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始建设费用。
图9Her
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g人行桥1999年9月丹麦建成总长80米的Her
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g人行斜拉桥见图9,该桥宽35m,跨越铁路。该桥使用了16根CFRP斜拉索,每根拉索由37根CFRP线组成,公称直径为40mm;一
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f半的混凝土桥面板使用了直径75mm到125mm的CFRP筋,另一半采用不锈钢筋和普通钢筋。表1是工程承建方对采用常规方法和应用CFRP筋的经济性比较结果。计算时采用了净现值(NPV-NetPrese
tValue)计算理论,公式如下:
NPVCC

OMCiTDCi1ri
CL1r

iN1N2N3
(1)
式中:NPV为净现值费用;OMCi为第i年的维护费用;TDCi为第i年的交通阻隔等引起的费
用;CC为初始建设费用;CL为评估期结束时的资金损失;N1,N2,…为进行维护时的年份;
γ为分析时的贴现率。
计算中考虑了以下因素:1)普通钢梁的沥青铺装层每25年更换一次,在预期75100
年使用期内更换3次;2)考虑了年贴现率的影响,假定为5%;3)初始建设费用中材料价
格等按建设时的实际价格计算。
费用项目
建设费用更换防护层附加维护总净费用注:表中货币单位为美元。
两种桥梁经济性估算比较表2
钢桥
662000164000165000991000
CFRP桥
8580000
2140001072000
CFRP桥(降价后)
7040000
215000919000
从上述比较可见,CFRP斜拉桥的初始建设费用较常规斜拉桥高约25%,即使考虑了全寿命周期的经济性,也要较常规斜拉桥高出约10%(这主要是由于当时CFRP材料过于昂贵);表中第三栏是假定随着CFRP应用的日益广泛及材料制造工艺的进步,CFRP原材料的价格降低50%,这时CFRP桥梁就具有经济性。但如果该桥桥面板不采用CFRP筋,而只将其用于仅承受拉力的斜拉索,那么总体经济性将会有不小的改善。
该桥的经济性分析只是一个例子,鉴于不同国家、不同地域桥梁造价的组成差别非常大,因此该结论不具有普遍性,但它从一个侧面揭示了目前制约CFRP桥梁推广应用的主要障碍之一,就是它的造价太高,经济指标较差,特别是只比较初始建设费用时,差别就更加明显。这也是目前CFRP材料在主要用于旧桥加固的一个主要原因。
32实桥示例之二美国某桥梁立柱图10是一则对位于海水中受到氯离子侵蚀的边长为60cm的方形柱实施全寿命经济性分析的结果。可以看出,在氯盐环境中的常规混凝土未采取防护措施,虽然初建费稍低,但约15年后便开始第一次修复工程,40年内要修复4次,修复费约为初建费的4倍;而采用加钢筋阻锈剂同时掺硅灰的方法,40年内不用修复,虽初建费略有增加,但每年的总费用比未采取防护措施者至少节约7倍,这也r
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