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辽宁省交通厅公路管理局 辽宁沈阳 110005
摘要：本文应用全寿命周期理论，制定普通公路小桥涵改造决策方案，将全寿命成本分析从加固施工阶段的一次性投入拓展到旧桥加固后的整个生命周期，同时兼顾旧桥加固项目生命周期内的社会成本和环境成本。并通过铁岭某普通公路桥梁计算实例说明决策方法。计算结果为ACR=2.7642> 1，ACD=25.0356>0，说明该桥的改造方案选择旧桥加固较建新桥从经济角度出发更为合理。
关键词：全寿命周期理论；小桥涵改造；决策方法
1.引言
普通公路桥梁由于长期的快速发展，存在大量的养护资金缺口，长期缺乏必要的加固改造，已经在一定程度上影响了普通公路的交通运输。由于桥梁维修改造是一个复杂系统，影响其质量和使用功能的因素众多，这些因素与桥梁质量和使用功能之间的关系错综复杂，本文引入全寿命周期成本理论，其意义在于对加固旧桥还是改建新桥的方案，在经济上做出评价。
2.全寿命周期理论
2.1加固建设期成本分析
桥梁加固建设期成本包括与加固工程建设有关的直接费用和间接费用。加固直接费用就是各种资源的总消耗费用，应以实际花费为准，见式1。间接费用主要包含施工期间因限制或中断交通所导致的间接损失费用；施工期暂时租用土地给社会农业和国民经济造成的损失费用；施工期环境污染费用三个部分。通常情况下，间接费用占直接费用的40%。
（1）
—桥梁加固直接费用，万元；
—施工设备和材料的消耗，万元；
—各种人员的工资，万元；
—其它加固直接费用，万元。
2.2加固桥梁运营期成本分析
加固桥梁寿命周期成本除了包括上述直接费用、间接费用外，还有三方面费用应计入桥梁寿命周期内所发生的费用，桥梁寿命周期内所须进行的常规检查和养护的费用，寿命周期内所须进行的桥梁维修的费用及由此引起的经济损失的费用，运营期间环境污染费用。
1. 桥梁寿命周期内所须进行的常规检查和养护的费用。加固后的桥梁与新建桥梁相比，日常检查和养护比较频繁，所需费用也会增多。常规检查和养护属于小修保养工作，一般不会影响桥梁通行能力，所涉及费用只包括人工费，油漆更换栏杆、局部修理等所消耗的材料费和机具费等等。全寿命周期内的常规检查和养护的费用可按式2计算。
（2）
—桥梁寿命周期内所须进行的常规检查和养护的总费用，万元；
—社会折现率，%；；
—每年桥梁的常规检查和养护费用，万元；
—桥梁的寿命周期，年。
2. 寿命周期内所须进行的桥梁维修的费用及由此引起的经济损失的费用。桥梁维修指的是修理、更换桥梁结构的较大损坏构件，如中小桥梁支座、伸缩缝等，桥面系的翻新铺装。桥梁维修一般要求限制交通，甚至会中断交通，可按式3计算。
（3）
—寿命周期内所须进行的桥梁维修的费用及由此引起的经济损失的总费用，万元；—第j次桥梁维修的直接费用，万元；
—第j次桥梁维修时所造成的用户经济损失的费用，万元；
—第j次桥梁维修时所造成的相关产业的关联损失费用，万元；
—第j次桥梁维修时暂时租用土地造成的损失费用，万元；
—桥梁加固后到第j次桥梁维修的时间间隔，年。
3. 运营期间环境污染费用。桥梁运营期间环境污染包括车辆排放的尾气对人体健康、植被和桥梁结构等造成的损害，交通噪声和振动产生的危害，车辆轮胎和桥面磨损产生的粉末扬尘危害等。一般可通过当地调查或专家咨询的方式估算出年环境污染费用，假设寿命周期内的此项费用不变，则寿命周期内的环境污染费用，可由下式4计算。
（4）
综上，桥梁加固工程的寿命周期成本。
2.3新建桥梁寿命周期成本分析
新建桥梁的寿命周期成本应包括修筑全新桥梁时产生的直接、间接的费用和寿命周期内产生的其它费用。计算公式见式5。
