清单计价模式下的公路桥梁工程总体设计质量控制

(中铁建甘肃投资有限公司 兰州交通大学路基研究项目组, 甘肃 兰州 730000)

1 概述

近年来，随着市场经济和科学技术的发展，我国高速公路桥梁工程向稳定方向逐步发展[1]。在公路桥梁后期使用时，通常受其设计和施工质量的直接影响，这就要求桥梁从总体设计到建设，对其各环节质量进行控制[2]。目前，在市场经济发展和定额计价模式中有不相符合的地方存在，桥梁工程总体设计和造价管理过程中出现较多问题[3]。作为新的工程造价管理模式，清单工程量计价模式可保障建筑行业的健康有序发展，在国际行业中能更好地进行竞争[4-6]。在施工单位进行桥梁设计过程时，进行清单计价的推广，促使桥梁工程健康有序发展[7]。本文基于清单计价模式，对公路桥梁工程总体设计质量控制进行了分析研究。

2 工程量清单计价概念

工程量清单计价法主要是指在进行类似公路桥梁等大型建筑工程项目的招标投标中，按照相应招标文件中的标准和规定，招标人或委托方向有相关工程造价资质评估的中介机构进行咨询，并以《工程量清单计价规范》附录中统一的项目名称、项目编码、工程量计算规则、计量单位进行编制[8]。根据施工现场实际情况和施工设计图纸进行规划设计，同时，在该工程量清单中，可进行该工程项目施工性消耗和实体消耗的成本估计，并将工程量清单作为招标文件中一个重要组成部分提供给招标人或委托方，投标人会将工程量清单作为考量的重要依据，并结合本企业工程管理水平、技术装备水平对计价模式进行自主报价[9]。工程量清单实质上是表现拟建工程的分部分项措施项目、工程项目、其他项目名称和相应数量明细清单[10]。

3 工程概况

本工程项目为贵州某高速公路桥梁工程项目，该项目位于低山丘陵区，其地形起伏较大。该项目路基宽度为34.6 m，主线全长为15.2 km；桥梁总长为4 721.5 m，共15座，占整个公路线长度的31.05%。因该桥梁所占据整个高速公路的比重较大，所以在进行沿线高速公路的设计时，需要充分考虑整体高速公路的交通性能，且外观要美观新颖。因此，在对高速公路桥梁的上部下部结构设计时，需要进行严格考量。

4 桥梁方案的比选

在本文中，在进行该高速公路桥梁工程项目设计时，将该高速公路上的桥梁工程上部分和下部分结构选用、施工工艺方式、景观景象等作为对比分析的对象，并以清单计算价格模式进行最优经济组合，主要是从价格对桥梁墩高、跨径等数据进行估算。

4.1 桥梁上部结构的比选

本项目工程中的桥梁最大墩高为29.5 m，选取20.5～29.5 m跨径作为对比分析的主体。通过对多项桥梁跨径材料的对比分析，比较T梁、宽幅板、小箱梁等材料价格，最终拟定，在该桥梁跨径小于20.5 m时，选用空心板材料；跨径在20.5～29.5 m时，选用小箱梁和T梁都可满足需求。在本文所研究的桥梁项目中，桥墩高度均较矮，经济跨径长度小于30 m。在清单计价模式下，本研究选择20.5～29.5 m跨径材料中的空心板、T梁和小箱梁等作为研究材料对象，通过对材料受力情况、经济成本、使用性能和使用寿命进行对比分析，最终选择最优桥梁上部结构。

4.1.1经济造价比较

由于下部结构具有相近或相同的尺寸，因此可从上部结构经济性比较进行选择。表1为不同跨径经济造价比较，由表1知，20.5 m小箱梁的造价和20.5 m后张空心板比较接近，选用20.5 m空心板作为结构材料更为合理划算；25.5 m和29.5 m的跨径相比较，小箱梁比T梁更加经济，所以选用小箱梁作为最优的桥梁上部结构材料。

表1 不同跨径经济造价比较Table 1 Comparison of different cross economic costs跨径结构形式结构高度/m普通钢筋/(kg·m-2)砼/(m3·m-2)预应力钢绞线/(kg·m-2)单片吊装重/t估算造价比后张PC砼小箱梁1.1974.40.4569.653.21.0620.5 m跨后张PC砼宽幅空心板0.9476.30.56516.937.91.07先张PC砼宽幅空心板0.9475.30.52411.834.91.0125.5 m跨后张PC小箱梁1.3995.20.50111.774.31.00后张PC T梁1.59104.10.55412.354.41.1029.5 m跨后张PC小箱梁1.5997.690.52814.395.01.00后张PC T梁1.59106.50.57713.770.81.05

4.1.2施工工艺比较

对各材料的施工工艺进行比较分析，发现T梁和宽幅空心板均有丰富的工艺条件，最大程度地保障了施工质量。小箱梁主要是采用斜腹板形式,与宽幅空心板相比，其施工工艺T梁比较复杂，单片小箱梁吊装重量则较大，要求施工吊装的高度要足够高。

