大跨度預應力混凝土橋梁施工現場管理及其優化措施

王 晗

（甘肅路橋第三公路工程有限責任公司，甘肅 蘭州 730050）

大跨度預應力混凝土橋梁是現代交通基礎設施的重要組成部分，施工過程涉及復雜的工程技術和管理流程，要求施工單位在兼顧施工進度、質量和安全的前提下，實現有序的現場管理。因此，在現代工程管理理念的指導下，施工單位必須通過運用先進的信息技術手段、合理的人力資源配置，以及科學的施工流程安排，最大限度地降低施工風險，實現施工過程的優化，以保障施工質量與效果。

1 工程概況

河溝大橋是靈華高速公路建設項目控制性工程之一，全橋共3聯11跨：（30 m+30 m）+（65 m+4×120 m+65 m）+3×40 m，全長798.25 m。主橋上部構造為65 m+4×120 m+65 m預應力混凝土變截面連續剛構，單箱單室截面，引橋采用預應力混凝土連續小箱梁。下部結構橋臺采用柱式臺，3#墩至7#墩連續剛構主墩采用格構墩，1#墩、10#墩采用柱式墩，2#墩、8#墩、9#墩采用空心薄壁墩；橋梁墩臺采用鉆孔灌注樁基礎。

2 大跨度預應力混凝土橋梁施工及現場管理概述

根據大跨度預應力混凝土橋梁施工的施工計劃配置，現場管理工作需同步完善對各項施工環節的管理工作內容，這樣才能夠保證橋梁施工作業的有序進行。而從大跨度預應力混凝土橋梁施工的作業分配來看，橋梁施工的主要環節包括基礎施工、支撐結構施工、預應力構件施工、主跨施工、輔助構件施工等多個施工環節，相應地，施工現場管理則需要根據各項施工環節來制定管理計劃，以控制施工質量、施工效率達到施工標準，保障施工安全的有效管理。因此，從施工現場管理的本質來看，管理工作主要用于處理大跨度預應力混凝土橋梁的工藝設計、方案實施、質量檢查、安全管理，從多個施工要點保障橋梁施工作業完成預期的施工目標，改善大跨度預應力混凝土橋梁工程的施工效果。

3 現階段橋梁施工現場管理的主要難點

3.1 現場管理的施工質量控制問題

首先，在現場管理工作中，管理人員缺少對施工材料質量、施工設備性能的檢查，導致建設的橋梁基礎設施質量較差，如預應力構件出現材料老化現象，導致預應力力值無法達到預期標準，進而出現構件松脫的情況。其次，由于施工階段缺少現場施工監控、監理管理，導致施工階段的質量通病一直留存到施工驗收階段，影響橋梁正式投入運營和使用。如施工階段未能對橋梁主跨的張拉力極限值、橋面荷載極限值等進行檢測，導致橋梁設施的承載性能無法達到預期的設計標準，成為一項嚴重的質量通病。

3.2 現場管理下的施工安全隱患

保障施工安全是工程施工作業實施的前提。結合現階段大跨度預應力混凝土橋梁施工情況來看，由于橋梁施工的工況較為復雜，造成施工中存在影響施工人員人身安全的隱患因素，其中包括懸臂施工、主掛件安裝環節中的高空作業風險；混凝土澆筑過程中的浪涌、坍塌風險等。而在《公路橋涵施工技術規范》（JTG/T 3650-2020）等工程技術規范的指導下，橋梁施工中的現場管理需監控并防范施工安全事故的發生，因此，橋梁施工中的安全隱患問題成為影響現場管理工作需要解決的一大難點。

3.3 現場管理下的資源調配與利用難點

大跨度預應力混凝土橋梁施工中存在的資源調配及利用問題，涉及技術、人員及現場管理等多個方面，也正因為施工現場資源調配存在一定的復雜性，導致該工作成為現場管理作業的一個難點。該問題的主要表現有：首先，資源調配管理問題容易引發施工現場人力資源調度困難，由于大跨度橋梁施工當中需要具備高水平的工程技術人員及專業人員輔助施工，但施工單位無法在短期內增設足夠的施工人員進行作業，從而引發橋梁施工延期、各項施工工序推遲等現象的產生。其次，在資源調配問題下，現場施工管理容易引發供應鏈延遲、設備調配不當等現象的產生，其中包括施工中的起重機械、預應力張拉設備等無法隨時進場，導致施工進度出現延誤。最后，交叉作業難以協調是現場管理中資源調配問題的表現形式之一，由于不同工序之間存在時間沖突、空間沖突和資源沖突，導致負責不同施工工序的分包商無法協調施工作業有序進行，影響施工整體效率。

