No abstract

The recent financial crisis in Europe has led to large reduction of public investment and urges the recession-hit countries to revisit their approach to new infrastructure projects initiation in light of the current budgetary constraints. This paper reviews the methodologies and practices implemented worldwide with the aim to achieve cost efficiency in infrastructure development and critically discuss the current approach to planning and designing of infrastructure projects in Greece. A number of transport infrastructure projects under tendering or construction, including urban express roads, urban development projects, cruise port, urban rail and airport, are presented and analyzed. The authors highlight the critical role of the implementation of appropriate tools and informed decision making in design and construction and present alternative solutions of enhanced cost efficiency for the required value for money to be achieved in each of the above projects.

No abstract

Accurate cost estimation in the preliminary stages of project development is critical for making informed planning decisions. However, such early estimates are typically restricted by limited information. In this paper, the widely recognised intelligence of Feed-Forward Artificial Neural Networks (FFANNs) is used to process actual data from 68 concrete road bridges and provide a surrogate model for the accurate estimation of the Bill-of-Quantities (BoQ). Specifically, twoFFANNs are trained to estimate the superstructure and piers concrete and steelbased on the construction method and the bridge dimensions. As the relevant metrics demonstrate, the FFANNs capture very well the complex interrelations in the dataset and produce highly accurate estimates. Furthermore, their generalization capability is superior to the capability ofrespectivelinear regression models. As the data used to train the FFANNs is normally available early in the project lifecycle, the proposed model enables early, yet accurate cost estimates to be obtained.

The need for an environmentally friendly design of modern motorways increases the construction of bridges, which has exhibited substantial overruns above estimated costs. Therefore, easy to use, inexpensive and accurate methods for conceptual cost estimating are needed. This paper presents a computer-aided cost estimating system for pre-stressed concrete road bridges that provides estimates of the material quantities and cost of all bridge elements. It relies on a database incorporating actual data collected from recently constructed bridges and exploits material estimating models developed with statistical analysis. Different configurations are devised from short to long-span bridges, accounting for the major deck construction methods and foundation systems. The system can be easily used to provide different cost estimates to the owner, designer and contractor during the project's early stages. By allowing reliable cost estimates in a short time, the proposed computer-aided system represents a useful decision making tool.

The need for an environmentally friendly design of modern motorways increases the construction of bridges, which has exhibited substantial overruns above estimated costs. Therefore, easy to use, inexpensive and accurate methods for conceptual cost estimating are needed. This paper presents a computer-aided cost estimating system for pre-stressed concrete road bridges that provides estimates of the material quantities and cost of all bridge elements. It relies on a database incorporating actual data collected from recently constructed bridges and exploits material estimating models developed with statistical analysis. Different configurations are devised from short to long-span bridges, accounting for the major deck construction methods and foundation systems. The system can be easily used to provide different cost estimates to the owner, designer and contractor during the project's early stages. By allowing reliable cost estimates in a short time, the proposed computer-aided system represents a useful decision making tool.

