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      基于云模型的整體式液壓模板技術(shù)綜合效益評價

      2022-05-12 08:20:06
      鐵道建筑技術(shù) 2022年4期
      關(guān)鍵詞:效益液壓指標(biāo)體系

      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(shè)快速發(fā)展,高速公路施工也越來越標(biāo)準(zhǔn)化、高效化。而高速公路的預(yù)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(shù)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(shù)運用于預(yù)制箱梁施工中,不僅能提高預(yù)制箱梁的施工效率,還能保障施工質(zhì)量。近年來,整體式液壓模板技術(shù)以其自動化、高效化優(yōu)勢得到了眾多施工企業(yè)青睞,并逐漸在高速公路的預(yù)制箱梁施工中得以應(yīng)用。然而,整體式液壓模板技術(shù)綜合效益作為衡量其發(fā)展的重要指標(biāo),尚未形成系統(tǒng)的評價體系。因此,如何評價整體式液壓模板技術(shù)的綜合效益,是現(xiàn)階段亟需完善的理論研究。

      目前,針對整體式液壓模板技術(shù)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(shè)計與施工,并進行效益分析;洪虹[2]從臺座施工、模板轉(zhuǎn)運與液壓系統(tǒng)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(shù)進行探討。關(guān)于綜合效益評價的研究體現(xiàn)在工程項目的評價體系,如徐婧[3]從經(jīng)濟、環(huán)境和社會三方面確定裝配式建筑綜合效益評價指標(biāo)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(xué)性;齊穎[5]立足于長效發(fā)展機制,建立了養(yǎng)老地產(chǎn)項目綜合效益評價指標(biāo)體系,結(jié)合三角模糊數(shù)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(xué)者對整體式液壓模板技術(shù)的優(yōu)化設(shè)計及施工工藝展開了研究。然而,關(guān)于整體式液壓模板技術(shù)綜合效益評價研究存在空缺。因此,對整體式液壓模板技術(shù)綜合效益進行評價,有利于完善整體式液壓模板技術(shù)綜合效益評價體系,促進整體式液壓模板技術(shù)在施工中的應(yīng)用。

      2 建立評價指標(biāo)體系

      2.1 整體式液壓模板技術(shù)

      整體式液壓模板施工技術(shù)就是采用整體式胎模進行鋼筋綁扎,采用數(shù)控系統(tǒng)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(tǒng)進行拆模、立模、模板行走,并采用智能噴淋系統(tǒng)進行預(yù)制梁養(yǎng)護。整體式液壓模板系統(tǒng)由數(shù)控系統(tǒng)、縱向行走系統(tǒng)、液壓平移系統(tǒng)、液壓升降系統(tǒng)、液壓脫模系統(tǒng)、智能養(yǎng)護系統(tǒng)、遙控系統(tǒng)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(biāo)體系

      整體式液壓模板技術(shù)綜合效益是指整體式液壓模板技術(shù)在施工中對工程項目在經(jīng)濟、社會、環(huán)境、安全等多方面產(chǎn)生的集合收益。因此,本文分析整體式液壓模板技術(shù)的施工工藝,識別整體式液壓模板技術(shù)綜合效益的影響因素。結(jié)合相關(guān)領(lǐng)域的專家意見,從經(jīng)濟效益、環(huán)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(shù)綜合效益評價指標(biāo)體系,如表1所示。

      表1 整體式液壓模板技術(shù)綜合效益評價指標(biāo)體系

      3 構(gòu)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?;谡w式液壓模板技術(shù)綜合效益評價指標(biāo)體系,考慮整體液壓模板技術(shù)的評價標(biāo)準(zhǔn)存在一定的模糊性,而C-OWA算子結(jié)合屬性加權(quán)和位置加權(quán)來處理數(shù)據(jù),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(zhuǎn)換,能有效解決綜合效益評價準(zhǔn)則模糊性問題。因此,本文基于C-OWA算子和云模型構(gòu)建評價模型。

