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备选方法ABC及资金调整

CHAPTER

10

• 1. 优先需求和重置成本
     1. 介绍

对于给定高速公路上的交通量，现有桥梁的结构性能和结构健康监测是定期维护和资产管理的基本要素。业主和州高速机构确定并选择与可用资金相关的桥梁。

作为一个政策问题,，安全考虑,，风险管理和修复大量桥梁的需求成为优先事项。

价值工程方法用于优化成本分配，并比较ABC的替代方法以满足敏感问题的资金来源。 鼓励使用创新方法。

这些是本章将讨论的主题。

本章提出了前几章讨论过的ABC概念。强调分析术语以促进结构的状态评估。 美国联邦公路管理局（FHWA）和美国土木工程师学会（ASCE）的报告卡详细描述了桥梁状况的评估。交通量数据，交通量和地图则用于确定是否需要额外车道。

必须确定并优先考虑需要修复或更换的大量桥梁，以便可以适当分配资金。这里还强调了政策制定，重建范围，选择经济替代方案以及模块化桥梁的使用。

我们应该注意到，除了桥梁之外，还有其他的公路结构也需要ABC。大多数位于桥梁进口处和高速公路沿线的挡土墙目前正在使用预制分段结构和专有的机械稳定土（MSE）墙。趋势是将这种方法扩展到翼墙，因为它们比其他桥梁组件更重要。

前面章节中给出的创新技术和新应用进一步扩展。增加了使用自行式模块化运输车（SPMTs）或侧向滑入方法的成功ABC项目案例研究。许多重要的出版物和网站链接作为潜在的进一步阅读被给出。讨论了必要的资金需求，价值工程和替代解决方案，如公私合作伙伴关系（P3s）。

在附录2：ABC，中列出所有章节均适用的ABC术语表，供读者参考。

10.1.1.1 现代军事工程对ABC的影响

ABC的一些概念是从军事工程中借鉴的，其中预制被广泛使用，因为节省时间就是节省宝贵的生命。

桥梁快速建设 http://dx.doi.org/10.1016/B978-0-12-407224-4.00010-1

版权所有copy;2015 Elsevier Inc.保留所有权利。

• • 1. 尽量避免或减少现浇（CIP）施工

如前所述，桥梁建设包括男性（劳动力），大多数现代材料，机械（如SPMT和大容量起重机）和施工方法（CIP或各种类型的ABC）。 这些方面通常是相互关联的，并直接或间接影响成品。

需要做出使用建筑类型（即CIP与ABC）的基本决定。 选择将受到以下考虑的指导：

• 及时的劳动力可用性。 在该国偏远地区，劳动力的可用性通常是有限的。 劳动力不愿长期远离家人搬迁。
• 天气问题。 在非常炎热和极端寒冷的气候条件下，CIP施工时间需要避免或保持在最低限度。
• 现场需要的存储场地。 在靠近市中心的拥挤地点，建筑材料和重型设备的储存空间可能不容易获得。
• 工厂建设中质量控制不如使用温度和湿度控制。
• 个人建设与大规模生产。在给定的高速公路上，如果有多个工地可以工作，模块化施工将确保质量控制。
• ABC收购在其他州和全世界制造的产品。可以利用多个工厂的工厂产品实现快速建设。
• 在承包商无法控制的情况下，CIP的施工时间较长。
• 坍塌，伤亡和伤害的危险是突然的。 长时间更频繁的使用劳动力会增加事故的危险性。
• 通过ABC减少施工检查时间。 模块化桥梁或预制组件在出厂前已经检查过。
• CIP和ABC方法之间的妥协现在可以通过：

