弓式预应力钢结构报价体系的建立

乐新干 刘志伟 曲直 陈铁军 李金龙

摘要：弓式预应力支架结构是北京新智维弓式建筑有限公司拥有自主知识产权的新型空间钢结构技术，它的出现为拱形轻钢结构的设计施工和应用开拓了崭新的思路。由于其自身在结构组成和施工方法上所具有的一系列独特之处，使其在当今的轻型钢结构市场上占有了一席之地，并且正在得到稳步发展。为了其在建筑行业更加成熟的应用，建立弓式预应力钢结构的报价体系便是不可或缺的一环。因其本身的独特性，报价体系的构成也就相对的有其复杂性和针对性，本文结合弓式预应力钢结构本身的特点和建设实施要点具体探讨了如何建立弓式钢结构的报价体系，其中注重其报价因素的分析，报价体系的建立以动态管理为主。

关键词： 弓式预应力钢结构 弓式结构报价体系 弓式钢结构报价体系

中图分类号：TU391文献标识码： A 文章编号：

一、前言

2012年5月27日上午，宁波召开了一场“弓式建筑制品”国际商务洽谈会，在会上中国工程院院士，浙江大学董石麟教授将一种“弓式预应力钢结构”宣布为当代世界38种空间结构之一，标志着“弓式建筑”系统的诞生。那么弓式预应力钢结构是什么呢？弓式预应力钢结构的技术核心是弓式支架结构，弓式支架结构的基本思想是预制杆件有机拼接、组合形成预制的拱片、檀片和节点体等小型结构单元，通过现场插接组装成空间整体受力体系。弓式支架结构属于原始创新的拥有自主知识产权的空间结构，明显区别于传统的钢屋架、网架、桁架等结构形式。弓式支架结构造型简洁，传力明确，自重较轻，是轻钢结构的一种较理想的应用形式。其独特的施工安装方法，在国内开创了超大跨度结构施工无需脚手架且不使用大型起重设备的先例。特别是独有的开启馆、临时可拆卸场馆能够减少用地、节能环保、可循环利用更是建筑业的一个划时代产品。弓式结构的专有技术出现已有十几年的时间，到了现在已然发展成为一种成熟的建筑形式，其广泛的应用于大跨度建筑结构形式上，例如宁波李坤网球馆、乌鲁木齐石化总厂游泳馆、北京国展中心八号馆、钓鱼台国宾馆网球馆、国家网球中心新馆等工程，留下了一项项难以超越的涵盖结构设计、项目实施、经济指标、技术指标等全优创举，可以预见弓式预应力钢结构市场发展潜力巨大。

二、目前弓式预应力钢结构报价中的问题研究

尽管弓式预应力钢结构的技术应用已很成熟，但如果把弓式钢结构比为一件商品的话，其相应的必有市场上的一系列经济活动，可作为一种新兴的建筑结构形式，目前在造价、报价等方面的问题也开始显现出来，目前只是停留在直观可预见项取费、临时按需个人主观调整的无序状态，对此并没有一个完整成熟的经济活动管理的体系，最直接的表现就是其报价体系的欠缺。

先来分析一下目前弓式预应力钢结构市场的报价形势，国际工程的报价是以制品形式报价的，即相当于国内的完全价形式，这种报价包括：人工费，材料费，机械费，管理费，利润，设计费，专利及专有技术使用费及各种规定收取的费用。而目前，国内对其的报价还是跟随于钢结构市场大都采用的工程量清单计价形式，类似弓式预应力钢结构这样具有独特性的专利技术，企业在工程投标报价中大都采用综合单价进行报价，报价的依据是现行的定额，而因现行的定额中缺少相应的定额子目，绝大多数企业也没有形成自己的企业定额，没有自己的报价体系，以致于应该得到的工程价款不断的流失，造成企业利润的降低，影响着企业的发展。如何解决上述问题，笔者认为企业应建立自己的报价体系，并应用到实际工程投标报价中去，以引导市场树立对其专有的报价思路。

为了完善弓式预应力钢结构在项目建设中更加成熟的应用，本文专门就弓式预应力钢结构报价体系的建立进行探讨，以力求实现对弓式预应力钢结构投标的有效报价，以及在建筑市场及项目建设中对其一系列经济活动有序有效的动态管理。

