反馈控制技术在桥梁施工质量保证体系中的应用

陈晓

摘要：文章分析了建立桥梁施工质量保证体系的必要性，论述了反馈控制技术的概念与用途，设计了基于反馈控制技术的桥梁施工质量保证体系，包括后台控制系统和登录界面的设计等，并以桂林市某段公路桥梁的施工为例，结合文章所提出的基于反馈控制技术的桥梁施工质量保证体系，研究了混凝土浇筑后养护工作中结构粘结性能的变化情况，证明了所研究内容的正确性。

关键词：反馈控制;桥梁施工;质量;应用

中图分类号：U445.1 文献标识码：A DOI：10.13282/j.cnki.wccst.2019.07.031

文章编号：1673-4874（2019）07-0099-03

0引言

桥梁工程的施工质量对于保障车辆及行人通行的安全性具有重要意义，高质量的桥梁工程能够延长使用年限并降低工程维护费用。近些年，国内有关桥梁工程事故的案例时有发生，多数与施工期间的质量有直接关系，这类桥梁工程事故造成了一定的经济损失和不良社会影响。为此，严格控制桥梁工程的施工质量意义重大。本文将反馈控制技术应用到桥梁施工质量的保证体系中，并结合工程实例加以论证，取得了预期的成效。

1建立桥梁施工质量保证体系的必要性

当前，为适应我国现阶段各项事业的建设，交通领域在加速发展。作为交通领域的基础部分，桥梁工程的施工技术在近些年取得了较大的进步，由我国自主设计并研发的大型桥梁施工技术，无论是在桥体结构稳定性方面还是在使用的安全性方面都具有较高的标准。在一些特大型桥梁的施工中，为保证桥梁工程的施工质量，使用特定的质量保证体系必不可少。以桥梁浆砌、勾缝、砌石和坡面等施工部分为例，以往通过人工方式来提高这类施工工序的质量具有较大的误差。如坡面平整度部分的施工要求是凹凸≤5cm，需特定的质量保证体系来实现坡面找平。对于桥梁预制件的搬运和对接工序，更需要较为严格的质量保证体系来实现精准、无缝的对接。

桥梁施工质量保证体系不仅能够实现桥梁施工过程中人员、设备、物料的统一管理和布局，还能够将施工现场的各类建筑资源实现优化配置、节省工程成本开销。目前较为成熟的桥梁施工质量保证体系有很多种，如基于实时数据传输控制的桥梁施工质量保证体系、基于在线数据监测的桥梁施工质量保证体系和基于模糊识别方法的桥梁施工质量保证体系等，各路桥施工企业可根据自身实际经营和发展状况选择适合企业施工的体系，保障桥梁工程的总体施工质量。

2反馈控制技术在桥梁施工质量保证体系中的应用

2.1反馈控制技术概念与用途

反馈控制技术在工程各领域中的应用较为常见。该技术主要是通过对比工程的实际工况与事先预设的状态，自动纠正工程进行过程中的偏差，以实现精准施工的目的。以桥梁工程的施工为例，通过结构模块中的施工工况输入，与实测的桥梁结构进行比对，将比对计算结果反馈到施工预设参数中进行调节，将调节后的施工流程经过计算模型分析，最终输出预期的结算结果，此过程也称之为桥梁工程施工偏差自动纠正过程，对于保证桥梁工程的施工质量具有指导性作用。反馈控制技术在桥梁工程质量保证体系中的工作流程如图1所示。

2.2基于反馈控制技术的桥梁施工质量保证体系设计

在进行桥梁施工质量保证体系设计前，应规划施工的整体流程架构。一般情况下的桥梁施工主要包括以下几部分：施工准备、基础开挖、基底处理、垫层和基础施工（包括承台部分的施工）、选定混凝土配合比、箱体钢筋捆扎、钢筋下料、混凝土拌合与运输过程、立模、箱体混凝土浇筑、养护、防水层施工、桥面部分施工以及回填等工序。本设计部分以混凝土浇筑之后的养护工作为例，将反馈控制技术应用到浇筑后的混凝土表面粘结力质量是否达标的检测中。基于反馈控制技术的桥梁施工质量保证体系设计流程如图2所示。

在混凝土浇筑后的养护工作中引入反馈控制技术主要考虑到混凝土表面质量的合格性方面。例如在空气干燥、气候炎热地区进行的桥梁施工，如果未及时进行养護工作，则混凝土表面的水分会很快蒸发，进而造成脱水的现象，使得已产生凝胶状的水泥颗粒无法充分水化，因此无法有效转化为状态稳定的结晶体，最终使混凝土的粘结力不达标，质量不合格，情况严重时会引起混凝土表面颗粒物的脱落等。另外，当混凝土表面的水分过快蒸发时，会引起混凝土结构体较大范围的形变，以致形成裂缝等病害。基于上述问题综合考虑，确定将反馈控制技术引入到混凝土浇筑后期的养护工作中，保障混凝土结构体的粘结力达标和桥梁施工的质量。为便于工程技术人员从宏观上把握桥梁施工的总体质量，设计了桥梁施工质量保证体系的后台控制系统，该系统集成了桥梁施工现场数据的采集、存储、处理和分析等功能。施工数据部署在两台分布式服务器的节点中，其中一台为工作模式，另一台为备用模式，保证数据处理的可持续性。通过C语言设计并开发了系统登录界面，如图3所示。

3工程试验与结果分析

3.1工程概况

以广西桂林市内某公路桥梁施工为例，通过本文所研究的基于反馈控制技术的桥梁施工质量保证体系，重点研究混凝土浇筑后期的养护工作质量，对比应用反馈控制技术前后粘结力达标的混凝土表面积，来综合判断反馈控制技术对于桥梁施工中混凝土结构体粘结力质量的影响程度。

3.2质量保证体系有效性试验

在该段公路桥梁施工中，混凝土浇筑后养护工作计划周期为7d。选取7d后施工现场混凝土表面颗粒作为试验样本，分别对比反馈控制技术应用前后样本粘结力达标的面积，进而判断混凝土结构体的施工质量情况。选取混凝土样本面积分别为10m、20 m和30m，为确保数据分析的准确性，将这三部分混凝土样本最终满足粘结力质量要求的面积求均值。混凝土样本粘结力达标面积数据如表1所示。

3.3结果分析

由表1数据可知，经过为期7d的养护工作后，在选取的三部分混凝土样本中，反馈控制后混凝土样本质量合格率最高为95%，最低为65%。无论是对于哪部分混凝土样本而言，在应用反馈控制技术后的混凝土质量均有显著提高，即验证了本文所研究的基于反馈控制技术的桥梁施工质量保证体系在控制混凝土浇筑后的结构粘结力方面具有一定的作用。为更直观地反映该系统在质量控制方面的具体性能，将表1数据绘制成反馈控制前后混凝土质量合格面积占比图，如图4所示。

4结语

桥梁工程的施工质量一直都是建筑工程领域技术人员所关注的重点问题。通过长期以来的不断探索和研究，在桥梁施工质量的控制方面已取得了大量的研究成果。反馈控制技术因其独具的系统导向纠正功能而广泛应用于各个领域。本文将反馈控制技术应用到桥梁工程施工的质量保证体系中，以实际桥梁工程的混凝土养护工作为例，证明了应用本文所提出的基于反馈控制技术的桥梁施工质量保证体系对于提高混凝土结构体的粘结性能方面的作用。本文研究内容具有一定的创新性，可为其他同类工程质量保证体系的建立提供相应的参考。