歐陽強(qiáng),岳明雷

（湖南路橋建設(shè)集團(tuán)有限責(zé)任公司,湖南 長(zhǎng)沙 410000）

0 引言

在公路橋梁工程的施工過程中，橋梁機(jī)械的規(guī)格、種類、型號(hào)多種多樣，技術(shù)、性能與作業(yè)范圍各有不同。為了保證路橋梁工程能按時(shí)按質(zhì)完成任務(wù)，對(duì)橋梁機(jī)械施工中常見問題加以分析，應(yīng)用先進(jìn)的設(shè)備管理系統(tǒng)對(duì)橋梁機(jī)械進(jìn)行協(xié)同組合，提高橋梁施工機(jī)械的綜合性能和施工效率是當(dāng)前橋梁建設(shè)單位需要認(rèn)真研究的課題。建設(shè)單位需加強(qiáng)橋梁機(jī)械設(shè)備的維修管理，建立科學(xué)合理的工程機(jī)械設(shè)備綜合管理模型，以便高效管理設(shè)備，更好地發(fā)揮其性能[1-2]。

1 橋梁機(jī)械施工設(shè)備常見問題

1.1 常見問題

為加快施工進(jìn)度，大多數(shù)路橋施工單位經(jīng)常讓施工機(jī)械設(shè)備超載超時(shí)運(yùn)行。這種機(jī)械施工機(jī)械設(shè)備性能的過度消耗加快了設(shè)備的折舊，增加設(shè)備的停機(jī)和維修時(shí)間，機(jī)械設(shè)備的施工效率不升反降。表1 列出了最常見的橋梁工程機(jī)械設(shè)備使用問題及原因。

表1 橋梁工程項(xiàng)目施工設(shè)備主要問題及成因

1.2 原因分析

根據(jù)表1 可以看出，所有常見問題中，出現(xiàn)概率最高的是橋梁工程機(jī)械設(shè)備長(zhǎng)期超負(fù)荷工作、人為操作不當(dāng)這兩個(gè)問題，出現(xiàn)概率均為30%左右。此外，設(shè)備操作人員違章操作引起的設(shè)備問題也占到20%的發(fā)生概率。

1.3 解決方法

（1）加強(qiáng)橋梁機(jī)械裝備體系建設(shè)。對(duì)所有橋梁機(jī)械設(shè)備實(shí)行定人、定機(jī)、定崗管理，落實(shí)各級(jí)橋梁機(jī)械設(shè)備管理職責(zé)；對(duì)橋梁機(jī)械設(shè)備進(jìn)行定期維護(hù)保養(yǎng)，確保橋梁機(jī)械設(shè)備處于良好的工作狀態(tài)，杜絕隱患[2]。根據(jù)橋梁機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行情況制定檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)、檢驗(yàn)內(nèi)容和檢驗(yàn)周期。明確橋梁機(jī)械設(shè)備報(bào)廢流程，對(duì)能耗高、損壞嚴(yán)重、技術(shù)落后的設(shè)備按規(guī)定報(bào)廢。

（2）加強(qiáng)橋梁機(jī)械設(shè)備的維修管理。進(jìn)行預(yù)防性維護(hù)，制定維護(hù)計(jì)劃，每年度、季度或月度按計(jì)劃對(duì)橋梁機(jī)械設(shè)備進(jìn)行維護(hù)。對(duì)于非重要橋梁機(jī)械設(shè)備的維護(hù)，可在橋梁機(jī)械設(shè)備運(yùn)行異常后進(jìn)行維修，降低維修成本。并通過檢測(cè)設(shè)備監(jiān)測(cè)橋梁機(jī)械設(shè)備的工作狀態(tài)，根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果及時(shí)發(fā)現(xiàn)和排除橋梁機(jī)械設(shè)備存在的問題[3]；改進(jìn)橋梁機(jī)械設(shè)備的維修方式，引進(jìn)先進(jìn)的維修技術(shù)和方法，提高維修質(zhì)量；通過改造橋梁機(jī)械設(shè)備的結(jié)構(gòu)來提高橋梁機(jī)械設(shè)備的性能，并及時(shí)評(píng)估改造效果。

