公路施工组织及概预算课程教学大纲 18页

公路施工组织及概预算课程教学大纲适用专业：本科公路工程与城市道路专业课程编号：学分一、课程名称公路施工组织与概预算二、课程的性质和任务（一）  课程性质公路施工组织及概预算是本科公路工程与城市道路专业一门重要的专业课。该课程与工程实际联系非常密切，是一门实用性很强的课程。（二）  课程任务通过该课程的学习，掌握道路工程的施工组织设计原理及方法、施工组织设计文件的编制方法。掌握网络计划的编制、时间参数的计算。掌握道路工程定额的运用和工程各项费用的计算及概预算文件的编制方法。三、课程主要教学内容1、施工组织概论：工程基本建设的内容、程序；公路施工程序、施工准备的工作内容。2、施工过程的分类、组成、组织原则；施工过程的最优排序、工程项目的顺序、平行、流水等施工组织方法以及流水组织的参数计算和组织原理；3、施工组织设计的编制原则、文件的分类和内容、施工组织设计的编制程序；施工进度计划的编制依据和步骤；施工进度图的形式和横道图的绘制步骤；进度计划的编制步骤及劳动量、生产周期等参数的计算方法；施工平面图的设计；4、网络图的概念及特点；双代号网络计划的编制、时间参数的计算；时标网络的概念及特点和绘制方法；单代号网络计划的编制、时间参数的计算；网络计划的优化。5、定额的概念、按生产因素和使用用途的分类、定额表的组成、定额的直接套用方法、定额的调整与抽换的方法；6、概预算的分类及投资额测算体系、概预算的作用及文件组成、工程项目的划分、人工单价的计算、材料预算单价的计算、机械台班单价的计算、直接费的计算、其他直接费及现场经费的计算、间接费的计算、施工技术装备费的计算、计划利润的计算、税金的计算、设备、工器具及办公和生活用家具购置费的计算、工程建设其他费用的计算、预留费的计算及概预算文件的编制。 四、基本要求及重点、难点说明基本要求：了解公路基本建设的投资来源，掌握公路基本建设的内容、特点、程序及公路施工的程序；掌握施工过程的组织原则；工程项目作业方式的类型和特点及流水参数的定义和计算。能运用流水组织的原理编制施工进度计划；掌握有关网络计划、定额及概预算等的相关概念。通过本课程的学习，要求学生能运用课堂中的理论知识完成公路工程项目的施工组织设计和工程概预算文件的编制。重点掌握：流水组织的参数计算和各类流水的组织原理；单、双代号网络计划的编制、时间参数的计算、定额的调整与抽换的方法；人工、材料、机械台班单价的计算、直接费的计算、其他直接费及现场经费的计算、间接费的计算、施工技术装备费的计算、计划利润的计算、税金的计算、设备、工器具及办公和生活用家具购置费的计算、工程建设其他费用的计算、预留费的计算。难点：定额调整与抽换的内容由于需要学生要有各类定额资料，对照资料进行讲授才能了解定额中所包含的内容，从而进一步完成定额中相关资源的抽换，但是由于定额资料的缺乏，学生不了解定额包含的内容，因此完成定额的抽换会有一定的难度。五、学时、学分及学期分配表章节内容名称学分各环节教学时数分配备注讲授实验上机机动小计 第一章公路工程施工组织概论 2   2 第二章施工过程组织原理 4   4 第三章公路工程施工组织设计 4   4 第四章机械化施工组织设计 0   0自学第五章网络计划技术 6   6 第六章公路工程定额 6   6 第七章公路工程概预算 14   14 合计  36   36 六、使用教材及参考资料使用教材：《公路工程施工组织及概预算》，主编：张起森，出版社：交通人民出版社。主要参考书：1、交通部颁发的公路工程估算指标、公路工程概预算定额、公路工程施工定额、估算编制办法、概预算编制办法等一系列的法令性文件。 2、《概预算编制示例》主编邢凤岐出版社：交通人民出版社。3、《公路工程概预算百问》主编邢凤岐出版社：交通人民出版社。4、《公路工程造价编制与管理》主编沈其明出版社：交通人民出版社。5、《土木施工技术》主编毛鹤琴出版社：交通人民出版社。