三、关于建立弓式预应力钢结构报价体系的探讨

如何建立弓式预应力钢结构的报价体系，首先就要了解其造价的构成。

以前文所述弓式预应力钢结构的结构形式来看，可以想见弓式预应力钢结构在项目建设中的实施过程是这样的：前期进行弓式预应力钢结构（空间网架结构）的设计，其包括在建设项目的全面设计中，。然后开始弓式预应力钢结构组成单元件的加工，此构件需要在钢结构加工厂进行有序的工厂化精密加工。加工后，在施工现场使用专用施工设备和特有的施工方法，将结构件按照“撑插-挂件-顶升”的有序方式进行安装，逐段空中成型。以此笔者认为可以把弓式预应力钢结构的造价体系构成主要分为四大部分来探讨，即设计报价；弓式预应力钢结构钢制半成品中的各项组成报价和钢结构工程安装费用；弓式预应力钢结构设计费、国家专利及专有技术使用费；其他工程造价必须计取的费用。根据其复杂性，重点探讨以下几个部分。

（一）设计报价

根据建设项目的设计概念、要求而进行的结构和技术设计及各项参数演算而产生的设计方案，是制作弓式预应力钢结构钢制半成品的制作指标及安装工程技术的依据。此项取费需要依据设计建筑物的具体情况和要求来取费，包括建筑面积和跨度、使用部位（整体、屋盖、拱门等）、特殊使用功能（可开启式屋盖、临时设施等）、抗震等级等。此项因其是专利产品和对具体项目的研究到设计的复杂性，且是建设项目成败的决定性因素，此项投入必然会大，在对其成果有一个标准的基础上对设计的报价要建立在投入比产出大的认识上。

另外一个值得关注的重点是目前设计费中缺少专利产品的使用设计费，此项因没有正规的文件支持和相关取费标准，使得自主知识产权得不到最大保护和应该的回报，笔者认为对此提起重视也对建设行业的创新和技术革新有一定正面作用。

（二）弓式预应力钢结构钢制半成品中的各项组成报价

弓式预应力钢结构钢制半成品（以下简称‘钢制半成品）的制作可以说是弓式预应力钢结构建设中的重要环节，弓式预应力钢结构的神奇除去弓式支架结构专利技术中特有的结构组成形式和安装工艺外，就是用于实现弓式预应力钢结构建设的各项技术指数精确演算，而这首先都要由钢制半成品的严格精细制作来实现。钢制半成品的主要种类有三种：一是拱片，其主要做法是采用矩形截面管材按照一定生产工艺制成带有要求曲率的拱片，二是特制成的弓式支架结构专用节点体，三是桁架式檀片。柔性杆件有两种：在拱架主体平面内和平面外分别安装低预应力交叉拉弦和十字拉筋；其它辅助性材料等，根据具体项目情况也有可能需要进行专门预制。

以划分思路分析钢制半成品的各项组成造价中主要的报价组成项有：

为了实现不同技术指标钢制半成品的生产而产生的材料费。此项费用指钢制半成品的生产加工所形成的费用总和，因此此项费用为半成品费用，并不是单项结构材料的采购价。而目前的国内材料报价仅仅为材料的采购价或者到货价格，这种情况远远不能满足钢制半成品的出厂费用。因为钢制半成品是一种多种材料、多种工艺、多种专利专有技术经过精密加工形成的制品。其钢制半成品出厂价格应按制品报价才是合理的。

钢制半成品的生产而产生的机械调整费。此项费用的设定是源于不同建设项目中弓式钢结构的差异形成的。此项费用的产生和计算是基于两方面的生产需要：一是前期调整，是考虑到建设项目中弓式预应力钢结构的设计外形（整体曲率、外观造型等）和特殊使用功能所产生的具体生产工艺要求或技术参数而进行的调整或预调整。二是生产期间调整，因为钢制半成品的生产需要经过精确计算，而因其在弓式预应力钢结构的不同位置生产数据又是不同的，虽然有一个变化趋势（理论上同一变化趋势上为一组半成品），但也必须经过生产工艺的严格设定并经过测定控制其质量。笔者认为此项取费的标准可以根据结构面积、跨度、曲率综合考虑再以产品种类数、不同参数产品数来具体报价，另一角度也可以说根据调整难度、频率、类别计算报价。

