高速鐵路裝配式橋面附屬設施造價測算研究

王 學

(滬昆鐵路客運專線湖南有限責任公司， 長沙 410008)

裝配式建筑與傳統建筑相比，可大量減少現場混凝土澆筑作業，實現構件工廠化生產，具有綠色環保、建造周期快等特點，符合鐵路建設的綠色發展理念。2019年以來，部分高速鐵路項目開展了裝配式橋面附屬設施試點，且后續將全面推廣，但因沒有與之匹配的定額，造價的確定成為亟待解決的問題。

本文從現有定額使用的角度提出了解決問題的方案，并通過對現場人、材、機消耗的情況進行分析，為優化設計、節省投資尋找方向，為后續定額的測定提出建議，可為造價和定額測定人員提供參考。

1 裝配式橋面附屬設施工藝分析

1.1 裝配式附屬設施

按照目前使用的通橋(2016)8388A《高速鐵路常用跨度梁橋面附屬設施》，橋面系主要包含防護墻、電纜槽豎墻及蓋板、邊墻、人行道欄桿和遮板、插板式聲屏障遮板等。裝配式橋面附屬設施是將原本現場澆筑的邊墻、豎墻和防護墻以及電纜槽底板在工廠內整體預制，再運輸至現場安裝，如圖1所示。

注：陰影部分預制圖1 裝配式橋面附屬設施結構圖(mm)

裝配式預制構件標準長度為1.98 m，寬1.77 m，重約2.5 t，體積約0.878 m3，采用C50混凝土。連接構造由梁體預埋鋼套筒、預埋墊板組件及連接螺栓組成。預制簡支梁澆筑混凝土前，梁面預埋鋼套筒，橋面預制塊上設置預埋墊板組件，預制塊與梁面通過M33螺栓將預埋套筒與墊板組件連接，預制塊與梁面之間預留30 mm M35砂漿找平層。構件每2 m設置1道2 cm的斷縫，用砂漿填充。電纜槽底板頂面設置2%的橫向排水坡，同時對應在每段防護墻和豎墻中間根部過水孔處預埋φ60 mm的PVC排水管。電纜槽蓋板為預制混凝土蓋板，蓋板間隙為6 mm。

單塊裝配式附屬設施構件工程數量如表1所示。

表1 裝配式橋面附屬設施構件單塊工程數量表

1.2 現澆與裝配式橋面附屬設施構件對比分析

1.2.1工程數量對比

時速350 km高速鐵路32 m簡支梁現澆與裝配式橋面附屬設施構件主要工程數量對比如表2所示。

由表2可以看出，每孔梁由現澆改預制后，(1)為確保預制構件的極限承載力及其在運輸、吊裝過程中的安全性，混凝土標號由C40調整為C50，用量增加0.88 m3；(2)因裝配式預制塊包含底板， 故原橋面翼緣板處防水和保護層混凝土相應核減，保護層混凝土減少2.74 m3，橋面防水減少68.46 m2；(3)由現澆工藝改為坐漿法安裝施工，底部鋪設用砂漿量增加2.47 m3，施工工藝的改變使梁體預埋鋼筋減少 3 260 kg，與橋梁翼緣板固定采用高強螺栓連接，增加連接裝置64套，約1 400 kg。

表2 現澆與裝配式橋面附屬設施構件主要工程數量對比表

1.2.2裝配式橋面附屬設施優點

裝配式橋面附屬設施改變了現澆橋面系的施工工藝，由現場澆筑改為工廠化預制，實現了工業化生產，減少了人工和模板的消耗量，提高了生產效率和工程質量。且施工不受季節影響，機械化程度高，體現了鐵路建設“綠色、精品、智能、人文”的發展的理念。

2 造價測算研究

目前，尚沒有與裝配式橋面附屬設施構件相匹配的定額子目，故編制概算借用定額時有兩種方案，一是借用2017版路基小型預制構件定額和站場小型預制構件安裝定額有關子目，二是借用2017版橋梁定額小型構件有關子目。兩種方案造價差異較大。本文從對造價影響較大的構件預制混凝土、鋼筋和構件安裝的定額著手，對兩個方案進行分析。

2.1 原現澆橋面附屬設施采用的定額

(1)防護墻采用QY-677(擋砟、防撞墻及豎墻混凝土)和QY-678(擋砟防撞墻及豎墻鋼筋)。

(2)豎墻采用QY-677(擋砟、防撞墻及豎墻混凝土)和QY-678(擋砟防撞墻及豎墻鋼筋)。

(3)遮板采用QY-661(小型構件預制混凝土)、QY-662(小型構件預制鋼筋)和QY-663(小型構件安裝)。

2.2 裝配式橋面附屬設施采用的定額

2.2.1采用路基和站場有關定額方案(方案Ⅰ)

