城市中立交設計的控制因素研究論文
1措施影響分析和評價
1.1工程經(jīng)濟成本增加
這是最直接的成本影響。如上述3種避讓措施中，匝道形式的調(diào)整通常會改變立交層數(shù)，從而增加構(gòu)筑物的數(shù)量;線形調(diào)整可能增加建筑物和構(gòu)筑物的體量，也可能導致額外的征地拆遷。這些都是易于量化分析的影響，可直接作為避讓措施效益的評價參數(shù)。
1.2工程社會成本增加
對控制因素的改造可能導致工程社會成本的增加。例如，現(xiàn)狀道路的改造會導致路網(wǎng)車輛繞行，因此除發(fā)生改造工程自身費用外，還應計入車輛繞行產(chǎn)生的額外費用;供水管道的遷建則會導致片區(qū)停水，產(chǎn)生經(jīng)濟損失。這些附加成本可根據(jù)國民生產(chǎn)統(tǒng)計數(shù)據(jù)折算獲取，經(jīng)分析處理后作為措施效益的評價參數(shù)。
1.3工程執(zhí)行風險增加
所謂執(zhí)行風險，是指避讓措施導致的工程可行性風險和執(zhí)行時間風險。但凡涉及現(xiàn)狀改造的措施，都存在各方協(xié)調(diào)問題。從進度和結(jié)果上來說，這是一個不可控的過程。它可能導致工程建設延誤，甚至導致方案無法實施，而一旦出現(xiàn)這樣的結(jié)果，對工程成本的影響將是難以估量的。例如，在選用現(xiàn)狀高壓線路鐵塔遷建這一措施時，應首先考慮到與電力部門的協(xié)調(diào)難度，評定協(xié)調(diào)延誤和失敗的風險等級，其次才應考慮協(xié)調(diào)成功后遷建工程產(chǎn)生的社會成本。
因選取避讓措施后采用的施工方法帶來的技術風險和進度風險在一定程度上是可控的，應折算計入上述第一類成本，即工程經(jīng)濟成本中。根據(jù)上述分析，避讓措施的影響評價應在綜合分析額外的經(jīng)濟成本、社會成本及執(zhí)行風險后得出。設避讓措施對工程的影響值為I，I的定義式如下:Ii=(a1ΔCPi+a2ΔCSi)Pia1CP+a2CS。(1)式中，Ii為采用第i種避讓措施所產(chǎn)生的影響值;ΔCPi為采用第i種避讓措施所產(chǎn)生的額外工程經(jīng)濟成本，包括避讓因素改造產(chǎn)生的工程費用，可直接根據(jù)設計方案進行估算;ΔCSi為采用第i種避讓措施所產(chǎn)生的額外工程社會成本，包括措施實施過程中路網(wǎng)阻抗增加造成的經(jīng)濟損失，市政管線的遷建造成的經(jīng)濟損失等，其根據(jù)當?shù)叵嚓P統(tǒng)計資料測算;CP、CS分別為不采取措施時工程方案的經(jīng)濟成本和社會成本，即基準成本;a1、a2分別為工程經(jīng)濟成本和社會成本所占的權(quán)重，不同業(yè)主對經(jīng)濟成本和社會影響的重視程度不同，權(quán)重即為業(yè)主偏好的量化值;Pi為采用第i種避讓措施帶來的工程執(zhí)行風險，其應根據(jù)風險分析法計算，計算流程如下:Pi=Li×Wi。(2)式中，Li為風險嚴重度向量，即將風險分為若干等級，例如導致項目不能實施的風險為第1級，賦予無法預測具體延誤時間的風險為第2級，以此類推，從而獲得風險嚴重度向量:Li=li1，li2，li3，li4，…，lij()。(3)式中，lij為風險后果嚴重程度的'評估值，在同一個項目中應設定同一套賦值體系，對同等程度后果賦予相近評估值。式(2)中，Wi為風險概率向量，且Wi=(wi1，wi2，wi3，wi4，…，wij)。(4)式中，wij為第j級風險發(fā)生的概率，風險概率應參照以往相似避讓措施的歷史記錄來估算，即針對不同業(yè)主及不同避讓措施涉及的相關單位所參與的歷次協(xié)調(diào)會制定統(tǒng)計表，以獲得相應的概率。例如，可通過統(tǒng)計表得出歷史上某業(yè)主與部隊協(xié)商采取下穿措施穿越軍事用地的成功率為40%，協(xié)調(diào)過程歷時1個月以上的幾率為20%等。若涉及多個相關部門，則還可利用Borda序值法求出各方對風險發(fā)生率的影響力權(quán)重，再根據(jù)風險矩陣得到工程執(zhí)行風險值。影響值I統(tǒng)籌考慮了避讓措施對工程的各方面影響，同時兼顧了業(yè)主偏好等主觀因素，能夠較好地反映設計中針對控制因素所采取措施的合理性和可操作性，不僅可為設計工作提供可靠的參考，而且還能夠表現(xiàn)避讓措施導致的綜合成本變動，為業(yè)主的決策提供定量依據(jù)。
