工程寿命周期成本分析法在Rio Tinto Simandou码头项目设计方案比选中的应用

2018-02-23肖杰

珠江水运 2018年1期

肖杰

摘要：寿命周期成本作为提高产品价值和有效利用资源的管理技术，被广泛应用于各个领域。本文通过寿命周期成本分析法在国外高桩码头项目方案设计中的应用，明确了寿命周期成本的重要意义，有助于我国设计单位和建设单位在国外项目方案选择中的应用，更好的拓展国际市场。

关键词：寿命周期成本国外高桩码头方案设计

1.前言

国内，高桩梁板式结构是一种很常见的码头结构，国内的施工水平和工业化能力较高，为该种码头的应用奠定了良好的基础。在欧美很多国家和非洲不发达国家，考虑到环境成本、拆除成本、施工能力和工业化配套能力，很多高桩码头采用钢结构这种形式。本文以作者所经历过的一个由澳大利亚人在非洲几内亚投资的一个高桩码头项目为例子，对混凝土梁板式结构和钢结构模块式结构进行寿命期内的成本分析。

2.项目概况

Rio Tinto Simandou码头项目是澳大利亚力拓公司（Rio Tinto）在西非的几内亚共和国新建的一座世界级的矿石码头。码头部分包括3#和4#两个矿石出口泊位，设计代表船型为140，000DWT到250，000DWT，一期吞吐量为47.5MtPa，二期吞吐量为100MtPa。

码头结构方案一设计断面如图2-1所示。

方案一采用钢结构模块式结构，横向排架间距是18m。每一个横向排架由1对叉桩和1根直桩组成。钢管桩的直径是1.2m，厚度是25mm，叉桩斜度为4：1。桩尖嵌入岩基6m。

码头结构方案二设计断面如图2-2所示。

方案二采用钢筋混凝土梁板结构，横向排架间距是12m。每一个横向排架由1对叉桩和2～3根直桩组成。钢管桩的直径是1.2m，厚度是25mm，叉桩斜度为4：1。桩尖嵌入岩基6m。

基于以上两种结构设计方案，Rio Tinto公司业主方要求设计方利用寿命周期成本理论进行方案比选，以选择最优设计方案。

3.工程寿命周期成本分析法介绍

3.1工程寿命周期成本定义

工程寿命周期成本是工程设计、开发、建造、使用、维修和报废等过程中发生的费用，也即该项工程在其确定的寿命周期内或预定的有效期内所需支付的研究开发费、施工安装费、运行维修费、报废回收费等费用的总和。不同阶段寿命周期成本的构成情况如图3-1所示。一般情况下，运营及维护成本往往大于项目建设的一次性投入。在分析寿命周期成本时，首先明确寿命周期成本所包括的费用项目，也就是必须建立寿命周期成本的构成体系。

3.2寿命周期成本在设计阶段的作用

工程设计阶段基本确定了工程规模和实施方法，虽然工程设计本身的成本不高，但它对整个项目的经济合理性有著至关重要的意义。据一些国家的分析，设计费一般只占工程全寿命费用的1%以下，但这少于1%的费用决定了随后的全部费用。同意建设项目可以有不同的设计方案，不同的设计方案就会产生功能和成本上的差别。

4.对项目两个结构设计方案进行全寿命周期成本分析

4.1分析范围

本次工程寿命周期成本分析。包括建设与安装阶段、运营维护阶段和报废拆除阶段三个阶段。

4.2成本分析目标

可量化的成本评价指标为：

① 建设期的钢管桩、钢材、混凝土。

② 运营期的检修人工、修复所需混凝土、修复所需钢材、更换到期的橡胶护舷、更换到期的快速脱缆钩、更换装船机跳板、更换路面联锁块、更换到期的钢格栅、更换到期的灯。

暂不可量化的成本评价指标为：拆除成本。根据国外研究和世界上海洋平台拆除成本统计，钢结构海洋平台退役拆除成本约为其安装成本的60%左右。海洋平台对桩基进行水下切割后，直接利用拖船平台用整体或局部拖走，对环境污染较小。

对于钢筋混凝土梁板式结构，拆除的时候涉及到对混凝土结构爆破拆除，以及拆除后的水下混凝土块的打捞，同时造成对海底生态环境的严重破坏。目前世界上还没有海上混凝土结构爆破拆除成本的统计数据。整个拆除成本甚至超过建设总成本。

从表4-1可以看出，钢筋混凝土梁板结构（方案二）的成本比结构方案一（钢材模块式结构）低，似乎是结构方案二更优。但是考虑到几内亚现场实际条件和当地气候条件、最后拆除成本等多因素，推荐结构方案一。当地工业化能力很差，很多混凝土浇筑工作无法正常开展。钢结构可以直接在中国进行加工，可以有效消化中国钢材过剩产能，制作完成后的钢部件，可以直接船运到几内亚，在现场组装即可，现场混凝土浇筑量很少。