橋梁加固設(shè)計(jì)方案的經(jīng)濟(jì)評價方法研究
——基于壽命周期成本的視角

2017-11-23 02:22:17田建輝

經(jīng)濟(jì)研究導(dǎo)刊 2017年34期

關(guān)鍵詞：建設(shè)期現(xiàn)值成本費(fèi)用

田建輝

（陜西交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院，西安 710018）

橋梁加固設(shè)計(jì)方案的經(jīng)濟(jì)評價方法研究
——基于壽命周期成本的視角

田建輝

（陜西交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院，西安 710018）

基于工程經(jīng)濟(jì)學(xué)中資金時間價值理念的指導(dǎo)，對成本年值動態(tài)分析方法加以運(yùn)用，分析橋梁加固設(shè)計(jì)在壽命周期內(nèi)所需支付的各項(xiàng)成本費(fèi)用，并構(gòu)建橋梁改造經(jīng)濟(jì)分析比選模型。由此，壽命周期成本視角下橋梁加固設(shè)計(jì)方案的經(jīng)濟(jì)評價方法得以提出，通過工程案例分析比選過程可知橋梁維修與加固方案。

橋梁；壽命周期成本；加固設(shè)計(jì)；比選模型

一、研究背景與理論基礎(chǔ)

（一）研究背景

在橋梁的整個壽命周期中，對其進(jìn)行及時維護(hù)與加固是十分必要之事。以往橋梁加工設(shè)計(jì)方案的選擇多以技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)為入手點(diǎn)，要求方案對技術(shù)的先進(jìn)性與可行性予以滿足。然而，在經(jīng)濟(jì)標(biāo)準(zhǔn)上，卻只將加固設(shè)計(jì)方案的初始投資費(fèi)用視為重點(diǎn)，忽略了對橋梁在運(yùn)營期支出的分析與評價。實(shí)際上，橋梁在運(yùn)營期的維修會增加其運(yùn)營成本，若只考慮橋梁在最初建設(shè)期的投資費(fèi)用而未對其整個壽命周期的費(fèi)用進(jìn)行計(jì)算便做出決策，是存在很大的片面性的。橋梁工程項(xiàng)目總成本的最小化，應(yīng)以其整個壽命周期為視角進(jìn)行造價與成本問題的把握。

（二）理論基礎(chǔ)——橋梁壽命周期成本構(gòu)成

以學(xué)者對橋梁壽命周期成本框架體系的研究為依據(jù)，本文認(rèn)為，橋梁壽命周期的成本應(yīng)是其在整個壽命周期內(nèi)所消耗的全部資源支出費(fèi)用的總稱，包括壽命期內(nèi)用于橋梁規(guī)劃、研究、設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)、施工、養(yǎng)護(hù)、監(jiān)測、維修、管理以及拆除等等全部環(huán)節(jié)作業(yè)所支出的費(fèi)用，通常，可劃分其為建設(shè)期與運(yùn)營期的支出費(fèi)用。橋梁加固設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性評價主要從其建設(shè)期費(fèi)用與運(yùn)營期費(fèi)用兩方面進(jìn)行把握，基于工程經(jīng)濟(jì)學(xué)原理中的資金時間價值理念，將橋梁在兩階段發(fā)生的費(fèi)用折現(xiàn)為同一時點(diǎn)的價值，通過向可加性函數(shù)的轉(zhuǎn)變，提供不同方案的比較。對成本年值動態(tài)經(jīng)濟(jì)分析方法加以采用，進(jìn)行備選方案經(jīng)濟(jì)模型的構(gòu)建，對不同方案的平均年費(fèi)用予以量化，然后做出綜合性判斷，最終確定優(yōu)選方案，即平均年費(fèi)用最小的方案，以此實(shí)現(xiàn)橋梁整個壽命周期成本支出的經(jīng)濟(jì)優(yōu)化。

二、基于壽命周期成本法的橋梁加固設(shè)計(jì)項(xiàng)目費(fèi)用分析

（一）建設(shè)期費(fèi)用分析

根據(jù)損益人的不同，橋梁建設(shè)期的成本費(fèi)用支出應(yīng)劃分為投資方費(fèi)用與用戶費(fèi)用兩部分內(nèi)容。

1.投資方費(fèi)用。在橋梁建設(shè)期，投資方的費(fèi)用支出主要有對舊橋原有的技術(shù)狀態(tài)進(jìn)行檢測與分析的評定費(fèi)用、舊橋加固設(shè)計(jì)方案所支出的設(shè)計(jì)費(fèi)用以及橋梁加固方案實(shí)施初期所支出的投資費(fèi)用，上述各項(xiàng)費(fèi)用分別用表示。其中，橋梁加固方案實(shí)施初期所支出的投資費(fèi)用主要包括建筑安裝費(fèi)、設(shè)備與工具購置費(fèi)以及用于橋梁工程建設(shè)的其他費(fèi)用，這些費(fèi)用可依據(jù)概算定額與國家制定的相關(guān)取費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)予以確定。

