南京四橋主橋運(yùn)營(yíng)期結(jié)構(gòu)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估及對(duì)策研究

1、南京四橋主橋運(yùn)營(yíng)期結(jié)構(gòu)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估及對(duì)策研究作者姓名 作者姓名（1980-），男，東南大學(xué)交通學(xué)院教授，從事交通安全研究，E-mail：，作者姓名 作者姓名（1996-），男，東南大學(xué)交通學(xué)院碩士生，從事交通安全研究，E-mail：摘要：按照結(jié)構(gòu)解析、風(fēng)險(xiǎn)源辨識(shí)、風(fēng)險(xiǎn)估測(cè)和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的流程，進(jìn)行南京長(zhǎng)江四橋主橋運(yùn)營(yíng)期的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估成果，對(duì)主要結(jié)構(gòu)的主要風(fēng)險(xiǎn)事件提出了包括檢查/檢測(cè)、監(jiān)測(cè)和應(yīng)急計(jì)劃在內(nèi)的風(fēng)險(xiǎn)管理對(duì)策和養(yǎng)護(hù)規(guī)劃建議，為開展大橋的養(yǎng)護(hù)管理工作提供參考。關(guān)鍵詞：橋梁工程；風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估；運(yùn)營(yíng)期Research on the Risk Assessment and Counter Meas

2、ures of NANJING No.4 Yangtze River Bridge in Operation periodNAME1, NAME2Abstract: In accordance with the structure analysis, risk resource identification, risk estimation and risk evaluation, the risk assessment is carried on the main bridge of NANJING No.4 Yangtze River Bridge. According to the re

3、sult of the risk assessment, counter measures and maintenance plans are proposed for the stiffening girder, including inspection, structure monitoring and Emergency plan etc., which provides the reference of bridge management.Key words: bridge engineering; risk assessment; operation period一、引言交通運(yùn)輸部于

4、2010年下發(fā)了“關(guān)于在初步設(shè)計(jì)階段實(shí)行公路橋梁和隧道工程安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估制度的通知”（交公路發(fā)2010175號(hào)），目的是“增強(qiáng)安全風(fēng)險(xiǎn)意識(shí)，優(yōu)化工程建設(shè)方案，提高工程建設(shè)和運(yùn)營(yíng)安全性”。該風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估工作在設(shè)計(jì)階段即開展，因此更為重視建設(shè)條件、設(shè)計(jì)方案和施工技術(shù)等內(nèi)容，對(duì)橋梁運(yùn)營(yíng)管理期的風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別及對(duì)策研究的深度還有所欠缺。二、結(jié)構(gòu)概況南京長(zhǎng)江第四大橋起于六合區(qū)橫梁鎮(zhèn)以東與寧通高速公路相交處，經(jīng)龍袍鎮(zhèn)跨越長(zhǎng)江，與對(duì)岸石埠橋連接，止于滬寧高速公路相交處的麒麟樞紐，全長(zhǎng)28.996公里。按雙向六車道高速公路標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，主橋設(shè)計(jì)速度為100公里/小時(shí)，兩岸接線設(shè)計(jì)速度為120公里/小時(shí)。大橋于2008年1月開

5、工，2012年12月建成通車，作為南京市 HYPERLINK /view/36254.htm t _blank 城市總體規(guī)劃中“五橋二隧”之一，是 HYPERLINK /view/2875468.htm t _blank 南京繞城高速公路的過江通道和重要組成部分。全線于2012年12月建成通車。圖1 南京長(zhǎng)江第四大橋主橋總體布置（單位：cm）三、運(yùn)營(yíng)期結(jié)構(gòu)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估1,2,3作為已投入運(yùn)營(yíng)期的南京長(zhǎng)江第四大橋主橋（以下簡(jiǎn)稱“主橋”），相較于建設(shè)階段，運(yùn)營(yíng)期的主橋表現(xiàn)出以下幾個(gè)特點(diǎn)：建設(shè)階段風(fēng)險(xiǎn)已經(jīng)消除；主橋結(jié)構(gòu)型式確定；經(jīng)過一段時(shí)間運(yùn)營(yíng)，初步驗(yàn)證橋梁達(dá)到了建設(shè)預(yù)期；環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)因素基本確定；主橋當(dāng)前

6、技術(shù)狀況較為明確。（一）結(jié)構(gòu)解析南京四橋主橋結(jié)構(gòu)部件分別由不同材料組成，包括了鋼、混凝土結(jié)構(gòu)和瀝青混凝土等，部件材料性質(zhì)直接影響構(gòu)件的使用性能。另外，由于結(jié)構(gòu)部件結(jié)構(gòu)形式、受力模式和損壞方式的不同，其在運(yùn)營(yíng)期可能面臨的風(fēng)險(xiǎn)也會(huì)不盡相同。（二）風(fēng)險(xiǎn)估測(cè)按照指南的要求，對(duì)風(fēng)險(xiǎn)事件的估測(cè)要從概率估計(jì)和損失估計(jì)兩方面入手。南京四橋已經(jīng)建成通車，環(huán)境破壞的主要可能性來(lái)源于?；愤\(yùn)輸車輛在橋梁上發(fā)生事故，因此在環(huán)境破壞的損失方面將僅考慮人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失（包括環(huán)境修復(fù)費(fèi)用）。在分析方法上，考慮計(jì)算參數(shù)的假定和過程的不準(zhǔn)確，以及數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)缺乏長(zhǎng)期性，定量分析所依據(jù)的數(shù)據(jù)的可靠性很難保證，量化分析存在較大困難。

