城市中立交设计的控制因素研究论文
时间：2021-08-31城市中立交设计的控制因素研究论文
1措施影响分析和评价
1.1工程经济成本增加
这是最直接的成本影响。如上述3种避让措施中，匝道形式的调整通常会改变立交层数，从而增加构筑物的数量;线形调整可能增加建筑物和构筑物的体量，也可能导致额外的征地拆迁。这些都是易于量化分析的影响，可直接作为避让措施效益的评价参数。
1.2工程社会成本增加
对控制因素的改造可能导致工程社会成本的增加。例如，现状道路的改造会导致路网车辆绕行，因此除发生改造工程自身费用外，还应计入车辆绕行产生的额外费用;供水管道的迁建则会导致片区停水，产生经济损失。这些附加成本可根据国民生产统计数据折算获取，经分析处理后作为措施效益的评价参数。
1.3工程执行风险增加
所谓执行风险，是指避让措施导致的工程可行性风险和执行时间风险。但凡涉及现状改造的措施，都存在各方协调问题。从进度和结果上来说，这是一个不可控的过程。它可能导致工程建设延误，甚至导致方案无法实施，而一旦出现这样的结果，对工程成本的影响将是难以估量的。例如，在选用现状高压线路铁塔迁建这一措施时，应首先考虑到与电力部门的协调难度，评定协调延误和失败的风险等级，其次才应考虑协调成功后迁建工程产生的社会成本。
因选取避让措施后采用的施工方法带来的技术风险和进度风险在一定程度上是可控的，应折算计入上述第一类成本，即工程经济成本中。根据上述分析，避让措施的影响评价应在综合分析额外的经济成本、社会成本及执行风险后得出。设避让措施对工程的影响值为I，I的定义式如下:Ii=(a1ΔCPi+a2ΔCSi)Pia1CP+a2CS。(1)式中，Ii为采用第i种避让措施所产生的影响值;ΔCPi为采用第i种避让措施所产生的额外工程经济成本，包括避让因素改造产生的工程费用，可直接根据设计方案进行估算;ΔCSi为采用第i种避让措施所产生的额外工程社会成本，包括措施实施过程中路网阻抗增加造成的经济损失，市政管线的迁建造成的经济损失等，其根据当地相关统计资料测算;CP、CS分别为不采取措施时工程方案的经济成本和社会成本，即基准成本;a1、a2分别为工程经济成本和社会成本所占的权重，不同业主对经济成本和社会影响的重视程度不同，权重即为业主偏好的量化值;Pi为采用第i种避让措施带来的工程执行风险，其应根据风险分析法计算，计算流程如下:Pi=Li×Wi。(2)式中，Li为风险严重度向量，即将风险分为若干等级，例如导致项目不能实施的风险为第1级，赋予无法预测具体延误时间的风险为第2级，以此类推，从而获得风险严重度向量:Li=li1，li2，li3，li4，…，lij()。(3)式中，lij为风险后果严重程度的'评估值，在同一个项目中应设定同一套赋值体系，对同等程度后果赋予相近评估值。式(2)中，Wi为风险概率向量，且Wi=(wi1，wi2，wi3，wi4，…，wij)。(4)式中，wij为第j级风险发生的概率，风险概率应参照以往相似避让措施的历史记录来估算，即针对不同业主及不同避让措施涉及的相关单位所参与的历次协调会制定统计表，以获得相应的概率。例如，可通过统计表得出历史上某业主与部队协商采取下穿措施穿越军事用地的成功率为40%，协调过程历时1个月以上的几率为20%等。若涉及多个相关部门，则还可利用Borda序值法求出各方对风险发生率的影响力权重，再根据风险矩阵得到工程执行风险值。影响值I统筹考虑了避让措施对工程的各方面影响，同时兼顾了业主偏好等主观因素，能够较好地反映设计中针对控制因素所采取措施的合理性和可操作性，不仅可为设计工作提供可靠的参考，而且还能够表现避让措施导致的综合成本变动，为业主的决策提供定量依据。
2工程实例分析
2.1项目概况
石塔立交位于重庆市茶园新区，为东西干道与通江大道交叉口。东西大道为东西向主干道，设计速度为60km/h，双向6车道;通江大道为南北向主干道，双向8车道(已建成)。根据交通流量预测，初步拟定立交形式为苜蓿叶形。项目方案设计中涉及如下诸多控制因素。主控因素1:通江大道两侧人行道底部布设了综合管沟，含给水、通信、电力管线及雨水管廊，且均已投入使用，从而导致东西大道下穿通江大道处净高不足。主控因素2:现状轨道6号线由石塔立交第三象限通过，部分桥墩布设于拟建东西大道车行道上，承台标高高于道路标高，建成后将导致桩基外露。主控因素3:石塔立交红线范围内有220kV、110kV、35kV高压走廊各1条，纵横交错布设于立交上方，限制道路净高。同时还有1处铁塔布设于立交用地范围内，铁塔基础标高高于通江大道标高。
2.2避让措施比选及评价
设计单位与业主磋商后，业主对于成本变动变得敏感，主要是对工程本身经济成本的变动非常敏感，而对社会成本的变动略为忽视。根据商讨的结果，权重系数a1和a2取值分别为0.8和0.2;工程执行风险后果以严重程度按工程延误时间和工程协调复杂度增量分为5等，严重度向量Li=(10，6，4，2，1)。下面列举主控因素1和3的解决方案比选及其影响评价，主控因素2由于建设各方应对思路达到高度统一，故不进行比选。
2.2.1主控因素1
解决方案1:拆除综合管沟，各管线分别布设。该方案协调牵涉诸多部门，根据历史资料数据，可算出风险值为9.6，且按本文所述方法可计算出该方案对工程的影响值为1.01。
解决方案2:降低东西大道竖向标高，工程建成后还建综合管沟。该方案对于工程经济成本有所增加，但对于现状综合管沟无影响，工程执行风险也低于方案1，算出风险值为0.72，对工程的影响值为0.13。各方案主控因素1影响值见表2。综合分析后，选择方案2作为该控制因素的推荐避让方案。
2.2.2主控因素2
解决方案1:石塔立交处改迁110kV和35kV高压走廊，迁走铁塔6座。本方案将增加输电线路改牵工程费、迁建过程中停电导致的经济损失以及与电力部门的协调风险。根据式(1)计算出该方案对工程的影响值为2.3。
解决方案2:调整匝道平纵线形指标，使得匝道标高均不高于通江大道标高，保证道路净高，并避开场内铁塔。该方案将增加立交中部分匝道的工程费用，同时增加立交场地整治费用，但协调风险很小，影响值的主要构成为工程费用的增加。计算得到该方案对工程的影响值为0.04。
综合分析后，选择方案2作为该控制因素的推荐避让方案。最终采用的综合方案得到了业主和专家的认同，工程实施顺利，并取得了良好效益。
3结语
本文阐述了城市立交建设中常见控制因素及对应的避让措施和解决办法，提出了基于成本和风险分析的避让措施评价方法，为设计方案的选取和工程推进的决策提出了量化依据，并用工程实例验证了该方法的有效性和被认可度。然而，市政工程建设很复杂，牵涉到许多方面的因素，同时又受建设方主观想法的制约。因此，本文提出的方法只可作为设计过程中的参考，设计时还应具体问题具体分析，只有经过多方调查和反复比选后，才能获得最佳方案。
作者：苟仕龙 谢晓刚 单位：林同棪国际工程咨询( 中国) 有限公司
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