2.用戶費(fèi)用。在橋梁建設(shè)期，用戶的費(fèi)用支出主要包括五方面內(nèi)容：（1）橋梁加固施工對客貨運(yùn)輸費(fèi)用的提高額，其計(jì)算可以由橋梁施工之前的運(yùn)輸成本同加固施工階段所支付的運(yùn)輸成本的差額得出；（2）使附近公路交通擁擠或堵塞造成的損失，在施工階段，會有一部分原本能夠從橋梁處通行的車輛選擇分流至附近其他公路上，這會增加附近公路的交通量，進(jìn)而降低行車的平均速度，致使單位運(yùn)輸成本升高；（3）貨物在途時間過長造成的損失，這部分費(fèi)用是由貨物運(yùn)輸速度的減緩致使資金周轉(zhuǎn)時間延長而引起的，可根據(jù)在途物資所需資金利息的增加進(jìn)行計(jì)算；（4）旅客在途時間過長造成的損失，應(yīng)根據(jù)旅客在延長的時間內(nèi)原本能夠創(chuàng)造的價值所帶來的國民收入的增加進(jìn)行計(jì)算；（5）交通或貨損事故增加造成的損失，交通事故增加的費(fèi)用根據(jù)事故率差與事故平均損失費(fèi)用計(jì)算，貨損事故增加的費(fèi)用根據(jù)貨損率差與年度在途貨物平均價格計(jì)算。上述各項(xiàng)費(fèi)用分別用 ECU1、ECU2、ECU3、ECU4、ECU5表示。

由此可推知，橋梁加固設(shè)計(jì)在建設(shè)期的成本費(fèi)用支出為：

（二）運(yùn)營期費(fèi)用分析

為了向橋梁的正常運(yùn)營提供切實(shí)的保障，使橋梁的使用壽命最大限度地延長，應(yīng)在建設(shè)完成后對其進(jìn)行及時且必要的維修與加固，在加固運(yùn)營期，橋梁的成本費(fèi)用支出應(yīng)劃分為保養(yǎng)與維修工程支出凈現(xiàn)值、環(huán)保支出凈現(xiàn)值兩部分內(nèi)容。

1.保養(yǎng)與維修工程支出凈現(xiàn)值。在橋梁運(yùn)營期，對保養(yǎng)與維修工程的費(fèi)用支出凈現(xiàn)值進(jìn)行細(xì)分，還可包括三種類型：（1）保養(yǎng)與小修工程費(fèi)用的凈現(xiàn)值。指為了使橋梁以一種完好的狀態(tài)通暢運(yùn)行而對其進(jìn)行的預(yù)防性保養(yǎng)，或者對輕微損壞部分進(jìn)行修補(bǔ)所支出的成本費(fèi)用，需要接受保養(yǎng)與小修的部分通常不會對橋梁的通行能力產(chǎn)生太大的影響。此環(huán)節(jié)所要做的工作大致有清理橋面雜物、對橋梁泄水孔進(jìn)行疏通、局部修理橋面的鋪裝層以及監(jiān)測橋梁在運(yùn)營期的健康狀況等。（2）中修工程費(fèi)用的凈現(xiàn)值。指定期維修橋梁的普通磨損以及局部磨損，必要的情況下需要對交通進(jìn)行短時間的限制。該階段的歷時狀況需要以橋梁的具體磨損或損壞狀況為依據(jù)加以明確，通常情況下其費(fèi)用計(jì)算需均攤至各年，以期對計(jì)算予以簡化。（3）大修工程費(fèi)用的凈現(xiàn)值。指為了使橋梁能夠正常運(yùn)行，保證足夠的通行能力而周期性地治理橋梁較大范圍與程度的損壞。此階段對限制與中斷交通的要求比較高，通常包括重新鋪裝橋面，對橋梁支座進(jìn)行更換等，計(jì)算過程中，需要將各次支出作為終值進(jìn)行折現(xiàn)。

2.環(huán)保支出凈現(xiàn)值。在橋梁運(yùn)營期內(nèi)，治理環(huán)境污染、實(shí)施環(huán)境保護(hù)所支出的成本費(fèi)用凈現(xiàn)值的計(jì)算可按照以下思路進(jìn)行：采取專家咨詢或?qū)嵉卣{(diào)查的方式估算年環(huán)境保護(hù)費(fèi)用，做出壽命周期內(nèi)該項(xiàng)目費(fèi)用以等額年值支出的假設(shè)。