3.4 現場管理下的管理技術匱乏

在橋梁施工的現場管理中，由于部分管理工作的內容較為復雜，導致管理部門必須采用先進的管理技術來執行現場管理作業。但結合部分橋梁施工的案例內容來看，大多數管理部門在管理技術的應用上仍存在一定的欠缺，以至于現場管理工作無法靈活地應對施工現場的質量、效率及安全問題。典型的表現有：在施工現場監控工作中，大多數管理部門采用的仍然為傳統的監理管理模式，由監理人員及其小組進行現場監控及指導工作。然而，大跨度預應力混凝土橋梁施工的規模普遍偏大，人工管理與監控的方式無法做到監管全局，所以，傳統的人工現場監控的管理模式顯然不適用于施工的現場管理，并且容易導致現場監控管理獲取的數據與監控資料過于貧瘠。

4 針對橋梁施工現場管理的技術方法

4.1 現場管理協同信息化技術

（1）建立完善的現場管理信息系統。在采用信息化技術協調施工現場管理工作的背景下，施工單位必須做到以信息系統為核心，對大跨度預應力混凝土橋梁施工進行全局管理，這樣才能夠充分發揮出信息化管理系統及技術的應用優勢。而在建立現場管理信息系統的過程中，施工單位應當采用適宜的管理信息軟件及設備，打造適用于施工現場管理的信息系統。以某施工單位的現場施工質量管理信息系統建設為例，在信息系統的框架組成方面，施工單位嚴格按照《鋼筋混凝土結構工程施工質量驗收規范》（GB 50204-2017）的施工質量要求，對每一項施工質量目標設置一套對應的質量監管信息系統，其大致的系統組成如圖1所示。在該信息化管理系統的幫助下，信息系統能夠同時作用于施工質量、施工進度、施工安全、施工資源調配等多個方面的現場管理，使現場管理工作真正做到覆蓋全局，保障管理工作效果。

圖1 現場管理信息系統框架組成

（2）實時監控施工現場的作業數據。在信息化技術的幫助下，施工現場管理可以擺脫人工管理模式帶來的工作限制，并且依靠信息化系統對橋梁施工現場進行全局管理，信息系統則能夠將獲得的施工信息數據共享至監理部門，幫助部門進行遠程監控與管理。具體的做法有：通過利用Aconex等系統監控橋梁工程的施工進度，系統能夠通過模型比對，分析得出實際施工與施工方案或圖紙之間的施工進度差異，以及橋梁設施建設的效果差異，繼而將分析結果作為工程施工方案變更的設計依據，減少橋梁施工中的返工次數。

（3）利用虛擬現實技術排查施工安全隱患。虛擬現實技術能夠用于模擬施工方案的實施情況，定時檢測出施工中是否存在安全隱患，能夠提前對施工安全隱患問題進行預警，保障橋梁施工的安全性。可應用于排查大跨度預應力混凝土橋梁施工安全隱患的虛擬現實技術包括：UE引擎模擬技術、Hololens虛擬現實技術、Synchro4D軟件模擬技術等，根據施工現場管理的安全管理工作需求，管理部門可選擇符合實際需求的技術進行監管工作。例如，某單位里有UE引擎模擬技術對橋梁施工進行虛擬碰撞檢測，用于排查懸臂段設計存在的安全隱患問題。在模擬檢測階段，該技術按照輸入的程序指令（懸臂段設計計算公式，如式（1）所示）對懸臂段的設計進行分析，綜合考慮懸臂段自重、活荷載等因素，將計算值超出設計標準的懸臂段結構視為存在安全隱患的施工結構，這對于安全隱患的排查與原因分析具有顯著的導向作用。

