辛亥革命博物馆工程超大悬挑异形钢桁架施工方案优选

黄昕

王文玮

黄智伟

（武汉建工股份有限公司，武汉430023）

0 引言

随着建筑的多元化发展，为了满足形态各异的建筑外形，钢结构在建筑工程中得到了越来越广泛的应用与发展，在工程实体中应用价值工程选择最合适的方案，在最短的生命周期内创造最大的经济效益，这是项目团队共同的目标。辛亥革命博物馆工程造型独特，位于湖北省武汉市首义文化区中心位置，总建筑面积22138m2，分为地下1层，地上3层，3层至屋面外尖头飞檐部分采用钢结构，屋面为V字形对挑两榀钢桁架，其中大跨度悬挑异形钢桁架悬挑跨度为38m，总重约610t，钢结构总用钢量达3500t，工程完成效果如图1所示。由于本工程位于城市中心位置，施工场地受到很大的限制，根据工程特点通过应用价值工程对悬挑异形钢桁架的施工方案进行了价值工程分析，最终获得了显著的成效。

图1 辛亥革命博物馆工程完成效果

1 提高项目价值的途径

价值V与功能F（目标成本）成正比，与成本C（现实成本）成反比，根据以上关系项目部通过成立VE小组对价值系数进行分析，决定在提高功能的同时降低成本，使项目价值得到最大提升。

2 确定目标

首先通过对本工程各分部和子分部工程的造价分析，确定比重最大的是主体结构中的钢结构工程造价为4100万，占土建总造价的1/3，然后通过对钢结构各分项进行深化分析，收集工、料、机的成本信息，发现在屋面超大悬挑异形钢桁架的施工中，会受到施工场地、环境等因素的影响，造成较大的费用，因此在此节点施工中需重点控制，通过选择合理的施工方案来创造经济效益，综上所述本工程最终选择超大悬挑异形钢桁架为价值工程的研究对象。

3 方案的价值工程分析

超大悬挑异形钢桁架通过采用计算机仿真技术，模拟钢桁架的安装和卸载过程，通过分析模型，经过多次研究，反复比对后提出了4种方案：A、分块吊装法；B、整体吊装法；C、整体提升法；D、高空散装法。项目部邀请了6位专家对每个方案的可实施性（F1）、经济性（F2）、质量和安全（F3）、工期（F4）四项功能指标进行综合评价，其中四项功能指标的重要性排序为F2=F3＞F1＞F4。

3.1 优缺列举法对方案进行评价 首先对4种方案的内容和优缺点进行列举分析，如表1所示。

3.2 运用0～4评分法确定各功能权重 为反应各功能之间的真实差别，采用0～4评分法计算各项功能权重，如表2所示。

3.3 功能系数的确定 在方案评选中，确定各方案功能 F1、F2、F3、F4 的权数分别为 3、4、4、1，然后 6 位专家对A、B、C、D4个方案的四项功能进行打分，最后计算出各方案的功能系数，如表3所示。

3.4 成本费用分析 根据提出的4种方案从胎架搭设、人、材、机等方面进行成本费用分析，得出各方案的综合造价，如表4所示。

3.5 成本系数的确定 根据辛亥革命博物馆工程的特点，并考虑各方面影响因素综合计算出A、B、C、D 4种方案的造价分别为 1714 元/t、1567 元/t、1836 元/t、1061 元/t，然后计算出各方案成本系数，如表5所示。

表1 方案优缺比较

表2 功能指标权重计算表

表3 功能系数计算表

3.6 价值系数的确定 根据功能系数和成本系数计算出价值系数，价值系数最大的为最优方案，如表6所示。

根据对A、B、C、D 4个方案进行价值工程分析，D方案高空散装法价值系数最高，为最优方案。

4 实施效果

表4 辛亥革命博物馆大跨度悬挑钢桁架安装方法及安装成本费用分析

表5 成本系数计算表

通过价值工程分析确定的高空散装法，在实施过程中较为成功，确保了钢桁架的安装过程中的质量和安全，安装完成效果如图2所示。在质量安全上，钢桁架卸载后，实际监测最大下挠值为20mm，满足设计要求并于与结构分析模型结果相符；在经济效益上，该方案使钢桁架在施工过程中能保持稳定状态，质量安全也得到保证，并且成型后能满足设计要求，其观感效果好，相比常规的满堂支撑和卸载方式总造价节约了43万元。在社会效益上，该方案施工总体成本低、安全性高，在可实施性、经济性、安全性之间取得了最佳结合，总结形成的《超大悬挑异形钢桁架安装技术创新》获得了国家QC成果一等奖。该工程荣获2012～2013年度中国建设工程鲁班奖。

表6 价值系数计算表

5 结束语

价值工程是一项具有技术性、经济性的管理活动，本文通过运用价值工程的评价分析方法与工程实体相结合，综合了技术与经济方面的因素对辛亥革命博物馆工程中大跨度悬挑钢桁架所提出的4种施工方案进行评价和优选，最后以价值大小作为评判依据，得出D方案为最优方案，成效显著，成功的在方案决策中引入价值工程，使评判方法更加的科学、全面、合理。

图2 大跨度悬挑异形钢桁架安装完成效果

[1]黄昕.VE在优化深基坑支护方案中的应用[J].价值工程，1999，2：26-27.

[2]杨棚淅，姚刚，吴小琼，李鹏.基于模糊评判钢桁架施工方案优选[J].重庆交通大学学报，2010,29（4）：180-182.

[3]李艳焕，张兆梁，张红伟.价值工程在施工项目成本控制中的应用[J].辽宁工程技术大学学报，2007,9（1）：46-48.