南溪長江大橋引橋施工技術方案優化研究

肖安斌

（四川路橋華東建設有限責任公司，四川成都 610200）

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南溪長江大橋引橋施工技術方案優化研究

肖安斌

（四川路橋華東建設有限責任公司，四川成都 610200）

摘要：施工優化的目的是使施工技術方案無論是技術上還是經濟上都較為合理，僅考慮其中某一個因素很難作出合理的選擇，往往需要考慮多個因素才能進行決策，而這些因素很難拿一個共同的度量標準來相互比較。文中提出一種基于格序理論的模糊多目標決策的施工方案優選方法，并通過該方法計算南溪長江大橋引橋各施工方案之間的綜合差異，優化南溪長江大橋下部結構引橋預制方案。

關鍵詞：橋梁；南溪長江大橋；格序理論；模糊多目標決策；施工方案優選

優化是制定施工方案的重要環節，需根據具體施工特點來進行。在確定施工方案時，要充分考慮其所在施工地點的外在環境、施工工期及通過完成該施工項目可帶來的經濟效益等約束條件，還要考慮施工過程中機械、人員等安全情況，從所給定的備選方案中選擇最優施工方案。由于施工過程的復雜性及決策者的主觀性，施工技術方案優選并沒有固定的方法，大都根據具體工程項目選擇適用的方案。如蔡雪峰等利用灰色關聯度對橋梁施工方案進行研究，得出了預應力砼連續箱梁橋的最優方案；李建中深入研究施工技術方案的集成優化，提出了一種多目標集成優化模型并展示了其求解方法；黃玉剛把層次分析法應用到實際工程的施工技術方案比選中，取得了較好的應用效果。

鑒于影響南溪長江大橋引橋施工的因素眾多，且各因素很難拿一個共同的度量標準來相互比較，很難通過傳統的方法對其施工技術方案進行優化，該文根據其工程特點及目標提出幾種不同的引橋T梁預制方案，采用基于格序理論的模糊多目標決策方法確定最適合的技術方案。

1　南溪長江大橋引橋方案介紹

南溪長江大橋的南岸引橋為5×40 m簡支T梁，北岸引橋為6×40 m+30 m砼簡支T梁。該橋每跨由12片T梁組成，南岸引橋需預制40 m T梁60片，北岸引橋需預制30 m T梁12片、40 m T梁60片，共計144片。

初步擬定3種T梁預制方案：1）該橋144片T梁都在北岸預制，T梁安裝從北岸13#墩一直安裝到0#墩，南岸T梁通過運梁車運到南岸橋墩位。2）北岸區6#墩索塔至13#墩橋臺84片T梁在北岸預制后安裝；0#橋臺至5#墩索塔60片T梁在南岸預制后安裝。3）南北岸區6#墩索塔至13#墩橋臺84片T梁在北岸預制安裝；離南岸橋址2.5 km 處E6標段路基上建設預制場預制0#橋臺至5#墩索塔60片T梁后運到橋址安裝。

根據該工程的施工特點和場地情況，將T梁預制安裝費、T梁場地建設費、施工總工期、施工難易程度、對周圍環境的影響、技術方案的先進性及施工安全性作為施工技術方案的主要評價指標，其中前5項為成本型指標，后2項為效益型指標。

2　基于格序理論的模糊多目標決策模型

2.1多目標決策的基本概念

在進行多目標決策前，首先定義評價對象集S=｛s1，s2，…，sm｝及目標集O=｛o1，o2，…，on｝，指標值矩陣F=（xij）m×n，權重集W=｛w1，w2，…，wn｝，

2.2格序決策方法

選用三角模糊數兩級比例法對指標矩陣F進行量化，結果見表1。

表1　三角函數模糊兩級比例法指標矩陣量化結果

（4）應用Bonissone近似積分公式對三角模糊數進行相應乘法計算，即若

2.3算法步驟

（1）以模糊正、負理想解分別作為頂、底元素，根據方案間關系繪制Hasse圖。

（2）考慮模糊正理想解所對應的較優方案，計算得到其模糊指標矩陣及相對應的模糊權重矢量

（7）確定方案的綜合差異：

式中：q為樂觀系數，通常取q=0.5；i=1，2，…，k；D為模糊正、負理想解差異。

（8）根據綜合差異大小選出最優方案，原則是Di值越大越好。

3　算例分析

南溪長江大橋引橋3種T梁預制方案各評價指標的專家評價值見表2。

表2　各施工方案的指標屬性值

（1）以模糊正、負理想解分別作為頂、底元素，根據方案間關系繪制Hasse圖（見圖1）。

圖1　Hasse圖

（2）考慮模糊正理想解下的較優元素，即方案1、方案2、方案3，得出模糊指標矩陣及模糊權重矢量

（5）根據上一步得出的模糊加權指標值確定模糊極大集：

（6）根據模糊加權指標值得出模糊極小集：

（7）按照式（7）計算各方案的綜合差異，取q= 0.5。通過模糊正、負理想解計算得D =0.16，由此得三方案的綜合差異分別為D1=0.53、D2=0.66、D3=0.49。根據Di值的大小，得出施工方案的優先排序為D2＞D1＞D3，方案2為最佳方案，按該方案施工，既可縮短工期，又能節約成本。

4　結語

由于影響南溪長江大橋引橋施工的因素眾多，各因素又難以通過一個共同的度量標準相互比較，該文利用模糊多屬性決策進行施工方案優選，提出基于格序理論的模糊多目標決策的施工方案優選方法，確定南溪長江大橋懸索橋下部結構引橋預制最佳施工方案。

參考文獻：

［1］ 蔡雪峰，李林.灰色關聯在橋梁施工組織設計評審中的應用研究［J］.公路交通科技，2004，21（10）.

［2］ 李建中.建設項目施工組織設計的集成優化研究［D］.西安：西安建筑科技大學，2007.

［3］ 黃玉剛.層次分析法在施工組織設計方案比選中的應用［J］.鐵路工程造價管理，2012，27（1）.

［4］ 詹永春.基于南溪長江大橋懸索橋施工組織設計優化研究［D］.重慶：重慶交通大學，2012.

［5］ 徐澤水.幾類多屬性決策方法研究［D］.南京：東南大學，2013.

［6］ 程顯峰，賀東偉，邵杉.優化施工方案及施工技術對施工成本的影響［J］.中小企業管理與科技：中旬刊，2014（1）.

［7］ 姚述堂，吳中怡，朱紅明.襄樊漢江四橋主橋、引橋過渡段上構施工方案優化比較［A］.湖北省公路學會高速公路隧道監控技術研討會［C］.2006.

［8］ G Strang.On the construction and comparison of difference schemes［J］.Siam Journal on Numerical A-nalysis，1968，5（3）.

［9］ 成立，王小萍，黃志青，等.施工組織設計優化［J］.建筑技術，2007，38（4）.

［10］ 侯志宇.淺析優化施工組織設計對工程造價的影響［J］.科技信息：科學.教研，2008（8）.

［11］ 賈鵬，吳鳳平，張麗娜.基于格序理論的模糊多目標施工方案優選［J］.項目管理技術，2013，11（6）.

［12］ 吳先聰，劉星.基于格序理論者的管理績效評價方法［J］.系統工程理論與實踐，2011，31（2）.

［13］ JTG/T F50-2011，公路橋涵施工技術規范［S］.

中圖分類號：U445.1

文獻標志碼：A

文章編號：1671-2668（2016）03-0268-04

收稿日期：2016-02-22