东丰县东风路公铁立交桥工程设计阶段的造价控制研究

刘新鹏

1、引言

1.1工程项目背景

东丰县是吉林省辽源市下辖县，位于吉林省中南部，素有“中国梅花鹿之乡”的美誉。东丰县县城距省会长春市135公里。东、南与梅河口毗邻，西、南与辽宁省清原县相接，西与东辽县、辽宁省西丰县以山为界，北与伊通县、磐石县隔河相望。东风路为城市主干路，东起民主路，途经东丰县政府，西止青龙立交桥，通往303国道、集双高速营东高速收费站，为东丰县与周边城市联系的重要通道。四梅铁路贯穿东丰縣境内，东风路与四梅铁路平交，火车通过时，四梅线道口关闭造成交通严重拥堵给县城出行带来了极大不便。为提高城市形象，更好的与周边城市联系。提出建设本项目，以改善东丰县交通基础设施状况。

1.2工程项目意义

随着经济全球化和我国经济改革的日益深入，区域逐渐成为拥有独立利益和自主权的主体，区域间的竞争与合作逐步成为未来区域经济发展的主题。道路交通作为区域联系的基础设施，在没有完善基础设施的情况下，区域的经济发展势必将成为“无源之水，无本之木”。由此可见，其发展程度直接对整个区域经济起到至关重要的作用。

本项目完成后，城市基础设施更完善，环境更优美，城市对外交通联系更快速便捷，吸引更多的内外商投资，进而加快东丰县梅花鹿产业高速发展，对完善东丰县产业结构，带动县经济发展具有重要意义。进而改善民生条件，提高东丰县综合实力。

2、工程方案分析

2.1交通量分析

道路的建设将打破现有的交通平衡，路网交通量将进行重新分配。在这一过程中，道路交通量生成效应不仅使原道路网交通量转移，还将刺激区域新交通量发生，形成转移交通量和诱增交通量。因此，预测交通量应由三部分构成：趋势交通量、转移交通量和诱增交通量。

趋势交通量预测：由于经济和人口因素发生变化，道路整改后，这个区域内的交通量会发生一定的增长，对这种增长的交通量预测称为趋势交通量预测。预测时，以路段交通量的增长与其影响区的经济增长之间的关系，采用多元回归法进行预测。

转移交通量预测：本项目建成后，道路通行能力提高，从而导致部分交通量从其他路线转移到本项目路线上来。这部分交通量是由于道路的建成而产生的，同时也构成了这一路网的基本交通量。因此合理地确定转移交通量对道路交通量分析和预测具有重要作用。

诱增交通量预测：道路建成后，会诱发一些潜在交通量的发生，此处采用增长率法来计算诱增交通量。

以上三种交通量预测完成后，把相应路段上的预测交通量叠加，得到影响范围内各路段的交通量。

通过前述预测思路和模型，以现场踏勘观测的交通基础数据为基准，结合产业布局，预测道路未来5年交通量为600 pcu/h，未来10年交通量为1100 pcu/h，未来15年交通量为2000 pcu/h。

根据东风路的区位特点，以及远期交通量的大小，将东风路定位为城市主干道是合理的，从交通功能定位来看，该路为东丰县通往周边城区的主要通道。

根据规范设计速度要求，一条车道的设计通过能力1300pcu/h，按其远期承担的交通量来看，宜采用双向4车道的断面。

东风路立交桥建成后，有效地解决穿越铁路交通出行的问题，保障通行安全，消除道口安全隐患，同时进一步完善东丰县综合交通规划，并以此为先导，推进全县道路交通路网和交通格局的发展。

2.2穿越形式分析

根据东丰县居民出行的需要，受铁路限制，可采用的主要穿越形式为上跨铁路立交桥和下穿铁路框构桥两种形式。

上跨铁路立交桥具有美观，城市空间感强;两侧引桥下方可设置辅道，在保证主线同行的前提下，最大程度的保证工程两侧居民的生活通行条件。

下穿铁路框构桥最具优势的特点是工程引道段，整体造价较低;框构桥整体位于地下，建成后对两侧居民的噪声影响以及通视影响较低。但有一点不足之处在于，须设置强排水泵房，建成后维护费用不断。

