橋梁設計階段安全風險評估研究

1、橋梁設計階段安全風險評估研究【摘要】為了提高橋梁工程建設的風險管理水平， 有效地防范橋梁在建設過程中的各種風險。因此，本文以某 大橋為工程依托，針對橋梁設計階段風險特點，對比國內(nèi)外 風險管理理論研究，采用現(xiàn)場調(diào)研、理論分析和數(shù)值計算等 手段，從風險識別，風險評估以及控制措施等方面，通過必 選橋梁設計階段三種方案，進而對橋梁工程風險評估進行系 統(tǒng)的研究?！娟P鍵詞】橋梁工程；設計階段；安全風險評估工程規(guī)劃設計階段實施施工安全的風險評估，實質(zhì)上是 “全過程安全管理”理念的體現(xiàn)。所謂工程規(guī)劃設計階段施 工風險評估，指自工程構想形成至發(fā)包之前，預先進行工程 建設的施工風險評估，即將建設現(xiàn)場施工的安全責任

2、范圍擴 大至工程規(guī)劃設計階段。通過上述在規(guī)劃設計階段對安全事 項的考慮及有效傳遞，使工程相關單位的安全權責得以有效 地落實，形成完整的“安全一體化管理”，以提升建設工程 安全水平，降低工程事故發(fā)生率，維持社會穩(wěn)定。一、國內(nèi)橋梁工程施工安全現(xiàn)狀（一）建設發(fā)展及施工安全現(xiàn)狀橋梁工程常設于瀕臨河川、海岸，或于道路乃至既有建 筑物的上方通過，具備高度技術性、高能量作業(yè)、環(huán)境敏感 性等特點，是安全事故高發(fā)的領域。近年來，我國橋梁工程 建設發(fā)展非常迅速，江陰大橋是我國第一座千米跨越的懸索 橋，蘇通大橋又實現(xiàn)了千米斜拉橋的跨越。江蘇境內(nèi)建設中 的橋梁工程就包括泰州大橋、長江四橋、崇啟大橋等。與此 同時，隨著

3、建設工程規(guī)模的逐步加大，橋梁工程建設領域安 全事故起數(shù)和傷亡人數(shù)一直居高不下，施工現(xiàn)場安全生產(chǎn)情 況仍然十分嚴峻1。近年來，橋梁工程安全事故頻發(fā)，典 型的如湖南鳳凰縣堤溪沱江大橋垮塌事故，以及近期的昆明 新機場引橋工程支架垮塌事故、南京城區(qū)匝道橋鋼箱梁傾倒 事故、杭州錢塘江三橋橋面塌落事故等，都造成了巨大的財 產(chǎn)損失和群死群傷現(xiàn)象，這無疑給橋梁工程安全工作敲響了 警鐘。上述事故，除了施工中存在問題，如管理缺位、違章 操作、偷工減料等，都或多或少可以追溯到規(guī)劃設計上的不 足。以南京城區(qū)匝道橋鋼箱梁傾倒事故為例，若能在設計階 段充分考慮到鋼箱梁傾倒的安全風險，通過合理選擇施工方 法、施工順序，合理

4、配置施工機具、安全措施，以及改善鋼 箱梁與墩臺的連接、固定的設計，將完全能夠避免傾倒事故 的發(fā)生2?？梢钥闯觯瑥囊?guī)劃設計階段就開始考量施工安 全風險，使規(guī)劃設計單位的安全責任得以有效地落實，將能 夠明顯降低橋梁工程的安全事故發(fā)生率。（二）崇啟大橋案例分析崇啟大橋是是江蘇境內(nèi)特大跨江大橋，其施工過程中采 用了 185m大節(jié)段連續(xù)鋼箱梁整體吊裝，這在國內(nèi)尚屬首 次，其運輸、吊裝過程中安全風險很大，施工安全面臨嚴峻 的考驗。1. 大節(jié)段鋼箱梁吊裝概況崇啟大橋主橋為多跨連續(xù)鋼箱梁結(jié)構，設計的最大節(jié)段 梁長185m、寬33. 2m、厚9m,最大重量約2455t,最大起 吊高度約46m。鋼箱梁為變高等寬斷

