任何產(chǎn)品都有產(chǎn)品生命周期,橋梁工程也有自己的生命周期,橋梁建設(shè)會對環(huán)境造成一定影響,而不同的生命周期對環(huán)境成本的影響也是不同的,本文重點(diǎn)分析不同周期階段對環(huán)境成本的影響。
《世界橋梁》雜志創(chuàng)辦于1973年,原名為《國外橋梁》,于2002年更名,F(xiàn)由中國鐵路工程總公司主管,中鐵大橋局集團(tuán)有限公司主辦,中鐵大橋局集團(tuán)武漢橋梁科學(xué)研究院有限公司出版。主要刊載世界橋梁工程領(lǐng)域的發(fā)展動態(tài),包括設(shè)計理論、施工技術(shù)及管理、建筑材料、試驗研究及理論計算等方面的實(shí)踐經(jīng)驗和理論探討,并重點(diǎn)突出報道世界各國橋梁工程領(lǐng)域的新理論、新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備、新材料、新方法及最新科研成果。
1、橋梁生命周期及環(huán)境成本組成架構(gòu)
橋梁生命周期包括橋梁的整體規(guī)劃設(shè)計、橋梁所需各類材料的制造、開始橋梁的建造、橋梁的完工交付使用、超過橋梁使用期而被停用等過程,橋梁建設(shè)環(huán)境保護(hù)問題及工程建設(shè)成本控制可看作生命周期環(huán)境影響成本及同環(huán)境因素相關(guān)的生命周期成本,借助有效算法途徑算得分別表示為保護(hù)環(huán)境及環(huán)境成本控制的權(quán)重,確定保護(hù)環(huán)境及環(huán)境成本控制的發(fā)展趨勢,而后對橋梁工程建設(shè)總成本及各過程成本進(jìn)行說明。
1.1運(yùn)用生命周期評價和生命周期成本分析理論,基于橋梁工程生命周期環(huán)境影響因素的多樣性和復(fù)雜性,按照科學(xué)性、完整性等原則橋梁工程環(huán)境影響成本分為資源消耗成本、大氣污染成本、噪聲污染成本和固體廢棄物污染成本五種類型,建立橋梁工程生命周期環(huán)境影響成本分析指標(biāo)體系。
1.2通過分析橋梁工程從設(shè)計、原材料生產(chǎn)與加工、現(xiàn)場的施工、運(yùn)營維護(hù)以及橋梁的廢棄等生命周期 5個階段,針對其生命周期各階段環(huán)境影響成本的類型及特點(diǎn),確定各階段不同環(huán)境影響成本指標(biāo)的計算方法,將環(huán)境負(fù)荷轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)值,綜合分析橋梁工程生命周期多階段多因素的環(huán)境影響成本,最終建立橋梁工程生命周期環(huán)境成本分析模型。
1.3應(yīng)用橋梁工程生命周期環(huán)境成本分析模型,對武漢市野芷湖大橋進(jìn)行生命周期環(huán)境影響成本分析研究。結(jié)果表明,野芷湖大橋的生命周期過程中,原材料生產(chǎn)與加工階段的環(huán)境影響成本最大,并且在各項環(huán)境影響成本中,由于資源消耗所造成的環(huán)境影響成本尤為明顯。該方法可作為量化橋梁工程生命周期環(huán)境影響成本的基本方法,用于橋梁工程環(huán)境影響的綜合評價。
2、橋梁生命周期環(huán)境影響及環(huán)境成本分析方法
2.1 明確邊界問題
邊界由物理及時間兩個邊界組成,首先確定物理邊界,其同時有著保護(hù)環(huán)境及降低工程成本雙重目的,對橋梁生命周期中的橋梁的整體規(guī)劃設(shè)計、橋梁所需各類材料的制造、開始橋梁的建造、橋梁的完工交付使用、超過橋梁使用期而被停用等過程,物理邊界集中后面4個過程,時間邊界的確定涵蓋橋梁生命周期的所有過程。
2.2 如何分析清單
分析清單集中由橋梁所需各類材料的制造、開始橋梁的建造、橋梁的完工交付使用、超過橋梁使用期而被停用等過程入手,同時兼顧保護(hù)環(huán)境及降低成本的雙重考慮,涵蓋同橋梁建設(shè)及環(huán)境保護(hù)涉及到的生命周期成本清單及生命周期環(huán)境影響清單。
2.3 明確保護(hù)環(huán)境及環(huán)境成本控制的權(quán)重
