Описание принятой конструкции моста

В результате расчетов и исследований конструкция моста претерпела некоторые изменения по сравнению с предложенной ранее конструкцией. Эти изменения не сказываются значительно на стоимости данного варианта и связаны с его оптимизацией.

Балка жесткости пролетного строения цельнометаллическая постоянной высоты 3,52 м со сплошными стенками коробчатого сечения с ортотропной плитой проезжей части. Езда осуществляется на балласте. Строительная высота 4,26 м. Пролетное строение состоит из балки жесткости,состоящей из главной балки и консольных частей балластного корыта, присоединенных к ней высокопрочными болтами; гибких арок(4 ветви) и стоек. Балка жесткости представляет собой две замкнутых коробки, образованных двумя вертикальными стенками, верхней ортотропной и нижней ребристой плитами. Коробки объединены верхней и нижней ортотропными плитами.  

Ортотропная плита состоит из горизонтального листа толщиной 25 мм, пяти продольных полосовых ребер, рассредоточенных через 40 см по ширине, и поперечных ребер таврового сечения высотой 45 см, идущих с шагом 220 см. Сталь пролетного строения 15ХСНД-2.

Ширина коробки понизу составляет 2м. Для обеспечения большей поперечной жесткости конструкции внутри коробки установлены промежуточные диафрагмы, а в опорных сечениях – опорные диафрагмы. Для обеспечения устойчивости стенки балки укреплены горизонтальными продольными ребрами жесткости и вертикальными ребрами в опорных сечениях.

Верхний пояс балки, являющийся днищем балластного корыта, представляет собой сваренный продольным швом из трех частей лист, имеющий 3%-ные уклоны от оси к краям для обеспечения отвода воды. Со стенками балки лист верхнего пояса соединен при помощи сварки.

Стенка и нижние пояса коробки имеют постоянную толщину по длине пролетного строения.

Консольные части по длине пролетных строений разбиты на отдельные блоки ортотропной плиты, которые стыкуются при помощи накладок и высокопрочных болтов. Каждый консольный блок состоит из консолей и горизонтального листа, укрепленного в продольном направлении двумя ребрами жесткости, которые крепятся к нему сварными швами.

Балластное корыто пролетного строения образуется верхним поясом балки, горизонтальными листами консольных частей, продольными и торцевыми бортиками на концах пролетных строений.

Пролетное строение состоит из трех блоков главных балок,трех консольных блоков, трех блоков верхних и нижних ортотропных плит,объединяющих коробки. Разбивка пролетного строения на блоки показана на плакате “Монтажно-маркировочная схема”.

Расстановка опорных частей осуществляется следующим образом: на концевых опорах стоят подвижные анкерные опорные части, разработанные ОАО «ЦНИИС». Горизонтальные усилия, возникающие в сисетме передаются с баклки на арку в замковом сечении через замковый элемент. В пятах арки установлены шарнирно-неподвижные опорные части тип XII по т.п. №982.

Для обеспечения водоотвода верхний лист имеет 3% уклоны в обе стороны от центра. Также на консольных блоках предусмотрены водоотводные трубки.

Мероприятия по антикоррозионной защите металлоконструкций пролетных строений должны соответствовать нормам СНиП 2.03.11-85 с учетом степени агрессивного воздействия окружающей среды. Защите от коррозии подлежат все поверхности элементов балок и эксплуатационных обустройств. Для защиты верхней поверхности балластного корыта от истирания на неё наносится защитный слой изностойкой мастики, состоящей из смеси эпоксидной смолы, полиуретана и кварцевого песка. Головки высокопрочных болтов и шайбы, которые соприкасаются с балластом, должны быть оцинкованы.

 

 

 

2. Технико-экономическое сравнение вариантов моста

2.1.   Определение стоимости вариантов

Определение капитальных вложений по вариантам осуществляется на основе сметной стоимости строительства вариантов. Расчёты сметной стоимости на этом, предпроектном этапе производятся по укрупнённым стоимостным показателям с учётом объёмов основных работ по основаниям, опорам, пролётным строениям, земляным и укрепительным работам. Состав работ по вариантам должен отражать особенности конструкции и способов производства работ, используемые укрупнённые показатели стоимости. Таблицы со стоимостями приведены в приложении.

