南溪長江大橋引橋施工技術(shù)方案優(yōu)化研究

肖安斌

（四川路橋華東建設(shè)有限責(zé)任公司，四川成都 610200）

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南溪長江大橋引橋施工技術(shù)方案優(yōu)化研究

肖安斌

（四川路橋華東建設(shè)有限責(zé)任公司，四川成都 610200）

摘要：施工優(yōu)化的目的是使施工技術(shù)方案無論是技術(shù)上還是經(jīng)濟(jì)上都較為合理，僅考慮其中某一個(gè)因素很難作出合理的選擇，往往需要考慮多個(gè)因素才能進(jìn)行決策，而這些因素很難拿一個(gè)共同的度量標(biāo)準(zhǔn)來相互比較。文中提出一種基于格序理論的模糊多目標(biāo)決策的施工方案優(yōu)選方法，并通過該方法計(jì)算南溪長江大橋引橋各施工方案之間的綜合差異，優(yōu)化南溪長江大橋下部結(jié)構(gòu)引橋預(yù)制方案。

關(guān)鍵詞：橋梁；南溪長江大橋；格序理論；模糊多目標(biāo)決策；施工方案優(yōu)選

優(yōu)化是制定施工方案的重要環(huán)節(jié)，需根據(jù)具體施工特點(diǎn)來進(jìn)行。在確定施工方案時(shí)，要充分考慮其所在施工地點(diǎn)的外在環(huán)境、施工工期及通過完成該施工項(xiàng)目可帶來的經(jīng)濟(jì)效益等約束條件，還要考慮施工過程中機(jī)械、人員等安全情況，從所給定的備選方案中選擇最優(yōu)施工方案。由于施工過程的復(fù)雜性及決策者的主觀性，施工技術(shù)方案優(yōu)選并沒有固定的方法，大都根據(jù)具體工程項(xiàng)目選擇適用的方案。如蔡雪峰等利用灰色關(guān)聯(lián)度對(duì)橋梁施工方案進(jìn)行研究，得出了預(yù)應(yīng)力砼連續(xù)箱梁橋的最優(yōu)方案；李建中深入研究施工技術(shù)方案的集成優(yōu)化，提出了一種多目標(biāo)集成優(yōu)化模型并展示了其求解方法；黃玉剛把層次分析法應(yīng)用到實(shí)際工程的施工技術(shù)方案比選中，取得了較好的應(yīng)用效果。

鑒于影響南溪長江大橋引橋施工的因素眾多，且各因素很難拿一個(gè)共同的度量標(biāo)準(zhǔn)來相互比較，很難通過傳統(tǒng)的方法對(duì)其施工技術(shù)方案進(jìn)行優(yōu)化，該文根據(jù)其工程特點(diǎn)及目標(biāo)提出幾種不同的引橋T梁預(yù)制方案，采用基于格序理論的模糊多目標(biāo)決策方法確定最適合的技術(shù)方案。

1　南溪長江大橋引橋方案介紹

南溪長江大橋的南岸引橋?yàn)?×40 m簡支T梁，北岸引橋?yàn)?×40 m+30 m砼簡支T梁。該橋每跨由12片T梁組成，南岸引橋需預(yù)制40 m T梁60片，北岸引橋需預(yù)制30 m T梁12片、40 m T梁60片，共計(jì)144片。

初步擬定3種T梁預(yù)制方案：1）該橋144片T梁都在北岸預(yù)制，T梁安裝從北岸13#墩一直安裝到0#墩，南岸T梁通過運(yùn)梁車運(yùn)到南岸橋墩位。2）北岸區(qū)6#墩索塔至13#墩橋臺(tái)84片T梁在北岸預(yù)制后安裝；0#橋臺(tái)至5#墩索塔60片T梁在南岸預(yù)制后安裝。3）南北岸區(qū)6#墩索塔至13#墩橋臺(tái)84片T梁在北岸預(yù)制安裝；離南岸橋址2.5 km 處E6標(biāo)段路基上建設(shè)預(yù)制場預(yù)制0#橋臺(tái)至5#墩索塔60片T梁后運(yùn)到橋址安裝。

