装配式市政桥梁墩柱施工质量控制与标准化研究

1. 引言

我国城镇化与基建需求增长，使装配式技术在市政桥梁应用渐广，其相比传统现浇施工有诸多优势，契合建筑业发展趋势。但实际中预制构件精度、装配工艺等问题制约施工质量提升，开展相关质量控制与标准化研究意义重大。

当前国内外虽在装配式桥梁施工技术方面有成果，可针对墩柱施工全过程的质量控制体系不完善，缺标准化评价方法。本研究结合工程实践，优化预制构件生产工艺、改进关键技术，建立基于 AHP - 熵权法的评价体系，以提升施工质量与效率，提供技术参考。

2. 装配式墩柱建造工艺及品质管控关键之处

2.1 预制构件生产质量把控

预制构件生产对施工质量保障是十分重要的。利用 BIM 技术建三维参数化模型实现数字化设计，模具制作借激光扫描控安装精度，误差需在1/1000 以内。混凝土浇筑采用高频振捣与智能养护系统，构件密实度超声检测合格率超 98% ，还引入 RFID 技术实现构件全生命周期质量追溯。

2.2 现场装配关键工艺要点

现场装配影响墩柱整体性能。套筒灌浆工序对比三种工艺，0.3 -0.5MPa 压力注浆法最佳，灌浆饱满度 98.5% ，比传统工艺高 15% 。安装定位时开发实时监测系统，将墩柱安装垂直度偏差控制在 H/1500 内，且经有限元分析优化临时支撑方案保障安装稳定性。

2.3 全过程质量检测体系构建

构建含原材料、预制、运输、安装四阶段的质量检测体系。预制阶段重检混凝土强度等关键指标，运输阶段实时监控构件受力，安装阶段用红外热成像技术测灌浆密实度，以便及时处理质量问题、降低风险。

3. 装配式墩柱施工标准化评价体系

3.1 评价指标体系的建立

基于 PDCA 循环理论构建含 3 个一级、12 个二级指标的多层次评价体系，一级指标权重分配为：设计标准化（ 35% ）、施工工艺标准化（ 45% ）和管理标准化（ 20% ）。在施工工艺标准化指标中，重点纳入了构件预制精度等关键二级指标。为提高评价体系的科学性，研究采用德尔菲法组织15 位行业专家进行了多轮论证。特别需要指出的是，安装垂直度作为核心评价要素，其权重系数被确定为0.21，体现了该指标在体系中的重要性。

3.2 评价方法的改进

运用 AHP - 熵权组合赋权模型优化评价方法，具体实施过程分为三个步骤：首先运用层次分析法确定主观权重；其次基于20 个实际工程项目的检测数据，通过熵权法计算客观权重；最后采用博弈论组合赋权方法得出综合权重。该方法整合主客观优势，提高评价可靠性，其模型一致性比率 CR 值为 0.028，小于 0.1，验证了合理性。

3.3 标准化等级评定

由综合评价得分将施工标准化水平划分为优秀、良好、合格、不合格四个等级，针对各等级制定差异化改进方案，建立含评估、反馈、优化等环节的闭环管理体系。实践应用显示，该机制能精准识别施工薄弱环节，为提升标准化水平提供有效支撑与管理工具。

4. 工程应用与效果分析

4.1 工程概况

本研究选取武汉市二环线武昌段快速化改造工程作为实证案例，该工程由中建三局承建，施工周期为 2021 年 3 月至 2022 年 3 月。项目采用预制拼装工艺建造 36 个桥梁墩柱，墩柱高度范围为 8-12 米，全面实施了本研究开发的质量控制体系。施工场地处于武昌核心区域，具有典型城市施工特征：工作面平均宽度限制在 15 米以内，施工期间经历冬季低温环境，同时需满足昼间噪声不超过70 分贝的环保标准。

4.2 实施效果分析

质量检测数据表明，本质量控制体系取得显著成效。依据武汉市市政工程质量监督站 WHM2022-036 号检测报告，墩柱垂直度最大偏差值控制在 4.8 毫米范围内（相当于墩高的 1/2083）；基于 JGJ355-2015 标准采用雷达检测技术，套筒灌浆密实度达到 99.2% ；混凝土 28 天抗压强度标准差由行业平均水平的3.2MPa 降低至1.8MPa，质量稳定性明显提高。

工期控制方面，施工记录显示标准 10 米墩柱施工周期由常规 7 天缩短至 4.8 天，项目总工期较计划提前 27 天。工期优化主要得益于两项技术创新：预制与安装的并行作业模式实现14 天的工期节约；标准化吊装工艺使单次作业时间从3.5 小时减少到2.2 小时。

经济效益分析显示，尽管 BIM 技术应用增加 136 万元投入，但综合效益显著：材料损耗率下降3.5 个百分点至 1.6% ，人工成本节省218 万元，质量返工费用减少 79 万元。参照同类工程养护数据，预计运营维护成本可降低 28%-32% 。

4.3 社会效益评估

环境监测数据表明，项目实施过程中环保指标表现突出。根据武汉市环保局 WHHB2022-045 号监测报告，施工现场 PM10 平均浓度维持在58μg/m³ ，显著低于国家规定的 70μg/m³ 限值；噪声监测数据显示昼间平均声级为 67.3dB，符合环保要求。项目技术创新成果显著，成功申报省级工法《装配式桥梁墩柱施工工法》（HBGF-147-2022），并取得两项国家实用新型专利授权，包括墩柱定位装置（ZL202221387654.1）和灌浆质量检测系统（ZL202221402318.6）。团队培养成效显著，3 名核心人员入选省级专家库，开展技术交流活动培训 186 人次，助力行业人才建设。

4.4 推广应用价值

成果已应用于武汉光谷大道南延线、宜昌伍家岗长江大桥引桥、长沙湘府路快速化改造等重点项目，墩柱质量验收一次合格率 100% ，湖北省住建厅将其列入推广目录，为行业技术升级提供重要参考，证明其普适可靠。

5. 结论与展望

经系统探索与实践验证，本研究于装配式桥梁墩柱施工质量控制领域成果显著。集成 BIM 技术与数字化监测构建全过程质量控制体系，预制构件生产精度达 1/1000 以内；开发套筒灌浆连接技术，施工合格率达98.5% 领先行业；建立含 3 个维度 12 个关键参数的标准化评价体系，使质量缺陷发生率控在 1.2% 以下，助力行业质量标准制定。

展望未来，研究聚焦三方向：深化智能建造技术整合，研发基于数字孪生的全周期质量监控系统；创新装配节点连接工艺，提升结构可靠性与耐久性；建立标准化体系动态调整机制，适配多样工程需求。本研究为后续科研及工程实践提供支撑，随技术工艺发展，该领域前景广阔。

参考文献：

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