美国旧金山海湾大桥项目计划编制

袁 晶

（上海振华重工（集团）股份有限公司，上海200125）

美国旧金山海湾大桥项目计划编制

袁 晶

（上海振华重工（集团）股份有限公司，上海200125）

作为美国旧金山市的标志景观，美国新海湾大桥是世界第一大单塔自锚抗震悬索钢桥，也是一座世界上最昂贵、最漂亮、技术含量最高的地标性大桥。振华重工承建桥身全部钢结构，由于项目的整体规模大、施工步骤复杂、制造难度大，制定科学合理的项目计划尤为重要。综合采用关键路径法和计划评审法进行美国新海湾大桥的计划编制，并以双层横隔板为例，详细介绍了计划编制过程。经实际施工验证，计划完成率达到93％。该项目计划体系的完成和成功验证为项目的顺利实施提供了重要指导，为类似大型桥梁工程项目施工提供了有益参考。

计划体系；桥梁施工；项目计划编制

1 项目背景

美国旧金山海湾大桥总跨度565 m，是世界桥梁史上难度最高、跨度最大的单塔自锚抗震悬索钢桥，为桥梁界设计和制造的一个巨大挑战。振华重工2006年承建该桥桥身全部45 000 t钢结构项目。但对于这个世界级独一无二的美国海湾大桥制造而言，如何制定合理的项目工期和项目进度计划、如何评估一个钢结构的制造时间准确与否、如何确定每个工序的周期，从而编制出一套合理的计划一直是棘手的问题。

2 计划编制难点及方法

CPM（关键路径法）和PERT（计划评审法）是20世纪50年代后期几乎同时出现的两种计划方法[1-2]。这两种计划方法是分别独立发展起来的，但基本原理一致，即用网络图来表达项目中各项活动的进度和它们之间的相互关系，并在此基础上进行网络分析，计算网络中各项时间参数，确定关键活动和关键路线，利用时差不断地调整与优化网络，以求得最短周期。美国新海湾大桥制造难度大、质量要求高在业内著名。主要制造难度包括面板对接难度大、大分段制造难度高、工件质量大等，由于项目的整体规模大、施工步骤复杂、专业化程度要求高且项目时间紧急，因此不能采用简单的进度计划方法。为了

保证按期按质达到项目目标，拟综合采用关键路径法（CPM）和PERT（进划评审法）进行美国新海湾大桥的计划编制。CPM法是活动时间的单点估计，主要用于针对已具备相关经验，受外在环境影响较小、不确定性因素较少的部件的进度计划安排。而针对其他一些工序，由于受到认识和客观条件的制约，通常在PERT中引入概率计算方法，由于组成网络计划的各项工作可变因素多，不具备一定的时间消耗统计资料，因而不能确定出一个肯定的单一的时间值。假设各项工作的持续时间服从β分布，近似地用三时估计法估算出三个时间值，即最短、最长和最可能持续时间，再加权平均算出一个期望值作为工作的持续时间。因此在本项目编制PERT网络计划时，把风险因素引入到PERT中，考虑按PERT网络计划在指定工期下完成工程任务的可能性，即计划的成功概率，也即计划的可靠度，在绘制网络图时必须将非肯定型转化为肯定型，把三时估计变为单一时间估计，其计算公式为

式中ti为i工作的平均持续时间；ai为i工作最短持续时间（亦称乐观估计时间）；bi为i工作最长持续时间（亦称悲观估计时间）；ci为i工作正常持续时间，可由施工定额估算。

其中，ai和bi两种工作的持续时间一般由统计方法进行估算。三时估算法把非肯定型问题转化为肯定型问题来计算，用概率论的观点分析，其偏差仍不可避免，但趋向总是有明显的参考价值，当然，这并不排斥每个估计都尽可能做到可能精确的程度。为了进行时间的偏差分析（即分布的离散程度），可用方差估算

