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钢桥面铺装工程建养一体化建设模式探索及实践
2019年08月21日    阅读量:4651    新闻来源: 沥青路面  |  投稿

摘 要

钢桥面铺装工程在实施及运营阶段存在质量缺陷及责任纠纷,极大困扰着桥梁管理部门。结合钢桥面铺装技术屏蔽性的特点,从项目建设初期入手,制定钢桥面铺装建养一体化实施方案,并对其中关键问题进行探讨,并在马鞍山长江公路大桥推广应用,使用效果证明,方案设计更为合理、可行,施工质量责任感增强,项目管理理念及水平大幅提升,周期费用节约显著。

关键词

钢桥面铺装;建养一体化;工程建设模式;质量;成本

特大型桥梁从建设到运营养护管理是一个相互紧密衔接的持续过程,一般由初步设计、施工建设、养护管理多个阶段组成[1-2]沥青网sinoasphalt.com。这些阶段都不是相互独立的,是无法完全分离开来的,无论从工程主体,还是建设管理流程都存在着非常密切的关系。如何从全局的角度,实现桥梁建设与运营养护一体化管理,是保障项目效益最大化的关键。


自20世纪90年代以来,随着大跨径悬索桥、斜拉桥的大量修建,钢桥面铺装被普遍采用[3]。钢桥面铺装采用特殊道路材料,对施工设备及环境条件要求高,加之正交异性钢桥面板的特殊构造,在施工与养护过程中,极小的质量瑕疵可能引发较大面积破坏[4-5]。因此,这些问题并不是将设计、施工总承包于单一单位即可独立解决的。即使承包人不计成本的反复维护,但高频率的修补对车辆通行安全、结构损伤带来的隐患无法避免。


在我国,90%以上的钢桥桥面铺装工程采用了各阶段分离的建设模式,即科研、设计、施工及养护阶段依此独立。在实施过程中,各阶段主体单位更关注各自阶段的管理及效益目标,破坏了项目建设期间质量目标的持续传承,忽略了从全寿命周期出发,平衡建设成本与使用质量之间的关系,未能使项目全寿命周期费用达到最优化。


目前,由于建设期钢桥面铺装工程施工质量控制措施不到位,加之后期养护单位缺乏专用材料及相应技术储备,桥面铺装早期病害复发率较高(图1),进而引发行车与结构安全等系列问题,备受行业与社会关注,并成为困扰我国已运营桥梁的一大难题。

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回顾发达国家公路建设历程,可将其划分为3个阶段:二战以后至上世纪70年代为大规模新建阶段;上世纪70年代到80年代为新建与改建维修阶段;上世纪80年代至今是维修改造阶段。这些发达国家从大规模公路建设到70年代末发现了桥梁和道路早期破坏的严重性,从而更加重视其结构耐久性。


欧美等发达国家拥有健全的工程建设及质量验收体系,工程建设质量可靠度高,后期责任纠纷少[6]。根据钢桥面沥青铺装工程的特殊性,结合我国国情,对于大跨径钢桥面铺装工程,提出了建养一体化模式,即将建设与养护阶段统筹考虑,由单一承包人负责建设阶段铺装方案的科研设计、施工及质量控制,养护阶段桥面铺装的检测、维护及质量评定工作,实现钢桥面铺装建设与养护阶段有效衔接。这种模式可以确保项目全寿命周期内的成本与质量的有效管控,又可以激励承包人提升质量目标的积极性,较好实现了发包人与承包人双方利益共享、风险共担的共同目标。

总体实施方案

钢桥面沥青铺装工程建养一体化模式的实施,应充分认识钢桥面铺装质量目标连续性的重要度,并熟悉工程项目的建设程序。


1)      前期准备阶段

建设单位从前期准备工作开始,综合考虑项目设计、招投标、施工管理、运营养护等不同建设阶段的实际需要,进行管理工作过程的重组[7],把项目建设的各个阶段结合在一起,确保一切目标、资源、信息等都能够围绕建设质量及周期成本目标。


2)      施工图设计阶段

考虑不同铺装体系技术性能、施工条件、质量可靠度及造价成本等都不同,加之不同承包人所擅长的实施方案及质量控制水平也不同。为了承包人能够最大发挥其技术储备,桥梁施工图设计阶段,仅对制定桥梁结构设计相关的参数,如铺装厚度,待承包人方案投标后确定详细铺装材料。造价预算以同期铺装体系的最高单价暂定。


3)      施工招投标阶段

钢桥面铺装一体化模式的实施关键环节即是施工招投标过程。发包人应根据项目特点及区域建设条件,制定钢桥面铺装工程建设质量目标及限价,明确运营期质量评定标准及相互权责、约束机制,编制钢桥面铺装工程建养一体化方案招标文件范本[8]。钢桥面铺装的质量目标可以借鉴现行行业规范中使用质量评定方法进行历年质量评定。相互权责中,必须明确约定承包人的不可控的、关键的具体交通条件。建设期、运营养护期分阶段签订合同,合同过渡期可以用银行担保形式约定双方。运营养护期的费用以初期建设费用的25%~35%进行限定,当养护期时间较长时,宜取上限。


