施工组织原理1

上次课内容回顾一、五大交通●公路●铁路●航空●水运●管道二、公路建设●内容：新添固定资产、维护原有固定资产●特点：产品特点、技术经济特点●基本建设：固定资产的建筑、添置、安装●基本程序：项目建议书→可行性研究→设计文件→列入年度基本建设计划→施工准备→施工组织、→竣工验收→交付使用三、施工组织学科发展特点●网络技术●应用数学理论●计算机技术共20页第1页第二章施工过程组织原理一、主要内容提要：本章主要介绍了公路施工过程的组成以及施工过程的组织原则、施工过程的时间组织、空间组织和流水作业的施工原理、类型以及工期的计算二、本章重点难点：1、重点：约－贝法则在实际工作中的运用。流水作业。2、难点：流水施工的重要参数。全等节拍流水、成倍节拍流水、分别流水、无节拍流水等施工类型的总工期的计算。三、学生掌握要点1、掌握流水作业的概念及特点，学会在实际工作中的运用。2、掌握流水节拍、流水步距以及流水强度。四、习题计算流水作业计划总工期，确定流水步距以及流水强度。本章内容：•§2-1施工过程的组织原则•§2-2施工过程的时间组织•§2-3流水施工原理•§2-4施工组织中的优化方法§2.1施工过程的组织原则●施工过程：生产建筑产品的过程，由一系列的施工活动组成。是互相联系的劳动过程和自然过程的全部生产活动的总和。劳动过程自然过程＋施工过程施工准备过程：可行性研究、勘探、设计、施工准备基本施工过程：基础、构筑等辅助施工过程：动力、机械、材料加工施工服务过程：后勤采购、运输•1、施工准备过程：指产品在投入生产前所进行的全部生产技术准备工作。如：可行性研究、勘测设计、施工准备等。•2、基本施工过程：指直接为完成产品而进行的生产活动。如挖基、砌基等。•3、辅助施工过程：指为保证基本施工过程的正常进行所必须的各种辅助活动。如：动力的生产（发电）、机械设备维修、材料开采、加工等。•4、施工服务过程：指为基本施工和辅助施工服务的各种服务过程。如：原材料、燃料的供应、运输等。一、公路施工过程的组成1、公路工程的八个分部工程●临时工程●路基●路面●防护工程●桥梁涵洞●隧道●其他工程及沿线设施●管理、养护、服务、房屋根据上述八个分部，进行公路工程设计概预算文件编制，对应每个分项工程再细分为若干目。2、公路施工过程的划分●动作与操作：如路床整形、铺料、碾压动作操作劳动中最基本的单元活动若干关联动作组合●工序指劳动组织上不可分，施工技术相同的施工过程。它由若干个操作组成。施工组织往往以工序为对象。垫层、基层、面层。施工组织通常以工序为最基本控制对象。工序划分基本要素工人编制工作地点施工工具施工材料本工序下道工序上道工序改变改变●施工段由若干个技术上相互关联的工序组成。通常是一个可以相对独立完成的细部工程或分部分项工程。如：基层施工、面层施工等。●综合过程若干个在产品结构上相互联系的的操作过程所组成。操作过程→半成品综合过程→产品根据工程性质、复杂程度，上述划分并非统一标准。对一些简单项目无需经历四个过程，但对复杂工程可能要几个综合构成。一般情况二、施工过程的组织原则施工过程受工程性质、产品结构、施工材料、半成品性质、机械设备、环境条件、自然条件等因素影响，可变性大，组织困难。科学、合理地组织施工应遵循以下原则：1、连续性原则施工过程中各阶段、各工序在时间上紧密衔接。不发生不合理的停滞现象，保持和提高施工过程的连续性。加工状态检验过程自然过程连续工作建设周期↓流动资金↓窝工损失↓生产效率↑经济效益2、协调性原则（比例性）指在施工过程中的各阶段、各工序之间，在施工能力上保持一定的比例关系。使施工中的人力、设备得到充分利用。避免施工段和工序之间的停顿和等待，缩短施工周期施工过程的协调性取决于施工组织设计的正确性3、均衡性原则（节奏性）指各个施工环节都应按照施工生产计划的要求，工作负荷保持相对稳定，不发生时松时紧，前松后紧的现象。全过程维持工作负荷平衡避免前松后紧突击、赶工质量成本抢时间牺牲4、经济性原则在满足技术要求的前提下，追求经济、实用的施工方法和手段。