根據(jù)該工程的施工特點(diǎn)和場地情況，將T梁預(yù)制安裝費(fèi)、T梁場地建設(shè)費(fèi)、施工總工期、施工難易程度、對(duì)周圍環(huán)境的影響、技術(shù)方案的先進(jìn)性及施工安全性作為施工技術(shù)方案的主要評(píng)價(jià)指標(biāo)，其中前5項(xiàng)為成本型指標(biāo)，后2項(xiàng)為效益型指標(biāo)。

2　基于格序理論的模糊多目標(biāo)決策模型

2.1多目標(biāo)決策的基本概念

在進(jìn)行多目標(biāo)決策前，首先定義評(píng)價(jià)對(duì)象集S=｛s1，s2，…，sm｝及目標(biāo)集O=｛o1，o2，…，on｝，指標(biāo)值矩陣F=（xij）m×n，權(quán)重集W=｛w1，w2，…，wn｝，

2.2格序決策方法

選用三角模糊數(shù)兩級(jí)比例法對(duì)指標(biāo)矩陣F進(jìn)行量化，結(jié)果見表1。

表1　三角函數(shù)模糊兩級(jí)比例法指標(biāo)矩陣量化結(jié)果

（4）應(yīng)用Bonissone近似積分公式對(duì)三角模糊數(shù)進(jìn)行相應(yīng)乘法計(jì)算，即若

2.3算法步驟

（1）以模糊正、負(fù)理想解分別作為頂、底元素，根據(jù)方案間關(guān)系繪制Hasse圖。

（2）考慮模糊正理想解所對(duì)應(yīng)的較優(yōu)方案，計(jì)算得到其模糊指標(biāo)矩陣及相對(duì)應(yīng)的模糊權(quán)重矢量

（7）確定方案的綜合差異：

式中：q為樂觀系數(shù)，通常取q=0.5；i=1，2，…，k；D為模糊正、負(fù)理想解差異。

（8）根據(jù)綜合差異大小選出最優(yōu)方案，原則是Di值越大越好。

3　算例分析

南溪長江大橋引橋3種T梁預(yù)制方案各評(píng)價(jià)指標(biāo)的專家評(píng)價(jià)值見表2。

表2　各施工方案的指標(biāo)屬性值

（1）以模糊正、負(fù)理想解分別作為頂、底元素，根據(jù)方案間關(guān)系繪制Hasse圖（見圖1）。

圖1　Hasse圖

（2）考慮模糊正理想解下的較優(yōu)元素，即方案1、方案2、方案3，得出模糊指標(biāo)矩陣及模糊權(quán)重矢量

（5）根據(jù)上一步得出的模糊加權(quán)指標(biāo)值確定模糊極大集：

（6）根據(jù)模糊加權(quán)指標(biāo)值得出模糊極小集：

（7）按照式（7）計(jì)算各方案的綜合差異，取q= 0.5。通過模糊正、負(fù)理想解計(jì)算得D =0.16，由此得三方案的綜合差異分別為D1=0.53、D2=0.66、D3=0.49。根據(jù)Di值的大小，得出施工方案的優(yōu)先排序?yàn)镈2＞D1＞D3，方案2為最佳方案，按該方案施工，既可縮短工期，又能節(jié)約成本。

4　結(jié)語

由于影響南溪長江大橋引橋施工的因素眾多，各因素又難以通過一個(gè)共同的度量標(biāo)準(zhǔn)相互比較，該文利用模糊多屬性決策進(jìn)行施工方案優(yōu)選，提出基于格序理論的模糊多目標(biāo)決策的施工方案優(yōu)選方法，確定南溪長江大橋懸索橋下部結(jié)構(gòu)引橋預(yù)制最佳施工方案。

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中圖分類號(hào)：U445.1

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1671-2668（2016）03-0268-04

收稿日期：2016-02-22