层次分析法在铁路T 梁架设方案比选中的应用

何晓源 左 锋

(1.广州铁路(集团)公司贵广铁路广州枢纽工程建设指挥部，广东广州 510370;2.天津市路安电气化监理公司广东分公司，广东广州 510000)

1 现状及存在问题

1.1 工程简介

贵广铁路DK775+300～DK803+700段，由广铁集团广州枢纽工程建设指挥部负责T梁制架和轨道工程，其余工程由贵广铁路公司负责建设。

招标时出于开放铁路建设市场和发挥铺架专业化施工企业优势的考虑，桥梁下部结构、连续梁、桥面系工程与T梁制架工程分别由不同施工单位中标实施，这也导致了参建单位间线上线下工作内容多次交叉，相互影响，协调工作量大。

代铺架范围内北江特大桥和横江联络线的初步设计T梁数量共619孔。由狮山梁场负责制架，梁场位置靠近北江特大桥广州台，梁场设16个制梁台座，制梁能力5片/d，最大存梁量212片。原施工方案计划投入一台TJ165型架桥机，从梁场经工程线运梁，由北江特大桥广州台向西架梁，架梁2013年7月21日开始，2014年4月30日结束。

1.2 存在问题

因佛山西站方案调整和贵广铁路调整初步设计影响，T梁数量大量增加，T梁分布示意图见图1。现设计数量为1 006孔(其中为避免影响广珠铁路开通，2012年已先期制架横江联络线31孔)，共增加了387孔，导致狮山梁场制存能力不足，需调整优化铺架施组。

图1 T梁分布平面示意图

北江特大桥下部结构和连续梁由贵广铁路公司负责建设，北江特大桥东引桥受佛山西站方案调整和征地拆迁影响，工期滞后严重。现计划北江特大桥东引桥跨小塘工业大道(48+100+48)m连续梁和跨桂丹路(60+100+60)m系杆拱桥于2014年7月31日提供架梁通道。狮山梁场受桂丹路和小塘工业大道连续梁制约，通道受阻，原施组计划无法实现。若不采取工程措施，则2014年8月方可开始架桂丹路以西T梁，无法满足2014年年底开通的总工期要求，必须调整施工方案。

2 架梁方案调整

北江特大桥东引桥受工程方案和征拆影响进展滞后严重，但西引桥进展较正常。根据线下单位提供的节点:2013年10月份完成横江联络线桥墩;2014年1月份完成北江特大桥西引桥桥墩，5月26日完成箱梁架设;2014年2月20日跨金沙中心路连续梁提供架梁通道;跨小塘工业大道连续梁和跨桂丹路系杆拱桥7月31日提供架梁通道。

若由西向东架梁，可提前解决横江联络线和北江西引桥T梁架设问题，不受北江东引桥下部结构工期影响，有效缓解总工期压力。

根据线下工程进度安排，结合现场实际情况，调整后的T梁架设总体拟分三大部分进行，见表1。

表1 调整后T梁架设总体安排

3 架梁备选方案

2013年3月，组织各参建单位现场调查后，对T梁架设施工组织，提出三种备选方案:

方案一:狮山梁场供梁，铁路运梁，运梁通道为在狮山梁场附近广茂正线上开临时岔，由广茂线经京广线转广珠铁路后进入横江联络线进行T梁架设，运梁通道长约110 km。

方案二:狮山梁场供梁，公路运梁，运梁通道为经桂丹路，丹横路，工业园区金石大道，银海大道到达三水南站，公路运梁通道长约30 km。

方案三:在三水南站附近新建T梁制存场，直接供梁。

4 采用层次分析法进行方案比选

在方案研究过程中，应结合各方面相关因素，开展多层次、多方案分析和比选，以全面优化项目建设方案［1］。对备选方案的选择需考虑工期、投资、安全、环境影响、易实施性等多种目标，定性分析难以决策。层次分析法(Analytic Hierarchy Process)是一种解决多目标的复杂问题的定性与定量相结合的决策分析方法，用决策者的经验判断各衡量目标能否实现的标准之间的相对重要程度，并合理地给出每个决策方案的每个标准的权数，利用权数求出各方案的优劣次序，适用于本课题。

4.1 建立层次结构模型

为选择最优方案，经分析确定需考虑的主要因素为工期，投资，安全，环境影响和方案易实施程度。建立层次结构模型，如图2所示。

图2 架梁方案选择AHP模型

4.2 构造判断矩阵

组织参建单位相关专家对准则层五个因素进行分析，认为首要确保满足总工期和施工安全，然后考虑降低投资增量，选择实施难度小的方案，并在实施中尽量减少对周边生产生活的影响。由此建立判断矩阵，判断矩阵的元素aij用T.L.Saaty的1标度～9 标度方法给出［2］。

4.3 层次单排序及其一致性检验［3］

求解最大特征值λ=5.035 2。

对应的特征向量 ω=［0.335 6，0.159 1，0.335 6，0.033 3，0.136 4］T。

一致性指标 C.I=λ －n/(n－1)=0.008 8。

随机一致性指标R.I=1.12。

一致性比率 C.R=C.I/R.I=0.007 9 ＜0.1。

通过一致性检验。

4.4 层次总排序及其一致性检验

分析三备选方案对准则层各因素的满足程度，见表2。

分别构造方案层对工期，投资，安全，环境影响和易实施度的成对比较矩阵，得:

进行一致性检验，见表3。C.R均小于0.1，通过一致性检验。

4.5 求组合权重

得铁路运输、公路运输、增建梁场三方案对目标的组合权重向量为［0.182 4，0.440 9，0.376 8］T。

表2 备选方案对准则层因素满足程度分析表

表3 一致性检验过程数据表

5 结语

T梁架设于2013年9月开始实施，采用了由狮山梁场经公路运输至三水南站由西向东架梁的施工方案，该方案最大程度满足了建设要求，AHP法辅助决策结果通过了实践检验。

虽然层次分析法没有脱离主观赋权的前提，实质上是一种主观权重法，其权重的确定是在主观判断的基础上，通过加工处理得到［3］，但能充分发挥决策者经验，使决策过程和结果易于被理解和接受，从很大程度上解决了多目标方案比选决策中面临的效率及准确性的困难，使决策结果更为科学，可为铁路工程建设中类似方案比选问题提供参考。

［1］余健明，王永银，于守法，等.项目决策分析与评价［M］.北京:中国计划出版社，2012:81.

［2］钱颂迪，甘应爱，田 丰，等.运筹学［M］.北京:清华大学出版社，2001:461-466.

［3］许树柏.层次分析法原理［M］.天津:天津大学出版社，1988:7-13.

［4］李因果，李新春.综合评价模型权重确定方法研究［J］.辽东学院学报(社会科学版)，2007(4):92-95.