本原则贯穿上述连续性、协调性、均衡性原则，最终都将体现为经济效益。例如：●特殊情况与一般情况的区别处理●运用先进工艺、设备与传统的方法决策●承担风险与回避、分散风险科学、合理的组织施工要综合上述四项原则，使之有机结合，最终达到确保工期、提高质量、控制成本的目的。§2.2施工过程的时间组织公路工程项目的施工过程组织包括空间组织和时间组织两个方面，时间问题是施工组织设计必须解决的最基本问题。本章节着重介绍时间组织。●空间组织：施工平面设计。●时间组织：施工过程对基本作业时间顺序科学、合理地组织。主要解决工程项目的施工作业方式，以及施工作业单位的排序和衔接问题。各施工单位设置具体工程项目布置生产、生活运输、行政时间组织的目的生产作业单位之间按设计的工序顺序紧密衔接，在符合工艺条件的基础上，充分利用工时、设备，尽量缩短生产周期。主要研究和解决加工厂内部或施工现场各施工作业单位的设置、分布、以及原材料、半成品、构件等的运输路线问题。一、施工过程的时间排序问题施工任务的排序即系统的动态规划。（一）简单排序法1、二道工序，m项任务（施工段）假设工程只有两道工序。即在m项任务中，完成每项任务都需要完成A、B两道工序，且应首先完成A工序，方能再作B工序。针对A、B，总时间计算有：TA≥ΣTiA＋TmBTB≥ΣTiB＋TmA式中：TA——A工序的施工总时间TB——B工序的施工总时间tij——第i项任务中完成工序所需的时间mmi＝1i＝11、两道工序，多项任务横道图●约翰逊－贝尔曼法则基本思想取min｛TiA、TiB｝，先行工序安排在最前施工，后行工序安排在最后施工；挑出后继续取最小值，先行工序安排在次前，后行工序安排在次后；以此类推，直到完成排序，即可得到最佳施工顺序。例1：拟对相邻五座小桥挖基、砌基础施工。已知各道工序生产周期见下表，用约翰逊－贝尔曼法则确定最短施工总工期的施工顺序。工段工序1号桥2号桥3号桥4号桥5号桥挖基4天4天8天6天2天砌基础5天1天4天8天3天第一步：min｛TiA、TiB｝＝T2B＝1天为2号桥后续工序，即把2号桥放在最后施工；第二步：去除2号桥，余下的1、3、4、5中取最小值，得T5A＝2天，是前工序，即5号桥施工最前；依此类推•第三步表中1#桥t1A=4为最小，是先行工序，1#任务放在第二施工。•第四步表中3#桥t3B=4为最小，是后续工序，3#任务放在第四施工。•第五步4#桥放在第三施工。因此五座小桥的施工顺序为：5#1#4#3#2#在排定施工顺序得基础上，绘制横道图，可计算最短施工总时间为25天。注意得问题：一般排序不可能获得上述结果。绘制施工进度图，确定总工期•按5#1#4#3#2#顺序绘制。进度工序2468101214161820222426挖基5#1#4#3#2#砌基5#1#4#3#2#按1—5的自然顺序绘制：工序进度246810121416182022242628303234挖基1#2#3#4#5#砌基1#2#3#4#5#2、三道工序，多项任务每项任务都由三道工序A、B、C组成，且工作顺序为A→B→C，即完成前道工序方能进行后道工序。与2道工序的情形相比，该排序情况要相对复杂，通常取决于一些条件。●参考条件：a）min｛TiA｝≥max｛TiB｝b）min｛TiC｝≥max｛TiB｝两条件同时成立，或其中一项成立，则可用下述方法进行最优施工顺序排列。●三道工序，多项任务排序法第1步：将第1、2道工序上各项任务的施工周期依次分别相加；第2步：将第2、3道工序上各项任务的施工周期依次分别相加；第3步：将前两步计算所得的施工周期序列看作“2道工序，多项任务”的情形；第4步：用约翰逊－贝尔曼法则求最优工序；第5步：所得最优顺序即三道工序上的最优工序。例2：某工程具备三道工序，五项任务。各工序施工周期见表，求优施工顺序。