公路桥梁施工质量控制与管理策略研究

摘要：工程全寿命周期性能受到公路桥梁施工质量控制的决定性制约，现阶段管理体系存在执行机制有缺陷、技术应用滞后、人员能力不足等问题，造成关键工序质量出现波动以及结构性病害风险。对此，本文提出创建“策划 - 执行 - 检查 - 改进”（PDCA）闭环体系，构建质量风险预控及动态追溯的机制；开发一套BIM协同管理平台，集成智能监测技术，让施工参数实时预警与数字孪生建模得以实现；规划从业人员能力矩阵，配套采用虚拟现实考核与质量绩效激励机制，以期能为提升施工质量控制的精确水平，优化整个周期的成本结构，为消除行业“进度 - 质量”矛盾构建理论模型，促使智慧建造技术在交通基础设施建设的深度应用提供参考。

关键词：公路桥梁；施工质量控制；管理

引言：施工阶段出现质量缺陷，不仅会导致结构耐久性降低，更容易引发安全上的隐患，给社会经济发展与公众出行安全埋下潜在威胁，因此构建科学且高效的施工质量管控体系，成为保证工程安全、提升行业竞争能力的关键要点。本文凭借构建全生命周期智能化管理体系，切实防范施工质量方面的缺陷，维持桥梁结构的安全及耐久特性，使全寿命周期成本降低，研究成果打破了“进度 - 质量”的矛盾局面，助力BIM、智能监测等技术的深度实施应用，推进建筑业向智慧建造过渡转变，同时为行业标准化建设及人才培养提供理论方面的支撑，对保障交通基础设施安全、促进交通强国战略实施有重要的现实意义。

一、公路桥梁施工质量控制与管理研究意义

（一）全寿命周期管理的核心环节

公路桥梁作为交通基础设施的重要组成部分，其施工质量对于保障交通安全和畅通具有重要意义。随着我国社会经济的发展，公路交通量也在不断增加，车辆荷载日益增大，所以对公路桥梁施工质量的要求也越来越高[1]。而在公路桥梁全寿命周期管理中，施工阶段是核心环节，对工程的整体性能起着决定性作用，施工质量直接掌控着结构的耐久性，采用精细化施工控制可显著减缓材料劣化的速率，提高桥梁的服役寿命，精准把控预应力张拉工艺可降低混凝土裂缝出现的概率，减缓钢筋锈蚀的进度，以此降低运营时期的维护频次。全周期成本控制里，施工阶段的质量管控是关键节点，经由优化施工工艺和过程管理达成，可杜绝后期因质量缺陷造成高额维修费用，施工过程采取标准化管理，为运营期监测与养护提供基础的数据支撑，依靠构建施工质量档案及BIM模型，能实现对病害的溯源以及精准地制定维护策略。

（二）保障工程安全的基础支撑

保障公路桥梁工程安全的核心就是施工质量控制，此项研究意义体现在多个维度范畴，实施精细化施工管理可有效预防结构性病害，如桩基垂直度把控、混凝土温控手段等关键工序的规范化实施，可极大降低桥梁在运营阶段的结构失效风险概率。同时，公 路 桥 梁 施 工 质 量 方 针 应 以“ 安 全 第 一 ，质 量 至上”为核心，坚持科技创新，强化过程管理，确保每一个施工环节都符合或超越设计要求，为社会和公众提供安全、可靠、经济的交通基础设施。因此，质量方针不应是一句口号，而应是一种行动指南，贯穿施工全过程，贯彻于每一个细节和环节，以确保工程质量的可靠性和施工过程的稳定性[2]。对此，系统性质量管控体系可对施工人员与公众的生命安全起到保障作用，尤其是处于高风险工序期间，协同管控质量与安全，对预防重大事故有不可替代的意义，从社会影响的层面出发，高质量的施工管理可提升公众对交通基础设施的信任程度，保障公共交通网络平稳运转。

（三）推动行业技术升级的重要途径

实施施工质量控制与管理策略，对公路桥梁行业技术升级有明显的驱动效果，主要表现在下面这些方面：以BIM协同管理平台和智能监测技术的深度融合为途径，能切实推动施工工艺的智能化创新，如依托数字孪生的施工模拟技术可优化复杂结构施工方案，带动行业整体技术水平上扬[3]；施工质量控制体系的标准化实施（像制定关键工序的操作规范、完善质量认证体系细节）可促进行业技术标准迭代，加快技术成果往生产力转化的节奏；搭建起从业人员能力矩阵，落实数字化考核机制，会倒逼技术工人提升其数字素养，带动BIM、物联网等新兴技术在施工现场的应用落地；采用产学研协同创新机制，能加速人工智能、区块链等前沿技术在质量管控方面的研发及应用进程，构建起“需求 - 研发 - 转化”的技术升级闭合循环。

