預(yù)應(yīng)力精細(xì)化施工降低橋梁工程全壽命成本

1、預(yù)應(yīng)力精細(xì)化施工降低橋梁工程全壽命成本梗 概 一、預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的發(fā)展和特點(diǎn)二、橋梁工程全壽命成本控制技術(shù)簡介 三、提倡預(yù)應(yīng)力精細(xì)化施工勢在必行一、預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的發(fā)展和特點(diǎn)混凝土橋梁的發(fā)展預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的發(fā)展預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的技術(shù)特點(diǎn)預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁近年來研究熱點(diǎn)一、預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的發(fā)展和特點(diǎn)混凝土橋梁的發(fā)展 拱橋： 1870年前后德國建成了第一批采用硅酸鹽水泥的混凝土拱橋； 20世紀(jì)初混凝土拱橋的跨度達(dá)到了近140米（法國的戴拉卡混凝土箱形拱橋139.8米）； 18751877年，法國園藝家莫尼爾建造了第一座鋼筋混凝土拱橋，跨徑16米、寬4米（人行橋）； 1943年建成的瑞典桑德鋼

2、筋混凝土拱橋跨度達(dá)264米。一、預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的發(fā)展和特點(diǎn)混凝土橋梁的發(fā)展 梁橋： 相比拱橋體系而言，鋼筋混凝土梁橋發(fā)展相對緩慢。1939年鋼筋混凝土實(shí)腹梁橋的跨度只達(dá)到78米（法國跨越塞納河的老維勒訥沃-圣喬治橋）； 1937年第一座預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁在德國建成（體外預(yù)應(yīng)力，1938年第一座體內(nèi)預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁建成）。一、預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的發(fā)展和特點(diǎn)預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的發(fā)展 現(xiàn)代預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁技術(shù)的提出： 1886年美國人 Jackson, P. H.提出了在圬工拱橋中使用預(yù)張拉緊的鋼系桿的概念； 1888年德國人 Doehring, C. E. W.發(fā)明了混凝土內(nèi)埋置預(yù)應(yīng)力鋼筋的板和小跨徑

3、梁，并獲得專利； 1908 年美國人Stainer, C. R.認(rèn)識到混凝土徐變和收縮對預(yù)應(yīng)力損失的影響并提出后期補(bǔ)張拉的方法；一、預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的發(fā)展和特點(diǎn)預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的發(fā)展 現(xiàn)代預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁技術(shù)的提出： 1926 年法國人E. Freyssinet 在認(rèn)識到普通鋼筋無法克服混凝土徐變收縮造成的預(yù)應(yīng)力損失后，開始采用高強(qiáng)鋼絲（極限強(qiáng)度 1725 MPa 屈服強(qiáng)度 1240 MPa）； 1939年Eugene Freyssinet 發(fā)明了錐塞錨體系用于后張法預(yù)應(yīng)力混凝土錨固，他被認(rèn)為是現(xiàn)代預(yù)應(yīng)力混凝土（橋梁）之父。弗氏錨體系一、預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的發(fā)展和特點(diǎn)預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的發(fā)展 二戰(zhàn)

4、后預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的快速發(fā)展： 1948年法國人E.Freyssinet采用預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)修復(fù)了巴黎以東馬恩河上5座橋梁； 預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)在比利時(shí)、英國、德國、瑞士、荷蘭等國也快速發(fā)展； 1949年1953年期間修建的500座橋梁中，就有350座預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁。一、預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的發(fā)展和特點(diǎn)預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的發(fā)展 預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁技術(shù)的逐漸成熟懸臂澆筑： 1950和1951年，F(xiàn)insterwalder與西德的Dyckerhoff和Widmann公司，在Neckarrews等橋的設(shè)計(jì)和施工中首次將預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)用于懸臂施工橋梁； 1962年不設(shè)中間鉸的懸臂施工預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)橋梁被許

5、多國家公認(rèn)和接受； 20世紀(jì)70年代之前，美國的分段施工預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁幾乎都是采用懸臂施工技術(shù)。利用預(yù)應(yīng)力實(shí)現(xiàn)平衡懸臂施工利用預(yù)應(yīng)力實(shí)現(xiàn)平衡懸臂施工一、預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的發(fā)展和特點(diǎn)預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的發(fā)展 預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁技術(shù)的逐漸成熟預(yù)制拼裝： 19451948年E. Freyssinet首次采用分段預(yù)制拼裝施工法； 1952 年E. Freyssinet的公司第一次采用了設(shè)置剪力鍵的密接匹配預(yù)制法； 1962年Jean Muller 對節(jié)段剪力鍵構(gòu)造、密接匹配預(yù)制及拼裝工藝進(jìn)行了改進(jìn)，從此該技術(shù)從法國推廣到全世界。利用預(yù)應(yīng)力實(shí)現(xiàn)階段預(yù)制拼裝一、預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的發(fā)展和特點(diǎn)預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的

