山區(qū)特大懸索橋施工風(fēng)險(xiǎn)分析

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(太原太工天昊土木工程檢測(cè)有限公司，山西 太原 030024)

引言

隨著我國(guó)交通的快速發(fā)展，特大懸索橋在西部山區(qū)已被廣泛應(yīng)用，一座座特大懸索橋在促進(jìn)經(jīng)濟(jì)一體化的形成過(guò)程和各區(qū)域緊密交流中發(fā)揮著舉足輕重的作用[1-3]。山區(qū)特大懸索橋的建設(shè)過(guò)程中存在著各種確定和不確定因素，不確定因素可能會(huì)給懸索橋的結(jié)構(gòu)帶來(lái)很大風(fēng)險(xiǎn)，因此近年來(lái)特大懸索橋的風(fēng)險(xiǎn)研究已受到廣大學(xué)者的關(guān)注。在特大懸索橋建設(shè)過(guò)程中存在的不確定因素主要有以下幾個(gè)方面：

(1)人為因素。工人的活動(dòng)在橋梁建設(shè)中起著重要的作用，施工時(shí)不確定的人為因素如工人的技術(shù)水平、工作態(tài)度、身體健康狀態(tài)及解決突發(fā)問(wèn)題的能力等，都對(duì)橋梁的建設(shè)活動(dòng)產(chǎn)生著巨大的影響。

(2)材料因素。材料的優(yōu)劣直接影響著建筑物的整體質(zhì)量。材料的耐熱性能、結(jié)構(gòu)尺寸、各種力學(xué)性能等參數(shù)的達(dá)標(biāo)情況，材料的安裝與受力情況若出現(xiàn)誤差即會(huì)對(duì)懸索橋產(chǎn)生極大的影響。如材料的泊松比、彈性模量等參數(shù)的改變均會(huì)對(duì)材料的實(shí)際受力情況產(chǎn)生很大的影響，使得特大懸索橋在結(jié)構(gòu)安全、橋梁質(zhì)量方面存在風(fēng)險(xiǎn)。

(3)施工機(jī)械因素。特大懸索橋的施工機(jī)械水平反映著現(xiàn)代科技水平，其對(duì)橋梁的質(zhì)量存在著極大影響。施工機(jī)械的現(xiàn)代化程度、精度及性能參數(shù)都對(duì)橋梁的建設(shè)活動(dòng)起著不可忽視的作用。在懸索橋建設(shè)過(guò)程中，不管是施工機(jī)械超負(fù)荷工作或低負(fù)荷工作，還是在施工過(guò)程中所出現(xiàn)的各種問(wèn)題等不確定因素都會(huì)對(duì)懸索橋的施工工期、施工質(zhì)量及安全產(chǎn)生一定的影響。

(4)施工監(jiān)測(cè)因素。施工監(jiān)測(cè)是保證懸索橋施工質(zhì)量的重要手段之一，也是懸索橋風(fēng)險(xiǎn)產(chǎn)生的另一主要因素。施工監(jiān)測(cè)包括很多方面，如材料質(zhì)量、橋身及構(gòu)件的受力變形等方面的監(jiān)測(cè)。監(jiān)測(cè)手段和檢測(cè)人員的不確定性，如測(cè)量?jī)x器的誤差、監(jiān)測(cè)方法的完善性、周邊環(huán)境的影響等都會(huì)使監(jiān)測(cè)產(chǎn)生各種各樣的誤差與不確定性，如果監(jiān)測(cè)誤差超出允許范圍，就會(huì)對(duì)橋梁建設(shè)產(chǎn)生危害。

綜上所述，特大懸索橋的風(fēng)險(xiǎn)產(chǎn)生與橋梁建設(shè)過(guò)程中存在的各種不確定因素有著不可分割的聯(lián)系，這些不確定因素不遵循任何客觀規(guī)律，具有極大的偶然性與未知性。對(duì)于建設(shè)過(guò)程中存在的不確定因素給予充分的考慮與重視，是目前研究和預(yù)防各類(lèi)風(fēng)險(xiǎn)產(chǎn)生的前提。

