基于模糊层次综合评价法的装配式高架桥施工质量控制研究

陈烨 黄歌

摘要：为有效保证装配式桥梁施工质量，在实际工程施工过程中，针对其施工质量存在的问题进行因素分析，并采取相应的措施进行控制，能够有效地预防问题的发生，从而提高施工质量。本文以上海某城市高架桥工程为例，运用模糊层次综合评价法建立数学模型，借助MATLAB R2014a软件辅助计算，对装配式高架桥施工过程中的主要质量影响因素进行分析，得出该工程施工过程质量因素影响程度属于“极高”等级，并提出具有针对性的质量控制措施。

Abstract： In order to effectively ensure the construction quality of prefabricated bridges， in the actual construction process， the problems existing in the construction quality are analyzed and corresponding measures are taken， which can effectively prevent the occurrence of problems and improve the construction quality. This paper takes an urban viaduct project in Shanghai as an example， establishes a mathematical model by using the FAHP，  analyzes the main quality influencing factors during the construction of the prefabricated viaduct with the aid of MATLAB R2014a software， and finds that the degree of influence of the quality factors in the construction process of the project belongs to the "extremely high" level， and proposes targeted quality control measures.

关键词：模糊层次综合评价法（FAHP）;装配式高架桥;施工质量控制

Key words： FAHP;prefabricated viaduct;construction quality control

中图分类号：U448.28                                   文献标识码：A                                  文章编号：1006-4311（2020）23-0109-03

0  引言

党的十九大报告提出绿色生态发展，“质量第一、效益优先”的发展要求，加快推进了装配式建筑在我国建设领域的发展。装配式结构具有节约成本、绿色环保、缩短工期等诸多优点，因此，广泛应用于城市高架桥的建设。随着科技进步，装配式施工技术得到了很大的提升，但是在施工过程中仍存在一定的质量问题，导致装配式高架桥质量受到极大的影响。2019年6月24日，河南省郑州市一在建高架桥墩北半幅发生落梁，预制梁在现场安装对接过程中零时支撑承载力不够导致桥梁失稳;2019年10月10日，江苏无锡312国道一座高架桥发生桥面侧翻事故，已致3人遇难，2人受伤。因此，为了预防装配式高架桥安全事故的发生，有效保证施工质量，对工程施工进行质量控制分析是很有必要的。

目前，国内对预制装配式建筑施工质量管理及控制措施的研究已较为成熟，但针对高架桥施工质量控制的研究较少。在装配式建筑施工质量评价体系方面，常春光[1]等人引入突变理论建立评价模型对装配式建筑施工质量进行了评价;孙文童[2]等人采用层次分析法和熵权法对装配式建筑施工提出了有效的质量安全评价方案。本文针对装配式高架桥施工中存在的问题，利用模糊层次综合评价法（FAHP），建立模糊层次综合评价模型，先通过层次分析法确定因素集权重，然后用模糊综合评价确定评判效果，定性与定量相结合，较好的弥补了层次分析法和模糊综合评价法各自的不足。

1  装配式高架桥施工过程质量影响因素识别

装配式高架桥施工中的质量影响因素识别应具有全面性、适用性、科学性，上海某城市高架桥上部结构为预制小箱梁，下层结构为“倒T型”盖梁双柱式桥墩，盖梁下层与立柱均采用工厂化集中预制，进行现场装配施工。根据高架桥施工规范以及质量验收标准进行施工质量影响因素识别，将对施工质量影响较大或以上的作业工序作为主要影响因素。

2  FAHP-模糊层次综合评价模型的构建

模糊层次综合评价法（Fuzzy Analytic Hierarchy Process）是基于模糊数学的评价方法，能较好的适用于研究边界不清晰、含义不明确的事物和对象，在工程领域应用较为广泛，能较好地解决工程质量等难以用解析方法做定量分析的復杂问题。

2.1 施工过程中质量评价指标体系的建立  递阶层次结构模型的层次大体分为目标层、一级指标层、二级指标层。装配式高架桥建造质量评价作为评价指标体系的目标层，将施工过程质量作为一级指标层，施工过程中质量影响因素作为二级指标层。归纳最终识别因素，整理出装配式高架桥施工质量评估指标体系如表1所示。