滑入式结构: 现场浇筑施工的变化可以通过在邻近拆除的桥梁现场浇筑上部结构来实现，并水平地将桥梁滑动到位。

• • • 1. ABC 设计的挑战

现有桥梁的使用受分配到以下三种类别之一的管理：良好;缺陷; 接近崩溃。

ABC最适合替换项目。

可以采用下面提到的程序。

• • • 1. 规划方面
         1. 检查并优先考虑结构不足（SD）桥梁。
         2. 选择小跨度桥梁和涵洞。
         3. 地点：高地低地。
         4. 规划制造，运输和安装的工具。
         5. 选择ABC的成本考虑因素；节省施工时间。
         6. 施工管理和规划-现场工作是必需的。
         7. 设计-建造系统是ABC的福音；设计软件的开发。.
         8. 纤维增强聚合物（FRP）和复合材料的用途。
         9. 欧洲实践与北美实践。
         10. 岩土工程报告中所定义的淤泥，粘土和沙子。
         11. 避免浸水土壤，湿地，淤积和排污口。
         12. 总体成本，维护和交通保护（MPT）。
      2. 设计方面

设计方面的选择顺序应与施工方法相关，如下:

1. 检查FHWA出版物，包括PBES的连接细节和使用自推式模块化运输车卸下及更换桥梁的手册。
2. 根据适用情况，审查有关以下方面的AASHTO规定：紧急更换; 最近在步行和公路桥梁的发展; 中小跨度应用; 应用于大跨度的分段施工。
3. 根据适用情况，审查目前钢桥的应用情况; 使用快速安装和拆除临时桥梁代替弯路; 钢结构专利桥梁的可用性; 以及US Bridge，Inverset，Acrow和Mabey类型和案例的研究。
4. 根据需要还需审查胶合木和锯木材桥梁，预制混凝土桥梁和预制连接细节的应用情况; 使用轻质集料混凝土，铝和高性能钢材以减轻重量并减轻运输和安装; 以及混凝土专利桥梁的可用性。
5. 对于小跨度桥梁，查看Conscons和案例研究; 使用预制涵洞，单孔涵洞和双孔涵洞，以及用于小流量河流和小河流宽度的涵管。
6. 建立模块化桥梁吊装和运输的设计标准。
7. 审查适用的加速建造桥梁上部结构施工的设计方法; 军用浮桥。
   • • 1. 环境问题

桥梁快速施工的环境问题较少。 但是施工必须符合环境保护部门的施工许可要求。

• • 1. 确定桥梁的优先次序以便快速更换或快速修理

在给定的财政年度和施工季节，有更多的待修理桥梁，而不是更多的交通运输部门提供的资金。 要修复数以千计的桥梁，需要亿万美金。 为减少资金缺口，以下行政方式被认为是适当的：

选择更换或修理桥梁的标准是必需的。 除了安全之外，还需要评估缺陷和功能过时等结构性条件，以便选择的桥梁可以列入修复和更换清单。

应考虑节省成本的措施，例如在计划阶段应用价值工程，备用结构解决方案和使用创新技术。

为了弥补这一不足，资金来源可能会延伸到P3s。

为了在尽可能短的时间内进行重建，应考虑ABC预制和使用SPMT的技术以及滑入式等替代施工技术。

• • 1. 维护优先级的基本问题。

以下是运输机构需要调查的结构健康和资金问题。关键字以粗体显示：

1. 每天交通流量和平均每日流量(ADT)的问题是什么，比如交通堵塞和怠速?
2. 平均每日卡车运输(ADTT)和每日超重车辆的百分比是多少?
3. 结构性缺陷的程度是什么?
4. 什么样的桥梁会对公共安全构成威胁?
5. 缺陷和功能过时的桥梁的评价标准是什么?
6. 需要做什么:修理、翻新或更换?
7. 什么类型的ABC方法可以用于快速交付?
8. 现有的道路网络有哪些可供选择?(价值工程研究将证实投资的最佳回报是可能的。)

在本章中，我们试图回答这些问题和相关的次要问题。流量统计、流量研究和加权平台分析可以回答问题1和2。对于轻型交通负荷，附录8，快速建筑木材，铝和行人天桥，要促进使用ABC技术。

下文给出的结构定义以及FHWA和ASCE报告卡与问题3-5有关。.

