單索面公軌兩用斜拉橋拉索施工風(fēng)險(xiǎn)控制研究

摘 要：大跨徑單索面斜拉橋的施工，因?yàn)槔魉髁Υ螅詥胃魉桎摻g線數(shù)量大，故施工難度大，技術(shù)要求高。本文在詳細(xì)分析斜拉索具體施工過程的基礎(chǔ)上，建立一套拉索施工安全風(fēng)險(xiǎn)定性半定量的評(píng)估方法。

關(guān)鍵詞：單索面 斜拉索 定性半定量 施工風(fēng)險(xiǎn)控制

美國保險(xiǎn)行業(yè)于20世紀(jì)50年代引入風(fēng)險(xiǎn)控制理論，該理論在保險(xiǎn)行業(yè)中發(fā)展較為成熟，但其在橋梁領(lǐng)域的應(yīng)用處于初步階段。2011年5月，中華人民共和國交通部專門制定了《公路橋梁和隧道工程施工安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指南（試行）》，橋梁風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估受到前所未有的重視。2015年，同濟(jì)大學(xué)的孫博創(chuàng)造性的采用層次分析-模糊綜合評(píng)價(jià)法，對某跨江大橋方案火災(zāi)安全風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行了分析評(píng)估。單索面鋼桁梁斜拉橋拉索工程施工工程量巨大。針對其拉索工程施工的特點(diǎn)，在系統(tǒng)收集、整理工程資料的基礎(chǔ)上，建立起風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)體系，采用定性半定量的方法，確定事故發(fā)生幾率及可能產(chǎn)生后果分級(jí)，最終確定風(fēng)險(xiǎn)源風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)及相應(yīng)預(yù)防措施]，針對公軌兩用單索面鋼桁梁斜拉橋拉索施工期風(fēng)險(xiǎn)控制研究，在國內(nèi)尚屬首次。

一、斜拉橋拉索施工風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估流程

大跨度單索面鋼桁梁斜拉橋拉索施工安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估主要分為風(fēng)險(xiǎn)源識(shí)別、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、風(fēng)險(xiǎn)控制3個(gè)階段。

1.風(fēng)險(xiǎn)源識(shí)別。風(fēng)險(xiǎn)源辨識(shí)是風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估工作的基礎(chǔ)，通過對橋梁基本資料的收集掌握橋梁結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，材料資料（民風(fēng)民俗、地方政府的配合程度、民眾對項(xiàng)目的支持程度），分包商的合作水平（信譽(yù)、合作態(tài)度等）。

2.風(fēng)險(xiǎn)分析與評(píng)估。層次分析法用數(shù)量的形式表達(dá)人的主觀判斷，是一種定性與定量相結(jié)合的方法。

3.風(fēng)險(xiǎn)控制。

3.1風(fēng)險(xiǎn)事態(tài)的概率估計(jì)。風(fēng)險(xiǎn)概率主要分為非常不可能、不可能、偶爾、有可能、非常有可能。

3.2風(fēng)險(xiǎn)事態(tài)的損失估計(jì)。本文以貨幣損失、時(shí)間傷亡、人員傷亡的形式定量表達(dá)橋梁風(fēng)險(xiǎn)損失。風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估采用風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估矩陣，其原理是基于ALARP準(zhǔn)則。其將風(fēng)險(xiǎn)劃分為合理控制區(qū)域、可忽略水平區(qū)和可忽略水平，不同區(qū)域之間通過可接受水平和不可接受水平劃分。風(fēng)險(xiǎn)矩陣使得風(fēng)險(xiǎn)決策更加合理、更加科學(xué)。并且使用簡單、方法靈活。本文采用的風(fēng)險(xiǎn)水平劃分為忽略不計(jì)、尚能接受、合理控制、嚴(yán)格控制、不可接受。

二、工程實(shí)例

1.工程概況。大橋地處渝中半島，為連接南岸彈子石、解放碑CBD、江北城區(qū)的交通樞紐，連接?xùn)|水門大橋、跨嘉陵江，結(jié)構(gòu)形式采用公軌兩用單索面鋼桁梁斜拉橋，跨徑布置為88m+312m（主跨）+240m+80m=720m。

