2005年3月
公 路 交 通 科 技
Journal of Highway and T ransportation Research and Development
V ol 122 N o 13
Mar 12005
文章编号:1002Ο0268(2005)03Ο0062Ο04
收稿日期:2004Ο11Ο04
作者简介:魏洪昌(19-),男,黑龙江海林人,副研究员,主要从事桥梁评定及维修加固方面的研究1
公路桥梁维修加固技术经济评价方法研究
魏洪昌1,张劲泉2
(11北京公科固桥技术有限公司,北京 100088;21交通部公路科学研究所,北京 100088)
摘要:在桥梁维修加固实施过程中,不可避免的涉及到其经济合理性问题,目前还未有较为成熟和系统的方法,对桥梁维修加固的经济合理性进行评价。本文结合桥梁维修加固涉及到的宏观和微观方面,提出了一种新的评价方法,用以判断桥梁维修加固的经济合理性。
关键词:桥梁加固;经济评价;加固费用系数;加固寿命系数中图分类号:U44517+2 文献标识码:A
Re search of Economical Evaluation Method in H ighway Bridge Retrofit
WEI Hong Οchang 1
,ZH ANG Jin Οquan
2
(11Beijing G ongke Bridge T echnology C o 1,Ltd ,Beijing 100088,China ;21Research Institute of Highway ,Ministry of C ommunications ,Beijing 100088,China )
Abstract :The economical reas onability of highway bridge retrofit must be considered in engineering practice ,but s o far there is still no perfect and systemic s olution 1According to the macro Οeconomics and micro Οeconomics ,a new method was proposed to evaluate the eco 2nomical reas onability of the bridge retrofit in this paper 1
K ey words :Bridge retrofit ;Economic evaluation ;Retrofit rate coefficient ;Retrofit life coefficient
0 前言
公路桥梁加固技术经济评价是公路桥梁加固工程设计中的重要组成部分,通过对加固部分与新建该部分(以下新建均指此)的经济合理性进行分析、论证和评价,为项目决策提供依据。但是由于经济评价的复杂性,本文只对桥梁加固工程中的大中型项目,即特大桥、大桥主要承重构件加固,且影响到桥上车辆通行的项目进行研究。通过对桥梁加固过程中涉及到的宏观经济和微观经济分析,提出了加固费用系数和加固寿命系数两个指标,建立了评定准则,并对其应用进行了分析。
1 桥梁改造的宏观经济分析111 桥梁加固的宏观经济分析
桥梁加固施工期间,全社会公路使用者所遭受到的损失有:客货运输成本提高;客货运输时间延长;附近相关公路增加拥挤,客货运输成本提高,行车速
度降低,客货在途时间增加;由于车辆绕行而使得增加里程提高运输成本;交通事故增加、货损事故增加而引起的损失等。即
S =S hj +S kj +S hy +S ky +S hd +S kd +S hs +S ks +S jsh +S ssh 式中,S 为全社会公路使用者的经济损失,万元;S hj 为桥梁加固施工导致货物运输成本提高的金额,万元;S kj 为桥梁加固施工导致旅客运输成本提高的损失,万元;S hy 为桥梁加固施工使附近相关公路增加拥挤的货物运输成本提高的损失,万元;S ky 为桥梁加固施工使附近相关公路增加拥挤的旅客运输成本提高的损失,万元;S hd 为桥梁加固施工使车辆绕行增长里程而相应增加的货物运输成本,万元;S kd 为
(1)桥梁加固施工使货物运输成本提高额,按桥梁没有施工时的运输成本与桥梁加固施工时的运输成本差额来计算。即
S hj=(C hc-C hy)×Q h K
式中,C hc为桥梁施工时的货物运输成本,元/103t・km;C hy为桥梁没有施工时的货物运输成本,元/103t ・km;Q h K为施工期间货物周转量,107t・km;其余符号同前。
(2)桥梁加固施工使旅客运输成本提高额,按桥梁没有施工时的运输成本与桥梁加固施工时的运输成本差额来计算。即
S kj=(C kc-C ky)×Q k K
式中,C kc为桥梁施工时的旅客运输成本,元/103人・km;C ky为桥梁没有施工时的旅客运输成本,元/103人・km;Q k K为施工期间旅客周转量,107人・km;其余符号同前。
当缺乏旅客运输单位成本的资料时,可采用换算吨公里按货物运输单位成本进行间接推算:
S kj=011×(C hc-C hy)×Q k K