構件預制混凝土定額采用《鐵路工程預算定額第一冊 路基工程》第四章“防護工程的小型構件預制”項下“LY-188其他混凝土預制件”子目，主要工作內容為“模板安拆、混凝土澆筑、振搗及養護、預制件場內倒運及堆放”。鋼筋加工采用“LY-192 小型構件預制鋼筋”。

構件安裝定額采用《鐵路工程預算定額第十三冊 站場工程》第五章“預制構件、塊料安裝(砌)、金屬結構制安”項下“ZY-77站名牌及其他小型構件安裝”子目，主要工作內容為“構件拼裝、加固、吊裝、校正、焊接、固定、構件翻身就位、砂漿拌制、安砌”。

方案Ⅰ的優點是：(1)編制思路按照體現“工廠化、機械化、專業化、信息化”四個支撐手段的要求，定額測定與工廠化施工相協調，編制了小型預制構件的集中預制與運輸定額。這與裝配式橋面附屬設施從現澆轉變為集中預制的思路一致；(2)其預制混凝土定額的作業條件、作業環境以及施組模型也與裝配式橋面附屬設施基本一致。

方案Ⅰ的缺點是：(1)裝配式橋面附屬設施預制構件體積約0.9 m3，重量約2.5 t，實際預制時，需10 t門式起重機等大型機械設備及專用模板，而LY-188定額機械設備消耗量中僅計列了“混凝土振動臺≤2.4 m×6.2 m”，該定額與實際相差較大；(2)裝配式橋面附屬設施預制構件體積約0.9 m3，而《鐵路工程基本定額》“站場工程鋼模板用鋼量定額”中專門說明，“小型構件指單個體積或單個外形體限定于0.05 m3以內的構件”，安裝定額的使用條件與實際工程不一致；(3)裝配式構件重量較大，安裝精度較高，而站場定額的工作內容較為簡單，定額工作內容與工程實際工作內容不一致。

2.2.2采用橋梁小型預制構件定額方案(方案Ⅱ)

構件預制混凝土定額采用《鐵路工程預算定額第三冊 橋梁工程》 “小型構件預制安裝運輸(遮板、步板、蓋板、擋砟塊等)”項下“QY-661 小型構件預制混凝土”子目。主要工作內容為“模板安拆、調整、刷脫模劑、拆除、清理堆放，混凝土澆筑、振搗、養護、場內集中堆放”。鋼筋加工采用“QY-662 小型預制構件鋼筋”。

構件安裝定額采用《鐵路工程預算定額第三冊 橋梁工程》 “小型構件預制安裝運輸(遮板、步板、蓋板、擋砟塊等)”項下“QY-663 小型構件安裝”子目。主要工作內容為“吊裝、安置，調整預制件，點焊連接筋，水泥砂漿拌制，墊層找平及填縫”。

方案Ⅱ的優點是：(1)機械設備消耗量中計列了“門式起重機≤10 t～22 m”，與現場較為貼合；(2)一般情況下，橋梁預制構件安裝定額的施組模型為預制構件先運輸至橋下，然后再吊裝至橋面進行安裝，與裝配式橋面系構件施工方案基本一致。

方案Ⅱ的缺點是：(1)中小型構件預制定額人工操作較多，人工消耗量較大。路基定額中“LY-188其他混凝土預制件”每10 m3混凝土的人工消耗量為16.698工日，橋梁定額中“QY-661小型構件預制混凝土” 每10 m3混凝土的人工消耗量為25.69工日，兩條定額相差8.992工日，人工消耗量約高出53.8%。而從橋面附屬設施推行現澆改預制理念的目的分析，實現工廠化生產，提高機械化程度，人工消耗應該降低。因此，本條定額與實際相差較大。(2)若裝配式橋梁附屬設施采用運梁車將預制構件運輸至橋面后散布，再在橋面上進行拼裝安砌的安裝方式，則不宜參考橋梁預制構件的安裝定額。

