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以及增加的质量控制措施引起的相关费用分别为11500USD(温湿的环境下)和12000USD(热湿的环境下),对应的结构检查周期也分别为5年和3年,每次的检查费用为6000USD。为了减少施工期可能缺陷的不利影响,每5年要进行一次小的维修,费用假定为方案1中大修费用的25%。
策略3:在水下为每个立柱安装一个牺牲阳极,水上的立柱及梁底面准备实施阴极保护。当5%的混凝土表面表现出轻微腐蚀时,该防护系统启用。每个牺牲阳极的费用是100USD,在上述两种环境下分别每10年和5年更换一次。阴极保护的准备工作的费用是10USDm2,总面积为3400m2。阴极保护的费用是150USDm2,电器设备的费用是10000USDm2,在两种环境下分别每20年和10年更换一次。在温暖湿润及炎热湿润的环境下其检查周期分别为5年和3年,每次的检查费用为3000USD。
策略4:50%的钢筋选用不锈钢筋(假定使用在结构最暴露的部分),这样可以避免在使用期内钢筋出现锈蚀。结构每立方米的含筋量为100kg,设桥面板平均厚度为40cm,于是结构混凝土的体积为1400m3,钢筋用量为140吨。设每公斤不锈钢筋较普通钢筋贵2USD。在温暖湿润及炎热湿润的环境下其检查周期分别为5年和3年,每次的检查费用为3000USD。
图12是依照上述4个不同的设计策略,考虑不同贴现率的情况下的全寿命经济性比较。由图可以看出不同设计策略的两个主要结果:
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f1)最常用的方法(即策略1)与较少采用的阴极防护方法(策略3)在利率较低的情况下,全寿命周期累计成本非常高。但是在利率很高的情况下,随着利率的增加将越来越有优势。
2)当采用特殊的设计、混凝土质量及施工措施后(策略2)或采用不锈钢筋解决了关键的锈蚀问题(策略4),在正常的低利率情况下,全寿命周期的成本将很小。在策略2的实施中,合格材料及工艺的取得具有一定的不确定性,而从耐久性的观点来看,策略4的方法从工艺和材料质量的标准方面较易实施。
CostUS1000
450
400
Strategy1
350
Strategy3
300Strategy2
250
200
150
100
Strategy4
50
0
0
005
01
015
02
025
03
Realrateofi
terest
图12:四种不同的设计策略及其全寿命期成本
四.组合结构桥实例剖析法国Maupre桥
法国的桥梁工程界在组合结构桥梁方面作了许多开创性的工作,即通过用预制混凝土腹板或钢腹板,来使混凝土箱梁截面分离,达到改善力学性能及其减轻上部结构自重的目的。进一步用弯成波折形的薄壁钢板来代替混凝土腹板,于1986年建成了跨度为31m43m31m的3跨连续箱梁桥、即Cog
ac桥。图13所示是r
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