乔宇
黑龙江龙建设备工程有限公司
摘要：泵送混凝土在开展施工工作时需要组合大量施工机械，这对施工机械组合优化性提出较高要求，可从系统模拟方式着手构建全行的模型与体系，用于完善泵送混凝土施工机械组合方案。本文主要针对泵送混凝土施工机械优化组合的应用进行探究。该组合不仅可为后续施工指明方向，也可在维护现有施工优势的基础上提升整体质量与水平。在工程项目中，泵送混凝土施工机械起着相当重要的作用，必须提高对泵送混凝土施工机械优化组合的重视程度。
关键词：泵送混凝土；施工机械；优化组合
充分发挥主作业机械作为核心内容，辅以其他机械的功能，是开展施工机械组合必须遵循的原则。混凝土泵是支撑泵送混凝土顺利施工的物质保障。其他机械都在从属作业机械的涵盖范围内，所以在制定混凝土施工方案时，必须高度重视混凝土泵。首先确定其类型以及数量，然后再进行其他从属机械的准备工作。我们主要通过构建先进模型的方式，优化组合泵送混凝土施工机械。通过对比不同的生产效率以及利用率，选择最恰当的方案。
一、客观评价泵送混凝土施工机械配套方案
泵送混凝土施工机械方案的评价主要包括技术性评价和经济性评价。在此，提出以下两项评价指标——工期和费用，同时，给出方案最优化的模型。
1.因工期造成的影响
T=V／R（1）
上述公式中。分别由T代表工期，单位为h。混凝土量则V来代表，单位为m3，R则是利用m3/h这一单位来代表混凝土浇筑速度。
R=S×P（2）
上述公式可进一步论证泵及数量会直接影响混凝土施工工期这一理论，同样也不能忽略生产率的重要性。在特定工程中，泵机数量以及泵机生产率是影响混凝土施工工期的先决条件。生产率与泵机型号之间还存在不可分割的密切联系，不同型号的泵机在生产率方面也会有所差异。施工工期并不是局限在某一个因素之内，而是受到多种客观因素的影响，其中还会涉及到混凝土供应情况以及实际施工情况等。车辆运输是运输混凝土的主要方式，车辆在运输过程中会涉及到运输时间、运输数量以及运输容量等诸多方面的内容，这些都是决定混凝土供应情况的前提条件。一般工程会在搅拌站完成混凝土搅拌工作，所以在判断混凝土供应情况时还应结合搅拌站的实际状况。振捣以及养护工作也会在一定程度上影响到工期，因实际施工情况的影响，而不考虑上述因素。
2.费用影响
此种情况下讨论的施工费用分为直接以及间接两种。施工工作会使用大量的人工、材料以及机械，这些内容都需要得到资金的支撑，这部分资金就是指直接费用。可从实际情况考虑泵送混凝土施工的整体施工费用。因混凝土量的影响，人工以及材料费用都会发生改变。一般混凝土搅拌站都会在搅拌完成后提供车辆以及运输作业。因此，对于某些特定工程来说，机械费用以及间接费用是直接影响混凝土施工费用的重要因素，其中还会涉及到泵机费用以及布料机费用等多方面内容，需再合理考虑所有费用因素的背景下，开展综合的成本控制工作。
3.优化数学模型的选择
泵送混凝土施工机械配套组合的目标是：在满足工期要求条件下，使施工费用最小。综上分析，要得到最优的机械组合方案，就是要确定泵机型号、数量，运输车容量、数量及搅拌站出料口个数，使在此机械组合下，既满足工期要求。同时使施工费最低。
二、如何模拟混凝土运输系统
1.构建混凝土运输系统模型
此模型为四级有限源服务系统。在系统中，假定：
（1）服务规则为等待制，先到先服务。
（2）系统中所有车辆依次接受各级服务，接受服务后，马上进入下一级服务系统，一直持续下去，构成一个闭合循环回路，直到规定时间为止。其中，对于重车运行系统，需根据具体施工温度等确定其上限。一旦时间超过此上限，则此车辆不得进入泵送系统，而是立即倒掉，然后进入空车返回系统。
（3）如果将前述倒掉混凝土视为泵送系统的特例，则系统中的车辆在每一循环中所经过的服务机构的次序及数量一定。
（4）装车系统和泵送系统为单队多服务台，其中顾客为搅拌运输车，服务台为搅拌站出料口和混凝土泵；重车运行和空车返回可视为有无穷多个服务台，但需考虑交通阻塞等的影响。根据历史统计资料，用数理统计方法求得运行时问的分布，对于装车和压送系统的服务时间也同样求得其分布。
2.如何模拟运输系统
（1）严格控制模拟精度
有了正确的模拟模型和程序，并不一定能保证模拟结果可信。在本系统中，因许多输入变量为随机变量，而输出结果也属于随机变量。每次模拟运行得到的结果，就是抽样所得的样本值及抽样数据的统计结果，它与总体统计特性问会存在误差。为保证模拟输出结果的可靠性，需对其进行适当的统计分析与估计。设N为运行次数，x为输出变量，可求得N次运行的样本均值、方差、区间估计，以此作为模拟结果。
（2）生成随机变量
利用计算机提供的伪随机数R，根据随机变量x的分布，确定相应的随机变量的产生办法。本系统涉及的主要为正态分布和负指数分布，具体生成方法如下：
①负指数分布的随机变量
利用逆变换法旧：X=1／λ×logR
②正态分布的随机变量
利用直接变换法：X=（-2logR）1/2×COS（2Π-R）×ó+V
三、工程实例
某工程的混凝土施工采用泵送混凝土。可供选择的泵机有以下两种：
1.HBTl00，理论排量为100m3／h，数量为l台；
2.SHC57型，理论排量为57m3／h，数量为3台。
根据总工期的安排，本工程各施工段混凝土用量小于600m3，浇筑时间控制在10h～12h之间，也就是要求浇筑速度为（50-60）m3／h。选择1个搅拌站距现场20km，供应能力180m3／h，运输车容量为6m3，车的可用数量在18台以内。经统计资料分析，搅拌站的装车时间服从均值为6.5min的负指数分布；从搅拌站到现场的重车运行时间服从均值为32min的正态分布；现场混凝土压送时间服从均值为8min和12min的负指数分布；空车返回时间服从均值为28min的正态分布。对此工程进行了运输系统的模拟试验，采用终点模拟。最优方案为：两种型号泵机各1台。其费用经过计算为最小。
结语：通过建立混凝土运输系统的模型，用系统模拟的方法求解泵送混凝土施工机械的优化组合方案是切实可行的。
参考文献：
[1]梁健，潘中康.正交试验在C80泵送预拌混凝土配合比优化的应用[J].建材发展导向，2016，14（3）：253-254.
[2]徐儒村.Spraymec7110WPC湿喷台车施工关键技术与设备配套研究[D].2015.