橋梁施工風(fēng)險(xiǎn)綜合模糊評(píng)測(cè)方法研究

占云峰 程云濤

摘要 文章介紹了工程風(fēng)險(xiǎn)綜合模糊評(píng)測(cè)方法、案例工程所建立的橋梁施工風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)體系、一系列參數(shù)取值，以及案例橋梁施工風(fēng)險(xiǎn)綜合模糊評(píng)測(cè)實(shí)施過(guò)程及結(jié)果。結(jié)果顯示，綜合模糊評(píng)測(cè)方法可以對(duì)難以量化、邊界模糊的施工風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題進(jìn)行量化評(píng)測(cè)分析，具有系統(tǒng)性強(qiáng)、分析量化，形成綜合應(yīng)用定性和定量分析的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，對(duì)工程風(fēng)險(xiǎn)分析應(yīng)用有參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞 橋梁工程；施工風(fēng)險(xiǎn)；綜合模糊評(píng)測(cè)；方法研究

中圖分類號(hào) TU714文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A文章編號(hào) 2096-8949（2023）11-0183-03

0 引言

橋梁施工自身是一個(gè)龐大而復(fù)雜的系統(tǒng)，工藝流程多，層次復(fù)雜，其中存在許多不同權(quán)重的風(fēng)險(xiǎn)，傳統(tǒng)的評(píng)測(cè)方法僅能用“安全”“危險(xiǎn)”等概念模糊描述這些危害[1]。同一種危害不同人的評(píng)測(cè)會(huì)有所不同，這些模糊評(píng)測(cè)面臨主觀性影響，難以確保評(píng)測(cè)成果的客觀性和準(zhǔn)確性。正是為了克服這一不足，綜合模糊評(píng)測(cè)方法得到開發(fā)和應(yīng)用。該研究在介紹該綜合模糊評(píng)測(cè)方法的基礎(chǔ)上，結(jié)合案例所建立的施工風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)體系，開展橋梁施工風(fēng)險(xiǎn)綜合模糊評(píng)測(cè)，以為同類工程風(fēng)險(xiǎn)評(píng)測(cè)提供技術(shù)參考。

1 工程風(fēng)險(xiǎn)綜合模糊評(píng)測(cè)方法

1.1 要素集合的確定

首先圍繞評(píng)測(cè)對(duì)象確定要素集合，數(shù)理模型表達(dá)為U={u1，u2，u3，…，un}，其中的ui（i=1，2，…，n）即為影響評(píng)測(cè)對(duì)象的參與分析要素。

1.2 權(quán)重集合的確定

要素集合中，各要素對(duì)評(píng)測(cè)對(duì)象具有不同的影響程度，要客觀反映和揭示要素對(duì)評(píng)測(cè)對(duì)象的影響狀態(tài)[2]，則有必要確定影響要素在要素集合中的權(quán)重，其數(shù)理模型表達(dá)為影響要素ui（i=1，2，…，n）在要素集中的ai（i=1，2，…，n）權(quán)重，構(gòu)成A={a1，a2，a3，…，an}集合，據(jù)以表達(dá)其參與影響程度，而且。

1.3 評(píng)測(cè)集合的確定

確定了評(píng)測(cè)對(duì)象以后，確定評(píng)測(cè)集合，其數(shù)理模型表達(dá)為V={v1，v2，v3，…，vm}，其中的vj（j=1，2，…，n）代表各種評(píng)測(cè)結(jié)果。案例橋梁施工安全評(píng)測(cè)所采用的評(píng)測(cè)集合如下：

V={安全（v1），比較安全（v2），臨界狀態(tài)（v3），存在風(fēng)險(xiǎn)（v4），很危險(xiǎn)（v5）}

1.4 綜合模糊評(píng)測(cè)

對(duì)要素集合U={u1，u2，u3，…，un}中的任意一個(gè)ui要素進(jìn)行評(píng)測(cè)，確定ui相對(duì)評(píng)測(cè)集Vj的數(shù)理隸屬程度，此時(shí)這個(gè)過(guò)程通常被稱作單要素模糊評(píng)測(cè)。評(píng)測(cè)結(jié)果即為單要素模糊評(píng)測(cè)集，其數(shù)理表達(dá)式為Ri=[ri1，ri2，ri3，…，rim]（i=1，2，…，n）。然后將所有單要素的隸屬度組成評(píng)測(cè)矩陣R：