6、《公路工程造价编制指南》　主编　杨子敏，交通人民出版社七、其他补充说明及要求1、学生对公路的施工工艺了解不多，影响学生对施工组织设计文件的编制和工程概预算文件的编制，因此有条件应让学生尽量多的了解公路工程组成部分的施工工艺。2、学校应准备够使用的公路工程概预算定额、公路概预算编制办法等法令性的参前沿：优化理论在施工组织中的应用：施工平面图的矩阵优化设计法1引言：施工企业接受施工任务后，应进行施工组织设计。施工组织设计包括时间和空间的设计两个方面。而空间设计的主要内容就是进行施工平面图的设计。施工平面图设计的主要内容是确定各供点和使用对象的位置。施工现场由于各供点为使用对象提供的资源数量不同以及各供点到使用对象的距离不同，进行施工平面图设计时会又许多方案，但是设计中不使用优化理论，设计出的施工平面图，就不一定是最科学合理的。本文介绍一种使用矩阵进行施工平面图优化设计的方法，使设计的施工平面图是最优的。2施工平面图的矩阵优化设计方法：2.1施工现场条件设定：工地的供点用G1、G2、G3……表示，本文以4个供点为例进行介绍施工平面图优化设计方法。使用对象用S1、S2、S3……表示，本文以5个使用对象为例进行介绍。各供点之间及至使用对象用的距离用J表示，本文取值见表1。施工中还会出现有的供点既是供点，又是需要点，比如，混凝土构件的预制。本文设G1为既是供点，又是需要点。各供点为施工对象提供的需要量见表2。各供点之间及至使用对象用的距离单位：米表1 至由施工对象供点S1S2S3S4S5J1J2J3J4 供点J12240726890 625078J2564624668262 4072J372367224425040 37J48060844421787237 各供点为施工对象提供的需要量单位：吨表2供应需要G1G2G3G4  施工对象S17311054S213161398S31755161012S48771176S58701267 供点G1 444417770G2    G3    G4    2.2矩阵的建立：2.2.1由于需要布置的四个供点，G2、G3、G4对G1、有供应关系，按G1可能布置在供点J1或J2、J3、J4的次序，按行将供需间的运距表示为矩阵[A]①。2.2.2各供点至使用对象的距离用矩阵B表示。2.2.3供点G2、G3、G4运给供点G1的三个重量，其可能的排列有六个方案，用矩阵[C]表示。 2.2.4各供点运给各施工对象的重量用矩阵[D]表示。2.3矩阵的运算：2.3.1将矩阵[A]和[C]相乘得到矩阵[E]。矩阵[E]中的每一个元素，表示一种组合时布置的供点间的运输量，如第一行第一列的数字——=4444×62+1777×50，表示供点G2、G3、G4运给供点G1的运量之和。[E]=[A]×[C]。数字数字下面的G1G2G3G4表示G1布置在J1，G2布置在J2，G3布置在J3，G4布置在J4这样一种组合方案。例如第二行第一列的数字表示G2布置在J1，G1布置在J2，G3布置在J3，G4布置在J4时，从G2、G3、G4运给G1的运量之和，矩阵中其余元素类推。[E]=[A]×[C]2.3.2矩阵[B]和[D]相乘得到矩阵[F]。矩阵[F]第一行各列的元素表示按G1、G2、G3、G4的顺序将一个供点布置在J1时从该点运给各施工使用对象的运量之和。如第一行第二列的数字3720=22×10+13×40+16×72+11×68+12×90，表示G2布置在J1时从G2运输给五个施工使用对象的运输量之和，矩阵中其余元素类推。 2.3.3对于矩阵[E]中的每一数字下所注布置点的排列次序，G的排列次序表示：第一个设在J1，第二个设在J2，第三个设在J3，第四个设在J4，将矩阵[F]中既不同行又不同列的各数值相加，得到矩阵[G]，矩阵[G]中每一个元素表示，相应于[E]中每一数字下所注布置点的排列次序，从各个布置运给各施工对象S1-S5的运输量之和。