运用价值工程优化设计方案 [巧用“价值工程”进行桥梁设计方案的比选]
时间：2019-05-28 03:22:54 来源：柠檬阅读网 本文已影响 人 
摘要：价值工程是一门显著降低项目成本、提高资金效率、提升价值的资源节约型管理技术。价值工程从技术和经济相结合的角度，以多学科团队工作方式，注重项目功能分析和评价，通过持续创新活动优化方案，降低项目或产品的全寿命期费用，提升各利益相关方的价值。价值工程为建设节约型社会以及企业持续创新提供新的思路和科学方法，可广泛应用在国民经济建设的很多方面，本文将从一座危桥的加固和新建设计方案比选角度出发，对价值工程运用进行系统的探讨。
关键词：价值工程; 桥梁加固; 方案比选;命周期成本; 功能分析
Abstract: the value engineering is a significantly reduce project cost and improve the efficiency of capital, promoting value of resource conservation management technology. From the technical and economic value engineering terms of the combination of, multidisciplinary team to work in the way, pay attention to project function analysis and evaluation, through the continuous innovation activity optimization scheme and reduce project or product life cycle cost all, promote each stakeholder value. Value engineering for building the saving-type society and enterprise sustainable innovation and provide new thinking and scientific method, and can be widely applied in many aspects of the development of national economy, this paper is in an unsafe bridge reinforcement and the new design scheme is selected perspective, the value engineering application of the system are discussed.
Keywords: value engineering; The bridge reinforcement; The alternative schemes; Life cycle cost; Function analysis
中图分类号：K826.16文献标识码：A 文章编号：
一、价值工程的提出背景
庆兴大桥位于四川省××县境内，建成于1974年。桥梁全长101.8m、宽5.7m，为6×16m双曲空腹式拱桥，桥梁净跨径14.5m，矢高2.3m。由于该桥交通量大，长期受超载车辆的影响，所有桥跨主拱圈拱顶不同程度存在宽约1-4mm的横桥向贯穿裂缝，部分腹拱圈存在拱圈开裂、桥面下沉等严重病害，根据《公路桥涵养护规范》评定，其技术状况为四类桥，处于比较危险的状态，属于危桥。设计单位根据该桥病害提出了加固或者拆除重建两个初步建设方案，并对两个方案进行全面的技术经济分析，择优选择设计方案。
方案一：加固方案。本桥采用的加固方案为①在双曲拱原拱肋拱腹增加20cm底板，将双曲拱桥改造为箱形截面拱桥；②拆除原桥面铺装，在拱背及拱上填料增设横挑梁，将桥面宽度增至7m，用于增设人行道。经过加固改造后，该桥全长101.8m、宽7m，该桥的承载能力达到公路-Ⅱ级荷载标准，设计使用年限15年。该方案的概算总造价为139.99万元。
方案二：拆除重建。因本桥技术状况较差，可将原桥完全拆除，再按照现行公路-Ⅰ荷载标准重新建设新桥。新建桥梁全长106.8m、宽7.5m，采用6×15m预应力混凝土空心板桥，下部结构采用双柱式桥墩、U形桥台。该桥建成后使用年限为50年，项目概算总造价为369.99万元。
比较方案一和方案二可知，采用加固方案投资省，但桥梁的使用年限和承载能力不如新建方案好，且加固方案失败的风险较大。反之，新建方案承载能力高，施工技术成熟，失败风险较低，但项目投资是加固方案的2.6倍。因此，两个方案各有优缺点，那么我们既不能简单从投资角度选择方案，也不能简单从技术角度选择方案，必须将技术和经济结合起来，才能科学得出最优方案，显然，“价值工程”为这一问题的解决提供了一个有效的解决途径。
二、价值工程在庆兴大桥比选中的具体运用
（一）、确定价值工程对象，确定拟定建设方案
