工程壽命周期成本分析法在Rio Tinto Simandou碼頭項目設計方案比選中的應用

肖杰

摘 要：壽命周期成本作為提高產品價值和有效利用資源的管理技術，被廣泛應用于各個領域。本文通過壽命周期成本分析法在國外高樁碼頭項目方案設計中的應用，明確了壽命周期成本的重要意義，有助于我國設計單位和建設單位在國外項目方案選擇中的應用，更好的拓展國際市場。

關鍵詞：壽命周期成本 國外 高樁碼頭 方案設計

1.前言

國內，高樁梁板式結構是一種很常見的碼頭結構，國內的施工水平和工業化能力較高，為該種碼頭的應用奠定了良好的基礎。在歐美很多國家和非洲不發達國家，考慮到環境成本、拆除成本、施工能力和工業化配套能力，很多高樁碼頭采用鋼結構這種形式。本文以作者所經歷過的一個由澳大利亞人在非洲幾內亞投資的一個高樁碼頭項目為例子，對混凝土梁板式結構和鋼結構模塊式結構進行壽命期內的成本分析。

2.項目概況

Rio Tinto Simandou碼頭項目是澳大利亞力拓公司（Rio Tinto）在西非的幾內亞共和國新建的一座世界級的礦石碼頭。碼頭部分包括3#和4#兩個礦石出口泊位，設計代表船型為140，000DWT到250，000DWT，一期吞吐量為47.5MtPa，二期吞吐量為100MtPa。

碼頭結構方案一設計斷面如圖2-1所示。

方案一采用鋼結構模塊式結構，橫向排架間距是18m。每一個橫向排架由1對叉樁和1根直樁組成。鋼管樁的直徑是1.2m，厚度是25mm，叉樁斜度為4：1。樁尖嵌入巖基6m。

碼頭結構方案二設計斷面如圖2-2所示。

方案二采用鋼筋混凝土梁板結構，橫向排架間距是12m。每一個橫向排架由1對叉樁和2～3根直樁組成。鋼管樁的直徑是1.2m，厚度是25mm，叉樁斜度為4：1。樁尖嵌入巖基6m。

基于以上兩種結構設計方案，Rio Tinto公司業主方要求設計方利用壽命周期成本理論進行方案比選，以選擇最優設計方案。

3.工程壽命周期成本分析法介紹

3.1工程壽命周期成本定義

工程壽命周期成本是工程設計、開發、建造、使用、維修和報廢等過程中發生的費用，也即該項工程在其確定的壽命周期內或預定的有效期內所需支付的研究開發費、施工安裝費、運行維修費、報廢回收費等費用的總和。不同階段壽命周期成本的構成情況如圖3-1所示。一般情況下，運營及維護成本往往大于項目建設的一次性投入。在分析壽命周期成本時，首先明確壽命周期成本所包括的費用項目，也就是必須建立壽命周期成本的構成體系。

3.2壽命周期成本在設計階段的作用

工程設計階段基本確定了工程規模和實施方法，雖然工程設計本身的成本不高，但它對整個項目的經濟合理性有著至關重要的意義。據一些國家的分析，設計費一般只占工程全壽命費用的1%以下，但這少于1%的費用決定了隨后的全部費用。同意建設項目可以有不同的設計方案，不同的設計方案就會產生功能和成本上的差別。

4.對項目兩個結構設計方案進行全壽命周期成本分析

4.1分析范圍

本次工程壽命周期成本分析。包括建設與安裝階段、運營維護階段和報廢拆除階段三個階段。

4.2成本分析目標

可量化的成本評價指標為：

① 建設期的鋼管樁、鋼材、混凝土。

② 運營期的檢修人工、修復所需混凝土、修復所需鋼材、更換到期的橡膠護舷、更換到期的快速脫纜鉤、更換裝船機跳板、更換路面聯鎖塊、更換到期的鋼格柵、更換到期的燈。

暫不可量化的成本評價指標為：拆除成本。根據國外研究和世界上海洋平臺拆除成本統計，鋼結構海洋平臺退役拆除成本約為其安裝成本的60%左右。海洋平臺對樁基進行水下切割后，直接利用拖船平臺用整體或局部拖走，對環境污染較小。

對于鋼筋混凝土梁板式結構，拆除的時候涉及到對混凝土結構爆破拆除，以及拆除后的水下混凝土塊的打撈，同時造成對海底生態環境的嚴重破壞。目前世界上還沒有海上混凝土結構爆破拆除成本的統計數據。整個拆除成本甚至超過建設總成本。

從表4-1可以看出，鋼筋混凝土梁板結構（方案二）的成本比結構方案一（鋼材模塊式結構）低，似乎是結構方案二更優。但是考慮到幾內亞現場實際條件和當地氣候條件、最后拆除成本等多因素，推薦結構方案一。當地工業化能力很差，很多混凝土澆筑工作無法正常開展。鋼結構可以直接在中國進行加工，可以有效消化中國鋼材過剩產能，制作完成后的鋼部件，可以直接船運到幾內亞，在現場組裝即可，現場混凝土澆筑量很少。

5.結論分析

通過計算本項目壽命期內的一些可量化成本指標的分析，高樁碼頭采用混凝土梁板式結構在中國適用，但是在國外項目中，不一定適用。壽命期內的很多成本無法進行量化，比如拆除成本、當地工業制作能力成本和環境成本等。通過本項目的分析，為我國公司在國外建造碼頭項目提供一定的借鑒意義。

參考文獻：

[1]China Harbor Engineer Company：SIM FEED CHEC TR004 Value Engineering Life Cycle Cost Analysis.

[2]JTS 167-1-2010 高樁碼頭設計與施工規范[S].endprint