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工程造价桥梁设计方案

由于我国特殊的地形特点,大量高山及河道地区都需要通过桥梁工程加以连接。笔者作为道路建设造价工作人员,在东平河特大桥设计方案比选中,运用造价手段分析了各方案的经济性,保证了推荐方案的经济合理性。

一、东平河特大桥设计方案比选过程

佛山东平水道属Ⅱ级航道,为满足航道部门及水利部门的要求,东平河特大桥拟采用一孔跨越通航水域,经综合考虑,确定桥梁主跨跨径为268m。本次设计进行了三次方案比选。(一)首先进行桥型比选,对梁式桥、矮塔斜拉桥、斜拉桥、自锚式悬索桥、拱桥进行比选。1.因268m已大大超过梁式桥的经济跨径,故剔除梁式桥方案;2.本工程的建设条件下,矮塔斜拉桥由于拉索角度较小,拉索利用效率不高,导致桥梁经济指标偏高,同时因为桥塔较矮导致视觉效果一般,故剔除矮塔斜拉桥方案;3.自锚式悬索桥施工工期较长,施工工艺复杂,造价及养护费用均较高,故剔除自锚式悬索桥方案;4.拱桥存在施工难度较大、影响通航等问题,需设置扣索、风缆等许多施工临时构造,导致造价偏高,同时存在运营期吊杆病害多、养护更换困难等缺点,故剔除拱桥方案;5.而本桥跨径268m,为斜拉桥的经济跨径,且斜拉桥的景观表现力较好,地标效应突出,施工技术成熟、维护较为简单,故桥型确定为斜拉桥。比选结果:桥型采用斜拉桥。(二)然后对独塔斜拉桥、双塔斜拉桥两个方案从结构性能、景观效果、施工工期、工程造价等四个方面对方案进行比选。独塔斜拉桥方案:主跨跨径采用268m,桥跨布置为60+80+268m,墩、塔、梁固结体系,桥梁全长408m,主桥边跨与主跨比为0.522,桥面以上塔高134.2m,塔高与主跨比约为1/2。边跨距主塔中心线80m处设一个辅助墩。双塔斜拉桥方案:主跨跨径采用268m,桥跨布置为130+268+130m,半飘浮体系,桥梁全长528m,主桥边跨与主跨比为0.485,桥面以上塔高70.5m,塔高与主跨比约为1/3.8。边跨距主塔中心线80m处设一个辅助墩。以上两方案具有相同的主跨跨径,不同的桥长。从结构性能上看,两个方案都能保证结构的安全可靠;从桥梁景观上看,独塔斜拉桥方案行车景观及路外景观相对较好,更能达到有区域特色的地标性交通建筑的效果;从施工工期上看,独塔方案主塔周边均为农地,征地工作较容易开展,开工实施难度更小,工期可控,故独塔独塔斜拉桥方案更有优势;从工程造价方面分析结果如表1:由上表可以看出,双塔斜拉桥方案由于主塔及基础规模较小,而且可采用预应力混凝土主梁,故每平方米桥面单价比独塔斜拉桥低3050元,但由于双塔斜拉桥桥长较长(独塔方案桥长408m,双塔方案桥长528m),导致桥面积较大,总造价等于桥面积乘以每平方米桥面单价,故双塔斜拉桥造价反而比独塔斜拉桥高2305万元。(注:双塔斜拉桥长度比独塔斜拉桥长528-408=120m,若引桥经济指标按3900元/m2考虑的话,即使扣除引桥长度不同引起的造价差值1568万,双塔斜拉桥造价还是比独塔斜拉桥高737万元)比选结果:基于以上分析,独塔斜拉桥与双塔斜拉桥方案两者的结构性能差不多,而在桥梁景观、工期控制以及工程造价上,独塔斜拉桥均有较大优势,故将方案确定为独塔斜拉桥。(三)最后对独塔钢箱梁主梁斜拉桥与独塔叠合梁主梁斜拉桥两个方案进行比选。主桥方案对比表如表2,两个方案具有相同的主跨跨径(即268m),相同的桥宽(即36.5m),但桥长不同(钢箱梁斜拉桥桥长62.5+77.5+268=408m,叠合梁斜拉桥桥长50+67.5+67.5+268=453m),采用的主梁种类不同(钢箱梁及叠合梁),采用的桥面铺装型式不同(方案一为双层SMA+特殊粘结层,方案二为4cm沥青玛蹄脂碎石+6cm中粒式沥青混凝土)。采用《公路工程基本建设项目概算预算编制办法》(JTGB06-2007)、《公路工程概算定额》(JTG/TB06-01-2007)、《公路工程预算定额》(JTG/TB06-02-2007)进行造价测算,结果如表3:由表2、表3可以看出:(1)方案二由于基础(如承台、桩基等)数量比方案一有所增加,故方案二基础工程每平方米桥面指标比方案一高533元;(2)下部结构及其它工程每平方米桥面指标相差不大;(3)虽然方案二的边跨砼主梁、主跨叠合梁主梁混凝土量及斜拉索数量比方案一有所增加,但同时方案二的主梁用钢量比方案一减少得更多,桥面铺装单价比方案一低得更多,故方案二上部结构每平方桥面指标比方案一低1399元;综上所述,方案二由于主梁用钢量的减少及桥面铺装单价的减少,每平方桥面单价比方案一低1113元,但由于方案二桥长较长,导致桥面积较大,总造价等于桥面积乘以每平方米桥面单价,故方案二总造价反而比方案一要高1228万元(注:方案二引桥比方案一长453-408=45m,若引桥经济指标按3900元/m2考虑的话,即使扣除引桥长度不同引起的造价差值588万,方案二总造价还是比方案一高640万元)。比选结果:基于以上分析,方案一独塔双索面钢箱梁主梁斜拉桥造价较低,故将方案一独塔双索面钢箱梁斜拉桥确定为推荐方案。

二、工程造价在桥梁设计方案比选中的应用

笔者在长期工作实践中总结出工程造价在桥梁设计方案比选的应用步骤:1、综合考虑结构性能、通航净空要求、防洪评价等要求,确定跨径,采用经济跨径法对桥型进行初步筛选。2、按不同的上部结构类型套用桥梁经验经济指标估计出粗略造价,对方案进一步比选。3、由设计出具桥梁工程数量表后套用定额计算出准确的工程造价,再进行综合比选,确定推荐方案。

三、结语

随着我国交通事业的高速发展,将出现越来越多的桥梁,桥梁造价也越来越大,更加需要从经济性的角度对桥梁方案进行比选及优化,使桥梁工程能够更好地服务于社会,为经济发展带来推动作用。

作者:郭江 单位:佛山市南海区道路建设管理处

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