，實現(xiàn)了TQI數(shù)據(jù)按固態(tài)形式自動化分析，極大提高了數(shù)據(jù)分析效率，解決了聯(lián)調(diào)聯(lián)試中工務(wù)設(shè)備數(shù)據(jù)分析的難題。

2021年8月惠州工務(wù)段根據(jù)集團公司統(tǒng)一安排部署正式啟動京港高鐵聯(lián)調(diào)聯(lián)試工作。根據(jù)聯(lián)調(diào)聯(lián)試指揮部工作安排，當日動態(tài)檢測試驗結(jié)束后立即對動態(tài)TQI數(shù)據(jù)進行分類統(tǒng)計分析，對TQI超標單元及時提出整治建議。為確保TQI數(shù)據(jù)能夠快速精準分析，建立源程序數(shù)據(jù)表，根據(jù)不同線路基礎(chǔ)里程范圍設(shè)置計算點，實現(xiàn)快速精準地計算TQI值，并對不同基礎(chǔ)設(shè)備質(zhì)量精準快速評價，指導(dǎo)線路精準克缺，為新線聯(lián)調(diào)聯(lián)試工作提供精準導(dǎo)向，做到快速分析、精準評價、精確修理。

2TQI數(shù)據(jù)分析

建立（TQI）源程序數(shù)據(jù)表和TQI基礎(chǔ)數(shù)據(jù)表，快速精準計算和顯示不同線路基礎(chǔ)TQI數(shù)據(jù)，實現(xiàn)模塊化和窗口化。

2.1數(shù)據(jù)計算方法

2.1.1TQI源程序數(shù)據(jù)表

TQI源程序數(shù)據(jù)表見表1。車間、工務(wù)段、區(qū)間、不同基礎(chǔ)、整千米、各精調(diào)單位TQI值計算源程序表的內(nèi)容同工區(qū)TQI源程序數(shù)據(jù)表。

2.1.2建立TQI基礎(chǔ)數(shù)據(jù)表

建立TQI基礎(chǔ)數(shù)據(jù)表，見表2。

根據(jù)TQI源程序數(shù)據(jù)表和TQI基礎(chǔ)數(shù)據(jù)表，利用公式VLOOKUP計算各單位TQI值公式設(shè)置如下

車間=VLOOKUP（VLOOKUP（E5，源程序！$C$9：$E$11，3），源程序！$A$9：$B$11，2）

式中，E5為TQI基礎(chǔ)數(shù)據(jù)表中的里程，$C$9為TQI源程序數(shù)據(jù)表中的起點里程，$E$11為終點里程對應(yīng)自編號，$A$9為序號對應(yīng)起點里程，$B$11為終點里程對應(yīng)序號。

工區(qū)、區(qū)間、精調(diào)單位、線路標識、整千米的TQI值與車間計算方法相同。

2.1.3建立不同基礎(chǔ)數(shù)據(jù)表

建立基礎(chǔ)TQI數(shù)據(jù)表，利用公式SUMPRODUCT設(shè)置各項目TQI值計算公式自動計算TQI數(shù)據(jù)，橋梁基礎(chǔ)TQI數(shù)據(jù)表見表3。線路、道岔、隧道、小阻力扣件、鋼軌伸縮調(diào)節(jié)器TQI數(shù)據(jù)表的設(shè)置同橋梁基礎(chǔ)TQI數(shù)據(jù)表。根據(jù)TQI數(shù)據(jù)分析，無單項TQI和單元TQI超標。

2.2TQI變化趨勢分析

根據(jù)試驗大綱，80～385 km/h逐級提速計劃安排，分層（平面、高程）分析TQI值變化情況，掌握試驗過程中線路TQI值變化規(guī)律。根據(jù)每個測試速度等級正向檢測區(qū)段小結(jié)報告平均TQI數(shù)據(jù)，建立每個速度等級TQI數(shù)據(jù)表，根據(jù)每個速度級TQI數(shù)據(jù)生成TQI值變化折線圖，如圖1所示。

240 km/h以下速度級總TQI值基本無變化，260 km/h及以上速度呈現(xiàn)微小上升變化。軌檢車80～160 km/h和動檢車180～385 km/h逐級提速，軌檢車高程TQI值由0.77 mm升為0.86 mm，變化0.09 mm;動檢車高程TQI值由0.85 mm升為1.23 mm，變化0.38 mm，平面TQI值基本無變化。

