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数字化+物联网技术在桥梁施工管理中的应用分析

李璇
  
工程技术探索
2024年36期
武汉市城市道路桥隧事务中心 湖北武汉 430015

摘 要:本文探讨了数字化与物联网技术在桥梁施工管理中的应用,旨在提升施工管理的效率和质量。通过研究进度、质量和安全管理的具体案例,展示了数字化工具和物联网设备在实际施工中的有效运用。研究结果表明,这些技术显著优化了资源配置、加强了过程控制,并提高了安全保障水平。例如,在施工进度管理中,通过数字化编制和物联网数据采集,实现了对进度偏差的及时预警和动态调整;在质量控制方面,利用传感器实时监测原材料和施工过程,有效保障了工程质量;而在安全管理上,则通过人员识别和设备监测,大幅减少了安全事故的发生。

关键词:数字化;物联网技术;桥梁施工管理;应用分析

随着科技的进步,数字化和物联网技术在桥梁施工管理中的应用变得日益重要。这些技术不仅能够提升施工效率,还能确保工程质量和安全。在当前的基础设施建设中,如何有效地利用这些先进技术已成为行业关注的焦点。因此,本研究旨在深入分析数字化和物联网技术在桥梁施工进度、质量和安全管理中的具体应用,以期为未来更多的工程项目提供参考和借鉴。

一、数字化与物联网技术在桥梁施工进度管理中的应用

1.进度计划的数字化编制与物联网数据采集

在桥梁施工项目启动初期,借助数字化工具如项目管理软件(如Primavera P6),管理人员能够根据工程规模、复杂程度、资源配置等因素制定详细且合理的施工进度计划。该计划以网络图或甘特图的形式呈现,明确各施工任务的先后顺序、起止时间以及资源需求。例如,在某大型跨江大桥项目中,利用数字化技术将整个工程分解为多个子任务,精确到每个桥墩的浇筑、每段钢梁的架设等具体工序,并为每个工序设定了预期完成时间节点。

与此同时,物联网技术通过分布在施工现场各类关键路径上的传感器(如GPS定位器安装在施工车辆与机械设备上),实时采集施工资源的投入情况。这些传感器将数据传输至云端管理平台,使管理者可以清晰掌握每一时刻实际施工进度与计划进度的偏差。例如,若某台混凝土运输车因故障在路上耽搁,其GPS信号异常,系统会立即发出预警,提示管理者进度可能受到影响,以便及时调整后续工序安排或调配其他资源进行补救。

2.基于数字化模型与物联网数据的进度动态调整

数字化技术构建的施工进度模型不仅包含时间与任务关系,还能结合成本、质量等多维度因素进行综合分析。当物联网采集的现场数据反馈进度出现偏差时,利用数据分析算法(如蒙特卡洛模拟法),可在数字模型中快速模拟多种调整方案及其可能产生的连锁反应。例如,若因恶劣天气导致某关键线路施工延误,系统可根据当前已完成工作量、剩余工作量以及可调配的资源情况,模拟增加人力投入、延长工作时间或调整施工顺序等不同策略下对总工期、成本和质量的影响。

通过这种方式,管理者能够在众多方案中选择最优调整策略,确保施工进度始终处于可控状态。并且,调整后的进度计划可实时更新并同步至相关施工人员与部门的数字化终端设备上,保证全体参建人员对最新进度安排的知晓与执行,从而有效避免因信息滞后或沟通不畅导致的进度进一步延误。

二、数字化与物联网技术在桥梁施工质量控制中的应用

1.原材料质量监测的数字化与物联网手段

在桥梁建设中,原材料质量是决定工程质量的基础。数字化技术应用于原材料供应商管理系统,记录每一批次原材料的产地、规格、化学成分、物理性能等详细信息,并建立数据库。例如,对于钢材供应商,其在供货时提供的每批钢材的质量证明文件(包括材质单、检验报告等)均以电子文档形式存储于数字化平台,方便随时查阅与追溯。