2.2.   Сравнение двух вариантов моста

Оценка экономической эффективности инвестиционных проектов осуществляется с помощью показателей общей и сравнительной экономической эффективности. Показатели общей эффективности позволяют оценить экономическую целесообразность инвестиционных вложений, показатели сравнительной эффективности помогают произвести сравнение различных вариантов инвестиционного проекта для выбора наиболее экономичного. Показатели общей и сравнительной экономической эффективности дополняют друг друга: вариант, установленный с помощью показателей сравнительной эффективности, должен обладать необходимой общей эффективностью.

К показателям общей эффективности относятся: чистый дисконтированный доход (ЧДД), индекс доходности (ИД), внутренняя норма доходности (ВНД), срок окупаемости инвестиций (То).

Чистый дисконтированный доход (ЧДД) или интегральный эффект (Эинт) представляет сумму текущих (годовых) эффектов за расчётный период, приведенных к начальному шагу (году):

где  - текущий (годовой) эффект в t-м году; представляет собой разницу между результатами  и затратами  в t-м году (на t-м шаге)

            ;                                                                          

t=0,1,2,….,Т – номер шага (года) расчёта; Т – горизонт расчёта;

 - результаты, достигаемые на t-м шаге (доходы);

 - затраты, осуществляемые на t-м шаге (текущие издержки, инвестиции).

Индекс доходности (ИД) представляет отношение суммы приведенных эффектов к величине капитальных вложений (К):

   .                                              

Внутренняя норма доходности (ВНД) представляет норму дисконта (Евн), при которой величина приведенных эффектов равна приведенным капитальным вложениям. Евн определяется решением уравнения

 , или ,

где  - эксплуатационные (текущие) расходы в t-м году;

 - капитальные вложения в t-м году.

Срок окупаемости инвестиций (капитальных вложений) или срок возврата вложений () представляет период времени в годах от начала реализации проекта, за пределами которого интегральный эффект (или ЧДД) становится неотрицательным.  определяется из равенства

.                                                               

Если ЧДД>0 и ИД>1, то инвестиционный проект считается экономически эффективным. Чем больше значение ЧДД, тем эффективнее проект. При ИД<1 проект неэффективен.

 Расчётные величины  и  сравниваются с требуемыми инвестором нормой прибыли на вкладываемый капитал (Е) и сроком возврата вложений (). При ≥ Е и ≤  инвестиционный проект признаётся экономически эффективным. При < Е и >   - неэффективным.

К показателям сравнительной экономической эффективности, учитывающим лишь изменяющиеся по вариантам части затрат и результатов, относятся:

- сравнительный интегральный эффект ();

- приведенные строительно-эксплуатационные расходы ();

- срок окупаемости дополнительных капитальных вложений (). Сравнительный интегральный эффект () определяется без учёта неизменяющихся по вариантам составляющих. Эффективный вариант соответствует максимуму интегрального эффекта.

Приведенные строительно-эксплуатационные расходы () определяются по формуле

   ,

где  и  - соответственно капитальные вложения и эксплуатационные

расходы (текущие затраты) на t-м шаге (году);

 - доля налоговых отчислений от прибыли. При госбюджетных инвестициях =0, а          .

Эффективный вариант соответствует минимуму .

Так как капитальные вложения одноэтапны (осуществляются в одну очередь), а эксплуатационные (текущие) расходы не меняются во времени, то приведенные строительно-эксплуатационные расходы по i-му варианту определяются по выражению

.

С учётом эффектов в связи с меньшей трудоёмкостью работ (), меньшей величиной оплаты труда рабочих (), экономией условно-постоянной части накладных расходов из-за меньшей продолжительности строительства (), от более раннего ввода объекта в эксплуатацию (), уменьшения потерь от «замораживания» в период строительства капитальных вложений (П), приведенные строительно-эксплуатационные расходы будут иметь вид

 

где  – суммарное значение эффектов по вариантам;

   – эффект по варианту с меньшей трудоёмкостью работ;

   – эффект от уменьшения накладных расходов по варианту с меньшей величиной оплаты труда

             рабочих и административно-хозяйственного персонала (АХП);

     – экономия условно-постоянной части накладных

              расходов по варианту с меньшей продолжительностью

              строительства;

     – эффект от более раннего ввода в эксплуатацию варианта с

             меньшим сроком строительства;

    Пi – потери от нефункционирующих («замороженных») капитальных

            вложений по вариантам.

