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(太原太工天昊土木工程檢測有限公司,山西 太原 030024)
隨著我國交通的快速發(fā)展,特大懸索橋在西部山區(qū)已被廣泛應用,一座座特大懸索橋在促進經濟一體化的形成過程和各區(qū)域緊密交流中發(fā)揮著舉足輕重的作用[1-3]。山區(qū)特大懸索橋的建設過程中存在著各種確定和不確定因素,不確定因素可能會給懸索橋的結構帶來很大風險,因此近年來特大懸索橋的風險研究已受到廣大學者的關注。在特大懸索橋建設過程中存在的不確定因素主要有以下幾個方面:
(1)人為因素。工人的活動在橋梁建設中起著重要的作用,施工時不確定的人為因素如工人的技術水平、工作態(tài)度、身體健康狀態(tài)及解決突發(fā)問題的能力等,都對橋梁的建設活動產生著巨大的影響。
(2)材料因素。材料的優(yōu)劣直接影響著建筑物的整體質量。材料的耐熱性能、結構尺寸、各種力學性能等參數的達標情況,材料的安裝與受力情況若出現(xiàn)誤差即會對懸索橋產生極大的影響。如材料的泊松比、彈性模量等參數的改變均會對材料的實際受力情況產生很大的影響,使得特大懸索橋在結構安全、橋梁質量方面存在風險。
(3)施工機械因素。特大懸索橋的施工機械水平反映著現(xiàn)代科技水平,其對橋梁的質量存在著極大影響。施工機械的現(xiàn)代化程度、精度及性能參數都對橋梁的建設活動起著不可忽視的作用。在懸索橋建設過程中,不管是施工機械超負荷工作或低負荷工作,還是在施工過程中所出現(xiàn)的各種問題等不確定因素都會對懸索橋的施工工期、施工質量及安全產生一定的影響。
(4)施工監(jiān)測因素。施工監(jiān)測是保證懸索橋施工質量的重要手段之一,也是懸索橋風險產生的另一主要因素。施工監(jiān)測包括很多方面,如材料質量、橋身及構件的受力變形等方面的監(jiān)測。監(jiān)測手段和檢測人員的不確定性,如測量儀器的誤差、監(jiān)測方法的完善性、周邊環(huán)境的影響等都會使監(jiān)測產生各種各樣的誤差與不確定性,如果監(jiān)測誤差超出允許范圍,就會對橋梁建設產生危害。
綜上所述,特大懸索橋的風險產生與橋梁建設過程中存在的各種不確定因素有著不可分割的聯(lián)系,這些不確定因素不遵循任何客觀規(guī)律,具有極大的偶然性與未知性。對于建設過程中存在的不確定因素給予充分的考慮與重視,是目前研究和預防各類風險產生的前提。
特大懸索橋在施工過程中存在很大的風險性。一方面表現(xiàn)為一些特殊風險事態(tài),主要由人為、自然等因素引起。另一方面,橋梁建設中面對的問題與日俱增,在懸索橋建設過程中發(fā)生事故的概率遠遠高于過去。我國學者葉耀先對以往的橋梁事故進行了統(tǒng)計,結果表明,施工期發(fā)生事故的概率遠遠高于使用期的其他階段[1]。
現(xiàn)代特大懸索橋的建設中往往會選用一些具有高強度等特殊性能的新材料,同時應用一些施工新技術,這勢必會增加橋梁建設的成本,而且風險發(fā)生時可能會帶來很大的經濟損失。山區(qū)特大懸索橋的施工環(huán)境艱苦、施工技術復雜,同時也給技術人員帶來較大的挑戰(zhàn)和人身安全風險。另外,現(xiàn)代橋梁的建設在追求安全性的同時,也追求橋梁外觀的美感,這勢必會帶來潛在的風險。若是在地震區(qū)建橋,還須考慮地震潛在的不可抗力風險。
由以上分析可知,上述風險均是潛在的,但若風險一旦產生,將可能會造成極大的經濟損失與人員傷亡。因此,應在施工之前對懸索橋建設的各個過程進行風險評估,并對做出的風險評估進行分析,采取相應的措施,嚴格控制施工過程以及后期使用中的各項指標,可提高橋梁的安全性和可靠度,并減少經濟損失,這對施工方及其他項目參與方來說都具有重大的意義。