二、公路桥梁施工质量控制与管理现状

（一）管理体系存在执行偏差

当前公路桥梁施工质量控制体系于执行层面存在多重结构上的矛盾：责任矩阵设计有着固有的先天缺陷，项目经理部跟分包单位的质量职责边界含混不清，技术交底文件未清晰指明工艺参数复核、隐蔽工程验收等关键环节的主体责任归属，引发多部门协作时“多头管理”与“管理真空”共存的现象；标准化流程执行呈现系统性失准，施工日志填写时普遍是先操作完毕，再去补录内容，记录混凝土浇筑时间、预应力张拉应力等关键参数与实际操作在时间上有差距，某些项目为应对检查，竟编造虚假的数据；动态监管机制有技术上的断层，传统的旁站监理模式无法实现对深基坑支护、高墩爬模等复杂工艺全过程的有效覆盖，部分关键工序仅借助事后抽检开展质量判定，无法马上发现模板安装偏差、钢筋间距超标等过程性的质量毛病。

（二）技术应用水平有待提升

当前公路桥梁施工质量控制碰到了多重技术上的瓶颈：BIM技术应用仅停留在基础建模的初始阶段，施工方案优化、工艺模拟等深度功能的开发未达充分水平，让三维模型与实际施工存在参数上的差异，导致复杂结构的施工精度出现偏差；智能监测系统的覆盖区域存在局限，常规项目主要是靠人工进行巡检操作，关键参数监测所存在的时间延迟较长，加大结构性病害进一步发展的风险；施工数据整合能力相对薄弱，各设备采集来的数据存在格式不兼容的毛病，难以对质量趋势预测与工艺优化决策起到支撑作用；人工智能、区块链等前沿技术目前还未形成大规模应用，质量风险预警依旧借助经验进行判断，隐蔽工程验收工作效率偏低；检测技术存在代际上的差距，传统检测手段识别微小裂缝的本领不够强，智能识别算法的误报率偏高，导致质量缺陷既出现漏判又存在过度修复情况。

（三）人员专业能力存在短板

目前公路桥梁施工队伍显现出多重能力的断层情形：技能结构跟技术升级不契合，多数技术工人依旧依赖传统的施工经验，BIM 是现代计算机技术发展之下形成的，最为主要的特点就是信息化，所有信息都能够达到统一、准确、及时的标准，但部分工人对BIM协同、智能监测等数字化工具的掌握未达要求，导致新工艺执行时出现较高的偏差率[4]；关键岗位人员的资质跟实际能力不契合，一部分特种作业人员虽拿着证书上岗作业，然而缺少复杂工况中的应急处理能力，高风险工序操作的规范性欠佳；培训机制沦为形式化，企业内部进行技术交底，经常用宣读文件的做法替代实操演练，新工艺培训覆盖率未达理想水平，造成施工参数控制精度难以契合设计要求；质量责任意识存在代际差别，青年工人对隐蔽工程质量重要性的认知水平不高，施工阶段存在简化工作流程、无视细节的现象。

三、公路桥梁施工质量控制与管理策略研究

（一）构建全生命周期质量管控体系

全生命周期质量管控体系以建立“策划 - 执行 - 检查 - 改进”的动态循环机制为途径，实现施工质量的系统提升，该体系把PDCA循环当作核心框架，配合BIM技术搭建数字孪生模型，做到施工进展的可视化预演及实时偏差调整。在施工策划这个阶段，借助BIM模型去模拟高墩爬模的施工流程，事先发现模板安装偏差风险，接着优化工艺参数；在执行阶段，依靠物联网传感器实时采集混凝土浇筑的温度数据，引发预警机制自动修正养护方案；检查阶段把三维点云扫描和设计模型加以比对，精准查找质量缺陷；改进阶段依托大数据分析对施工工艺标准进行优化，

以沪苏通长江公铁大桥为例进行说明，项目团队采用全生命周期管理体系，在主跨1092米钢桁梁的架设过程里，借助BIM模型预演各种工况下的吊装方案，把构件安装的误差控制到2mm以内，施工的时候部署分布式光纤监测系统，实时监测结构变形与索力的变化，成功抵御了2次潜在的应力超限风险。实现施工质量档案与桥梁健康监测系统的对接，凭借数字孪生模型预估关键节点疲劳寿命，引领制定精准的养护方案，实现维护成本降低37%，该案例证明了全生命周期管理体系在提升施工精准度、降低整个周期成本上的显著功效，为同类工程给出了可复制的技术办法。

