橋梁墩柱施工工藝安全評價方法研究

馬茂源

摘 要：本文系統分析總結適合橋梁墩柱液壓爬模、翻模、滑模、輥模施工4種高墩高塔施工安全評價方法，從工藝原理、系統結構等方面進行安全風險評價分析，并科學合理比選合適的安全風險評價方法。本文得出結論，LEC風險法和模糊評價法分別適合于對墩柱施工四種工藝進行一般風險分析評價和綜合分析評價。

關鍵詞：墩柱施工;安全評價;權重系數;綜合評價

1 問題的提出

近年來我國橋梁高墩施工技術不斷發展進步，加強橋梁高墩的建設，加大對高墩建設期整體安全要求，選取合適的安全評價方法，針對每種施工工藝安全性進行評價分析，具有十分重要的意義。

2 安全評價的方法選擇的方法

安全評價的方法、種類有很多種，根據不同的評價對象，結合評價方法的使用條件和范圍，選擇合適的評價方法，才能保證評價結果真實有效，從而達到保證目標安全的目的。

3 安全評價的方法介紹

每一種方法都有自己優缺點，根據不同的評價目標，結合評價對象自身特征選擇適合自身的評價方法是必要的。

（1）安全檢查表法。安全檢查表法是為了查找工程、系統、評價對象中的不安全因素，將檢查對象涉及的內容進行逐項檢查。是一種最基礎、最簡便、廣泛應用的評價方法。

（2）事故樹分析。事故樹分析也稱故障樹分析是從頂上事故出發，層層尋找引起頂上事故發生的觸發事件和原因，并分析他們之間的潛在相互關系，并用邏輯圖把他們的邏輯關系表示出來。

（3）魚刺圖法。魚刺圖主要用于發現引起某個問題出現的根本原因，又稱之為“因果圖”。魚刺圖是由日本人石川馨提出來的，又名石川圖。

（4）作業條件危險性評價法。美國的格雷厄姆和金尼通過研究人類在存在一定風險的施工環境中施工作業的危險性，根據試驗結果，他們給出了三個自變量的分值，采用對評價系統進行根據具體實際情況“打分”的方法。

（5）風險矩陣法。風險矩陣法是在開展風險評價過程中，將事件發生后的嚴重程度和可能性相對的定性分為若干級，然后分別以嚴重性和可能性為表列和表行，制成表，在行與列的交叉點位置可以得出定性的加權指數。

（6）指標體系法。指標體系法是一種在以往安全事故發生原因的基礎上，提前對評價對象單位進行問卷調查，去掉那些影響較小、作用不大的因素，研究主要因素之間的相互關系，并進行相應賦值，最后建立起來風險分析指標體系的一種評價方法。

（7）模糊綜合評價法。模糊綜合評價法是一種基于模糊數學的綜合評價方法。根據模糊數學的隸屬度理論把定性評價轉化為定量評價，即用模糊數學對受到多種因素制約的事物或對象做出一個總體的評價。

4 高墩施工安全評價方法的選用

常用的高墩施工工藝主要有：液壓爬模、滑模、翻模、輥模施工，常用的安全評價方法有很多種，因此根據每一種評價方法的使用條件和范圍，選擇適合自己的方法，才能確保結果真實有效，從而達到保證目標安全的目的。