（3）加強(qiáng)橋梁機(jī)械設(shè)備和人員的管理。制定橋梁機(jī)械設(shè)備操作人員培訓(xùn)教育計(jì)劃，定期組織操作人員參加理論和實(shí)踐學(xué)習(xí)，使操作人員掌握橋梁機(jī)械設(shè)備的性能、原理、結(jié)構(gòu)、使用要求、維修要點(diǎn)和故障排除技巧。

（4）應(yīng)用先進(jìn)的設(shè)備管理系統(tǒng)，如協(xié)同操作機(jī)制（Cooperative Operation Mechanism，COM）的施工系統(tǒng)模型，通過設(shè)備管理系統(tǒng)對(duì)各類工程機(jī)械設(shè)備進(jìn)行管理和調(diào)配，提高施工機(jī)械設(shè)備的協(xié)作與效率[4]。

2 基于COM 的施工系統(tǒng)模型

2.1 功能需求分析

現(xiàn)階段，我國大部分路橋建設(shè)單位對(duì)工程機(jī)械設(shè)備的采購和使用缺乏完善的規(guī)范制度，在建設(shè)橋梁時(shí)，不同的機(jī)械設(shè)備無法有效協(xié)同工作，導(dǎo)致工程施工效率低下。因此，施工機(jī)械設(shè)備之間的高效協(xié)同是機(jī)械設(shè)備管理系統(tǒng)的基本功能需求。

2.1.1 機(jī)械施工設(shè)備型號(hào)匹配的最優(yōu)性

建造橋梁懸臂施工中，吊裝鋼構(gòu)件和預(yù)制混凝土件時(shí)應(yīng)結(jié)合所用材料的種類和重量選擇匹配的起重機(jī)設(shè)備，并以標(biāo)準(zhǔn)化、高效化的協(xié)同作業(yè)方式進(jìn)行施工。

2.1.2 機(jī)械施工設(shè)備啟動(dòng)次序的合理性

旋轉(zhuǎn)設(shè)備、圍護(hù)設(shè)備和吊裝設(shè)備被廣泛應(yīng)用于橋梁施工，這些工程機(jī)械設(shè)備的功能特點(diǎn)、性能參數(shù)不同，因此，施工時(shí)需要協(xié)調(diào)好各設(shè)備之間的施工順序、施工計(jì)劃，合理規(guī)劃設(shè)備使用時(shí)間，從而保證橋梁工程建設(shè)的高效開展。

2.1.3 機(jī)械施工設(shè)備調(diào)度管理的協(xié)調(diào)性

要嚴(yán)格按照現(xiàn)行橋梁工程施工機(jī)械設(shè)備調(diào)度管理規(guī)范，確定橋梁工程施工機(jī)械設(shè)備的出入場(chǎng)及啟停時(shí)間[5]。

2.2 系統(tǒng)模型搭建

基于協(xié)同操作機(jī)制（Cooperative Operation Mechanism，COM）建立的橋梁工程機(jī)械設(shè)備管理系統(tǒng)可以將橋梁工程機(jī)械設(shè)備的型號(hào)、性能參數(shù)、啟停時(shí)間、啟停順序、施工調(diào)配[6]、維護(hù)計(jì)劃等信息高效整合。橋梁工程建設(shè)單位可以使用該系統(tǒng)對(duì)施工中使用的機(jī)械設(shè)備進(jìn)行了高效分類管理[7]，系統(tǒng)可以直觀呈現(xiàn)各工程機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，建設(shè)單位通過顯示在監(jiān)控中心的數(shù)據(jù)對(duì)工程機(jī)械設(shè)備的狀態(tài)實(shí)施監(jiān)測(cè)，從而提高橋梁建設(shè)的整體效率[8]，基于COM 構(gòu)建的橋梁施工機(jī)械設(shè)備管理系統(tǒng)基本架構(gòu)見圖1。

圖1 COM 機(jī)械施工設(shè)備系統(tǒng)模型架構(gòu)示意圖

基于協(xié)同操作機(jī)制COM 建立的橋梁工程機(jī)械設(shè)備管理系統(tǒng)模型[9]，包含機(jī)械設(shè)備的型號(hào)參數(shù)統(tǒng)計(jì)、設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)計(jì)劃、設(shè)備工作計(jì)劃等功能。設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)可以實(shí)時(shí)發(fā)送到控制中心，由上位計(jì)算機(jī)處理程序進(jìn)行處理后，顯示在主控室的監(jiān)控大屏幕上[10]。

