浅谈山岭重丘区高等级公路25米以下空心板梁集中预制安装的利与弊

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简介： 应用价值工程理论介绍了广东省梅河高速公路25以下空心板梁的预制与架设方案的确定。建设项目不仅要满足使用功能，其经济评价、社会评价、环境评价等（环境污染、周边生态平衡、国民经济效益）综合评价等也是功能评价的重要指标，即选择技术上先进、经济上合理和对社会有利的最优方案。
关键字：梅河高速 空心板梁 集中预制 价值工程

随着高等级公路建设的不断发展，我国的公路建设和管理水平逐渐走向成熟，但是随着社会的发展，建设项目不仅要满足使用功能，其经济评价、社会评价、环境评价等（环境污染、周边生态平衡、国民经济效益）综合评价等也是功能评价的重要指标，即选择技术上先进、经济上合理和对社会有利的最优方案。

　　随着社会进步，保护环境维护生态平衡，走可持续发展的道路是必然趋势。广东梅河高速公路位于广东省粤东地区，是连接广东省经济发达地区和粤东山区的交通干线，该项目建成对加速广东东部地区社会经济发展以及推动泛珠三角区域经济合作具有极其重要的战略意义，该项目建设伊始便提出“价值工程、生态环保、数字信息”等经营理念。现就梅河高速公路全线25米以下空心板梁集中预制与安装方案运用价值工程理论对其在的经济、环保、资源利用等方面进行功能分析，论述其方案优劣及其可行性。

　　一、工程概述：

　　广东省梅河高速公路起点为梅州市程江镇，终点为河源市蓝口镇，全线总长118.43公里，25米以下空心板梁桥共3618片/78座，分布在全线共15个路基桥涵标段内，其中九个标段（包括相邻标段）超过360片空心板梁(其中九个标段（包括相邻标段）空心板梁的预制及架设计超过360片)，如分标段设预制厂，即全线要有在建设周期内设置生产360片以上能力的预制厂9个，或采取桥头设置预制厂，现场预制架设；如在所有16米以上跨径桥头设置预制厂，则全线桥头共需设置小型预制厂40个，本项目设计采用由一个标段集中预制架设，制梁厂设在该项目路线的中间位置。

　　二、方案可行性分析：

　　1、工期：

　　（1）分散预制：如全线建9个360片以上规模预制厂，先张法施工工艺要求按5片/线，需建5条生产线，根据该地区自然气候条件，每月按24天计算，月生产120片，则需3个月完成预制任务，加上建厂调试，组织生产及竣工后场地清理，下部工程完成的不确定性导致存梁周期的不确定性及其它不可预见因素，该预制厂实际用地时间最少为5个月。如在桥头路基建临时预制厂，该线路自然区划为山岭重丘区，根据现场调查，设计的大部分桥梁位于路堑开挖或高填方路段，受地形地貌限制桥头段临时便道及路基成型可提供预制场地至少要开工后5-8个月，故最迟完工时间约在开工后10-11个月，由此即会影响全线路基施工进度和质量；如采用在各自标段附近临时征地建预制厂方案，其受征地费用、难度和运输条件等因素制约，此方案基本不可行。

　　（2）集中预制：该标段项目部实际建预制厂三个，其中预制一厂占地约6900平方米，设计日产5片/线；预制二厂占地约7000平方平，设计日产5片/线；预制三厂占地约7000千平方平，设计日产5片/线（因前期受桥梁下部工程滞后等各种因素影响，未能按计划完成阶段性预制任务，制梁有效时间缩短，为保证工期增加预制三厂，实际使用时间为4个月），总设计生产能力26片/工日，实际制梁周期5个月，并增加存梁场，占地约1万平方米，存梁场土地占用时间6个月。集中预制进度基本按各桥下部施工进度组织预制、架设，生产安排灵活，有利于全线整体进度把握。实际只用5个月完成制梁任务。

　　2、质量：

　　（1）、分散预制：①无论是管理还是质量监控都较难，点多、规模小等不利于大型砼预制件的规模化生产，对保证质量和降低工程成本极为不利；②国内高速公路建设市场良莠不齐，不利于优秀的制梁、架梁企业发挥整体优势；③分散预制增加了建设单位和监理单位的管理难度，对质量通病的整改措施推广慢、实施周期长。

