辛亥革命博物館工程超大懸挑異形鋼桁架施工方案優(yōu)選

黃昕

王文瑋

黃智偉

（武漢建工股份有限公司，武漢430023）

0 引言

隨著建筑的多元化發(fā)展，為了滿足形態(tài)各異的建筑外形，鋼結(jié)構(gòu)在建筑工程中得到了越來越廣泛的應(yīng)用與發(fā)展，在工程實(shí)體中應(yīng)用價(jià)值工程選擇最合適的方案，在最短的生命周期內(nèi)創(chuàng)造最大的經(jīng)濟(jì)效益，這是項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)共同的目標(biāo)。辛亥革命博物館工程造型獨(dú)特，位于湖北省武漢市首義文化區(qū)中心位置，總建筑面積22138m2，分為地下1層，地上3層，3層至屋面外尖頭飛檐部分采用鋼結(jié)構(gòu)，屋面為V字形對挑兩榀鋼桁架，其中大跨度懸挑異形鋼桁架懸挑跨度為38m，總重約610t，鋼結(jié)構(gòu)總用鋼量達(dá)3500t，工程完成效果如圖1所示。由于本工程位于城市中心位置，施工場地受到很大的限制，根據(jù)工程特點(diǎn)通過應(yīng)用價(jià)值工程對懸挑異形鋼桁架的施工方案進(jìn)行了價(jià)值工程分析，最終獲得了顯著的成效。

圖1 辛亥革命博物館工程完成效果

1 提高項(xiàng)目價(jià)值的途徑

價(jià)值V與功能F（目標(biāo)成本）成正比，與成本C（現(xiàn)實(shí)成本）成反比，根據(jù)以上關(guān)系項(xiàng)目部通過成立VE小組對價(jià)值系數(shù)進(jìn)行分析，決定在提高功能的同時(shí)降低成本，使項(xiàng)目價(jià)值得到最大提升。

2 確定目標(biāo)

首先通過對本工程各分部和子分部工程的造價(jià)分析，確定比重最大的是主體結(jié)構(gòu)中的鋼結(jié)構(gòu)工程造價(jià)為4100萬，占土建總造價(jià)的1/3，然后通過對鋼結(jié)構(gòu)各分項(xiàng)進(jìn)行深化分析，收集工、料、機(jī)的成本信息，發(fā)現(xiàn)在屋面超大懸挑異形鋼桁架的施工中，會受到施工場地、環(huán)境等因素的影響，造成較大的費(fèi)用，因此在此節(jié)點(diǎn)施工中需重點(diǎn)控制，通過選擇合理的施工方案來創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益，綜上所述本工程最終選擇超大懸挑異形鋼桁架為價(jià)值工程的研究對象。

3 方案的價(jià)值工程分析

超大懸挑異形鋼桁架通過采用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)，模擬鋼桁架的安裝和卸載過程，通過分析模型，經(jīng)過多次研究，反復(fù)比對后提出了4種方案：A、分塊吊裝法；B、整體吊裝法；C、整體提升法；D、高空散裝法。項(xiàng)目部邀請了6位專家對每個(gè)方案的可實(shí)施性（F1）、經(jīng)濟(jì)性（F2）、質(zhì)量和安全（F3）、工期（F4）四項(xiàng)功能指標(biāo)進(jìn)行綜合評價(jià)，其中四項(xiàng)功能指標(biāo)的重要性排序?yàn)镕2=F3＞F1＞F4。

3.1 優(yōu)缺列舉法對方案進(jìn)行評價(jià) 首先對4種方案的內(nèi)容和優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行列舉分析，如表1所示。

3.2 運(yùn)用0～4評分法確定各功能權(quán)重 為反應(yīng)各功能之間的真實(shí)差別，采用0～4評分法計(jì)算各項(xiàng)功能權(quán)重，如表2所示。

3.3 功能系數(shù)的確定 在方案評選中，確定各方案功能 F1、F2、F3、F4 的權(quán)數(shù)分別為 3、4、4、1，然后 6 位專家對A、B、C、D4個(gè)方案的四項(xiàng)功能進(jìn)行打分，最后計(jì)算出各方案的功能系數(shù)，如表3所示。