式中σi2为i工作的方差。

网络计划按规定日期完成的概率，可通过式（3）和查函数表求得

式中Q为网络计划规定的完工日期或目标时间；M为关键线路上各项工作平均持续时间的总和；σ为关键线路的标准差；λ为概率系数。

3 双层横隔板计划编制

双层横隔板是美国海湾大桥钢塔塔柱的重要组成部分，如图1所示。横隔板主要起整体塔柱的支撑和面板的定位作用，是非常关键的钢塔肋骨，由于其外形复杂，焊接难度大、焊接质量高和机加工难度大[4]。与钢塔的面板制造一样，都是钢塔制造的难点，而且双层隔板数量多，整个钢塔共计70块，是新海湾大桥唯一一处批量制造构件。受双层隔板的复杂性和机加工设备的能力限制，其制造周期非常长，处于整个钢塔制造的关键路径之上，因此如何合理确定隔板的制造周期尤为重要。双层横隔板工序如表1所示。

图1 双层横隔板

为了能更准确地评估双层横隔板主要工序的工时，特别是面板拼装工时和加强圈装配焊接工时，通过实际焊接实验并采用三点时间估算法进行加权平均求出期望时间作为该工作的持续时间，结果如表2所示。将此结果带入到如图2所示的流程中，可以得到三条路径的工期，即TA=54天、TB= 46.2天、TC=40.9天。从计算可以看出，路径A为双层横隔板的关键路径，因此双层横隔板的制作工期为54天。

4 计划工期确定

根据行业要求，结合成本考虑，本双层横隔板的完成概率确定为85％，根据完成概率通过式（2）和式（3）重新计算项目的工期，即所需要的计划工期确定为Q＝57天。

重复上述计算过程，可以获得其他主部件制造计划工期，进而确定整个项目的进度计划和工期。

5 结论验证

计划编制完成后，进行了横隔板的实际施工作业，共完成双层横隔板28块，平均制造周期61天，而编制的计划工期为57天，计划完成率约为93％。通过相同的编制方法对面板的施工工时进行了验证，共完成10块面板的施工作业，平均施工周期120天，计划实施率约为94％。基于科学合理的项目计划管理和严格实施，2011年振华重工圆满完成承建桥身全部45 000 t钢结构的交付，整个交付工期提前了5个月。该项目计划体系的完成和成功验证为类似大型桥梁工程项目施工提供了有益参考。

表1 双层横隔板工序

表2 双层横隔板工时

图2 双层横隔板的制造流程

[1]余建星，李妍，曹静，等.关键路径法（CPM）在深水结构实验中的应用[J].天津理工大学学报，2012，28（4）：19-23.

[2]徐志胜，宋平，贺志军，等.PERT法评估特大桥梁工程施工进度风险[J].防灾减灾工程学报，2009，29（1）：83-87.

[3]崔达开，李晶.关于网络计划中三时估计法的运用与商榷[J].统计与决策，2016（5）：22-25.

[4]马立芬.美国新海湾大桥上部钢结构的设计及制造[J].世界桥梁，2012，40（5）：1-6.

Page 100大量针状α′相和粗大的β晶界组成。

图5 ZTC4接头拉伸断裂位置

（2）焊接时最大残余拉应力出现在焊缝与母材交界处，这个区域为焊缝薄弱区；焊前预热可有效降低焊接残余应力，预防焊接裂纹产生。

（3）补焊接头的冲击韧性超过母材，预热焊接＋热处理接头的室温拉伸强度最高，达到1 038 MPa。

参考文献：

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

[2]张喜燕，赵永庆，白晨光.钛合金及其应用[M].北京：化学工业出版社，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.

[4]XIAO Shulong，CHEN Yuyong，ZHU Hongyan，et al.Recent advances on Precision casting of large thin wall complex castings of titanium alloys[J].Rare Materials and Engineering，2006，35（5）：678-681.

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，硕士，工程师，主要从事桥梁项目的设计研究工作。