[发明专利]一种道岔组合断面廓形质量指数计算方法

说明书

本发明公开一种道岔组合断面廓形质量指数计算方法，首先获取组合断面处的实际组合廓形；进一步对测量的组合断面廓形修正，消除非承载状态下尖轨抬升对廓形测量造成的误差。随后将组合断面测量廓形与该道岔的个性化打磨目标廓形进行对齐，对齐完成后，将组合廓形拆分成基本轨和尖轨部分，并按横坐标分区，确定各区域廓形公差带和权重。最后，确定各区域内测量廓形与目标廓形的法向偏差和所围成的面积，计算基本轨与尖轨部分的廓形质量指数，对廓形质量指数进行加权计算得到组合断面廓形整体质量指数，并进行修正，得到组合断面廓形最终的GQI质量指数。本发明为道岔组合断面廓形质量评价提供了一种直观的评价指标，操作方便，便于记录和统计分析。

技术领域

本发明属于铁路道岔打磨技术领域，涉及一种道岔组合断面廓形质量指数计算方法。

背景技术

道岔是一种在铁路线路上广泛应用的线路连接设备，主要作用是使机车车辆从一股道转入另一股道，通常在车站、编组站大量铺设。道岔因具有数量多、构造复杂、使用寿命短、限制列车速度、行车安全性低、养护维修投入大等特点，成为轨道的三大薄弱环节之一。道岔打磨作为道岔的一种常规维修养护措施，随着我国近年来高速、重载技术的蓬勃发展，越来越受到铁路工务部门的关注。

我国目前主要推广个性化钢轨廓形打磨技术，该技术也适用于道岔打磨，通过合理设计道岔区段的打磨目标廓形，并采用打磨手段来对岔区钢轨廓形进行修复或调整，可以起到改善道岔区段钢轨缺陷、提高车辆运行平稳性、延长钢轨使用寿命等作用。道岔廓形打磨技术的核心就是廓形质量的把控，提高打磨后岔区实际廓形与目标廓形的吻合度。岔区廓形一般可分为常规廓形和组合断面廓形两类，对这两类廓形的质量控制现状简介如下：

1、常规廓形(基本轨廓形)

基本轨廓形即单一钢轨廓形，与正线廓形类似，可采用正线的廓形质量指数(简称GQI)进行评价，该GQI指标在我国铁路线路广泛使用，其计算方法如下。

首先以钢轨顶点和轨距点，或者钢轨工作边将测量廓形与目标廓形对齐；然后将轨头廓形按照横坐标位置划分为x＜-20、-20≤x＜0、0≤x＜30和x≥30四个区域，并计算各区域内实测廓形与目标廓形的法向偏差以及两廓形所围成的面积；接着通过对法向偏差和面积进行统计分析，按公式(1)完成法向偏差指标G_D和面积偏差指标G_A的计算并计算两指标的加权平均值，即可得到廓形的GQI。

式中：K₁和K₂分别是偏差指数；G_D与面积指数G_A的权重系数，K₁+K₂＝1；D_i表示各区域总点数，d_i表示各区域内偏差曲线未超过偏差公差线的点数，ki表示各区域点数统计时的加权系数；A_max为正向偏差公差线与横轴围成的面积(例如区域长为2mm，偏差值为±0.3，则A_max＝2×0.3＝0.60)，A_real为实际偏差曲线与横轴围成的实际面积。

2、组合断面廓形

组合断面廓形是由基本轨与尖轨(或心轨)廓形组合形成的特殊廓形，如图1所示。由于组合断面廓形的工作边一侧增加了尖轨部分的廓形，如图1中包含了常用的宽度为20、35、50mm的尖轨廓形，组合断面廓形宽度与单独基本轨相比明显加宽，且不同纵向位置廓形宽度和尖轨部分高度均不同，无法采用正线的对齐和GQI算法，导致对应区域廓形缺少有效的质量评价指标，道岔打磨验收时组合断面区域仅是对尖轨降低值、廓形偏差量最大值、钢轨平直度等进行简单评估，结果不直观，缺乏合理有效的廓形状态评估方法，导致对应区段的打磨效果往往不尽如人意。因此，亟需开发一种有效的组合断面廓形验收算法。

发明内容