美國舊金山海灣大橋項(xiàng)目計(jì)劃編制

袁 晶

（上海振華重工（集團(tuán)）股份有限公司，上海200125）

美國舊金山海灣大橋項(xiàng)目計(jì)劃編制

袁 晶

（上海振華重工（集團(tuán)）股份有限公司，上海200125）

作為美國舊金山市的標(biāo)志景觀，美國新海灣大橋是世界第一大單塔自錨抗震懸索鋼橋，也是一座世界上最昂貴、最漂亮、技術(shù)含量最高的地標(biāo)性大橋。振華重工承建橋身全部鋼結(jié)構(gòu)，由于項(xiàng)目的整體規(guī)模大、施工步驟復(fù)雜、制造難度大，制定科學(xué)合理的項(xiàng)目計(jì)劃尤為重要。綜合采用關(guān)鍵路徑法和計(jì)劃評審法進(jìn)行美國新海灣大橋的計(jì)劃編制，并以雙層橫隔板為例，詳細(xì)介紹了計(jì)劃編制過程。經(jīng)實(shí)際施工驗(yàn)證，計(jì)劃完成率達(dá)到93％。該項(xiàng)目計(jì)劃體系的完成和成功驗(yàn)證為項(xiàng)目的順利實(shí)施提供了重要指導(dǎo)，為類似大型橋梁工程項(xiàng)目施工提供了有益參考。

計(jì)劃體系；橋梁施工；項(xiàng)目計(jì)劃編制

1 項(xiàng)目背景

美國舊金山海灣大橋總跨度565 m，是世界橋梁史上難度最高、跨度最大的單塔自錨抗震懸索鋼橋，為橋梁界設(shè)計(jì)和制造的一個(gè)巨大挑戰(zhàn)。振華重工2006年承建該橋橋身全部45 000 t鋼結(jié)構(gòu)項(xiàng)目。但對于這個(gè)世界級(jí)獨(dú)一無二的美國海灣大橋制造而言，如何制定合理的項(xiàng)目工期和項(xiàng)目進(jìn)度計(jì)劃、如何評估一個(gè)鋼結(jié)構(gòu)的制造時(shí)間準(zhǔn)確與否、如何確定每個(gè)工序的周期，從而編制出一套合理的計(jì)劃一直是棘手的問題。

2 計(jì)劃編制難點(diǎn)及方法

CPM（關(guān)鍵路徑法）和PERT（計(jì)劃評審法）是20世紀(jì)50年代后期幾乎同時(shí)出現(xiàn)的兩種計(jì)劃方法[1-2]。這兩種計(jì)劃方法是分別獨(dú)立發(fā)展起來的，但基本原理一致，即用網(wǎng)絡(luò)圖來表達(dá)項(xiàng)目中各項(xiàng)活動(dòng)的進(jìn)度和它們之間的相互關(guān)系，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)分析，計(jì)算網(wǎng)絡(luò)中各項(xiàng)時(shí)間參數(shù)，確定關(guān)鍵活動(dòng)和關(guān)鍵路線，利用時(shí)差不斷地調(diào)整與優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)，以求得最短周期。美國新海灣大橋制造難度大、質(zhì)量要求高在業(yè)內(nèi)著名。主要制造難度包括面板對接難度大、大分段制造難度高、工件質(zhì)量大等，由于項(xiàng)目的整體規(guī)模大、施工步驟復(fù)雜、專業(yè)化程度要求高且項(xiàng)目時(shí)間緊急，因此不能采用簡單的進(jìn)度計(jì)劃方法。為了

保證按期按質(zhì)達(dá)到項(xiàng)目目標(biāo)，擬綜合采用關(guān)鍵路徑法（CPM）和PERT（進(jìn)劃評審法）進(jìn)行美國新海灣大橋的計(jì)劃編制。CPM法是活動(dòng)時(shí)間的單點(diǎn)估計(jì)，主要用于針對已具備相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，受外在環(huán)境影響較小、不確定性因素較少的部件的進(jìn)度計(jì)劃安排。而針對其他一些工序，由于受到認(rèn)識(shí)和客觀條件的制約，通常在PERT中引入概率計(jì)算方法，由于組成網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃的各項(xiàng)工作可變因素多，不具備一定的時(shí)間消耗統(tǒng)計(jì)資料，因而不能確定出一個(gè)肯定的單一的時(shí)間值。假設(shè)各項(xiàng)工作的持續(xù)時(shí)間服從β分布，近似地用三時(shí)估計(jì)法估算出三個(gè)時(shí)間值，即最短、最長和最可能持續(xù)時(shí)間，再加權(quán)平均算出一個(gè)期望值作為工作的持續(xù)時(shí)間。因此在本項(xiàng)目編制PERT網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃時(shí)，把風(fēng)險(xiǎn)因素引入到PERT中，考慮按PERT網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃在指定工期下完成工程任務(wù)的可能性，即計(jì)劃的成功概率，也即計(jì)劃的可靠度，在繪制網(wǎng)絡(luò)圖時(shí)必須將非肯定型轉(zhuǎn)化為肯定型，把三時(shí)估計(jì)變?yōu)閱我粫r(shí)間估計(jì)，其計(jì)算公式為