綜上，橋梁加固設(shè)計(jì)在運(yùn)營期的成本費(fèi)用支出凈現(xiàn)值為：

（三）建立方案比選模型

經(jīng)由上述分析，橋梁加固設(shè)計(jì)方案在整個壽命周期內(nèi)的總成本可通過公式ET=EC+ER進(jìn)行表示，以此為基礎(chǔ)，需要對年值法予以采用，對壽命周期內(nèi)的全部費(fèi)用現(xiàn)值根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)折現(xiàn)率進(jìn)行等額年值的折算，由此得出平均年費(fèi)用，然后根據(jù)平均年費(fèi)用做出評價與比較。

標(biāo)準(zhǔn)折現(xiàn)率是由國家統(tǒng)一制定的決策參數(shù)，它向國家在宏觀經(jīng)濟(jì)層面開展的對投資活動的激勵或抑制工作提供有力支持。如果標(biāo)準(zhǔn)折現(xiàn)率過高，一些經(jīng)濟(jì)效益好的項(xiàng)目可能會被否定，進(jìn)而造成資金積壓的問題；而若標(biāo)準(zhǔn)折現(xiàn)率過低，又可能出現(xiàn)很多經(jīng)濟(jì)效益差的項(xiàng)目被肯定的現(xiàn)象，使得投資規(guī)模被不合理地?cái)U(kuò)大，進(jìn)而引發(fā)資金短缺的問題。合理的標(biāo)準(zhǔn)折現(xiàn)率應(yīng)能夠發(fā)揮出平衡投資資金的功能，最大化經(jīng)濟(jì)效益，向社會資源的最優(yōu)配置提供可靠的保證。橋梁加固設(shè)計(jì)工程屬于公共事業(yè)項(xiàng)目，盈利并非其本質(zhì)目的所在，故而，橋梁建設(shè)行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)折現(xiàn)率應(yīng)同其他行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)折現(xiàn)率不同。其具體制定可以部門或行業(yè)的相關(guān)統(tǒng)計(jì)資料為依據(jù)，以對行業(yè)投資效果的最低可接受收益率水平的反映為目標(biāo)。

針對設(shè)計(jì)壽命各不相同的備選方案，采用年值法進(jìn)行分析能夠使各個方案具有時間上的可比性，據(jù)此得出平均年費(fèi)用作為一項(xiàng)經(jīng)濟(jì)分析指標(biāo)是具有真實(shí)性與可靠性的，與橋梁建筑工程項(xiàng)目的實(shí)際情況相符，因此在比較與選擇之時可以對下述模型予以采用：

式中，ETm為第m個加固設(shè)計(jì)方案在橋梁整個壽命周期內(nèi)的總成本現(xiàn)值；AC為加固設(shè)計(jì)方案在壽命周期內(nèi)的年值成本最小值；n為橋梁的壽命周期。

借助以上比選模型，可以對橋梁整個壽命周期內(nèi)成本最佳的加固設(shè)計(jì)方案予以確定。

三、工程案例

（一）工程概況

L市XH大橋始建于20世紀(jì)70年代初期，并于70年代中期建成通車，橋梁的上部結(jié)構(gòu)為裝配式鋼筋混凝土簡支T梁，主跨150m，原有設(shè)計(jì)的荷載為汽車-18級，驗(yàn)算荷載為拖-80級。在四十多年的超載運(yùn)營過程中，橋梁結(jié)構(gòu)已出現(xiàn)了嚴(yán)重的老化與破損現(xiàn)象，當(dāng)前的承載能力已明顯降低，對當(dāng)?shù)氐缆返臅惩ㄔ斐闪瞬槐?，?yán)重影響著L市的對外交通秩序與城市形象，急需采取有效與合理的方案進(jìn)行加固改造。

（二）橋梁加固設(shè)計(jì)方案

現(xiàn)有兩種設(shè)計(jì)方案以供選擇，在技術(shù)層面進(jìn)行論證，兩種設(shè)計(jì)方案均有利于橋梁承載能力的提高，有其自身的可行性存在?；诖?，應(yīng)借助經(jīng)濟(jì)分析，對兩種設(shè)計(jì)方案在橋梁整個壽命周期內(nèi)的全部成本費(fèi)用支出進(jìn)行計(jì)算與比較，由此做出最佳方案的選擇?；跇蛄航ㄔO(shè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)折現(xiàn)率應(yīng)與其他行業(yè)不同的考慮，本文將該橋梁加固改造工程的標(biāo)準(zhǔn)折現(xiàn)率擬定為6%，下表所示為兩種方案在橋梁整個壽命周期內(nèi)的成本費(fèi)用構(gòu)成。