2.3 系統(tǒng)整體性能分析

基于對(duì)COM 施工機(jī)械設(shè)備系統(tǒng)的整體性能分析可以更好地了解施工機(jī)械設(shè)備在橋梁實(shí)際施工中的使用情況，識(shí)別施工機(jī)械設(shè)備存在的安全隱患，并對(duì)機(jī)械設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，確保橋梁建設(shè)工作的順利開展，同時(shí)提高設(shè)備綜合性能和使用壽命。搭建COM 模型前后的橋梁機(jī)械施工設(shè)備運(yùn)行工況如圖2 所示。

圖2 搭建COM 模型前后的橋梁機(jī)械施工設(shè)備運(yùn)行工況

從圖2 可以看出，橋梁工程施工機(jī)械設(shè)備管理系統(tǒng)投入使用后，橋梁工程施工機(jī)械設(shè)備的故障次數(shù)會(huì)顯著減少，設(shè)備的運(yùn)行狀況會(huì)被隨機(jī)捕捉。在未使用設(shè)備管理系統(tǒng)COM 模型前，設(shè)備故障概率很高。設(shè)備管理系統(tǒng)COM 模型投入使用后，基線的兩側(cè)是設(shè)備正常工作的點(diǎn)陣。可見，基于COM 的橋梁工程施工機(jī)械設(shè)備管理系統(tǒng)模型對(duì)提高設(shè)備的整體性能起到了積極作用[11-12]。

3 工程實(shí)例驗(yàn)證

3.1 工程概況

該次研究對(duì)象是某路橋施工單位實(shí)例，對(duì)該單位的現(xiàn)有橋梁工程項(xiàng)目施工機(jī)械設(shè)備的施工效率進(jìn)行試驗(yàn)研究，以驗(yàn)證基于COM 的設(shè)備管理系統(tǒng)模型的可行性，表2 為該路橋施工單位現(xiàn)有的主要橋梁工程施工機(jī)械設(shè)備。

表2 某路橋企業(yè)部分橋梁施工機(jī)械設(shè)備庫存情況表

3.2 施工效率分析

該次試驗(yàn)以起重設(shè)備為試驗(yàn)對(duì)象，基于橋梁工程建設(shè)中起重機(jī)設(shè)備的一般使用情況，比較COM 模型使用前后的起重機(jī)完成工作量，分析起重機(jī)完成的工作量（t）與作業(yè)所耗時(shí)長(zhǎng)（h）之間的關(guān)系[13]，如圖3 所示。

圖3 起重機(jī)完成工作量與作業(yè)所耗時(shí)長(zhǎng)的關(guān)系對(duì)比圖

如圖3 所示，在橋梁工程建設(shè)中，使用COM 模型前，起重機(jī)設(shè)備需花費(fèi)更長(zhǎng)時(shí)間才能完成同樣工作量，主要原因是起重機(jī)設(shè)備折舊和老化過快造成的[14]。使用COM模型后起重機(jī)設(shè)備完成同樣工作量花費(fèi)的時(shí)間更短，設(shè)備的施工效率更高，驗(yàn)證了COM 模型的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，說明該次提出的橋梁工程施工機(jī)械設(shè)備管理模型是可靠的[15]。

4 結(jié)論

為更好地保障橋梁建設(shè)工程的質(zhì)量，提高施工效率，建設(shè)單位應(yīng)該盡量規(guī)避施工風(fēng)險(xiǎn)，保證施工機(jī)械設(shè)備性能良好，加強(qiáng)橋梁機(jī)械裝備體系建設(shè)，對(duì)設(shè)備進(jìn)行預(yù)防性維護(hù)，加強(qiáng)機(jī)械設(shè)備操作人員培訓(xùn)與教育，并建立科學(xué)合理的工程機(jī)械設(shè)備綜合管理模型，以便高效管理設(shè)備，更好地發(fā)揮其性能；以某路橋建設(shè)單位的起重機(jī)設(shè)備為研究對(duì)象，分析在應(yīng)用設(shè)備管理系統(tǒng)模型前后起重機(jī)設(shè)備利用率與時(shí)間的關(guān)系，試驗(yàn)結(jié)果顯示，該文提出的基于COM 的設(shè)備管理系統(tǒng)模型，可以有效提升橋梁施工設(shè)備的性能和施工效率。