DB36/T 1159-2019 高速公路工程施工质量监管信息化技术规范(路基、路面、桥梁工程)

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DB36/T 1159-2019 高速公路工程施工质量监管信息化技术规范(路基、路面、桥梁工程)

该方法在配料盘加装力学传感器,将配料盘重量变化通过信号转换,进行储存和网络传输,该类系 统优点是耦合性高,数据真实可靠;气缺点为实施复杂,使用成本较高,且传感器电子元件易老化和损 坏、维护成本高,降低监控数据的可靠性和准确性; b)基于打印机数据流解析的监控方法 该方法截留拌和楼工业控制计算机的打印数据,用相应软件进行提取和解析,从而获取拌和楼的实 时生产数据。该系统的优点是安装过程简单,运行成本低,其缺点是打印数据流接收和解析过程中,易 受到外界电磁影响,产生错误的监控数据; c)直接读取工控机数据文件的监控方法 在沥青混合料拌和设备上安装驻留软件,直接将拌和楼未经分析的底层数据获取,当产生新数据时, 程序能能够扫描到新数据时,并把数据整理成服务程序需要的格式通过移动网络发送到远程服务器。此 方法对安装人员要求较高,即需要技术人员根据控制电脑的系统结构,现场编辑调整软件的程序语言和 罗辑,以适应不同品牌拌和站的数据库型号、版本,但保证了采集数据的真实性; d)基于显示器字符识别的监控方法 该类系统在拌和楼现场安装摄像头,通过采用VGA视频采集卡获取拌和楼工业控制计算机的显卡 输出图像,然后对制定区域的字符进行识别生产数据。水稳混合料拌和数据通过从水稳拌和楼数据采集 系统获取,因此,软件接口要求:把原数据打包成json格式;硬件接口要求:通过上位机串口转换成UDP 网络协议获取数据。根据数据采集与传输方式,采集精度及稳定应满足采集设备精度和网络协议最低要 求。 为了确保采集数据的真实性,采集直接读取工控机数据文件的监控方法。根据控制电脑的系统结构 现场编辑调整软件的程序语言和逻辑,以适应不同品牌拌和楼的数据库型号、版本。因此,采用通过水 稳混合料拌和楼控制信息系统采集各料仓计量数据、水泥剂量、用水量、拌和时间。 由于水稳混合料拌和生产以每盘为单位,由此,逐盘采集频率应不低于逐盘拌和生产时间,确保采 集数据的完整性。

5.4.5沥青混合料拌和生产

沥青混合料监管方式与水稳混合科类似,采用通过对拌和楼控制信息系统安装外接系统/内置系统 打印机串口桥接系统获取油石比、各材料用量、混合料级配、沥青加热温度、集料加热温度、拌和时间。 沥青混合料还需监管温度指标,因此采用温度传感器在出料口进行逐盘实时采集。 由于沥青混合料拌和生产以每盘为单位,沥青混合料拌和时间根据具体情况经试拌确定,以沥青均 匀裹覆集料为度。间歇式拌和机每盘的生产周期不宜少于45s(其中干拌时间不少于5~10s)。改性沥青和 SMA混合料的拌和时间应适当延长。由此,逐盘采集频率应不低于逐盘拌和生产时间,确保采集数据 的完整性

GTCC-065-2019 铁路碎石道砟-铁路专用产品质量监督抽查检验实施细则5.4.6沥青混合料运输

沥青混合料运输的关键指标采集包括:装料时间、运输时间、卸料时间、车辆运输轨迹、车辆行驶 立置、车辆行驶速度、开始摊铺时间、开始摊铺桩号、结束摊铺时间。 混合料运输与沥青运输类似,但是需要采用无线射频RFID方案获取进入施工场地的时间。无线射

