辛亥革命博物館工程超大懸挑異形鋼桁架施工方案優選

黃昕

王文瑋

黃智偉

（武漢建工股份有限公司，武漢430023）

0 引言

隨著建筑的多元化發展，為了滿足形態各異的建筑外形，鋼結構在建筑工程中得到了越來越廣泛的應用與發展，在工程實體中應用價值工程選擇最合適的方案，在最短的生命周期內創造最大的經濟效益，這是項目團隊共同的目標。辛亥革命博物館工程造型獨特，位于湖北省武漢市首義文化區中心位置，總建筑面積22138m2，分為地下1層，地上3層，3層至屋面外尖頭飛檐部分采用鋼結構，屋面為V字形對挑兩榀鋼桁架，其中大跨度懸挑異形鋼桁架懸挑跨度為38m，總重約610t，鋼結構總用鋼量達3500t，工程完成效果如圖1所示。由于本工程位于城市中心位置，施工場地受到很大的限制，根據工程特點通過應用價值工程對懸挑異形鋼桁架的施工方案進行了價值工程分析，最終獲得了顯著的成效。

圖1 辛亥革命博物館工程完成效果

1 提高項目價值的途徑

價值V與功能F（目標成本）成正比，與成本C（現實成本）成反比，根據以上關系項目部通過成立VE小組對價值系數進行分析，決定在提高功能的同時降低成本，使項目價值得到最大提升。

2 確定目標

首先通過對本工程各分部和子分部工程的造價分析，確定比重最大的是主體結構中的鋼結構工程造價為4100萬，占土建總造價的1/3，然后通過對鋼結構各分項進行深化分析，收集工、料、機的成本信息，發現在屋面超大懸挑異形鋼桁架的施工中，會受到施工場地、環境等因素的影響，造成較大的費用，因此在此節點施工中需重點控制，通過選擇合理的施工方案來創造經濟效益，綜上所述本工程最終選擇超大懸挑異形鋼桁架為價值工程的研究對象。

3 方案的價值工程分析

超大懸挑異形鋼桁架通過采用計算機仿真技術，模擬鋼桁架的安裝和卸載過程，通過分析模型，經過多次研究，反復比對后提出了4種方案：A、分塊吊裝法；B、整體吊裝法；C、整體提升法；D、高空散裝法。項目部邀請了6位專家對每個方案的可實施性（F1）、經濟性（F2）、質量和安全（F3）、工期（F4）四項功能指標進行綜合評價，其中四項功能指標的重要性排序為F2=F3＞F1＞F4。

3.1 優缺列舉法對方案進行評價 首先對4種方案的內容和優缺點進行列舉分析，如表1所示。

3.2 運用0～4評分法確定各功能權重 為反應各功能之間的真實差別，采用0～4評分法計算各項功能權重，如表2所示。

3.3 功能系數的確定 在方案評選中，確定各方案功能 F1、F2、F3、F4 的權數分別為 3、4、4、1，然后 6 位專家對A、B、C、D4個方案的四項功能進行打分，最后計算出各方案的功能系數，如表3所示。

3.4 成本費用分析 根據提出的4種方案從胎架搭設、人、材、機等方面進行成本費用分析，得出各方案的綜合造價，如表4所示。

3.5 成本系數的確定 根據辛亥革命博物館工程的特點，并考慮各方面影響因素綜合計算出A、B、C、D 4種方案的造價分別為 1714 元/t、1567 元/t、1836 元/t、1061 元/t，然后計算出各方案成本系數，如表5所示。

表1 方案優缺比較

表2 功能指標權重計算表

表3 功能系數計算表

3.6 價值系數的確定 根據功能系數和成本系數計算出價值系數，價值系數最大的為最優方案，如表6所示。

根據對A、B、C、D 4個方案進行價值工程分析，D方案高空散裝法價值系數最高，為最優方案。

4 實施效果

表4 辛亥革命博物館大跨度懸挑鋼桁架安裝方法及安裝成本費用分析

表5 成本系數計算表

通過價值工程分析確定的高空散裝法，在實施過程中較為成功，確保了鋼桁架的安裝過程中的質量和安全，安裝完成效果如圖2所示。在質量安全上，鋼桁架卸載后，實際監測最大下撓值為20mm，滿足設計要求并于與結構分析模型結果相符；在經濟效益上，該方案使鋼桁架在施工過程中能保持穩定狀態，質量安全也得到保證，并且成型后能滿足設計要求，其觀感效果好，相比常規的滿堂支撐和卸載方式總造價節約了43萬元。在社會效益上，該方案施工總體成本低、安全性高，在可實施性、經濟性、安全性之間取得了最佳結合，總結形成的《超大懸挑異形鋼桁架安裝技術創新》獲得了國家QC成果一等獎。該工程榮獲2012～2013年度中國建設工程魯班獎。

表6 價值系數計算表

5 結束語

價值工程是一項具有技術性、經濟性的管理活動，本文通過運用價值工程的評價分析方法與工程實體相結合，綜合了技術與經濟方面的因素對辛亥革命博物館工程中大跨度懸挑鋼桁架所提出的4種施工方案進行評價和優選，最后以價值大小作為評判依據，得出D方案為最優方案，成效顯著，成功的在方案決策中引入價值工程，使評判方法更加的科學、全面、合理。

圖2 大跨度懸挑異形鋼桁架安裝完成效果

[1]黃昕.VE在優化深基坑支護方案中的應用[J].價值工程，1999，2：26-27.

[2]楊棚淅，姚剛，吳小瓊，李鵬.基于模糊評判鋼桁架施工方案優選[J].重慶交通大學學報，2010,29（4）：180-182.

[3]李艷煥，張兆梁，張紅偉.價值工程在施工項目成本控制中的應用[J].遼寧工程技術大學學報，2007,9（1）：46-48.