6、發(fā)展 預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁技術(shù)的逐漸成熟標(biāo)準(zhǔn)化： 20世紀(jì)40年代后期標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的預(yù)應(yīng)力混凝土工字梁、T形簡支梁得到了較大發(fā)展（如美國國家公路與運(yùn)輸協(xié)會 AASHTO；預(yù)應(yīng)力混凝土協(xié)會PCI) 更大跨徑的橋梁預(yù)制梁（件）也被PCI和PCA推薦。美國加州交通局I形梁標(biāo)準(zhǔn)圖一、預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的發(fā)展和特點(diǎn)預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的發(fā)展 預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁技術(shù)的逐漸成熟頂推施工： 19621963年德國的Leonhardt等在委內(nèi)瑞拉的Rio Caroni橋中首次使用了頂推施工技術(shù)； 1972年在加拿大Val Ristel橋中又發(fā)展了預(yù)應(yīng)力混凝土彎梁橋曲線頂推技術(shù)。頂推施工一、預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的發(fā)展和特點(diǎn)預(yù)應(yīng)力混凝

7、土橋梁的發(fā)展 預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁在國內(nèi)的建設(shè)成就： 云南六庫怒江大橋（主跨154米） 上海黃浦江奉浦大橋（主跨125米） 湖南常德沅江大橋（主跨120米） 山東東明黃河公路大橋（主跨120米）等等。云南六庫怒江大橋一、預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的發(fā)展和特點(diǎn)預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的發(fā)展 預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁在國內(nèi)的建設(shè)成就： 1988年建成的廣東洛溪大橋（主跨180米），開創(chuàng)了我國修建大跨徑預(yù)應(yīng)力連續(xù)剛構(gòu)橋的先例，二十多年來，預(yù)應(yīng)力梁橋在全國范圍內(nèi)已建成跨徑大于120米的有74座。世界已建成跨度大于240米預(yù)應(yīng)力梁橋17座，中國占7座。 1997年建成的虎門大橋副航道橋，主跨270米為當(dāng)時(shí)預(yù)應(yīng)力連續(xù)剛構(gòu)橋世界第一。一

8、、預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的發(fā)展和特點(diǎn)預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的發(fā)展 預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁在國內(nèi)的建設(shè)成就： 近幾年相繼建成了瀘州長江二橋（主跨252米）、重慶黃花園大橋（主跨250米）、黃石長江大橋（主跨245米）、重慶高家花園大橋（主跨240米）、貴州六廣河大橋（主跨240米），近期還將建成一大批大跨徑預(yù)應(yīng)力連續(xù)剛構(gòu)橋。 2006年9月建成通車的重慶石板坡長江大橋復(fù)線橋，主跨330米，是目前世界上最大跨徑的預(yù)應(yīng)力連續(xù)剛構(gòu)組合體系橋。重慶石板坡長江復(fù)線橋一、預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的發(fā)展和特點(diǎn)預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的技術(shù)特點(diǎn) 預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁技術(shù)的技術(shù)特點(diǎn)預(yù)應(yīng)力： 預(yù)應(yīng)力是預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的生命！ 對受拉區(qū)混凝土主動施壓，使

9、混凝土全截面工作，提高材料利用率、結(jié)構(gòu)剛度和跨越能力； 預(yù)先對橋梁施加與使用荷載反向的荷載，平衡后期工作階段的內(nèi)力和變形； 使高強(qiáng)鋼材和高強(qiáng)混凝土的匹配使用得以經(jīng)濟(jì)可行。一、預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的發(fā)展和特點(diǎn)預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的技術(shù)特點(diǎn) 預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁技術(shù)的技術(shù)特點(diǎn)預(yù)應(yīng)力： 減少了混凝土梁的豎向剪力和主拉應(yīng)力，有利于減小梁的腹板厚度，使梁自重進(jìn)一步減??； 促進(jìn)了橋梁結(jié)構(gòu)新體系與施工方法的發(fā)展。平衡懸臂施工方法、頂推施工方法、標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段預(yù)制拼裝方法都是預(yù)應(yīng)力技術(shù)催生的現(xiàn)代橋梁施工方法，從而使得連續(xù)剛構(gòu)橋、斜拉橋等體系迅猛發(fā)展。一、預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的發(fā)展和特點(diǎn)預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的技術(shù)特點(diǎn) 預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁技