2.拉索風(fēng)險(xiǎn)源辨識(shí)。隨著橋梁跨度的增加，拉索受力隨之增加，結(jié)構(gòu)構(gòu)件越容易損壞，風(fēng)險(xiǎn)概率隨之增加，風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別比較復(fù)雜。以調(diào)查問卷的形式邀請專家進(jìn)行打分，確定各個(gè)風(fēng)險(xiǎn)因素相對重要性，得到判斷矩陣。

3.風(fēng)險(xiǎn)控制。

3.1斜拉索損傷。斜拉索通常被稱為斜拉橋的生命索，它作為連接主梁和主塔的主要受力構(gòu)件。⑴造成斜拉索損傷的原因如下：①拉索生產(chǎn)過程中具有局部瑕絲，容易出現(xiàn)斷絲，使得截面面積和剛度減弱。②受施工技術(shù)影響，拉索難以達(dá)到理想受力狀態(tài)。⑵斜拉索損壞應(yīng)對措施：應(yīng)自始至終對斜拉索進(jìn)行經(jīng)常檢查，確保工程質(zhì)量。

根據(jù)以上分析得到如下斜拉索損傷風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)：

3.2斜拉索與索孔軸線不一致。

⑴造成斜拉索與索孔軸線不一致的原因是多方面的，主要包括：

①索孔放樣不準(zhǔn)，高程坐標(biāo)控制不嚴(yán)。

②索孔孔徑施工精度差。

⑵斜拉索與索孔軸線不一致應(yīng)對措施：

澆筑混凝土推動(dòng)索孔模型變位，索孔預(yù)埋件固定牢固。

③索孔預(yù)埋件及勁性骨架位置應(yīng)獨(dú)立校核。

⑶斜拉索與索孔軸線不一致風(fēng)險(xiǎn)場景分析。

3.3索力調(diào)整難度大，索力絕對值與應(yīng)對位置索力差超標(biāo)。斜拉索索力誤差將會(huì)影響到結(jié)構(gòu)的線形，影響合龍精度。

（1）索力調(diào)整難度大，索力絕對值與應(yīng)對位置索力差超標(biāo)產(chǎn)生原因：大橋采用單索面結(jié)構(gòu)形式，單索受力較大，單根拉索所需鋼絞線數(shù)量大。（2）索力調(diào)整難度大，索力絕對值與應(yīng)對位置索力差超標(biāo)預(yù)防措施：由于單索所需鋼絞線數(shù)量大，且拉索重量較大，因而只能進(jìn)行單根張拉且盡量減少張拉次數(shù)。（3）索力調(diào)整難度大，索力絕對值與應(yīng)對位置索力差超標(biāo)風(fēng)險(xiǎn)場景分析：

三、結(jié)語

依托重慶某大橋在建工程，針對大橋拉索工程施工，建立一套系統(tǒng)的拉索施工安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法。最后，對較為典型的風(fēng)險(xiǎn)源進(jìn)行施工安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。得到以下結(jié)論：

（1）單索面公軌兩用斜拉橋拉索施工安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估主要分為風(fēng)險(xiǎn)源辨識(shí)及分析、風(fēng)險(xiǎn)分析與評(píng)估、風(fēng)險(xiǎn)控制3個(gè)階段。

（2）主要考慮受力特性和施工因素，確定 7個(gè)參數(shù)為風(fēng)險(xiǎn)源的一級(jí)指標(biāo)，建立起風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估場景分析，根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)概率及風(fēng)險(xiǎn)損失估計(jì)確定風(fēng)險(xiǎn)水平。

（3）考慮到斜拉索損壞、斜拉索與索孔軸線不一致、索力調(diào)整難度大，索力絕對值與應(yīng)對位置索力差超標(biāo)作為主要風(fēng)險(xiǎn)源，需要對斜拉索保護(hù)層、裂紋、老化、積水、銹蝕等問題進(jìn)行經(jīng)常性檢查。

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