Η παρούσα δυσχέρεια χρηματοδότησης των οδικών έργων, τόσο από δημόσιους όσο και από ιδιωτικούς πόρους, καθιστά αναγκαία την εμπεριστατωμένη Ανάλυση Κόστους / Ωφελειών κάθε προγραμματιζόμενου έργου. Η κατασκευή γεφυρών απορροφά αξιόλογο ποσοστό των επενδύσεων σε οδικές υποδομές. Παράλληλα, παρουσιάζει διαχρονικά σημαντικές υπερβάσεις του προϋπολογισμού δαπάνης υλοποίησης. Κατά συνέπεια είναι εξαιρετικά σημαντικό να επιτευχθεί αξιόπιστη εκτίμηση της δαπάνης κατά το προκαταρκτικό στάδιο του έργου, κατά το οποίο μόνο οι βασικές προδιαγραφές και αρχικές τεχνικές λύσεις είναι γνωστές. Μέχρι σήμερα έχουν δημοσιευθεί ελάχιστες σχετικές εργασίες για οδικές γέφυρες. Οι εργασίες αυτές βασίζονται στις περισσότερες περιπτώσεις σε θεωρητικές επιλύσεις μαθηματικών αλγορίθμων με βάση κανόνες σχεδιασμού γεφυρών και όχι σε πραγματικά στοιχεία από κατασκευασμένα έργα και δεν καλύπτουν όλα τα τμήματα του έργου, από τη θεμελίωση έως την ανωδομή. Παράλληλα, εντοπίζεται έλλειψη διαθέσιμων βάσεων δεδομένων οδικών γεφυρών με πραγματικά στοιχεία κατασκευής και δαπάνης. Η παρούσα διδακτορική διατριβή έρχεται να καλύψει την ανάγκη επιστημονικής έρευνας για τη δημιουργία ολοκληρωμένου συστήματος προεκτίμησης της δαπάνης κατασκευής οδικών γεφυρών από σκυρόδεμα που θα στηρίζεται σε αντίστοιχη βάση δεδομένων με πραγματικά στοιχεία και δαπάνες κατασκευής. Ως πρώτη προσέγγιση της προεκτίμησης της δαπάνης οδικών γεφυρών από σκυρόδεμα, συλλέχθηκαν πραγματικά στοιχεία δαπάνης από 111 οδικές γέφυρες της Εγνατίας Οδού. Η επεξεργασία των στοιχείων οδήγησε σε εκτιμήσεις της μέσης δαπάνης κατασκευής γεφυρών ανά μονάδα επιφάνειας καταστρώματος για τρεις μεθόδους κατασκευής γεφυρών. Κατέστη σαφές ότι η επίτευξη αυξημένης ακρίβειας κατά την προεκτίμηση της δαπάνης κατασκευής γέφυρας προϋποθέτει την προεκτίμηση της δαπάνης των επιμέρους τριών βασικών συστατικών της (θεμελίωση, βάθρα, φορέας) με βάση ανεξάρτητα στατιστικά μοντέλα. Στη συνέχεια, δημιουργήθηκε εκτεταμένη βάση δεδομένων οδικών γεφυρών στην οποία καταγράφηκαν αναλυτικά στοιχεία ποσοτήτων εργασιών και δαπάνης. Αναπτύχθηκε ειδική εφαρμογή με ξεχωριστές διαδικασίες εισαγωγής δεδομένων, διεξαγωγής αναζητήσεων και παρουσίασης των αποτελεσμάτων με αναφορές. Στο σχετικό κεφάλαιο της διατριβής δίνεται ιδιαίτερη έμφαση στις γέφυρες της Εγνατίας Οδού από τις οποίες αντλήθηκε το δείγμα δεδομένων. Περιγράφονται τα πρότυπα σχεδιασμού γεφυρών που υιοθετήθηκαν και οι διαδικασίες μελέτης και ελέγχου της κατασκευής που εφαρμόστηκαν. Για τη στατιστική επεξεργασία των συλλεχθέντων στοιχείων επιλέχθηκε η μέθοδος της γραμμικής παλινδρόμησης. Στο σχετικό κεφάλαιο της διατριβής, παρουσιάζεται καταρχήν σύντομη επισκόπηση των γενικών αρχών και παραδοχών της μεθόδου και των ειδικότερων θεμάτων που πρέπει να εξετάζονται για την ορθή εφαρμογή της. Εξετάστηκαν επίσης, παραλλαγές της μεθόδου που χρησιμοποιούνται για την επιλογή της καλύτερης εξίσωσης, καθώς και η αναγκαιότητα και οι προϋποθέσεις εφαρμογής της μεθόδου «bootstrap» στην παλινδρόμηση. Για την εκτίμηση της δαπάνης των θεμελιώσεων των μεσοβάθρων γεφυρών αναπτύχθηκε μοντέλο που περιλαμβάνει τρία διακριτά στάδια: επιλογή του συστήματος θεμελίωσης, υπολογισμό των ποσοτήτων εργασιών και υπολογισμό της δαπάνης κατασκευής. Προτείνονται σύστημα ταξινόμησης εδαφών και έμπειρο σύστημα, τα οποία σε συνδυασμό επιτρέπουν την επιλογή του κατάλληλου τύπου θεμελίωσης. Με εφαρμογή της μεθοδολογίας παλινδρόμησης με προς τα πίσω απαλοιφή αναπτύχθηκαν μοντέλα εκτίμησης ποσοτήτων σκυροδέματος και χάλυβα οπλισμού για τους κυριότερους τύπους θεμελίωσης μεσοβάθρων. Εξετάστηκαν οι βασικές υποθέσεις της ανάλυσης γραμμικής παλινδρόμησης και οι στατιστικοί δείκτες ώστε να επιβεβαιωθεί η ισχύς και η ικανοποιητική προσαρμογή αντίστοιχα των προτεινόμενων μοντέλων. Επίσης προτάθηκαν παραμετρικά εύρη των συντελεστών παλινδρόμησης με χρήση της μεθόδου «bootstrap». Για την εκτίμηση της δαπάνης των μεσοβάθρων και της ανωδομής αναπτύχθηκαν με ανάλυση παλινδρόμησης μοντέλα πρόβλεψης των ποσοτήτων εργασιών για τρεις ευρέως χρησιμοποιούμενες μεθόδους κατασκευής γεφυρών. Εξετάσθηκαν οι βασικές υποθέσεις της μεθόδου της παλινδρόμησης και οι στατιστικοί δείκτες και εφαρμόστηκε η τεχνική επικύρωσης με 10 μέρη για την αξιολόγηση της ακρίβειας πρόβλεψης των προτεινόμενων μοντέλων εκτίμησης ποσοτήτων εργασιών της ανωδομής. Επίσης αναπτύχθηκε μέθοδος αναδιάταξης δείγματος για την εξαγωγή του εύρους εκτίμησης της δαπάνης της ανωδομής. Το ολοκληρωμένο σύστημα εκτίμησης της δαπάνης κατασκευής οδικών γεφυρών από σκυρόδεμα αναπτύχθηκε και υλοποιήθηκε με τη γλώσσα προγραμματισμού «Java». Για δυο παραδείγματα γεφυρών παρουσιάζονται αναλυτικά οι διαδικασίες εισαγωγής των δεδομένων, εξαγωγής των αποτελεσμάτων ποσοτήτων εργασιών και δαπάνης κατασκευής, καθώς και προσδιορισμού του εύρους εκτίμησης. Η εφαρμογή του συστήματος επιτρέπει την ταχεία σύγκριση εναλλακτικών μορφών σχεδιασμού γεφυρών, ώστε να επιλέγεται η βέλτιστη λύση από τεχνική και οικονομική πλευρά.