摘要：成本控制是公路桥梁设计与管理的主要内容之一，对其工程建设的经济效益有着直接的影响。本文在对全寿命周期成本及其有关理论分析基础上，结合全寿命周期成本分析下的桥梁设计有关原则与注意事项，通过工程实例，对其具体设计实施进行研究，以为有关实践及研究提供参考。
关键词：全寿命周期；成本分析；桥梁设计；研究
桥梁工程的设计与建设环境情况较为复杂，容易受到多个外部环境的影响，其中包含工程建设地区的地质条件以及氯离子破坏作用、钢筋腐蚀等，对桥梁工程全寿命周期内的质量和性能形成相应的影响，对其正常运营与使用十分不利。全寿命周期理论作为一种新的理论，其在桥梁工程设计与建设管理中具有较为广泛的应用，且效果十分显著。从全寿命周期理论出发，对桥梁设计的各内容与环节进行优化，在确保其全寿命周期的各项性能与质量可靠的同时，对其成本进行合理控制，能够有效提升桥梁设计与建设的经济效益，具有十分积极的作用和意义。下文通过对全寿命周期成本分析的有关理论概述，结合全寿命周期成本分析下的桥梁设计基本原则与有关注意事项，结合工程实例，对其具体设计开展进行研究，以供参考。
1、全寿命周期理论与成本分析有关内容概述
基于全寿命周期理论的桥梁设计，实际是指在桥梁工程设计阶段，对其工程有关的全部过程与内容，包含桥梁设计与决策阶段、施工建设阶段、运行使用阶段、后期维护管理阶段等全部流程环节，进行有效把握和控制，以促进其整体设计优化提升，不断提高桥梁设计的质量和水平。一般情况下，桥梁工程的全寿命周期要比其工程使用期限长很多，并且桥梁工程的全寿命周期与其设计方案、施工技术与成本等因素之间存在密切的联系，桥梁工程的全寿命费用也是其全寿命周期的重要内容，主要包括工程建设全部过程中所投入的资金，其成本高低对工程设计与建设之间都存在直接的关系和影响，这就需要桥梁工程建设过程中，在充分考虑工程建设的实用性功能等情况基础上，对其全寿命周期建设成本进行最大化控制与优化，从而促进工程建设与运行管理的整体效益提升。
根据上述对桥梁工程全寿命周期有关内容的分析不难看出，桥梁工程的全寿命周期成本分析实际上就是指在桥梁设计阶段对桥梁工建设至寿命结束全部过程的整体成本进行明确，基于全寿命周期成本分析的桥梁设计中，对其设计方案的对比选择中，不仅需要对桥梁设计与建设的成本进行充分考虑，还需要针对桥梁建设完成后使用期间的维护管理等各项成本内容进行分析，通过将未开成本折现计算成净现值的方式，通过合理设计对其全寿命周期成本进行合理评估和分析。全寿命周期成本分析的主要目标在于通过最小化的全寿命投入，实现最优化的桥梁长期性使用获取，其成本分析的关键则在于在设计阶段对桥梁投入运行使用后的日常维护与管理等问题进行充分考虑，从而实现桥梁建设成本与社会成本、使用成本的综合评估，以确保其对资源的消耗使用最少，工程效益最高。
2、基于全寿命周期成本分析的桥梁设计原则与有关事项分析
结合上述对全寿命周期理论以及全寿命周期成本分析的论述，在开展基于全寿命周期成本分析的桥梁设计中，首先，其结构设计中应结合桥梁工程的全寿命周期成本分析法及其应用现状，通过完善的管理制度与设计规范制定，为桥梁设计提供相应的标准和依据。需要注意的是，在进行桥梁设计的管理制度与设计规范制定中，对桥梁设计的各个限值以及各类设计参数标准、新型施工技术与施工材料的推广应用等内容应进行明确，以确保其结构设计优化、合理，为桥梁工程的建设质量与成本控制提供保障。
其次，基于全寿命周期成本分析的桥梁设计还需要严格按照有关要求和标准进行设计执行，结合桥梁工程设计建设的目标以及实际情况，从专业技术规范与标准要求等方面出发，对其施工技术与建设成本、维护管理措施等进行合理设计，并注意加强桥梁工程耐久性与设计使用年限的控制管理，确保其设计方案得到优化提升。
最后，针对桥梁工程设计中的各种参数内容，利用全寿命周期成本分析法进行设计过程中，除对其各项因素进行考虑以进行桥梁工程建设的目标确定，以对其运营使用的质量效果进行保障外，还需要在设计中对不同等级的性能指标和参数设定的要求进行考虑，通过多次试验分析，对其最佳参数结果进行确定，以确保桥梁设计的质量和效果。
3、实例分析
以某预应力组合箱梁结构的桥梁设计情况为例，该桥梁结构的等跨梁桥跨径设置为20m，其中，上部横向采用四片小箱梁组成，并且该工程建设的环境标准为Ⅰ类，桥梁工程主梁施工中采用强度等级为C50的混凝土材料，桥梁支座设计为板式橡胶支座，采用GYZ与GYZF4系列的有关产品进行施工应用。结合该桥梁工程的有关情况，要求在进行桥梁设计中采用全寿命周期成本分析法，通过对其以往的工程有关资料分析，对其寿命周期进行合理划分设置后，从桥梁工程的耐久性、美观性与使用性等因素综合考虑，对其最终设计方案进行优化确定，以为该桥梁工程的建设与后期运营管理等提供支持。
在对该桥梁工程采用全寿命周期成本分析过程中，主要划分为三个阶段，即对桥梁预应力箱梁的寿命周期进行划分以及结合桥梁工程的不同寿命周期阶段对各项因素进行分析，并进行桥梁工程性能强化设计；最后，对不同设计方案进行全寿命周期成本分析，以实现最佳方案确定。
根据上述对某桥梁工程的全寿命周期划分情况，在结合各影响因素对其桥梁工程的性能进行强化设计中，对不同设计方案的全寿命周期成本分析对比中，需要从桥梁工程全寿命周期内的各成本因素进行全面考虑，以进行最优化设计方案确定。上述对某桥梁工程的设计分析中，分别采用四五类桥梁的“两段模式”与“三段模式”等不同设计方案上，以可量化工程成本分析项目为主，包含桥梁工程的定期维护成本、不确定成本与效益等成本项目进行对比分析，结果显示“两段模式”的桥梁设计方案最合理。如下图1所示，即为上述某桥梁工程箱梁“两段设计模式”的生命周期成本分析结果示意图。
图1
4、结束语
总之，对基于全寿命周期成本分析的桥梁设计研究，有利于促进全寿命周期成本分析在桥梁设计中的推广应用，从而提高桥梁设计水平，促进桥梁工程建设与使用整体效益提升。
参考文献：
[1]赵高锦，白旭光，代攀，等.桥梁结构全寿命成本及分析方法[J].公路交通科技（应用技术版），2019，15（04）：101-103.
[2]李春林.路桥施工机械设备管理中的全寿命周期管理策略探讨[J].四川水泥，2019（02）：61.
[3]吕世尊，关罡.基于全寿命周期的混凝土梁式桥设计探讨[J].公路工程，2018，43（05）：89-93.
[4]凌春辉.混凝土桥梁全寿命周期的耐久性设计[J].交通世界，2018（17）：126-127+130.
论文作者:费国盛
论文发表刊物:《防护工程》2019年11期
论文发表时间:2019/9/20
标签：寿命论文; 桥梁论文; 周期论文; 成本论文; 对其论文; 桥梁工程论文; 工程建设论文; 《防护工程》2019年11期论文;