山区桥梁绿色施工综合评价系统研究＊

章 恒 何雄君 杨俊峰 汪 涛

（武汉理工大学交通学院1） 武汉 430063） （中国建筑第五工程局2） 长沙 410000）

绿色施工技术是指在保证质量、安全等基本要求的前提下，通过科学管理和技术进步，最大限度节约资源并减少对环境负面影响的施工活动.当前建筑使用要求都是基于全寿命设计，而实现这一目标的前提就是绿色建筑理念的普及.绿色施工技术作为实现绿色建筑的前提，其标准化、制度化、系统化的研究是必需的［1－2］.对于工程建设中的绿色施工水平进行综合评价是衡量其施工技术的重要研究课题.兰州交通大学黄海龙等［3］以组织管理、节水节能、信息化水平等作为评价指标，应用基于组合权的灰色综合评价方法建立了建筑工程绿色施工水平的系统，西安工业大学郭庆军等［4－5］研究了绿色施工效益最大化和绿色施工竞争力的问题，建立了相应的优化模型，分析了其应用价值.基于层次分析法［6－9］的绿色施工评价模型主要以管理水平、施工环境、经济性、材料使用等作为评价指标进行综合评价.

本文将重点研究山区桥梁建设中绿色施工评价系统的建立和应用，采用灰色聚类评价法对桥梁绿色施工进行等级评价，为今后相关建设项目的应用提供参考依据.

1 山区桥梁绿色施工指标体系

山区桥梁施工不同于一般的土木工程施工，由于山区桥梁结构的复杂性和施工技术要求高等特点，其勘察设计因素决定了后期施工的组织安排，在整个山区桥梁施工中起到了先导作用.施工企业的主观因素是评价山区桥梁绿色施工水平必不可少的组成部分，因为作为山区桥梁施工的主要承担者，施工企业的主观意识决定了其施工水平，通过征集在桥梁建设领域的多为专家、学者和一线管理人员，得到了企业管理水平、施工技术保障、施工监督管理、周边协调管理和废渣弃渣管理组成了评价施工主观因素的指标.施工客观因素同样影响着山区桥梁绿色施工的水平，例如，桥梁耗材品质、气候环境影响和专业设备投入就具有典型的代表性.最后，山区桥梁绿色施工中环境因素不能不考虑，因为施工过程中对于环境的影响是最直接能表达山区桥梁绿色施工理念的外在指标.综合上述考虑和分析，建立了山区桥梁绿色施工综合评价指标系统如图1所示.

2 AHP法确定各层次权重系数

2.1 AHP法介绍

设某层指标为F＝［f1，f2，f3，…，fn］，两两比较fi，fj对上层某个指标的影响重要程度，以mij＝fi／fj表示，mij的值用数字1～9及其倒数表示，即用AHP中的标度表示，标度含义见表1.

图1 山区桥梁绿色施工综合评价指标体系

表1 AHP标度含义

最后构成判断矩阵M，矩阵中元素的定义如下.

式中：mij＞0；j＝1，2，…，n.

层次判断矩阵构造后，计算判断M最大特征值ωmax及其对应的特征向量ξ，然后将特征向量归一化处理，获得同层各评价指标相对于上层某一指标重要性的排序权值，此过程即为层次单排序.构造的判断矩阵应进行一致性检验.

2.2 准则层权重确定

根据专家咨询法，咨询了多位桥梁领域专家，建立了准则层到目标层的判断矩阵，将准则层的所有指标两两相互比较就可以得到准则层的判断矩阵，从而得到指标权重，见表2.

表2 准则层判断矩阵及指标权重

2.3 指标（方案）层权重确定

参照AHP的使用方法和准则层相对于目标层的权重确定方法，同理就可以得到指标层相对于准则层的判断矩阵和权重见表3～表6.

表3 指标层关于指标X1的判断矩阵及权重

表4 指标层关于指标X2的判断矩阵及权重

表5 指标层关于指标X3的判断矩阵及权重

表6 指标层关于指标X4的判断矩阵及权重

3 基于灰色聚类法的桥梁绿色施工评价

灰色聚类法是一种基于灰数的白化权函数评价方法，其具体的算法描述详见文献［10］.灰色聚类法中白化权函数和白化权聚类系数以及聚类向量的确定是关键.白化权函数选用函数（x），其解析表达式如下.

山区桥梁绿色施工评价系统将待评价桥梁工程分为3个级别，分别为I级、II级、III级，每个级别对应的桥梁绿色施工评价解释见表7.

对于山区桥梁绿色施工中各项评价指标的灰数确定分别参考绿色建筑评价标准［12］、绿色生态住宅评估手册［13］及咨询评估专家，采用Delphi法［14］得到了其具体数值见表8.