1 山區(qū)特大懸索橋施工風(fēng)險(xiǎn)分析

特大懸索橋在施工過(guò)程中存在很大的風(fēng)險(xiǎn)性。一方面表現(xiàn)為一些特殊風(fēng)險(xiǎn)事態(tài)，主要由人為、自然等因素引起。另一方面，橋梁建設(shè)中面對(duì)的問(wèn)題與日俱增，在懸索橋建設(shè)過(guò)程中發(fā)生事故的概率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于過(guò)去。我國(guó)學(xué)者葉耀先對(duì)以往的橋梁事故進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，結(jié)果表明，施工期發(fā)生事故的概率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于使用期的其他階段[1]。

現(xiàn)代特大懸索橋的建設(shè)中往往會(huì)選用一些具有高強(qiáng)度等特殊性能的新材料，同時(shí)應(yīng)用一些施工新技術(shù)，這勢(shì)必會(huì)增加橋梁建設(shè)的成本，而且風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生時(shí)可能會(huì)帶來(lái)很大的經(jīng)濟(jì)損失。山區(qū)特大懸索橋的施工環(huán)境艱苦、施工技術(shù)復(fù)雜，同時(shí)也給技術(shù)人員帶來(lái)較大的挑戰(zhàn)和人身安全風(fēng)險(xiǎn)。另外，現(xiàn)代橋梁的建設(shè)在追求安全性的同時(shí)，也追求橋梁外觀的美感，這勢(shì)必會(huì)帶來(lái)潛在的風(fēng)險(xiǎn)。若是在地震區(qū)建橋，還須考慮地震潛在的不可抗力風(fēng)險(xiǎn)。

由以上分析可知，上述風(fēng)險(xiǎn)均是潛在的，但若風(fēng)險(xiǎn)一旦產(chǎn)生，將可能會(huì)造成極大的經(jīng)濟(jì)損失與人員傷亡。因此，應(yīng)在施工之前對(duì)懸索橋建設(shè)的各個(gè)過(guò)程進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，并對(duì)做出的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估進(jìn)行分析，采取相應(yīng)的措施，嚴(yán)格控制施工過(guò)程以及后期使用中的各項(xiàng)指標(biāo)，可提高橋梁的安全性和可靠度，并減少經(jīng)濟(jì)損失，這對(duì)施工方及其他項(xiàng)目參與方來(lái)說(shuō)都具有重大的意義。

我國(guó)的特大懸索橋風(fēng)險(xiǎn)分析研究發(fā)展相對(duì)較晚且較為緩慢。改革開(kāi)放以來(lái)實(shí)行市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)，許多項(xiàng)目的風(fēng)險(xiǎn)由企業(yè)承擔(dān)，實(shí)行投資者為第一負(fù)責(zé)人制度，投資人也要承擔(dān)施工項(xiàng)目帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)，這大大提高了人們對(duì)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的認(rèn)識(shí)。

2 特大懸索橋風(fēng)險(xiǎn)的特征及識(shí)別方法

2.1 橋梁施工風(fēng)險(xiǎn)的基本概念與特征

由于工程領(lǐng)域及各專(zhuān)業(yè)背景的不同，各行業(yè)對(duì)風(fēng)險(xiǎn)的定義并未形成共識(shí)。但其中不外乎以下幾個(gè)方面：危害事件、發(fā)生概率與造成后果等。在橋梁施工工程中的風(fēng)險(xiǎn)定義為：與橋梁結(jié)構(gòu)相關(guān)的，出現(xiàn)在其建設(shè)的全壽命周期內(nèi)，對(duì)該橋梁工程相關(guān)的利益團(tuán)體造成某種影響而使其達(dá)不到預(yù)期目標(biāo)的不確定事件，即為橋梁工程風(fēng)險(xiǎn)。由于橋梁工程的自身特點(diǎn)使其風(fēng)險(xiǎn)具有區(qū)別于其他工程領(lǐng)域的獨(dú)特性，大致可歸納如下：

(1)風(fēng)險(xiǎn)的持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)。橋梁工程的施工周期一般為幾年甚至幾十年，由于時(shí)間過(guò)于漫長(zhǎng)，這便導(dǎo)致各種不確定因素出現(xiàn)的可能性大幅增加，雖然常見(jiàn)的風(fēng)險(xiǎn)可以提前預(yù)防或做出相應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施，但某些潛在的風(fēng)險(xiǎn)卻無(wú)法識(shí)別和預(yù)測(cè)，更不可能做好應(yīng)對(duì)措施，因此橋梁施工的周期長(zhǎng)是其風(fēng)險(xiǎn)特征之一。