10、術(shù)的技術(shù)特點(diǎn)預(yù)應(yīng)力： 空間三向預(yù)應(yīng)力的應(yīng)用日趨復(fù)雜！ 縱向預(yù)應(yīng)力：是調(diào)節(jié)和控制預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁縱向抗彎性能的關(guān)鍵手段。對成橋線形和應(yīng)力狀態(tài)起到?jīng)Q定作用，直接影響后續(xù)橋梁的安全正常使用和耐久可靠性能。 對大跨橋梁，縱向預(yù)應(yīng)力筋連續(xù)長度較大，預(yù)應(yīng)力筋的梳編穿束、定位、張拉和孔道灌漿難度均很大，管道摩阻引起的預(yù)應(yīng)力損失較大且難以準(zhǔn)確估計(jì)，且力筋布置受束界嚴(yán)格限制，預(yù)應(yīng)力施工全過程控制尤為重要！一、預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的發(fā)展和特點(diǎn)預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的技術(shù)特點(diǎn) 預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁技術(shù)的技術(shù)特點(diǎn)預(yù)應(yīng)力： 豎向預(yù)應(yīng)力：是抵消主梁腹板豎向荷載剪力、減小腹板主拉應(yīng)力的關(guān)鍵，主要由豎向預(yù)應(yīng)力筋提供；縱向預(yù)應(yīng)力筋的豎彎段也

11、可以提供豎向預(yù)應(yīng)力分力。 豎向預(yù)應(yīng)力筋一般長度較小，其預(yù)應(yīng)力損失對錨具等預(yù)應(yīng)力器具質(zhì)量和施工工藝特別敏感，且混凝土腹板受集中力彈性壓縮引起的預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算較為復(fù)雜，其預(yù)應(yīng)力施工過程應(yīng)精準(zhǔn)控制！一、預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的發(fā)展和特點(diǎn)預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的技術(shù)特點(diǎn) 預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁技術(shù)的技術(shù)特點(diǎn)預(yù)應(yīng)力： 橫向預(yù)應(yīng)力：對橋面板在橫向跨徑較大的寬橋，應(yīng)配置橫向預(yù)應(yīng)力筋以協(xié)助抵抗使用荷載產(chǎn)生的橫向彎矩。采用橫向預(yù)應(yīng)力可增大懸臂部分寬度、減小下部結(jié)構(gòu)工程量；還可以防止橋面板溫度和收縮裂縫。 因橋面板厚度較小，因此橫向預(yù)應(yīng)力筋安裝施工的位置和線形需嚴(yán)格精準(zhǔn)控制，否則容易造成預(yù)應(yīng)力管道上浮等問題，施加預(yù)應(yīng)力難以達(dá)到預(yù)期

12、的效果。 一、預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的發(fā)展和特點(diǎn)預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的技術(shù)特點(diǎn) 預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁技術(shù)的技術(shù)特點(diǎn)材料： 1000Mpa 2500Mpa高強(qiáng)鋼材、FRP纖維復(fù)合材料； 40MPa120MPa混凝土、高性能混凝土； 高強(qiáng)材料的采用，使預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)得以真正實(shí)現(xiàn)和推廣應(yīng)用，使得橋梁用材減少、自重減輕、跨越能力提高、混凝土收縮徐變影響減小。一、預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的發(fā)展和特點(diǎn)預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的技術(shù)特點(diǎn) 預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁技術(shù)的技術(shù)特點(diǎn)器具： 承壓錨、錐塞錨、夾片錨、粘結(jié)錨等錨具類型； 預(yù)應(yīng)力筋束連接器、夾具（工具錨）； 波紋管（鍍鋅管、PVC管）、灌漿料； 體外預(yù)應(yīng)力筋轉(zhuǎn)向設(shè)備等。 預(yù)應(yīng)力的實(shí)現(xiàn)和持久

