橋梁施工風險因素分析與控制系統研究

譚榕坤

摘要：橋梁施工中的各類風險因素對于工程的質量和安全性會帶來諸多不利影響。文章分析了引起橋梁施工的主要風險因素及防范措施，結合系統架構的核心功能需求，搭建了基于過程監控技術的橋梁施工風險控制系統，并通過工程實例對該系統的有效性進行了評估。結果表明：文章所提出的基于過程監控技術的橋梁施工風險控制系統能夠滿足實際工程需要，具有一定的應用價值。

關鍵詞：橋梁施工;風險;控制;研究

中圖分類號：U447 文獻標識碼：A DOI：1O.13282/j.cnki.wccst.2019.07.030

文章編號：1673-4874（2019）07-0096-03

0引言

作為我國基礎交通領域的重要組成部分，橋梁工程的建設為國民經濟各領域的發展起到了良好的支撐作用。橋梁工程在施工過程中存在各類風險因素，例如施工技術、施工管理、施工設備等方面，這類風險因素對于橋梁工程的施工質量、安全性和使用年限均會帶來一定影響。為此，對橋梁施工風險因素進行分析并加以控制顯得尤為重要，其對于安全、優質、高效地進行橋梁工程施工具有積極意義。

1橋梁施工主要風險因素及防范措施

1.1主要風險因素

根據橋梁工程的施工經驗可知，通常情況下施工過程中的主要風險因素有以下幾方面，其中（1）、（2）屬于客觀環境方面的因素，（3）、（4）屬于主觀人為方面的因素。

（1）施工現場環境及地質條件

施工現場環境及地質條件因素屬于橋梁施工初期階段的風險因素，對于工程整體的合規性及可行性具有主要影響。施工現場環境包括當地的氣象、水文及其他自然條件;地質條件的勘測包括施工區域內的地質結構、巖土成分和相關力學特性等。

（2）施工機械設備及原料質量

橋梁工程的施工現場布置有大量的施工機械設備，如運輸車輛、攪拌設備、攤鋪設備和起重設備等。這些施工機械設備是否達到最佳的運行工況對于工程的施工效率具有重要影響。當使用不合格的施工機械設備時，施工故障會頻發，影響工程的總體進度，情況嚴重時還會引起人身傷害等事故。施工原料的來源和使用情況可能影響到工程的質量和使用壽命，對于工程后期的養護周期和費用也有一定影響。

（3）施工隊伍素質及技術水平

施工隊伍技術水平是否達標是衡量施工能否進行的重要標準?，F階段各路橋施工企業已將提高施工隊伍的整體素質和技術水平作為重點工作內容，旨在逐步提高工程的施工質量。各路橋施工企業依據各施工環節，使用技術水平合格的施工隊伍，并加大對施工人員的技術培訓力度。

（4）施工人員管理及現場監控

對橋梁施工人員的有效管理能縮減施工成本預算、加快施工進度、降低施工事故的發生率。施工人員管理包括人員的進出場情況、作業時長和施工質量標準等。現場監控部分包括對施工現場全部人、物、料的監管和控制，對施工人員及現場施工情況的監控是路橋施工企業工程管理人員應履行的責任。

1.2防范措施

（1）加強施工現場地質環境的勘測

在施工現場勘測過程中，應充分依據橋梁工程的具體類型、施工難度及施工周期等情況，對當地施工環境進行充分論證。對于山體滑坡、泥石流或地震頻發帶，應考慮橋梁工程施工的必要性和可行性;對于橋梁地基的承載強度和預期要達到的穩定性應進行計算、分析;在軟土、凍土及其他特殊地質條件下的橋梁工程，應做好相關的施工異常事件處置預案和措施，確保施工人員的安全和工程質量。

（2）選用質量合格的施工設備及原料

在施工之前應進行施工機械設備的檢驗工作。以起重設備為例，應進行起重設備噸位、可靠性、持久性等方面的試驗，試驗合格后方可用于施工。施工原料部分應嚴選業內品牌大、施工效果好的廠商，在施工之前對現場施工原料進行抽檢，質量合格后方可用于現場施工。

（3）提高施工隊伍技術水平及綜合素質

可通過定期組織施工技術人員進行培訓或針對各類橋梁工程施工事故展開學習等方式來逐步提高施工隊伍的技術水平，使相關施工人員具備相應工種的施工資質。施工隊伍的綜合素質中包括施工人員的身體素質和心理素質。身體素質指長期從事高強度橋梁施工所具備的體能;心理素質包括特殊區域施工所具備的適應能力。

（4）加大對施工人員的管理及現場監控力度

橋梁工程施工中的人員管理及現場監控工作十分重要，可通過當前先進的橋梁施工現場監控設備進行。如現場施工環境監測系統，監理人員可通過集中監控屏幕隨時了解現場施工情況，采用遠程監控與現場監控相結合的方式。施工企業應對自身的人員管理模式和管理體制進行評估，盡早引入更為先進的管理體制，促進施工項目的安全進行。