4)      施工建设阶段

在建养一体化模式中,钢桥面铺装施工阶段,发包人责任将大幅度降低,仅需关注实施程序问题。承包人的质量目标将不再局限于2年的责任缺陷期,需充分考虑运营养护期的质量问题。为了降低后期的养护费用,应最大限度的保障初期施工质量目标。原材料筛选、设备保障、人员技能等方面与常规工程有所差异。


5)      运营期养护阶段

结合实桥使用条件,建立桥面信息共享系统,即桥面温度、铺装应变、交通轴载、使用状况等,制定钢桥面铺装养护管理手册。同时,对桥面使用状况跟踪观测,每年年末进行桥面铺装使用性能考评,并根据合同要求,发包人向承包人支付约定费用。为了降低钢桥面铺装病害的发展速率及修补作业频率,承包人需对桥面铺装出现的早期病害进行及时处治。

关键问题探讨

钢桥面铺装建养一体化项目实施过程中,存在较多难题,需结合实际情况,进行充分探讨后确定。


1)      钢桥面铺装建养一体化招投标方案

为保证建管养一体化建设模式的后期成功运行,必须在招标过程中,根据招投标相关法规及招标文件范本,在大量调研的基础上,对部分条款进行细化、补充,并针对该管理模式提前进行相关合同约定,择优选取承包商。


通过现行多种招标方式的优劣性综合对比分析,确定合适的招标方式,将科研设计、施工管理及养护等多阶段内容一并纳入本次招标范围,并结合钢桥面铺装使用质量状况确定适当的养护责任期限。


根据工程项目特点,综合考虑商务、业绩、信誉、人员、设备、材料、施工组织及技术方案等所占权重,制定科学合理的评标管理办法,在公正、公平的前提下,筛选出优质优价的承包商[9]。


2)      钢桥面工程参与方权责划分

在合同约定条款内,明确项目参建方,包括发包人、设计、监理、承包商等单位各自的权利与责任,若承包商为联合体单位,还需明确在合同实施各个阶段内承包人内部的责任主体及相关权责范围[10]。


钢桥面运营养护期间的计量支付方式,需充分考虑各项影响质量因素[11],主要包括交通量变化、超载率、物价波动、养护频率等问题,进行全寿命周期内各阶段费用比值分析、预计年度超载率分析、养护频率及再铺装次数分析,以明确双方权责,并实现发包人与承包商的利益共赢、风险共担。


3)      钢桥面施工过程及养护质量监控模式

既要保障承包人最大的自由度,让其自主发挥其最大自主性,同时又要确保建设程序、实施进度、质量目标在可控范围之内。


项目准备期,项目发包人应对承包人的工作加大指导及检查力度,一方面让其熟悉项目的特点及建设目标,另一方面促使承包人建立完善的项目部组织体系;项目实施期间,督促承包人建立以其为主、多方参与的质量监控小组,以工程主要节点和关键环节,进行监督检查,确保各项工作按照计划有条不紊的推进;运营养护期间,管理单位以质量评定结果及计量支付标准,督促承包人落实养护工作,发包人应根据年度养护情况,提交年度养护总结报告及下一年养护工作计划。


4)      钢桥面铺装使用性能评定方法

目前,现行规范中路面质量评定标准主要针对常规工程,无法直接应用于钢桥面铺装工程,需结合钢桥面铺装特点,进行调整优化。调整后,方可指导桥面质量评定,以对承包人的养护工作进行考核计量。

工程实践

马鞍山长江公路大桥是长江三角洲地区交通规划中的上海—江阴—马鞍山—合肥高速公路的控制性工程,也是中部地区公路规划的马鞍山—和县—武汉高速公路的重要路段,同时也是安徽省“四纵八横”高速公路网的“纵一”和“横七”合肥至马鞍山联络线跨越长江的关键工程。该项目主体工程全长11.209km,分为北引桥、左汊主桥、江心洲引桥、右汊主桥及南引桥,其中左汊主桥采用2×1080m三塔两跨悬索桥(图2),大桥主跨跨度突破千米,位列世界同类桥型第一,代表了目前世界同类桥梁设计的最高水准。本项目钢桥面铺装面积达到7.2万m^2,是国内同期钢桥面铺装规模最大、最有影响力的项目。

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马鞍山长江公路大桥项目从2008年12月28日开始建设,计划工期5年。2012年,马鞍山长江公路大桥项目办公室启动了钢桥面铺装工程招标工作。安徽省高速公路控股集团有限公司与马鞍山长江公路大桥项目办公室在充分调研、总结我国钢桥面铺装工程实践历程的基础上,结合大桥建设目标及项目特点,提出了钢桥面铺装建养一体招标模式。投标人由具有钢桥面铺装研究及施工业绩的科研单位与施工单位联合组成、且由科研单位牵头,负责钢桥面铺装铺装的科研、设计、施工(含2年责任缺陷期)、养护(8年)工作。