　　（2）、集中预制：①有利于引进有丰富的（或类似）施工经验的大型施工企业，对保证质量、节约成本、加快施工进度极为有利，同时减少了业主对质量监控的难度，缩小了管理跨度，保证了对制梁关键工序的实时监控；②对于承包方而言，可以集中有限的资源优势，降低质量管理成本。③本地区为山区，沿线用地受地形地貌限制，为少占用耕地，节约土地租用等成本，同时减少征地协调时间，有利于工程项目实施进度。

　　3、价值工程：

　　（1）、功能分析：把全线分散预制设9个预制厂列为A方案，分散桥头预制为B方案，集中预制为C方案，对各方案功能进行分析，对各功能评价指标按不能满足要求、一般、较好分类，按5、10、15分评分标准评定，具体评分情况见下表：

功能评价表方案评价方案备注指标体系评分等级评分标准ABC施工工期1、较难保证5　  5　  　  2、能保证1010　  10　  施工质量1、较难控制555　  　  2、易控制10　  　  10　  施工成本1、较高5　  5　  　  2、一般1010　  　  　  3、较底15　  　  15　  安全生产1、引发安全事故概率高55 　 5　  2、引发安全事故概率低10　  10　 　  人员投入1、较多5　  5　  　  2、一般1010　  　  　  3、较少15　  　  15　  施工协调难度1、协调难度大5　  　  5　  2、协调难度小101010　  　  生态环境1、影响面大、分散555　  　  2、影响面较小10　  　  10　  对路基施工影响1、影响大5　  5　  　  2、影响一般1010　  　  　  3、影响小15　  　  15　  运输距离1、较远5　  　  5　  2、较近1010　  　  　  3、近15　  15　  　  方案总分：Σ总　  756590230功能系数：Fai=Σai/Σ总　  0.326 0.282 0.391 　  

　　上表中的评分方案计算结果表明：C方案得分最高，B方案最低，单从功能分析考虑应采用C 方案，仅根据功能计算结果还不能最终确定采用哪种方案，还要对其功能成本进行分析，计算价值系数。

　　（2）、成本分析：

　　各方案成本分析见下表，征地费用为当地市场价格12元/m²，B方案不考虑征地费用；建厂费：生产规模5片/工日，土建部分费用约60万元，桥头预制每个小型预预制厂建厂费约30万元，产生建筑垃圾包括生产过程中及拆除预制厂产生建筑废料，A、C方案约1200立方米，B方案按600立方米估算，人工费计算采用当地实际月工资水平，A、C方案人工工资按5个月考虑，B方案按2个月考虑，人员配备为该生产规模最少用工数；机械设备费用为当地最低租赁费用，A、C方案最低租期为5个月，B方案使用设备按1-2个月考虑。

各施工方案经济技术指标项目名称单单价每厂分散预制集中预制备注位(元)5片/天(20米)A合价B合价C合价征地面积制梁区m²12/月3600324001944000　  　  10800648000　存梁区m²12/月3300297001782000　  　  199001194000集中预制另增10000m²存梁区搅拌站及其它m²12/月2500225001350000　  　  7500450000　  占用路基m²　  4500　  　  180000　  　  　  　  土建部分建厂费元　  600000540000054000003000001200000018000001800000　  生产周期月　  　  5　  5　  5　  　  复耕清除拉圾m³801200108008640002400019200003600288000　  人员投入管理人员名1800151351215000600216000045405000　  工人名1500120108081000004800144000003602700000　  主龙门吊台9500032712825000801520000094275000　  要运梁炮车台65000　  273510000422730000278775000　  设平板拖车台50000　  9900000　  　  61500000　  备砼运输车台60000　  185400000　  　  61800000　  投汽车吊台85000　  18306000020170000062550000　  入履带吊台60000　  　  　  　  　  2600000　  　  架桥机台95000　  9171000020190000062850000　  倒梁及二次架设元　  　  　  0　  0　  5000000　  方案总价：Σ总　  　  　  　  48060000　  52010000　  34835000134905000成本系数：Fai=Σai/Σ总　  　  　  　  0.356 　  0.386 　  0.258 　  

