随着交通运输业的蓬勃发展，我国的桥梁建设取得了很大的成就。在工程实践上，各类桥梁的跨度纪录不断刷新，这就对工程项目管理提出了更高的要求。质量控制是项目管理的重要工作内容———工程控制的关键，而施工控制是桥梁工程的宏观质量和安全控制。因此，要保证工程项目的成功实现，除了在施工过程中应用现代控制理论进行施工控制，还应结合工程实际，选用适宜的管理模式，并根据当前的信息化管理发展趋势建立信息系统，提高管理的质量和效率。
1 桥梁施工控制管理的模式
1.1 桥梁施工控制与项目管理的关系
桥梁施工控制的目的是确保施工过程中结构的可靠度和安全性，保证桥梁成桥桥面线形及受力状态符合设计要求。因此，施工控制是桥梁质量控制成败的关键。然而，施工控制与施工质量控制又是有区别的。桥梁施工质量控制重在”微观控制”，如预应力张拉控制、管道灌浆质量控制等； 而施工控制是根据已成梁体状态，在考虑各种影响因素后，为施工能否继续进行或对下一施工阶段的工作发出指示，重在”宏观调控”。施工控制是施工质量控制的前提，为实现质量控制的总体目标提供保障。因此桥梁施工控制在大跨径桥梁建设过程中的作用举足轻重，桥梁施工控制与项目管理的关系如图1 所示。按组织关系划分，现阶段的桥梁施工控制属于桥梁建设项目管理范畴；按工作范围划分属于施工项目管理；按工作任务划分属于工程项目管理范畴的工程项目控制，是建设项目管理中质量控制的核心。总之，要对大跨径桥梁进行成功的质量控制，需要以项目管理理论为基础，结合实际控制工作选用适宜的管理模式进行施工控制管理。
1.2 建设项目管理
对于建设项目管理可以有2 种考虑方法： ①将建设项目管理看作一个顺利实现项目目标的组织过程；②把建设项目管理看成一系列结构化方法的集合。从这2 种不同角度的考虑方法，形成了不同的建设项目管理模式：
(1) 全寿命周期集成化管理模式 将传统管理模式中相对独立的决策阶段开发管理(DM) 、实施阶段业主方项目管理(OPM) 、运营阶段物业管理( FM) 运用管理集成思想，在管理理念、管理目标、管理组织、管理方法等各方面进行有机集成。
(2) 结构化管理模式 以不同类型的管理方法或管理内容作为结构的第1 层次，把各种方法和内容中可以使用的技术作为第2 层次，把面对该项方法可使用的工具作为第3 层次，由此结构化为一个系统，如图2 所示。
1.3 桥梁施工控制管理模式
桥梁施工控制的管理内容较多，如内力、线形、墩塔位移(悬索桥) 和混凝土弹性模量、容重等。不同的管理内容又对应不同的管理方法，这些管理方法可以看作供管理者使用的技术，例如对主梁进行内力控制时，要确定测试截面及部位、测试时间以及选用何种仪器等。每一种方法都有其对应的适用工具，例如应力测试时，如何将仪器的读数转换为应力值等。在研究桥梁施工控制管理时，我们将一座桥的施工控制看为一个独立的项目来进行管理，仅从类型角度来分析就难以把握诸多方法中的工具和技术，故我们可以从结构化的角度来阐述这一项目管理中的工具和技术。首先根据桥梁的形式确定具体的控制内容，将不同的控制项目(即内容) 作为结构的第1 层，把每一控制内容对应的方法、手段作为结构的第2 层，把面对每一方法的具体工作作为结构的第3 层次，由此结构化为一个系统，这就是施工控制管理的结构化方法。
2 桥梁施工控制信息系统开发的必要性
2.1 项目结构化管理中的信息系统
应用结构化模式进行管理，在各层次、各过程均会产生很多数据，建立项目管理的信息系统是很有必要的。一个信息系统可以看作由两部分组成： ①计划系统 将项目的时间、费用和性能数据转化为结构化的、适时、准确的信息； ②控制系统 使用这些信息辅助项目的管理决策，制定与项目组织相关的计划和控制数据，能为项目管理者产生一些控制手段，以协调和领导项目组织的所有要素，包括人力资源、工程设计、原材料和财务部门等。信息系统模型如图3 所示。
2.2 桥梁施工控制信息系统开发的必要性