5、面，分為左右兩幅，總 共6跨，跨度布置為102 +185 x4 + 102 = 944m,如圖1 所示。而大節(jié)段鋼箱梁采用2艘起重船起吊，由北岸向南岸 依次逐段吊裝。2. 施工安全風險的分析崇啟大橋建設過程中，大節(jié)段鋼箱梁的運輸和吊裝都存 在很大風險，對大型施工機械設備要求很高，需要多方面的 綜合配合，其吊裝難點主要體現(xiàn)為：梁段水上運輸安全: 鋼箱梁的體積大、重量大，對運輸所采用的水上航道要求較 高，如對航道水的深度、寬度，還有潮汛、天氣，以及是否 存在暗礁等。 運輸船和吊裝船的拋錨定位：運輸船和吊 裝船均需在橋位橫向拋錨定位，如此大的橫向定位國內(nèi)還是 首次。吊點受力的均衡性：鋼箱梁抬吊時若吊

6、鉤不同步, 或者由于吊索不能自動滑移致使吊點受力不均，都極易導致 吊鉤斷裂；吊裝時兩臺起重船舶的同步性：若某一吊 裝環(huán)節(jié)不夠熟練、指揮或操作失誤，導致兩艘起重船起吊不 同步，均可能導致災難性事故。二、創(chuàng)新思路（一）從在建工程的施工安全現(xiàn)狀反推其規(guī)劃設計以建設中的橋梁工程項目為對象，依據(jù)現(xiàn)行施工安全狀 況及施工中存在的安全問題，反推其規(guī)劃設計階段對施工安 全考慮的合理性及不足，以探求規(guī)劃設計階段降低施工安全 風險的手段及方法。下面以建設中的泰州長江公路大橋為 例，說明施工安全風險評估反推規(guī)劃設計的方法。泰州大橋位全長約62公里，核準總投資93. 7億元, 建設工期5年半。主橋工程采用主跨2 x

7、1080m的“三塔 雙跨”新型懸索橋結(jié)構，由北錨碇、北塔、中塔、南塔、南 錨碇五部分組成。泰州大橋建設根據(jù)風險評估結(jié)果，落實風 險防范措施，降低施工風險，其成功應用案例包括：1. 中塔基礎結(jié)構形式的選擇。泰州大橋中塔基礎對沉井 和鉆孔樁技術進行了深入比選，沉井基礎的剛度、抗震及抗 船舶撞擊能力要明顯優(yōu)于鉆孔樁基礎，且投資省，但施工安 全風險較大。通過研究，認為在各項措施到位的情況下是可 以實現(xiàn)的，因此最終決定采用沉井技術。在兩年多的施工中, 沒有發(fā)生一起安全生產(chǎn)事故，還節(jié)約投資1億多元。2. 中塔鋼塔吊裝方式的選擇。泰州大橋中塔為縱向人字 型、橫向門式框架型鋼塔，上塔柱最初擬采用大節(jié)段吊裝，

8、但通過風險評估發(fā)現(xiàn)，如果采用這種方式，必須使用大型門 吊吊裝，其設計、制造難度大，現(xiàn)場吊裝作業(yè)風險很大，而 且大節(jié)段還需直立運輸，運輸安全風險也較大，綜合考慮最 終采用了縱向分塊、小節(jié)段吊裝方案。3中塔防撞錨墩的設計。在風險評估結(jié)果的基礎上，施 工時將中塔上下游施工錨墩改造為永久性的防撞墩，并在中 塔承臺四周設置防撞套箱，降低船舶碰撞中塔墩基礎的概率 50%以上，同時對撞擊船舶也有保護作用3。（二）完善基礎理論體系1.安全信息嵌入機理研究規(guī)劃設計過程中安全信息的嵌入機理，提出規(guī)劃設 計應納入施工安全考慮的具體技術內(nèi)容，通過對規(guī)劃設計成 果進行安全審查及評估，從而不斷完善規(guī)劃設計成果4。 需嵌入

9、的安全信息包括：功能需求及工程選址安全分析、 規(guī)劃方案的安全信息嵌入及審查、設計成果的安全信息嵌入 及評估等。2實務手冊或操作指南在施工安全信息嵌入機理及信息傳遞機制研究的基礎 上，編寫操作實務手冊或操作指南，明確實施的程序、方法、 要求及用表，使規(guī)劃設計人員得以方便地參考運用。結(jié)束語：工程規(guī)劃設計階段實施施工安全風險評估，在公路、隧 道、鐵路、建筑等其它工程建設領域均可借鑒。崇啟大橋及 泰州大橋案例分析更加表明，安全是可“構建”的，通過規(guī) 劃設計階段的風險評估并進一步改善安全設計，能夠有效降 低施工安全風險，從而減少施工過程中的人員傷亡或健康危 害。參考文獻：1 夏規(guī)劃，唐喜林.加入wto對我國建筑工程項目管理 的影響和對策科學進步與對策j. 2011, 17 (6)： 107-108.2 張圣坤，白勇