構(gòu)造橋梁建設(shè)項目中生命周期的環(huán)境影響因子,可得到,橋梁建設(shè)項目的環(huán)境影響總標(biāo)準(zhǔn)值為,影響類型在橋梁建設(shè)中所承擔(dān)的權(quán)重影響因素,得到同環(huán)境因素相關(guān)的橋梁生命周期成本,式中BC為與環(huán)境因子有關(guān)的橋梁工程生命周期成本規(guī)范值;D代表輸入階段矩陣;U代表輸入階段成本價格矩陣;GDP代表年平均國內(nèi) GDP。所以,可得到環(huán)境同成本的相關(guān)性。式中GE,A為A方案橋梁生命周期環(huán)境影響權(quán)重,A代表A規(guī)劃中橋梁工程生命周期成本影響權(quán)重;j代表橋梁工程規(guī)劃的種類。旨在維持環(huán)境影響同成本間的平衡關(guān)系,借助Pythagoras及Cathetus方程式,得到精確后的影響權(quán)重值。
3、橋梁生命周期環(huán)境影響成本
3.1橋梁建設(shè)所需材料型成本:包括橋梁工程建設(shè)當(dāng)中材料制造及加工與橋梁建造等過程所耗費(fèi)的各種材料成本,主要是各過程當(dāng)中耗費(fèi)的鋼材、錳、石灰石及煤炭、石油、天然氣等諸多燃料。
3.2水污染成本:橋梁建設(shè)于生命周期各過程中對橋梁區(qū)域周邊水污染引起的成本,主要集中在生活污水、生活垃圾任意排放、丟棄,橋梁建造時產(chǎn)生多種污染物,攪拌機(jī)等產(chǎn)生的水泥及廢水以及橋梁附屬設(shè)施污水的排放,橋面徑流等對水體造成的嚴(yán)重污染。水污染物集中在COD、氰化物和重金屬。
3.3空氣污染成本:橋梁建設(shè)于所有生命周期過程中對空氣引起污染的成本,水泥、砂石、混凝土等建設(shè)材料輸送、卸貨產(chǎn)生的灰塵污染,攪拌機(jī)與加工時所產(chǎn)生的揚(yáng)塵和粉塵,及各種施工機(jī)械車釋放的多種有害廢氣等?貧馕廴驹粗饕獮镃Ox、SO2、NOx、揚(yáng)塵和粉塵。
3.4噪聲所造成的污染成本:于橋梁建設(shè)生命周期當(dāng)中產(chǎn)生噪聲所引起污染污染帶來的經(jīng)濟(jì)成本,包括噪聲所引起的直接污染成本和防止引起噪聲所進(jìn)行管理的成本。
3.5固體廢棄物丟棄所引起污染的成本:于橋梁建設(shè)生命周期整個操作中,由于固體廢棄物任意丟棄而帶來的經(jīng)濟(jì)成本,包括建設(shè)及生活固體廢棄物隨意丟棄所造成的環(huán)境污染引起的成本。
4、實(shí)例分析
以八一大橋改造為例,提供兩種不同的橋梁規(guī)劃設(shè)計成本計劃,第一種規(guī)劃中采用混凝土箱梁同鋼箱梁相結(jié)合的設(shè)計,另外一種考慮鋼箱梁。
4.1由第二種方案生命周期環(huán)境影響成本同與環(huán)境因素相關(guān)的生命周期成本綜合考慮得到的總體成本較第一種方案要小,充分說明單獨(dú)使用鋼箱梁橋兼顧環(huán)境保護(hù)問題及建設(shè)成本最小兩方面都比混合梁橋要好,給橋梁工程規(guī)劃設(shè)計、方案確定指明了方向。
4.2對比兩種方案后可知,第一種規(guī)劃的輸入過程成本小于第二種,不過第一種規(guī)劃輸出成本大于第二種,充分說明橋梁建設(shè)生命周期當(dāng)中鋼箱梁比混合梁的生命周期成本高,不過帶來的環(huán)境影響小。兩者對環(huán)境影響基本集中于橋梁建造所需材料的生產(chǎn)及加工及橋梁建造等幾個過程,第一種規(guī)劃占整個比例的 71.24%,第二種規(guī)劃則達(dá)到81.31%。兩種方案不同階段輸入及輸出過程成本分別。
4.3在橋梁建設(shè)生命周期環(huán)境影響成本中,第一種規(guī)劃在材料制造過程中小于第二種,不過橋梁建造及使用過程中第二種規(guī)劃大于第一種的,明顯可知混合梁橋于材料制造過程環(huán)境影響小于鋼箱梁橋,不過于橋梁建造及已超出使用年限期,環(huán)境影響遠(yuǎn)超過鋼箱梁橋,給兩種規(guī)劃在各自過程的環(huán)境影響控制給予了有力指向。
4、結(jié)束語
環(huán)境保護(hù)問題及橋梁建設(shè)造價控制兩方面,以研究橋梁工程生命周期能夠更為有效的減少環(huán)境影響與節(jié)約成本,由上述兩種方案可知,彼此各有優(yōu)點(diǎn),故在橋梁建設(shè)中應(yīng)充分結(jié)合該兩種方案的優(yōu)勢,更好地指向建設(shè)。
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