综合工程建设场地条件以及建设单位的意见，基于本工程为东丰县第一座桥梁，同时东风路又是东丰县连通周边城市的重要通道，确定采用上跨铁路立交桥的形式。使得周边车辆行驶其上方能感受大美东丰的城市文化。

2.3项目结构分析

根据现场实际情况，结合东风路总体规划及现状，以满足交通功能、美观、经济实用、技术先进合理为设计原则，并充分考虑建设单位意见以及设计单位的建议。确定本项目上部结构考虑两个方案：方案一：装配式小箱梁方案;方案二：现浇连续梁方案。

3、运用价值工程优化设计

价值工程是通过各相关领域的协作，对所研究对象的功能与费用进行系统分析，不断创新，旨在提高所研究对象价值的思想方法和管理技术。本桥上部结构形式进行比选，根据研究小组共同讨论上部结构主要功能以及通过建设单位和设计单位评分得出的功能重要性系数如下：1、结构形式（0.136）;2、结构后期维护（0.142）;3、施工难易度（0.092）;4、施工工期（0.132）;5、外形美观（0.168）;6、环境影响（0.138）;7、对铁路运输的影响程度（0.192）。

研究小组对两个方案的功能满足程度进行评分，采用十分制加权评分法，确定各方案的功能评价系数为：方案一（0.498）;方案二（0.502）。

对两个方案进行造价成本分析，确定每个方案的成本评价系数：方案一（0.443）;方案二（0.557）。

根据功能评价系数表和成本系数表的计算结果，运用价值工程（V=F/C）计算各方案的价值系数：方案一（1.124）;方案二（0.901）。

由价值系数表可以看出方案一的价值系数最高，从施工难度、工期以及对铁路线运输安全影响程度上均优越方案二，因此选择方案一作为推荐方案。

4、使用限额设计优化桩基

研究小组通过价值工程对上部结构进行优化后，所计算的造价超出限额约180万元。分析各个组成部分的费用，发现桩基费用占桥梁总费用的比重约30%，造价费用为954万元。研究小组将该部分作为限额设计优化的主要部分。

原设计方案，第六孔跨铁路加宽段两侧基础均采用6根桩承台，每根桩桩径1.5m，桩长20m;其余9个桥墩均采用6根桩承台，每根桩桩径1.5m，桩长19m;两侧桥台各设置8根桩，每根桩桩径1.5m，桩长18m。经统计总桩长1554m。

经过详勘测量后，对该工程区域内地质做了进一步分析，该桥梁范围内地下16-18m深度以下出现强风化花岗岩，基本承载力1100kpa，侧摩阻力标准值为120kpa。根据该地质特性提出减少桩基础根数，加长桩长的优化方案。

优化后的方案为，第4-6号墩采用4根桩承台，每根桩桩径1.5m，桩长24m;其余8个桥墩均采用4根桩承台，每根桩桩径1.5m，桩长229m;两侧桥台各设置6根桩，每根桩桩径1.5m，桩长20m。经统计总桩长1232m。

经计算，造价费用为767万元，约占桥梁总费用的比重约24%。与原方案对比减少187万元。此外，桩的根数与总长度的减少使得施工工期较原来减少;同时由原设计6桩承台优化为4桩承台后，承台的结构体积也相应减少。不足之处，优化方案中增加了对强风化花岗岩的钻进长度，对施工难度有所增加。综上所述，优化方案总体上降低了桩基的工程造价，满足了限额设计的要求，同时对工程的造价控制起到了良好的效果。

5、结语

本次研究运用价值工程对立交桥的上部结构进行优化设计，使用限额设计对立交桥的下部结构进行改进处理。通过这次价值工程和限额设计两种方法相结合地使用，对实际工程的设计阶段工程造价控制起到了显著的效果。建议在日后的工程项目中均能在设计阶段提前进行造价控制方法，使得造价控制在整个工程施工过程中得到更优的效果。

（作者单位：沈阳建筑大学管理学院）