2.3.4将矩阵[E]和[G]中相应的各元素相加，得到矩阵[H]。矩阵[H]中每一数字表示一种组合方案的运输总量，即包括各供点运给各施工对象的运输量同各布置点间运输量之和。[H]=[E]+[G]=2.4结论：从矩阵[H]中可以看出，最小的数字为吨-米。其组合方案是G4布置在J1，G3布置在J2，G1布置在J3，G2布置在J4，这就是最优的布置方案。虽然进行施工项目施工平面图设计时，有众多的方案，但是应用本文的施工平面图矩阵优化设计法，可以得到最优的施工平面图设计，从而达到降低施工成本，节约建设资金，提高经济效益的目的。 桥梁施工组织设计简例一、工程概况介绍(一)工程项目的特征丰河桥位于某市以西20km处的郊区县境内，是一条县级公路上的新建桥梁。长104m，桥面净宽(7+2X1.O)m，全桥混凝土工程数量1055m，钢材72.47t，水泥429t，投资总额为58万元。该桥设计为5X20m的钢筋混凝土简支T梁桥，基础采用桩基础，桩径1.5m，桩长24m,桥墩为双柱式桥墩，柱径为1.2m，墩高10m。设计于2005年6月底完成，同年10月初工程队开始施工前准备工作。次年2月底全面开工，6月底主体工程完工，7月底全部竣工通车。(二)建设地区特征工程所处地区为平原区，地势平坦。河流婉蜒曲折，河流水位按年周期性变化，枯水期几乎断流，洪水期流量可达1200mV/s。桥位处河岸顺直，西岸植被较好，东岸砂层外露，河槽稳定。河床地质在42m深度范围内由粗砂、亚粘土、细砂和砂砾层组成。河床冲刷较为严重，最大冲刷深度达5.62m。气候温和，雨量适中，冬季最低气温一7。C左右，夏季气温可达40C左右。冬季多西北风，一般风力为11.111级。(三)施工条件当地劳动力供应充足，水源充足，水质良好。电力供应方便，交通状况较发达。由于地势平坦，场地平整及临时便道工程量小。当地砂、石料资源丰富，特别是砂子可就地采集，石料产地也不过1Okm左右。水泥、钢材供应充足，采购、运输方便。加之施工单位为国营一级企业，技术力量雄厚，管理水平较高。总之，施工条件非常优越。二、施工方案的确定及施工部署(一)施工流向的确定                                                                  该桥的施工流向由西岸l号桥台桩基础开始，顺序施工到东岸6号桥台桩基础完成。桥墩升高、盖梁混凝土浇注、T梁安装均按此顺序进行。因此，施工力量全部布置在西岸。需要时门号桩基、盖梁、耳墙施工时，可临时转移施工机械于东岸，完成后可转移到西岸即可。(二)施工顺序的确定1基础施工顺序 由于该桥基础工程数量较少，工程量不大，仅采用一台钻机、一组施工专业人员进行施工。按图2-4所示施工顺序进行桩基础施工。                                                    2桥墩的施工顺序桥墩的墩柱、盖梁采用定型钢模三套，建立三个专业队：扎筋、支模、浇注混凝土，组织流水施工，其顺序如下图2-5所示。3T梁预制T梁预制场设置四个底座。四套定型钢模，根据梁体预制的工艺过程，分解为四道工序:支模、扎筋、浇注混凝土及养生拆模整修。建立四个相应的专业队，组织流水施工。同时，梁体预制与桩基础安排平行施工，其目的是为缩短工程的总工期。最理想的安排方式是:预制的最后一片梁体混凝土强度刚达到吊装强度要求时，就开始起吊并安放在最后一孔的桥台上，此时桥台混凝土强度也刚达到设计要求的强度。这种安排方式，平行作业多，工期最短，但并不经济合理。劳力、机具、材料需要量过分集中，占地面积大、临时设施过多，不仅增加工程成本，更重要的是施工现场容易出现混乱，工程质量和施工安全难于保证，管理难度大大增加。预制场与堆放场设置与底座相适应的移梁轨道和安装时的纵向运梁轨道，以便于横向堆放和纵向运梁安装。T梁预制时，应考虑安装顺序，将边梁与中梁间隔放置。 4T梁安装顺序该桥选用单导梁法安装T梁。