南溪长江大桥引桥施工技术方案优化研究

肖安斌

（四川路桥华东建设有限责任公司，四川成都 610200）



南溪长江大桥引桥施工技术方案优化研究

肖安斌

（四川路桥华东建设有限责任公司，四川成都 610200）

摘要：施工优化的目的是使施工技术方案无论是技术上还是经济上都较为合理，仅考虑其中某一个因素很难作出合理的选择，往往需要考虑多个因素才能进行决策，而这些因素很难拿一个共同的度量标准来相互比较。文中提出一种基于格序理论的模糊多目标决策的施工方案优选方法，并通过该方法计算南溪长江大桥引桥各施工方案之间的综合差异，优化南溪长江大桥下部结构引桥预制方案。

关键词：桥梁；南溪长江大桥；格序理论；模糊多目标决策；施工方案优选

优化是制定施工方案的重要环节，需根据具体施工特点来进行。在确定施工方案时，要充分考虑其所在施工地点的外在环境、施工工期及通过完成该施工项目可带来的经济效益等约束条件，还要考虑施工过程中机械、人员等安全情况，从所给定的备选方案中选择最优施工方案。由于施工过程的复杂性及决策者的主观性，施工技术方案优选并没有固定的方法，大都根据具体工程项目选择适用的方案。如蔡雪峰等利用灰色关联度对桥梁施工方案进行研究，得出了预应力砼连续箱梁桥的最优方案；李建中深入研究施工技术方案的集成优化，提出了一种多目标集成优化模型并展示了其求解方法；黄玉刚把层次分析法应用到实际工程的施工技术方案比选中，取得了较好的应用效果。

鉴于影响南溪长江大桥引桥施工的因素众多，且各因素很难拿一个共同的度量标准来相互比较，很难通过传统的方法对其施工技术方案进行优化，该文根据其工程特点及目标提出几种不同的引桥T梁预制方案，采用基于格序理论的模糊多目标决策方法确定最适合的技术方案。

1　南溪长江大桥引桥方案介绍

南溪长江大桥的南岸引桥为5×40 m简支T梁，北岸引桥为6×40 m+30 m砼简支T梁。该桥每跨由12片T梁组成，南岸引桥需预制40 m T梁60片，北岸引桥需预制30 m T梁12片、40 m T梁60片，共计144片。

初步拟定3种T梁预制方案：1）该桥144片T梁都在北岸预制，T梁安装从北岸13#墩一直安装到0#墩，南岸T梁通过运梁车运到南岸桥墩位。2）北岸区6#墩索塔至13#墩桥台84片T梁在北岸预制后安装；0#桥台至5#墩索塔60片T梁在南岸预制后安装。3）南北岸区6#墩索塔至13#墩桥台84片T梁在北岸预制安装；离南岸桥址2.5 km 处E6标段路基上建设预制场预制0#桥台至5#墩索塔60片T梁后运到桥址安装。

根据该工程的施工特点和场地情况，将T梁预制安装费、T梁场地建设费、施工总工期、施工难易程度、对周围环境的影响、技术方案的先进性及施工安全性作为施工技术方案的主要评价指标，其中前5项为成本型指标，后2项为效益型指标。

2　基于格序理论的模糊多目标决策模型

2.1多目标决策的基本概念

在进行多目标决策前，首先定义评价对象集S=｛s1，s2，…，sm｝及目标集O=｛o1，o2，…，on｝，指标值矩阵F=（xij）m×n，权重集W=｛w1，w2，…，wn｝，

2.2格序决策方法

选用三角模糊数两级比例法对指标矩阵F进行量化，结果见表1。

表1　三角函数模糊两级比例法指标矩阵量化结果

（4）应用Bonissone近似积分公式对三角模糊数进行相应乘法计算，即若

2.3算法步骤

（1）以模糊正、负理想解分别作为顶、底元素，根据方案间关系绘制Hasse图。

（2）考虑模糊正理想解所对应的较优方案，计算得到其模糊指标矩阵及相对应的模糊权重矢量

（7）确定方案的综合差异：

式中：q为乐观系数，通常取q=0.5；i=1，2，…，k；D为模糊正、负理想解差异。

（8）根据综合差异大小选出最优方案，原则是Di值越大越好。

3　算例分析

南溪长江大桥引桥3种T梁预制方案各评价指标的专家评价值见表2。

表2　各施工方案的指标属性值

（1）以模糊正、负理想解分别作为顶、底元素，根据方案间关系绘制Hasse图（见图1）。

图1　Hasse图

（2）考虑模糊正理想解下的较优元素，即方案1、方案2、方案3，得出模糊指标矩阵及模糊权重矢量

（5）根据上一步得出的模糊加权指标值确定模糊极大集：

（6）根据模糊加权指标值得出模糊极小集：

（7）按照式（7）计算各方案的综合差异，取q= 0.5。通过模糊正、负理想解计算得D =0.16，由此得三方案的综合差异分别为D1=0.53、D2=0.66、D3=0.49。根据Di值的大小，得出施工方案的优先排序为D2＞D1＞D3，方案2为最佳方案，按该方案施工，既可缩短工期，又能节约成本。

4　结语

由于影响南溪长江大桥引桥施工的因素众多，各因素又难以通过一个共同的度量标准相互比较，该文利用模糊多属性决策进行施工方案优选，提出基于格序理论的模糊多目标决策的施工方案优选方法，确定南溪长江大桥悬索桥下部结构引桥预制最佳施工方案。

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中图分类号：U445.1

文献标志码：A

文章编号：1671-2668（2016）03-0268-04

收稿日期：2016-02-22