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术在阅读器和射频卡之间进行非接触双向数据传输,以达到目标识别和数据交换的目的。对于沥青混合 料运输车的信息采集主要是车牌的识别,即在运输车辆出场、到达摊铺现场进行唯一性的识别,并在识 别过程中记录各个时间点。对于车牌的识别拟采用无线射频识别技术RFID。 RFID识别器与系统服务器的传输方式主要通过Web服务来进行相互联通,包括: a)提供Web服务的系统首先根据需求制定服务程序,以及服务的对外访问地址和接口; b)通过Web服务公布的地址以及交互API接口函数的规定,把数据发送给接收方; c)接收方收到数据后进行相关处理,同时会返回给应用系统是否传输成功和处理后需返回的数据。

5.4.7沥青混合料摊铺

沥青混合料摊铺的关键指标采集包括:摊铺温度、摊铺厚度、摊铺速度、摊铺时间、摊铺桩号、摊 铺轨迹。 a)摊铺温度通过混在摊铺机上安装红外温度传感器获取。传统的沥青路面摊铺温度测量主要通过 现场人员手持玻璃温度计进行测量,测量时间长,导致测量频率不能满足实际施工要求。接触式测温仪 表如热电偶、热电阻等,需要与被测物质进行充分的热交换,需要经过一定的时间才能达到热平衡,存 在着测温的延迟现象,有一定的使用局限

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Ta——指当前摊铺温度, n——有效传感器的数量, Ti——单个传感器采集的温度值, TL摊铺温度离析值 T (i,max) 组数据中最大温度值, T (i,min) 组数据中最小温度值。 温度离析的程度判断参考下表:

Ta——指当前摊铺温度, n—有效传感器的数量, Ti——单个传感器采集的温度值, TL摊铺温度离析值, T(i,max) 组数据中最大温度值, T (i,min) 一组数据中最小温度值。 温度离析的程度判断参考下表:

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5.4.8沥青混合料压实

信息管理平台为沥青路面施工质量监管信息化系统的应用层,展示功能菜单以及数据信息,满足和 用户直接的直接交互。根据沥青路面施工全过程各工艺环节,结合不同统计分析的方法,进一步于应用 层进行基于GIS的地图展示,及列表、图表、模型的数据展示改性沥青生产质量监控、沥青运输质量监 空、水稳混合料拌和质量监控、沥青混合料拌和质量监控、沥青混合料运输质量监控、沥青混合料摊铺 质量监控、沥青混合料压实质量监控数据。实现查询历史数据、预警数据、系统配置数据等功能。

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摊铺速度宜控制在2~6m/min的范围内。对改性沥青混合料及SMA混合料宜放慢至1~3m/min。摊 铺不得中途停顿,并加快压实。如因故不能及时压实时,应立即停止摊铺,并对已卸下的沥青混合料覆 盖苦布保温。

摊铺速度宜控制在2~6m/min的范围内。对改性沥青混合料及SMA混合料宜放慢至1~3m/min。摊 铺不得中途停顿,并加快压实。如因故不能及时压实时,应立即停止摊铺,并对已卸下的沥青混合料覆 盖苦布保温。

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预警國值参考控制指标國值设定,控制指标根据《公路工程沥青路面施工技术规范》(JTGF40) 的要求设定。 信息管理平台预警判断、预警消息发送都依赖于预警基础数据库,数据库的建设主要基于大量的沥 青路面现场技术咨询服务案例和经验,通过对案例的数据化处理形成基础数据库。从沥青路面施工和专 项技术咨询角度来说,由于区域化的施工技术水平、原材料水平、气候特征等因素的影响,沥青路面施 工质量和整体技术发展水平呈现较大的差异,也就是说区域性特征是路面监控和决策的重要影响因素。 对于构建的专家决策系统来说,其也是重点的考虑因素。因此在基础数据库构建的样本来源选择时候, 应重点结合选择本区域内的执行沥青路面的典型工程案例,作为数据库样本的主要来源,同时针对典型 的路面施工问题,也将补充全国范围内的典型工程案例作为样本。针对路面工程质量控制中常见的预警

