橋梁施工總體安全風險評估探究

趙紅軍

（民太安財產保險公估股份有限公司甘肅分公司,甘肅 蘭州730030）

1 施工風險評估方法

1.1 橋梁施工風險評估常用方法

1983年在哥本哈根召開的“船只與橋梁和離岸結構的撞擊”會議上，相關學者第一次提出將風險評估和橋梁二者聯系起來[1]。目前，在橋梁工程正式施工前和實際的施工過程中，結合不同橋梁自身的結構特點以及所采用的施工方法的差異性，對整個項目的全過程進行安全評估是不可或缺的工作之一。進行施工總體安全風險評估，不僅可以保證整各施工過程中的安全生產和施工質量，同時還可以為項目管理方案的合理制定提供參考依據，并為減少事故成本以提高項目各參與方的利益創造了有利條件。另外，作為現在申報項目監督手續所需要的資料之一，橋梁施工安全評估報告成為必不可少的資料之一。

目前，常用的風險評估方法主要可以分為四大類，即：①定性分析法，主要包括專家打分法；②半定量分析法，主要包括事故樹法、風險評價矩陣法等；③定量分析法，主要包括神經網絡法、層次分析法、蒙特卡洛法等；④綜合分析法，主要包括模糊層次綜合評估法和模糊事故樹分析法等[2,3]。

1.2 常用風險評估方法的優缺點及適用范圍

表1為較為常用的若干種評估方法的優缺點以及適用范圍比較。

在風險評估過程中，由于定性分析的原理及操作簡單，且評估結果相對直觀，因此使用頻率較高，但是其適用范圍較窄。大型復雜系統的風險評估中，半定量分析法被廣泛使用，但是不可避免的會出現遺漏和錯誤。在對評估精度有較高要求時，常用到定量分析法，量化后的風險評估結果更加直觀。綜合分析是一種量與性同步的分析方法，同時可行性較強。各種分析方法都有各自的優點以及一定的局限性，在對具體工程進行風險評估時應結合實際情況進行具體選擇某一種方法或者某幾種方法聯合使用。

2 施工風險評估一般流程及原則

2.1 橋梁施工風險評估一般流程

根據具體工程實例以及所采用評估方法的差異，對橋梁施工風險進行評估的具體實施步驟有所差異，但從整個分析流程來了，主要可分為五大步驟。一般的評估流程如圖1所示。

圖1 風險評估流程圖

表1 常用安全風險評估方法對比

其中第一階段為風險評估的計劃和準備階段，主要進行與評估相關的評估對象相關資料的搜集工作。第二、三階段依次根據具體工程特點確定合適的評估方法并確定相應的風險等級劃分標準。第四階段為根據已搜集的資料和確定的評估方法得到待評價對象的風險等級。最后一個階段則基于確定的風險等級提出與之對應的保護措施。

2.2 橋梁施工風險的評估原則

1）評估方法選擇的合理性。要根據實際項目情況和各評估方法的適用范圍，在對個評估科學的進行對比和考察的基礎上，合理且客觀的選擇合適的評估方法；

2）評估過程合法且合理。橋梁施工風險評估的結果直接關系到項目各參與方的切身利益，因此整個評估過程首先要公平、公正、客觀，以現有的規范（標準）以及相關法律作為基礎，遵循相關的合同約定，不以某一方的利益為基準，要做到統籌全局；

3）評估對象的唯一性。評估對象可以是一個項目所采用的整體施工方案的安全性評估，也可以是某一個施工工序的評估，再或者是某一個關鍵施工階段的評估，因此在進行評估方法的確定以及風險識別等前期準備階段，就要確保評估對象的唯一性。

3 基于總體指標體系法的簡支梁橋施工總體安全風險評估

3.1 評價體系的建立

從橋梁施工的全過程出發建立施工總體安全風險評估體系，參考《公路橋梁和隧道施工安全風險評估指南》[4]，基于總體指標體系法的簡支梁橋總體施工安全風險評價選擇6個方面建立評價體系，即：（1）建設規模（Q1）；（2）地質條件（Q2）；（3）氣候環境條件（Q3）；（4）地形地貌條件（Q4）；（5）橋址特征（Q5）；（6）施工工藝成熟度（Q6）。各指標評分等級采用百分制，具體等級劃分可參考指南規定，指標得分基于專家調查法得到。

3.2 基于層次分析法的指標權重優化

上述3.1節所建立的評估體系中的各風險因素對于總體風險評估結果的影響是不同的，因此選用層次分析法計算得到各指標的權重。

層次分析法計算各指標權重可分為以下4個步驟；（1）建立層次結構模型；（2）構造判斷（成對比較）矩陣；（3）各指標權重計算；（4）層次單（總）排序一致性檢驗。具體計算流程可參考相關文獻[5,6]。

3.3 某大橋施工安全總體風險評估結果

以某高速雙線鐵路簡支梁橋為工程背景進行施工總體風險評估。表2為評估專家對指標進行兩兩比較后得到的總體施工風險評價指標總準則層判斷表。

表2 評價指標總準則層判斷表

由上表2所構造的判斷矩陣為：

依次求得各指標Qi的特征向量wi為0.0523、0.1396、0.1396、0.2215、0.3548、0.0922； 由此得到判斷矩陣A的最大特征值λmax=6.1006。

根據下式（2）對特征值進行一致性檢驗：

上式中，n=6；RI根據CI的計算結果查表可得，根據本文計算結果取為1.24。

最終計算得到的一致性比率CR=0.0162＜0.1，則表示計算結果通過一致性檢驗。因此各指標的權重 Υi依次為 0.0523、0.1396、0.1396、0.2215、0.3548、0.0922。可知地質條件對施工風險的貢獻最大，其次為氣候環境條件，施工工藝的成熟度對施工風險的影響最小。

以評估指標中的氣候環境為例說明評估分值Xi的計算依據。根據指南規定，在極端氣候（洪水、強風、強暴風雪、臺風等）區域，氣候環境分值在67～100之間；對于氣候條件一般，可能影響施工安全、但不顯著的情況，分值在34～66之間；對于氣候條件良好、基本不影響工程施工的情況，分值在0～33之間。根據該橋實際情況，專家對該項指標的打分為60，則考慮0.2215的權重系數后，該項指標的評估分值X3=13.29。

根據以上示例，計算得到的各項指標的評估分值依次為：X1=3.138、X2=19.514、X3=13.290、X4=9.772、X5=4.886、X6=2.305。最終評估總分X為52.905。

表3為根據《高速公路路塹高邊坡工程施工安全風險評估指南》[7]中的相關規定所擬定風險分級標準。結合上述計算結果可知，該工程總體風險可劃為III級，屬高度風險，需進行施工風險專項評估。

表3 風險等級劃分標準

4 總結

我國橋梁建造事業在近些年取得了舉止矚目的成就，但在施工過程中不可避免的出現了一些安全事故，不僅對施工人員的生命安全帶來威脅，同時造成了一定程度的經濟損失。目前我國橋梁結構向著跨度大、結構復雜、施工難度大的方向發展，施工過程中安全事故發生的可能性也越來越大。因此結合具體工程實例，選擇合適的風險評估方法對橋梁施工過程進行安全風險評估成為不可或缺的工作內容之一。