      3.2 基于C-OWA算子計算指標(biāo)權(quán)重

      基于組合數(shù)據(jù)的有序加權(quán)平均(combination ordered weighted averaging,C-OWA)算子是指將數(shù)據(jù)重新排序、整合,對數(shù)據(jù)進行加權(quán),削弱不合理數(shù)據(jù)的影響,合理地分配評價指標(biāo)的權(quán)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(qū),該項目七分部共有預(yù)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(jié)省工程費約370萬元,施工現(xiàn)場如圖2所示。

      圖2 整體式液壓模板預(yù)制箱梁施工現(xiàn)場

      4.2 權(quán)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(shù)綜合效益評價指標(biāo)的重要性程度進行評分。以指標(biāo)C1為例,權(quán)重計算過程如下:

      (1)確定指標(biāo)權(quán)重評分集

      指標(biāo)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(quán)向量

      根據(jù)公式(1),可求得集合B的加權(quán)向量,即:

      (3)計算絕對權(quán)重

      根據(jù)公式(2),計算指標(biāo)C1的絕對權(quán)重:

      同理,可得到其他一級指標(biāo)的絕對權(quán)重:

      (4)計算相對權(quán)重

      根據(jù)式(3),可計算一級指標(biāo)的相對權(quán)重:

      同理,可求得各二級指標(biāo)的權(quán)重,計算結(jié)果如表2所示。

      表2 整體式液壓模板技術(shù)綜合效益評價指標(biāo)權(quán)重

      4.3 綜合評價

      4.3.1 確定標(biāo)準(zhǔn)云

      結(jié)合該項目運用整體式液壓模板技術(shù)施工的實際情況,將整體式液壓模板技術(shù)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(biāo)準(zhǔn)云的數(shù)字特征,根據(jù)項目實際情況,將超熵He設(shè)為0.05,如表3所示。

      表3 評價等級數(shù)字特征

      利用MATLAB軟件,生成整體式液壓模板技術(shù)綜合效益評價標(biāo)準(zhǔn)云圖,如圖3所示。

      圖3 標(biāo)準(zhǔn)云圖

      4.3.2 確定評價云

      (1)二級指標(biāo)評價云

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

      表4 二級評價指標(biāo)云數(shù)字特征

      (2)一級指標(biāo)評價云

      根據(jù)各個二級指標(biāo)的權(quán)重和數(shù)字特征,通過式(6)計算一級指標(biāo)評價云的數(shù)字特征:經(jīng)濟效益C1=(8.768 5,0.451 5,0.112 0);環(huán)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(jù)一級指標(biāo)的權(quán)重和數(shù)字特征,通過式(6),可計算該項目綜合評價云的數(shù)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(shù)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(biāo)準(zhǔn)云之間的相似度,相似度最大所對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)云等級即為綜合評價云的評價等級。根據(jù)綜合評價云的數(shù)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(jié)果分析

      分析所計算結(jié)果,整體式液壓模板技術(shù)綜合效益評價云相似度最大值為0.157 2,根據(jù)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(shù)綜合效益的綜合評價等級為“優(yōu)”,說明在施工中運用整體式液壓模板技術(shù),為該項目帶來不錯的綜合效益。

      5 結(jié)論

      (1)本文通過文獻研究,分析整體式液壓模板技術(shù)在預(yù)制箱梁施工中的施工工藝,從經(jīng)濟效益、環(huán)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(shù)綜合效益評價指標(biāo)體系。

      (2)考慮評價指標(biāo)的實際情況,基于C-OWA算子計算指標(biāo)權(quán)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(zhǔn)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(yōu)”,與項目實際情況基本吻合,表明本文所建立的評價指標(biāo)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(shù)綜合效益評價體系,還能促進整體式液壓模板技術(shù)在高速公路預(yù)制箱梁施工中推廣應(yīng)用。

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