（1）安全檢查表法，這種最基礎、最簡便、廣泛應用的系統危險性評價方法主要用于定性分析評價。不適合本文高墩工藝安全性定量分析研究。不予采用此方法。

（2）事故樹分析法，可用于定性和定量評價分析。但用此方法需要對每一個事故類型進行層層分析，并進行頂上事件發生概率計算，比較繁瑣，不予采用。

（3）魚刺圖只要用于發現問題根本原因的方法，它主要用于因果分析，不適合本文的定量評價分析。不予采用。

（4）作業條件危險性分析法，采取對高墩施工影響事故風險大小的三個自變量“打分”賦值的辦法，可采用此方法用于高墩施工工藝一般風險源估測。

（5）風險矩陣法主要用于重大風險源等級估測，此方法主要用于估測重大風險，不予采用。

（6）指標體系法[4]是可以用于定量評價分析。此方法主要用于風險事故發生可能性估測，本文不予采用。

（7）模糊評價法，它從多個指標對被評價事物隸屬等級狀況進行綜合性評判，它把被評判事物的變化區間做出劃分，符合實際情況。本文采用此方法進行綜合安全評價。

5 墩柱施工綜合安全評價介紹

本文舉例選用模糊評價法對墩柱施工工藝安全性進行綜合評價。評價指標體系反映了評價目標在管理、技術、人員等方面的綜合管理利用情況，是安全評價人員對目標進行評價的主要依據。

5.1 構成墩柱施工工藝綜合評價問題的要素

（1）墩柱施工工藝評價指標x。對影響墩柱施工安全評價的因素用一個向量x表示，我們設有m項評價指標，一次記為。

（2）權重系數。設是評價指標的權重系數，則應有w：

權重系數的確定直接關系著綜合評價的結果。

（3）綜合評價模型。我們綜合考慮所有因素的影響，得出綜合評判模型，綜合評判模型可以將模糊的安全信息量化。

5.2 墩柱施工安全評價權重確定

權重的確定方法有很多，本論文將著重介紹基于功能驅動的方法。該算法主要分以下步驟：

（1）序關系的確定。如果評價指標相對于某一個評價準則的重要程度大于時，則記為。如果評價指標記為相對于某個評價準則具有關系式：

（2）比較判斷與的重要程度之比：

其中對的賦值可參考重要程度賦值表。

（3）權重系數的計算。若評價者給出的的賦值滿足式（1）和式（2），則為：

5.3 綜合評價量表設計

確定了綜合評價量表，結合評價量表的內容和標準，對墩柱施工工藝的安全現狀進行打分，把分數與權重數結合起來，最后反映了墩柱施工的綜合現狀。

5.4 安全綜合評價模型

在確定了墩柱施工安全評價指標及其權重之后，評價指標的權重反映了評價指標的重要度。

（1）評價指標分級。把各指標相應的分為優、良、中、差4檔，相應的評價指標的區間值可以為0、50、70、80、100。關于優良的定性指標由評價人員給出，計算公式可以為：

式中：為第類第項指標的評價值;為該項指標的第個評委確定的指標值。

（2）綜合評定。綜合評定得分采用線性加權法，分層次逐層向上一級指標進行綜合，直到最后得到第一級指標綜合得分。其公式為：

式中：為評價指標相應的權重;R為安全綜合評價值。

（3）評價等級標準確定。綜合評價值總分為100分，將高墩施工工藝評價安全等級分為五級：安全的、較安全的、一般、較不安全、極不安全，分別對應：一級、二級、三級、四級、五級。[0，50]為極不安全，（50，70]為較不安全，（70，80]為一般，（80，90]為較安全，（90，100]為一級安全的。

6 結論

本文主要介紹了安全評價的基礎理論和安全評價方法的選擇，重點介紹了安全評價的分類，安全評價的程序，評價的原則，安全評價方法選擇的原則，安全評價方法介紹以及適合高墩施工安全評價的方法選用。經過分析比選，本論文將采用作業條件危險性分析法用于高墩施工工藝一般風險源估測，采用模糊評價法對高墩施工工藝進行綜合安全評價，并針對模糊評價法進行了重點介紹。

參考文獻：

[1]張景林，崔國章.安全系統工程[M].北京：煤炭工業出版社，2002.

[2]徐志勝，吳超.安全系統工程[M].北京：機械工業出版社，2007.

[3]阮欣.橋梁工程風險評價體系及關鍵問題研究[D].上海：同濟大學，2006.

[4]劉英富.橋梁施工風險評價方法研究[D].西安：長安大學，2005.