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第 8期 价值工程在混凝土方案比选中的应用 6 5 价值工程在 混凝 土方 案 比选 中的应用 蔡欣 ( 1 中铁大桥局集团武汉桥梁科学研究院有限公司， 湖北 武汉 4 3 0 0 3 4 ； 2 桥梁结构安全与健康湖北省重点实验室， 湖北 武汉 4 3 0 0 3 4 ) 摘要： 在西堠门大桥项 目中， 运用给分定量法对该桥 北锚碇? 昆 凝土配合比方案进行功能分析评价， 并对每种方案 成本进行分析计算， 最后运用价值工程原理综合分析计算方 案价值， 根据价值评价结果选择最优方案， 从而达到保证工 程质量并节约工程造价的 目的 。 关键词：价值工程 ； 混凝土； 配合比； 方案比选 I 引 言 价值工 程 ( Va l u e E n g i n e e r i n g ， 简称 VE) 是 以 提高产品( 或作业) 价值和有效利用资源为 目的， 通 过有组织的创造性工作 ， 寻求用最低 的寿命周期成 本 ， 可靠地实现使用者所需 功能的一种管理技术 。 其“ 价值” 是一个相对的概念 ， 是指作为某种产品( 或 作业) 所具有的功能与获得该功能的全部费用 的比 值 。其一般表达式为 V=F C， 式 中， 表示价值 ； F 表示研究对象的功能， 广义讲是指产品或劳务 的功 用和用途 ； C表示成本 ， 即寿命周期成本 。 价值工程的工作程序 ， 实质就是针对产品的功 能和成本提 出问题 、 分析问题 、 解决问题的过程。其 工作步骤见表 1 。 就施工企业而言， 定义 中的“ 作业” 是指提供一 定功能的工艺 、 工序 、 作业、 活动等 。运用价值工程 分析的 目的是为“ 作业” 选择功能既能满足要求、 又 能节约成本 的最优技术方案 ， 从而达到保证工程质 量并节约工程造价的目的 1 。本文 以西堠门大桥 工程为例 ， 介绍价值工程在该桥北锚碇混凝土方案 比选工作中的应用。 2 价值工程的应用 为保证施工质量 、 降低工程造价 ， 在混凝土方案 比选工作中， 灵活运用价值工程原理 ， 优选出高性 表 1 价值工程工作步骤 能、 低成本的混凝土方案 ， 从 而节省 了工程造价 ， 创 造了经济效益 。 2 1 选择研究对象 西堠 门大桥是连接舟山本岛与宁波的舟山连岛 工程五座跨海大桥 中技术要求最高的特大型跨海桥 梁 ， 主桥为两跨连续钢箱梁悬索桥 ， 主跨 1 6 5 0 r n ， 设计通航等级 3万 吨、 使用年限 1 0 0年。该桥 的土 建工程部分主要分为南 、 北桥塔和南 、 北锚碇这四大 部分。其 中北锚碇位 于册子岛门头 山犄角 ， 采用重 力式扩大基础锚 ， 尺寸约为 6 0 1T I 8 0 1 T I 5 2 1T I ， 底 部标高为一5 0 I T I ， 锚体 由锚 块、 散索鞍 支墩及基 础、 连接部 、 前锚室及横梁等组成 。 北锚块混凝土分 2 7 层浇筑 ， 共计 8 2 万方混凝 土， 每层布设降温冷却水管 ， 采用大体积混凝土温控 技术 ， 控制施工质量。锚碇混凝土方量最大， 因此 ， 选择锚块混凝土作为价值工程研究对象。按照不 同 强度等级混凝土的工程量多少排序可知 ， C 3 0混凝 收稿 日期 ： 2 0 1 2 -0 1 1 7 作者简介： 蔡欣( 1 9 8 o 一) ， 男， 助理工程师， 2 0 0 6 年毕业于武汉理工大学土木工程专业， 工学学士， 2 0 0 9 年毕业于武汉理工大学项目管理专 业 ， 工程硕士。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 6 6 桥梁检测与加 固 2 0 1 2年第 l 期 土的工程量最多 ， 因此 ， 选择 C 3 o混凝土配合 比进 行价值工程分析。