我國的特大懸索橋風險分析研究發(fā)展相對較晚且較為緩慢。改革開放以來實行市場經濟,許多項目的風險由企業(yè)承擔,實行投資者為第一負責人制度,投資人也要承擔施工項目帶來的風險,這大大提高了人們對風險評估的認識。
由于工程領域及各專業(yè)背景的不同,各行業(yè)對風險的定義并未形成共識。但其中不外乎以下幾個方面:危害事件、發(fā)生概率與造成后果等。在橋梁施工工程中的風險定義為:與橋梁結構相關的,出現(xiàn)在其建設的全壽命周期內,對該橋梁工程相關的利益團體造成某種影響而使其達不到預期目標的不確定事件,即為橋梁工程風險。由于橋梁工程的自身特點使其風險具有區(qū)別于其他工程領域的獨特性,大致可歸納如下:
(1)風險的持續(xù)時間長。橋梁工程的施工周期一般為幾年甚至幾十年,由于時間過于漫長,這便導致各種不確定因素出現(xiàn)的可能性大幅增加,雖然常見的風險可以提前預防或做出相應的應對措施,但某些潛在的風險卻無法識別和預測,更不可能做好應對措施,因此橋梁施工的周期長是其風險特征之一。
(2)風險帶來的損失大。由于橋梁工程規(guī)模大,耗資大,工程復雜度高,一旦因設計、施工或其他因素使其發(fā)生風險,就會導致不可恢復的災難性損失,后果不可估量。
(3)橋梁工程發(fā)生風險破壞的幾率比其他工程大。一般情況下,橋梁工程所處的環(huán)境較為惡劣,如山區(qū)橋梁建設會由于原材料的運輸困難、工人的生活不便等因素使得橋梁施工難度大大增加,潛在風險也隨之增大。
(4)橋梁工程風險具有突發(fā)性。橋梁從結構上來講,其實質為組合結構,工人將各個部件進行拼接時可能發(fā)生一些未知的突發(fā)風險,如工人高空墜落、腳手架突然倒塌等,這些因素都充分說明橋梁工程潛在風險的突發(fā)性。
施工時間跨度長、施工技術復雜、施工環(huán)境艱苦等因素,都會使得橋梁工程在施工過程中潛在的危險隨時可能發(fā)生。因此在對橋梁工程進行風險評估時,要做好風險識別工作。正確的風險識別有助于對主要風險引起因素采取相應的應對措施,預防橋梁施工過程中的風險發(fā)生。常見的識別方法一般有如下幾種:
2.2.1 專家調查法
請橋梁工程風險評估專家對橋梁施工的各個過程進行風險評估,施工方對專家提出的問題進行預測并采取相應預防措施。風險評估專家雖具有扎實的專業(yè)知識和豐富的風險識別經驗,但他們提出的風險評估仍具有一定的主觀性,由于專家們的經歷不同可能出現(xiàn)意見分歧,難以得出一致的結論。
2.2.2 影響圖法
用影響圖表示問題之間的內在聯(lián)系,標清變量之間的相互關系,使其能夠求解一些不確定的風險因素。但該方法也具有一定的局限性,因專家在聽取決策者對問題的描述后,其自身的經驗會影響圖形的繪制。
2.2.3 風險樹搜索法
由于橋梁工程的設計、施工過程復雜,施工周期長,使得各種因素觸發(fā)風險的組合增加,各種潛在風險出現(xiàn)的概率增大,風險樹搜索法能夠將各種因素進行分解、歸類,使決策者對各種風險引起因素有所把控。
除常用識別方法外,風險識別方法還有很多,一般可分為定性、定量、定性半定量、定量半定性等四種類型。進行橋梁工程的風險識別時,由于每座橋梁所處的施工環(huán)境、施工方法、施工材料等因素的差異,在其選擇風險識別方法上存在差異,但宗旨都是要選擇最合適的風險識別方案。
山區(qū)特大懸索橋在施工過程中由于受各種不確定因素的影響,存在著高風險。正確地進行風險識別并做好應對措施,是保證工程質量、降低風險損失的最佳途徑。