Срок окупаемости дополнительных капитальных вложений (Тр) соответствует временному периоду, за который дополнительные капитальные затраты в более дорогостоящий вариант окупаются за счёт прироста экономического эффекта, обусловленного реализацией вложений и определяется из равенства

,

где Эt – разница интегральных эффектов по вариантам;

 Кt - разница капитальных вложений по вариантам (дополнительные капитальные вложения по варианту с большими капитальными вложениями).

Полученное значение  сравнивается с приемлемой для инвестора величиной  – сроком возврата капитальных вложений. При ≤ принимается более капиталоёмкий вариант.

Два варианта для детального сравнения железнодорожного моста (4-й и 6-й) выбраны из шести вариантов по минимальному значе­нию капитальных вложений строительства.

Выбранные для детального сравнения варианты отвечают тре­бованию сопоставимости, т.е. в полной степени и в одинаковом объеме решают поставленную задачу, предусматривающую про­пуск нагрузки С14, и обеспечивают эксплуатационную надежность.

При экономическом сравнении вариантов приняты следующие предпосылки:

- строительство моста начинается 1 января 2008 года и срок строительства определяется по директивному графику;

- вариант с меньшим сроком строительства позволяет раньше ввести в эксплуатацию участок строящейся дороги, т.е. дает на­роднохозяйственный эффект;

- эксплуатационные расходы принимаются не изменяющимися в пределах срока службы моста.

Сроки службы элементов моста принимаются:

- опоры бетонные и железобетонные             100 лет

- пролетные строения железобетонные        80 лет

- пролетные строения стальные                          60 лет

Сравнение вариантов осуществляется по годовым приведен­ным строительным и эксплуатационным расходам.

При использовании укрупнённых показателей сметной стоимости в них учтены накладные расходы и сметная прибыль. Абсолютный размер накладных расходов (НР) и сметной прибыли (Псм) рассчитывается от фонда оплаты труда рабочих в составе ПЗ (ФОТ) через нормативы накладных расходов и сметной прибыли:

, где

Н – норма накладных расходов, в процентах от ФОТ на отдельные виды СМР. Для мостов и труб Н=109%

65 – общеотраслевой норматив сметной прибыли, в процентах от ФОТ;

Прямые затраты определяются по формуле:

 .

Оплата труда рабочих в составе ПЗ и трудоёмкость работ определяется по сборникам единичных расценок ЕР на строительные, монтажные, специальные строительные и ремонтно-строительные работы.

В капитальные вложения по сравниваемым вариантам ( ) помимо сметной стоимости СМР, определённой по укрупнённым показателям, включают также затраты на временные титульные здания и сооружения, дополнительные затраты на производство работ в зимнее время, страховые взносы и резерв на непредвиденные работы:

, где

 - норматив на титульные временные здания и сооружения, в процентах от сметной стоимости СМР (ГСН 81-05-01-2001). Для железнодорожных и автодорожных мостов длиной более 50 м и путепроводов =10,1%;

 - норматив дополнительных затрат на производство строительно-монтажных работ в зимнее время, в процентах от сметной стоимости СМР (ГСН 81-05-02-2001). Продолжительность зимнего периода учитывается поправочным коэффициентом; выписка из ГСН приведена в приложении 3;

 - страховые взносы в соответствии с Постановлением Правительства Российской Федерации №420 от 31.05.2000г. в процентах от сметной стоимости СМР. Суммарный размер отчислений на добровольное страхование строительных рисков составляет 2%, а страхование работников от несчастных случаев и болезней, медицинское страхование – 1%, т. е. =3%;

 - норматив резерва на непредвиденные работы, в процентах от сметной стоимости СМР (СНиП 1.02.01-91); для сооружений, возводимых по индивидуальным проектам =2%.

Годовые эксплуатационные (текущие) расходы () складываются из расходов по текущему содержанию и ремонту () и отчислений на капитальный ремонт () и реновацию ():

Расходы по текущему содержанию и капитальному ремонту определяются в соответствии с приказом МПС №12Ц от 16.08.94г.