3、钢制半成品生产任务中产生的措施费、附加费，此项的设置是由于钢制半成品不来自于市场的特殊性和与项目直接关联性，表现为项目动态、决策对其有直接影响力，其又对建设实施有直接作用力。笔者认为应充分考虑到在钢制半成品生产阶段根据具体项目中不同情况或要求而要产生的某些措施费，以及根据项目决策层的决策动态对项目的各种变化造成的技术设计、材料、机械、工时等的浪费或调整费。

其中如建设项目对建设周期有要求而需要提高钢制半成品阶段实施速度的，可以根据加急度设置标准以相应的计算其衍生费用，如出现未完成生产或产品出现问题等情况对建设施工进度造成影响的，因对钢制半成品生产任务的产出影响可能来自各个方面，也可能受某些特殊情况影响而变化，可先根据具体情况对责任方进行界定，以此来界定相应衍生的附加费用项，并进行计算。

此项中涉及到的安装工程中的各项费用应计算在安装工程费里面。

4、钢制半成品生产成本费用，这是钢制半成品的直接组成费，依据人工成本、材料成本、机械使用、管理等费用组成，以生产企业或利益双方商定价格计算，在此不多赘述。

（三）安装工程费

弓式支架结构安装的基本动作是“插”、 “挂”、“顶”。主体结构从一端拱脚起依次插装节点和拱片，之后用专用顶升设备将结构安装整体顶升。加挂交叉拉弦和十字拉筋，完成一个拱段的安装。如此周而复始，直至完成整个结构的安装。

在此项中我们根据国内目前实行的综合单价计价模式来计算，主要分为人工费、材料费、机械费，以及管理费和项目措施费、利润、规费、税金，加上材料调差系数和适当的不可预见费等组成的其它费用。

另外又分析了其它原因造成的安装工程费的单独计算。

人工费

按实际用工标准、传统定额计算方法而定。

材料费

在此报价体系中我们把弓式预应力钢结构的施工安装所需材料分两种：一种是需要在钢结构加工厂生产的钢制半成品，另一种是前面所述的拉弦和拉筋用的不同规格、外形的钢筋及其它施工所需材料。

钢制半成品在前文已述的各项组成报价单成系统，为适应国家规定定额计价方式可把此做为材料原价计算。另此还要计算钢制半成品的运输损耗和运杂费。

安装过程中需用到的各种钢筋及其它施工所需材料可按定额标准计算（由于结构特殊性，应充分考虑结构的材料损耗），即材料的原价+材料的损耗+材料的运杂费。

3、机械使用费

除弓式预应力钢结构正常施工、安装工艺要求使用的机械外，加上因具体项目情况需要用到的其它机械，按施工机械台班消耗量和机械台班单价计算。因为弓式预应力钢结构有其安装专用机械，所以我们可以重点根据施工方案、方法的不同进行分类，并分别以各分类中具体使用到的机械一一设置其专用机械台班消耗量和机械台班单价的计算标准。其它应用到的机械按定额统一标准计算。

4、其它费用（规费、税金、管理费和利润等）

除特殊情况，其它各项取费均按照统一定额标准计取。其中需要注意的特殊点有很多，总结了一下其取费主要有以下诸多特点。

弓式钢结构自身安装过程的特殊性，决定了其施工验算的复杂性，基于弓式预应力钢结构对安装过程中稳定性和安全的高要求，在安装过程中会有许多的施工演算和安装技术管理、安全保护措施、稳定性监测等，类似此类作用中的管理费、措施费及其它费用可以根据建设项目的难易度、施工条件等再按照安装阶段分别设定。从中也可以看出技术措施费应作为资金调配重点。因弓式钢结构的安装工序相对简单、对场地要求不高且安装速度快工期短，现场经费的报价额并不会高，但其中为保证施工安全、工程质量等达到项目建设高水平，而对安装过程中的各方面管理是重点，相应的要增加管理人员或提高管理水平，由此管理费标准便要提升。