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预警处置是整个质量预警处理过程中较为复杂的一个步骤,其处置原理根据基于范例推理CBR的智 能决策支持系统(IDSS)而产生。由于路面施工质量影响因素多、环节繁琐、工艺复杂,难以确定因 果关系,信息往往具有随机、模糊等不确定性,知识表示、因果关系的确定往往非常困难。因此,基于 智能决策系统(IDSS),利用相关专家在长期的处理问题过程中积累的丰富经验和科研技术成果建立 知识库和范例推理机(CBR)建模,建立专家辅助决策系统作为路面施工质量辅助决策系统设计和实现 的理论方法依据。

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质量预警处理流程实现信息化对于路面施工质量控制指导,是系统的反馈信息通道,系统将预警内 容分析推荐处理意见给质量管理人员,质量管理人员选择或手动录入处理方案,完成预警问题的闭环, 并形成预警处理记录储存。 对于已处理预警信息,系统自动分类汇总、存储,形成该项目线上预警处理基础数据库,对于同类 预警现象再次发生,系统自动检索推荐相应的处理解决办法。

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6桥梁结构物质量信息系统组成与功能

桥梁结构物施工质量监管信息化系统借助物联网、智能分析技术的发展,对桥梁结构物工程中关键 材料、施工关键工艺进行智能监管,开发桥梁结构物施工全过程的实时管控技术,对采集信息进行阀值 空制,对采集的数据进行分析反馈波动情况,最终通过信息管理平台反馈的问题做出判断,实现问题的 团环。 本规范将桥梁结构物施工质量监管信息化系统分为:数据采集设备以及数据信息管理平台两部分

6.1.1采集设备组成

数据采集设备主要通过物联传感器、定位传感器等物联网技术设备采集原始数据信息,再通过无线 网络信息传输技术对桥梁结构物施工过程实时采集的关键指标数据进行解析与传输,确保数据传输的实 时性、完整性、准确性。

6.1.2信息管理平台组成

信息管理平台满足计算机软件、计算机硬件、网络的相互融合、协同作业。通过现场数据采集设备、 养梁信息管理后台、桥梁信息管理平台,使数据信息从采集、传输、存储、分析、统计到展示与应用贯 穿一体,从而建立桥梁结构物质量信息系统

6.2.1采集设备功能

6.2.1.1水泥混凝土拌和质量采集设备 水泥混凝土拌和采集设备用于关键指标数据的采集。由于水泥混凝土生产配比应满足和易性、凝结 时间等施工技术条件;满足强度、耐久性等质量要求。在混凝土拌和过程中通过严格控制配比波动情况 以保障水泥混凝土的稳定性。 因此,采集设备需要具备实时采集级配、用水量、水泥用量、粗集料用量、细集料用量、外加剂用 6.2.1.2水泥混凝土运输质量采集设备 在运输过程中应考虑运输工具的性能和运输速度,并与拌和、浇筑能力相适应。系统通过运输轨迹 电子围栏限定车辆按照规定线路行进,对混凝土开始、结束运输时间、开始浇筑时间、结束浇筑时间采 集与统计用于确保在初凝前完成浇筑工作,并对水泥混凝土施工过程的进行有效追溯。 6.2.1.3预制梁张拉压浆数据采集设备 桥梁结构安全性问题主要原因之一是桥梁梁体预应力张拉施工不规范、有效预应力不足、缺少有效 的质量控制手段,导致桥梁的使用寿命严重缩短,被迫提前进行加固。 人 压浆是保护预应力筋免遭锈蚀,保证构造物耐久性的有效途径,预应力筋通过水泥浆与周围砼结合 成整体,加强锚固的可靠性,以提高结构物的抗裂性和承载能力,预应力管道压浆如果不密实将严重影 向结构物的耐久性;控制液水胶比、流量、压浆压力、稳压时间等监控,监控与记录压浆施工的整个工 艺流程,保证压浆压力,稳定稳压时间,进而保证预应力管道的压浆密实

