基于云模型的整体式液压模板技术综合效益评价

丁 磊

(中铁二十三局集团第一工程有限公司 山东日照 276800)

1 引言

随着我国高速公路建设快速发展，高速公路施工也越来越标准化、高效化。而高速公路的预制箱梁施工多采用组合式模板，使用龙门吊进行安装、拆卸。这种施工技术在施工过程中存在模板易变形、错台漏浆、施工效率低等弊端。为改善组合模板施工的弊端，将整体式液压模板技术运用于预制箱梁施工中，不仅能提高预制箱梁的施工效率，还能保障施工质量。近年来，整体式液压模板技术以其自动化、高效化优势得到了众多施工企业青睐，并逐渐在高速公路的预制箱梁施工中得以应用。然而，整体式液压模板技术综合效益作为衡量其发展的重要指标，尚未形成系统的评价体系。因此，如何评价整体式液压模板技术的综合效益，是现阶段亟需完善的理论研究。

目前，针对整体式液压模板技术的研究多集中于施工工法，如李银霞[1]等人以郑西高速公路为背景，介绍了30 m T梁整体式液压模板的设计与施工，并进行效益分析；洪虹[2]从台座施工、模板转运与液压系统拼装、模板安装及拆除等施工阶段对整体式液压模板施工技术进行探讨。关于综合效益评价的研究体现在工程项目的评价体系，如徐婧[3]从经济、环境和社会三方面确定装配式建筑综合效益评价指标体系，运用AHP-物元可拓法进行评价分析，并提出提高综合效益的措施建议；徐伟[4]考虑太阳能光伏建筑的特点，利用模糊层次分析法分析太阳能光伏建筑综合效益，通过实例分析，验证评价模型的科学性；齐颖[5]立足于长效发展机制，建立了养老地产项目综合效益评价指标体系，结合三角模糊数和模糊综合评价法对其进行评价分析，并提出改进措施。

综上所述，目前学者对整体式液压模板技术的优化设计及施工工艺展开了研究。然而，关于整体式液压模板技术综合效益评价研究存在空缺。因此，对整体式液压模板技术综合效益进行评价，有利于完善整体式液压模板技术综合效益评价体系，促进整体式液压模板技术在施工中的应用。

2 建立评价指标体系

2.1 整体式液压模板技术

整体式液压模板施工技术就是采用整体式胎模进行钢筋绑扎，采用数控系统对施工进行自动控制，利用整体式液压模板进行混凝土浇筑，采用自动液压系统进行拆模、立模、模板行走，并采用智能喷淋系统进行预制梁养护。整体式液压模板系统由数控系统、纵向行走系统、液压平移系统、液压升降系统、液压脱模系统、智能养护系统、遥控系统组成，具体施工流程如图1所示。

图1 整体式液压模板施工工艺流程

2.2 确定评价指标体系

整体式液压模板技术综合效益是指整体式液压模板技术在施工中对工程项目在经济、社会、环境、安全等多方面产生的集合收益。因此，本文分析整体式液压模板技术的施工工艺，识别整体式液压模板技术综合效益的影响因素。结合相关领域的专家意见，从经济效益、环境效益、社会效益、安全效益4个方面确定整体式液压模板技术综合效益评价指标体系，如表1所示。

表1 整体式液压模板技术综合效益评价指标体系

3 构建评价模型

3.1 评价方法选择

常用于综合效益评价的方法有模糊综合评价法、层次分析法[6]、DEA法[7]、物元可拓法[8]等。基于整体式液压模板技术综合效益评价指标体系，考虑整体液压模板技术的评价标准存在一定的模糊性，而C-OWA算子结合属性加权和位置加权来处理数据，能够较好地减轻专家决策的主观影响，而云模型将定性概念定量转换，能有效解决综合效益评价准则模糊性问题。因此，本文基于C-OWA算子和云模型构建评价模型。

3.2 基于C-OWA算子计算指标权重

基于组合数据的有序加权平均(combination ordered weighted averaging，C-OWA)算子是指将数据重新排序、整合，对数据进行加权，削弱不合理数据的影响，合理地分配评价指标的权重[9]。