2013年1月项目开标,招商局重庆交科院与重庆智翔公司组成的联合体,在激烈的竞争中成功突围,成功中标。2013年5月钢桥面MMA防水粘结层+浇注式沥青混凝土GA10+高弹改性沥青SMA10铺装技术方案通过专家审查,8月完成试验路铺筑,9月钢桥面铺装工程全面启动,11月中旬全部完工,确保大桥于2013年12月31日通车。


在项目实施期间,大桥建设方与钢桥面铺装工程承包人,开展了大量调研及专题研究工作,确保了一体化模式顺利实施。


1)      建设单位从前期准备阶段开始,综合考虑设计分析、招投标、施工管理、运营养护不同建设阶段的需要,进行管理工作过程的重组,把项目建设期的各阶段有效地联合在一起,保证一切目标、资源、信息等都能围绕统一的质量及周期成本目标。实施期间将项目各个职能管理(如质量管理、安全管理、进度管理、成本管理等),通过工程的综合策划、关键控制过程、统一的编码体系、统一的运作规则等形成一个完整的管理体系,以集成创新与自主创新来实现项目的整体最优化。


2)      承包人总部领导高度重视,调集精兵强将组建项目经理部,迅速完成了项目驻地及拌和站生产区选址及建设工作,并派相关技术人员驻场指导。项目实施过程中,承包人充分利用自身技术优势和管理经验,结合项目建设模式,高标准、严要求,组织完成的施工图设计文件技术要求,达到同期最高基准;自主研发多轮组碎石碾压机、格栅整平装置,与浇筑式沥青混凝土加劲技术一并在钢桥成功实施;采用多层级及分区管理责任相结合模式,落实工序安全及技术交底、总结等。重质量、保安全、抓工期,确保项目质量、效益双丰收。


项目运营养护期间,承包人组建了常维项目部常驻现场,对桥面铺装的使用情况进行长期周期性监测,同时对出现的早期病害进行及时修复,确保桥面持续保持良好的使用品质。


马鞍山长江公路大桥钢桥面沥青铺装工程通车运营4年多的时间里,桥面铺装使用状况保持良好,钢桥面建养一体化模式优势逐步渐露,也引起较多桥梁借鉴学习。武汉沌口长江公路大桥、芜湖长江二桥、广东虎门二桥等钢桥面铺装工程也采该模式。

结束语

钢桥面铺装工程采用建养一体化模式,突破常规建设模式,有效回避了钢桥面铺装技术难题潜在的质量风险及责任纠纷,同时将发包人及承包人权责单一化、明晰化,既保障了发包人权益,又为承包人实现效益最大化提供了合理的途径。


钢桥面建养一体化模式在马鞍山长江公路大桥的成功实施,为我国大跨径桥梁的钢桥面铺装工程稳步发展开创了一条可行、合理的途径。项目实施过程中,突破常规建设模式,针对关键性管理及技术难题,开展了调研和论证,成功的实践经验为实现工程全寿命及周期成本奠定了基础。


马鞍山长江公路大桥建成通车时间较短,在后期运营过程中,对存在的管理及养护技术,还需进一步总结和完善,并逐步形成具有指导性的作业手册。同时,对项目周期成本进行系统分析,为后续钢桥面铺装工程项目提供参考。

参考文献

[1]王应槐,陈红梅,程磊.特大型桥梁招标特点分析与研究[J].公路,2014(8):79-81.

[2]凤懋润.中国公路桥梁建设成果的哲学启示[J].中国工程科学,2012(12):62-68.

[3]陈德荣,徐风云,王武刚,等.特大跨径桥梁钢桥面铺装结构研究和设计理念探讨[J].公路,2009(1):95-100.

[4]高博.刚桥面典型铺装方案及其病害和维修方法[J].公路,2012(7):29-34.

[5]胡德勇,吕奖国,王民,等.浇注式沥青混合料特点及发展动态[J].公路交通技术,2015(6):14-16.

[6]刘正光.伙伴合作模式工程合同的进化-新工程合同[J].中国工程科学,2012(12):81-84.

[7]张金忠.跨海桥梁施工合同形成阶段风险管理[J].公路,2014(8):120-125.

[8]刘月波.浅谈公路施工招标文件技术规范的编制及应用[J].公路,2014(8):96-98.

[9]李忠利,贺晓东.公路工程施工招标信用优选合理低价评标办法探讨[J].公路,2014(8):82-84.

[10]杨清清,贺晓东.关于工程建设项目合同风险划分问题的探讨[J].公路,2014(8):63-65.

[11]李树珍,邵红星,李蔚萍.公路工程合同价款调整因素分析与探讨[J].公路,2014(8):102-105.


标签:技术中心改性沥青
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