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因此,采集设备需要实时采集预制梁压浆过程浆液水胶比、压浆量、压浆压力值、稳压时间等信息 进一步计算预应力、张拉力。 6.2.1.4试验室压力试验机采集设备 工地试验室作为工程建设项目管理的关键环节,对工程质量的管理扮演着重要角色,起试验检测工 作作为工程质量控制的重要手段和质量评判的基础数据来源,是工程质量能够得到保障的重要前提。 其中主要涉及到的监管试验检测数据包括:钢筋、水泥、水泥混凝土。因此,试验室压力试验机采 集设备需要具备实时监控水泥砼试件试验过程的能力,并绘制混凝土强度试压过程曲线图。

.2.2信息管理平台功能

桥梁信息管理平台辅助用户对桥梁质量管理信息资源的运用,对采集的关键指标数据存储、 析、展示。并与沥青路面质量信息管理平台一样,具备数据共享功能、数据安全和权限管理功能 下载功能,满足一般应用系统最低性能要求

6.3.1采集设备技术要求

采集设备监测硬件主要包括网络传输RTU设备、定位设备、电子识别设备等装置,网络传输RTU 用来监视和测量安装在远程现场的传感器和设备,获得设备数据传输至管理后台;定位设备用来获取运 输车辆位置信息;电子识别设备用以运输车辆的唯一识别,获取相对应的车辆、运输时间等信息。 正文中关于采集设备相关的技术要求内容是根据《公路桥梁施工施工技术规范》(JTG/TF50)成 果提出。

6.3.2信息管理平台技术要求

信息管理平台技术要求参见条文说明4.3.2部分内容

6.4.1水泥混凝土拌和

水泥混凝土拌和过程数据采集与水稳混合料、沥青混合料的原理 一样,可以采用基于传感器的监控 方法、基于打印机数据流解析的监控方法、基于显示器字符识别的监控方法、直接读取工控机数据文件 的监控方法。 为确保采集数据的真实性,本规范建议水泥混凝土拌和采用直接读取工控机数据文件的监控方法 通过数据采集子系统实时扫描拌和生产数据,并将数据打包成ison格式;再通过网络模块通过上位机串 口转换成UDP网络协议获取数据。为保证数据连续性及完整性采集,约定了采集精度及稳定性最低要求! 逐盘采集混凝士生产信息

6.4.2水泥混凝土运输

对于水泥混凝土运输车的信息采集主要是车牌识别技术及定位设备来实现。在拌和站进行车辆唯一 性的识别,获取开始运输时间;定位设备实时上传车辆对应位置信息,系统自动绘制运输轨迹;考虑至 施工现场浇筑位置的不确定性,运输车到场时现场管理人员通过运管管理APP手动扫描车辆信息获取开

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始浇筑时间,同时录入浇筑位置(如儿跨儿联儿号墩柱等),浇筑完毕后再次扫描车辆信息自动获取浇 筑结束时间,完成运输过程闭环 具体是在拌和站安装RFID识别器,同时在运输车辆粘贴RFID电子标签及定位设备,拌和站安装的 RFID识别器识别到运输车辆电子标签后获取开始运输时间、运输车牌信息,定位设备实时采集车辆位 置信息。定位设备自带无线传输功能将位置信息、车牌信息、RFID电子标签时间信息打包成明文,以 TCP协议通过无线网络发送至运输监管模块,运输监管模块根据车牌自动匹配开始浇筑时间、结束浇筑 时间、浇筑位置信息以完成运输过程闭环。 RFID识别技术原理参见5.4.6部分内容,

6.4.3预应力梁张拉、压浆监管

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9.35mm、14.3mm。从两端伸长量的对比中也可以看出智能张拉设备的张拉力同步精度远高于传统张拉 设备。

6.4.4试验检测监管

检测监管采集主要针对试验室压力机、万能机等试验仪器上部署采集系统及数据传输终端,系 集传输试验数据。除试验结果数据外,还应包括:

