桥梁设计阶段安全风险评估研究

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1、桥梁设计阶段安全风险评估研究【摘要】为了提高桥梁工程建设的风险管理水平，有效地防范桥梁在建设过程中的各种风险。因此，本文以某大桥为工程依托，针对桥梁设计阶段风险特点，对比国内外风险管理理论研究，采用现场调研、理论分析和数值计算等手段，从风险识别，风险评估以及控制措施等方面，通过必选桥梁设计阶段三种方案，进而对桥梁工程风险评估进行系统的研究。【关键词】桥梁工程；设计阶段；安全风险评估工程规划设计阶段实施施工安全的风险评估，实质上是“全过程安全管理”理念的体现。所谓工程规划设计阶段施工风险评估，指自工程

2、构想形成至发包之前，预先进行工程建设的施工风险评估，即将建设现场施工的安全责任范围扩大至工程规划设计阶段。通过上述在规划设计阶段对安全事项的考虑及有效传递，使工程相关单位的安全权责得以有效地落实，形成完整的“安全一体化管理”，以提升建设工程安全水平，降低工程事故发生率，维持社会稳定。一、国内桥梁工程施工安全现状（一）建设发展及施工安全现状桥梁工程常设于濒临河川、海岸，或于道路乃至既有建筑物的上方通过，具备高度技术性、高能量作业、环境敏感性等特点，是安全事故高发的领域。近年来，我国桥梁工程建设发展非常

3、迅速，江阴大桥是我国第一座千米跨越的悬索桥，苏通大桥又实现了千米斜拉桥的跨越。江苏境内建设中的桥梁工程就包括泰州大桥、长江四桥、崇启大桥等。与此同时，随着建设工程规模的逐步加大，桥梁工程建设领域安全事故起数和伤亡人数一直居高不下，施工现场安全生产情况仍然十分严峻［1］。近年来，桥梁工程安全事故频发，典型的如湖南凤凰县堤溪沱江大桥垮塌事故，以及近期的昆明新机场引桥工程支架垮塌事故、南京城区匝道桥钢箱梁倾倒事故、杭州钱塘江三桥桥面塌落事故等，都造成了巨大的财产损失和群死群伤现象，这无疑给桥梁工程安全工作

4、敲响了警钟。上述事故，除了施工中存在问题，如管理缺位、违章操作、偷工减料等，都或多或少可以追溯到规划设计上的不足。以南京城区匝道桥钢箱梁倾倒事故为例，若能在设计阶段充分考虑到钢箱梁倾倒的安全风险，通过合理选择施工方法、施工顺序，合理配置施工机具、安全措施，以及改善钢箱梁与墩台的连接、固定的设计，将完全能够避免倾倒事故的发生［2］。可以看出，从规划设计阶段就开始考量施工安全风险，使规划设计单位的安全责任得以有效地落实，将能够明显降低桥梁工程的安全事故发生率。（二）崇启大桥案例分析崇启大桥是是江苏境内特

5、大跨江大桥，其施工过程中采用了185m大节段连续钢箱梁整体吊装，这在国内尚属首次，其运输、吊装过程中安全风险很大，施工安全面临严峻的考验。1.大节段钢箱梁吊装概况崇启大桥主桥为多跨连续钢箱梁结构，设计的最大节段梁长185m、宽33.2m、厚9m,最大重量约2455t,最大起吊高度约46m。钢箱梁为变高等宽断面，分为左右两幅，总共6跨，跨度布置为102+185X4+102=944m,如图1所示。而大节段钢箱梁采用2艘起重船起吊，由北岸向南岸依次逐段吊装。2.施工安全风险的分析崇启大桥建设过程中，大节段

6、钢箱梁的运输和吊装都存在很大风险，对大型施工机械设备要求很高，需要多方面的综合配合，其吊装难点主要体现为：①梁段水上运输安全:钢箱梁的体积大、重量大，对运输所采用的水上航道要求较高，如对航道水的深度、宽度，还有潮汛、天气，以及是否存在暗礁等。②运输船和吊装船的抛锚定位：运输船和吊装船均需在桥位横向抛锚定位，如此大的横向定位国内还是首次。③吊点受力的均衡性：钢箱梁抬吊时若吊钩不同步,或者由于吊索不能自动滑移致使吊点受力不均，都极易导致吊钩断裂；④吊装时两台起重船舶的同步性：若某一吊装环节不够熟练、指挥

7、或操作失误，导致两艘起重船起吊不同步，均可能导致灾难性事故。二、创新思路（一）从在建工程的施工安全现状反推其规划设计以建设中的桥梁工程项目为对象，依据现行施工安全状况及施工中存在的安全问题，反推其规划设计阶段对施工安全考虑的合理性及不足，以探求规划设计阶段降低施工安全风险的手段及方法。下面以建设中的泰州长江公路大桥为例，说明施工安全风险评估反推规划设计的方法。泰州大桥位全长约62公里，核准总投资93.7亿元,建设工期5年半。主桥工程采用主跨2X1080m的“三塔双跨”新型悬索桥结构，由北锚碇、北塔、

8、中塔、南塔、南锚碇五部分组成。泰州大桥建设根据风险评估结果，落实风险防范措施，降低施工风险，其成功应用案例包括：1.中塔基础结构形式的选择。泰州大桥中塔基础对沉井和钻孔桩技术进行了深入比选，沉井基础的刚度、抗震及抗船舶撞击能力要明显优于钻孔桩基础，且投资省，但施工安全风险较大。通过研究，认为在各项措施到位的情况下是可以实现的，因此最终决定采用沉井技术。在两年多的施工中,没有发生一起安全生产事故，还节约投资1亿多元。2.中塔钢塔吊装方式的选择。泰州大桥中塔为纵向人字型、