2.3不同線路基礎(chǔ)TQI值變化趨勢分析

根據(jù)試驗大綱，動檢車180～385 km/h逐級提速分析道岔、橋梁、隧道與路基地段TQI值變化情況，掌握不同線路基礎(chǔ)設(shè)備變化規(guī)律［2］。在同一工作簿按不同線路基礎(chǔ)劃分工作表，根據(jù)不同基礎(chǔ)里程建立TQI數(shù)據(jù)計算表，根據(jù)TQI數(shù)據(jù)生成各類TQI變化折線圖。通過分析發(fā)現(xiàn)路基和橋梁地段TQI值呈現(xiàn)0.06～0.11 mm微小上升變化，平面TQI值基本無變化，道岔和隧道地段相對較穩(wěn)定。

2.3.1道岔TQI值變化趨勢分析

動檢車由180～385 km/h逐級提速對某正線103組道岔（合計20.6 km）進行了全覆蓋檢測，350 km/h速度下平均TQI值2.75 mm（上行2.74 mm、下行2.76 mm），最大值3.73 mm（某站17號道岔）、最小值2.09 mm（某站6號道岔）。各速度等級總TQI值變化趨勢如圖2所示。

由圖2可以看出，動檢車180～385 km/h逐級提速，道岔區(qū)段平均TQI出現(xiàn)微小上升變化，最大變化量1.54 mm（某站6號道岔），最小變化量0.02 mm。

2.3.2橋梁TQI值變化趨勢分析

動檢車由180～385 km/h逐級提速對某線216座橋梁（合計234.930 km）進行了全覆蓋檢測，350 km/h速度時平均TQI值為1.88 mm（上行1.88 mm、下行1.88 mm），最大值3.25 mm（下行某大橋）、最小值1.26 mm（上行某大橋）。各速度等級總TQI值變化趨勢如圖3所示。

由圖3可以看出，動檢車180～385 km/h逐級提速過程中，橋梁地段平均TQI值出現(xiàn)微小上升變化。

2.3.3隧道TQI值變化趨勢分析

動檢車由180～385 km/h逐級提速試驗，某線89座隧道（合計219.650 km）350 km/h速度下平均TQI值1.75 mm（上行1.75 mm、下行1.75 mm），最大值2.40 mm（下行某隧道）、最小值1.20 mm（上行某隧道）。各速度等級總TQI值變化趨勢如圖4所示。

由圖4可以看出，動檢車180～385 km/h逐級提速，隧道地段TQI值呈現(xiàn)微小上升變化。

2.3.4橋梁鋼軌伸縮調(diào)節(jié)器TQI值變化趨勢分析

動檢車由180～385 km/h逐級提速試驗，某線2座橋梁8組鋼軌伸縮調(diào)節(jié)器（合計0.101 km）350 km/h速度下平均TQI值為2.59 mm（上行2.63 mm、下行2.56 mm），最大值2.96 mm（某特大橋下行K2285+178～+203）、最小值2.24 mm（某特大橋下行K2227+320～+345）。各速度等級總TQI值變化趨勢如圖5所示。

由圖5可以看出，動檢車180～385 km/h逐級提速，橋梁鋼軌伸縮調(diào)節(jié)器部位TQI值呈現(xiàn)微小上升變化。

2.4福斯羅扣件與WJ8型扣件TQI值對比分析

動檢車以180～385 km/h逐級提速試驗，將某特大橋福斯羅扣件與某隧道WJ8型扣件對比，WJ8型扣件TQI值低于福斯羅扣件。各速度等級總TQI值變化趨勢對比如圖6所示。

由試驗數(shù)據(jù)可以看出，動檢車180～385 km/h逐級提速，WJ8型扣件地段TQI值趨勢小于福斯羅扣件。

3超限數(shù)據(jù)分析

180～350 km/h逐級提速試驗累計檢測發(fā)現(xiàn)Ⅱ級超限195個、Ⅰ級超限335個，無Ⅲ、Ⅳ級超限。其中新增381個、重復(fù)149個，主要新增項目是三角坑和垂向加速度，三角坑表現(xiàn)在340 km/h及以上速度大幅增加，垂向加速度表現(xiàn)在350 km/h及以上速度時成倍增加，其他項目無明顯較大變化。波形舉例分析如下。