5、其它原因造成的安装工程费的单独计算。由于所有的施工安装工艺都由专利拥有者统一管理或合作指导，技术上有很多不确定性，就有可能会由技术方面出现的问题而产生的多余安装工程各项费用的计算或附加项，应关注到此方面且在具体项目中双方尽可能对不同的技术项商定一个‘失误损失计算标准，如有发生应单独计算，尽可能全面的对过程报价进行把握和管理。另外前文提到的钢制半成品对建设施工进度的影响产生的相应衍生或附加费，其中牵连到的安装工程费用项应归于此计算。

基于弓式钢结构专利技术的特殊性且此技术项目完全建立在以技术论成败的基础上考虑到以上应单独计算项，其后果费用可由责任承担方承担或由利益双方另行商定。此单独计算项中的人、材、机及其它费用应从相应项的总造价中扣除或不计算。

（四）弓式预应力钢结构设计费、国家专利及专有技术使用费

因为弓式预应力钢结构结构形式的特殊性，因此一般都是专利拥有者单方面设计，出施工方案。设计者拥有此项技术的国家专利、属于专利方的专有技术。因此，使用此项国家专利及专有技术的单位及个人，理应支付相关的结构设计费、国家专利及专有技术使用费。而不是目前有的单位和个人所讲的：因为你有此项专利，我才使用你的产品。而目前我国缺少国家专利产品工程专项设计费和国家专利及专有技术使用费、施工过程中专家监督取费标准的相关文件。因此，亟须拥有专利产品、专有技术的企业形成自身的企业报价体系。

四、弓式预应力钢结构报价体系的应用

国家网球中心新馆地处绿色掩映的奥林匹克森林公园内，为北京地区最大，具有国际先进水平的网球比赛场馆，总建筑面积约51199㎡，总用地面积约17公顷。为满足赛事要求及多种功能需要，工程采用了可开启式活动屋盖，活动屋顶采用的是百分之百的拥有自主知识产权的国际专利技术—弓式预应力钢结构，活动屋盖由四个弓式预应力钢结构单元构成，上层两个单元宽度为16m，跨度为74.6m，下层两个单元宽度为16m，跨度为71m。其造价人民币3000万元不到，约占该馆总投资的5%。笔者所在的公司就参与了其中的预算报价，发现了其中存在的不少问题，我们以此项目为例假设性的分析一下报价体系在实际工程中如何具体应用。

首先是设计阶段的报价。由于此大型开合屋盖结构的重要性与复杂性，其中有两项关键点，即技术难度大、功能性要求强，因两者之间有相互作用力的关系，我们可以把报价的构成具体到每一个设计要求和难度上。国家网球中心新馆在设计时应考虑的有结构自重、建筑屋面、天沟马道、照明音响及机电设备等恒荷载、检修荷载、雪荷载、风荷载、温度作用、地震作用、活动屋盖移动荷载等各种荷载，对开合屋盖进行全面的计算分析，确保活动屋盖与固定屋盖结构体系在各种不利荷载工况组合下的安全性。与普通大跨度结构不同，开合屋盖除需要考虑活动屋盖行走引起的移动荷载外，需要分别对活动屋盖全开、全闭及半开状态进行计算分析。此外，活动屋盖全开、全闭及半开三种状态的荷载取值也存在较大差异。其功能性要求还有对自然环境的监控及应急装置，另外对建筑中声学和光学方面也有具体要求，其总设计集结构、轨道、机械、电气自动化之先进技术于一体。以上的要求及难度点都是不能忽略的设计报价重要组成部分。

