基于直方图法在水利工程质量控制中的应用

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摘要：水利工程一些工程没能认真推行工程项目招标制、项目法人制、工程监理制、工程质量终身制。一些地方与单位行政干预严重，违反建设程序，任意压缩合理工期，影响工程质量。所以，监理对质量的控制非常重要，本文主要讨论是是采用直方图法针对水利工程所以建材的质量控制，并且将其应用于实践中，证明这种方法对质量控制简便、一目了然。

关键词：直方图法；质量控制；监理

中图分类号：U415.1 文献标识码： A 文章编号：

水利建设工程如果质量小合乎规程、规范和合同规定的质量标准，会直接影响工程使用寿命和对工程安全造成隐患，小仅给单位造成难以挽回的影响，甚至给国家带来危害事件。那么，在质量管理中，如何预测并监控产品质量状况?如何对质量波动进行分析?就是本文研究的主要内容，特别是建材的质量控制更是重中之重，在众多的质量控制的方法中，直方图就是一目了然地把这些问题图表化处理的工具。它通过对收集到的貌似无序的数据进行处理，来反映产品质量的分布情况，判断和预测产品质量及不合格率。

作直方图的目的就是通过观察图的形状，判断生产过程是否稳定，预测生产过程的质量。具体来说，作直方图的目的有：①判断一批已加工完毕的产品；②验证工序的稳定性；③为计算工序能力搜集有关数据。直方图将数据根据差异进行分类，特点是明察秋毫地掌握差异。

1直方图的作用

(1)显示质量波动的状态；

(2)较直观地传递有关过程质量状况的信息；

(3)通过研究质量波动状况之后，就能掌握过程的状况，从而确定在什么地方集中力量进行质量改进工作。

2应用直方图的步骤

收集数据。作直方图的数据一般应大于50个。

确定数据的极差(R)。用数据的最大值减去最小值求得。

确定组距(h)。先确定直方图的组数，然后以此组数去除极差，可得直方图每组的宽度，即组距。组数的确定要适当。组数太少，会引起较大计算误差；组数太多，会影响数据分组规律的明显性，且计算工作量加大。

确定各组的界限值。为避免出现数据值与组界限值重合而造成频数据计算困难，组的界限值单位应取最小测量单位的1/2。分组时应把数据表中最大值和最小值包括在内。

编制频数分布表。把多个组上下界限值分别填入频数分布表内，并把数据表中的各个数据列入相应的组，统计各组频数据(f)。

按数据值比例画出横坐标。按频数值比例画纵坐标。以观测值数目或百分数表示。

画直方图。按纵坐标画出每个长方形的高度，它代表取落在此长方形中的数据数。(注意：每个长方形的宽度都是相等的。)在直方图上应标注出公差范围(T)、样本大小(n)、样本平均值(x)、样本标准偏差值(s)和x的位置等。

3直方图法在应用中常见的错误和注意事项

（1）抽取的样本数量过小，将会产生较大误差，可信度低，也就失去了统计的意义。因此，样本数不应少于50个。

（2）组数 k 选用不当，k 偏大或偏小，都会造成对分布状态的判断有误。

（3）直方图一般适用于计量值数据，但在某些情况下也适用于计数值数据，这要看绘制直方图的目的而定。

（4）图形不完整，标注不齐全，直方图上应标注：公差范围线、平均值 的位置(点画线表示)不能与公差中心M相混淆；图的右上角标出：N、S、C p或 CPK。

4如何判断直方图是否正常的形状

正常型是指过程处于稳定的图型，它的形状是中间高、两边低，左右近似对称。近似是指直方图多少有点参差不齐，主要看整体形状。

异常型直方图种类则比较多，所以如果是异常型，还要进一步判断它属于哪类异常型，以便分析原因、加以处理。下面介绍几种比较常见的：

（1）孤岛型：在直方图旁边有孤立的小岛出现，当这种情况出现时过程中有异常原因。如：原料发生变化，不熟练的新工人替人加班，测量有误等，都会造成孤岛型分布，应及时查明原因、采取措施。

（2）双峰型：当直方图中出现了两个峰，这是由于观测值来自两个总体、两个分布的数据混合在一起造成的。如：两种有一定差别的原料所生产的产品混合在一起，或者就是两种产品混在一起，此时应当加以分层。

（3）折齿型：当直方图出现凹凸不平的形状，这是由于作图时数据分组太多，测量仪器误差过大或观测数据不准确等造成的，此时应重新收集数据和整理数据。

（4）陡壁型：当直方图像高山的陡壁向一边倾斜时，通常表现在产品质量较差时，为了符合标准的产品，需要进行全数检查，以剔除不合格品。当用剔除了不合格品的产品数据作频数直方图时容易产生这种陡壁型，这是一种非自然形态。

5工程实例

5.1工程概况

洛阳市洛河东段太平橡胶坝工程总长898m，其中橡胶坝段长508m，左右岸滩地截渗墙长均为195.0m，共布置5跨，每跨长100m，坝高2.0m，底板高程119.8m。橡胶坝回水长度2.84km，最大蓄水量185万m3，可形成水面143hm2（2130亩）。该水面工程为Ⅳ等工程，其主要建筑物为4级，次要建筑物及临时性建筑物为5级。坝坡采用浆砌块石护坡，砌石的材质应坚实新鲜，无风化剥落层或裂纹，石材表面清洁无污垢、水锈等杂质。砌筑前，应洒水保持湿润，避免石料吸收砂浆中的水分而影响砌筑质量。混凝土要严格控制质量。

5.2直方图法对混凝土质量控制

该工程某些部位采用C30混凝土，为了对其抗压强度进行质量分析，共收集50份抗压强度试验报告单，经过整理后如表1所示。

表1 质量数据（混凝土强度）整理

（1）计算极差R

（2）确定组数k=8

（3）确定组距h

（4）确定组限、统计频数

第一组下限：

第一组上限：30.5+h=30.5+2=32.5

第二组下限：第二组下限=第一组上限

第二组上限：32.5+h=32.5+2=34.5

以此类推得到频数，频数统计见表2。

表2 频数统计结果

（5）绘制直方图

图1 混凝土强度分布直方图

观察图1后看出是属于正常型直方图，也就是本工程所用C30混凝土质量正常，没有问题。

参考文献：

[1]王汉中.对中小型水利工程施工质量控制的几点看法[J].中国水利水电市场，2004.

[2]土文德.控制施工过程的施工质量控制[J].中国三峡建设，2000.