大跨度桥梁施工监控过程中产生的数据很庞大，要进行人工处理和分析，工作量太大，且容易造成数据的混乱和丢失，影响到数据分析的准确性和预测的精度。因此建立信息系统，在施工控制过程中进行信息化管理就显得非常重要。但是，目前还没有针对施工阶段管理的信息系统，施工控制管理的信息系统在该领域仍是一个空白。因此，开发桥梁施工控制管理信息系统，并利用网络技术实现各种桥梁的资源共享，是有实际意义的。本文所研究的桥梁施工控制管理信息系统（以下简称为CCB-MIS）就是针对这一现状开发的。目的是管理施工监控过程中产生的大量数据，方便录入、查询数据，生成变化曲线来分析桥梁在不同时间、不同工况下的变化情况，提高监控的精度和自动化程度，使桥梁的施工质量、效率、安全性以及可靠性得到保证，同时也能为同类桥梁的挠度、应力控制提供较为系统、完善的参考资料。
3 工程背景及开发环境
CCB-MIS 以嘉陵江马鞍石大桥为工程背景。
CCB-MIS 以SQL Anywhere 数据库系统作为后台数据库，选用Powerbuilder6.0 开发应用程序。
4 CCB-MIS 的开发流程及主要功能模块划分
4.1 系统的工作流程
大跨径桥梁的施工工艺复杂，难度较大。因此，除了监控组织机构的保证之外，尚应成立集管理、设计、施工、测试等工程技术人员共同参加的技术工作组，其主要任务是实施监控管理，工作流程如图4 所示。
4.2 系统构成模式
管理信息系统(MIS) 的研制工作分为4 个阶段： ①系统分析 包括对应用功能的需求分析和对数据的需求分析； ②系统设计 指确立系统结构(功能结构、数据结构) 并进行功能模块设计、数据库设计； ③系统实施 包括功能的编码实现和数据库的建立，并完成对系统功能实现的测试和系统性能的测试； ④系统维护和评价 进行日常维护以及对其效果和效率的综合评价。在这个过程中，虽然强调系统可维护性和可扩充性，但是当系统应用功能改变时，必然导致对原系统的修改(包括程序代码、数据需求和数据关系) 。因此，在开发时应充分考虑系统的构成模式，使MIS 系统能更加全面完整地保存基础数据，方便数据库的维护和新应用程序的开发。
鉴于以上原因，CCB-MIS 的开发采用如图5 所示系统构成模式。其中，用户应用指直接面向控制方的应用系统，它包括施工控制的专业应用和对系统的日常管理。系统管理平台一方面将应用程序与数据库分隔开来；另一方面又联系应用程序和数据库，使控制方的应用通过数据库得以实现。
4.3 系统开发流程及主要功能模块划分
管理决策问题可分为非结构化、半结构化和结构化决策。基于桥梁工程施工确定与不确定因素同时存在，故从管理角度来看，桥梁的施工控制属于半结构化决策问题。在CCB-MIS 的开发时，采取生命周期法与原型设计法相结合的方案，开发流程如图6 所示，在模块化程序设计的基础上增强了系统的可扩充性和目标易变性，既保证了程序设计的系统化和精确化，又能在系统的维护与评价阶段很方便地进行必要的修改和调整。
按照系统工作流程和国内目前的桥梁施工控制管理现状，CCB-MIS 的系统功能模块划分如图7 所示。
4.4 CCB-MIS 系统程序设计
监控数据的维护、查询和图形输出是CCB-MIS 的主要功能。
(1) 数据维护 数据维护模块能进行数据录入、插入、删除、存盘、打印等功能。系统的监控数据录入主要有监控项目及确定值、标高测量数据、应力测量数据、箱梁温度等，对这些主要数据录入窗口采用二级维护界面，对其余初始信息的录入则采用一步维护、网格显示的界面。系统通过提供可选项、代码输入汉字显示等功能，减少汉字的录入和避免数据输入的错误。
(2) 数据查询 查询模块则能实现数据的分类查询、模糊查询及确定性查询，具有快速定位一条记录以及查询一组数据集的功能。界面设计时根据不同对象的查询要求，设计风格一致的查询界面，对于查询时涉及的项目较多的情况，采用报表格式分组显示，一般情况下就采用网格显示的方法。
(3) 图形生成 包括应力、标高、温度随时间的变化曲线。
5 CCB2MIS 在马鞍石大桥施工控制中的应用
马鞍石大桥是渝合高速公路上的一座特大桥，位于渝合高速公路K9 + 979.00～K11 + 216.00 段，横跨嘉陵江，全长1 237m。大桥上部结构为：4 ×40m(预应力混凝土简支T 梁) + 146m + 3 ×250m + 146m(预应力混凝土连续刚构) 。总体布置如图8 所示。