庆兴大桥由于桥梁主体结构病害，导致桥梁承载能力降低，不能满足交通通行需要，需要进行加固或重建。因此本项目价值工程对象选择较为简单，即选择“庆兴大桥恢复交通通行能力”作为价值工程的分析对象。确定价值工程对象后，接下来的工作就是拟定价值工程的评价方案，由于庆兴大桥属于既有线路上的桥梁，为保持现有交通顺畅，不额外占用土地资源等，不考虑另址建设方案，因此本项目拟定了两个建设方案，即原桥加固和原址重建，这两个方案详细情况在“价值工程的背景提出”已经进行了详细介绍，此处不再赘述。
（二）收集相关资料，选择功能指标体系
根据价值工程原理，在庆兴大桥拟定比选方案后，应该系统的进行功能分析，因此需要从项目可研、设计、施工、建成使用等各个环节收集资料，资料收集包括几方面的内容，一是建造方面的资料，包括设计图纸、施工技术资料等；二是交通适应能力资料，包括当前、远期交通流量，地方经济发展规划、地方交通发展规划等；三是类似桥梁资料，包括类似桥梁加固经验或风险，使用过程中存在的问题。
把庆兴大桥作为一个独立完整的“产品”进行功能定义和评价，功能指标系统的选取，主要考虑对桥梁恢复交通通行有直接影响的因素。组织用户、设计单位、施工单位组成专家组，经过认真讨论，选择必要功能，去掉不必要的功能后，拟定了5个功能指标，一是桥梁满足通行荷载能力的要求的荷载等级指标（F1），二是考虑拱桥加固或新建技术可靠性的安全可靠性指标(F2)，三是满足现在及未来交通通行需求的交通适应能力指标(F3)，四是抵抗地震、洪灾等自然灾害的抗灾能力指标(F4)，五是与地方环境适应，起美化作用的桥型美观指标(F5)。
（三）确定方案成本系数
寿命周期成本是指建设项目从筹建至使用结束整个过程的全部费用，包括：
生产成本：产品从可研到建成交付用户使用为止的全部费用
使用成本：用户在使用过程中发生的各种费用
因此，寿命周期费用＝生产成本+使用成本，即C＝C1+C2
现在对庆兴大桥的加固和维修方案寿命周期成本分析如下：
方案一（加固维修方案），该项目使用年限为15年，根据当地同类项目加固维修经验，该项目在使用期限内不再进行大修，但每年需进行小修保养，按照《四川省公路小修保养工程经费预算编制办法》，本桥按三级路大桥考虑，其年度小修保养经费为5014元/（年•1000㎡桥面），桥梁检查经费按50元/(延米•年)计算，因此C2 =101.8×7×5014/1000+101.8×50=8663元/年。因此按费用年值法计算方案一的年度成本，参照银行同期贷款利率（本项目属公益项目，不考虑其他风险），结合《建设项目经济评价方法与参数》（第三版），本项目经济评价基准收益率i取值为7%，因此项目寿命周期总成本年值C=C1×(A/P,7%,15)+C2=1399900×0.1098+8663=162372元/年。
方案二（新建方案），该项目使用年限为50年，根据当地同类项目加固维修经验，该项目按15年一次大中修，在使用期内需进行三次大中修，同时每年进行小修保养，因此需计算大中修和小修保养成本。小修保养费用计算方式同方案一，因此C21 =106.8×7.5×5014/1000+106.8×50=9356元/年。每次大修费用按建设成本的15%计算，项目经济评价基准收益率i取值为7%，C2=3699900×15%×（（P/F,7%,15）+(P/F,7%,30)+（P/F,7%,45））(A/P,7%,50)+ C21=3699900×0.15×(0.3624+0.1314+0.0476)×0.0725+9356=31140元/年。因此项目寿命周期总成本年值C=C1×(A/P,7%,50)+C2=299383元/年。
在确定了各方案年度成本，即可计算项目成本评价系数，其计算公式为某方案成本评价系数=某方案成本年值/∑各方案成本年值之和。各方案成本评价系数如下：
C方案一=162372/(162372+299383)=0.352
C方案二=299383/(162372+299383)=0.648
三、结语
价值工程法作为一门工程管理技术在建设工程领域的应用前景广阔，他可用于方案的选择、技术的改进、成本降低等方面，通过集体的智慧活动，创造性提出问题的解决方案。价值工程法将价值、功能、成本作为一个有机的整体进行研究，有效的提高了项目的功能，同时降低成本，使得项目价值最大化。
(1)价值工程法着重提高产品的整体价值。他兼顾功能和成本因数，其目的是用最低的寿命周期成本得到人们所需要的功能，即“价值”最大化。价值工程法不同于成本管理或质量管理等其他方法，把功能与价值的内在联系通过V=F/C清晰的表达了出来。通过价值工程法的运用，而且降低了产品的成本，从而增强产品竞争力。
(2)价值工程法的核心是对产品的功能进行分析。价值工程法能从多个方面考虑项目产品的影响因素，即对主要影响产品“功能实现”的因素进行分析和评价，保留了必要功能和基本功能，去除了不必要功能和过剩功能，促进项目产品功能的完善。
(3)价值工程是以集体的智慧开展的有组织有计划的管理活动。价值工程活动需要组织科研、设计、建造、管理、养护、造价等各方面有经验的人员参加，组成一个智力结构合理的集体，发挥各方面、各环节人员的知识和经验，搏采众人之长，达到提高产品价值的目的。
参考文献：
[1] 《建设项目经济评价方法与参数》（第三版）中国计划出版社，2006年。
[2] 《工程造价管理基础理论与相关法规》中国计划出版社，2010年。
[3] 《公路工程造价基础理论与相关法规》人民交通出版社，2011年 。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