13、保存依賴于高性能和高可靠性的特殊專用器具。夾片錨夾片錨夾片錨墩頭錨精軋螺紋鋼錨具一、預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的發(fā)展和特點(diǎn)預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的技術(shù)特點(diǎn) 預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁技術(shù)的技術(shù)特點(diǎn)設(shè)備： 張拉設(shè)備：油泵、千斤頂?shù)龋?梳編穿索設(shè)備：梳索設(shè)備、卷揚(yáng)機(jī)等； 灌漿設(shè)備； 下料切割設(shè)備（機(jī)械切割、高溫切割）等。一、預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的發(fā)展和特點(diǎn)預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的技術(shù)特點(diǎn) 預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁技術(shù)的技術(shù)特點(diǎn)構(gòu)造措施： 錨下局部承壓區(qū)域的加強(qiáng)鋼筋； 預(yù)應(yīng)力筋束管道位置固定鋼筋； 防止混凝土薄板、細(xì)長桿受壓失穩(wěn)的局部加厚、加粗、加肋、承托； 預(yù)應(yīng)力筋間距、管道凈距、保護(hù)層厚度、搭接和封錨混凝土、非預(yù)應(yīng)力分布鋼筋等。寧波招寶山

14、大橋一、預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的發(fā)展和特點(diǎn)預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的技術(shù)特點(diǎn) 預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁技術(shù)的技術(shù)特點(diǎn)施工工藝： 先張法：先張拉預(yù)應(yīng)力筋、后澆筑混凝土； 后張法：先澆筑混凝土同時(shí)預(yù)留孔道，后張拉預(yù)應(yīng)力筋； 現(xiàn)澆施工（支架法、懸拼法）； 預(yù)制拼裝施工（整體、干接縫、濕接縫）。一、預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的發(fā)展和特點(diǎn)預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的技術(shù)特點(diǎn) 預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁技術(shù)的技術(shù)特點(diǎn)設(shè)計(jì)計(jì)算： 預(yù)應(yīng)力筋用量計(jì)算：強(qiáng)度控制和應(yīng)力控制； 預(yù)應(yīng)力損失估算：管道摩擦損失，混凝土彈性壓縮損失，臺座與鋼筋溫差損失，錨具變形、鋼筋回縮和接縫壓密損失，預(yù)應(yīng)力筋松弛損失，混凝土收縮、徐變損失 有效預(yù)應(yīng)力計(jì)算：預(yù)應(yīng)力筋有效預(yù)應(yīng)力、混凝土有效預(yù)

15、應(yīng)力； 混凝土收縮、徐變以及溫度變化引起的超靜定結(jié)構(gòu)次內(nèi)力，內(nèi)力重分布、應(yīng)力重分布等。一、預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的發(fā)展和特點(diǎn)預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的技術(shù)特點(diǎn) 預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁技術(shù)的技術(shù)特點(diǎn)施工控制： 傳統(tǒng)控制方法：人工讀數(shù)單控法、雙控法； 現(xiàn)代控制方法：基于傳感技術(shù)的智能信息控制； 施工質(zhì)量控制指標(biāo)：材料和器材質(zhì)量，設(shè)備標(biāo)定，預(yù)應(yīng)力筋束線形和位置，預(yù)應(yīng)力筋錨下控制應(yīng)力，預(yù)應(yīng)力筋斷絲、滑移限制，預(yù)應(yīng)力同束不均勻度和同斷面不均勻度，灌漿密實(shí)度等。一、預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的發(fā)展和特點(diǎn)預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁近年來研究熱點(diǎn) 預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁耐久性概況： 20世紀(jì)6070年代發(fā)現(xiàn)混凝土的耐久性問題，從而成為世界矚目的大問題。

16、原以為非常耐久的混凝土橋梁在不利的環(huán)境、使用條件下，出現(xiàn)了一系列影響結(jié)構(gòu)使用性能和安全性的問題，如混凝土老化、惡化、性能衰減，預(yù)應(yīng)力筋銹蝕、斷裂，預(yù)應(yīng)力混凝土主梁開裂、下?lián)夏酥羻适褂霉δ艿?。一、預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的發(fā)展和特點(diǎn)預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁近年來研究熱點(diǎn) 預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁耐久性概況： 國外于1993年給出的橋梁耐久性定義：在正常維護(hù)條件下，經(jīng)過一段時(shí)間，材料和結(jié)構(gòu)的承載能力和使用性能沒有發(fā)生大的變化的能力。 國內(nèi)一般定義：結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)要求的目標(biāo)使用期內(nèi)，不需要花費(fèi)大量資金加固處理而保持其安全、使用功能和外觀要求的能力。一、預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的發(fā)展和特點(diǎn)預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁近年來研究熱點(diǎn) 預(yù)應(yīng)力混凝土橋