橋梁施工主要風險因素分析及防范措施如表1所示。

2基于過程監控技術的橋梁施工風險控制系統

2.1系統功能需求

（1）穩定性

所搭建的橋梁施工風險控制系統應能夠長期穩定運行，系統每日可用率應在90%以上，不能出現死機、宕機等情況，在無人為干預的情況下應能夠處于較為健康的運行工況。橋梁施工風險控制系統運行的穩定性是系統架構的基本屬性。

（2）兼容性

兼容性是指所搭建的系統架構應能同時適用于各類型橋梁的施工監測中，即多個工程項目可同時共用一套風險控制系統。這樣能節約工程開銷，縮短時間成本，使系統架構具有良好的可移植性、可復制性。

（3）準確性

風險控制系統的核心功能是在最大限度上控制橋梁施工中各類事故的發生，將施工風險降到最低。為此，系統架構應具備風險識別的準確性，能夠及時發現各種工況下的施工風險因素，并及時提醒工作人員采取措施，避免施工風險進一步加劇。

橋梁施工風險控制系統功能需求分析如表2所示。

2.2基于過程監控技術的橋梁施工風險控制系統設計

根據所分析的橋梁施工風險控制系統功能需求，擬采用過程監控技術對該系統架構進行設計。過程監控技術的核心功能是通過對橋梁施工過程中可能存在的風險因素進行全過程監控、分析，并將施工監控數據與風險因子數據庫進行比對，然后對橋梁施工過程可能存在的風險因素進行評估，最終生成風險控制方案，將橋梁施工過程中的風險系數降到最低?；谶^程監控技術的橋梁施工風險控制系統架構如圖1所示。

由圖1可知，基于過程監控技術的橋梁施工風險控制系統的主要核心架構包括三個主要部分，分別是施工過程監控范圍、施工過程監控設備以及具體的施工風險控制流程。其中，施工過程監控范圍包括該系統架構的全部功能需求模塊。施工過程監控設備包括施工數據存儲和處理模塊;工控機分析、計算單元;網絡交換、傳輸設備以及上位機模擬、轉換架構等。通過過程監控設備具體實現系統架構的主要核心功能。施工風險控制流程即該系統架構的邏輯關系。其流程包括施工現場各類數據獲取、與風險因子數據庫對比分析、橋梁施工風險等級評估和生成橋梁施工風險控制方案等部分。系統架構采用JAVA分布式程序開發并進行后臺控制系統代碼的封裝，現場施工數據采用OrcaI數據庫進行存儲。為實現系統的不間斷穩定運行，將該系統架構部署在遠程監控中心服務器中，服務器操作系統為Windows Server2012版本，并配有UPS可持續供電組件，最后完成系統登錄界面的設計。橋梁施工風險控制系統登錄界面如圖2所示。

3工程案例應用

3.1工程概況

為不斷滿足南寧市區的交通運力要求，緩解當地的交通壓力，計劃于2018年3月份在南寧西郊區域建設通往南郊區域的快速路，該段公路通車后將成為南寧西郊至南郊的主干道。根據工程實際需要，主干道中段擬建設一座公路橋梁，計劃與該段公路同時通車。為保證該座橋梁在施工過程中的安全性，使用本文所提出的基于過程監控技術的橋梁施工風險控制系統進行工程試驗，試驗中主要對該系統的有效性進行評估。

3.2風險控制有效性評估試驗

將采集到的施工地質條件、施工環境、施工原料質量、施工機械設備工況等橋梁施工主要風險因素指標進行量化。而施工隊伍素質和技術水平、施工人員管理及現場監控部分指標通過現場實際評估來完成。具體量化過程由監控設備各模塊和單元實現，然后與風險因素數據庫中的指標數值進行比對，得出具體風險權重a，a∈[0，1]。將上述各風險因素的權重數值繪制成餅狀圖如圖3所示。

3.3試驗結果分析

由圖3可知，在橋梁施工過程中，施工人員管理及現場監控風險因素權重占比最高，占全部施工風險因素的36%;施工隊伍素質及技術水平與施工機械設備部分的風險因素權重占比相當，各為18%;施工環境風險因素權重占比14%;施工原料質量因素權重為9%;施工地質條件因素權重占比最低，為5%。上述風險因素權重占比在一定程度上反映了橋梁施工過程中相應部分引起施工事故的概率。例如，施工地質條件因素權重占比最低，表明實際橋梁施工過程中，因施工地質條件而引發的施工事故的概率最低，這是由于一般情況下現場嚴格的地質勘測工作會使這類風險因素得以規避，與工程實際情況相吻合，驗證了本文提出的基于過程監控技術的橋梁施工風險控制系統在具體工程應用中的有效性。

4結語

本文以橋梁施工過程中存在的各類風險因素為切入點，對這些因素產生的原因及防范措施進行了闡述。在基于過程監控技術的橋梁施工風險控制系統的設計部分，充分考慮了系統實現的具體功能，細化了系統架構各個核心模塊和功能單元，對系統登錄界面和數據處理平臺進行了規劃，并通過工程案例對該系統的有效性進行驗證，證明了本文研究內容的正確性與可行性。