市政工程中的钢箱梁及桥面铺装UHPC造价管理的典型案例分析及体会

摘要：建筑市场竞争越来越激励，如何建设质优、造价低、工期短、使用年限长的施工产品成为每家施工企业毕生的追求。所以合理有效的控制成本、降低消耗并保证质量，才能提高经济效益。作为造价咨询管理单位，如何帮助业主合理控制成本、提高效益，是工作的重点。新材料、新工艺的造价更是重中之重。

关键字：  钢箱梁 、 UHPC成本分析与控制

钢箱梁又叫钢板箱形梁，是大跨径桥梁常用的结构形式。一般用在跨度较大的桥梁上，因外型像一个箱子，故叫做钢箱梁。钢箱梁一般由顶板、底板、腹板、横隔板、纵隔板及加劲肋等通过全焊接的方式连接而成。其中顶板为由盖板和纵向加劲肋构成的正交异性桥面板，有足够的承载力度。由于钢箱梁是在工厂内进行加工，大大地缩减了施工工期，为很多项目减少施工断交的影响，顶推法的施工工艺又将阻断交通的时间将至最低。

    钢箱梁主要用于高速公路，而该项目xxxxxx市政道路建设项目为云南省内市政道路建设上首次采用钢箱梁结构，其安装方法为吊装法及顶推法。本文以该项目的钢箱梁施工为例，介绍现场的钢箱梁施工方法及/桥面铺装造价控制。

2.2项目概况：本项目位于云南省境内，道路全长719.315m，红线宽度60m，双向8车道，设计时速60KM/H，属城市主干路。其中，474.32米为路基段，245米属于桥梁段。桥梁段为上跨一条高速公路，全桥按四幅桥布置，内侧两幅主线桥，外侧两幅辅道桥，主线桥宽12m，辅道桥宽10.25m。桥梁跨径布置（35+45+35）+（30+35+35+30）=245米。

  全线桥梁上部结构全部采用钢箱梁结构，两种跨径组合的钢箱梁均采用等高度梁，梁高2.1m；主线桥挑梁宽度2.2m，辅道桥挑梁宽度1.7m；主线桥间距为5.0m，主线桥与辅道桥间距为5.5m；路面至钢箱梁底净距7.12m。下部结构均采用独柱折线型桥墩，采用钢筋混凝土结构。承台采用矩形承台，承台埋深不小于0.5m。承台采用钢筋混凝土实体结构，桩基采用4根直径为1.2m钻孔灌注桩。桥台采用重力式桥台，桩基采用钻孔灌注桩，其中主线桥采用7根直径为1.2m钻孔灌注桩，辅道采用6根直径为1.2m钻孔灌注，桩基以⑤3层砂岩作为桩端持力层，桩长18m～56m。桩端全断面进入持力层的深度不小于4.8m。

该项目共设4座钢箱桥，其中包括主线桥2座，辅道桥2座，每座桥均为2联。钢箱桥在工厂加工制作为296个节段，用挂车运至现场，其中跨高速公路的四联采用步履式顶推施工，其余四联用汽车吊吊装施工。步履式顶推节段数为132个节段，汽车吊吊装节段为164个。

目前钢箱梁的施工方法，基于现场条件，基本都是在厂家分段加工，再运至现场拼装、安装及整体吊装。实际方案的选择主要依据施工单位的技术能力、运输方式、安装方式、现场条件等因素综合确定。

3.1 基本制作流程

钢材购置→材料运至加工厂→制作加工成钢箱梁单元→运输→吊装→拼装→步履式顶推、落梁→钢箱梁焊接调整→涂装

3.2 钢箱梁的运输

  本着安全可靠、经济适用、实际可操作、高效迅速的运输方案设计原则。考虑到运输距离、设备规格及重量等情况，应采用最适合的运输方式，降低运输总费用，最大限度的减少运输成本。由于部分节段超宽、超重、超长，必要时路政部门备案，请路政交警开道引路。

