中云筑科技成果快报：承台大体积混凝土浇筑智能温控系统在G15品质创新工程中应用

2025年4月25日     综合服务部

     混凝土承台等大体积混凝土在其硬化过程中，水化反应释放大量热量，导致内部温度急剧升高，加大内外温差，易导致混凝土开裂等缺陷。因此，为保证混凝土浇筑质量，需对浇筑和硬化过程中的温度加以控制。

    为提升G15沈海高速宁波姜山至西坞段改扩建工程承台大体积混凝土浇筑工程品质，某某单位 联合东南大学与江苏中云筑智慧运维研究院开发了大体积混凝土浇筑智能温控系统，可实现远程线上大体积混凝土温度智能控制和管理。系统以“精准感知、智能决策、快速执行”为核心理念，主要由“数据感知层”“数据传输层”“决策控制层”和“执行机构层”四个模块构成。

    数据感知层：由高精度分布式温度传感器、电磁式流量计及压力计等远程智能监测传感器构成，通过线上平台可实现大体积混凝土关键区域温度分布、各管路流量及压力等参数的精确实时监测，温度精度达±0.3℃，流量和压力检测精度为±1.0%和±1.6%，如图1所示。

    数据传输层：通过4G/5G技术实现高频数据回传，传输延迟控制在50 ms以内，确保海量数据的稳定交互。

    决策控制层：根据大体积混凝土温度控制规范及混凝土结构特征，开发了混凝土温度智能调控算法和软件；基于模糊PID算法与LSTM深度学习模型的双重驱动，同步处理实时数据与历史经验，模糊PID系统基于温差、温度变化速率等参数动态调节冷却水流量，其控制方程中的比例、积分、微分系数根据温差变化率自适应优化；LSTM模型则通过历史数据训练，预测未来温度场演变趋势，提前触发预防性调控指令。

    执行机构层：通过变频及分流等关键技术实现单泵精确调控各支路水流分配，从而控制承台不同部位的温度及其梯度。同时，还能实现数据动态采集到流量自动调控的全流程智能化管理，满足规范及设计要求的降温控制要求。

    本系统在升温和降温整个过程中起到了良好的温度控制效应，具有突出的技术创新：1）采用智能温控系统，通过“感知-决策-执行”闭环控制系统，融合分布式温度传感器、模糊PID算法与变频执行机构，攻克了传统温控中数据滞后、调控粗放的难题，实现了温度场“准确感知、分钟级响应”的精准控制；2）智能系统通过控制温升速率与降温梯度，定向增强局部冷却强度，显著降低温度应力峰值和梯度，降低了混凝土开裂风险；3）相较于传统定流量冷却模式，智能系统通过动态调节水泵功率与阀门开度，减少无效循环能耗，环保效益和质量提升效果突出。