只對(duì)一個(gè)單要素ui實(shí)施模糊評(píng)測(cè)是不夠的，因?yàn)閡i只可以反映出1個(gè)要素對(duì)評(píng)測(cè)對(duì)象的影響，而需要對(duì)全部單要素ui給予模糊評(píng)測(cè)，這時(shí)便是綜合模糊評(píng)測(cè)。綜合模糊評(píng)測(cè)集B是由全部單要素ui的權(quán)重集合A與全部單要素ui的隸屬度矩陣R的乘積得到：

其中bj反映出所評(píng)測(cè)對(duì)象的一系列隸屬程度。

2 案例與施工風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)體系

2.1 案例簡(jiǎn)介

某內(nèi)河六孔一聯(lián)連續(xù)梁橋，全長(zhǎng)213.25 m，采用標(biāo)準(zhǔn)跨度35.00 m的預(yù)制小箱梁。橋面整體寬度14.00 m，車行道寬度13.00 m，防撞護(hù)欄0.50 m。橋面雙向縱坡0.50%，橫坡2.00%，斜度0。城市-A級(jí)設(shè)計(jì)載荷，人群載荷為24.50 kN/m。抗震設(shè)防烈度7度，重要性系數(shù)0.70。

2.2 施工風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)體系的建立

將工程經(jīng)常發(fā)生的5個(gè)事故項(xiàng)設(shè)為一級(jí)評(píng)測(cè)指標(biāo)，借助傳統(tǒng)事故樹分析法對(duì)它們進(jìn)行分析，列出其關(guān)鍵影響因素作為二級(jí)評(píng)測(cè)指標(biāo)[3]。同樣方法，再依次找出二級(jí)指標(biāo)的關(guān)鍵影響因素作為三級(jí)評(píng)測(cè)指標(biāo)。這樣根據(jù)要素之間的因果關(guān)系，就構(gòu)成了分層對(duì)應(yīng)的評(píng)測(cè)指標(biāo)體系，我們稱之為三級(jí)評(píng)測(cè)指標(biāo)體系。

3 橋梁施工風(fēng)險(xiǎn)綜合模糊評(píng)測(cè)過(guò)程

3.1 一級(jí)指標(biāo)的權(quán)重值計(jì)算

一級(jí)指標(biāo)的發(fā)生概率，其參數(shù)取值源于某路橋工程有限公司的相關(guān)年度橋梁施工安全統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。一級(jí)指標(biāo)概率、L值、風(fēng)險(xiǎn)險(xiǎn)性分值分別如表1～2所示。

基于表2所列數(shù)據(jù)參數(shù)，各項(xiàng)一級(jí)指標(biāo)的權(quán)重計(jì)算如下：

3.2 二級(jí)指標(biāo)的權(quán)重值計(jì)算

二級(jí)指標(biāo)的概率與L值、二級(jí)指標(biāo)的風(fēng)險(xiǎn)性分值見表3～4所示。

根據(jù)表4參數(shù)，計(jì)算獲得二級(jí)指標(biāo)權(quán)重分別如下：

一級(jí)指標(biāo)“高空墜落風(fēng)險(xiǎn)”條目下的二級(jí)指標(biāo)有2個(gè)，分別為“腳手架作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)”“結(jié)構(gòu)作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)”，其權(quán)重：

“腳手架作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)”權(quán)重值：140/（140+140）=50%

“結(jié)構(gòu)作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)”權(quán)重值：140/（140+140）=50%

一級(jí)指標(biāo)“發(fā)生坍塌風(fēng)險(xiǎn)”條目下的二級(jí)指標(biāo)有2個(gè)，分別為“基坑坍塌風(fēng)險(xiǎn)”“模板坍塌風(fēng)險(xiǎn)”，其權(quán)重：