7、1.鋼結(jié)構(gòu)疲勞風(fēng)險(xiǎn)正交異性鋼橋面板疲勞是鋼箱梁懸索橋運(yùn)營(yíng)期面臨的主要風(fēng)險(xiǎn)。南京四橋主橋加勁梁的設(shè)計(jì)已參考了日本、歐洲和美國(guó)的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范，但從經(jīng)濟(jì)角度出發(fā)并未考慮無(wú)限壽命疲勞設(shè)計(jì)。2.冰雪南京屬亞熱帶季風(fēng)氣候，冬季氣溫可達(dá)到零度以下，冰雪天氣形成的積雪、結(jié)冰等對(duì)加勁梁結(jié)構(gòu)并無(wú)明顯影響，但導(dǎo)致的交通堵塞和除冰鹽的應(yīng)用會(huì)影響到加勁梁。具體可以借鑒2008年南京長(zhǎng)江第三大橋遭遇50年一遇大雪的情況3.車致交通事故根據(jù)已有的技術(shù)資料，橋梁上平日事故發(fā)生率為56起/億車公里，遇到炎熱或惡劣天氣，事故發(fā)生率將上升至710起/億車公里四、風(fēng)險(xiǎn)管理對(duì)策根據(jù)當(dāng)前公路橋梁養(yǎng)護(hù)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)和制度要求，對(duì)運(yùn)營(yíng)期橋梁通

8、常采取的養(yǎng)護(hù)管理對(duì)策有：檢查/檢測(cè)，包括日常巡查、經(jīng)常性檢查、定期檢查、應(yīng)急檢查和專項(xiàng)檢測(cè)等7；監(jiān)測(cè)主要是指采用健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)時(shí)對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。限于篇幅要求，僅以加勁梁為例，確定其運(yùn)營(yíng)期風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估成果選取相應(yīng)的養(yǎng)護(hù)管理對(duì)策，見表6。表6 南京四橋主橋加勁梁運(yùn)營(yíng)期風(fēng)險(xiǎn)管理對(duì)策表序號(hào)風(fēng)險(xiǎn)源主要風(fēng)險(xiǎn)事件檢查檢測(cè)監(jiān)測(cè)養(yǎng)護(hù)維修交通管制應(yīng)急計(jì)劃專題研究1材料-普通鋼腐蝕2疲勞3結(jié)構(gòu)及裝置超載-局部效應(yīng)4結(jié)構(gòu)性能不足5自然災(zāi)害臺(tái)風(fēng)6地震7冰雪8極端氣溫說明：1.表示此項(xiàng)應(yīng)該作為運(yùn)營(yíng)期開展的必要工作，為可根據(jù)需要開展；2.檢查/檢測(cè)工作，既是規(guī)范要求也是風(fēng)險(xiǎn)管理要求，對(duì)于由于自然災(zāi)害、特殊事件或人為因素等造成的

9、結(jié)構(gòu)損傷，主要表現(xiàn)為事后開展相應(yīng)的檢查、檢測(cè)； 由加勁梁的風(fēng)險(xiǎn)管理對(duì)策可以看出，即便是影響最小的I類風(fēng)險(xiǎn)，其需要管養(yǎng)人員開展的工作也不少。而對(duì)某一種風(fēng)險(xiǎn)事件，通常需要考慮不止一種的風(fēng)險(xiǎn)管理對(duì)策。五、結(jié)語(yǔ)按照公路橋梁和隧道工程設(shè)計(jì)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指南（試行）的方法，開展了南京長(zhǎng)江第四大橋主橋運(yùn)營(yíng)期的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，根據(jù)典型結(jié)構(gòu)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估成果，按照橋梁管養(yǎng)工作的具體要求，提出了風(fēng)險(xiǎn)管理對(duì)策和編制南京四橋中長(zhǎng)期養(yǎng)護(hù)規(guī)劃的建議，相應(yīng)成果可指導(dǎo)南京長(zhǎng)江第四大橋開展運(yùn)營(yíng)期管養(yǎng)工作，并可作為其它長(zhǎng)大橋梁的運(yùn)營(yíng)管理的參考。參考文獻(xiàn)1交通運(yùn)輸部.關(guān)于在初步設(shè)計(jì)階段實(shí)行公路橋梁和隧道工程安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估制度的通知Z. 北京：交通運(yùn)輸部，20102張喜剛，徐國(guó)平，劉高，等公路橋隧工程風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估J公路交通科技2010，27( 11) : 73-773張杰.公路橋梁工程安全風(fēng)險(xiǎn)關(guān)注點(diǎn)及風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估現(xiàn)狀J.地下空間與工程學(xué)報(bào).2012，第8卷增刊2.4郭建，張強(qiáng)，馬敬海. 基于風(fēng)險(xiǎn)管理的跨海懸索橋養(yǎng)護(hù)管理J.中國(guó)工程科學(xué).2010，第07期.5張杰.云南保騰高速公路龍江特大橋主橋初步設(shè)計(jì)階段安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估報(bào)告R.北京：中交公路規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限公司