问题6，在“重建桥梁的优先选择”一节中，涉及到修理、翻新或更换的需要。

问题7, 包括使用ABC方法实现快速交付等，将在“使用横向滑动的方法推进ABC”一节中讨论。

问题8 是国家最高管理层和交通委员会的全球行政选择。 需要根据州内的情况，特定地点，工程判断。

为了进行结构评估和分析桥梁状况，FHWA和ASCE报告卡提供了指南。 另外，一些州在ABC技术的应用方面已经处于领先地位。 例如，犹他州交通部（DOT）的本杰明唐强调了四个基本问题：什么，如何，为什么，何时。 在此基础上，从业主角度出发采用农行时要考虑的重要因素和决策问题是：

• 选址
• 规划和设计注意事项
• 节约成本
• 承包和采购
• 建筑设备
• 使用计算机软件进行结构分析和计算
• 制定图纸和施工细节
• 制定ABC的施工规范和特殊规定.
  1. 交通量，交通流量和交通地图的研究

流量是需要快速解决的基本问题。 年平均日流量（AADT）越大，由于磨损而导致主要维护问题的车道数量越多，导致结构缺陷和最终的桥梁更换。 正如前面章节所讨论的，ABC正在帮助替换高流量的桥梁。 应该指出的是，交通量数据是桥梁性能中最重要的参数。 如果没有流量，那么就不需要桥。 现在许多州已经在高峰时间和12个月的时间内获得了每日交通记录记录。 一般来说，州际公路和主干道的交通量比地方道路要高。

现在大约50年前计划的公路和道路现在面临着问题，因为预计的交通量显著增加，现在需要更多的车道以实现顺畅的交通。 城市地区和通往城市及城镇的出口交通似乎较重。 随着更多人迁移到大城市或居住在大城市的工作区内的可用工作距离内，每个家庭都有使用更多车辆的趋势。 因此，与农村地区相比，位于城市地区的桥梁受到的损耗更大，因此需要对维护和资金分配给予最大的关注。

为了注意流量模式的任何变化，需要定期进行流量统计和流量研究。 交通地图需要准备。 称重平台数据分析可以回答前一部分的问题1和2，即日常交通流量（ADT）有哪些问题，以及每日超重卡车（ADTT）的百分比是多少？

未来对交通量数据的预测可用于检查现有车道数量是否充足，并根据预计需求规划新车道。

对于本地道路的小量交通，即使是单线桥也足够了，而对于非常大的交通量，例如在州际公路上，每个方向都需要三或四条车道。 根据城市人口统计数据，20年或25年的预测数据（基于每年估计的交通流量增长百分比）可用于评估未来交通需求的车道数量，加速和减速车道的宽度以及最佳道路出口的位置。 每年平均每天的卡车运输量可作为桥梁动态冲击和疲劳载荷设计的指导。

图10.1显示了由PennDOT（宾夕法尼亚州所有县）编制的交通量图。可以在http://www.dot.state.pa.us/Internet/bureaus/pdplanres.nsf/infoBPRTrafficInfoTrafficVolumeMap中查看。

上述链接为所有州道提供ADT值。 同样，许多州都编制了最新的流量统计记录。 这些信息无疑有助于确定交通高峰期的道路和桥梁，并通过拓宽道路和桥梁或提供替代路线来减少交通堵塞。

为了规划桥梁的宽度和位置，每个美国州的高速公路机构可以针对平均每日卡车交通的最新可用数据进行处理。 地图上显示的黑色数字代表年度日均流量（AADT）。 AADT是超过一年的每星期内一天中所有日常道路上的典型日常交通量， 体积代表双向总流量。

• • 1. 增加生命周期成本

随着日常卡车运输量和轴载强度的增加，活荷载循环次数往往超过AASHTO载荷和阻力系数设计（LRFD）规范中规定的每年2000万次。 由于必要的车道关闭和绕行，每十年

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