3.3 基于云模型确定评价等级

4 案例分析

4.1 项目概况

本文以成绵苍巴高速公路项目为案例进行综合效益评价。成绵苍巴高速公路位于我国西南地区，该项目七分部共有预制箱梁1 200片，均采用整体式液压模板施工，共缩短工期3个月，节省工程费约370万元，施工现场如图2所示。

图2 整体式液压模板预制箱梁施工现场

4.2 权重计算

邀请7位专家，针对该项目实际情况，对整体式液压模板技术综合效益评价指标的重要性程度进行评分。以指标C1为例，权重计算过程如下:

(1)确定指标权重评分集

指标C1的初始评分集为:

将初始评分集重新排列，得到新集合:

(2)计算加权向量

根据公式(1)，可求得集合B的加权向量，即:

(3)计算绝对权重

根据公式(2)，计算指标C1的绝对权重:

同理，可得到其他一级指标的绝对权重:

(4)计算相对权重

根据式(3)，可计算一级指标的相对权重:

同理，可求得各二级指标的权重，计算结果如表2所示。

表2 整体式液压模板技术综合效益评价指标权重

4.3 综合评价

4.3.1 确定标准云

结合该项目运用整体式液压模板技术施工的实际情况，将整体式液压模板技术综合效益的评价等级划分为5个，评分取值为[0，10]。通过公式(4)，计算标准云的数字特征，根据项目实际情况，将超熵He设为0.05，如表3所示。

表3 评价等级数字特征

利用MATLAB软件，生成整体式液压模板技术综合效益评价标准云图，如图3所示。

图3 标准云图

4.3.2 确定评价云

(1)二级指标评价云

邀请前述7位专家根据该项目实际情况，对评价指标体系中的各二级指标进行评分，并通过式(5)计算各二级指标对应的评价云数字特征，如表4所示。

表4 二级评价指标云数字特征

(2)一级指标评价云

根据各个二级指标的权重和数字特征，通过式(6)计算一级指标评价云的数字特征:经济效益C1＝(8.768 5，0.451 5，0.112 0)；环境效益C2＝(7.863 3，0.400 4，0.127)；社会效益C3＝(8.606 8，0.519 5，0.139 7)；安全效益C4＝(8.031 1，0.517 6，0.071 6)。

(3)综合评价云

根据一级指标的权重和数字特征，通过式(6)，可计算该项目综合评价云的数字特征，综合评价云C＝(8.082 8，0.469 1，0.113 9)。

利用MATLAB软件，生成该项目整体式液压模板技术综合效益综合评价云图，如图4所示。

图4 综合评价云图

4.3.3 计算云相似度

计算综合评价云和各个标准云之间的相似度，相似度最大所对应的标准云等级即为综合评价云的评价等级。根据综合评价云的数字特征，通过公式(7)～式(8)，计算出综合评价云的相似度，分别为 0.000 0、0.000 0、0.000 6、0.077 5、0.157 2。

4.4 结果分析

分析所计算结果，整体式液压模板技术综合效益评价云相似度最大值为0.157 2，根据最大隶属度原则，成绵苍巴高速公路项目的整体式液压模板技术综合效益的综合评价等级为“优”，说明在施工中运用整体式液压模板技术，为该项目带来不错的综合效益。

5 结论

(1)本文通过文献研究，分析整体式液压模板技术在预制箱梁施工中的施工工艺，从经济效益、环境效益、社会效益和安全效益4个方面，建立整体式液压模板技术综合效益评价指标体系。

(2)考虑评价指标的实际情况，基于C-OWA算子计算指标权重，削弱人为因素的主观影响，引入云模型理论，解决综合效益评价准则的模糊性问题。

(3)通过工程实例研究分析，该项目案例评价等级为“优”，与项目实际情况基本吻合，表明本文所建立的评价指标体系和评价模型具有良好的实用性。本研究不仅有利于完善整体式液压模板技术综合效益评价体系，还能促进整体式液压模板技术在高速公路预制箱梁施工中推广应用。