反饋控制技術在橋梁施工質量保證體系中的應用

陳曉

摘要：文章分析了建立橋梁施工質量保證體系的必要性，論述了反饋控制技術的概念與用途，設計了基于反饋控制技術的橋梁施工質量保證體系，包括后臺控制系統和登錄界面的設計等，并以桂林市某段公路橋梁的施工為例，結合文章所提出的基于反饋控制技術的橋梁施工質量保證體系，研究了混凝土澆筑后養護工作中結構粘結性能的變化情況，證明了所研究內容的正確性。

關鍵詞：反饋控制;橋梁施工;質量;應用

中圖分類號：U445.1 文獻標識碼：A DOI：10.13282/j.cnki.wccst.2019.07.031

文章編號：1673-4874（2019）07-0099-03

0引言

橋梁工程的施工質量對于保障車輛及行人通行的安全性具有重要意義，高質量的橋梁工程能夠延長使用年限并降低工程維護費用。近些年，國內有關橋梁工程事故的案例時有發生，多數與施工期間的質量有直接關系，這類橋梁工程事故造成了一定的經濟損失和不良社會影響。為此，嚴格控制橋梁工程的施工質量意義重大。本文將反饋控制技術應用到橋梁施工質量的保證體系中，并結合工程實例加以論證，取得了預期的成效。

1建立橋梁施工質量保證體系的必要性

當前，為適應我國現階段各項事業的建設，交通領域在加速發展。作為交通領域的基礎部分，橋梁工程的施工技術在近些年取得了較大的進步，由我國自主設計并研發的大型橋梁施工技術，無論是在橋體結構穩定性方面還是在使用的安全性方面都具有較高的標準。在一些特大型橋梁的施工中，為保證橋梁工程的施工質量，使用特定的質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，以往通過人工方式來提高這類施工工序的質量具有較大的誤差。如坡面平整度部分的施工要求是凹凸≤5cm，需特定的質量保證體系來實現坡面找平。對于橋梁預制件的搬運和對接工序，更需要較為嚴格的質量保證體系來實現精準、無縫的對接。

橋梁施工質量保證體系不僅能夠實現橋梁施工過程中人員、設備、物料的統一管理和布局，還能夠將施工現場的各類建筑資源實現優化配置、節省工程成本開銷。目前較為成熟的橋梁施工質量保證體系有很多種，如基于實時數據傳輸控制的橋梁施工質量保證體系、基于在線數據監測的橋梁施工質量保證體系和基于模糊識別方法的橋梁施工質量保證體系等，各路橋施工企業可根據自身實際經營和發展狀況選擇適合企業施工的體系，保障橋梁工程的總體施工質量。

2反饋控制技術在橋梁施工質量保證體系中的應用

2.1反饋控制技術概念與用途

反饋控制技術在工程各領域中的應用較為常見。該技術主要是通過對比工程的實際工況與事先預設的狀態，自動糾正工程進行過程中的偏差，以實現精準施工的目的。以橋梁工程的施工為例，通過結構模塊中的施工工況輸入，與實測的橋梁結構進行比對，將比對計算結果反饋到施工預設參數中進行調節，將調節后的施工流程經過計算模型分析，最終輸出預期的結算結果，此過程也稱之為橋梁工程施工偏差自動糾正過程，對于保證橋梁工程的施工質量具有指導性作用。反饋控制技術在橋梁工程質量保證體系中的工作流程如圖1所示。

2.2基于反饋控制技術的橋梁施工質量保證體系設計

在進行橋梁施工質量保證體系設計前，應規劃施工的整體流程架構。一般情況下的橋梁施工主要包括以下幾部分：施工準備、基礎開挖、基底處理、墊層和基礎施工（包括承臺部分的施工）、選定混凝土配合比、箱體鋼筋捆扎、鋼筋下料、混凝土拌合與運輸過程、立模、箱體混凝土澆筑、養護、防水層施工、橋面部分施工以及回填等工序。本設計部分以混凝土澆筑之后的養護工作為例，將反饋控制技術應用到澆筑后的混凝土表面粘結力質量是否達標的檢測中。基于反饋控制技術的橋梁施工質量保證體系設計流程如圖2所示。

在混凝土澆筑后的養護工作中引入反饋控制技術主要考慮到混凝土表面質量的合格性方面。例如在空氣干燥、氣候炎熱地區進行的橋梁施工，如果未及時進行養護工作，則混凝土表面的水分會很快蒸發，進而造成脫水的現象，使得已產生凝膠狀的水泥顆粒無法充分水化，因此無法有效轉化為狀態穩定的結晶體，最終使混凝土的粘結力不達標，質量不合格，情況嚴重時會引起混凝土表面顆粒物的脫落等。另外，當混凝土表面的水分過快蒸發時，會引起混凝土結構體較大范圍的形變，以致形成裂縫等病害。基于上述問題綜合考慮，確定將反饋控制技術引入到混凝土澆筑后期的養護工作中，保障混凝土結構體的粘結力達標和橋梁施工的質量。為便于工程技術人員從宏觀上把握橋梁施工的總體質量，設計了橋梁施工質量保證體系的后臺控制系統，該系統集成了橋梁施工現場數據的采集、存儲、處理和分析等功能。施工數據部署在兩臺分布式服務器的節點中，其中一臺為工作模式，另一臺為備用模式，保證數據處理的可持續性。通過C語言設計并開發了系統登錄界面，如圖3所示。

3工程試驗與結果分析

3.1工程概況

以廣西桂林市內某公路橋梁施工為例，通過本文所研究的基于反饋控制技術的橋梁施工質量保證體系，重點研究混凝土澆筑后期的養護工作質量，對比應用反饋控制技術前后粘結力達標的混凝土表面積，來綜合判斷反饋控制技術對于橋梁施工中混凝土結構體粘結力質量的影響程度。

3.2質量保證體系有效性試驗

在該段公路橋梁施工中，混凝土澆筑后養護工作計劃周期為7d。選取7d后施工現場混凝土表面顆粒作為試驗樣本，分別對比反饋控制技術應用前后樣本粘結力達標的面積，進而判斷混凝土結構體的施工質量情況。選取混凝土樣本面積分別為10m、20 m和30m，為確保數據分析的準確性，將這三部分混凝土樣本最終滿足粘結力質量要求的面積求均值。混凝土樣本粘結力達標面積數據如表1所示。

3.3結果分析

由表1數據可知，經過為期7d的養護工作后，在選取的三部分混凝土樣本中，反饋控制后混凝土樣本質量合格率最高為95%，最低為65%。無論是對于哪部分混凝土樣本而言，在應用反饋控制技術后的混凝土質量均有顯著提高，即驗證了本文所研究的基于反饋控制技術的橋梁施工質量保證體系在控制混凝土澆筑后的結構粘結力方面具有一定的作用。為更直觀地反映該系統在質量控制方面的具體性能，將表1數據繪制成反饋控制前后混凝土質量合格面積占比圖，如圖4所示。

4結語

橋梁工程的施工質量一直都是建筑工程領域技術人員所關注的重點問題。通過長期以來的不斷探索和研究，在橋梁施工質量的控制方面已取得了大量的研究成果。反饋控制技術因其獨具的系統導向糾正功能而廣泛應用于各個領域。本文將反饋控制技術應用到橋梁工程施工的質量保證體系中，以實際橋梁工程的混凝土養護工作為例，證明了應用本文所提出的基于反饋控制技術的橋梁施工質量保證體系對于提高混凝土結構體的粘結性能方面的作用。本文研究內容具有一定的創新性，可為其他同類工程質量保證體系的建立提供相應的參考。