式中ti為i工作的平均持續(xù)時(shí)間；ai為i工作最短持續(xù)時(shí)間（亦稱樂觀估計(jì)時(shí)間）；bi為i工作最長持續(xù)時(shí)間（亦稱悲觀估計(jì)時(shí)間）；ci為i工作正常持續(xù)時(shí)間，可由施工定額估算。

其中，ai和bi兩種工作的持續(xù)時(shí)間一般由統(tǒng)計(jì)方法進(jìn)行估算。三時(shí)估算法把非肯定型問題轉(zhuǎn)化為肯定型問題來計(jì)算，用概率論的觀點(diǎn)分析，其偏差仍不可避免，但趨向總是有明顯的參考價(jià)值，當(dāng)然，這并不排斥每個(gè)估計(jì)都盡可能做到可能精確的程度。為了進(jìn)行時(shí)間的偏差分析（即分布的離散程度），可用方差估算

式中σi2為i工作的方差。

網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃按規(guī)定日期完成的概率，可通過式（3）和查函數(shù)表求得

式中Q為網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃規(guī)定的完工日期或目標(biāo)時(shí)間；M為關(guān)鍵線路上各項(xiàng)工作平均持續(xù)時(shí)間的總和；σ為關(guān)鍵線路的標(biāo)準(zhǔn)差；λ為概率系數(shù)。

3 雙層橫隔板計(jì)劃編制

雙層橫隔板是美國海灣大橋鋼塔塔柱的重要組成部分，如圖1所示。橫隔板主要起整體塔柱的支撐和面板的定位作用，是非常關(guān)鍵的鋼塔肋骨，由于其外形復(fù)雜，焊接難度大、焊接質(zhì)量高和機(jī)加工難度大[4]。與鋼塔的面板制造一樣，都是鋼塔制造的難點(diǎn)，而且雙層隔板數(shù)量多，整個(gè)鋼塔共計(jì)70塊，是新海灣大橋唯一一處批量制造構(gòu)件。受雙層隔板的復(fù)雜性和機(jī)加工設(shè)備的能力限制，其制造周期非常長，處于整個(gè)鋼塔制造的關(guān)鍵路徑之上，因此如何合理確定隔板的制造周期尤為重要。雙層橫隔板工序如表1所示。

圖1 雙層橫隔板

為了能更準(zhǔn)確地評估雙層橫隔板主要工序的工時(shí)，特別是面板拼裝工時(shí)和加強(qiáng)圈裝配焊接工時(shí)，通過實(shí)際焊接實(shí)驗(yàn)并采用三點(diǎn)時(shí)間估算法進(jìn)行加權(quán)平均求出期望時(shí)間作為該工作的持續(xù)時(shí)間，結(jié)果如表2所示。將此結(jié)果帶入到如圖2所示的流程中，可以得到三條路徑的工期，即TA=54天、TB= 46.2天、TC=40.9天。從計(jì)算可以看出，路徑A為雙層橫隔板的關(guān)鍵路徑，因此雙層橫隔板的制作工期為54天。

4 計(jì)劃工期確定

根據(jù)行業(yè)要求，結(jié)合成本考慮，本雙層橫隔板的完成概率確定為85％，根據(jù)完成概率通過式（2）和式（3）重新計(jì)算項(xiàng)目的工期，即所需要的計(jì)劃工期確定為Q＝57天。

