橋梁設(shè)計(jì)階段安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估研究

1、橋梁設(shè)計(jì)階段安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估研究【摘要】為了提高橋梁工程建設(shè)的風(fēng)險(xiǎn)管理水平， 有效地防范橋梁在建設(shè)過程中的各種風(fēng)險(xiǎn)。因此，本文以某 大橋?yàn)楣こ桃劳?，針?duì)橋梁設(shè)計(jì)階段風(fēng)險(xiǎn)特點(diǎn)，對(duì)比國(guó)內(nèi)外 風(fēng)險(xiǎn)管理理論研究，采用現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研、理論分析和數(shù)值計(jì)算等 手段，從風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別，風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估以及控制措施等方面，通過必 選橋梁設(shè)計(jì)階段三種方案，進(jìn)而對(duì)橋梁工程風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估進(jìn)行系 統(tǒng)的研究。【關(guān)鍵詞】橋梁工程；設(shè)計(jì)階段；安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估工程規(guī)劃設(shè)計(jì)階段實(shí)施施工安全的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，實(shí)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(shè)計(jì)階段施 工風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，指自工程構(gòu)想形成至發(fā)包之前，預(yù)先進(jìn)行工程 建設(shè)的施工風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，即將建設(shè)現(xiàn)場(chǎng)施工的安全責(zé)任

2、范圍擴(kuò) 大至工程規(guī)劃設(shè)計(jì)階段。通過上述在規(guī)劃設(shè)計(jì)階段對(duì)安全事 項(xiàng)的考慮及有效傳遞，使工程相關(guān)單位的安全權(quán)責(zé)得以有效 地落實(shí)，形成完整的“安全一體化管理”，以提升建設(shè)工程 安全水平，降低工程事故發(fā)生率，維持社會(huì)穩(wěn)定。一、國(guó)內(nèi)橋梁工程施工安全現(xiàn)狀（一）建設(shè)發(fā)展及施工安全現(xiàn)狀橋梁工程常設(shè)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(shù)性、高能量作業(yè)、環(huán)境敏感 性等特點(diǎn)，是安全事故高發(fā)的領(lǐng)域。近年來，我國(guó)橋梁工程 建設(shè)發(fā)展非常迅速，江陰大橋是我國(guó)第一座千米跨越的懸索 橋，蘇通大橋又實(shí)現(xiàn)了千米斜拉橋的跨越。江蘇境內(nèi)建設(shè)中 的橋梁工程就包括泰州大橋、長(zhǎng)江四橋、崇啟大橋等。與此 同時(shí)，隨著

3、建設(shè)工程規(guī)模的逐步加大，橋梁工程建設(shè)領(lǐng)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(chǎng)安全生產(chǎn)情 況仍然十分嚴(yán)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(jī)場(chǎng)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(cái) 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(shè)計(jì)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(shè)計(jì)階 段充分考慮到鋼箱梁傾倒的安全風(fēng)險(xiǎn)，通過合理選擇施工方 法、施工順序，合理

4、配置施工機(jī)具、安全措施，以及改善鋼 箱梁與墩臺(tái)的連接、固定的設(shè)計(jì)，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(shè)計(jì)階段就開始考量施工安 全風(fēng)險(xiǎn)，使規(guī)劃設(shè)計(jì)單位的安全責(zé)任得以有效地落實(shí)，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(guó)內(nèi)尚屬首 次，其運(yùn)輸、吊裝過程中安全風(fēng)險(xiǎn)很大，施工安全面臨嚴(yán)峻 的考驗(yàn)。1. 大節(jié)段鋼箱梁吊裝概況崇啟大橋主橋?yàn)槎嗫邕B續(xù)鋼箱梁結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)的最大節(jié)段 梁長(zhǎng)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(fēng)險(xiǎn)的分析崇啟大橋建設(shè)過程中，大節(jié)段鋼箱梁的運(yùn)輸和吊裝都存 在很大風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)大型施工機(jī)械設(shè)備要求很高，需要多方面的 綜合配合，其吊裝難點(diǎn)主要體現(xiàn)為：梁段水上運(yùn)輸安全: 鋼箱梁的體積大、重量大，對(duì)運(yùn)輸所采用的水上航道要求較 高，如對(duì)航道水的深度、寬度，還有潮汛、天氣，以及是否 存在暗礁等。 運(yùn)輸船和吊裝船的拋錨定位：運(yùn)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(guó)內(nèi)還是 首次。吊點(diǎn)受力的均衡性：鋼箱梁抬吊時(shí)若吊