 руб./пог.м

 руб./пог.м

Отчисления на реновацию при сравнении вариантов рассчитываются с учётом эффекта от использования этих отчислений в пределах срока службы сооружений:

где  - амортизируемая часть первоначальной стоимости соответствующего j-го конструктивного элемента ИССО; для металлических =0,9, для опор =1,0;

 - сметная стоимость (капитальные вложения) соответствующих j-тых конструктивных элементов (опор, пролётных строений, обделки, вспомогательных тоннельных сооружений);

 - срок службы j-тых конструктивных элементов, в годах.

Эффект по варианту с меньшей трудоёмкостью работ определяется по выражению

,

где – стоимость 1 чел-часа рабочего IV разряда (IV разряд – средний разряд в строительстве). По состоянию на 01.01.2000г. при месячной ставке рабочего 1600 руб и среднемесячном количестве рабочих часов 166,25 согласно постановлению Минтруда РФ от 07.02.2000г. =9,62 руб/чел-час;

 – разница нормативной сметной трудоёмкости работ по вариантам, в чел-час.

Сметная нормативная трудоёмкость работ по вариантам () складывается из нормативной трудоёмкости работ в прямых затратах (), нормативной трудоёмкости работ в накладных расходах (), нормативной трудоёмкости работ по возведению временных титульных зданий и сооружений (), нормативной трудоёмкости работ, учтённой в зимних удорожаниях ():

   .

 ,                                                                               

где  – коэффициент перехода от величины накладных расходов (в руб) к затратам труда (в чел-час);

=0,051/9,62=0,0053, где 0,051 – доля оплаты труда рабочих, учтённая в накладных расходах;

НР – сметная величина накладных расходов, в руб.

,                                                                         

где  – коэффициент перехода от величины затрат на временные здания и сооружения (в руб) к затратам труда рабочих (в чел-час);

=0,19/9,62=0,020, где 0,19 – доля оплаты труда в структуре затрат на возведение временных зданий и сооружений;

– сметная величина затрат на временные здания и сооружения, в руб;

,                                                                                                

где – коэффициент перехода от сметной стоимости зимних удорожаний (в руб) к нормативной трудоёмкости (в чел-час); =0,04;

 – сметная величина зимних удорожаний, в руб;

Экономия от уменьшения накладных расходов по варианту с меньшей величиной оплаты труда рабочих и административно-хозяйственного персонала (АХП) определяется

по выражению:

где  – доля оплаты труда рабочих и АХП, учтённая в накладных расходах; =0,262 (получено расчётом по отчётным данным Госстроя России);

 – районный коэффициент к заработной плате работников

НР – разница в размерах сметной величины накладных расходов по вариантам, в руб.

 Экономия условно-постоянной части накладных расходов по варианту с меньшей продолжительностью строительства определяется по выражению

при        

где  – условно-постоянная часть накладных расходов; =0,635 (получено расчётом по отчётным данным Госстроя России);

НР – сметная величина накладных расходов по варианту с большим 

          сроком строительства;

 и – сроки строительства по вариантам, в годах (определяются по графикам производства работ, либо задаются в задании на дипломное проектирование).

Эффект от более раннего ввода в эксплуатацию по варианту с меньшим сроком строительства определяется по выражению

,                                                                     

где – разница сроков строительства вариантов, в годах.

Потери от нефункционирующих («замороженных»)в период строительства капитальных вложений по вариантам определяются с учётом распределения капитальных вложений по годам строительства на основе графиков производства работ по выражению

   ,

где  – капитальные вложения, осуществляемые в t-м году строительства, начиная с момента строительства, в руб;

– период, равный - , в годах;

 – порядковый номер года строительства ( =1,2,3,…, );

 – норматив приведения разновременных затрат ( =0,08).

 

По результатам сравнения двух выше описанных вариантов виадука с точки зрения годовых приведенных и эксплуатационных расходов с учетом суммарного значения экономических эффектов более эффективным является вариант №5 (металлический мост), так как его показатель сравнительной эффективности меньше, чем у варианта №4.

Принимаем к расчету вариант №5.

Сравнение вариантов представлено в приложении.