3.3 钢箱梁的吊装方案

  本工程中钢箱桥采用一般吊装方法吊装，即用汽车吊将钢箱梁吊到两临时承重支架位置进行拼装焊接。首先，汽车吊在桥坡水高的一侧进行支车，吊装第一段钢箱桥坡水高的一侧钢箱梁单元，再吊装第一段钢箱桥坡水低的一侧钢箱梁单元，挑檐部分待主箱体吊装完成后在进行吊装。按此步骤一次完成全部钢箱梁吊装。

3.4 钢箱梁顶推方案

顶推施工是在桥台的后方设置施工场地，分节段浇筑梁体，并用纵向预应力筋将浇筑节段与已完成的梁体连成整体，在梁体前安装长度为顶推跨径0.7倍左右的钢导梁，然后通过水平千斤顶施力，将梁体向前方顶推出施工场地。重复这些工序即可完成全部梁体施工。

3.5钢箱梁施工难点

1 钢箱梁跨越高速公路，在不影响高速公路通车的情况下对钢箱梁进行顶推法施工，对于施工进度和施工安全性要求高。

2 钢箱梁底部结构受力局限性大，要求顶推设备只能将支承力施加到钢箱梁腹板上，且顶推设备应具有高精度的支反力调节功能。

3 钢箱梁的焊接工艺是本工程的重点。 

4 合理的现场布置和施工顺序对工期的保证及钢结构工程顺利进行非常重要，也是本工程的重点。

4.1 钢箱梁的加工制作

钢箱梁的加工制作成本是进行钢箱梁桥建设的一项重要费用，包括：

1、采购费用，钢箱梁的成本很大一部分便是钢箱梁的采购。而制作钢箱梁的主要材料是钢板，其他还有焊接材料、高强螺栓、防腐涂装材料。该项目主要采用的是Q345qD。

2、钢箱梁的加工费，包括厂内制作及工地安装两个阶段。

3、运输费用，钢箱梁重量较大，有些节段长度较长，故应最适合的运输方式，降低运输总费用，最大限度的减少运输成本。

4、焊缝无损伤探伤检测费用，焊接结束后再焊缝位置按照无损探伤检验要求进行打磨，在焊接结束24小时后进行。先是由我方人员对焊缝做100%检测，检测合格后向第三方验证机构提出检验报告。所有焊缝的检测第一步是对焊缝焊缝外观的检查，外观检查合格后根据焊缝的位置、焊接方法、受力情况进行相对应的无损检测。焊缝无损检验质量等级及探伤范围如下表：

由于钢箱梁制安涉及的工作内容较多，涉及制作、预拼装、安装、运输、焊缝检测、油漆、安全防护、施工措施等工作内容。而在拦标价编制阶段，钢箱梁的安装方案设计并未明确，导致了安装费用的不确定；其次钢箱梁安装时相应的防护措施无法在拦标价编制时考虑明确；再次是焊缝检测的工程量无法准确计算等。如果分项列清单，首先不利于过程中的成本管理，其次是结算时容易导致纠纷。从过程管控成本的角度出发，把涉及钢箱梁的工作内容合并在一个清单项下，项目特征准确、全面、细致描述工作内容后，投标单位根据自身情况综合考虑报价，可以避免结算时不必要的纠纷及麻烦。

4.2  超高性能混凝土UHPC

    桥面铺装的质量与效果直接影响车辆行驶的安全性和舒适性、投资效益及社会效益。而钢箱梁桥面铺装由于直接承受着交通荷载且处于极不利的外界环境中，桥面铺装一旦发生破损，对交通的影响和危害很大，维修更困难，所以对钢箱梁铺装对材料、结构的要求比通常的路用材料要求更高。满足足够强度与刚度、良好的变性随从性、适当的铺装层厚度、良好的防水性能与抗裂性能、良好的高温稳定性与抗剪能力、良好的抗疲劳性能、良好的表面功能等是钢箱梁桥面铺装材料的选择标准。

