反饋控制技術(shù)在橋梁施工質(zhì)量保證體系中的應(yīng)用

陳曉

摘要：文章分析了建立橋梁施工質(zhì)量保證體系的必要性，論述了反饋控制技術(shù)的概念與用途，設(shè)計(jì)了基于反饋控制技術(shù)的橋梁施工質(zhì)量保證體系，包括后臺(tái)控制系統(tǒng)和登錄界面的設(shè)計(jì)等，并以桂林市某段公路橋梁的施工為例，結(jié)合文章所提出的基于反饋控制技術(shù)的橋梁施工質(zhì)量保證體系，研究了混凝土澆筑后養(yǎng)護(hù)工作中結(jié)構(gòu)粘結(jié)性能的變化情況，證明了所研究?jī)?nèi)容的正確性。

關(guān)鍵詞：反饋控制;橋梁施工;質(zhì)量;應(yīng)用

中圖分類(lèi)號(hào)：U445.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.13282/j.cnki.wccst.2019.07.031

文章編號(hào)：1673-4874（2019）07-0099-03

0引言

橋梁工程的施工質(zhì)量對(duì)于保障車(chē)輛及行人通行的安全性具有重要意義，高質(zhì)量的橋梁工程能夠延長(zhǎng)使用年限并降低工程維護(hù)費(fèi)用。近些年，國(guó)內(nèi)有關(guān)橋梁工程事故的案例時(shí)有發(fā)生，多數(shù)與施工期間的質(zhì)量有直接關(guān)系，這類(lèi)橋梁工程事故造成了一定的經(jīng)濟(jì)損失和不良社會(huì)影響。為此，嚴(yán)格控制橋梁工程的施工質(zhì)量意義重大。本文將反饋控制技術(shù)應(yīng)用到橋梁施工質(zhì)量的保證體系中，并結(jié)合工程實(shí)例加以論證，取得了預(yù)期的成效。

1建立橋梁施工質(zhì)量保證體系的必要性

當(dāng)前，為適應(yīng)我國(guó)現(xiàn)階段各項(xiàng)事業(yè)的建設(shè)，交通領(lǐng)域在加速發(fā)展。作為交通領(lǐng)域的基礎(chǔ)部分，橋梁工程的施工技術(shù)在近些年取得了較大的進(jìn)步，由我國(guó)自主設(shè)計(jì)并研發(fā)的大型橋梁施工技術(shù)，無(wú)論是在橋體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性方面還是在使用的安全性方面都具有較高的標(biāo)準(zhǔn)。在一些特大型橋梁的施工中，為保證橋梁工程的施工質(zhì)量，使用特定的質(zhì)量保證體系必不可少。以橋梁漿砌、勾縫、砌石和坡面等施工部分為例，以往通過(guò)人工方式來(lái)提高這類(lèi)施工工序的質(zhì)量具有較大的誤差。如坡面平整度部分的施工要求是凹凸≤5cm，需特定的質(zhì)量保證體系來(lái)實(shí)現(xiàn)坡面找平。對(duì)于橋梁預(yù)制件的搬運(yùn)和對(duì)接工序，更需要較為嚴(yán)格的質(zhì)量保證體系來(lái)實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)、無(wú)縫的對(duì)接。

橋梁施工質(zhì)量保證體系不僅能夠?qū)崿F(xiàn)橋梁施工過(guò)程中人員、設(shè)備、物料的統(tǒng)一管理和布局，還能夠?qū)⑹┕がF(xiàn)場(chǎng)的各類(lèi)建筑資源實(shí)現(xiàn)優(yōu)化配置、節(jié)省工程成本開(kāi)銷(xiāo)。目前較為成熟的橋梁施工質(zhì)量保證體系有很多種，如基于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸控制的橋梁施工質(zhì)量保證體系、基于在線(xiàn)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)的橋梁施工質(zhì)量保證體系和基于模糊識(shí)別方法的橋梁施工質(zhì)量保證體系等，各路橋施工企業(yè)可根據(jù)自身實(shí)際經(jīng)營(yíng)和發(fā)展?fàn)顩r選擇適合企業(yè)施工的體系，保障橋梁工程的總體施工質(zhì)量。