报价体系第二部分为钢制半成品的报价。此工程的设计经过其专利者团队的科学计算与专业设计院的审核，最后计算出的屋面钢结构的用钢量降低到了国外此类钢结构重量的四分之一以下，仅约420吨。再结合工程设计中探讨到的情况可以看出钢制半成品中技术含量高、总需用钢量少，从中也反映了钢制半成品如只关注成本价格是不太合理的。在这部分中略去钢制半成品生产成本费用不述，先来看机械调整费，从专业资料图片和数据中可以直观的看出此开合式屋面的设计整体曲率较小、跨度又比较大，又因为结构设计的特殊性对整体结构的稳定性、强度等要求很高，可以想见这就直接造成了对钢制半成品制作的高要求高标准，以此工程的复杂性当然还要结合生产任务中其它工艺要求造成的具体调整情况做计算，比如跟固定屋盖接合部分的钢结构设计。另外就是生产任务中的措施费、附加费，国家网球中心新馆是国家体育建设建筑中又一里程碑式工程，据查知当时工期比较紧，建设工程量大项目又多，这就对工程整体的管理、不同阶段、不同作业之间的调配提出了高要求，弓式钢结构开合屋盖作为参与到其中的一项重要组成部分，其自身更需要做到保质量保进度，钢制半成品的生产是弓式钢结构实施要走的第一步，在国家网球中心新馆工程中就要对此项生产任务有一定的保障措施费，可重点加大质量管理这一投入，假设因其工期紧等需生产进度加快也会有相应管理、工人加班等其它费用等产生，再者如生产进度没有跟上也会导致其后施工项目如安装采光板等相关安装作业滞后或影响了整体建设周期等，都有可能会产生相应的经济后果。此部分中所有牵连到工程建设方面出现的费用应当参考安装报价中的第5项计算。

报价体系第三部分为安装工程费。此部分中人工费无针对此技术的特殊因素考虑，按实际发生以定额标准计取，材料费的组成也符合前文中关于这方面计算的探讨，无特殊费用组成，除钢制半成品原价外其它费用都可按正常定额标准计算。机械使用费，此项目安装方式继续运用弓式钢结构独有的标准安装方式，简单方便，无特殊安装方法的要求，因此机械的使用类基本为其专用机械设备，对此没有统一的标准按双方商定价格定。其它费用，国家网球中心新馆开启式屋盖的安装高度（50m左右）、与其它分部工程交叉作业和工程复杂性的共同作用下，决定了其施工演算有一定条件限制和难度，安装技术管理比如结构稳定性演算需严谨且附加内容多，安全保护措施需作为重点，以及其它的所有受以上三方面影响项中的管理费、措施费和其它费用都会相应的提高。其它原因造成的安装工程费的单独计算，国家网球中心新馆可开启式屋盖的设计中或牵连或涵盖了众多的功能和设计标准，因为也附加有众多的配套设施，其完美顺利的实施是整个项目工程的建设灵魂，如果在完成过程中任何一个环节哪怕出现一点细微的错误，或者在有些要求和标准没有达到，都会对工程有比较大的影响，甚至在设计或技术上有‘牵一发而动全身的可能，从而对报价增添各种不可预计的变动因素，比如设计变更或设计误差或实施有误导致的变动、弥补措施。例如活动屋盖的移动荷载，其中对最终设想的完成可影响因素有：活动屋盖的自身重量和稳定性，台车轮的设计和安装，固定屋盖及轨道的设计和安装，制动装置的设计和安装，端止缓冲器的设计和安装。以上因素相互作用影响，如有问题责任归属也各不同，其报价也应该单独分析计算并进行一定的预计，如此可更好的对整个报价的动态变化进行把控。

五、总结

通过对弓式预应力钢结构报价体系建立的探讨，发现其独有的造价增项相对较多，影响报价的因素多且复杂，也直接导致了可变动因素的增加，在建立报价体系就需全方面考虑，注重动态管理和可灵活运用性。另外弓式预应力钢结构的其它报价特点表现为报价组成项少，直接费用项大部分需依据建设项目具体情况设定，对整个过程的全面把控是重点其相应费用标准高。

建立弓式预应力钢结构报价体系的探讨是对不同建筑产品特别是新兴的建筑产品成熟运用中针对造价方面的一次探索，希望对企业如何建立类似‘制品的报价体系具有一定的借鉴作用，有针对性的报价体系将使报价更趋于实际情况，也将使建筑过程中因盲目报价造成的各种隐患风险扼杀在摇篮中，其价值更是有无限的潜力可挖。

参考文献：

[1] 张鹏军,高维元,刘志伟;弓式支架结构的设计研究及其在北京国际展览中心工程中的应用[A];第九届空间结构学术会议论文集[C];2000年

[2] 开合屋面成国家网球馆时尚;北京新智唯弓式建筑有限公司

[3] 范重,彭翼,范学伟等;国家网球中心新馆设计;中国建筑设计研究院 100044