經分析，在合理調整人工工日后，本條定額與現場情況大致吻合，可以借用。

2.3 定額數據對比分析

為更清晰地分析兩種定額借用方案混凝土定額、鋼筋加工定額和構配件安裝定額的差別，對定額主要的人工和機械設備消耗量進行對比，如表3所示。

從表3可以看出：(1)橋梁工程的小型構件主要是遮板、步板、蓋板、擋砟塊等，重量均在0.1～0.2 t之間，一般采用臺座法預制，生產規模小，工作效率較低，使用人工較多。路基工程小型構件主要是路基邊坡防護工程的預制塊，多采用硬化地面搭設模板直接澆筑，工藝簡單，效率較低。相對橋梁小型預制構件定額，路基工程小型構件取消了門式起重機等機械臺班消耗量。(2)路基和橋梁工程的鋼筋加工定額，基本相當，僅在機械臺班存在較小差異。(3)站名牌安裝在地面上作業，起重機械和人員施工較為方便，相對消耗量較少，在重量相當的情況下，小型構件安裝的安裝數量明顯多于站名牌數量。且橋梁作業屬于高空作業，起重設備及人員作業面受限，人工和機械消耗量必然高于站銘牌安裝定額。兩者安裝定額中均沒有包含裝配式橋面設施專用的高強連接裝置。

2.4 裝配式構件現場人、材、機數據測定與分析

2.4.1人工消耗量測定

經現場測定，每塊裝配式預制構件預制消耗人工1.5工日，按每塊構件0.878 m3折算，每10 m3消耗人工17.08工日；鋼筋綁扎每塊消耗0.64工日，按每塊鋼筋重量 0.173 2 t折算，每噸鋼筋消耗人工3.695工日；預制構件安裝每塊消耗人工0.75工日，按構件體積折算，每10 m3消耗人工11.39工日。裝配式橋面附屬設施人工消耗與兩種定額借用方案人工消耗對比如表4所示 。

表3 兩種定額借用方案定額消耗量對比表

表4 裝配式橋面附屬設施人工消耗對比表

由表4可以看出，人工消耗量實際測定值明顯低于QY-661定額人工消耗量，略高于路基工程LY-188定額人工消耗量，測定數據與實際相符；鋼筋加工定額消耗量與路基工程LY-192人工消耗量持平；安裝定額介于ZY-77和QY-663之間，與預制構件特點相符。

2.4.2材料消耗量測定

預制定額中，混凝土消耗按照基本定額每10 m3構件消耗量10.2 m3取定，模板攤銷按5 kg/ m3取定；鋼筋加工定額中，按照實際測算數據，考慮鋼筋損耗及搭接數量后，每1 t成品消耗量按1 035 kg綜合取定；安裝定額中，采用M35補償收縮砂漿，按照基本定額每10 m3構件消耗量10.2 m3取定。材料消耗量如表5所示。

2.4.3機械臺班消耗量測定

預制定額中，為確保高速鐵路混凝土構件質量，裝配式構件采用附著式振動器，每套模板1套，測定臺班消耗量為2.19臺班/m3；裝配式預制構件每塊2.5 t，帶模板移動時需采用≤10 t門式起重機1臺，測定臺班消耗量為0.23臺班/ m3；安裝定額中，采用橋下吊裝方式時需25 t汽車起重機1臺，因橋梁施工便道為單側，在便道對側安裝時較為困難，且安裝螺栓固定時精度要求較高，用時較長，經測定臺班消耗量為1臺班/m3。裝配式橋面附屬設施機械臺班消耗量與兩種定額借用方案消耗量對比如表6所示。

表5 裝配式橋面附屬設施材料消耗量測定表

表6 裝配式橋面附屬設施機械臺班消耗量對比表

2.4.4裝配式橋面附屬設施單價分析

裝配式橋面附屬設施人工單價按箱梁預制Ⅴ類工73元/工日計列；材料單價中專用高強連接裝置按市場調查價153元/套計列。需要說明的，QY-661定額中模板采用普通定型鋼模板(電算代號2810028)，單價為 5.3元/kg，但實際采用的是帶液壓脫模設備的特殊模具，采購單價為15元/kg。其余材料、設備均按照鐵路工程基期材料價格和施工機具臺班費用定額綜合取定。單價分析詳如表7所示。

