0 引 言

通過對大量現(xiàn)役混凝土橋涵結(jié)構(gòu)物的調(diào)查和檢測表明， 相當(dāng)部分的橋涵結(jié)構(gòu)物質(zhì)量隱患是由水泥混凝土質(zhì)量波動(dòng)大造成的。在混凝土施工過程中，因?yàn)槭艿奖姸嘁蛩氐挠绊懀?span style="line-height:1.5;">往往會(huì)出現(xiàn)配合比不能被嚴(yán)格執(zhí)行，拌和設(shè)備計(jì)量誤差不能被及時(shí)掌握，拌和設(shè)備控制數(shù)據(jù)被隨意改動(dòng)等情況，缺乏有效的質(zhì)量監(jiān)控手段，最終導(dǎo)致水泥混凝土構(gòu)件易出現(xiàn)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(yùn)營，存在較大的安全隱患。

通過研究橋涵結(jié)構(gòu)物施工質(zhì)量管控系統(tǒng)，在第一時(shí)間掌握影響施工質(zhì)量的相關(guān)參數(shù)數(shù)據(jù)，通過嚴(yán)格的工藝管理，可以進(jìn)一步提高工程質(zhì)量監(jiān)管水平和效率，確保實(shí)體工程質(zhì)量， 延長其使用壽命，產(chǎn)生顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。因此， 無論從橋涵結(jié)構(gòu)物本身，還是其對交通事業(yè)發(fā)展的影響來看， 橋涵結(jié)構(gòu)物施工質(zhì)量管控系統(tǒng)的研究應(yīng)用意義重大。

1 管控系統(tǒng)的技術(shù)組成及原理

運(yùn)用GPRS 無線分組服務(wù)技術(shù)連接Internet 對混凝土拌和站工控機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，采用B/S+C/S 系統(tǒng)架構(gòu)（C/S 架構(gòu)用于數(shù)據(jù)信息采集，B/S 架構(gòu)可使用戶進(jìn)行數(shù)據(jù)查詢分析），用戶只需登錄遠(yuǎn)程服務(wù)器系統(tǒng)網(wǎng)頁即可實(shí)時(shí)監(jiān)控混凝土拌和站生產(chǎn)過程，查看各項(xiàng)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，平臺采用J2EE 架構(gòu)，使各項(xiàng)業(yè)務(wù)獨(dú)立管理，分布實(shí)施。

2 前期調(diào)研

為了讓本管控系統(tǒng)更加切合實(shí)際需求，首先對橋涵結(jié)構(gòu)物關(guān)鍵施工質(zhì)量參數(shù)進(jìn)行了梳理，影響橋涵結(jié)構(gòu)物關(guān)鍵施工質(zhì)量管控技術(shù)的指標(biāo)一覽表見表 1 所列。表中各參數(shù)的功能需求與監(jiān)控閾值則以問卷調(diào)查的形式在全省范圍內(nèi)進(jìn)行充分調(diào)研，參與調(diào)查的共計(jì) 71 家單位，類型涵蓋建設(shè)、施工、檢測、監(jiān)理各類。

3 在 345國道南通東繞城公路的應(yīng)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(yùn)河，與寧啟高速公路交叉，經(jīng)通州城區(qū)西，跨越通呂運(yùn)河、團(tuán)結(jié)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(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。本次實(shí)驗(yàn)選取了 2 個(gè)標(biāo)段共 4 臺拌和站、1 臺壓力機(jī)進(jìn)行橋涵結(jié)構(gòu)物施工質(zhì)量管控系統(tǒng)的安裝應(yīng)用。

3.2 系統(tǒng)硬件安裝

首先對工地設(shè)備的品種、型號、精度、操作系統(tǒng)、可改造程度等進(jìn)行相關(guān)的調(diào)研分析，然后安裝數(shù)據(jù)采集模塊，其中， 拌和站數(shù)據(jù)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(yùn)行過程中數(shù)據(jù)自動(dòng)采集功能 ；混凝土強(qiáng)度管控利用實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有設(shè)備，不符合采集要求的加以改造，部署采集終端，構(gòu)建試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)，可以直接采集試驗(yàn)設(shè)備試驗(yàn)過程中的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，采集過程獨(dú)立于試驗(yàn)過程，屬于第三方試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集，防止試驗(yàn)數(shù)據(jù)造假。

3.3 拌和站的數(shù)據(jù)分析處理

3..3.1 各材料用量的實(shí)時(shí)監(jiān)控

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

3.3.2 材料誤差分析 

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

3.3.3 預(yù)警查詢 

通過預(yù)警查詢可以了解到每盤料材料誤差的具體情況， 預(yù)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(xiàn)了超預(yù)警情況（以紅色數(shù)字顯示），因此根據(jù)監(jiān)測數(shù) 據(jù)要求，施工單位對這檔材料的計(jì)量裝置、投放設(shè)備進(jìn)行檢 查標(biāo)定，以控制混凝土的質(zhì)量波動(dòng)。

3.3.4 產(chǎn)能分析 

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

3.4 試驗(yàn)室數(shù)據(jù)分析處理

通過壓力機(jī)數(shù)據(jù)查詢模塊可以查詢每次混凝土強(qiáng)度的試 驗(yàn)數(shù)據(jù)和壓力曲線，具體如圖 5 所示。

4 結(jié) 語

基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的橋涵結(jié)構(gòu)物關(guān)鍵施工質(zhì)量管控技術(shù)的 應(yīng)用將橋涵結(jié)構(gòu)物的施工管理模式從傳統(tǒng)的事后把關(guān)轉(zhuǎn)向事 前控制，達(dá)到了以預(yù)防為主的管控效果。