略说桥梁的年限分析方法论文

略说桥梁的年限分析方法论文（通用3篇）

篇1：略说桥梁的年限分析方法论文

略说桥梁的年限分析方法论文

1桥梁全寿命周期成本构成及其分析方法

建设期成本构成桥梁建设期成本指桥梁从规划开始到竣工验收阶段涉及到的成本，包括建设期建设成本、建设期用户成本和建设期环境成本。其中，建设成本包括建筑安装工程费，设备、工具、器具及家具购置费，工程建设其他费用和预备费4部分内容，建设成本一般在其建设期内逐年支出，并将其逐年的建造成本折现为建设期初年的成本现值。运营期成本构成运营期成本指桥梁从竣工交付使用时开始到桥梁退出运营时止的整个期间内，因桥梁管理、养护和维修所发生的所有成本之和，主要包括管养成本、用户成本和环境成本。管养成本管养成本包括桥梁管理单位在桥梁运营管理期间花费的所有桥梁管理成本、养护成本、专项检测成本、维修成本和保险成本之和。用户成本用户成本包括由于桥梁的管理、养护和维修而导致桥梁用户发生交通拥堵、运行速度降低、车辆绕行、因绕行导致的延误、运费增加以及交通事故和运转货物损失等所支付的成本。环境成本环境成本包括为了改善和恢复桥梁周围环境的功能或防止桥梁周围环境恶化，采取减少环境破坏和污染的各种措施所引起的经济损失，即环境影响改善成本，以及相应的交通环境成本。拆除期成本构成拆除成本是指当桥梁寿命期终结时根据其剩余价值，需要拆除(部分或全部)、回收利用的成本以及拆除时的用户成本和环境成本。

2桥梁全寿命周期成本计算方法

对于发生在tn时刻的成本Cn，应以初始投资年t0为分析基准时间，折现率为I，则其成本现值C0可表示为:C0=Cn(1+I)tn-t0。(1)桥梁寿命期各时段内发生的各种成本按当期折现率折现后进行累加，可按式，计算桥梁全寿命成本，即:LCC=CJ+CY+CD，式中，LCC为全寿命成本;CJ为建设期成本;CY为运营期成本;CD为拆除期成本。

3工程实例

3.1工程概况

坭洲水道桥属于虎门第二公路通道上的一座特大桥，主桥全长2236m，为主跨1688m+边距548m的双跨吊8车道悬索桥，概算为398188×104元，设计使用年限100a。分析基年和折现率坭洲水道桥拟定开工，竣工，建设工期为4a，折现基年取为20。根据我国社会经济的发展以及广东省区域经济的特点，拟取折现率为4%。建设期建设成本建设期成本在建设期内逐年支出，逐年的建造成本应折现为建设期初年的成本现值。坭洲水道桥建设成本398188×104元，在4a内平均支出，考虑年均折现率为4%，建设期成本折现计算结果，建设期用户成本和环境成本对于建设期桥梁施工造成的用户成本和环境成本，与工程施工的具体特点有关，较难量化，一般可根据专家意见或类似工程经验取其占建设成本的百分比来确定，其成本的计算可按其发生时间决定是否折现。由于未开展专门的坭洲水道桥建设期用户成本和环境成本的研究，建设期用户成本和环境成本暂取建设折现总成本的20%和40%，因此坭洲水道桥的建设期用户成本为75159×104元，环境成本为150318×104元。建设期成本计算根据建设期建设成本、用户成本和环境成本的计算结果，坭洲水道桥建设期成本为601272×104元。坭洲水道桥运营期成本预测，运营期管养成本运营期管养成本包括管理成本、养护成本、专项检测成本、维修成本和保险成本。管理成本管理成本与运营期桥梁管理综合单价、桥梁设计使用寿命及其平均年折现率有关，包括管理人员费用和管理服务费用。管理人员工资在其100a的寿命期内需要逐年支出，管理人员为18人，工资考虑物价上涨等因素，人均年工资拟定为20×104元，管理服务费用拟定为150×104元/a。桥梁寿命期内总折现管理成本计算结果，养护成本养护成本与运营期桥梁养护综合单价、桥梁设计使用寿命及其平均年折现率有关。包括2部分:养护人员费用和其他养护费用，如养护材料和检测工具损耗费。养护工人工资按照《公路养建支出预安排计划投资总表》的规定，考虑物价上涨等因素，拟定养护人员36人，年人均10×104元。此外，养护材料、检测工具损耗费为540×104元/a。桥梁寿命期内总折现养护成本计算结果专项检测成本计算某构件的专项检测成本与其在某一时点发生的专项检测成本、设计使用寿命、某构件的专项检测项数有关。根据调查资料，结合国内同类桥梁的检测情况，坭洲水道桥各主要构件专项检测成本基本计算参数及相应的折现成本计算结果详。维修成本计算构件的维修成本与其在某一时点发生的专项维修成本、设计使用寿命、构件的维修项数有关。对于不可更换构件维修成本主要为病害维修成本，每次维修量按照维修次数依次以20%的比例递增。混凝土构件维修周期按照10a/次，维修单价按照100×104元/次进行计算;钢箱梁维修周期按照15a/次，维修单价按照3500×104元/次进行计算;主缆和索鞍维修周期按照50a/次，维修单价按照200×104元/次进行计算。对于可更换构件，各构件维修单价按约占其更换单价的3%～10%进行计算，在一次更换周期内维修量按一定比例依次递增。根据调查资料，结合国内几座大桥维修情况，各主要构件的维修成本基本计算参数及折现成本计算结果。保险成本保险成本为在运营期内每年均需要支出的成本，需要进行折现。坭洲水道桥拟定每年有约6种险种投保，平均保险费率为1‰，考虑折现率为4%，因此100a内折现的保险成本为47235.43×104元。管养成本计算根据管理成本、养护成本、专项检测成本、维修成本、保险成本的计算结果，坭洲水道桥运营期管养成本为151865×104元。运营期用户成本坭洲水道桥运营期用户成本与进行的专项检测、维修、更换等工作有关，其占专项检测、维修成本的比例及成本计算结果，运营期环境成本运营期环境成本主要为运营期使用及养护维修处理造成的环境成本，与进行的.维修、更换等工作有关。坭洲水道桥占维修成本的比例及成本计算结果，运营期成本计算根据管养成本、运营期用户成本和环境成本的计算结果，坭洲水道桥运营期成本为239769×104元。