2工程實例分析
2.1項目概況
石塔立交位于重慶市茶園新區(qū)，為東西干道與通江大道交叉口。東西大道為東西向主干道，設計速度為60km/h，雙向6車道;通江大道為南北向主干道，雙向8車道(已建成)。根據(jù)交通流量預測，初步擬定立交形式為苜蓿葉形。項目方案設計中涉及如下諸多控制因素。主控因素1:通江大道兩側(cè)人行道底部布設了綜合管溝，含給水、通信、電力管線及雨水管廊，且均已投入使用，從而導致東西大道下穿通江大道處凈高不足。主控因素2:現(xiàn)狀軌道6號線由石塔立交第三象限通過，部分橋墩布設于擬建東西大道車行道上，承臺標高高于道路標高，建成后將導致樁基外露。主控因素3:石塔立交紅線范圍內(nèi)有220kV、110kV、35kV高壓走廊各1條，縱橫交錯布設于立交上方，限制道路凈高。同時還有1處鐵塔布設于立交用地范圍內(nèi)，鐵塔基礎標高高于通江大道標高。
2.2避讓措施比選及評價
設計單位與業(yè)主磋商后，業(yè)主對于成本變動變得敏感，主要是對工程本身經(jīng)濟成本的變動非常敏感，而對社會成本的變動略為忽視。根據(jù)商討的結(jié)果，權(quán)重系數(shù)a1和a2取值分別為0.8和0.2;工程執(zhí)行風險后果以嚴重程度按工程延誤時間和工程協(xié)調(diào)復雜度增量分為5等，嚴重度向量Li=(10，6，4，2，1)。下面列舉主控因素1和3的解決方案比選及其影響評價，主控因素2由于建設各方應對思路達到高度統(tǒng)一，故不進行比選。
2.2.1主控因素1
解決方案1:拆除綜合管溝，各管線分別布設。該方案協(xié)調(diào)牽涉諸多部門，根據(jù)歷史資料數(shù)據(jù)，可算出風險值為9.6，且按本文所述方法可計算出該方案對工程的影響值為1.01。
解決方案2:降低東西大道豎向標高，工程建成后還建綜合管溝。該方案對于工程經(jīng)濟成本有所增加，但對于現(xiàn)狀綜合管溝無影響，工程執(zhí)行風險也低于方案1，算出風險值為0.72，對工程的影響值為0.13。各方案主控因素1影響值見表2。綜合分析后，選擇方案2作為該控制因素的推薦避讓方案。
2.2.2主控因素2
解決方案1:石塔立交處改遷110kV和35kV高壓走廊，遷走鐵塔6座。本方案將增加輸電線路改牽工程費、遷建過程中停電導致的經(jīng)濟損失以及與電力部門的協(xié)調(diào)風險。根據(jù)式(1)計算出該方案對工程的影響值為2.3。
解決方案2:調(diào)整匝道平縱線形指標，使得匝道標高均不高于通江大道標高，保證道路凈高，并避開場內(nèi)鐵塔。該方案將增加立交中部分匝道的工程費用，同時增加立交場地整治費用，但協(xié)調(diào)風險很小，影響值的主要構(gòu)成為工程費用的增加。計算得到該方案對工程的影響值為0.04。
綜合分析后，選擇方案2作為該控制因素的推薦避讓方案。最終采用的綜合方案得到了業(yè)主和專家的認同，工程實施順利，并取得了良好效益。
3結(jié)語
本文闡述了城市立交建設中常見控制因素及對應的避讓措施和解決辦法，提出了基于成本和風險分析的避讓措施評價方法，為設計方案的選取和工程推進的決策提出了量化依據(jù)，并用工程實例驗證了該方法的有效性和被認可度。然而，市政工程建設很復雜，牽涉到許多方面的因素，同時又受建設方主觀想法的制約。因此，本文提出的方法只可作為設計過程中的參考，設計時還應具體問題具體分析，只有經(jīng)過多方調(diào)查和反復比選后，才能獲得最佳方案。
作者：茍仕龍 謝曉剛 單位：林同棪國際工程咨詢( 中國) 有限公司
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