配合龙门架、蝴蝶架以及滑车、链滑车、千斤顶、绞车等辅助设备架设安装预制梁。其优点是可完全不设桥下支架、不受洪水威胁，架设过程中不影响桥下通车或通航。预制梁的纵移、起吊、横移、就位都比较便利。(1)纵向顺序该桥安装顺序:由西岸第一孔开始，安装完第一孔五片梁后，再安紧接的第二孔，直至最后一孔(第五孔)安装完成为止。(2)横向梁体安装顺序预制梁横向安装次序有三种方案可供选择:总之，在确定施工顺序时，要坚持以下原则:先地下，后地上；先主体、后附属1地下由深到浅，地下地上尽量平行、交叉进行可尽量组织流水作业，在保证工人连续工作的前提下，充分合理利用工作面。在具体安排施工顺序时，要在上述原则指导下，结合施工条件、施工的自然地理环境及各种影响施工顺序的因素统筹规划、全盘考虑。(三)施工方法与施工机械的选择施工方法与施工机械的选择是施工方案的核心内容。施工方法的选择脱离不开施工机械，而施工机械的选择也涉及到施工方法的确定，二者之间存在着密切的关系。施工方法与施工机械的选择要具体到备分部、分项工程上去。既然是选择，就得进行比较，比较就应该规定条件，这个条件是技术经济条件。下面就对备分部、分项工程的施工方法与施工机械选择作简要说明。1基础工程施工方法与施工机械的确定该桥基础为桩基础，桩径为1.5m，桩长为24m、33m二种，每个基础设计为二根桩。目前柱基施工的方法和施工机械很多，各种成孔方法、施工机械对不同的地质构造具有不同效应，主要反映在成孔的速度、质量以及桩基础的工程成本方面。该桥桥位处的地质构造为:西岸亚粘土、粉砂层，厚约13m，下层为粗砂和砂砾层，厚约60m东岸则为粗砂层夹砂砾，厚约70m。针对这种地质构造，再比较各种钻孔(钻机)方法的适用范围如表2-1所示。根据成孔速度、成本及安全可靠性，最后，确定钻孔方法采用正循环回旋钻机。2桥墩升高施工方法与施工机械的选择该桥为双柱式桥墩，双柱混凝土数量仅18m，盖梁11.6m ，分二次浇注。模板均采用定型模板，柱用钢模板，盖梁用现成木模板。混凝土的水平及垂直运输可供选择的方法很多，例如采用简易木扒杆、汽车吊作垂直运输，二者配以四轮斗车。可作为水平运输工具，也可使用统索吊机兼顾水平和垂直运输;还可采用混凝土泵和皮带运输机。但由于混凝土的数且小，桥墩又不高，最后选用木扒杆作垂直运输，配以小四轮斗车作水平运输，施工简便、成本也低。3T梁安装施工方法与施工机械的选择装配式钢筋混凝土T梁桥的安装，可根据不同的施工现场条件和吊装设备，采用不同的方法进行。但均须事先经过有关人员共同研究，对各种可采用的施工方法进行技术经济比较，作出决择(制定经济合理的吊装方案)，经过主管部门审查批准，并且应符合以下要求:(1)在全部安装阶段中，应采取临时固定措施，便桥梁已安好的各部分有足够的稳定性、坚固性和最小的变形；(2)当安装条件与设计所规定的条件不同时，应对构件在安装时所产生的内力加以复核；(3)应充分发挥起重设备的能力，并保证安装施工安全。下面就对几种可采用的施工方案作以比较，如表2.3所示。根据上述方案比较，最后确定的安装方案是单导梁法，该法不仅成本较低，而且施工单位对单导梁法安装T梁已具有丰富的施工经验，操作熟练、安全可靠。 (四)尽责采用科学地流水作业方法该桥由于考虑了其他原因，在桩基施工过程中未组织流水作业，而在梁体预制、墩柱升高及盖梁浇注中均采用了流水作业方式进行施工。但由于桩基水下混凝土浇注过程对拌和机的需求数员较多，不时干扰其他项目流水作业的正常进行，效果不十分显著，故决定交叉施工。三、施工进度计划的编制施工进度计划编制的主要依据是施工方案和上级指令性期限。前述施工方案已确定了该桥的施工顺序、流向、备分部分项工程的施工方法及施工机具设备，安排了流水作业的项目。因此，施工方案对估算施工速度、编制施工进度计划具有指导和决定作用。而上级的指令性期限则意味着对已定施工方案前提下的劳力、机具设备数且提出了最低限的要求，即最低施工速度。