6、鉤不同步, 或者由于吊索不能自動(dòng)滑移致使吊點(diǎn)受力不均，都極易導(dǎo)致 吊鉤斷裂；吊裝時(shí)兩臺(tái)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(dǎo)致兩艘起重船起吊不 同步，均可能導(dǎo)致災(zāi)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(shè)計(jì)以建設(shè)中的橋梁工程項(xiàng)目為對(duì)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(shè)計(jì)階段對(duì)施工安 全考慮的合理性及不足，以探求規(guī)劃設(shè)計(jì)階段降低施工安全 風(fēng)險(xiǎn)的手段及方法。下面以建設(shè)中的泰州長(zhǎng)江公路大橋?yàn)?例，說明施工安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估反推規(guī)劃設(shè)計(jì)的方法。泰州大橋位全長(zhǎng)約62公里，核準(zhǔn)總投資93. 7億元, 建設(shè)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(gòu)，由北錨碇、北塔、中塔、南塔、南 錨碇五部分組成。泰州大橋建設(shè)根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果，落實(shí)風(fēng) 險(xiǎn)防范措施，降低施工風(fēng)險(xiǎn)，其成功應(yīng)用案例包括：1. 中塔基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)形式的選擇。泰州大橋中塔基礎(chǔ)對(duì)沉井 和鉆孔樁技術(shù)進(jìn)行了深入比選，沉井基礎(chǔ)的剛度、抗震及抗 船舶撞擊能力要明顯優(yōu)于鉆孔樁基礎(chǔ)，且投資省，但施工安 全風(fēng)險(xiǎn)較大。通過研究，認(rèn)為在各項(xiàng)措施到位的情況下是可 以實(shí)現(xiàn)的，因此最終決定采用沉井技術(shù)。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(fēng)險(xiǎn)評(píng)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(shè)計(jì)、制造難度大，現(xiàn)場(chǎng)吊裝作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)很大，而 且大節(jié)段還需直立運(yùn)輸，運(yùn)輸安全風(fēng)險(xiǎn)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(shè)計(jì)。在風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果的基礎(chǔ)上，施 工時(shí)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(tái)四周設(shè)置防撞套箱，降低船舶碰撞中塔墩基礎(chǔ)的概率 50%以上，同時(shí)對(duì)撞擊船舶也有保護(hù)作用3。（二）完善基礎(chǔ)理論體系1.安全信息嵌入機(jī)理研究規(guī)劃設(shè)計(jì)過程中安全信息的嵌入機(jī)理，提出規(guī)劃設(shè) 計(jì)應(yīng)納入施工安全考慮的具體技術(shù)內(nèi)容，通過對(duì)規(guī)劃設(shè)計(jì)成 果進(jìn)行安全審查及評(píng)估，從而不斷完善規(guī)劃設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)成果的安全信息嵌入 及評(píng)估等。2實(shí)務(wù)手冊(cè)或操作指南在施工安全信息嵌入機(jī)理及信息傳遞機(jī)制研究的基礎(chǔ) 上，編寫操作實(shí)務(wù)手冊(cè)或操作指南，明確實(shí)施的程序、方法、 要求及用表，使規(guī)劃設(shè)計(jì)人員得以方便地參考運(yùn)用。結(jié)束語：工程規(guī)劃設(shè)計(jì)階段實(shí)施施工安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，在公路、隧 道、鐵路、建筑等其它工程建設(shè)領(lǐng)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(gòu)建”的，通過規(guī) 劃設(shè)計(jì)階段的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估并進(jìn)一步改善安全設(shè)計(jì)，能夠有效降 低施工安全風(fēng)險(xiǎn)，從而減少施工過程中的人員傷亡或健康危 害。參考文獻(xiàn)：1 夏規(guī)劃，唐喜林.加入wto對(duì)我國(guó)建筑工程項(xiàng)目管理 的影響和對(duì)策科學(xué)進(jìn)步與對(duì)策j. 2011, 17 (6)： 107-108.2 張圣坤，白勇