(2)風(fēng)險(xiǎn)帶來(lái)的損失大。由于橋梁工程規(guī)模大，耗資大，工程復(fù)雜度高，一旦因設(shè)計(jì)、施工或其他因素使其發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)，就會(huì)導(dǎo)致不可恢復(fù)的災(zāi)難性損失，后果不可估量。

(3)橋梁工程發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)破壞的幾率比其他工程大。一般情況下，橋梁工程所處的環(huán)境較為惡劣，如山區(qū)橋梁建設(shè)會(huì)由于原材料的運(yùn)輸困難、工人的生活不便等因素使得橋梁施工難度大大增加，潛在風(fēng)險(xiǎn)也隨之增大。

(4)橋梁工程風(fēng)險(xiǎn)具有突發(fā)性。橋梁從結(jié)構(gòu)上來(lái)講，其實(shí)質(zhì)為組合結(jié)構(gòu)，工人將各個(gè)部件進(jìn)行拼接時(shí)可能發(fā)生一些未知的突發(fā)風(fēng)險(xiǎn)，如工人高空墜落、腳手架突然倒塌等，這些因素都充分說(shuō)明橋梁工程潛在風(fēng)險(xiǎn)的突發(fā)性。

2.2 橋梁施工風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別方法

施工時(shí)間跨度長(zhǎng)、施工技術(shù)復(fù)雜、施工環(huán)境艱苦等因素，都會(huì)使得橋梁工程在施工過(guò)程中潛在的危險(xiǎn)隨時(shí)可能發(fā)生。因此在對(duì)橋梁工程進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估時(shí)，要做好風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別工作。正確的風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別有助于對(duì)主要風(fēng)險(xiǎn)引起因素采取相應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施，預(yù)防橋梁施工過(guò)程中的風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生。常見(jiàn)的識(shí)別方法一般有如下幾種：

2.2.1 專(zhuān)家調(diào)查法

請(qǐng)橋梁工程風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估專(zhuān)家對(duì)橋梁施工的各個(gè)過(guò)程進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，施工方對(duì)專(zhuān)家提出的問(wèn)題進(jìn)行預(yù)測(cè)并采取相應(yīng)預(yù)防措施。風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估專(zhuān)家雖具有扎實(shí)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)和豐富的風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別經(jīng)驗(yàn)，但他們提出的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估仍具有一定的主觀性，由于專(zhuān)家們的經(jīng)歷不同可能出現(xiàn)意見(jiàn)分歧，難以得出一致的結(jié)論。

2.2.2 影響圖法

用影響圖表示問(wèn)題之間的內(nèi)在聯(lián)系，標(biāo)清變量之間的相互關(guān)系，使其能夠求解一些不確定的風(fēng)險(xiǎn)因素。但該方法也具有一定的局限性，因?qū)＜以诼?tīng)取決策者對(duì)問(wèn)題的描述后，其自身的經(jīng)驗(yàn)會(huì)影響圖形的繪制。

2.2.3 風(fēng)險(xiǎn)樹(shù)搜索法

由于橋梁工程的設(shè)計(jì)、施工過(guò)程復(fù)雜，施工周期長(zhǎng)，使得各種因素觸發(fā)風(fēng)險(xiǎn)的組合增加，各種潛在風(fēng)險(xiǎn)出現(xiàn)的概率增大，風(fēng)險(xiǎn)樹(shù)搜索法能夠?qū)⒏鞣N因素進(jìn)行分解、歸類(lèi)，使決策者對(duì)各種風(fēng)險(xiǎn)引起因素有所把控。

除常用識(shí)別方法外，風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別方法還有很多，一般可分為定性、定量、定性半定量、定量半定性等四種類(lèi)型。進(jìn)行橋梁工程的風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別時(shí)，由于每座橋梁所處的施工環(huán)境、施工方法、施工材料等因素的差異，在其選擇風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別方法上存在差異，但宗旨都是要選擇最合適的風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別方案。

3 結(jié)語(yǔ)

山區(qū)特大懸索橋在施工過(guò)程中由于受各種不確定因素的影響，存在著高風(fēng)險(xiǎn)。正確地進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別并做好應(yīng)對(duì)措施，是保證工程質(zhì)量、降低風(fēng)險(xiǎn)損失的最佳途徑。