3.2坭洲水道桥拆除期成本

拆除成本计算坭洲水道桥寿命期长达100a，目前很难预测未来采用什么样的方法进行桥梁拆除，因此暂考虑取拆除成本占桥梁建设成本的75%，其折现值为4470.29×104元。回收再利用成本出于保护资源、节约能源的需要，坭洲水道桥考虑了构件及其材料未来的回收再利用，暂按建造初期成本的25%考虑。各构件建设期成本由概算中摘录，不可更换构件按一次回收计算，可更换构件根据更换回收次数计算。不可更换钢构件回收利用成本计算不可更换构件有钢箱梁、主缆和索鞍，钢箱梁、主缆假定在第3年安装完成，索鞍假定在第2年安装完成，钢箱梁、主缆和索鞍建设期成本由概算中摘录，不可更换构件按一次回收计算，折现成本结果，可更换钢构件回收利用成本计算可更换构件有索夹及吊索、伸缩缝装置、支座及阻尼器和防撞护栏，均假定在第3年安装完成，建设期成本由概算中摘录。可更换构件根据寿命周期内更换回收次数计算折现成本，索夹及吊索寿命周期内更换回收3次，伸缩缝装置5次、支座及阻尼器4次，防撞护栏2次，折现成本结果。回收利用成本计算根据不可更换钢构件回收利用成本和可更换钢构件回收利用成本计算结果，坭洲水道桥回收利用成本为2844.15×104元。拆除期用户成本和环境成本拆除期用户成本和环境成本主要为拆除施工等造成的成本，在难以准确确定时可暂按其占拆除成本的百分比来确定。坭洲水道桥暂取拆除期用户成本占拆除成本的75%，约为56.75×104元;环境成本占拆除成本的80%，约为60.53×104元。拆除期成本计算根据拆除成本、回收利用成本、拆除期用户成本和环境成本的计算结果，坭洲水道桥拆除期成本为1743.42×104元。坭洲水道桥全寿命成本综上分析计算，坭洲水道桥的全寿命周期成本及其构成坭洲水道桥全寿命周期折现成本为842784.42×104元，其中建设期成本占全寿命周期成本的71.34%(其中建造成本约占44.59%)，运营期成本占28.45%，拆除成本占0.21%。