2反饋控制技術(shù)在橋梁施工質(zhì)量保證體系中的應(yīng)用

2.1反饋控制技術(shù)概念與用途

反饋控制技術(shù)在工程各領(lǐng)域中的應(yīng)用較為常見(jiàn)。該技術(shù)主要是通過(guò)對(duì)比工程的實(shí)際工況與事先預(yù)設(shè)的狀態(tài)，自動(dòng)糾正工程進(jìn)行過(guò)程中的偏差，以實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)施工的目的。以橋梁工程的施工為例，通過(guò)結(jié)構(gòu)模塊中的施工工況輸入，與實(shí)測(cè)的橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行比對(duì)，將比對(duì)計(jì)算結(jié)果反饋到施工預(yù)設(shè)參數(shù)中進(jìn)行調(diào)節(jié)，將調(diào)節(jié)后的施工流程經(jīng)過(guò)計(jì)算模型分析，最終輸出預(yù)期的結(jié)算結(jié)果，此過(guò)程也稱(chēng)之為橋梁工程施工偏差自動(dòng)糾正過(guò)程，對(duì)于保證橋梁工程的施工質(zhì)量具有指導(dǎo)性作用。反饋控制技術(shù)在橋梁工程質(zhì)量保證體系中的工作流程如圖1所示。

2.2基于反饋控制技術(shù)的橋梁施工質(zhì)量保證體系設(shè)計(jì)

在進(jìn)行橋梁施工質(zhì)量保證體系設(shè)計(jì)前，應(yīng)規(guī)劃施工的整體流程架構(gòu)。一般情況下的橋梁施工主要包括以下幾部分：施工準(zhǔn)備、基礎(chǔ)開(kāi)挖、基底處理、墊層和基礎(chǔ)施工（包括承臺(tái)部分的施工）、選定混凝土配合比、箱體鋼筋捆扎、鋼筋下料、混凝土拌合與運(yùn)輸過(guò)程、立模、箱體混凝土澆筑、養(yǎng)護(hù)、防水層施工、橋面部分施工以及回填等工序。本設(shè)計(jì)部分以混凝土澆筑之后的養(yǎng)護(hù)工作為例，將反饋控制技術(shù)應(yīng)用到澆筑后的混凝土表面粘結(jié)力質(zhì)量是否達(dá)標(biāo)的檢測(cè)中?；诜答伩刂萍夹g(shù)的橋梁施工質(zhì)量保證體系設(shè)計(jì)流程如圖2所示。

在混凝土澆筑后的養(yǎng)護(hù)工作中引入反饋控制技術(shù)主要考慮到混凝土表面質(zhì)量的合格性方面。例如在空氣干燥、氣候炎熱地區(qū)進(jìn)行的橋梁施工，如果未及時(shí)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)工作，則混凝土表面的水分會(huì)很快蒸發(fā)，進(jìn)而造成脫水的現(xiàn)象，使得已產(chǎn)生凝膠狀的水泥顆粒無(wú)法充分水化，因此無(wú)法有效轉(zhuǎn)化為狀態(tài)穩(wěn)定的結(jié)晶體，最終使混凝土的粘結(jié)力不達(dá)標(biāo)，質(zhì)量不合格，情況嚴(yán)重時(shí)會(huì)引起混凝土表面顆粒物的脫落等。另外，當(dāng)混凝土表面的水分過(guò)快蒸發(fā)時(shí)，會(huì)引起混凝土結(jié)構(gòu)體較大范圍的形變，以致形成裂縫等病害。基于上述問(wèn)題綜合考慮，確定將反饋控制技術(shù)引入到混凝土澆筑后期的養(yǎng)護(hù)工作中，保障混凝土結(jié)構(gòu)體的粘結(jié)力達(dá)標(biāo)和橋梁施工的質(zhì)量。為便于工程技術(shù)人員從宏觀(guān)上把握橋梁施工的總體質(zhì)量，設(shè)計(jì)了橋梁施工質(zhì)量保證體系的后臺(tái)控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)集成了橋梁施工現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的采集、存儲(chǔ)、處理和分析等功能。施工數(shù)據(jù)部署在兩臺(tái)分布式服務(wù)器的節(jié)點(diǎn)中，其中一臺(tái)為工作模式，另一臺(tái)為備用模式，保證數(shù)據(jù)處理的可持續(xù)性。通過(guò)C語(yǔ)言設(shè)計(jì)并開(kāi)發(fā)了系統(tǒng)登錄界面，如圖3所示。

