橋梁可靠度與養(yǎng)護(hù)經(jīng)濟(jì)成本分析

楊雯婧

摘要：現(xiàn)階段，橋梁結(jié)構(gòu)及質(zhì)量問(wèn)題受到了廣泛關(guān)注。因此，本文對(duì)橋梁養(yǎng)護(hù)過(guò)程中的成本與可靠度進(jìn)行分析，將研究重點(diǎn)側(cè)重為橋梁維修養(yǎng)護(hù)與橋梁成本的比值。在橋梁可靠度理論上建立相關(guān)成本效益分析模型，將橋梁維護(hù)方案進(jìn)行對(duì)比與選擇。在充分保證橋梁的質(zhì)量及耐久性的前提下，控制橋梁養(yǎng)護(hù)成本，將橋梁養(yǎng)護(hù)資金得以更加合理的利用，并積極將橋梁養(yǎng)護(hù)過(guò)程朝著良性循環(huán)的方向發(fā)展。

關(guān)鍵詞：橋梁養(yǎng)護(hù)；成本；可靠度

中圖分類(lèi)號(hào)：TU997 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

引言

目前，我國(guó)經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，各項(xiàng)社會(huì)事業(yè)也處于積極蓬勃發(fā)展的階段，大量橋梁投入建設(shè)。因此，橋梁建設(shè)及后期維修養(yǎng)護(hù)工作的相關(guān)支出費(fèi)用也不斷增加。但由于目前橋梁質(zhì)量及使用壽命受到一些因素的制約，使橋梁在投入運(yùn)營(yíng)后的正常使用及維修養(yǎng)護(hù)受到了一定的影響，不但浪費(fèi)成本也帶來(lái)了巨大的經(jīng)濟(jì)壓力。為緩解橋梁建設(shè)及養(yǎng)護(hù)、維修過(guò)程中所帶來(lái)的資金支出，應(yīng)對(duì)橋梁維修及養(yǎng)護(hù)過(guò)程中成本及經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行分析。在保證橋梁質(zhì)量及使用壽命的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)橋梁養(yǎng)護(hù)、維修措施的優(yōu)化，并對(duì)橋梁維修、養(yǎng)護(hù)成本進(jìn)行控制，力求將橋梁養(yǎng)護(hù)工作中的相關(guān)資金支出最大限度的縮減，以彌補(bǔ)橋梁養(yǎng)護(hù)工作中的資金缺口。對(duì)橋梁養(yǎng)護(hù)過(guò)程中的成本進(jìn)行有效控制，并采取積極的措施對(duì)橋梁進(jìn)行養(yǎng)護(hù)及維修，同時(shí)努力使橋梁經(jīng)濟(jì)效益得到保障，是現(xiàn)階段橋梁養(yǎng)護(hù)過(guò)程中成本與可靠度分析的重中之重。

一、橋梁養(yǎng)護(hù)經(jīng)濟(jì)成本的內(nèi)涵

橋梁養(yǎng)護(hù)經(jīng)濟(jì)成本主要是指營(yíng)運(yùn)期的經(jīng)濟(jì)成本，是橋梁從竣工交付使用時(shí)開(kāi)始到橋梁退出營(yíng)運(yùn)時(shí)}卜的整個(gè)期間內(nèi)發(fā)生的所有的成本總和。根據(jù)我國(guó)橋梁的現(xiàn)行計(jì)價(jià)原則、計(jì)價(jià)理論和計(jì)價(jià)力一法，我國(guó)橋梁養(yǎng)護(hù)、管理、檢測(cè)、養(yǎng)護(hù)等統(tǒng)計(jì)資料情況，橋梁養(yǎng)護(hù)經(jīng)濟(jì)成本有廣義和狄義之分。廣義的橋梁養(yǎng)護(hù)經(jīng)濟(jì)成本除了管養(yǎng)成本外，還包括用戶(hù)成本和環(huán)境影響成本兩部分。狄義的橋梁養(yǎng)護(hù)成本主要是指管養(yǎng)成本，即橋梁管理單位在橋梁營(yíng)運(yùn)管理期間所花費(fèi)的所有橋梁養(yǎng)護(hù)成本、管理成本、專(zhuān)項(xiàng)檢測(cè)成本、風(fēng)險(xiǎn)成本及維修成本的總稱(chēng)。用戶(hù)成本是指由于橋梁的檢測(cè)、維修而導(dǎo)致橋梁用戶(hù)發(fā)生交通繞行、阻塞延誤和因繞行導(dǎo)致的延誤以及由于橋梁的檢測(cè)、維修而導(dǎo)致的交通事故和貨損等所產(chǎn)生的成本。

二、橋梁養(yǎng)護(hù)的經(jīng)濟(jì)成本及可靠度性能指標(biāo)

