桥涵结构物施工质量智能化管控技术应用研究

0 引 言

通过对大量现役混凝土桥涵结构物的调查和检测表明， 相当部分的桥涵结构物质量隐患是由水泥混凝土质量波动大造成的。在混凝土施工过程中，因为受到众多因素的影响，往往会出现配合比不能被严格执行，拌和设备计量误差不能被及时掌握，拌和设备控制数据被随意改动等情况，缺乏有效的质量监控手段，最终导致水泥混凝土构件易出现早期开裂，耐久性降低，服役寿命缩短等问题，从而影响桥梁的安全运营，存在较大的安全隐患。

通过研究桥涵结构物施工质量管控系统，在第一时间掌握影响施工质量的相关参数数据，通过严格的工艺管理，可以进一步提高工程质量监管水平和效率，确保实体工程质量， 延长其使用寿命，产生显著的经济效益和社会效益。因此， 无论从桥涵结构物本身，还是其对交通事业发展的影响来看， 桥涵结构物施工质量管控系统的研究应用意义重大。

1 管控系统的技术组成及原理

运用GPRS 无线分组服务技术连接Internet 对混凝土拌和站工控机进行数据传输，采用B/S+C/S 系统架构（C/S 架构用于数据信息采集，B/S 架构可使用户进行数据查询分析），用户只需登录远程服务器系统网页即可实时监控混凝土拌和站生产过程，查看各项统计数据，平台采用J2EE 架构，使各项业务独立管理，分布实施。

2 前期调研

为了让本管控系统更加切合实际需求，首先对桥涵结构物关键施工质量参数进行了梳理，影响桥涵结构物关键施工质量管控技术的指标一览表见表 1 所列。表中各参数的功能需求与监控阈值则以问卷调查的形式在全省范围内进行充分调研，参与调查的共计 71 家单位，类型涵盖建设、施工、检测、监理各类。

3 在 345国道南通东绕城公路的应用情况

3.1 工程概况

345 国道南通东绕城段起于张芝山镇，向北跨越通启运河，与宁启高速公路交叉，经通州城区西，跨越通吕运河、团结河，在西亭附近止于 602 省道，路线全长约 24 公里。采用一级公路设计标准。本次实验选取了 2 个标段共 4 台拌和站、1 台压力机进行桥涵结构物施工质量管控系统的安装应用。

3.2 系统硬件安装

首先对工地设备的品种、型号、精度、操作系统、可改造程度等进行相关的调研分析，然后安装数据采集模块，其中， 拌和站数据采集单元由拌和站工控 PC 和专用接口程序组成， 提供拌和站运行过程中数据自动采集功能 ；混凝土强度管控利用实验室现有设备，不符合采集要求的加以改造，部署采集终端，构建试验数据采集子系统，可以直接采集试验设备试验过程中的试验数据，采集过程独立于试验过程，属于第三方试验数据采集，防止试验数据造假。

3.3 拌和站的数据分析处理

3..3.1 各材料用量的实时监控

通过实时监控可以实时查看最近几盘混合料的生产情况，如图 1 所示。系统以柱状图的形式显示最近生产的每盘料各材料的实际用量和理论用量。

3.3.2 材料误差分析 

根据查询条件，可以查询出各个材料的具体用量，其误 差以折线图的方式展现，同时以不同的颜色显示预警线，材 料误差分析图如图 2 所示，添加剂误差较大出现了超预警值 的情况，其余各材料误差控制较好。

3.3.3 预警查询 

通过预警查询可以了解到每盘料材料误差的具体情况， 预警查询图如图 3 所示。从图 3 可以看出，最近一盘料的碎 石 1 出现了超预警情况（以红色数字显示），因此根据监测数 据要求，施工单位对这档材料的计量装置、投放设备进行检 查标定，以控制混凝土的质量波动。

3.3.4 产能分析 

根据筛选条件，可以按季度、月、周统计查询具体项目 部的生产能力及预警情况，产能分析如图 4 所示，监测周期内 拌和站初期产能相对较低，预警率却较高，主要原因是未对 材料计量投放装置进行校核，通过整改后，后期拌和站不仅 产能提高了，其预警率也控制的很好。

3.4 试验室数据分析处理

通过压力机数据查询模块可以查询每次混凝土强度的试 验数据和压力曲线，具体如图 5 所示。

4 结 语

基于物联网技术的桥涵结构物关键施工质量管控技术的 应用将桥涵结构物的施工管理模式从传统的事后把关转向事 前控制，达到了以预防为主的管控效果。