虛擬碰撞檢測下的懸臂段彎曲應力計算分析：

式（1）中，σ表示施工現場實測的懸臂段截面彎曲應力；M 表示懸臂段彎矩；×c表示懸臂段截面最大離心距（該案例中取中性軸至邊緣距離）；I表示懸臂段截面慣性矩。

4.2 現場管理協同BIM模型技術同步運行

BIM模型技術是一種能夠通過可視化模型，直接分析出現場施工進度、施工質量問題及資源調配的技術方法，在大跨度預應力混凝土橋梁施工中，施工單位可以利用BIM模型技術協同施工目標進行現場管理工作，保障現場管理工作的有序進行。而BIM技術可應用的管理工作范圍有：首先，大跨度橋梁在強風、降雨等情況下容易出現共振等情況，影響到橋梁結構的穩定性及使用安全性，對此，施工的現場管理應當采用BIM模型技術模擬橋梁設施在強風等條件下的受影響情況，幫助施工單位判斷混凝土及鋼材等材料的強度及質量是否達到預期要求，提前避免外界因素對施工設施建設造成的影響。其次，通過利用BIM模型技術實時建設橋梁施工的可視化模型，管理部門能夠及時對現場施工材料的用量進行監控與管理，并根據橋梁構件施工的尺寸、材質、數量等屬性信息，通過對屬性編輯功能計算出施工中的材料以及用量，再通過對比施工現場實際的材料用量情況，實現對施工材料使用的管理。

5 優化橋梁施工現場管理效果的有效辦法

5.1 根據橋梁施工要求完善現場管理流程

現場管理工作流程對于橋梁施工而言具有指導作用，因此，為了保障現場管理工作質量，管理部門需要分別制定現場管理工作體系，明確其管理流程。以某大跨度預應力混凝土橋梁施工的管理流程設計為例，首先，該部門將現場管理工作流程分為安全管理流程、質量管理流程、環境保護流程、進度管理流程、成本管理流程、溝通協調流程，管理部門按照各個流程分別進行現場管理。該方式有利于避免管理工作混淆，保障現場管理實施效率。其次，在單個管理流程的設計上，管理部門要兼顧管理質量、效率、安全，并在各個施工階段制定相應的管理目標。例如，在施工階段的成本管理流程設計上，該部門分別對橋墩、橋臺施工工序的材料支出成本、設備租賃成本進行跟蹤監督；對梁段制作、吊裝、連接、預應力張拉等施工環節的人力資源成本進行檢查；制作成本管理檔案、記錄保障成本管理符合規范要求；分析成本問題，制定新一輪的成本管理決策。通過完善現場管理流程的框架，使該項目的成本安全得到保障，大幅提高了成本資源的使用效率。

5.2 制定現場管理工作的責任機制

在現場管理工作中落實責任機制，有利于幫助各部門明確自身在現場管理工作中的職責，保障多項現場管理工作的同步實施。而為了應對大跨度預應力混凝土橋梁施工管理的復雜性問題，部門內部制定的管理責任機制，應當從以下幾個方面出發：首先，責任機制應當明確各個崗位、團隊與個人的具體職責及任務，并按照施工流程及項目需求，劃分不同的角色與管理團隊。如安排施工現場管理工作的安全主管、質量監督員、進度控制員等。其次，管理部門應當設立層級結構，在責任機制下保障現場管理工作實現信息通暢、決策迅速，并由不同崗位的管理人員協作進行現場管理，保障管理工作的有序推進。通過完善現場管理工作中的責任機制與責任體系，橋梁施工的工序銜接、工作交接將會更加順暢，保障橋梁工程能夠在預定的施工周期內順利完成。

5.3 打造專門的現場管理團隊

從部分橋梁工程實施的現場管理工作情況來看，現場管理工作大多交由監理部門、安全主管、質量控制員等多方完成。然而，由于負責現場管理的工作人員源于不同部門，導致在管理期間很可能出現信息交流不通暢等情況，影響施工現場管理的實際效率。針對該問題，施工單位應當協調項目方，建設一支負責現場管理工作的專業團隊，由該團隊統一負責現場管理工作。例如，施工現場管理團隊的建設可以采用“PCS管理團隊模式”來執行現場管理工作，即以項目經理為核心，打造二級管理層（包括施工經理、安全主管、現場主管）和打造三級管理層（安全員、質檢員、現場技術員、文件記錄員），通過打造分層式的管理團隊，能夠有效改善人才資源的利用效率，保障現場管理工作順利完成。

6 結束語

綜上所述，現場管理工作對于橋梁施工作業的正常運行具有重要作用，通過有效實現施工現場的資源合理化調配、施工作業的多元化管理、施工環節的多樣化分析，橋梁工程施工才能夠按照預定的施工方案有序進行，保障施工的質量及效率達到預期標準。因此，施工單位需貫徹現代化工程管理理念，采用多元化的管理技術及手段，實現管理作業的集成化、系統化，助力橋梁工程的建設與發展。