來源：智能建筑與工程機械 2022年1期
作者：胡飛鴿 饒璐 閆泓予 王小龍 樊楊彪
摘 要：為了提高橋梁預制構件的施工質量，綜合運用智能檢測技術，實現對橋梁預制構件的檢測，達到橋梁預制構件標準。在橋梁預制構件中的立柱、蓋梁工藝中，詳細介紹預制構件鋼筋骨架檢測系統，彎折件視覺測量系統和孔間距測量系統等。智能檢測系統提高了橋梁預制構件的產生質量，也為智能檢測在其他行業應用提供了有價值的參考。
關鍵詞：智能檢測;橋梁預制構件;生產質量
0 引言
近年來，隨著國家大力推廣裝配式結構的政策導向，預制裝配行業迎來了高速發展的機遇，與此同時，也對預制構件的質量提出了更高、更精、更準的要求，工廠化生產、自動化檢測的需求日益迫切[1]。然而縱觀建筑施工技術發展至今，針對預制構件鋼筋骨架的檢測仍普遍采用“半人工半機械”的傳統手段，自動化程度和測量精度均不高[2-3]。
在國內綠色建筑政策的驅動下，裝配式行業迎來高速發展。在預制構件的生產制造中，國內普遍仍采用“半人工半機械”的傳統手段，尤其對于大型構件，因工序復雜，勞動強度大，產品質量無法保證，因此智能檢測設備的研發及應用則顯得至關重要。現有的智能檢測設備往往需要檢測技術(數據采集)和算法優化(數據處理)[4-6]。檢測技術大多應用于農業、工業、醫學，如計算機視覺技術，利用圖像來實現對環境信息的識別與認知[7-9];機器攝影測量技術，通過拍攝圖片自動生成可遠近視角且位置精度高的實景，三維模型已應用于水電工程及工程地質考察;激光掃描技術，可利用三維掃描建模已用于實體建模;探地雷達技術，可模擬暗挖隧道的鋼筋間距并得以檢測[10-12];照片3D建模技術，利用Autodesk 123D Catch對拍攝的照片進行整合生成人體器官的三維模型。
而算法層面上，K. Singh[7]提出一種基于遞歸方法和深度學習的圖像處理算法，可以從圖像中識別出不同粒的大小，并根據粒的像素大小來估計粒的大小，同時精確地測量幾個米粒的大小和質量，促進水稻產量的量化，促進更快的稻米質量評估。Warsewa.A等人在結構智能控制這方面，為解決圖像處理的延遲問題，數值模型和實際系統實時數據不統一的問題上，編寫一種隨觀測器動態調整的算法，優化傳感器布置，提出了一種主動承重單元的自適應建筑狀態估計方法。在建筑工程中，智能檢測設備的應用則為數不多。
1 智能檢測系統
智慧檢測并不是檢測行業的單獨分支，而是檢測行業與信息化、大數據、云服務、智能終端相結合所得出的產物。簡單的說，即為“互聯網+檢測”，其宗旨是利用互聯網及其相關技術改變檢測服務模式，使整個檢測流程更加高效、便利，提升客戶的滿意度。
與國外相比，國內檢測行業起步較晚，2000年后在政府逐步放松管制的基礎上發展起來。外國檢測機構于1995年進入中國檢測市場。由于起步晚、起點低，國內檢測機構的市場份額遠低于國外檢測機構。發展壯大國內檢測機構刻不容緩;而且經濟技術發展等因素給國內檢測機構帶來了更多的機會，在一定程度上促進了我國經濟的發展。
2 橋梁預制構件工藝
智能檢測在預制構件中不僅可為預制混凝土構件提供全生命周期的數據追蹤服務，避免構件加工過程中人為檢測的缺陷，而且可極大提高構件的成品質量和施工效率，大幅降低人員投入成本。下面是立柱、蓋梁預制構件工藝介紹。
2.1立柱工藝