(3)桥梁加固施工使得附近相关公路增加拥挤的损失,在施工期间一部分车辆分流至附近其它公路上使该路上交能量增加,平均行车速度降低,单位运输成本提高。因此,货客在途时间的延长也应予以计算。
S hy=(C hxc-C hx)×Q h K
S ky=(C kxc-C kx)×Q k K
式中,C hxc、C kxc分别为桥梁加固施工期间附近相关公路货、客运输的单位成本,元/103t・km、元/103人・km;C hx、C kx分别为原来附近相关公路货、客运输的单位成本,元/103t・km、元/103人・km;其余符号同前。
(4)因桥梁加固施工而使车辆绕行延长的里程,其运输成本提高金额。即
S hd=C hc×Q hc K
S kd=C kc×Q kc K
Q hc K、Q kc K分别为施工期间绕行的货、客周转量,107t・km、107人・km;其余符号同前。
(5)货物延长在途时间的价值,以货物运送速度降低引起资金周转期延长而引起损失来考虑,按在途物资所需资金利息(采用社会折现率)的增加支出量来计算。即
S hs=P r×Q h K×I×T/(16×365)L
式中,P r为计算年度在途货物平均价格,元/t;I为社会折现率;T为全程延长时间,h;L为绕行公路线路全长,km;其余符号同前。
(6)旅客延长在途时间的价值,以旅客时间延长,可以多创造价值增加国民收入来考虑,其金额以每人平均国民收入(净产值)份额来计算。即
S ks=I c×Q h K×T/(8×365)L
式中,I c为计算年度每一旅客的国民收入份额,元/人;T为全程延长时间,h;L为绕行公路线路全长, km;其余符号同前。
(7)公路增加交通事故及货损事故增加的费用
①桥梁施工导致交通事故增加,其增加的费用以事故率差及事故平均损失费用计算。即
S jsh=P jsh×(J c-J y)×MK
式中,P jsh为公路交通事故平均损失费,万元/次; J c、J y分别为加固施工和未施工的事故率,次/万车・km;MK为车辆行驶量,万车・km;其余符号同前。
②公路货损事故增加所增加的费用,按货损率差及计算年度在途货物平均价格计算。即
S jsh=(H w-H y)×Q h K×P r/L
式中,H w、H y分别为加固施工和未施工的货损率,%;L为平均运距,km;其余符号同前。
当缺乏资料时,上述两项损失可暂不作计算。112 桥梁加固部分新建的宏观经济分析
桥梁加固部分,如果采用新建,则发生与桥梁加固施工期间相似的全社会公路使用者所遭受到的损失。即
S=S hj+S kj+S hy+S ky+S hd+S kd+S hs+S ks+S jsh+S ssh 2 桥梁改造的微观经济分析
桥梁加固及新建对当地公路管理部门的影响主要包括收费损失(如果是收费公路上的桥梁)和工程建设费用。
(1)收费公路上桥梁由于车辆绕行或限速造成的收费损失
收费损失=日平均收费损失额×施工工期
(2)桥梁加固或新建工程费用
完成该技术标准加固或新建方案的投资估算,依照有关定额进行,新建方案还应包括拆除桥梁构件所
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第3期 魏洪昌,等:公路桥梁维修加固技术经济评价方法研究 涉及到的费用。
因此由于桥梁加固或新建引起的微观经济总费用=收费损失+工程费用
3 桥梁加固技术经济确定原则
(1)加固寿命系数和加固费用系数
加固费用系数n1=加固费用/新建费用
其中加固费用=宏观经济总损失+收费损失+加固工程费用
新建费用=宏观经济总损失+收费损失+新建工程费用(包括拆除旧桥费用)
加固寿命系数n2=(桥梁原设计寿命-已运营的寿命)/桥梁原设计寿命
(2)加固技术经济确定原则
对于加固寿命系数n2,若加固费用系数n1< N1,则加固是经济合理的;若加固费用系数≥N1,则加固是不经济的,应新建该部分。N1取值见表1 (以桥梁原设计寿命50年为例说明)。本原则只适用于混凝土和预应力混凝土桥梁评判,对于特殊材料桥梁应综合评定分析。
表1 加固技术经济确定原则
运营时间/a加固费用临界系数N1加固寿命系数n2 0017110
10016018
20015016
30014014
40013012
500110
4 应用实例
以广东省江南大桥右幅为例,该桥主桥为6孔净跨6810m的钢筋混凝土单箱多室肋拱桥,其加固设计的内容涉及到主墩基础、主拱圈、拱上立柱盖梁和桥面铺装。该桥已运营19年,对其进行维修加固的经济评价是非常必要的。
411 桥梁加固施工期的宏观经济分析
(1)桥梁加固施工导致运输成本提高的损失的计算(成本损失)
按照桥梁加固施工时的运输成本与桥梁没有施工的运输成本差额来计算。
货运:S hj=(C hc-C hy)×Q h K=56139(万元)
客运:S kj=(C kc-C ky)×Q k K=52135(万元)
(2)桥梁加固施工使得附近相关公路增加拥挤的损失的计算(拥挤损失)
在施工期间一部分车辆分流到附近其它公路上使该路上交通量增加,行车速度降低,导致原本在这些公路上通行的车辆的运输成本提高而形成的损失。
货运:S hy=(C hxc-C hx)×Q h K=871785(万元)
客运:S ky=(C kxc-C kx)×Q k K=1651541(万元)