3.4 成本費(fèi)用分析 根據(jù)提出的4種方案從胎架搭設(shè)、人、材、機(jī)等方面進(jìn)行成本費(fèi)用分析，得出各方案的綜合造價(jià)，如表4所示。

3.5 成本系數(shù)的確定 根據(jù)辛亥革命博物館工程的特點(diǎn)，并考慮各方面影響因素綜合計(jì)算出A、B、C、D 4種方案的造價(jià)分別為 1714 元/t、1567 元/t、1836 元/t、1061 元/t，然后計(jì)算出各方案成本系數(shù)，如表5所示。

表1 方案優(yōu)缺比較

表2 功能指標(biāo)權(quán)重計(jì)算表

表3 功能系數(shù)計(jì)算表

3.6 價(jià)值系數(shù)的確定 根據(jù)功能系數(shù)和成本系數(shù)計(jì)算出價(jià)值系數(shù)，價(jià)值系數(shù)最大的為最優(yōu)方案，如表6所示。

根據(jù)對A、B、C、D 4個(gè)方案進(jìn)行價(jià)值工程分析，D方案高空散裝法價(jià)值系數(shù)最高，為最優(yōu)方案。

4 實(shí)施效果

表4 辛亥革命博物館大跨度懸挑鋼桁架安裝方法及安裝成本費(fèi)用分析

表5 成本系數(shù)計(jì)算表

通過價(jià)值工程分析確定的高空散裝法，在實(shí)施過程中較為成功，確保了鋼桁架的安裝過程中的質(zhì)量和安全，安裝完成效果如圖2所示。在質(zhì)量安全上，鋼桁架卸載后，實(shí)際監(jiān)測最大下?lián)现禐?0mm，滿足設(shè)計(jì)要求并于與結(jié)構(gòu)分析模型結(jié)果相符；在經(jīng)濟(jì)效益上，該方案使鋼桁架在施工過程中能保持穩(wěn)定狀態(tài)，質(zhì)量安全也得到保證，并且成型后能滿足設(shè)計(jì)要求，其觀感效果好，相比常規(guī)的滿堂支撐和卸載方式總造價(jià)節(jié)約了43萬元。在社會效益上，該方案施工總體成本低、安全性高，在可實(shí)施性、經(jīng)濟(jì)性、安全性之間取得了最佳結(jié)合，總結(jié)形成的《超大懸挑異形鋼桁架安裝技術(shù)創(chuàng)新》獲得了國家QC成果一等獎(jiǎng)。該工程榮獲2012～2013年度中國建設(shè)工程魯班獎(jiǎng)。

表6 價(jià)值系數(shù)計(jì)算表

5 結(jié)束語

價(jià)值工程是一項(xiàng)具有技術(shù)性、經(jīng)濟(jì)性的管理活動，本文通過運(yùn)用價(jià)值工程的評價(jià)分析方法與工程實(shí)體相結(jié)合，綜合了技術(shù)與經(jīng)濟(jì)方面的因素對辛亥革命博物館工程中大跨度懸挑鋼桁架所提出的4種施工方案進(jìn)行評價(jià)和優(yōu)選，最后以價(jià)值大小作為評判依據(jù)，得出D方案為最優(yōu)方案，成效顯著，成功的在方案決策中引入價(jià)值工程，使評判方法更加的科學(xué)、全面、合理。

圖2 大跨度懸挑異形鋼桁架安裝完成效果

[1]黃昕.VE在優(yōu)化深基坑支護(hù)方案中的應(yīng)用[J].價(jià)值工程，1999，2：26-27.

[2]楊棚淅，姚剛，吳小瓊，李鵬.基于模糊評判鋼桁架施工方案優(yōu)選[J].重慶交通大學(xué)學(xué)報(bào)，2010,29（4）：180-182.

[3]李艷煥，張兆梁，張紅偉.價(jià)值工程在施工項(xiàng)目成本控制中的應(yīng)用[J].遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報(bào)，2007,9（1）：46-48.