（5）
—桥梁结构的初始建设费用；
—寿命周期内环境污染费用；
—施工期因限制或中断交通所导致的经济损失的费用；
—交通设施费用；
—施工期暂时租用土地给社会农业和国民经济造成的损失费用；
—桥梁寿命周期内所须进行的常规检查和养护的费用；
—寿命周期内所须进行的桥梁维修的费用及由此引起的经济损失的费用；
—新建桥梁时引起的路网改线费用；—拆除旧桥的费用。
2.4经济评价指标ACD、ACR
在确定新建桥梁和加固桥梁的寿命周期成本的基础上，可以进行经济效益评价。由于新桥和加固桥梁的寿命周期不同，折算为年值成本评价较为合理，故可采用以下两种经济评价指标：年值成本差ACD和年值成本比ACR。
（6）
（7）
—新建桥梁的寿命周期，年；
—加固桥梁的寿命周期，年。
若计算结果ACD>0或ACR> 1，则说明桥梁加固相对于新建桥梁在经济上是合理的；若ACD≤O或ACR≤1，则说明桥梁加固的决策相对于新建桥梁在经济上是不合理的。利用ACD或ACR可解释“农村公路养护技术对策”中桥梁改造方案的经济决策问题。
3.经济决策原则的拟定
鉴于《公路桥涵设计通用规范》（JTG D50-2004）中已经取消汽-10和汽-15级活载，据此应该提高农村公路桥梁的经济决策等级，即将农村公路桥梁改造加固的经济决策视为公路二级桥梁考虑。具体内容遵照《公路养护技术对策》中关于旧桥改造方案的经济决策原则。以总效益最高或费用最低为基本目标，并以改建或加固可能投入的资金额度作为约束要求，择优决策改造方案。满足以下条件的可改建：第一，对于20～30年桥龄的，加固费用超过新建费用的50%，加固后寿命低于设计寿命60%的桥梁；第二，对于30～40年桥龄的，加固费用超过新建费用的40%，加固后寿命低于设计寿命40%的桥梁；第三，对于40年以上桥龄，加固费用超过新建费用的30%，加固维修后寿命低于设计寿命30%的桥梁。
摘要：本文应用全寿命周期理论，制定普通公路小桥涵改造决策方案，将全寿命成本分析从加固施工阶段的一次性投入拓展到旧桥加固后的整个生命周期，同时兼顾旧桥加固项目生命周期内的社会成本和环境成本。并通过铁岭某普通公路桥梁计算实例说明决策方法。计算结果为ACR=2.7642> 1，ACD=25.0356>0，说明该桥的改造方案选择旧桥加固较建新桥从经济角度出发更为合理。
关键词：全寿命周期理论；小桥涵改造；决策方法
1.引言
普通公路桥梁由于长期的快速发展，存在大量的养护资金缺口，长期缺乏必要的加固改造，已经在一定程度上影响了普通公路的交通运输。由于桥梁维修改造是一个复杂系统，影响其质量和使用功能的因素众多，这些因素与桥梁质量和使用功能之间的关系错综复杂，本文引入全寿命周期成本理论，其意义在于对加固旧桥还是改建新桥的方案，在经济上做出评价。
2.全寿命周期理论
2.1加固建设期成本分析
桥梁加固建设期成本包括与加固工程建设有关的直接费用和间接费用。加固直接费用就是各种资源的总消耗费用，应以实际花费为准，见式1。间接费用主要包含施工期间因限制或中断交通所导致的间接损失费用；施工期暂时租用土地给社会农业和国民经济造成的损失费用；施工期环境污染费用三个部分。通常情况下，间接费用占直接费用的40%。
（1）
—桥梁加固直接费用，万元；
—施工设备和材料的消耗，万元；
—各种人员的工资，万元；
—其它加固直接费用，万元。
2.2加固桥梁运营期成本分析
加固桥梁寿命周期成本除了包括上述直接费用、间接费用外，还有三方面费用应计入桥梁寿命周期内所发生的费用，桥梁寿命周期内所须进行的常规检查和养护的费用，寿命周期内所须进行的桥梁维修的费用及由此引起的经济损失的费用，运营期间环境污染费用。