其他强度等级混凝土可依此分析 方法进行价值工程分析 。 2 2 相关资料的搜集 通过采购部 门的调研 ， 按照“ 就地取材 ， 保证质 量” 的原则 ， 结合施工组织设计要求 ， 确定 了混凝土 原材料种类及主要品质要求如下 ： ( 1 )水 泥。江苏 南 京 双猴 牌 和华 新 金 猫 牌 P S 3 2 5 矿渣水泥， 各项指标符合规范要求 。 ( 2 )砂。福建闽江中砂 ， 细度模数为 2 4 2 8 ， 各项指标符合规范要求 。 ( 3 )碎石 。大东方料场碎 石， 颗粒级 配为 5 3 1 5 mm连续粒级 ， 各项指标符合规范要求。 ( 4 )水 。自来水 。 ( 5 )粉煤灰。江苏谏壁 电厂 的 I级粉煤灰， 各 项指标符合规范要求。 ( 6 )外加剂 。江苏博特 J M_ 减水剂和大桥公 司 R B减水剂 ， 各项指标符合规范要求。 2 3 功能分析 混凝土功能分析分 2步进行 。 ( 1 )第 1步工作是进行功能定义。根据功能分 类按其功能的重要程度 进行分类 ， 混凝土的基本功 能是满足规范要求 ， 其子功能主要是能满足施工要 求。由于施工方案设计混凝土是采用现场泵送施工 ， 因此应按泵送混凝土规范要求指标， 对其进行检验。 ( 2 )第 2步工作是进行功能整理 。在功能定 义 的基础上 ， 根据混凝土配合 比内在的逻辑联系 ， 采取 剔除、 合并 、 简化等措施对功能定义及其规范要求进 行如下 整理 ： 规范 要求 。试 配 2 8 d强 度 大 于 3 8 3 MP a ； 大体 积混 凝土 每方水泥 用量不宜 超过 3 5 0 k g 。 施工需要。坍落度 1 8 0 2 1 0 mm； 半小 时坍落度损失小于 2 0 mm； 终凝时间大于 6 h 。 2 4 功能评价及方案创造 根据以上分析可以看出， 分析对象必须满足规 范要求和施工需要 。采用什么样的配合 比来保质保 量地完成施工 ， 是价值工程所要研究解决的中心课 题。因此， 根据既要质量高 ， 又要便于施工， 还要节 约造价的原则 ， 通过大量配合 比试验 ， 剔除不满足规 范要求 的配合 比后 ， 选 出 4个 C 3 0混凝土配合 比方 案作进一步价值工程分析， C 3 0 混凝土配合比方案 见表 2 。 表 2 C 3 0混凝土配合比方案 注 ： ( ) 内为材料 品牌 。 2 5 方案评价 对方案进行评 价的 目的是发挥优势 ， 做出正确 的选择 。首先运用给分定量法进行方案评价 ， 具体 见表 3 。表 3的评价指标体系说明： ( 1 )强度指标。强度太高说 明混凝土 中胶凝材 料用量过多 ， 不经济 ， 因此得分最低 。 ( 2 )坍落度指标。坍落度太高， 混凝土容易离 析， 坍落度太低 ， 混凝土不宜泵送 。 ( 3 )半小时坍落度损失指标 。由于施工现场混 凝土运输距离较长 ， 并有间歇 ， 因此应保证半小时内 混凝土施工性能不降低。 ( 4 )水泥用量指标。由于锚碇为大体积混凝土 施工 ， 为减少水化热 ， 必须严格控制水泥用量 ， 在达 到强度要求的前提下， 水泥用量越少越好 。 表 3 运用给分定量法进行方案评价 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 总第 8 期 价值工程在混凝土方案比选中的应用 6 7 ( 5 )凝结时间指标 。锚碇施工虽然分层浇筑 ， 但方量较大 ， 一般最少需要 3 h才能浇筑 1 层 ， 施工 现场可变因素较多， 因此 ， 凝结时间越长越好 。 由表 3可知 ， B方案得分最高 ， 其次为 A方案 ， D方案得分最低 。对得分结果进行分析可 以发现 ， B方案之所以得分最高 ， 是因为与其他方案 比较时 ， B方案的功能是最优的。