物联网技术则通过在原材料堆场或加工车间安装各类传感器来实现质量的实时监测。以混凝土原材料为例,在砂石料堆场设置湿度传感器与重量传感器,可实时监测砂石含水率变化情况;在水泥储存罐上安装温度传感器与料位传感器,既能防止水泥受潮结块,又能确保水泥用量准确。这些传感器采集的数据实时传输至质量管理系统,一旦发现某项指标超出规定范围,系统自动锁定该批原材料,禁止其进入下一工序,并及时通知供应商与相关管理人员进行处理。

2.施工过程质量监控的数字化影像与物联网传感技术

在桥梁施工过程中,数字化视频监控系统遍布整个施工现场,从基础开挖、桩基施工到上部结构安装等各个环节均处于监控之下。高清摄像头拍摄的施工画面实时传输至监控中心大屏,管理人员可通过电脑或手机端随时查看现场施工情况。例如,在桥梁悬臂浇筑施工中,监控摄像头可捕捉每一个施工节段的钢筋绑扎、模板安装、混凝土浇筑等操作细节。与此同时,物联网传感器被埋设或安装在桥梁结构关键部位及施工设备上,用于监测应力、应变、温度、振动等参数。如在桥梁主梁内部预埋应变片传感器,可实时监测混凝土在荷载作用下的应力应变变化情况;在架桥机关键结构部位安装倾角传感器与载荷传感器,能及时发现架桥机在吊装作业过程中的超载、失衡等安全隐患。这些传感器采集的数据与数字化视频监控画面相结合,形成全方位的质量监控体系。一旦出现质量问题迹象,系统立即报警并定位问题所在部位,便于及时采取修复措施,确保施工质量符合设计要求与规范标准。

三、数字化与物联网技术在桥梁施工安全管理中的应用

1.人员安全管理的数字化识别与物联网定位跟踪

在桥梁施工现场,人员的安全管理至关重要。数字化技术采用人脸识别、指纹识别或智能手环等方式对施工人员进行身份认证与出入管理。在工地出入口设置人脸识别闸机,只有授权人员才能进入施工现场。每个人的信息(包括姓名、工种、所属班组、培训记录等)均录入数字化人员管理系统。例如,某桥梁工地为每位工人配备了带有二维码标识的安全帽,管理人员通过扫描二维码即可获取工人相关信息,并记录其进出施工现场的时间与位置。

物联网技术则利用GPS定位器或蓝牙信标等设备实现对人员的实时定位跟踪。在施工现场关键区域(如高处作业面、深基坑周边等危险地带)设置电子围栏,当人员靠近或进入这些区域时,定位系统立即发出警报,提醒管理人员及时制止危险行为。例如,在进行桥梁塔柱高空作业时,若工人偏离安全操作区域,其佩戴的定位手环会触发警报,同时监控中心也能收到报警信息并采取措施,有效防止高处坠落等事故的发生。

2.设备安全管理的数字化运维与物联网故障预警

桥梁施工涉及大量大型机械设备(如起重机、架桥机、搅拌站等),其安全运行直接关系到施工安全与进度。数字化技术应用于设备运维管理系统,记录设备的采购信息、安装调试记录、日常维护保养记录、故障维修记录等全生命周期数据。通过大数据分析技术,可预测设备可能出现故障的时间与部件,提前安排维护保养工作。例如,某桥梁工地的起重机在使用过程中,数字化运维系统根据其累计工作时长、起吊次数以及历史故障数据,分析出卷扬机减速箱可能在近期出现故障,于是提前安排更换配件并进行保养,避免了因设备突发故障导致的停工损失。

结语

综上所述,数字化与物联网技术在桥梁施工管理中的应用展现出了巨大的潜力和价值。通过精细化管理和智能化监控,不仅提高了施工效率,还确保了工程质量和现场安全。未来,随着技术的不断发展和完善,这些应用将会更加广泛和深入,进一步推动桥梁建设乃至整个建筑行业的现代化进程。

参考文献

[1]吴远佳.数字化 + 物联网技术理念在智慧桥梁施工管理中的应用[J].江苏建材,2024,(03):162-163.

[2]陆维.“数字化 + 物联网技术”理念在智慧桥梁施工与管理中的应用研究[J].西部交通科技,2024,(06):158-160.

[3]张艺文.数字化 + 物联网技术在桥梁施工管理中的应用研究[D].中北大学,2024.

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