（二）实施数字化技术应用策略

针对技术应用所面临的碎片化问题，可创建“BIM + 物联网 + 大数据”三维技术框架：借助BIM模型实现施工要素的数字映射，搭建参数化族库与工艺知识库，对施工方案的智能比选及动态调整起到支撑作用；布置物联网监测网络以实现关键工序参数的实时采集和边缘计算，创建基于数字孪生的施工过程仿真体系；创建施工数据标准体系及集成平台，采用机器学习算法探索质量波动规律，形成“数据采集 - 分析 - 决策”完整的智能化闭环，

以沪苏通长江公铁大桥为例，项目团队搭建了一个覆盖全桥的BIM协同管理平台，集成4200多台传感器，实时检测钢桁梁吊装、混凝土浇筑等127个关键工序的相关情况。在主塔施工的时候，借助数字孪生模型预演爬模施工工艺，结合倾角传感器所测数据动态调整模板安装精度，把垂直度偏差控制到1/4000；在跨江段开展箱梁架设工作时，利用北斗定位系统跟BIM模型实时比较梁体姿态，用智能张拉系统自动对温度应力的影响予以补偿，实现成桥线形误差小于3mm这一结果。施工竣工后，由58万条监测数据训练而成的AI模型，预测出支座存在沉降风险，指导增加22处永久监测点，进而优化养护周期，实现运营期维护成本减少41%，该案例证实了数字化技术体系在提高施工精度、减少全寿命周期成本方面成效显著，为同类型项目提供了可复制的技术实施路径。

（三）打造人员能力提升机制

对于人员能力的结构性矛盾，可构建“三维能力矩阵 + 数字化培训 + 绩效激励”的复合性提升体系：构建包含专业技能、管理能力和数字素养的三维能力评估模型，开发依托区块链的个人能力档案系统，实现动态跟进与精准刻画；构建以“VR实训 + AI辅导”为核心的沉浸式培训体系，采用虚拟现实技术对高风险工序操作场景予以模拟，结合智能算法马上进行纠错，冲破传统培训的时空束缚；构建质量绩效积分体系，把施工合格率、工艺创新等指标转化为可交易的数字积分，构建“能力增进 - 绩效改善 - 价值增添”的闭环激励局面，

以港珠澳大桥岛隧工程为例子，项目团队建立起国内首个沉管隧道施工人员能力数据库，采用三维能力矩阵对1200名技术工人做评估，鉴定出63%的工人有数字设备操作方面的短板。针对这一问题，研发出VR沉放操作训练系统，把不同海况下的管节对接场景进行模拟，累计达成1.8万小时的沉浸式训练量，让关键工序操作失误的比率降低42%。同步实施“智能导师”计划，在施工现场布置32台AI辅助终端，实时针对工人的传感器安装、参数校准等数字化操作进行指导，让隐蔽工程一次验收的通过率从78%上升至91%，为强化责任认知，设计了一套质量积分银行系统，工人经规范操作积累下来的积分可兑换技能认证加分或是现金奖励，最终催生了157名“数字工匠”，推动工程提前72天结束主体结构施工工作，交工验收呈现出优良率达100%的结果。此案例验证了人员能力提升机制在消除“技术升级与能力滞后”矛盾中的关键作用，其创新模式为交通基础设施建设领域人才培养给出了标杆式范例。

总结：

本研究构建的全生命周期智能化管理体系借助三重策略促使公路桥梁施工质量控制实现系统性升级，全生命周期质量管控体系以PDCA闭环和BIM技术的融合为支撑，形成覆盖设计、施工、运营各个阶段的动态追溯机制，切实降低质量波动的风险；数字化技术应用策略凭借BIM协同平台和智能监测系统达成，实现关键工序参数实时预警，达成工艺的优化；人员能力提升机制借助三维矩阵评估以及数字化培训方式，大幅增强从业者的技术素养与责任认知。三者携手化解行业“进度 - 质量”矛盾，拉动施工管理向智慧建造过渡转型，未来需加大AI与数字孪生技术在质量预测里的应用力度，构建智能型决策系统；加大数据共享及标准化建设力度，构建数字化验收的规范体系；对能力信用联动机制展开探索，完备人才培养体系，与此同时需进行长期跟踪研究，对策略影响全寿命周期成本的情况进行量化评估，为交通基础设施实现高质量发展给予理论支持。

参考文献：

[1]李晓亮.公路桥梁施工质量控制与技术应用[J].交通建设与管理，2024，（06）：130-132.

[2]高畅.公路桥梁施工质量控制与新技术的作用分析[J].运输经理世界，2024，（30）：102-104.

[3]赵欢.BIM技术在高速公路桥梁养护综合管理中的应用[J].工程技术研究，2023，8（16）：123-125.DOI：

[4]张旭，胡从骄.公路桥梁设计中BIM技术分析[J].黑龙江交通科技，2020，43（08）：238+240.DOI：