4.1.3受力角度比较

从材料的受力情况进行分析，小箱梁和空心板相比较，小箱梁的结构由于高度较大，单片梁的抗扭刚度、抗弯刚度等均大于单片空心板，分别为1.35～1.38 m4、2.31～2.48 m4。小箱梁从整体情况分析，其抗弯刚度也比空心板大，约为1.22 m4；而空心板的整体抗扭刚度比小箱梁的要大，约为1.43 m4。

比较小箱梁结构和T梁结构，发现单片小箱梁在施工作业时，稳定性能较佳，抗扭刚度要大于单片T梁，为1.17～2.35 m4。T梁和空心板间距较小，施工存梁期具有较大反拱，空心板结构具有较小高度，而T梁由于自身面积局限，导致其受压时受力面积较小，所以在施工作业时，截面下缘会存在着压应力，难以调节成桥平度。而小箱梁在成桥之后就不会有此困扰，其线形十分平顺，桥面受力也十分均匀。

4.1.4使用性能比较

从交通通车的舒适性能进行分析，20.5 m空心板要比20.5 m跨小箱梁稍差，与同等跨径的小箱梁比较，T梁的舒适性要高；而对于适应性而言，小箱梁的适应范围最大，可以在立交变宽段进行使用；空心板结构具有较小高度，对于一些跨度刚好，高度具有局限性的桥梁结构中比较适合。从桥梁的后期维护工作分析，20.5 m跨径的空心板具有较薄底板，较大挖空率，后期养护量较大，开裂较普遍；在后期阶段，T梁和小箱梁后期养护的工作较为轻松。所以，通过上述使用性能对比分析，选择使用20.5、25.5、30.5 m小箱梁较为合适。

4.2 桥梁下部结构的比选

在本项目工程中，选用双向六车道交通路段，左幅和右幅桥梁分建，桥宽为33.4 m。单幅单柱式或整幅双柱式桥墩盖梁需要进行预应力的设定，从而大大增加了工程造价成本，而分批张拉钢束会严重加大施工难度，对于工程的施工工期进度、质量要求等也会产生相应影响，见图1。所以，从原则上并不会使用单幅单柱或整幅双柱式的下部结构形式。

4.2.1受力角度比较

a.分幅双柱墩。

分幅双柱墩的模式对于变宽桥梁、平曲线等均具有较佳适应性，所以在桥梁盖梁横坡部分进行分幅设置，一般状态下，无需加宽盖梁；在本文所研究的高速公路桥梁桥墩双柱间，由于其高差要远小于整体的三柱墩，因而选用普通钢筋砼结构即可。

(a) 25.5 m小箱梁桥墩工程量比较

(b) 两种结构形式造价比

Figure 1 Comparison of engineering quantities of 25.5 m small box girder pier

b.整幅三柱墩。

整幅三柱墩对变宽桥梁、平曲线具有较差适应性能，在一般状态下，需要对下盖梁部分的平曲线半径进行加宽工艺；受制动力作用，三柱墩中的中柱将会受到正向和反向的弯矩影响，当正反方向同时产生牵引力制动时，中柱由于所受力较大，所以会产生大幅度扭矩；当本项目桥梁选用整幅三柱墩模式时，盖梁将会承受较大的力，为了降低盖梁高度，需要对相应的预应力盖梁进行设置，因此会导致施工延误，工期较长；而在进行整体式墩维护养护工作时，上下桥梁要进行相互关联，否则会导致交通容易中断。所以在本文中将选用分离式双柱墩更为合适。

4.2.2小箱梁柱式墩与薄壁墩比较

在一般情况下，分幅式断面小箱梁可分为两种：薄壁型和柱式墩。对两种薄壁墩、双柱墩进行比较，以桩长29.5、25.5 m跨径计算。选用大柱距双柱墩的模式造价较低，工艺简单，施工便利；而对于一些特殊路段将会选用分幅薄壁墩。表2为分幅式小箱梁下部经济性比较，表3为分幅式小箱梁下部综合比较。

表2 分幅式小箱梁下部经济性比较Table 2 Comparison of the lower part of separated box girder结构形式普通钢筋/(kg·m-2)砼/m3·m-2()预应力钢绞线/(kg·m-2)估算造价比分幅式薄壁墩57.710.4463.091.13分幅式小间距墩46.630.4693.951.05分辐式大柱距双圆柱墩42.090.4190.98

表3 分幅式小箱梁下部综合比较Table 3 Comprehensive comparison of the lower part of small box girder对比项分幅式小间距墩适用情况等宽、变宽段受力特点受力较复杂,盖梁单侧悬臂较大经济指标中施工工艺施工较复杂分幅式薄壁墩分辐式大柱距双圆柱墩等宽段等宽、变宽段受力较复杂,盖梁单侧悬臂较大受力简单,盖梁无需预应力相对高相对低施工较复杂施工简单

