美國舊金山海灣大橋項目計劃編制

袁 晶

（上海振華重工（集團）股份有限公司，上海200125）

美國舊金山海灣大橋項目計劃編制

袁 晶

（上海振華重工（集團）股份有限公司，上海200125）

作為美國舊金山市的標志景觀，美國新海灣大橋是世界第一大單塔自錨抗震懸索鋼橋，也是一座世界上最昂貴、最漂亮、技術含量最高的地標性大橋。振華重工承建橋身全部鋼結構，由于項目的整體規(guī)模大、施工步驟復雜、制造難度大，制定科學合理的項目計劃尤為重要。綜合采用關鍵路徑法和計劃評審法進行美國新海灣大橋的計劃編制，并以雙層橫隔板為例，詳細介紹了計劃編制過程。經(jīng)實際施工驗證，計劃完成率達到93％。該項目計劃體系的完成和成功驗證為項目的順利實施提供了重要指導，為類似大型橋梁工程項目施工提供了有益參考。

計劃體系；橋梁施工；項目計劃編制

1 項目背景

美國舊金山海灣大橋總跨度565 m，是世界橋梁史上難度最高、跨度最大的單塔自錨抗震懸索鋼橋，為橋梁界設計和制造的一個巨大挑戰(zhàn)。振華重工2006年承建該橋橋身全部45 000 t鋼結構項目。但對于這個世界級獨一無二的美國海灣大橋制造而言，如何制定合理的項目工期和項目進度計劃、如何評估一個鋼結構的制造時間準確與否、如何確定每個工序的周期，從而編制出一套合理的計劃一直是棘手的問題。

2 計劃編制難點及方法

CPM（關鍵路徑法）和PERT（計劃評審法）是20世紀50年代后期幾乎同時出現(xiàn)的兩種計劃方法[1-2]。這兩種計劃方法是分別獨立發(fā)展起來的，但基本原理一致，即用網(wǎng)絡圖來表達項目中各項活動的進度和它們之間的相互關系，并在此基礎上進行網(wǎng)絡分析，計算網(wǎng)絡中各項時間參數(shù)，確定關鍵活動和關鍵路線，利用時差不斷地調(diào)整與優(yōu)化網(wǎng)絡，以求得最短周期。美國新海灣大橋制造難度大、質(zhì)量要求高在業(yè)內(nèi)著名。主要制造難度包括面板對接難度大、大分段制造難度高、工件質(zhì)量大等，由于項目的整體規(guī)模大、施工步驟復雜、專業(yè)化程度要求高且項目時間緊急，因此不能采用簡單的進度計劃方法。為了

保證按期按質(zhì)達到項目目標，擬綜合采用關鍵路徑法（CPM）和PERT（進劃評審法）進行美國新海灣大橋的計劃編制。CPM法是活動時間的單點估計，主要用于針對已具備相關經(jīng)驗，受外在環(huán)境影響較小、不確定性因素較少的部件的進度計劃安排。而針對其他一些工序，由于受到認識和客觀條件的制約，通常在PERT中引入概率計算方法，由于組成網(wǎng)絡計劃的各項工作可變因素多，不具備一定的時間消耗統(tǒng)計資料，因而不能確定出一個肯定的單一的時間值。假設各項工作的持續(xù)時間服從β分布，近似地用三時估計法估算出三個時間值，即最短、最長和最可能持續(xù)時間，再加權平均算出一個期望值作為工作的持續(xù)時間。因此在本項目編制PERT網(wǎng)絡計劃時，把風險因素引入到PERT中，考慮按PERT網(wǎng)絡計劃在指定工期下完成工程任務的可能性，即計劃的成功概率，也即計劃的可靠度，在繪制網(wǎng)絡圖時必須將非肯定型轉(zhuǎn)化為肯定型，把三時估計變?yōu)閱我粫r間估計，其計算公式為

式中ti為i工作的平均持續(xù)時間；ai為i工作最短持續(xù)時間（亦稱樂觀估計時間）；bi為i工作最長持續(xù)時間（亦稱悲觀估計時間）；ci為i工作正常持續(xù)時間，可由施工定額估算。

其中，ai和bi兩種工作的持續(xù)時間一般由統(tǒng)計方法進行估算。三時估算法把非肯定型問題轉(zhuǎn)化為肯定型問題來計算，用概率論的觀點分析，其偏差仍不可避免，但趨向總是有明顯的參考價值，當然，這并不排斥每個估計都盡可能做到可能精確的程度。為了進行時間的偏差分析（即分布的離散程度），可用方差估算

式中σi2為i工作的方差。

網(wǎng)絡計劃按規(guī)定日期完成的概率，可通過式（3）和查函數(shù)表求得

式中Q為網(wǎng)絡計劃規(guī)定的完工日期或目標時間；M為關鍵線路上各項工作平均持續(xù)時間的總和；σ為關鍵線路的標準差；λ為概率系數(shù)。

3 雙層橫隔板計劃編制

雙層橫隔板是美國海灣大橋鋼塔塔柱的重要組成部分，如圖1所示。橫隔板主要起整體塔柱的支撐和面板的定位作用，是非常關鍵的鋼塔肋骨，由于其外形復雜，焊接難度大、焊接質(zhì)量高和機加工難度大[4]。與鋼塔的面板制造一樣，都是鋼塔制造的難點，而且雙層隔板數(shù)量多，整個鋼塔共計70塊，是新海灣大橋唯一一處批量制造構件。受雙層隔板的復雜性和機加工設備的能力限制，其制造周期非常長，處于整個鋼塔制造的關鍵路徑之上，因此如何合理確定隔板的制造周期尤為重要。雙層橫隔板工序如表1所示。