第一道工序是來料驗收合格后，原料應按物料的種類、型號、規格、等級、廠家分開存放，不得混放，并設置標識，料堆應存放在倉庫(棚)內。鋼筋的運輸、儲存和加工應避免腐蝕、污染或彎曲。第二道工序，鋼筋下料，柱的鋼筋骨架件在工廠加工進行焊接。鋼筋骨架檢測前，工人先對檢測現場進行清場，避免不必要的人為因素影響檢測過程。緊接著鋼筋骨架進場，固定在滑軌預設點位處。3D相機模組安裝在軌道上，從控制房中移出，沿著滑軌，依次到達指定的檢測位P1-Pn進行檢測。傳送數據至云服務器。工藝調整臺架尺寸預制柱鋼筋籠的加工。保證鋼筋保持架支撐的穩定性，第三道工序，鋼套及灌漿套筒安裝，鋼套加工采用BIM建模，配合立柱工藝外觀，自帶雨水槽，精密切割，精密焊接，內置錨固釘與箍筋，精度控制在+2 mm內。第四道工藝綁扎鋼筋，整柱的鋼筋籠加工完成后，鋼筋加工后綁扎在胎架上。第五道工序，骨架放入模具后，驗收合格后才能調離夾具。在吊裝鋼骨架時，阻止其變形，采用多點位吊裝。第六道工序，立柱模板設計及安裝 ，模板進場，模板要求必須按設計的要求和質量，這樣的模板才可運用在此道工序。檢查內容主要集中在模板的尺寸及平整度，檢查完成后方可使用。第七道工序，橋梁構件混凝土澆筑及養護，制作立柱的混凝土采用立式澆筑的工藝，一次性澆完成。第八道工序，立柱存放，預制立柱現場存儲為節約存儲場地同時立柱存儲時間周期短，故立柱存儲采取豎立的方式。第九道工藝柱運輸，立柱起吊、立柱翻轉、立柱水平起吊、立柱鑿毛。工藝流程圖如圖1所示。
2.2 蓋梁工藝
蓋梁工藝主要分為以下工序：第一道工序，原材料檢測，鋼筋的運輸、儲存和加工應避免腐蝕、污染或彎曲。第二道工序，加工半成品鋼筋，在鋼筋工廠焊接蓋梁鋼架件。焊接時候，注意時刻觀察是否有明顯變形，確保焊接順暢，然后存放待用。通過3D相機拍攝的鋼筋間距，上傳到智慧工廠云服務器，整合所有檢測位的鋼筋間距等鋼筋骨架信息數據。云端服務器對所上傳的數據信息與本地標準化數據庫信息進行對比，對不合格的點位進行標注，生成最終檢測結果報表，再由工人進場校對檢測結果。第三道工序，加固籠的粘結灌漿連接套采用高強度球墨鑄鐵。套筒在定位盤上，底部用注塞螺栓擰緊，保證灌漿套筒垂直立于定位盤上，允許偏差2 mm。第四道工序，鋼筋籠吊裝入模。安裝側面及端頭模板，鋼筋籠入模后，安裝端模和側模以及錨墊板定位安裝。第五道工序，混凝土澆筑。蓋梁砼設計強度為高強混凝土，運用攪拌系統進行攪拌，運輸車運送混凝土至現場，用連接泵車管澆筑。蓋梁澆筑時，從蓋梁的一端(始端)向另一端(終端)連續澆筑，中間不可停頓。蓋梁澆筑完成后，立刻做起表面抹漿工作。做到表面平整，并應嚴格控制橫向平整度、滿足縱向水平坡度。第六道工序，混凝土養護，砼澆筑完成待砼初凝，且達到拆模要求，拆模后進行蓋布灑水養護。第七道工序，蓋梁鑿毛，待蓋梁強度滿足要求后，用吊具將蓋梁吊裝至檢修臺座進行底部鑿毛，鑿毛要求露出粗骨料。第八道工序，張拉、壓漿、存放，當混凝土強度和彈性模量要求，齡期不少于7 d時，主梁將被張拉。張拉工作完成后48 h內完成灌漿工作，漿液由工人從一端壓入，當另一端有稠漿溢出時，工人做好封死出漿管工作。保持管道中灌漿壓力達到0.5 Mpa，保持3 min的壓力時間，沒有出現滲漏情況的話，關掉灌漿進水管，解除壓力，保證波紋管內漿液密實。灌漿完成后，封錨。最后在廠內存放直至出廠。蓋梁工藝流程圖，如圖2所示。
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