3工程試驗(yàn)與結(jié)果分析

3.1工程概況

以廣西桂林市內(nèi)某公路橋梁施工為例，通過(guò)本文所研究的基于反饋控制技術(shù)的橋梁施工質(zhì)量保證體系，重點(diǎn)研究混凝土澆筑后期的養(yǎng)護(hù)工作質(zhì)量，對(duì)比應(yīng)用反饋控制技術(shù)前后粘結(jié)力達(dá)標(biāo)的混凝土表面積，來(lái)綜合判斷反饋控制技術(shù)對(duì)于橋梁施工中混凝土結(jié)構(gòu)體粘結(jié)力質(zhì)量的影響程度。

3.2質(zhì)量保證體系有效性試驗(yàn)

在該段公路橋梁施工中，混凝土澆筑后養(yǎng)護(hù)工作計(jì)劃周期為7d。選取7d后施工現(xiàn)場(chǎng)混凝土表面顆粒作為試驗(yàn)樣本，分別對(duì)比反饋控制技術(shù)應(yīng)用前后樣本粘結(jié)力達(dá)標(biāo)的面積，進(jìn)而判斷混凝土結(jié)構(gòu)體的施工質(zhì)量情況。選取混凝土樣本面積分別為10m、20 m和30m，為確保數(shù)據(jù)分析的準(zhǔn)確性，將這三部分混凝土樣本最終滿(mǎn)足粘結(jié)力質(zhì)量要求的面積求均值?；炷翗颖菊辰Y(jié)力達(dá)標(biāo)面積數(shù)據(jù)如表1所示。

3.3結(jié)果分析

由表1數(shù)據(jù)可知，經(jīng)過(guò)為期7d的養(yǎng)護(hù)工作后，在選取的三部分混凝土樣本中，反饋控制后混凝土樣本質(zhì)量合格率最高為95%，最低為65%。無(wú)論是對(duì)于哪部分混凝土樣本而言，在應(yīng)用反饋控制技術(shù)后的混凝土質(zhì)量均有顯著提高，即驗(yàn)證了本文所研究的基于反饋控制技術(shù)的橋梁施工質(zhì)量保證體系在控制混凝土澆筑后的結(jié)構(gòu)粘結(jié)力方面具有一定的作用。為更直觀(guān)地反映該系統(tǒng)在質(zhì)量控制方面的具體性能，將表1數(shù)據(jù)繪制成反饋控制前后混凝土質(zhì)量合格面積占比圖，如圖4所示。

4結(jié)語(yǔ)

橋梁工程的施工質(zhì)量一直都是建筑工程領(lǐng)域技術(shù)人員所關(guān)注的重點(diǎn)問(wèn)題。通過(guò)長(zhǎng)期以來(lái)的不斷探索和研究，在橋梁施工質(zhì)量的控制方面已取得了大量的研究成果。反饋控制技術(shù)因其獨(dú)具的系統(tǒng)導(dǎo)向糾正功能而廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。本文將反饋控制技術(shù)應(yīng)用到橋梁工程施工的質(zhì)量保證體系中，以實(shí)際橋梁工程的混凝土養(yǎng)護(hù)工作為例，證明了應(yīng)用本文所提出的基于反饋控制技術(shù)的橋梁施工質(zhì)量保證體系對(duì)于提高混凝土結(jié)構(gòu)體的粘結(jié)性能方面的作用。本文研究?jī)?nèi)容具有一定的創(chuàng)新性，可為其他同類(lèi)工程質(zhì)量保證體系的建立提供相應(yīng)的參考。