基于云模型的整體式液壓模板技術綜合效益評價

丁 磊

(中鐵二十三局集團第一工程有限公司 山東日照 276800)

1 引言

隨著我國高速公路建設快速發展，高速公路施工也越來越標準化、高效化。而高速公路的預制箱梁施工多采用組合式模板，使用龍門吊進行安裝、拆卸。這種施工技術在施工過程中存在模板易變形、錯臺漏漿、施工效率低等弊端。為改善組合模板施工的弊端，將整體式液壓模板技術運用于預制箱梁施工中，不僅能提高預制箱梁的施工效率，還能保障施工質量。近年來，整體式液壓模板技術以其自動化、高效化優勢得到了眾多施工企業青睞，并逐漸在高速公路的預制箱梁施工中得以應用。然而，整體式液壓模板技術綜合效益作為衡量其發展的重要指標，尚未形成系統的評價體系。因此，如何評價整體式液壓模板技術的綜合效益，是現階段亟需完善的理論研究。

目前，針對整體式液壓模板技術的研究多集中于施工工法，如李銀霞[1]等人以鄭西高速公路為背景，介紹了30 m T梁整體式液壓模板的設計與施工，并進行效益分析；洪虹[2]從臺座施工、模板轉運與液壓系統拼裝、模板安裝及拆除等施工階段對整體式液壓模板施工技術進行探討。關于綜合效益評價的研究體現在工程項目的評價體系，如徐婧[3]從經濟、環境和社會三方面確定裝配式建筑綜合效益評價指標體系，運用AHP-物元可拓法進行評價分析，并提出提高綜合效益的措施建議；徐偉[4]考慮太陽能光伏建筑的特點，利用模糊層次分析法分析太陽能光伏建筑綜合效益，通過實例分析，驗證評價模型的科學性；齊穎[5]立足于長效發展機制，建立了養老地產項目綜合效益評價指標體系，結合三角模糊數和模糊綜合評價法對其進行評價分析，并提出改進措施。

綜上所述，目前學者對整體式液壓模板技術的優化設計及施工工藝展開了研究。然而，關于整體式液壓模板技術綜合效益評價研究存在空缺。因此，對整體式液壓模板技術綜合效益進行評價，有利于完善整體式液壓模板技術綜合效益評價體系，促進整體式液壓模板技術在施工中的應用。

2 建立評價指標體系

2.1 整體式液壓模板技術

整體式液壓模板施工技術就是采用整體式胎模進行鋼筋綁扎，采用數控系統對施工進行自動控制，利用整體式液壓模板進行混凝土澆筑，采用自動液壓系統進行拆模、立模、模板行走，并采用智能噴淋系統進行預制梁養護。整體式液壓模板系統由數控系統、縱向行走系統、液壓平移系統、液壓升降系統、液壓脫模系統、智能養護系統、遙控系統組成，具體施工流程如圖1所示。

圖1 整體式液壓模板施工工藝流程

2.2 確定評價指標體系

整體式液壓模板技術綜合效益是指整體式液壓模板技術在施工中對工程項目在經濟、社會、環境、安全等多方面產生的集合收益。因此，本文分析整體式液壓模板技術的施工工藝，識別整體式液壓模板技術綜合效益的影響因素。結合相關領域的專家意見，從經濟效益、環境效益、社會效益、安全效益4個方面確定整體式液壓模板技術綜合效益評價指標體系，如表1所示。

表1 整體式液壓模板技術綜合效益評價指標體系

3 構建評價模型

3.1 評價方法選擇

常用于綜合效益評價的方法有模糊綜合評價法、層次分析法[6]、DEA法[7]、物元可拓法[8]等。基于整體式液壓模板技術綜合效益評價指標體系，考慮整體液壓模板技術的評價標準存在一定的模糊性，而C-OWA算子結合屬性加權和位置加權來處理數據，能夠較好地減輕專家決策的主觀影響，而云模型將定性概念定量轉換，能有效解決綜合效益評價準則模糊性問題。因此，本文基于C-OWA算子和云模型構建評價模型。