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信息管理平台应当具备数据接收与存储功能,将采集层获取的数据信息存储在数据库中,再通过代 码按一定形式整理展示在平台之中,平台具备数据共享功能、数据安全和权限管理功能、数据下载等功 能。 信息管理平台实现桥梁质量监管全过程的信息化、可视化,展示功能菜单以及数据信息,满足和用 户直接的直接交互。根据监管施工工艺各划分为:水泥混凝土拌和、水泥混凝土运输、水泥混凝土强度 式验、预制梁张拉压浆等功能模块。包括监管指标图形化呈现(饼图、曲线图、柱状图、运输轨迹等) 及统计(每日生产各料仓用量统计、水胶比统计、运输周期、轨迹及重量统计、浇筑位置统计、张拉压 浆过程统计、试验检测统计等)。 a)数据统计分析就是用质量特征值数据去分析、判断整个桥梁结构物的质量状况。数据平台数据 分析方法分为两类:一类是均值、中位数等,反映数据的集中位置;一类主要有偏差、标准差、变异系 数等,反映数据的离散程度。 1)偏差:指数据与设计值之差,偏差计算比较简单,能从一定程度上反映每组数据的波动情

2)四分位距,通常使用箱形图来表现一个数据集的分布特征

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一般中间矩形箱的上下两边分别为数据集的上四分位数(75%,Q3)和下四分位数(25%, Q1),中间的横线代表数据集的中位数(50%,Media,Q2),四分位距是使用Q3减去Q1计算得到。 3)方差,使用均值作为参照系,考虑了数据集中所有数值相对均值的偏离情况,并使用平方 的方式进行求和取平均,避免正负数的相互抵消,用来衡量数据离散情况的统计量。 4)标准差,是各数据偏离平均数的距离的平均数,与检测值本身相差太大GPS-RTK技术在电力工程送电线路测量中的应用,常用标准差反应 数据的离散情况。 5)变异系数,上述介绍的方差、标准差和平均差等都是数值的绝对量,无法规避数值度量单 位的影响,所以这些统计量往往需要结合均值、中位数才能有效评定数据集的离散情况。变异系数的优 势就在于作为一个无量纲量,可以比较度量单位不同的数据集之间的离散程度的差异:缺陷也是明显的, 就是无法反应真实的绝对数值水平,同时对于均值是0的数据集无能为力。 b)数据查询 按照特定条件查询相关的采集、分析数据图表。

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以钢筋试验为例,试验管理人员可根排 查询对钢筋试验历史数据进行查询,并能从查询数 据中清楚了解钢筋试验结果,同时将具体检测批次试验数据以图表及图形的形式进场直观反馈

预警处理流程参照5.6.2部分内容。 本规范结合《公路桥梁施工技术规范》(JTG/TF50)与广吉等高速项目实际应用情况,整理了桥 梁结构物施工过程中各个环节关键指标控制阅值,规范执行单位可根据该指标,同时结合项目实际管理 需求自行设定。 其中JTS 120-2-2018 拦河闸坝工程航道通航条件影响评价报告编制规定,《公路桥梁施工技术规范》(JTG/TF50)规定:

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《公路桥梁施工技术规范》(JTG/TF50)规定:预应力筋采用应力控制方法进行张拉时,张拉力 控制应力的精度宜为±1.5%,应以伸长量进行校核,设计未规定时,其偏差应控制在6%以内”;规定: “对水平或曲线管道,压浆压力宜为0.5~0.7MPa,关闭出浆口后宜保持一个不小于0.5MPa的压力”,考 患到压浆设备压力最小分度值≤0.1Mpa的情况,压力分级控制值区间无明显差异,特未将压浆压力及 稳压时间控制范围进行分级。 试验检测预警控制指标阈值范围没有规定,统一参考《公路工程质量检验评定标准第一册土建工 程》(JTGF80/1),当桥梁结构物试验检测结果不满足规定要求,即推送预警。 桥梁结构物施工预警处理的基础数据库信息表如下:

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