1. 桥梁寿命周期内所须进行的常规检查和养护的费用。加固后的桥梁与新建桥梁相比，日常检查和养护比较频繁，所需费用也会增多。常规检查和养护属于小修保养工作，一般不会影响桥梁通行能力，所涉及费用只包括人工费，油漆更换栏杆、局部修理等所消耗的材料费和机具费等等。全寿命周期内的常规检查和养护的费用可按式2计算。
（2）
—桥梁寿命周期内所须进行的常规检查和养护的总费用，万元；
—社会折现率，%；；
—每年桥梁的常规检查和养护费用，万元；
—桥梁的寿命周期，年。
2. 寿命周期内所须进行的桥梁维修的费用及由此引起的经济损失的费用。桥梁维修指的是修理、更换桥梁结构的较大损坏构件，如中小桥梁支座、伸缩缝等，桥面系的翻新铺装。桥梁维修一般要求限制交通，甚至会中断交通，可按式3计算。
（3）
—寿命周期内所须进行的桥梁维修的费用及由此引起的经济损失的总费用，万元；—第j次桥梁维修的直接费用，万元；
—第j次桥梁维修时所造成的用户经济损失的费用，万元；
—第j次桥梁维修时所造成的相关产业的关联损失费用，万元；
—第j次桥梁维修时暂时租用土地造成的损失费用，万元；
—桥梁加固后到第j次桥梁维修的时间间隔，年。
3. 运营期间环境污染费用。桥梁运营期间环境污染包括车辆排放的尾气对人体健康、植被和桥梁结构等造成的损害，交通噪声和振动产生的危害，车辆轮胎和桥面磨损产生的粉末扬尘危害等。一般可通过当地调查或专家咨询的方式估算出年环境污染费用，假设寿命周期内的此项费用不变，则寿命周期内的环境污染费用，可由下式4计算。
（4）
综上，桥梁加固工程的寿命周期成本。
2.3新建桥梁寿命周期成本分析
新建桥梁的寿命周期成本应包括修筑全新桥梁时产生的直接、间接的费用和寿命周期内产生的其它费用。计算公式见式5。
（5）
—桥梁结构的初始建设费用；
—寿命周期内环境污染费用；
—施工期因限制或中断交通所导致的经济损失的费用；
—交通设施费用；
—施工期暂时租用土地给社会农业和国民经济造成的损失费用；
—桥梁寿命周期内所须进行的常规检查和养护的费用；
—寿命周期内所须进行的桥梁维修的费用及由此引起的经济损失的费用；
—新建桥梁时引起的路网改线费用；—拆除旧桥的费用。
2.4经济评价指标ACD、ACR
在确定新建桥梁和加固桥梁的寿命周期成本的基础上，可以进行经济效益评价。由于新桥和加固桥梁的寿命周期不同，折算为年值成本评价较为合理，故可采用以下两种经济评价指标：年值成本差ACD和年值成本比ACR。
（6）
（7）
—新建桥梁的寿命周期，年；
—加固桥梁的寿命周期，年。
若计算结果ACD>0或ACR> 1，则说明桥梁加固相对于新建桥梁在经济上是合理的；若ACD≤O或ACR≤1，则说明桥梁加固的决策相对于新建桥梁在经济上是不合理的。利用ACD或ACR可解释“农村公路养护技术对策”中桥梁改造方案的经济决策问题。
3.经济决策原则的拟定
鉴于《公路桥涵设计通用规范》（JTG D50-2004）中已经取消汽-10和汽-15级活载，据此应该提高农村公路桥梁的经济决策等级，即将农村公路桥梁改造加固的经济决策视为公路二级桥梁考虑。具体内容遵照《公路养护技术对策》中关于旧桥改造方案的经济决策原则。以总效益最高或费用最低为基本目标，并以改建或加固可能投入的资金额度作为约束要求，择优决策改造方案。满足以下条件的可改建：第一，对于20～30年桥龄的，加固费用超过新建费用的50%，加固后寿命低于设计寿命60%的桥梁；第二，对于30～40年桥龄的，加固费用超过新建费用的40%，加固后寿命低于设计寿命40%的桥梁；第三，对于40年以上桥龄，加固费用超过新建费用的30%，加固维修后寿命低于设计寿命30%的桥梁。