5.1 结构应力监测
施工控制过程中，在该桥墩和上部结构(箱梁) 的关键截面布置应力测点，以监测施工过程中这些截面的应力状况(应力变化及分布情况) ，并且该桥宽跨比很小，同时可用于监测大悬臂状态下结构的稳定性、安全性。采用钢弦式应力计及配套的频率接收仪进行应力监测。
结合该桥的受力情况，以下游幅的5 号、7 号墩为对象，对墩顶、0 号块以及箱梁的L/2 、L/4 截面进行应力监测。以箱梁为例，应力测点布置如图9 所示。
以上游幅5 号墩10 号块时箱梁根部的应力观测为例，应用CCB-MIS 作出控制截面应力曲线来分析应力的变化情况。首先，确定已在应力测试截面维护窗口中输入”箱梁根部”这一项，在应力测试部位维护窗口中输入箱梁根部的所有测试部位编号，再打开应力测量数据维护窗口，录入上游幅5号墩10 号块时箱梁根部各测点的应力值。录入应力测量数据后，即可在截面应力图形输出窗口中得到截面应力曲线，只需在下拉列表框中选择幅侧、墩号、节段号、控制截面和岸名代号，点击“确定”按钮，即可得到应力曲线。
5.2 结构标高监测
在每个现浇梁段布置2 个对称的标高观测点，每一截面的上、下游各设1 点，并注意将底模标高引到箱梁顶观测点。在每个桥墩顶部设置6个观测点，测试桥墩的纵横向偏位、转角及沉降。每幅桥变形测点504 个，全桥共计变形测点1 008个。
以上游幅4 号墩20 号段上游测点在不同工况下的标高变化曲线为例，说明CCB-MIS 在标高监测数据分析中的应用。首先确定工况表已依次填入一个观测周期的4 个工况，再在标高曲线输出窗口中选择标高测点：上游测点(测点1) ，点击确定按钮，即可在绘图区得到标高变化曲线，如图10 所示。横坐标是节段号，纵坐标是各工况下测量值相对于立模标高的差值。同样可查询到不同测点在任一工况的标高连线，以观测横向平整度，如图11 所示。
5.3 温度检测
温度是影响主梁挠度变形的主要因素之一。由于太阳照射方向的原因，箱梁不同截面甚至同一截面的不同位置的温度都是不均匀和不稳定的，不同的温度时刻，主梁都对应于一个不同的标高。同时，日照温变也可能影响桥梁轴线放样的精度。因此，日照温变的现场观测对控制分析与预报较为重要。
温度观测分为大气温度观测和箱梁体内部温度观测，大气温度观测拟选取在与高程测量的同时进行，便于确定有代表性的主梁高程；箱梁体内部温度观测采用预埋元件进行，选择有代表性气温的日子作24h 连续观测。考虑到各个”T”的温度大致相同，故选1 个“T”的1 个悬臂的1 个截面作为温度测试对象。本次温度观测选择5 号墩靠岸侧悬臂的10 号与11 号节段的交界面作为温度测试对象，设1～10 号共10 个测试断面，共28 个温度测点，如图12 所示。
首先在温度测量值录入窗口中输入10 个测试部位共28 个测点，在1d 中不同观测时间的温度测量值(24h 内每2h 观测1 次) ，再选择”温度变化图形输出”菜单，确定温度测试截面和测试部位，即可得到温度2时间变化关系图。例如，1 号截面(指5 号墩10 号与11号节段的交界面) 1 号测试部位的温度2时间变化关系如图13 所示。
6 系统特点
管理信息系统对程序的可读性、可维护性及可扩充性要求较高，此外，对响应速度、用户界面也有一定要求。因此，在CCB-MIS 的设计过程中，采取了如下技术措施：
(1) 采用生命周期法与原型法相结合的开发技术
首先生成原型法的”初始原型”，初始工作模型由用户认可后进行系统开发，投入试运行的过程中再根据实际工作的需求，对初始模型进行反复修改、完善。
(2) 应用程序的设计采用结构化的程序设计方法，程序结构清晰，有注释性说明，对象名、变量名的命名使用规范化，有利于今后的维护。
(3) 用户界面友好。
参考文献：
[1 ] 向中富 桥梁施工控制技术[M] 。 北京：人民交通出版社，2001。
[2 ] 曹锦芳 信息系统分析与设计[M] 。 北京：北京航空学院出版社，1986。