工序工段ABC1455222638394103955473工序5任务施工周期表第1步：计算A＋B第2步：计算B＋CA+BB+C9104811121312911相当：2工序5任务施工周期表第4步：按约翰逊－贝尔曼法则排序得最佳工序排列：2、5、1、3、4。（作横道图）满足条件b）：min｛TiC｝≥max｛TiB｝第3步计算列表第4步：按约翰逊－贝尔曼法则排序进行最优排序：•①在ti（A+B）和ti（B+C）中找出最小值，先行工序排在最前，后续工序排在最后施工。•t2（A+B）=4=ti（A+B）min先行工序，2#任务第一施工。•②t1（A+B）=t5（A+B）=9=tmin都为先行工序，查其后续工序t1（B+C）=10，t5（B+C）=11，t1（B+C）=10＜t5（B+C）=11，1#任务排在5#任务后面，5#任务第二,1#任务第三。•③t3（A+B）=11=tmin为先行工序，3#任务第四施工，4#任务第五施工。•最优施工顺序为：2#、5#、1#、3#、4#第5步结论：施工周期41天（满足前提条件，排序正确）绘制施工进度图，确定总工期。•注意：第二道工序要在第一道工序完的基础上才能开始；第三道工序要在第二道工序完的基础上才能开始。工序进度24681012141618202224262830323436384042A2#5#1#3#4#B2#5#1#3#4#C2#5#1#3#4#按1-5顺序，绘制施工进度图，确定总工期工序369121518212427303336394245A1#2#3#4#5#B1#2#3#4#5#C1#2#3#4#5#例3：某工程划分为六个施工段，每段分为两道工序，各工序在各段的持续时间如下表，确定其总工期最短的最佳施工顺序。施工段工序1＃2＃3＃4＃5＃6＃a324626b513436解：（1）、填列“工序工期表”（2）、绘制“施工次序排列表”（熟练后可不绘）施工段工序1＃2＃3＃4＃5＃6＃a324626b513436排序5＃1＃6＃4＃3＃2＃进度工序2468101214161820222426a5#1#6#4#3#2#b5#1#6#4#3#2#总工期T=25绘制施工进度图，确定总工期。1＃2＃3＃4＃5＃6＃a324626b51343624681012141618202224262830a1#2#3#4#5#6#b1#2#3#4#5#6#总工期T=29按1--6顺序施工1＃2＃3＃4＃5＃6＃a324626b513436确定下表的最优施工顺序及最短工期。工序1#2#3#4#5#A102694B43245C85967（二）n（n＞3）道工序，多项任务的施工顺序•n＞3时，按施工的客观规律，采用将前后关联工序的施工周期按一定方式合并的方法，分别应用约翰逊—贝尔曼法则，求出“合并工序”相应的周期，最后再按选取最小值的方法求得施工顺序的最优安排。1、多道工序多施工段的最优排序方法：1）工序合并条件：●三相邻工序的工作时间应满足前后工序中任何一道工序的最小工作时间应大于或等于中间工序的最大工作时间。●tAmin≥tBmaxtCmin≥tBmax或tBmin≥tCmaxtDmin≥tCmax●若出现tCmin≥tBmax则合并为a+b与b+c+d两道工序。●若出现tDmin≥tCmax则合并为a+b+c与c+d两道工序。2）合并为两道工序后，运用约翰逊—贝尔曼法则进行最优排序。2、分界排序法：1)选出一个施工时间最长的施工段；2)第一道工序时间小于或等于最后一道工序的施工段，一次按第一道工序时间递增顺序排在施工总时间最长的施工段前面；3)剩余施工段依次按最后一道工序时间递减顺序排列在施工总时间最长的施工段之后。例4：某工程有四道工序5个施工段，各道工序施工时间见下表，试确定最优施工顺序。工序ABCDEⅠ25343Ⅱ23542Ⅲ32432Ⅳ33535四道工序5个施工段施工时间列表解：按“分界排序法”步骤•1）TA=10,TB=13,TC=17,TD=14,TE=12,施工时间和最大的施工段是C•2）第一道工序时间小于或等于最后一道工序的施工段是A、E