表7 裝配式橋面附屬設施單價分析表

因混凝土預制和構件安裝單價均包含了相應的混凝土和砂漿的價格，為保持與兩種定額借用方案同口徑對比，剔除單價分析中混凝土和砂漿的價格后，基價對比如表8所示。

由表8可以看出：(1)裝配式構件混凝土基價與路基防護工程定額基價相當，較橋梁定額人工費降低較多，降幅約為50.4%，這與工廠化生產后人工用量減少相符合。(2)鋼筋加工定額與路基、橋涵定額基本相當。(3)裝配式構件安裝基價是路基小型構件安裝定額的20倍，是橋梁小型構件安裝的7倍，深入分析發現是因其材料費漲幅較大引起的，裝配式構件增加了橋面翼緣板與構件的專用連接裝置，該裝置為專利產品，價格較高，基期材料費折算后達 6 976.8元/10 m3，且因施工工藝改變，增加M35補償收縮砂漿 6 120元/10 m3。若將其更換為普通連接件，按基期價格4.69元/kg，基期材料費228.55元/10 m3計，再將收縮砂漿費用扣除，則基價為 1 576.17元/10 m3，低于QY-633橋梁小型構件安裝定額基價約21%，與實際相符。

3 總造價情況分析

以正在施工的某時速350 km高速鐵路項目為樣本進行分析，該項目無聲屏障橋梁 81 862.2 m(雙側)，有聲屏障橋梁 31 925.6 m(雙側)，合計 113 787.8 m(雙側)。

方案Ⅰ配套定額與實際不符，故不再對其概算費用進行分析。采用方案Ⅱ配套定額，并按照裝配式構件現場測定的單價分析材料對借用定額調整，計算得出裝配式橋面系費用較現澆方案增加 2 228萬元。裝配式方案每延長米造價為 3 337元，現澆方案每延長米造價為 3 141元，裝配式方案較原現澆方案每延長米增加196元。

表8 裝配式橋面附屬設施單價對比表(元)

現澆方案和裝配式橋面附屬設施投資對比如表9所示。

表9 某項目裝配式橋面附屬設施與現澆方案費用對比表

由表9可以看出：

(1)數量原因引起的費用增加合計 10 726 萬元(表中1～4項)；數量原因引起的費用減少合計 12 270 萬元(1～9項)，因數量原因引起的費用總計減少 1 544 萬元。

(2)定額變化引起的費用增加為 4 188 萬元(表中第5項)；定額變化引起的費用減少為減少416萬元(表中第10項)；因工藝改變定額調整引起的費用總計增加 3 772 萬元。

(3)費用增加占比較高的是金屬連接件，占增加部分的59.55%，其次是工藝改變引起的現澆定額改預制、運輸加安裝定額。在后續工作中，應進一步對金屬連接件價格進行比選，進一步細化裝配式定額的測定，剔除借用定額不合理的因素。

4 定額測定建議

針對高速鐵路裝配式橋面附屬設施定額測定建議，本文提出以下：

(1)裝配式橋面附屬設施屬于新的施工工藝，應按照新的工藝工法測定定額，以便于準確確定工程造價。

(2)定額子目的劃分，建議按“裝配式橋面附屬設施預制混凝土”，“裝配式橋面附屬設施預制鋼筋加工”和“裝配式橋面附屬設施安裝”3個子目，其中安裝定額應細分為“橋上安裝”和“橋下安裝”2個細目。

(3)在混凝土定額中，建議增加振動臺機械設備，門式起重機≤10 t～22 m、小型構件生產線等設備，并按專用模板考慮模板消耗量。安裝定額應按新研發的安裝設備測定消耗量。

(4)建議將M35補償收縮砂漿、金屬專用連接裝置納入補充材料。

5 結論

本文通過分析整體式橋面系造價的確定過程，討論了現階段定額借用的合理性。結合實際工程測定數據，研究了裝配式橋面附屬設施的單價分析，并據此分析了項目總造價，提出了后續補充定額測定的關注重點，以供類似工程參考借鑒。

(1)裝配式橋面附屬設施符合現行綠色環保的發展理念，雖費用略高，但社會成本較低且具有顯著的環境成本效益，在造價方面具備推廣的基本條件。

(2)對裝配式橋面附屬設施造價影響較大是具有專利技術的金屬連接裝置，其次為預制、鋼筋綁扎和安

裝定額，這些影響因素是后續降低工程造價應重點關注的內容。此外，優化安裝，合理擴大預制場生產規模，形成規模化生產，減少每個預制場的臨時設施模板、以及其他費用的攤銷等也需要重點關注。

(3)目前，裝配式橋面附屬設施尚處于預制階段，安裝尚未大面積展開，人工操作仍未達到熟練的程度，也未采集到灌漿法安裝和橋面運梁車運輸、橋面安裝工法的有關數據，需進一步開展研究。