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1抗耸力技术的各种施工工艺

1．1抗耸力

筋穿束抗耸力筋的长度通常都大于150m，且穿束的过程较为复杂，中间需要穿越横肋及墩顶的导向槽及桥段中间的流转设备，将12根抗耸力筋同时从箱梁穿越，有一定的难度，因此在实际施工中一般采用逐一穿束的工序进行。先将每一根钢绞线及需要穿过的锚板孔、箱梁盖孔进行分别标号，再将12根抗耸力筋逐一实施穿束，检查其标号是否相符，并在穿束的`过程保障其整条线路的畅通，避免出现钢绞线互相缠绕纠结的现象，钢绞线一旦纠结，会直接导致其受力路径改变，影响其受力情况，而消弱施工效果。

1．2钢绞线处理及下料

为了使将抗耸力筋的位置进行固定，先将需要固定的桥段的钢绞线表面彻底清理干净，并清除其PE层及油脂，或者附在钢绞线表面的灰尘或其他细小附着的杂物，在使用混凝土灌注钢管及锚垫板，形成强力的粘结带，使抗耸力筋彻底固定。另外，粘结带的长度应先考察在穿束施工中，钢绞线受到重力影响而出现的垂度，结合张拉施工时该钢绞线的伸张值决定粘结带的长度，并使桥段两边的粘结带的粘握力保持平衡。

1．3压浆工艺

压浆工序需要在张拉工序完毕后24h内开始，在此之前，为了使压浆后粘结带的粘结力达到相关标准，即超过预设张力的108%，才能保证锚固的基本牢固度，应先使用1∶1的模型进行试验，使用手动压浆机并正确操作，使压浆力度适中、压浆量匀速增加。

2抗耸力技术在应用中的注意事项

篇3：略说桥梁的年限分析方法论文

桥梁的使用寿命是是根据现行规范标准和桥梁建造质量确定的, 桥梁使用寿命是指桥梁从竣工到出现不安全状况的时间。我国桥梁的设计使用年限一般为100年, 实际工程中大多数桥梁并不是达到设计使用年限才终止使用, 桥梁实际寿命小于设计使用年限。

英国的Somer Ville将使用寿命分成以下3类:

1) 技术性使用寿命:以桥梁的某些技术指标 (如承载力) 不合格时为终止使用期限;

2) 功能性使用寿命:以桥梁结构不再满足功能实用要求 (如通行能力不满足现在交通量) 时为终止期限;

3) 经济性使用寿命:以桥梁结构养护维修不经济 (与拆换更新相比) 时为终止期限;

目前人们所说的桥梁使用寿命基本上是指技术性使用寿命。

2 桥梁使用寿命小于设计使用年限原因分析

港珠澳大桥技术专家组会议提出了“建设百年大桥”的建设目标, 既所有的设计、施工、设备和原材料都按照“建设百年大桥”的目标来要求, 达不到要求的不能进场, 可见桥梁使用寿命是衡量桥梁工程质量的重要标准之一。“百年大桥”目标对新时期公路桥梁建设具有重要的指导和借鉴意义。

但是要实现“百年大桥”的建设目标, 必须要保证桥梁的实际使用寿命, 实际工程中大多数桥梁的使用年限小于设计使用年限, 造成这一现象的原因是多方面的, 主要有以下几个方面:

2.1 设计规范的局限性

设计规范是在以往的经验、技术、科技水平等基础上建立起来的, 一般工程类设计规范每十年左右 (甚至更短的时间) 修订一次, 对于设计使用年限为100年的桥梁, 随着桥梁使用时间的增加, 桥梁越来越不能满足时代的要求, 特别是长寿命的老桥梁显得标准较低。即设计规范是静态的, 不可能充分考虑到桥梁使用过程中的动态变化, 从而导致桥梁实际寿命和设计使用年限的差异性, 引起差异的原因主要表现为以下两个方面:

(1) 设计荷载标准偏低。

在役老桥设计时按照早期的设计荷载, 相对于现阶段的交通量要求, 设计标准普遍偏低。例如2006年陕西316国道冷水河大桥垮塌, 引起社会各界广泛关注。冷水河大桥是1983年开始施工, 1985年建成通车, 之所以选择修建这种桥, 主要是这种拱桥的投资少。大桥设计是按照当时的国家标准进行的, 按现在的新标准看, 大桥却有“豆腐渣”的嫌疑, 但当时符合标准, 修建大桥并没有偷工减料。可见, 随着交通量以及荷载等级的增加, 许多老桥梁设计标准偏低, 已基本无法满足现在的交通需求。