17、梁耐久性要點(diǎn)： 材料層次：主要集中在材料和器具的耐腐蝕、抗疲勞和徐變效應(yīng)的能力； 構(gòu)件層次：發(fā)生材料性能衰退、變異構(gòu)件的受力性能退化； 結(jié)構(gòu)層次：結(jié)構(gòu)整體性能受材料和構(gòu)建性能衰變的影響；一、預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的發(fā)展和特點(diǎn)預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁近年來研究熱點(diǎn) 預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁耐久性問題： 對建設(shè)期特別是施工階段影響橋梁耐久性的因素的追根溯源性的研究不夠； 理論建構(gòu)和實(shí)驗(yàn)手段均還欠缺； 實(shí)踐操作層面的應(yīng)對方法和控制策略研究成果還較為缺乏。一、預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的發(fā)展和特點(diǎn)預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁近年來研究熱點(diǎn) 預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁精細(xì)數(shù)值模擬： 精細(xì)模擬施工及使用階段的受力狀態(tài)（線彈性）； 承載能力極限狀態(tài)數(shù)值試驗(yàn)（非

18、線性）； 精細(xì)模擬施工至承載能力極限狀態(tài)的全過程受力狀態(tài)研究較少（非線性）；一、預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的發(fā)展和特點(diǎn)預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁近年來研究熱點(diǎn) 預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁施工過程控制： 混凝土徐變收縮結(jié)構(gòu)效應(yīng)分析方法、施工全過程受力分析計(jì)算機(jī)系統(tǒng)基本成熟； 通過橋梁施工階段受力和變形，解決了施工階段結(jié)構(gòu)受力安全和達(dá)到理想成型狀態(tài)的要求； 預(yù)應(yīng)力張拉施工微觀過程的跟蹤檢測、控制研究較少。一、預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的發(fā)展和特點(diǎn)預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁近年來研究熱點(diǎn) 預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁全壽命成本控制： 建設(shè)期成本研究； 使用期成本和收益研究； 橋梁全壽命期綜合成本最低和效益最優(yōu)化控制策略研究。二、橋梁工程全壽命成本控制技術(shù)簡介國

19、內(nèi)外發(fā)展概況橋梁工程全壽命成本經(jīng)濟(jì)分析（ LCCA ）的概念橋梁工程全壽命成本控制及其關(guān)鍵問題二、橋梁工程全壽命成本控制技術(shù)簡介國內(nèi)外發(fā)展概況 全壽命成本（Life Cycle Cost, LCC）及全壽命經(jīng)濟(jì)性概念首先由美國軍方于20世紀(jì)60年代提出，到20世紀(jì)80年代在各個(gè)領(lǐng)域都有一定的研究與應(yīng)用，是進(jìn)行投資決策的重要依據(jù)。國內(nèi)外發(fā)展概況 從20世紀(jì)80年代開始,LCC方法逐漸應(yīng)用到道路交通行業(yè)，人們開始研究建設(shè)項(xiàng)目的全壽命成本優(yōu)化問題，從成本的角度提出全壽命管理和控制的觀念，綜合考慮建設(shè)成本，選擇全壽命成本最優(yōu)的方案。二、橋梁工程全壽命成本控制技術(shù)簡介國內(nèi)外發(fā)展概況 美國是世界上最早在公

20、路領(lǐng)域進(jìn)行橋梁壽命周期成本分析的國家，2003年頒布全國公路研究協(xié)作計(jì)劃第483號報(bào)告橋梁壽命周期成本分析和配套軟件（CRP-CD-26），強(qiáng)制實(shí)施基建工程管理“全壽命經(jīng)濟(jì)分析法”（Life Cycle Cost Analysis，簡稱LCCA法）。二、橋梁工程全壽命成本控制技術(shù)簡介國內(nèi)外發(fā)展概況 2000年我國發(fā)布了建設(shè)工程質(zhì)量管理?xiàng)l例(國務(wù)院第279號令)，首次以政令形式規(guī)定了“設(shè)計(jì)文件應(yīng)符合國家規(guī)定的設(shè)計(jì)深度要求，注明工程合理使用年限”，“建設(shè)工程實(shí)行質(zhì)量保修制度基礎(chǔ)設(shè)施工程最低保修期限為設(shè)計(jì)文件規(guī)定的合理使用年限”，對基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)提出了全壽命責(zé)任制的要求，意義重大而深遠(yuǎn)。二、橋梁工程全