重復(fù)上述計(jì)算過程，可以獲得其他主部件制造計(jì)劃工期，進(jìn)而確定整個(gè)項(xiàng)目的進(jìn)度計(jì)劃和工期。

5 結(jié)論驗(yàn)證

計(jì)劃編制完成后，進(jìn)行了橫隔板的實(shí)際施工作業(yè)，共完成雙層橫隔板28塊，平均制造周期61天，而編制的計(jì)劃工期為57天，計(jì)劃完成率約為93％。通過相同的編制方法對面板的施工工時(shí)進(jìn)行了驗(yàn)證，共完成10塊面板的施工作業(yè)，平均施工周期120天，計(jì)劃實(shí)施率約為94％?；诳茖W(xué)合理的項(xiàng)目計(jì)劃管理和嚴(yán)格實(shí)施，2011年振華重工圓滿完成承建橋身全部45 000 t鋼結(jié)構(gòu)的交付，整個(gè)交付工期提前了5個(gè)月。該項(xiàng)目計(jì)劃體系的完成和成功驗(yàn)證為類似大型橋梁工程項(xiàng)目施工提供了有益參考。

表1 雙層橫隔板工序

表2 雙層橫隔板工時(shí)

圖2 雙層橫隔板的制造流程

[1]余建星，李妍，曹靜，等.關(guān)鍵路徑法（CPM）在深水結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用[J].天津理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2012，28（4）：19-23.

[2]徐志勝，宋平，賀志軍，等.PERT法評估特大橋梁工程施工進(jìn)度風(fēng)險(xiǎn)[J].防災(zāi)減災(zāi)工程學(xué)報(bào)，2009，29（1）：83-87.

[3]崔達(dá)開，李晶.關(guān)于網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃中三時(shí)估計(jì)法的運(yùn)用與商榷[J].統(tǒng)計(jì)與決策，2016（5）：22-25.

[4]馬立芬.美國新海灣大橋上部鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)及制造[J].世界橋梁，2012，40（5）：1-6.

Page 100大量針狀α′相和粗大的β晶界組成。

圖5 ZTC4接頭拉伸斷裂位置

（2）焊接時(shí)最大殘余拉應(yīng)力出現(xiàn)在焊縫與母材交界處，這個(gè)區(qū)域?yàn)楹缚p薄弱區(qū)；焊前預(yù)熱可有效降低焊接殘余應(yīng)力，預(yù)防焊接裂紋產(chǎn)生。

（3）補(bǔ)焊接頭的沖擊韌性超過母材，預(yù)熱焊接＋熱處理接頭的室溫拉伸強(qiáng)度最高，達(dá)到1 038 MPa。

參考文獻(xiàn)：

[1]Christoph Leyens，Manfred Perers.Titanium and Titanium Alloys：Fundamentals and Applications[M].VILEY-VCA：Verlag GmbH&Co.，2003：8-12.

[2]張喜燕，趙永慶，白晨光.鈦合金及其應(yīng)用[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005：68-69.

[3]Lutiering G.Influence of processing on microstructure and mechanical properties(α+β)titanium alloys[J].Materials Science and Engineering，1998，243（1）：32-45.

[4]XIAO Shulong，CHEN Yuyong，ZHU Hongyan，et al.Recent advances on Precision casting of large thin wall complex castings of titanium alloys[J].Rare Materials and Engineering，2006，35（5）：678-681.

Project planning of new San Francisco-Oakland bay bridge

YUAN Jing
（Shanghai Zhenhua Heavy Industries Co.，Ltd，Shanghai 200125，China）

As a symbol landscape of San Francisco city,the newbay bridge is the world's first single tower self anchored suspension steel bridge with earthquake resistance design.It is also the most expensive，most beautiful landmark bridge with highest technical content. Zhenhua HeavyIndustryCo.，Ltd.build steel structure ofthe bridge，due tothe bigoverall size，complexconstruction procedure，the project is difficult to manufacture，so formulate scientific and reasonable project plan is particularly important.This paper introduces the planning process ofthe newBayBridge byusingthe Critical Path Method and the ProgramEvaluation and ReviewTechnique.And takingthe double diaphragm as an example，the planning process is introduced in detail.The completion rate is 93％verified by actual construction.The completion and successful verification of the project plan provides an important guidance for the successful implementation of the project，which alsoprovides a useful reference for the construction ofsimilar large-scale bridge projects.

planning system；bridge construction；project planning

TG457.2

B

1001－2303（2016）07－0112-04

10.7512/j.issn.1001-2303.2016.07.26

2016-05-05

袁晶（1980—），男，碩士，工程師，主要從事橋梁項(xiàng)目的設(shè)計(jì)研究工作。