事实上虽然在每个指标进 行 比较时， B方案混凝土性能最好 ， 但是从成本角度 分析 ， 其是否也是最优存在疑 问， 因此 简单地认为 B方案为最优方案是难以令人信服 的， 表 3中设置 的指标体 系还不能充分证明究竟 B方案和其他 3 个方案孰优孰劣 ， 必须进一步评价 。为此特从成本 角度进行进 一步方 案评价 ， 成 本角度 方案 评价 见 表 4 。 表 4 成本角度方案评价 方案评价 每立方米单价 元 材料 每 吨单价 元 A B C D 注 ： 表中单价包括 了运输价格。 由表 4可知， AD方案每立方米单价总金额 分别为 2 5 8 8 ， 2 4 2 5 ， 2 4 5 6 ， 2 3 5 0元， 从成本 角度 分析可 以看 出， D方案每方混凝土造价是 4个方案 中成本最低 的。但从功能上看 ， D方案的混凝 土性 能却是 4个方案 中最差 的。因此 ， 采用价值工程进 一 步对方案进行评价， 价值工程方案评价见表 5 。 表 5 价值工程方案评价 方案 功能得分 F A 6 5 B 9 O C 6 0 D 2 5 价值 V=F C O 2 5 O 37 0 2 4 0 1 1 由表 5可知 ， B方案的价值最高 ， 其不但很好地 满足了规范和施工要求 ， 并且成本也趋于合理 ， 因 此 ， 选择 B方案为最优方案。 2 6 效果总评 提升价值 的方式有 5种 ： 增 强功 能成本不 变； 功能不变成 本降低 ； 增强功能降低成本 ； 大幅度增强功能 ， 小幅度增加成本 ； 减少部分 功能 ， 大幅度降低成本 。其 中， 最理想 的方式是第 3 种， 既增强了功能， 又降低了成本， 但这种方式是最 难实现的。从以上 的配合 比方案 比选 中可以看 出， B方案是采取了第 4种形式， 增加了部分成本 ， 大幅 度增强了功能 。 按北锚碇的 8 2万方混凝土计算 ， A方案混凝 土成本 为 2 1 2 2 1 6万 元 ， B方 案 混 凝 土成 本 为 1 9 8 8 5 万元 ， C方案混凝土成本为 2 0 1 3 9 2万元 ， D方案混凝土成本为 1 9 2 7万元 。选择 B方案为最 优方案 ， 其成本 比 A方案节约了 1 3 3 6 6万元 ， 比 C 方案节约了 2 5 4 2万元 ， 比 D方案多投人 6 1 5万 元 ， 该方案提高了混凝土的性能 ， 较好地满足了规范 及施工要求， 达到了提升混凝土配合比方案整体价 值的 目的。 3 结语 在西堠 门大桥项 目中还有许多方案比选运用了 价值工程原理， 如 ： 在先导索过海方案 中， 突破传统 技术方案束缚 ， 在 国内率先采用直升机牵 引技术方 案， 并在未封航条件下成功实施先导索过海 ； 在主缆 平行钢丝的选择上， 采用 1 7 7 0 MP a平行钢丝， 提高 了钢丝强度级别 ， 减轻 了主缆 自重， 从而相应地减少 主缆索股数 ， 减小塔 、 锚的规模 ， 缩短施工周期 ， 由此 降低了工程造价 ， 并且满足跨径要求 ， 其经济效益明 显。从项 目的方方面面均看到了价值工程的成功运 用 ， 为项 目方案 的优选提供 了较好的理论依据 。价 值工程将会在更多的项 目 及领域中得到运用， 可为 基础设施建设节约资金 ， 创造价值。 参考文献 ： E 1 3 张诗浪浅谈应用价值工程控制工程造价 J 现代企 业文化 ， 2 0 1 0 ， ( 1 4 ) ： 1 1 8 1 1 9 E 2 3 计琳应用价值工程比选道桥工程设计的可行性方 案 J 城市道桥与防洪， 2 0 0 8 ， ( 8 ) ： 1 4 1 1 4 2 - 3 3 王智全价值工程在装配工艺中的应用I- J - 1 湖南工业 职业技术学 院学报 ， 2 0 0 8 ， ( 2 ) ： 1 9 2 O 堡 0 。 c一 & 本一 捣 成 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m