橋梁的養(yǎng)護(hù)經(jīng)濟(jì)成本主要是指橋梁營(yíng)運(yùn)期發(fā)生的管理養(yǎng)護(hù)支出，包括橋梁的管理、養(yǎng)護(hù)、維修、檢測(cè)、風(fēng)險(xiǎn)等成本。在廣義上它還包括由于橋梁養(yǎng)護(hù)造成的使用者成本以及對(duì)環(huán)境影響的成本。本文的養(yǎng)護(hù)經(jīng)濟(jì)成本主要是指前者。橋梁養(yǎng)護(hù)管理者經(jīng)常通過(guò)描述橋梁及其構(gòu)件在使用期內(nèi)任意時(shí)間點(diǎn)的性能指標(biāo)來(lái)確定橋梁何時(shí)采取何種養(yǎng)護(hù)措施。其中對(duì)養(yǎng)護(hù)決策起關(guān)鍵作用的主要是橋梁結(jié)構(gòu)的可靠度和橋梁結(jié)構(gòu)養(yǎng)護(hù)的臨界水平。橋梁結(jié)構(gòu)的可靠度指標(biāo)主要用可靠度曲線(xiàn)來(lái)表征其隨時(shí)間的變化情況。在使用有關(guān)可靠度指標(biāo)時(shí)要特別注意，雖然橋梁結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、施工等條件相似，但由于使用期內(nèi)載荷、氣候影響的不同，定時(shí)間點(diǎn)可靠度指標(biāo)是會(huì)有差別的。橋梁結(jié)構(gòu)養(yǎng)護(hù)的臨界水平指的是橋梁檢測(cè)時(shí)對(duì)最小可接受可靠度的描述，在對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的安全評(píng)估時(shí)，如果認(rèn)為可靠度低于設(shè)定的臨界水平，就必須采取相應(yīng)措施去處理。通過(guò)對(duì)影響橋梁可靠度的因素，例如橋梁類(lèi)型、橋梁地段環(huán)境、橋梁載荷、橋梁結(jié)構(gòu)的材料等的定時(shí)關(guān)注、描述以及量化，可以對(duì)橋梁可靠度的退化速率進(jìn)行預(yù)測(cè)，從而對(duì)橋梁的養(yǎng)護(hù)工作進(jìn)行更好的決策。

三、橋梁養(yǎng)護(hù)及維修的作用

（一）橋梁的養(yǎng)護(hù)及維修方案

對(duì)橋梁由于交通環(huán)境及超負(fù)荷運(yùn)輸?shù)雀鞣N原因引起的橋梁質(zhì)量退化進(jìn)行處理，就是橋梁的養(yǎng)護(hù)及維修工作，其工作的整個(gè)過(guò)程就是橋梁養(yǎng)護(hù)及維修方案。橋梁養(yǎng)護(hù)及維修方案就是為了使橋梁養(yǎng)護(hù)的具體情況得到明確，如養(yǎng)護(hù)時(shí)間、養(yǎng)護(hù)方法以及養(yǎng)護(hù)項(xiàng)目。通常橋梁養(yǎng)護(hù)及維修方案在橋梁性能下跌至與目標(biāo)值接近或降低到一定程度時(shí)，則需要進(jìn)行橋梁養(yǎng)護(hù)維修工作。橋梁養(yǎng)護(hù)及維修方案要根據(jù)橋梁各部分構(gòu)件的不同特點(diǎn)及退化特點(diǎn)、規(guī)律，建立符合橋梁實(shí)際情況的維修方案及維修養(yǎng)護(hù)時(shí)間。橋梁的養(yǎng)護(hù)工作主要通過(guò)日常養(yǎng)護(hù)以及預(yù)防性養(yǎng)護(hù)、專(zhuān)項(xiàng)養(yǎng)護(hù)來(lái)完成。橋梁養(yǎng)護(hù)過(guò)程中通過(guò)清理水孔以增強(qiáng)水孔的排泄能力，通過(guò)對(duì)橋梁存在的微小坑洞以及橋體伸縮縫進(jìn)行混凝土填補(bǔ)，以確保橋梁質(zhì)量及使用周期及使用壽命。同時(shí)，對(duì)橋梁進(jìn)行簡(jiǎn)單的刷漆、涂料養(yǎng)護(hù)，保證橋梁的美觀性，這些都是橋梁的日常養(yǎng)護(hù)工作。橋梁的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)工作包括增強(qiáng)橋梁防水層性能、增強(qiáng)橋梁防護(hù)性能、對(duì)橋梁欄桿進(jìn)行改造并填補(bǔ)更換橋體伸縮縫，以確保橋梁在投入運(yùn)營(yíng)中的正常使用，并對(duì)橋梁可能出現(xiàn)的各種問(wèn)題進(jìn)行防護(hù)性的預(yù)防工作。橋梁的專(zhuān)項(xiàng)養(yǎng)護(hù)工作主要是根據(jù)不同橋梁中存在的缺陷，對(duì)橋梁混凝土進(jìn)行維修、支座及橋面板更換的相關(guān)工作。