(3)桥梁加固施工使车辆绕行导致的损失的计算(绕行损失)
货运:S hd=C hc×Q hc K=2603191(万元)
客运:S kd=C kc×Q kc K=1763122(万元)
(4)货物、旅客延长在途时间而引起损失的计算(时间损失)
货运:S hs=P r×Q h K×I×T/((16×365)×L)= 012908(万元)
客运:S ks=I c×Q k K×T/((8×365)×L)= 1746119(万元)
(5)交通事故或货损事故增加而引起损失的计算(事故损失)
①交通事故损失
S jsh=P jsh×(J c-J y)×MK=33114(万元)
②货物损失
S ssh=(H w-H y)×Q h K×P r/L
目前该方面统计资料不全,暂不计算。
这样桥梁加固期间的宏观经济损失为:
S=S hj+S kj+S hy+S ky+S hd+S kd+S hs+S ks+S jsh+S ssh= 65101817(万元)
412 桥梁加固部分若新建引起的宏观经济分析桥梁加固部分如果采用新建,其宏观经济总损失与加固施工所带来的损失相似,即
S=S hj+S kj+S hy+S ky+S hd+S kd+S hs+S ks+S jsh+S ssh
计算过程中主要区别是新建的建设期比加固期长。可以用建设期/加固期作为调整系数来推算,建设期取115年,即18个月。计算结果为:
桥梁新建的宏观经济损失=加固的宏观经济损失×建设期/加固期=
65101817×18个月/5个月=23438194(万元) 413 桥梁改造的微观经济分析
桥梁加固或新建带来的微观经济费用包括收费损失和工程建设费用。
(1)公路收费损失
由于车辆绕行或限速通过造成的收费损失:
收费损失=日均收费×施工工期
根据大桥加固期交通量的预测值和大桥的收费标准,计算桥梁加固期间收费损失为2254万元。
(2)加固或新建工程费用
46 公 路 交 通 科 技 第22卷该桥加固工程费用为91415万元,新建该部分的工程费用为1931万元。
414 经济评价
(1)加固费用系数n1计算
加固费用系数n1=加固费用/新建费用
加固费用=宏观经济总损失+收费损失+加固工程费用=
(6510182+2254+91415)=9679132(万元)新建费用=宏观经济总损失+收费损失+新建工程费用(包括拆除旧桥费用)
新建费用=23438194+2254×18/5+1931=
33484134(万元)
加固费用系数n1=9679132/33484134=0129
(2)加固寿命系数n2计算
加固寿命系数n2=(桥梁原设计使用寿命-桥梁已运营年限)/桥梁原设计使用寿命
江南大桥(右幅)为特大桥,其原设计使用寿命按照特大桥标准应为50年,该桥1984年9月建成使用,至今已使用19年,所以加固寿命系数为:
n2=(50-19)/50=0162
(3)加固技术经济评价
本桥梁加固寿命系数n2=0162,加固费用系数n1=0129。由表1可以推算出运营年限为19年时, N1=0153,则加固费用系数n1=0129 从计算实例来看,采用本文提出的加固经济评价方法,能够客观的、全面的评价不同运营期桥梁加固的经济合理性,对当前特大桥、大桥维修加固经济分析具有相当价值的参考作用。 参考文献: [1] 李亚东1既有桥梁评估方法研究[J]1铁道学报,1997,61 [2] 周建廷1桥梁加固机理及加固准则探讨[J]1重庆交通学院学 报,2001,111 [3] 中华人民共和国交通部1公路建设项目后评价报告编制办法 [M]1北京:人民交通出版社,1996,121 [4] 李品珍,译1桥梁改建设计中的技术经济计算[R]1旧桥检验 与加固(专题资料),1986110:112-1141 [5] 黄良然1旧桥改造方法及其技术经济效果[J]1公路,1985, 5:4-101 [6] 交通部科学技术情报研究所1旧桥检测、评价、加固技术的应 用[R]11990,51 [7] 沈达峰1桥梁寿命周期成本分析初探[J]1苏州城建环保学院 学报,1997,4:18-251 (上接第57页) 的裂缝等其他缺陷一样有效。 (4)数字化的声信号检测和识别系统可严格、快速检测声谐振子模式扰动,识别混凝土路面板脱空等缺陷。 参考文献: [1] 周生瞻,胡忠诚,丁希春1水泥混凝土路面板下脱空的一种处 理方法[J]1海岸工程,2001,061 [2] 李家伟,陈积懋,主编1无损检测手册[M]1北京:机械工业 出版社,20021[3] 张俊哲,等,无损检测技术及其应用[M]1北京:科学出版 社,1993. [4] 梁新政,潘卫育,徐宏1路面无损检测技术新发展[J]1公 路,2002,09. [5] 曹国雄1弹性矩形薄板振动[M]1北京:中国建筑工业出版 社,1983. [6] 张国瑞1有限元法[M]1北京:机械工业出版社,1991. [7] 黄炎1弹性薄板理论[M]1长沙:国防科技大学出版社, 1992. [8] 杨行竣,等1语音信号数字处理[M]1北京:电子工业出版 社,1995. [9] 黄振华1模式识别原理[M]1杭州:浙江大学出版社,1991. 56 第3期 魏洪昌,等:公路桥梁维修加固技术经济评价方法研究 下载本文
