運(yùn)用價值工程比選舊橋拓寬改造設(shè)計方案

任育林

（天津市賽英工程技術(shù)咨詢有限公司，天津市 300051）

運(yùn)用價值工程比選舊橋拓寬改造設(shè)計方案

任育林

（天津市賽英工程技術(shù)咨詢有限公司，天津市 300051）

應(yīng)用價值工程原理，在實(shí)際資料基礎(chǔ)上，分析研究某舊橋拓寬改造時功能與全壽命周期成本的關(guān)系，以促使各工程人員能夠更加合理地選定舊橋拓寬改造設(shè)計方案，以合理的成本，達(dá)到所尋求的適宜橋梁功能，也為其他工程項(xiàng)目提供示例。

價值工程；舊橋；拓寬改造；橋梁功能；工程成本

0 引言

自20世紀(jì)90年代后，我國經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展，人民群眾生活水平不斷提高，促使交通運(yùn)輸量高速增長，相應(yīng)對交通運(yùn)輸運(yùn)營服務(wù)水平的要求也越來越高。國內(nèi)大部分橋梁是20世紀(jì)中后期所修建，隨著修建年代的變遷，設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的逐步提高，橋梁超載也日漸嚴(yán)重。再者，既有橋梁部分老化、損傷，已難以適應(yīng)現(xiàn)代交通運(yùn)輸?shù)南鄳?yīng)要求?？紤]工程投資的節(jié)省，對現(xiàn)有資源的利用升級，應(yīng)考慮充分利用既有橋梁，有計劃、有步驟地對現(xiàn)有舊橋進(jìn)行加固改造，恢復(fù)、提高其承載力，以達(dá)到新時期公路市政交通運(yùn)輸?shù)男枨?，同時，能為國家?guī)砭薮蟮慕?jīng)濟(jì)和社會效益。

對正在運(yùn)營的舊橋進(jìn)行檢測、評定、維修、加固或改造等工作稱為舊橋加固改造工程。這是一項(xiàng)繁雜的系統(tǒng)工作，相對設(shè)計修建新橋而言，工程量小，但涉及面廣，關(guān)聯(lián)到諸多隱蔽工程，其制約因素和技術(shù)風(fēng)險往往較大。舊橋破損病害緣由和加固改造方式常因橋、因地、隨環(huán)境而異，且施工工藝多具復(fù)雜性、特殊性及創(chuàng)新性。鑒于此，科學(xué)合理地確定適宜的舊橋加固改造方案，不僅是工程項(xiàng)目成功與否的關(guān)鍵，也是工程項(xiàng)目節(jié)約投資的前提條件。運(yùn)用價值工程的原理，對舊橋加固改造設(shè)計方案進(jìn)行科學(xué)地比選和優(yōu)化，能最終給決策者提供一個技術(shù)先進(jìn)、功能齊全、造價合理的方案。

1 價值工程原理

價值工程[1]（Value Engineering），也稱價值分析，是指以產(chǎn)品或作業(yè)的功能分析為核心，以提高產(chǎn)品或作業(yè)的價值為目的，尋求以最低壽命周期成本實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品或作業(yè)使用所需要的必要功能的一項(xiàng)有組織的創(chuàng)造性活動，也稱其為功能成本分析。價值系數(shù)即為價值工程的一個判斷依據(jù)，可用公式表達(dá)為：價值系數(shù)（價值）V=功能F/費(fèi)用（成本）C。式中的價值是指對象所具有的必要功能與壽命周期成本的比值，價值越高則表明資源有效利用程度越高。以價值對產(chǎn)品和事物進(jìn)行評價，是功能與成本、技術(shù)與經(jīng)濟(jì)相結(jié)合的綜合評價。國內(nèi)外研究資料及實(shí)踐顯示，在工程建設(shè)中，應(yīng)用價值工程能把控項(xiàng)目投資，提高工程“價值”，特別是隨勘察設(shè)計施工總承包模式的推廣應(yīng)用，價值工程所能發(fā)揮的作用巨大，價值工程活動的投入產(chǎn)出比可達(dá)到1∶12，可見價值工程在工程投資控制中的作用效果明顯[2]。

提高工程價值主要途徑有：提高功能，同時降低成本；功能不變，降低成本；提高功能，成本不變；功能大幅度提高，成本略有增加；功能略有下降，成本大幅度降低。研究可知，價值工程并不是純粹追求降低成本，也不是單方面為了提高功能，而是盡力尋求處理好功能與成本的對立統(tǒng)一關(guān)系，提高它們之間的價值，研究產(chǎn)品功能與成本的最佳配置。價值工程應(yīng)用一般步驟包括：對象選擇；功能分析；功能評價；成本分析及評價；價值評價分析。