（二）橋梁的養(yǎng)護(hù)及維修工作對(duì)橋梁可靠度的相關(guān)影響

橋梁養(yǎng)護(hù)及維修工作對(duì)于橋梁可靠度的相關(guān)影響在于橋梁養(yǎng)護(hù)及維修工作結(jié)束后的相當(dāng)時(shí)間內(nèi)，通過(guò)對(duì)橋梁進(jìn)行養(yǎng)護(hù)及維修工作，使橋梁可靠度及可靠度指標(biāo)得到明顯提升，使橋梁退化速度及退化指標(biāo)明顯降低。

四、橋梁養(yǎng)護(hù)過(guò)程中經(jīng)濟(jì)成本效益分析

（一）橋梁養(yǎng)護(hù)及維修成本模型分析

橋梁養(yǎng)護(hù)主要包括日常養(yǎng)護(hù)、預(yù)防性養(yǎng)護(hù)和重點(diǎn)專(zhuān)項(xiàng)養(yǎng)護(hù)這三者，其中最主要的是后者。如何預(yù)測(cè)橋梁的維修需求并選擇恰當(dāng)?shù)木S修方案是橋梁養(yǎng)護(hù)管理}_作的重點(diǎn)之。為此，必須建立定的養(yǎng)護(hù)經(jīng)濟(jì)成本效益模型對(duì)個(gè)方案進(jìn)行成本效益分析，如下式為該模型的簡(jiǎn)化式（1）：

I=B（T1）/C1= ﹝C2（X，T2）－C3（X，T2）﹞/﹝C4+C5+C6﹞

式中：C1—為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)的維護(hù)預(yù)期成本；

B（T1）—是維修措施所產(chǎn)生的效益；

T1—維修實(shí)施時(shí)間；

T2—設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期；

C2（X，T2）—不采取維修措施時(shí)橋梁結(jié)構(gòu)的破壞成本；

C3（X，T2）—采取維修措施后橋梁結(jié)構(gòu)的破壞成本；

C4—生命周期內(nèi)橋梁檢查成本；

C5—生命周期內(nèi)維修成本；

C6—橋梁結(jié)構(gòu)破壞的損失。

橋梁在整個(gè)使用營(yíng)運(yùn)周期內(nèi)的維修成本應(yīng)該滿(mǎn)足下式（2）：

I（max）∈（β1＞β2）

式中，β1—橋梁結(jié)構(gòu)的可靠度；

β2—橋梁結(jié)構(gòu)的目標(biāo)可靠度。

顯然，維護(hù)方案不同，橋梁可靠度的各類(lèi)指標(biāo)的變化規(guī)律也會(huì)不同，這就需要專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員分析橋梁人量的統(tǒng)計(jì)資料建立起這些指標(biāo)在不同時(shí)間約束條件下的變化圖。

（二）可靠度指標(biāo)的相關(guān)分析

由于橋梁養(yǎng)護(hù)及維修過(guò)程中可以制定不同的養(yǎng)護(hù)維修方案，對(duì)于不同的橋梁養(yǎng)護(hù)維修方案，橋梁結(jié)構(gòu)可靠度指標(biāo)會(huì)隨著不同時(shí)間段中的不同變化，產(chǎn)生各種變化特點(diǎn)。因此，對(duì)于橋梁結(jié)構(gòu)可靠度及時(shí)間的變化，可以在充分掌握大量相關(guān)統(tǒng)計(jì)資料的基礎(chǔ)上，建立時(shí)間對(duì)橋梁可靠度指標(biāo)變化的相關(guān)影響條件以及橋梁可靠度變化圖表，以便于及時(shí)的掌握橋梁可靠度在不同時(shí)間段下的變化。橋梁可靠度指標(biāo)的計(jì)算要把隨機(jī)變量原非正態(tài)分布的當(dāng)量轉(zhuǎn)變?yōu)檎龖B(tài)形式的分布，再求取正態(tài)分布標(biāo)準(zhǔn)差與平均值，最后改進(jìn)矩法計(jì)算出結(jié)構(gòu)可靠性指標(biāo)。

結(jié)束語(yǔ)

本文通過(guò)對(duì)橋梁養(yǎng)護(hù)過(guò)程中的成本與可靠度進(jìn)行分析，通過(guò)將橋梁養(yǎng)護(hù)成本效益模型與橋梁養(yǎng)護(hù)實(shí)際工作中的相關(guān)情況相結(jié)合，并對(duì)不同維修、養(yǎng)護(hù)方案進(jìn)行比較與選擇，以便檢驗(yàn)橋梁養(yǎng)護(hù)成本效益模型的實(shí)用性以及有效性。橋梁養(yǎng)護(hù)過(guò)程中成本與可靠度的分析，有利于實(shí)現(xiàn)橋梁建設(shè)中的經(jīng)濟(jì)效益，有利于實(shí)現(xiàn)橋梁建設(shè)及維修養(yǎng)護(hù)過(guò)程中優(yōu)化管理，有利于我國(guó)橋梁建設(shè)及維修養(yǎng)護(hù)工程的發(fā)展。

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