3.2 基于C-OWA算子計算指標權重

基于組合數據的有序加權平均(combination ordered weighted averaging，C-OWA)算子是指將數據重新排序、整合，對數據進行加權，削弱不合理數據的影響，合理地分配評價指標的權重[9]。

3.3 基于云模型確定評價等級

4 案例分析

4.1 項目概況

本文以成綿蒼巴高速公路項目為案例進行綜合效益評價。成綿蒼巴高速公路位于我國西南地區，該項目七分部共有預制箱梁1 200片，均采用整體式液壓模板施工，共縮短工期3個月，節省工程費約370萬元，施工現場如圖2所示。

圖2 整體式液壓模板預制箱梁施工現場

4.2 權重計算

邀請7位專家，針對該項目實際情況，對整體式液壓模板技術綜合效益評價指標的重要性程度進行評分。以指標C1為例，權重計算過程如下:

(1)確定指標權重評分集

指標C1的初始評分集為:

將初始評分集重新排列，得到新集合:

(2)計算加權向量

根據公式(1)，可求得集合B的加權向量，即:

(3)計算絕對權重

根據公式(2)，計算指標C1的絕對權重:

同理，可得到其他一級指標的絕對權重:

(4)計算相對權重

根據式(3)，可計算一級指標的相對權重:

同理，可求得各二級指標的權重，計算結果如表2所示。

表2 整體式液壓模板技術綜合效益評價指標權重

4.3 綜合評價

4.3.1 確定標準云

結合該項目運用整體式液壓模板技術施工的實際情況，將整體式液壓模板技術綜合效益的評價等級劃分為5個，評分取值為[0，10]。通過公式(4)，計算標準云的數字特征，根據項目實際情況，將超熵He設為0.05，如表3所示。

表3 評價等級數字特征

利用MATLAB軟件，生成整體式液壓模板技術綜合效益評價標準云圖，如圖3所示。

圖3 標準云圖

4.3.2 確定評價云

(1)二級指標評價云

邀請前述7位專家根據該項目實際情況，對評價指標體系中的各二級指標進行評分，并通過式(5)計算各二級指標對應的評價云數字特征，如表4所示。

表4 二級評價指標云數字特征

(2)一級指標評價云

根據各個二級指標的權重和數字特征，通過式(6)計算一級指標評價云的數字特征:經濟效益C1＝(8.768 5，0.451 5，0.112 0)；環境效益C2＝(7.863 3，0.400 4，0.127)；社會效益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)綜合評價云

根據一級指標的權重和數字特征，通過式(6)，可計算該項目綜合評價云的數字特征，綜合評價云C＝(8.082 8，0.469 1，0.113 9)。

利用MATLAB軟件，生成該項目整體式液壓模板技術綜合效益綜合評價云圖，如圖4所示。

圖4 綜合評價云圖

4.3.3 計算云相似度

計算綜合評價云和各個標準云之間的相似度，相似度最大所對應的標準云等級即為綜合評價云的評價等級。根據綜合評價云的數字特征，通過公式(7)～式(8)，計算出綜合評價云的相似度，分別為 0.000 0、0.000 0、0.000 6、0.077 5、0.157 2。

4.4 結果分析

分析所計算結果，整體式液壓模板技術綜合效益評價云相似度最大值為0.157 2，根據最大隸屬度原則，成綿蒼巴高速公路項目的整體式液壓模板技術綜合效益的綜合評價等級為“優”，說明在施工中運用整體式液壓模板技術，為該項目帶來不錯的綜合效益。

5 結論

(1)本文通過文獻研究，分析整體式液壓模板技術在預制箱梁施工中的施工工藝，從經濟效益、環境效益、社會效益和安全效益4個方面，建立整體式液壓模板技術綜合效益評價指標體系。

(2)考慮評價指標的實際情況，基于C-OWA算子計算指標權重，削弱人為因素的主觀影響，引入云模型理論，解決綜合效益評價準則的模糊性問題。

(3)通過工程實例研究分析，該項目案例評價等級為“優”，與項目實際情況基本吻合，表明本文所建立的評價指標體系和評價模型具有良好的實用性。本研究不僅有利于完善整體式液壓模板技術綜合效益評價體系，還能促進整體式液壓模板技術在高速公路預制箱梁施工中推廣應用。