(2) 通行能力不足。

早期设计的桥梁桥上、桥下通行净空尺寸太低, 越来越不能满足现代化通车、通航的要求, 以致巨轮冲撞桥梁的事故时有发生。

2.2 轻视正常使用极限状态设计

桥梁结构应该按照承载能力极限状态和按正常使用极限状态进行设计, 前者指结构达到最大承载力或达到不适于继续承载的变形时的极限状态;后者指结构达到正常使用的某项规定限值。

荷载达到桥梁的极限承载力时桥梁会发生破坏, 但是没有达到承载能力极限状态时, 由于某些病害桥梁也不能正常使用甚至发生破坏。实际没计中设计者主要考虑是荷载作用下桥梁的破坏, 对桥梁的耐久性、适用性 (正常使用情况) 不够重视, 没有意识到正常使用极限状态验算的重要性, 使得桥梁的使用性、耐久性较差, 从而导致桥梁的实际使用寿命小于设计使用寿命。

另一方面, 承载力极限状态的有承载力和无承载力之间的分界线是清晰的, 而正常使用极限状态的能正常使用与不能正常使用之间的分界线是模糊的, 在很大程度上依靠工程经验确定。所以科学合理的确定正常使用极限状态也是有待继续研究的问题。

2.3 桥梁施工质量不达标

桥梁施工过程中影响桥梁使用寿命的因素大致可分为两类:一是非人为因素的影响, 包括地震、泥石流、火山、暴雨、风雪等, 非人为因素的影响很难避免但可以做到防止。二是人为因素的影响, 这些因索包括:在施工中偷工减料、不按照设计规范对桥梁进行建造、未按图纸设计施工等。如2012年6月, 辽宁省抚顺市月牙岛西侧跨河大桥施工时发生坍塌, 事故直接原因是施工人员严重违反施工流程, 过早拆除支架, 导致该桥第三联箱第10孔坍塌。

2.4 超负荷使用

桥梁设汁时的日通行量往往是按以往的水平设定的, 对后期的发展考虑不足, 所以当桥梁长期在超重荷载下运营时, 其使用寿命也将随之减小, 致使桥梁的使用寿命不能达到设汁使用年限的要求

3 减小桥梁使用寿命与设计使用年限差距的措施

由于每座桥梁都处于一个复杂的动态环境中, 桥梁结构的安全性、适用性和耐久性是各种因素综合作用的效果, 且影响因素具有不确定性和模糊性, 桥梁使用寿命预测属于不确性问题。正确的预测桥梁使用寿命, 减小与设计使用年限的差距可以从以下几方面入手。

从设计方面讲, 用动态的设计规范准则规范桥梁设计;研究桥梁合理的设计使用年限, 可通过对桥梁的技术状况进行检测评估, 合理准确的预测桥梁的使用寿命, 为桥梁养护管理及以后的设计工作提供可靠依据。桥梁设计时, 应该多考虑桥梁的正常使用状态, 承载力满足的同时对桥梁的耐久性、适用性、安全性提出计算和构造设计的要求。具体的措施有以下几个方面: (1) 重视桥梁的耐久性; (2) 防止桥梁疲劳破坏; (3) 注重桥梁抗震设计概念、修订抗震设防水准, 做好桥梁的隔震、减震。

从施工方面讲, 面对桥梁建设施工中出现的问题, 应该从以下几点考虑提高桥梁的使用寿命: (1) 尊重科学规律, 对在建设施工中需要考虑自然灾害影响的, 需进行地质和气象灾害对桥梁使用寿命影响的可行性研究; (2) 遵守法律法规, 增强对桥梁建设中的管理人员、施工人员的教育和监督; (3) 加大建设后桥梁质量评审的力度。

4 结语

本文介绍了桥梁的使用寿命和设计使用年限的基本概念, 分析桥梁实际使用寿命小于设计使用年限的原因, 提出了延长桥梁实际使用寿命, 减少与设计使用年限差距的一些建议和措施, 为延长桥梁使用寿命、促进桥梁维护和管理水平的提高提供一定的参考。

参考文献

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[3]张誉, 蒋利学, 张伟平, 等.混凝土结构耐久性概论[M].上海:上海科学技术出版社, 2003.