表7 山区桥梁绿色施工评价等级解释

4 工程实例

4.1 工程概况

Y大桥是鄂西高速—恩来恩黔高速控制性工程，本桥主桥上部结构为65m＋120m＋65m三跨一联预应力混凝土连续刚构箱梁，按公路－1级设计，大桥已经于2014年年初建成.大桥建设按照国家出台的《绿色施工导则》严格施工，在设计、管理、监管和技术保障等方面贯彻绿色环保、节能节材、工艺创新的理念.

4.2 评价系统计算分析

大桥建成后，邀请包括桥梁专业教授团队、鄂西高速建设指挥部专家在内的7位业内资深人士严格按照灰类评分标准进行评分，根据各位专家的评分结果整理得到Y大桥桥梁绿色施工指标值见表9.

表9 Y大桥桥梁绿色施工指标值

根据白化权聚类系数的计算方法计算得到各评价指标的白化权系数见表10.

计算出各指标的白化函数聚类系数后可以根据上文描述进一步计算得到勘察设计因素、施工主观因素、施工客观因素、环境因素以及桥梁绿色施工的总评价结果，具体的计算结果见表11.

表8 山区桥梁绿色施工评价指标灰数表

表10 白化权系数值

表11 桥梁绿色施工评价指标体系综合聚类系数及评价结果

通过Y大桥的桥梁绿色施工评价可以看出现阶段国内对于桥梁绿色施工的措施和监管还不够完善，相关施工企业和管理部门应该给予重视.

5 结束语

我国现阶段仍然处于交通基础建设的快速发展阶段，山区桥梁的施工水平在不断进步和完善，因此，建立一种合理有效的山区桥梁绿色施工评价体系对于桥梁施工以至于后期运营的可持续发展非常必要.勘察设计方面要充分考虑山区桥梁在施工中所要求的高质量绿色施工，努力做到从源头把握桥梁施工的整体水平优良；对于施工企业来说，加强施工队伍的整体水平尤为重要，需要建立相应的制度专门对于山区桥梁绿色施工这一环节进行管理和监督，加强绿色施工的宣传与教育，努力做到人人接受这一新理念；材料的使用、环境的干扰和设备的投入不仅是山区桥梁施工安全可靠的保障，而且也决定着山区桥梁绿色施工整体水平，因此，合理的选材、足量的使用、设备的高效使用也非常重要；对于生态人文环境的保护是现代文明的重要体现，山区桥梁施工中要尽量减少对于环境的破坏，并且努力做到自身施工环境的整体提高.

［1］王广程.浅谈土木工程中绿色施工和可持续发展［J］.中国科技博览，2011（34）：393.

［2］叶可明，依靠科技创新不断提高绿色施工水平［J］.施工技术，2011，40（1）：8－15.

［3］黄海龙，王恩茂.基于组合权的建筑工程绿色施工水平的灰色综合评价［J］.工程管理学报，2014，28（1）：103－107.

［4］郭庆军，赛云秀，姚科权.绿色施工效益最大化目标规划模型分析［J］.西安工业大学学报，2011，31（1）：89－92.

［5］郭庆军，赛云秀.绿色施工竞争力要素排序分析［J］.中国安全生产科学技术，2013，9（2）：177－181.

［6］常吉栋，李 林，蒋 兆.绿色施工评价及方法研究［J］.中国基体经济，2013（36）：33－34.

［7］闫志刚，杜立峰，王雪丽.绿色施工评价指标体系与方法研究［J］.中国安全生产科学技术，2012（8）：103－107.

［8］李惠玲，李 军.绿色施工评价体系研究：基于多层次灰色评价法［J］.技术经济与管理研究，2013（1）：20－23.

［9］隽海民，裴玉龙，王连震.城市客运交通方式效用特性层次分析量化模型［J］.交通信息与安全，2012，30（4）：1－5.

［10］刘 青，刘苑秋，赖发英.n种常见城市绿色廊遭结构类型对温度和相对湿度的影响［J］.湖北农业科学，2009（11）：2712－2715.

［11］刘思峰.灰色系统理论及其应用［M］.北京：科学出版社，1999.

［12］邢 忠，徐晓波.城市绿色廊道阶值研究［J］.重庆建筑，2008（5）：19－22.

［13］BUDD W W，COHEN P L，SAUNDERS P R，et al.Stream corridor management in the pacific northwest：determination of stream－corridor widths［J］.Environ Manage，1987，11（5）：587－597.

［14］平卫伟.Delphi法的研究进展及其在医学中的应用［J］.疾病控制杂志，2003（3）：244－247.