21、壽命成本控制技術(shù)簡介國內(nèi)外發(fā)展概況 2004年度西部交通建設(shè)科技項(xiàng)目“橋梁工程全壽命設(shè)計(jì)理論與方法研究” 主要研究橋梁全壽命設(shè)計(jì)方法、橋梁典型病害及結(jié)構(gòu)與構(gòu)件正常使用壽命、橋梁全壽命周期成本計(jì)算、全壽命設(shè)計(jì)的風(fēng)險(xiǎn)評估等內(nèi)容，目的在于貫徹國家可持續(xù)發(fā)展方針，促進(jìn)我國橋梁工程全壽命成本控制理論和方法的進(jìn)步。 二、橋梁工程全壽命成本控制技術(shù)簡介橋梁工程全壽命成本經(jīng)濟(jì)分析（ LCCA ）的概念 美國法典(USC)給LCCA的定義是：“它是一套程序和方法，用于評價(jià)可行計(jì)劃項(xiàng)目的總經(jīng)濟(jì)價(jià)值。包括初始建設(shè)成本和經(jīng)折現(xiàn)的使用階段進(jìn)一步成本整個(gè)壽命期內(nèi)的維護(hù)、修復(fù)、重建和表面翻新處理成本?！倍?、橋梁工程全壽命成

22、本控制技術(shù)簡介橋梁工程全壽命成本經(jīng)濟(jì)分析（ LCCA ）的概念 將橋梁工程全壽命周期各階段成本折現(xiàn)：二、橋梁工程全壽命成本控制技術(shù)簡介維護(hù)、檢測、修復(fù)、加固費(fèi)用橋梁工程全壽命成本經(jīng)濟(jì)分析（ LCCA ）的概念 以往的工程項(xiàng)目成本核算，主要考慮初始建設(shè)成本，工程使用后再花多少錢則很少乃至不予考慮。實(shí)踐證明，這種做法在技術(shù)、經(jīng)濟(jì)上都是不合理的。二、橋梁工程全壽命成本控制技術(shù)簡介橋梁工程全壽命成本經(jīng)濟(jì)分析（ LCCA ）的概念 美國： 上世紀(jì)八十年代末：橋梁維修費(fèi)用估計(jì)為$1550億； 上世紀(jì)九十年代：70萬座混凝土橋梁中60加固費(fèi)用需$3500億； 本世紀(jì)初計(jì)劃：橋梁全面維修費(fèi)用$12000億。二

23、、橋梁工程全壽命成本控制技術(shù)簡介橋梁工程全壽命成本經(jīng)濟(jì)分析（ LCCA ）的概念 英國： 英國的橋梁設(shè)計(jì)壽命一般為120年，然而在使用不到1/4的設(shè)計(jì)壽命時(shí)間后，就發(fā)現(xiàn)大部分橋梁需要維修，為此需支付高昂的維護(hù)費(fèi)用。英國運(yùn)輸部曾抽樣調(diào)查過200座混凝土公路橋梁，表明約有30%的橋梁運(yùn)營條件不良，預(yù)計(jì)對這60座橋梁的10年維護(hù)、修復(fù)費(fèi)用就達(dá)6200萬英鎊。二、橋梁工程全壽命成本控制技術(shù)簡介橋梁工程全壽命成本經(jīng)濟(jì)分析（ LCCA ）的概念 中國： 交通運(yùn)輸部調(diào)查表明，中國約有50%的公路橋梁年齡在20-40年以上，這些橋梁大多數(shù)存在結(jié)構(gòu)上不同程度的損壞。近30年來新建成橋梁中，為數(shù)不少的橋梁在使用5

24、10年即出現(xiàn)嚴(yán)重的病害甚至發(fā)生垮塌事故，教訓(xùn)不可謂不深刻！二、橋梁工程全壽命成本控制技術(shù)簡介橋梁工程全壽命成本經(jīng)濟(jì)分析（ LCCA ）的概念 鑒于美國己經(jīng)有用4座橋的建設(shè)費(fèi)用維持1座橋正常使用的深刻教訓(xùn)，美國LCCA委員會特別強(qiáng)調(diào)適當(dāng)增加初始建設(shè)投入以減少后期使用維護(hù)的巨大開支，并指出：實(shí)行LCCA的目的就是提高項(xiàng)目質(zhì)量與性能、減少后期投資，是一個(gè)長期效益最大化的有效方法。二、橋梁工程全壽命成本控制技術(shù)簡介橋梁工程全壽命成本經(jīng)濟(jì)分析（ LCCA ）的概念 此處所謂“適當(dāng)增加初始建設(shè)投入”，絕不能簡單地理解為僅僅是資金和人力、物力方面量的增加，或采用更高強(qiáng)材料、增大結(jié)構(gòu)尺寸等，更重要的應(yīng)是建設(shè)階