（1）某線上行K2300+184道岔區(qū)段Ⅱ級超限波形疊加如圖7所示。

由圖7可以看出，K2300+184（現(xiàn)場里程K2300+222）位于某站7號道岔尖軌尖部位，軌距、右軌向不良，TQI值為3.20 mm，建議工電聯(lián)合整治。

（2）某線下行K2302+210長波左、右高低Ⅰ級超限波形疊加如圖8所示。

由圖8可以看出，K2302+210（現(xiàn)場里程K2302+003）位于豎曲線部位，建議根據(jù)現(xiàn)場精測情況進行處理。

4整治效果分析

2023年8月31日—10月13日人工短波整治和現(xiàn)場復(fù)核超限累計494處，經(jīng)波形疊加對比分析發(fā)現(xiàn)精調(diào)處所波形均有不同程度改善，其中達標256處、未達標51處，187處超限（右軌向1處、三角坑1處、垂向加速度125處、橫向加速度5處、軌距率55處）現(xiàn)場復(fù)核無問題，結(jié)構(gòu)病害占234個，數(shù)據(jù)無效率44%，重復(fù)率28%。

整治效果波形舉例分析如圖9所示，K2139+157（2號道岔叉心）軌距精調(diào)后峰值明顯降低，最大峰值由-5.20 mm降為-0.86 mm，達到精調(diào)效果。

5整治建議

（1）超限處所整治建議。根據(jù)每日動態(tài)逐級提速試驗超限數(shù)據(jù)分析，共計整治381處超限（不含重復(fù)超限）。

（2）TQI值單元整治建議。無TQI值超標單元，另建議對介于2～3 mm的TQI值單元（合計291段/58.200 km）進行精測精調(diào)，以進一步降低TQI值，提高軌道質(zhì)量平均指數(shù)。

6結(jié)語

（1）從TQI值變化趨勢分析來看，180～240 km/h速度等級時線路TQI值基本無變化，260～385 km/h時線路TQI值呈微小上升變化趨勢，變化拐點為260 km/h，各速度等級平均變化量0.03 mm。

（2）從不同基礎(chǔ)類型180～385 km/h速度等級（16個等級）下TQI值變化趨勢分析來看，每個試驗速度等級平均變化量介于0.03～0.04 mm。其中隧道地段平均TQI值呈微小上升變化趨勢，平均TQI值由1.41 mm逐漸上升為1.79 mm，平均變化量為0.02 mm；橋梁地段180～300 km/h速度等級下平均TQI值基本穩(wěn)定，由1.44 mm逐漸上升為1.57 mm，310～385 km/h速度等級下平均TQI值呈微小上升變化趨勢，由1.68 mm逐漸上升為1.95 mm，平均變化0.03 mm；道岔地段平均TQI值呈微小上升變化趨勢，由1.99 mm逐漸上升為2.65 mm，平均變化0.04 mm；橋梁鋼軌伸縮調(diào)節(jié)器地段180～300 km/h速度等級下的平均TQI值基本穩(wěn)定，TQI值由1.94 mm逐漸上升為2.04 mm，310～385 km/h速度等級下平均TQI值呈微小上升變化趨勢，由2.09 mm逐漸上升為2.59 mm，平均變化0.04 mm。

（3）從不同扣件類型180～385 km/h速度等級（16個等級）下TQI值變化趨勢分析來看，福斯羅扣件地段平均TQI值呈微小上升變化趨勢，平均TQI值由1.43 mm逐漸上升為1.90 mm，平均變化0.03 mm；WJ8型扣件地段平均TQI值呈微小上升變化趨勢，平均TQI值由1.29 mm逐漸上升為1.74 mm，平均變化0.03 mm。

（4）從逐級提速試驗發(fā)現(xiàn)大部分豎曲線存在垂向加速度Ⅰ級超限，結(jié)合各施工單位根據(jù)現(xiàn)場的復(fù)測情況分析，主要是因為動檢車加速度與豎曲線不匹配引起垂向加速度異常超限，按照“科學(xué)分析、專業(yè)研判、精準定位、合理利用天窗”的原則指導(dǎo)開展線路超限克缺工作，杜絕“有害修、無效修”問題的發(fā)生，確保了聯(lián)調(diào)聯(lián)試工作順利進行，350 km/h速度下平均TQI值為1.78 mm，并取得正線道岔軌道高平穩(wěn)性效果。

參考文獻

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