“基坑坍塌風(fēng)險(xiǎn)”權(quán)重值：30/（30+30）=50%

“模板坍塌風(fēng)險(xiǎn)”權(quán)重值：30/（30+30）=50%

一級(jí)指標(biāo)“物體傷人風(fēng)險(xiǎn)”條目下的二級(jí)指標(biāo)有3個(gè)，分別為“起重打擊”“操作機(jī)械打擊風(fēng)險(xiǎn)”“墜落物體打擊風(fēng)險(xiǎn)”，其權(quán)重：

“吊裝過(guò)程打擊風(fēng)險(xiǎn)”權(quán)重值：7/（7+7+7）=3.33%

“操作機(jī)械打擊風(fēng)險(xiǎn)”權(quán)重值：7/（7+7+7）=3.33%

“墜落物體打擊風(fēng)險(xiǎn)”權(quán)重值：7/（7+7+7）=3.33%

一級(jí)指標(biāo)“機(jī)械傷害風(fēng)險(xiǎn)”條目下的二級(jí)指標(biāo)有2個(gè)，分別為“施工機(jī)具風(fēng)險(xiǎn)”“起重機(jī)械風(fēng)險(xiǎn)”，其權(quán)重：

“施工機(jī)具風(fēng)險(xiǎn)”權(quán)重值：10.50/（10.50+10.50）=50%

“起重機(jī)械風(fēng)險(xiǎn)”權(quán)重值：10.50/（10.50+10.50）=50%

一級(jí)指標(biāo)“觸電傷害風(fēng)險(xiǎn)”條目下的二級(jí)指標(biāo)有2個(gè)，分別為“照明用電風(fēng)險(xiǎn)”“作業(yè)用電風(fēng)險(xiǎn)”，其權(quán)重：

“照明用電風(fēng)險(xiǎn)”權(quán)重值：3/（7.50+3）=28.57%

“作業(yè)用電風(fēng)險(xiǎn)”權(quán)重值：7.50/（7.50+3）=71.42%

3.3 三級(jí)指標(biāo)的權(quán)重值確定

基于以往工程經(jīng)驗(yàn)和項(xiàng)目的實(shí)際情況，由有經(jīng)驗(yàn)的施工人員和專家共同討論，確定各三級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重賦值。同時(shí)組成8人專家組對(duì)三級(jí)指標(biāo)進(jìn)行安全性綜合評(píng)測(cè)。

3.4 風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)評(píng)測(cè)

B*=[0.126 409 507， 0.818 804 487， 0.054 573 334， 0， 0]是一個(gè)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)的模糊子集，為便于直接利用B*所反映的風(fēng)險(xiǎn)信息，下面建立一個(gè)施工安全綜合評(píng)測(cè)分級(jí)表，如表5所示。

計(jì)算分析獲得的施工安全綜合評(píng)測(cè)的得分為76.43分，在表5安全分級(jí)表中對(duì)應(yīng)“比較安全”級(jí)別，評(píng)測(cè)結(jié)果與工程實(shí)際情況相符合。

4 結(jié)語(yǔ)

綜合模糊評(píng)測(cè)法是一種基于模糊數(shù)學(xué)理論的綜合評(píng)測(cè)方法，有助于解決各種模糊的、較難量化的和不確定性突出的問(wèn)題。在工程案例基礎(chǔ)上，該文對(duì)橋梁施工風(fēng)險(xiǎn)綜合模糊評(píng)測(cè)方法從以下幾方面展開研究：論述了工程風(fēng)險(xiǎn)綜合模糊評(píng)測(cè)方法以及案例工程所建立的橋梁施工風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)體系，并引入綜合模糊評(píng)測(cè)分析計(jì)算的一系列參數(shù)取值。其中案例橋梁施工風(fēng)險(xiǎn)綜合模糊評(píng)測(cè)過(guò)程包括一級(jí)指標(biāo)的權(quán)重值計(jì)算、二級(jí)指標(biāo)的權(quán)重值計(jì)算、三級(jí)指標(biāo)的權(quán)重值確定、最終確定風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)等評(píng)測(cè)分析環(huán)節(jié)和知識(shí)點(diǎn)。分析結(jié)果顯示，該方法對(duì)橋梁施工風(fēng)險(xiǎn)綜合評(píng)測(cè)有效，可供同類工程施工安全性分析提供參考。

參考文獻(xiàn)

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