    而该项目xxxxxx市政道路建设项目使用的钢箱梁桥面铺装材料如下图钢梁铺装结构简图 。由于钢箱梁极易生锈，故需对钢箱梁进行除锈、防腐、防水处理后再进行钢箱梁桥面铺装层施工。铺装层采用的是下层为50mm超高性能混凝土UHPC铺装层，粘结层为SBR改性乳化沥青，铺装上层为50mm沥青玛蹄脂碎石混合料（SMA-13）。而设计图纸在超高性能混凝土UHPC铺装层中布置M10*40焊钉和CRB550级E6型冷轧带肋钢筋焊接网，主要原因是钢箱梁桥面有6%的纵坡。

超高性能混凝土UHPC堪称耐久性最好的工程材料，“超高性能混凝土”包含两个方面“超高”，即超高的耐久性和超高的力学性能，而适当配筋的UHPC力学性能接近刚结构，同时UHPC具有优良的耐磨、抗爆性能。因此，UHPC特别适合用于大跨径桥梁、抗爆结构(军事工程、银行金库等)和薄壁结构，以及用在高磨蚀、高腐蚀环境。目前，UHPC已经在一些实际工程中应用，如大跨径人行天桥、公路铁路桥梁、薄壁筒仓、核废料罐、钢索锚固加强板、ATM机保护壳，等等。可以预计，还会有越来越多的应用。

由于该项目我负责的为全过程造价咨询，包括工程量清单及招标控制价的编制、过程管理及结算审核。而上述铺装材料中的超高性能混凝土UHPC，该材料在云南属于新型材料，其价格很难确定，且云南没有供应商生产，后在上海询到相关的厂家生产，该厂家报的价格较高，“目前不同性能的超高性能混凝土UHPC造价也不同，用于结构主要受力的部位（如柱梁、桥墩等）由于受力性能要求较高，造价相对较高在10000元/m3以上；用于次要受力部位（如桥面铺装等），由于受力性能相对较低，造价也相应较低，在8000～10000元/m3左右”。加之上海至昆明距离较远，运输费用无法估测，且UHPC配方涉及知识产权，一般不会公开其添加剂配方，若想在本地生产需要一笔很大的费用。在拦标价专家评审时，相应的专家也不知道超高性能混凝土UHPC具体在云南市场的实际价格，拦标价编制时只能按材料暂估价考虑计取。

在项目施工过程中，参与该项目建设的施工、监理、造价及建设单位均通过各种渠道打听及了解，该材料仅在上海等沿海地带使用较多，在云南属于新型材料，若继续使用超高性能混凝土UHPC，其建设成本将不可估量，不利于建设方成本管控及资金预算。故唯一的解决途径就是更换该种材料或改变施工工艺。我方还咨询了路桥相关设计单位，给出的意见为用C50混凝土加钢纤维替换。而负责该项目的设计单位考虑到桥面纵坡较大，该种方案不可行。后经设计单位考虑，决定将钢桥面铺装调整为（由上至下）：粘结防水层+3.5cm浇筑式GA-10+4.5cm高弹性改性沥青SMA-13，具体的施工方案如下图：

UHPC性能优越，但限制UHPC应用的最大障碍是其价格昂贵，其价格比普通混凝土高数十倍。相比UHPC，浇筑式沥青混凝土的价格便宜了一半。就该项目而言，在一定程度上在满足性能要求的基础上，达到了控制成本、节约经济的目的。

  钢箱梁由于能够在施工时最大程度地减少交通阻隔的时间，缩短工期，将会在以后的发展中得到更多的应用。本文仅对xxxxxx市政道路建设项目中的钢箱梁及桥面铺装造价做出做简单的叙述，希望能对以后的钢箱梁及桥面铺装造价提供一个参考。