2.2 建立因素集  上海某城市高架桥施工过程质量评价因素集为U={U1，U2，U3，U4，U5，U6，U7}={前期工程质量，预制小箱梁质量，灌注桩施工质量，基坑开挖施工质量，倒T型盖梁施工质量，预制构件运输及堆放，预制构件架设质量}。

2.3 建立评价集  将质量影响因素对工程安全的重要程度分为四个等级，建立评价集V={V1，V2，V3，V4}={较低，一般，较高，极高}。

2.4 建立权重级  通过调查12名经验丰富的施工技术人员和工程参建单位的专家，对质量影响因素两两进行比较并打分，应用层次分析法得出预制装配式高架桥施工过程中质量影响因素判断矩阵，并借助MATLAB R2014a软件辅助计算权重。

U的权重向量计算并进行一致性检验。

将矩阵U输入MATLAB软件中计算得出：

因此，U判断矩阵满足一致性，判断可靠。

2.5 层次总排序（表3）

因此，层次总排序结果满足一致性，判断可靠。

2.6 建立隶属度矩阵

归一化处理后得到隶属度表，如表5所示。

由隶属度表得出一级指标的隶属度矩阵R1，R2，R3，R4，R5，R6，R7

由Bn=Wn·Rn分别得出二级指标评价矩阵B1，B2，B3，B4，B5，B6，B7，代入公式B=W·[B1 B2…B6 B7]T得出

3  模糊层次综合评价模型的计算结论

根据最大隶属度原则，一级指标评价结果应选取max（bj）=0.4189。对应隶属度表可知，上海某城市高架桥工程施工过程质量因素影响程度属于“极高”等级，因此，工程项目参建单位应针对此类质量影响因素，采取合理、及时的质量控制措施，并及时反馈措施落实情况。

模糊层次综合评价模型的计算结论基本符合施工现场实际情况，表明模糊层次综合评价法在高架桥施工过程质量影响因素的评价中得到了较好地应用，能为施工项目的质量控制提供合理的建议，效益最大化的投入并利用各项资源，尽可能提升装配式高架桥施工质量，规避安全事故的发生。

4  装配式高架桥施工过程质量安全控制措施

以下就上海某城市高架桥为研究对象，选取对施工质量具有重大影响的因素提出相应的质量控制措施。

4.1 预制小箱梁质量  预制小箱梁采用先张法预应力，张拉过程中的操作不当可能导致预制构件的质量出现问题，建议采取以下质量控制措施：①对施工技术人员进行专门培训，考核通过后持有效证件上岗;②施工单位制定有效的质量问责制度，将预制构件的生产环节的质量控制责任落实到个人身上，加强预制构件生产质量的监管;③对预制构件的原材料进行严格的把关，制定严格的采购标准，并对原材料进行全面的抽样调查，以确保质量。

4.2 基坑开挖施工质量  基坑开挖过程中，排水挡水措施不当容易造成基坑坑壁失稳、坑内透水坑底隆起等质量问题，应采取以下质量控制措施：①在基坑开挖过程中，及时检查槽壁和边坡的状态，依据基坑支护方案要求，做好基坑的支护工作，以防基坑坑壁失稳;②严格按照施工方案规定的施工顺序进行基坑开挖施工，并且土方开挖形成一定的坡度有利于排水。

4.3 预制构件架设质量  在预制构件吊装过程中，预制构件体积大、重量大，施工质量难以保证，建议采取以下质量控制措施：①根据预制构件的重心和工艺要求，合理选择起吊点;②在吊装安全系数范围内选用吊索、吊具。

5  结语

本文以上海某城市高架桥工程为例，运用模糊层次综合评价法建立数学模型，借助MATLAB R2014a软件辅助计算，对装配式高架桥施工过程中的主要质量影响因素进行评价分析，评估结果表明模糊层次综合评价法可以较好地应用于施工质量影响因素的评估中，是一种较为有效的因素分析方法。

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