橋涵結構物施工質量智能化管控技術應用研究

0 引 言

通過對大量現役混凝土橋涵結構物的調查和檢測表明， 相當部分的橋涵結構物質量隱患是由水泥混凝土質量波動大造成的。在混凝土施工過程中，因為受到眾多因素的影響，往往會出現配合比不能被嚴格執(zhí)行，拌和設備計量誤差不能被及時掌握，拌和設備控制數據被隨意改動等情況，缺乏有效的質量監(jiān)控手段，最終導致水泥混凝土構件易出現早期開裂，耐久性降低，服役壽命縮短等問題，從而影響橋梁的安全運營，存在較大的安全隱患。

通過研究橋涵結構物施工質量管控系統(tǒng)，在第一時間掌握影響施工質量的相關參數數據，通過嚴格的工藝管理，可以進一步提高工程質量監(jiān)管水平和效率，確保實體工程質量， 延長其使用壽命，產生顯著的經濟效益和社會效益。因此， 無論從橋涵結構物本身，還是其對交通事業(yè)發(fā)展的影響來看， 橋涵結構物施工質量管控系統(tǒng)的研究應用意義重大。

1 管控系統(tǒng)的技術組成及原理

運用GPRS 無線分組服務技術連接Internet 對混凝土拌和站工控機進行數據傳輸，采用B/S+C/S 系統(tǒng)架構（C/S 架構用于數據信息采集，B/S 架構可使用戶進行數據查詢分析），用戶只需登錄遠程服務器系統(tǒng)網頁即可實時監(jiān)控混凝土拌和站生產過程，查看各項統(tǒng)計數據，平臺采用J2EE 架構，使各項業(yè)務獨立管理，分布實施。

2 前期調研

為了讓本管控系統(tǒng)更加切合實際需求，首先對橋涵結構物關鍵施工質量參數進行了梳理，影響橋涵結構物關鍵施工質量管控技術的指標一覽表見表 1 所列。表中各參數的功能需求與監(jiān)控閾值則以問卷調查的形式在全省范圍內進行充分調研，參與調查的共計 71 家單位，類型涵蓋建設、施工、檢測、監(jiān)理各類。

3 在 345國道南通東繞城公路的應用情況

3.1 工程概況

345 國道南通東繞城段起于張芝山鎮(zhèn)，向北跨越通啟運河，與寧啟高速公路交叉，經通州城區(qū)西，跨越通呂運河、團結河，在西亭附近止于 602 省道，路線全長約 24 公里。采用一級公路設計標準。本次實驗選取了 2 個標段共 4 臺拌和站、1 臺壓力機進行橋涵結構物施工質量管控系統(tǒng)的安裝應用。

3.2 系統(tǒng)硬件安裝

首先對工地設備的品種、型號、精度、操作系統(tǒng)、可改造程度等進行相關的調研分析，然后安裝數據采集模塊，其中， 拌和站數據采集單元由拌和站工控 PC 和專用接口程序組成， 提供拌和站運行過程中數據自動采集功能 ；混凝土強度管控利用實驗室現有設備，不符合采集要求的加以改造，部署采集終端，構建試驗數據采集子系統(tǒng)，可以直接采集試驗設備試驗過程中的試驗數據，采集過程獨立于試驗過程，屬于第三方試驗數據采集，防止試驗數據造假。

3.3 拌和站的數據分析處理

3..3.1 各材料用量的實時監(jiān)控

通過實時監(jiān)控可以實時查看最近幾盤混合料的生產情況，如圖 1 所示。系統(tǒng)以柱狀圖的形式顯示最近生產的每盤料各材料的實際用量和理論用量。

3.3.2 材料誤差分析 

根據查詢條件，可以查詢出各個材料的具體用量，其誤 差以折線圖的方式展現，同時以不同的顏色顯示預警線，材 料誤差分析圖如圖 2 所示，添加劑誤差較大出現了超預警值 的情況，其余各材料誤差控制較好。

3.3.3 預警查詢 

通過預警查詢可以了解到每盤料材料誤差的具體情況， 預警查詢圖如圖 3 所示。從圖 3 可以看出，最近一盤料的碎 石 1 出現了超預警情況（以紅色數字顯示），因此根據監(jiān)測數 據要求，施工單位對這檔材料的計量裝置、投放設備進行檢 查標定，以控制混凝土的質量波動。

3.3.4 產能分析 

根據篩選條件，可以按季度、月、周統(tǒng)計查詢具體項目 部的生產能力及預警情況，產能分析如圖 4 所示，監(jiān)測周期內 拌和站初期產能相對較低，預警率卻較高，主要原因是未對 材料計量投放裝置進行校核，通過整改后，后期拌和站不僅 產能提高了，其預警率也控制的很好。

3.4 試驗室數據分析處理

通過壓力機數據查詢模塊可以查詢每次混凝土強度的試 驗數據和壓力曲線，具體如圖 5 所示。

4 結 語

基于物聯(lián)網技術的橋涵結構物關鍵施工質量管控技術的 應用將橋涵結構物的施工管理模式從傳統(tǒng)的事后把關轉向事 前控制，達到了以預防為主的管控效果。