“十四五”期間，甘肅公交建集團深入貫徹落實創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略，錨定高質(zhì)量發(fā)展核心目標(biāo)，在組織管理、核心技術(shù)、產(chǎn)業(yè)布局、商業(yè)模式、服務(wù)提升、人才培養(yǎng)、企業(yè)文化等多領(lǐng)域深耕實干、銳意創(chuàng)新，全體干部職工立足崗位、攻堅克難，開展了一系列卓有成效的創(chuàng)新實踐，積淀形成了一大批兼具實踐性、創(chuàng)新性與推廣性的優(yōu)秀成果。今日推出《數(shù)字化混凝土設(shè)計方法與應(yīng)用》。
數(shù)字化混凝土設(shè)計方法與應(yīng)用
交科集團 集團總部技術(shù)創(chuàng)新部
一、內(nèi)容簡介
本案例聚焦橋梁工程、道路工程等基礎(chǔ)設(shè)施混凝土設(shè)計與性能控制場景。針對傳統(tǒng)混凝土配合比設(shè)計依賴經(jīng)驗、效率低、性能預(yù)測不足等痛點，以“數(shù)據(jù)驅(qū)動+數(shù)字化建模+工程驗證”為核心，構(gòu)建了涵蓋多性能預(yù)測模型、數(shù)字化配合比反向設(shè)計及工程適應(yīng)性驗證的一體化技術(shù)路徑，實現(xiàn)混凝土設(shè)計從“經(jīng)驗試配”向“數(shù)字計算設(shè)計”的轉(zhuǎn)變，達到性能可預(yù)測、配比可優(yōu)化、結(jié)果可驗證的技術(shù)目標(biāo)。
二、創(chuàng)新點
（一）匯集混凝土配合比與力學(xué)、耐久性能試驗數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)進行篩選、異常值剔除與歸一化處理，形成支撐模型訓(xùn)練的高質(zhì)量數(shù)據(jù)庫。
（二）基于機器學(xué)習(xí)算法構(gòu)建混凝土抗壓強度、氯離子擴散系數(shù)等關(guān)鍵性能預(yù)測模型，建立材料組分與性能指標(biāo)之間的定量關(guān)系。
（三）以目標(biāo)性能指標(biāo)為輸入，通過模型反向推算混凝土最優(yōu)配合比，實現(xiàn)不同強度等級混凝土配合比的快速設(shè)計，并通過室內(nèi)試驗進行驗證。
（四）將數(shù)字化設(shè)計結(jié)果應(yīng)用于典型工程場景，對預(yù)測結(jié)果與實測性能進行對比驗證，確保模型輸出具備工程可用性。
三、實施成效
（一）預(yù)測精度顯著提升
構(gòu)建的數(shù)字化模型對混凝土抗壓強度及耐久性能預(yù)測準(zhǔn)確度高，預(yù)測結(jié)果與實測值偏差控制在合理范圍內(nèi)，反向推導(dǎo)的混凝土配合比經(jīng)試配試驗驗證，與目標(biāo)性能匹配度超90%。
（二）設(shè)計效率明顯提高
數(shù)字化配合比設(shè)計方法減少大量物理試配環(huán)節(jié)，顯著縮短設(shè)計周期，提高混凝土設(shè)計效率，減少原材料消耗與試驗耗材損耗，單項目混凝土設(shè)計階段綜合成本降低30%以上，同步降低人工成本。
（三）工程應(yīng)用效果良好
在各等級混凝土設(shè)計中應(yīng)用后，配合比合理、性能穩(wěn)定，驗證了數(shù)字化設(shè)計方法在實際工程中的可行性與可靠性。
四、推廣價值
本技術(shù)不僅適用于一般工程項目，也適用于大跨度橋梁、高寒地區(qū)等高標(biāo)準(zhǔn)工程項目。其數(shù)字化、智能化設(shè)計理念符合“雙碳”政策要求，可推動再生膠凝材料高效利用。該方法通用性強，助力混凝土行業(yè)從經(jīng)驗驅(qū)動向數(shù)據(jù)驅(qū)動轉(zhuǎn)型，具有顯著的經(jīng)濟、社會與環(huán)境效益。