　　计算结果表明，C方案所用费用最少，在保证各项功能的情况下应采用费用最低的C方案。

　　三、效果总评：

　　从以上价值工程评价结果来看C方案即集中预制方案为最优方案。但此方案亦有不足之处，应通盘考虑才能保证工程顺利实施。

　　１、集中预制的优点：

　　（１）、进度保障：①不影响路基土石方的前期施工，干扰小，与路基桥头建预制厂比少占基床，不影响路面的施工；②集中预制规模大，生产组织灵活，有利于突击完成变更调配任务，动态安排生产，适应桥梁下部工程可变因素多、完成时间不确定的特点。

　　（2）、质量保障：①集中预制有利于技术管理，投入最少的资源，发挥最大的作用，尤其是有利于建设单位和监理工程师对工程的质量监控；②有利于工程质量的整体提高，发现质量问题利于解决；③有利于新产品、新材料、新工艺的推广；④大型构件的集中生产有利于砼质量的控制，保证全线预制梁的外观及颜色的一致性，做到内实外美。

　　（3）、环境保护：①少占地，减少对生态环境的破坏；②少建厂，减少预制厂对周围环境的噪声、空气、水源等污染；大大减少安拆预制厂而产生的建筑垃圾，少生产永久废弃物，节约不可在生资源。

　　（4）、价值工程：选用价值工程公式：V＝F／C ，V代表价值，F 代表功能，C 代表全寿命周期成本。

方案功能指数成本指数价值指数备注A0.3260.3560.916 B0.2820.3860.730 C0.3910.2581.515 

　　价值指数比较表

　　从上表可知A、B方案价值指数小于1，不可取，而C方案大于1说明本方案在很低的成本下实现了功能要求，但可能存在过剩功能或成本偏低的情况。因此在进一步的调查研究中发现，出现这种情况是因为本方案工程应用了较先进的工程技术和管理技术，使得本工程在重要的功能上消耗了较少的成本。也就是说方案C完全符合价值工程理论，其方案应为优选方案。

　　2、集中预制的不足：

　　（1）、施工单位协调难度大，首先表现在预制标段要投入大量的人力、物力与线下单位协调，才能保证按计划安排施工生产，平等的两个标段之间没有合同关系，更增加了协调难度，这就要求预制标段必须有较高的管理水平和较强的组织能力。

　　（2）、预制、架设标段风险大且集中，主要表现在：①桥梁下部结构工程完工的不确定性与预制厂工厂化生产有计划性的矛盾突出，预制标必须有大型的存梁场地临时存梁，增加倒运成本；集中预制导致长距离运输，使发生各种事故的风险概率增加，并且长大物品的运输对运梁便道的要求较高，无形中提高了修建临时便道的标准，增加成本；山岭重丘区施工便道一般较差且受地形限制，增加了运输难度，并对梁体运输质量不利。

　　（3）、由于梁体预制与桥梁下部施工不是一个单位，很难规避各种施工误差带来的影响，如垫石标高和桥跨施工要求必须准确无误，否则无法保证桥面铺装层厚度和桥面伸缩缝尺寸；容易造成永久性缺陷，从而影响梁体架设质量及工期。

　　结语：

　　运用价值工程，使设计施工方案更趋合理。梅河高速公路全线25米以下空心板梁的集中预制，如分标段桥头预制，则需投入5393万元，分标段集中预设9个制梁厂，需投入4806万元，如集中在一个标段预制，投入为3484万元，比分标段集中预制节约27.51％。在满足施工质量、进度、安全的情况下，工程成本最低，根据价值工程理论，费用降低，功能提高，所选方案越优。

　　参考文献

　　1 吴添祖主编 《技术经济学概论》 北京：高等教育出版社，1998

　　2 全国造价工程师执业资格考试培训教材 《工程造价管理基础理论与相关法规》。北京：中国计划出版社，2003年4 月第一版

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