5 桥跨组合的比选

在进行桥跨布置时，在达到跨越能力前提下，使得桥梁的上部分和下部分结构中整体造价达到最低值，即最经济跨桥组合，从而以桩柱尺寸、跨径长度和墩高等造价情况进行分析，以单幅一孔桥为研究对象，20.5 m和25.5 m的分离式双柱墩跨径桩长均为25.5、29.5 m，全部采用嵌岩桩进行计算，最后得到表4为桥跨组合经济性比较结果。

由表4知，墩柱高低和桥跨大小间有一个最优组合存在，从而可获得最优经济性。分析表明:墩高为15.5～20.5 m时采用25.5 m小箱梁；墩高小于15.5 m时采用20.5 m小箱梁；20.5～29.5 m墩高，这时从清单计价方式中发现，选用29.5 m小箱梁为最佳跨径的组合。

表4 桥跨组合经济性比较Table 4 Economic comparison of bridge span combinations上部结构形式墩高/m柱径ϕ/m桥面建安费/(元·m-2)20.5 m小箱梁(简支桥面连续)10.51.111.322 23615.51.111.322 28510.51.321.522 60825.5 m小箱梁(简支桥面连续)15.51.321.522 71220.51.321.522 76610.51.411.612 76529.5 m小箱梁(先简支后结构连续)15.51.411.612 83020.51.621.823 114

6 基于清单计价模式的项目质量及成本控制

6.1 施工现场原始数据的保存

在本文施工作业中，由于施工人员对于施工场地进行作业、项目进度进程等进行相应的存档，这样可对施工过程的进度进行详细掌握，对施工现场的施工材料而言，项目经理对施工材料的进货供应商、材料安置摆放地点等都需要进行相应的规划。

6.2 在机械费用的管控

本工程采取内部调剂方法，使机械利用效率得到大幅提升，同时建立一个专门的施工数据库，记录施工作业工期中所使用到的施工机械品种、数量和使用状况等。

6.3 公司对其他费用的控制

在该工程项目中，按照需要的施工人员数量，配套施工项目和整体施工工期中消耗的支出费用等。表5为部分工程和单价措施项目清单综合单价分析表，表6为项目进度记录表。

表5 项目清单综合单价分析表Table 5 Unit list analysis of project list清单/定额名称单位/个数量综合单价/元人工费材料费机械费管理费利润ϕ15 mm,子目×0.73967818.048.942.915.882.542.21钢筋电渣压力焊接头,钢筋直径ϕ15 mm,子目×0.873942120.8410.243.196.682.782.39ϕ15 mm99723.6511.553.497.473.012.57

表6 项目进度记录表Table 6 Project progress record form项目名称应完成进度单位/个已完成进度人工费机械费材料费管理费ϕ15 mm,子目×0.73219248.495.882.912.54钢筋电渣压力焊接头,钢筋直径ϕ15 mm,子目×0.8731491210.246.883.192.78ϕ15 mm5196111.157.473.503.01

由表5和表6知，在焊接时，由于材料缺少，造成任务无法准时完成，经与材料员沟通，立即补上缺少的材料，及时完成任务。在施工过程中，这

种情况造成的损失不会很大，但如果没有工程质量和成本控制意识，将会给整个工程造成损失，会影响工程的质量和及时完成。最后，按照事先规定好的施工周期，提前了5 d完成施工作业。项目在招投标阶段、施工准备阶段、施工实施阶段、竣工阶段环节中，对于施工作业中所出现的质量和成本问题，做到实时监控和掌握，在保障工程质量的前提下，节约工程成本。

在工程规划、设计、建设过程中，勘察属于工程的前提和基础性工作，其在工程建设过程中的地位十分重要，通过岩土工程勘察，可对拟建桥梁的地质情况进行查明，从而可给出地基承载力特征值。勘察准确性对工程结构方案、基础形式影响重大，勘察准确性较差会对工程安全性造成严重影响，因此要非常重视岩土工程勘察工作。从技术方面来说，设计是工程工艺、功能等各部位及细节问题，这些工作包括各阶段的技术设计和目标设计。工程设计质量可对工程最终质量水平、工程实施秩序和费用水平有直接影响。

7 结语

本文基于清单计价模式，以贵州某高速公路桥梁工程项目为研究对象，对公路桥梁工程总体设计质量控制进行了分析研究。通过将该高速公路上的桥梁工程中的上部分和下部分的结构选用、施工工艺方式、景观景象等作为分析对象，并以清单计算价格模式进行最优经济组合方式，主要是对桥梁墩高、跨径等价格数据进行估算。分析表明: 墩高为15.5～20.5 m时采用25.5 m小箱梁;墩高在小于15.5 m时采用20.5 m小箱梁;20.5～29.5 m墩高时,从清单计价方式中可发现，选用29.5 m的小箱梁为最佳跨径的组合。在工程量清单计价模式下进行材料、人工、设备使用情况分析,及时完成工程并确保工程的质量。