编制施工进度计划，特别是网络计划要按下述几个步骤进行:1划分施工项目将单位工程分解为许多的分部工程，又将备分部工程分解为许多分项工程，根据计划要求的类型不同，甚至要将分项工程分解为许多道工序(班组一级实施性计划或旬、月作业计划)。2确定各施工项目或工序的持续时间确定各施工项目或工序的持续时间一般有二种方法:其一，是定额法，计算公式如下：R=Q×SQ-----工序的工程量；R-----人力或机械数量；S-----产量定额。 其二，是经验估计法，即根据过去的施工经验或资料估计。有时为提高估计的准确程度，而采用“三时估计法”，即先估计出最长、最短、最可能的三种持续时间，然后据以求出期望的持续时间作为设工序的持续时间。3确定各施工项目或工序之间的逻辑关系各施工项目或工序之间的逻辑关系包括工艺关系和组织关系，工艺关系取决于施工方法和施工机械，当施工方法和施工机械确定之后，工艺关系就固定下来，不能改变。而组织关系则是人为关系，也受许多因素的制约，但可以改变，存在着优化问题。施工进度计划编制的好坏，在很大程度上取决于组织关系处理的是否合理。因此，在编制施工进度计划时，重点应放在组织关系的处理上。当然，由于种种因素的影响和施工条件的限制，它并不起决定性作用。4编制初始网络计划根据施工方案、项目或工序的划分、各项目或工序之间逻辑关系的分析以及工序的持续时间，就可以编制出初始网络计划方案。该桥初始网络计划方案如图2-9所示。编制网络计划的初始方案是一项工作且大、费时多的工作，需要反复研究，才能较好地完成。5计算时间参数、寻找关键线路、转换为网络横道图计算时间参数的目的，是从时间安排角度去考察网络计划的初始方案是否合乎要求，以便对网络计划进行优化。为了考察时更明显、直观起见，将计算过时间参数的网络计划转换为网络横道图，如图2-10所示。6对计划进行审查与调整对网络计划的初始方案进行审查，是要确定它是否符合工期要求与资源限制的条件。首先，要分析网络计划的总工期是否超过规定的要求。如果超过，就要调整关键工序持续时间，使总工期符合要求。 其次，要对资源需要量进行审查，检查劳力和物资供应是否满足计划要求，如不符合，就要进行调整，以使计划切实可行。7正式绘制可行的工程网络计划网络计划的初始方案通过词整，就成为一个可行的计划，可把它绘制成正式的网络横道计划，如图2-11所示。这样的网络计划还不是一个最优的网络计划，要得到一个令人满意的计划，还必须进行优化。但过分的优化会使计划的弹性愈来愈小，在执行过程中由于管理水平的限制，实际进度与计划产生偏离，既使进行不断调整，其结果还是达不到预定目标，因此，优化应结合计划留有充分的余地。根据可行的施工进度总计划，可进一步把这个总目标计划进行纵向切割成许多子目标计划，即年度、季度、月度及旬作业计划;当横向切割时，可形成许多分部、分项工程的子目标计划。在计划执行中，时刻抓紧子目标计划按期实现，则必然保证总目标计划的按期完成。四、资源需要量计划当施工进度计划确定之后，各分项工程施工所需用的劳力、材料及机具设备、资金的数量和时间也就确定，然后按年度、季度、月汇总就得到劳力、主要材料、机具设备和资金的使用计划。五、采购运输计划(略)六、施工准备工作计划(略)七、施工设计(略) 八、施工总平面图设计以T梁安装、运输、堆放和预制为线索，首先安排T梁运输线路、堆放位置、再确定T梁的预制场地，接着安排砂石料堆放场、拌和机、水泥库位置。围绕预制场布置钢材、木材加工制作场地。根据施工现场实际情况布置临时职工宿舍、食堂、娱乐场地及临时供电、供水线路、临时便道等等。在具体设计布置时，还应遵循方便工人的生产和生活;水路电路运输道路最短、临时生产生活设施费用最低、各种设施布置位置发挥效能最高及符合卫生、防火及安全规定。本桥施工总平面图布置如图2-15所示。 本例主要是通过丰河桥施工组织设计实例来说明编制施工组织设计的内容和步骤，并非一套完整的施工组织设计文件。因此，对其他问题不再叙述。