25、段各環(huán)節(jié)精細(xì)化技術(shù)、管理等方面的軟性投入。二、橋梁工程全壽命成本控制技術(shù)簡介橋梁工程全壽命成本經(jīng)濟(jì)分析（ LCCA ）的概念 作為工程項(xiàng)目投資決定和項(xiàng)目投標(biāo)的重要依據(jù)，實(shí)行LCCA能有效避免“短期行為”，使投資方、設(shè)計(jì)者、施工方和使用管理部門，從一開始就立足于“全壽命”，各盡其職、各負(fù)其責(zé)，提出技術(shù)可靠、經(jīng)濟(jì)合理的方案,并對多種方案進(jìn)行比較,選出最佳方案。二、橋梁工程全壽命成本控制技術(shù)簡介橋梁工程全壽命成本控制及其關(guān)鍵問題 橋梁工程全壽命成本控制，就是保證橋梁在全壽命周期內(nèi)按照預(yù)定可靠度安全、正常服役的前提下，確保其全壽命周期成本最優(yōu)化（最小）而采取的控制策略和手段。二、橋梁工程全壽命成本控制

26、技術(shù)簡介橋梁工程全壽命成本控制及其關(guān)鍵問題 橋梁工程全壽命成本控制，本質(zhì)上是涉及多約束（橋梁安全、適用、耐久）、多因素（規(guī)劃設(shè)計(jì)、施工建造、使用維護(hù)）并以全壽命成本最優(yōu)為最終目標(biāo)的復(fù)雜系統(tǒng)優(yōu)化問題。二、橋梁工程全壽命成本控制技術(shù)簡介橋梁工程全壽命成本控制及其關(guān)鍵問題二、橋梁工程全壽命成本控制技術(shù)簡介橋梁工程全壽命成本控制及其關(guān)鍵問題 橋梁工程全壽命成本控制的關(guān)鍵問題： 1、橋梁工程全壽命成本各組成部分之間的相互關(guān)聯(lián)性：橋梁工程初期建設(shè)成本與后期使用維護(hù)成本之間并不是相對獨(dú)立的，而是相互關(guān)聯(lián)和影響的；甚至初期建設(shè)成本構(gòu)成中的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工等各項(xiàng)成本之間也不是相互獨(dú)立的。二、橋梁工程全壽命成本控

27、制技術(shù)簡介橋梁工程全壽命成本控制及其關(guān)鍵問題 一般來說，初期建設(shè)投入越大，后期使用維護(hù)成本越低，但并不具有必然性！ 以單項(xiàng)成本的各自最優(yōu)化來實(shí)現(xiàn)全壽命總體成本的最優(yōu)化是不可能的。 二、橋梁工程全壽命成本控制技術(shù)簡介橋梁工程全壽命成本控制及其關(guān)鍵問題 不合理的規(guī)劃，粗糙的設(shè)計(jì)，拙劣的施工，會抵消初期建設(shè)投入增加（即前述美國LCCA委員會的策略建議）對后期使用維護(hù)費(fèi)用的抑制效果。二、橋梁工程全壽命成本控制技術(shù)簡介橋梁工程全壽命成本控制及其關(guān)鍵問題 僅僅是加大建設(shè)資金的投入和材料、設(shè)備的堆砌，缺乏有效的過程（特別是施工過程?。┕芾怼⒈O(jiān)控的機(jī)制和手段，同樣達(dá)不到提高橋梁工程竣工質(zhì)量、降低后期使用維護(hù)費(fèi)

28、用的目的。二、橋梁工程全壽命成本控制技術(shù)簡介橋梁工程全壽命成本控制及其關(guān)鍵問題 2、橋梁工程全壽命成本各組成部分的不確定性（風(fēng)險(xiǎn)）：相對于我們的經(jīng)濟(jì)分析和預(yù)期而言，各項(xiàng)成本并不是完全確定的，而是被很多未知因素干擾和影響，表現(xiàn)出很大的隨機(jī)性，工程越復(fù)雜、環(huán)節(jié)越多，不確定性和風(fēng)險(xiǎn)越大！二、橋梁工程全壽命成本控制技術(shù)簡介橋梁工程全壽命成本控制及其關(guān)鍵問題 工程施工是將工程設(shè)計(jì)變?yōu)轫?xiàng)目實(shí)體的階段，是資金、技術(shù)密集投入的階段，也是風(fēng)險(xiǎn)集中發(fā)生的階段。施工過程遺留的安全和質(zhì)量隱患，將永久性地影響橋梁工程后續(xù)使用性能、增加維護(hù)成本、降低運(yùn)營效益！二、橋梁工程全壽命成本控制技術(shù)簡介國內(nèi)外橋梁事故基本原因統(tǒng)計(jì)比