2 工程概況

某現(xiàn)狀橋跨越不通航河道，修建于1984年，橋跨為3×10 m，上部結(jié)構(gòu)采用鋼筋混凝土空心板梁，橋梁橫斷面布置為1.0 m（人行道）+16 m（車行道）+1.0 m（人行道）=18 m，設(shè)計荷載標(biāo)準(zhǔn)為汽—15級，掛—80（20 t車輛荷載）。2007年該橋進(jìn)行維修：下部結(jié)構(gòu)維持原狀，更換上部結(jié)構(gòu)空心板梁，重做橋面系及人行道、欄桿；維修后橋梁橫斷面布置為1.5 m（人行道）+16 m（車行道）+1.5 m（人行道）=19 m；設(shè)計荷載標(biāo)準(zhǔn)為公路-Ⅱ級。2014年擬對該橋所在道路進(jìn)行提級拓寬改造，相應(yīng)該橋節(jié)點(diǎn)需提出適宜的建設(shè)方案。

3 研究過程

3.1 確定價值工程對象

根據(jù)項(xiàng)目建設(shè)的必要性，為滿足日益增長的交通需求，需拓寬改造既有道路，而現(xiàn)狀橋位于道路的一個節(jié)點(diǎn)上，是項(xiàng)目實(shí)施的一個關(guān)鍵點(diǎn)。據(jù)此，以舊橋節(jié)點(diǎn)為分析對象，擬定建設(shè)方案分別為舊橋加固拓寬改造和舊橋拆除原址新建橋梁。

3.2 收集信息

針對所提建設(shè)方案，收集關(guān)于項(xiàng)目前期、可研、設(shè)計、施工及建成運(yùn)營等各個環(huán)節(jié)所能用到的信息。具體可包括：原橋的設(shè)計資料、竣工資料、運(yùn)營管理及維修資料，交通量分析、規(guī)劃資料，現(xiàn)場環(huán)境地質(zhì)資料，類似橋梁建設(shè)資料，加固經(jīng)驗(yàn)及風(fēng)險資料，施工與運(yùn)營中可能會存在的問題，各種建設(shè)材料及相關(guān)造價信息等。信息的收集貫穿于價值工程研究的全過程。

近年來，隨著城市化進(jìn)程的不斷加快，政府儲備土地普遍存在管理難、利用難等老大難問題，麗水市委、市政府高度重視，審時度勢，富有創(chuàng)意地提出并成立了全省首家麗水市儲備土地經(jīng)營管理有限公司。該公司于2017年3月注冊成立，7月份完成人員招聘、隊(duì)伍建設(shè)等工作，通過建隊(duì)伍、搞調(diào)研、定制度、抓管理、拓業(yè)務(wù)，一年來，實(shí)現(xiàn)了良好起步，特別是在推進(jìn)麗水市國家文明城市創(chuàng)建、閑置儲備資產(chǎn)管理等方面取得了階段性成效。

3.3 確定功能評價系數(shù)

（1）確定功能評價指標(biāo)

功能是其對象能夠滿足某種要求的一種屬性。就交通工程項(xiàng)目而言，最核心的功能就是滿足交通通行功能。通?？刹捎脤＜視h法、頭腦風(fēng)暴法、德爾菲法、個人判斷法、集體判斷法等來確定研究對象的功能、權(quán)重及評分。實(shí)施中咨詢了建設(shè)單位、設(shè)計單位、施工單位及運(yùn)營管理單位專家意見，結(jié)合相關(guān)資料，設(shè)計項(xiàng)目組認(rèn)真討論分析，去除不必要的功能，確定與該工程有關(guān)的具體必要功能為：使用功能、安全功能、耐久性、環(huán)保功能、景觀功能、施工工期及難易度，依次編號為FI～F6。

（2）確定功能權(quán)重

前述各種功能，其重要性是不同的，采用強(qiáng)制評分法中的0-4法來確定其權(quán)重，見表1。

表1 功能權(quán)重

表1顯示，在計算功能權(quán)重時，主要考慮工程的使用功能、安全功能及耐久性，兼顧環(huán)保功能、景觀功能和施工工期及難易度。

（3）確定功能評價系數(shù)

利用前述方法，通過加權(quán)評分對舊橋加固拓寬改造方案和舊橋拆除原址新建橋梁方案進(jìn)行綜合評價，確定功能評價系數(shù)，見表2。

表2 功能評價系數(shù)

3.4 確定成本評價系數(shù)

采用工程的壽命周期成本，即工程產(chǎn)品從籌建開發(fā)、設(shè)計、施工、運(yùn)營直至報廢所經(jīng)歷的全部時間內(nèi)的全部費(fèi)用，不僅包括經(jīng)濟(jì)意義的成本，還包括環(huán)境成本和社會成本。本方案研究僅考慮工程全壽命周期經(jīng)濟(jì)成本，即工程項(xiàng)目從項(xiàng)目構(gòu)思到項(xiàng)目建成投入使用直至工程壽命終結(jié)全過程所發(fā)生的一切可直接體現(xiàn)為資金耗費(fèi)的投入的總和，包括建設(shè)成本和使用成本。