圖1 雙層橫隔板

為了能更準確地評估雙層橫隔板主要工序的工時，特別是面板拼裝工時和加強圈裝配焊接工時，通過實際焊接實驗并采用三點時間估算法進行加權平均求出期望時間作為該工作的持續(xù)時間，結果如表2所示。將此結果帶入到如圖2所示的流程中，可以得到三條路徑的工期，即TA=54天、TB= 46.2天、TC=40.9天。從計算可以看出，路徑A為雙層橫隔板的關鍵路徑，因此雙層橫隔板的制作工期為54天。

4 計劃工期確定

根據(jù)行業(yè)要求，結合成本考慮，本雙層橫隔板的完成概率確定為85％，根據(jù)完成概率通過式（2）和式（3）重新計算項目的工期，即所需要的計劃工期確定為Q＝57天。

重復上述計算過程，可以獲得其他主部件制造計劃工期，進而確定整個項目的進度計劃和工期。

5 結論驗證

計劃編制完成后，進行了橫隔板的實際施工作業(yè)，共完成雙層橫隔板28塊，平均制造周期61天，而編制的計劃工期為57天，計劃完成率約為93％。通過相同的編制方法對面板的施工工時進行了驗證，共完成10塊面板的施工作業(yè)，平均施工周期120天，計劃實施率約為94％。基于科學合理的項目計劃管理和嚴格實施，2011年振華重工圓滿完成承建橋身全部45 000 t鋼結構的交付，整個交付工期提前了5個月。該項目計劃體系的完成和成功驗證為類似大型橋梁工程項目施工提供了有益參考。

表1 雙層橫隔板工序

表2 雙層橫隔板工時

圖2 雙層橫隔板的制造流程

[1]余建星，李妍，曹靜，等.關鍵路徑法（CPM）在深水結構實驗中的應用[J].天津理工大學學報，2012，28（4）：19-23.

[2]徐志勝，宋平，賀志軍，等.PERT法評估特大橋梁工程施工進度風險[J].防災減災工程學報，2009，29（1）：83-87.

[3]崔達開，李晶.關于網(wǎng)絡計劃中三時估計法的運用與商榷[J].統(tǒng)計與決策，2016（5）：22-25.

[4]馬立芬.美國新海灣大橋上部鋼結構的設計及制造[J].世界橋梁，2012，40（5）：1-6.

Page 100大量針狀α′相和粗大的β晶界組成。

圖5 ZTC4接頭拉伸斷裂位置

（2）焊接時最大殘余拉應力出現(xiàn)在焊縫與母材交界處，這個區(qū)域為焊縫薄弱區(qū)；焊前預熱可有效降低焊接殘余應力，預防焊接裂紋產(chǎn)生。

（3）補焊接頭的沖擊韌性超過母材，預熱焊接＋熱處理接頭的室溫拉伸強度最高，達到1 038 MPa。

參考文獻：

[1]Christoph Leyens，Manfred Perers.Titanium and Titanium Alloys：Fundamentals and Applications[M].VILEY-VCA：Verlag GmbH&Co.，2003：8-12.

[2]張喜燕，趙永慶，白晨光.鈦合金及其應用[M].北京：化學工業(yè)出版社，2005：68-69.

[3]Lutiering G.Influence of processing on microstructure and mechanical properties(α+β)titanium alloys[J].Materials Science and Engineering，1998，243（1）：32-45.

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Project planning of new San Francisco-Oakland bay bridge

YUAN Jing
（Shanghai Zhenhua Heavy Industries Co.，Ltd，Shanghai 200125，China）

As a symbol landscape of San Francisco city,the newbay bridge is the world's first single tower self anchored suspension steel bridge with earthquake resistance design.It is also the most expensive，most beautiful landmark bridge with highest technical content. Zhenhua HeavyIndustryCo.，Ltd.build steel structure ofthe bridge，due tothe bigoverall size，complexconstruction procedure，the project is difficult to manufacture，so formulate scientific and reasonable project plan is particularly important.This paper introduces the planning process ofthe newBayBridge byusingthe Critical Path Method and the ProgramEvaluation and ReviewTechnique.And takingthe double diaphragm as an example，the planning process is introduced in detail.The completion rate is 93％verified by actual construction.The completion and successful verification of the project plan provides an important guidance for the successful implementation of the project，which alsoprovides a useful reference for the construction ofsimilar large-scale bridge projects.

planning system；bridge construction；project planning

TG457.2

B

1001－2303（2016）07－0112-04

10.7512/j.issn.1001-2303.2016.07.26

2016-05-05

袁晶（1980—），男，碩士，工程師，主要從事橋梁項目的設計研究工作。