29、較（同濟(jì)大學(xué)，阮欣，2006）橋梁工程全壽命成本控制及其關(guān)鍵問題 從前頁國內(nèi)外橋梁事故基本原因統(tǒng)計(jì)比較圖可見：除“外部原因” 和“其它原因”外，國內(nèi)在設(shè)計(jì)原因比例方面與國外基本持平，而施工和材料（部分也與施工相關(guān)）原因所占比例均是國外的9倍左右！維護(hù)原因所占比例約為國外的2倍左右。二、橋梁工程全壽命成本控制技術(shù)簡介橋梁工程全壽命成本控制及其關(guān)鍵問題 國內(nèi)橋梁施工管理總體較為粗放，相關(guān)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)條文不夠完善，過程監(jiān)測、控制技術(shù)手段較為缺乏，造成橋梁施工事故頻發(fā)，給工程后期使用留下了難以確知的大量安全和質(zhì)量隱患。加強(qiáng)橋梁施工過程監(jiān)管，推行精細(xì)化施工，是國內(nèi)橋梁工程全壽命成本控制的關(guān)鍵措施之一。二、

30、橋梁工程全壽命成本控制技術(shù)簡介工程名稱預(yù)應(yīng)力同束不均勻度檢測結(jié)果時(shí) 間同束不均勻度*長江大橋2009.10.2216.35%*長江大橋2007.10.2433.28%*嘉陵江大橋2008.07.0118.62%*南立交A匝道橋2008.01.0712.47%*大橋2007.08.3138.34%*立交主線大橋2007.08.0317.63%*互通立交2008.01.1746.07%* 2號大橋2007.09.1829.44%*大橋2007.12.2538.09%*嘉陵江大橋2008.12.0118.34%*大橋2007.08.0645.87%*獨(dú)石大橋2007.06.1359.83%*樓臺大橋

31、2006.12.2448.85%*陶家坪大橋2006.11.0820.71%編 號錨固后實(shí)測錨下有效預(yù)拉力（t）編 號錨固后實(shí)測錨下有效預(yù)拉力（t）145.091651.93220.581747.31320.781831.02447.221941.85549.982034.1633.022151.64723.382242.8845.472340.01942.132442.981046.762543.051121.552643.741240.712724.21354.032850.361453.072952.331545.293041.87預(yù)應(yīng)力精細(xì)化施工是降低橋梁工程全壽命成本的必然要求橋梁預(yù)

32、應(yīng)力及索力張拉施工質(zhì)量檢測驗(yàn)收規(guī)程為預(yù)應(yīng)力精細(xì)化施工提供了基準(zhǔn)和保障預(yù)應(yīng)力精細(xì)化施工在高速集團(tuán)的實(shí)踐和收獲三、提倡橋梁預(yù)應(yīng)力精細(xì)化施工勢在必行預(yù)應(yīng)力精細(xì)化施工是降低橋梁工程全壽命成本的必然要求 精細(xì)化施工，借助源于日本豐田公司的“精益生產(chǎn)”概念，并結(jié)合基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)生產(chǎn)特點(diǎn)，可以定義為：以相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)，通過持續(xù)改進(jìn)施工過程各細(xì)節(jié)步驟，消除質(zhì)量缺陷和安全隱患，降低工程壽命期使用維護(hù)成本，最終為業(yè)主、用戶和社會創(chuàng)造可持續(xù)價(jià)值 。三、提倡橋梁預(yù)應(yīng)力精細(xì)化施工勢在必行預(yù)應(yīng)力精細(xì)化施工是降低橋梁工程全壽命成本的必然要求 橋梁結(jié)構(gòu)的建設(shè)投資在一條高速公路中總建設(shè)費(fèi)用比重可觀，在西南典型山區(qū)地形條件下尤為顯著（這類地區(qū)高速公路中橋隧里程占比常常在40%50%以上），其工程質(zhì)量的好壞直接影響高速公路后期維護(hù)成本的高低。三、提倡橋梁預(yù)應(yīng)力精細(xì)化施工勢在必行預(yù)應(yīng)力精細(xì)化施工是降低橋梁工程全壽命成本的必然要求 推行預(yù)應(yīng)力精細(xì)化施工，確保橋梁工程竣工質(zhì)量，可有效延長橋梁大修期和維修加固時(shí)間間隔，減少維護(hù)工作規(guī)模和難度，從而顯著降低其全壽命成本。三、提倡橋梁預(yù)應(yīng)力精細(xì)化施工勢在必行橋梁預(yù)應(yīng)力及索力張拉施工質(zhì)量檢