對于設(shè)計壽命不同的工程項(xiàng)目，為便于研究成本費(fèi)用，可采用最小公倍壽命法和年均凈現(xiàn)值法求得工程壽命周期成本。本次分析按最小公倍壽命法計算工程橋梁設(shè)計方案的成本現(xiàn)值。工程經(jīng)濟(jì)評價基準(zhǔn)收益率i按照“國家發(fā)展改革委、住房城鄉(xiāng)建設(shè)部關(guān)于調(diào)整部分行業(yè)建設(shè)項(xiàng)目財務(wù)基準(zhǔn)收益率的通知-發(fā)改投資[2013]586號”文件，公路建設(shè)政府還貸項(xiàng)目取值為4.5%。

（1）舊橋加固拓寬改造方案成本

該方案舊橋加固后使用年限為20 a，拓寬橋（橋?qū)?4 m，橋型同舊橋）為新建。考慮該橋?yàn)橹攸c(diǎn)小橋，使用年限為50 a。參考類似項(xiàng)目，結(jié)合有關(guān)文獻(xiàn)，工程橋梁設(shè)計壽命內(nèi)養(yǎng)護(hù)包括：每40年大修，費(fèi)用每平米單價約300元；每10年進(jìn)行小修（裂縫、支座），費(fèi)用每平米單價約30元；日常維護(hù)及定檢，費(fèi)用平均到每年每平米單價約6元。本次舊橋加固費(fèi)約3 000元/m2，舊橋面積為583 m2；拓寬新建板梁橋造價約6 800元/m2，橋梁面積為430 m2。新建橋費(fèi)用、舊橋加固費(fèi)用、大修費(fèi)用、小修費(fèi)用、日常維修費(fèi)用，依次編號1～5。舊橋加固（20 a）周期總成本現(xiàn)值為：C1=P2+F4（P4/F4,4.5%, 10）+A5（P5/A5,4.5%,20）=180.6（萬元）；拓寬新建橋（50 a）周期總成本現(xiàn)值為：C2=P1+F3（P3/F3,4.5%, 40）+F4（P4/F4,4.5%,10）+F4（P4/F4,4.5%,20）+F4（P4/F4,4.5%,30）+F4（P4/F4,4.5%,40）+A5（P5/A5,4.5%, 50）=301.7（萬元）；統(tǒng)一考慮同一設(shè)計壽命周期（50 a），則舊橋加固拓寬改造方案周期總成本現(xiàn)值為：Cj=PC1+PC1（PC1/FC1,4.5%,20）+PC1（PC1/FC1,4.5%, 40）+PC2=588.2（萬元）。

（2）舊橋拆除新建橋梁方案成本

新建橋梁橋型同舊橋，橋梁總面積為1 013 m2，使用年限為50 a。根據(jù)前述分析內(nèi)容，則新建橋梁周期總成本現(xiàn)值為：Cx=P1+F3（P3/F3,4.5%,40）+F4(P4/ F4,4.5%,10）+F4（P4/F4,4.5%,20）+F4（P4/F4,4.5%,30）+F4（P4/F4,4.5%,40）+A5（P5/A5,4.5%,50）=710.6（萬元）。

（3）成本評價系數(shù)

按照前述所得該工程兩方案的周期總成本費(fèi)用，求解成本評價系數(shù)，見表3。

表3 成本評價系數(shù)

3.5 確定價值評價系數(shù)

按公式功能F除以成本C，求解得到價值評價系數(shù)，見表4。

表4 價值評價系數(shù)

3.6 方案評價

由表4可知，價值評價系數(shù)V2＞V1，則由價值工程原理得出，該工程選用舊橋拆除新建方案較為適宜。

4 結(jié)語

運(yùn)用價值工程原理研究全壽命周期橋梁拓寬改造工程建設(shè)方案，充分考慮了技術(shù)和經(jīng)濟(jì)因素，避免常規(guī)設(shè)計只注重工程的技術(shù)安全性或僅考慮工程建設(shè)成本的局部經(jīng)濟(jì)性的缺陷，綜合工程的功能和成本，正確處理功能與成本的對立統(tǒng)一關(guān)系，以合理的成本獲得適宜的功能，提升工程價值，提高設(shè)計方案的合理性及資源的利用率，進(jìn)一步加強(qiáng)工程決策的科學(xué)性、全面性。此外，價值分析可用于工程項(xiàng)目前期研究、設(shè)計、施工及運(yùn)營階段的全過程，實(shí)施合理，將產(chǎn)生可觀的經(jīng)濟(jì)效益和良好的社會效益。

[1]GB/T 8223.1-2009,價值工程 第1部分:基本術(shù)語[S].

[2]賈延明.優(yōu)化設(shè)計方案控制工程造價[J].Value Engineering,2013 (13):101.

U445.6

B

1009-7716（2017）08-0142-03

10.16799/j.cnki.csdqyfh.2017.08.043

2017-04-17

任育林（1981-），男，甘肅臨洮人，碩士，高級工程師，從事道橋設(shè)計工作。