摘要：涉鐵橋梁的建設(shè)對(duì)既有鐵路線路運(yùn)營(yíng)具有極大風(fēng)險(xiǎn)，因此，在涉鐵橋梁施工前，必須對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。首先，通過(guò)識(shí)別初始風(fēng)險(xiǎn)形成風(fēng)險(xiǎn)源清單，采用LEC法定性評(píng)估各風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生概率并確定風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，進(jìn)而制定相應(yīng)防范方案和措施。其次，采用midasGTSNX對(duì)涉鐵橋梁施工中引起的鐵路路基位移進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算結(jié)果最大附加沉降位移為2.041mm、最大附加水平位移為0.177mm。綜合定性和定量分析可知，涉鐵橋梁工程施工及運(yùn)營(yíng)會(huì)對(duì)鐵路路基變形產(chǎn)生一定影響，但影響值滿足規(guī)范控制要求。

關(guān)鍵詞：涉鐵橋梁安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估LEC法位移

SafetyRiskAssessmentofRailwayBridgeConstructionBasedonLECMethod

MORong1，2LIUXu1，2WANGYu1，2ZHUZewen1，2

1.JiangxiTransportationInstituteCo.，Ltd.，NanchangCity，JiangxiProvince，330200China;2.TransportationEngineeringCo.，Ltd.，JiangxiTransportationInstituteCo.，Ltd.，NanchangCity，JiangxiProvince，330200China

Abstract：Theconstructionofrailwaybridgesposesgreatriskstotheoperationofexistingrailwaylines.TherefobImwyr1ykYIZ/tt1EfVl+GnbGgnhjW9vw9f/uW7iNT4=re，itisimperativetoconductasafetyriskassessmentoftheprojectpriortothecommencementofconstruction.Firstly，arisksourcelistiscompiledbyidentifyinginitialrisks，andtheLEC（Likelihood，Exposure，Consequence）methodisadoptedtoqualitativelyevaluatetheprobabilityofoccurrenceofeachriskanddeterminetherisklevel，followedwiththeformulationofcorrespondingpreventionplansand&5NtslRBFSdweHcGOaGliNvqbszWFc/q0rZVeDsCAXtw=nbsp;measures.Secondly，themidasGTSNXsoftwareisutilizedtocalculatetherailwaysubgradedisplacementcausedbytheconstructionofrailwaybridges.Thecalculationresultsindicateamaximumadditionalsettlementdisplacementof2.041mmandamaximumadditionalhorizontaldisplacementof0.177mm.Throughacomprehensivequalitativeandquantitativeanalysis，itcanbeconcludedthatwhiletheconstructionandoperationofrailwaybridgeswillhaveacertainimpactonthedeformationofrailwaysubgrades，theimpactvaluesmeettheregulatorycontrolrequirements.

KeyWords：Railwaybridge;Safetyriskassessment;LECmethod;Displace

鐵路作為城市重要交通基礎(chǔ)設(shè)施和大眾化交通工具，承擔(dān)著繁重的客運(yùn)任務(wù)，是社會(huì)公共安全的重點(diǎn)領(lǐng)域，行業(yè)安全風(fēng)險(xiǎn)高。鐵路線安全事關(guān)人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全、事關(guān)社會(huì)穩(wěn)定。鐵路線安全管理必須堅(jiān)持“安全第一、預(yù)防為主、綜合治理”的方針。工程安全風(fēng)險(xiǎn)涉及兩個(gè)方面的問(wèn)題：一是新建涉鐵工程自身的安全；二是新建涉鐵工程的建設(shè)與運(yùn)營(yíng)對(duì)既有鐵路線路運(yùn)營(yíng)期的安全影響。涉鐵工程必須采取安全和可靠的結(jié)構(gòu)形式、施工方案和施工工藝，確保絕對(duì)安全。工程的安全風(fēng)險(xiǎn)與地質(zhì)和環(huán)境等自然條件、工程設(shè)計(jì)和施工組織方案、建設(shè)管理經(jīng)驗(yàn)及交通等有關(guān)，安全風(fēng)險(xiǎn)在設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)營(yíng)等各階段和各環(huán)節(jié)都不同程度存在。實(shí)行安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估制度、進(jìn)行安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估工作是強(qiáng)化安全風(fēng)險(xiǎn)意識(shí)、保證工程建設(shè)方案安全、降低事故概率、減少經(jīng)濟(jì)損失的一項(xiàng)重要措施。

本項(xiàng)目在涉鐵橋梁墩臺(tái)及梁體施工期和建成運(yùn)營(yíng)期均有可能對(duì)既有鐵路路基產(chǎn)生影響，從而危及鐵路的行車運(yùn)營(yíng)。在鐵路路基周邊開挖、堆載、打樁、重型機(jī)械碾壓等引起的地層應(yīng)力和變形是造成附近結(jié)構(gòu)和設(shè)施承受附加荷載和產(chǎn)生附加變形的根本原因之一。因此，有必要在施工前開展安全評(píng)價(jià)，慎重考慮設(shè)計(jì)及施工影響，以確保鐵路運(yùn)營(yíng)的安全。

1項(xiàng)目概況

某上跨鐵路橋梁跨徑是20m+29m+29m的連續(xù)梁橋，上部結(jié)構(gòu)采用預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土先簡(jiǎn)支后連續(xù)的小箱梁，橋面標(biāo)準(zhǔn)寬度為42m，其中，左幅標(biāo)準(zhǔn)寬度20.5m，右幅第一孔為變寬，第二、三孔為等寬（用濕接縫寬度調(diào)整）。所屬道路等級(jí)為城市次干道，設(shè)計(jì)荷載為城A級(jí)，設(shè)計(jì)時(shí)速為40km/h。橋墩采用蓋梁圓柱墩，單個(gè)墩身直徑為1.6m，墩間距為6.65m，墩頂設(shè)蓋梁，截面為2.2m×2m。樁基礎(chǔ)采用圓柱墩，單個(gè)樁身截面直徑為1.8m，樁頂設(shè)地系梁連接，樁頂系梁截面為1.3m×1.5m，樁基礎(chǔ)均按照嵌巖樁進(jìn)行設(shè)計(jì)。橋臺(tái)采用扶壁式橋臺(tái)，臺(tái)帽寬1.8m、高0.8m；臺(tái)身共設(shè)置5片扶壁，扶壁厚度為0.8m，前墻厚度為等厚1m，實(shí)體承臺(tái)寬7.5m、高2.5m；承臺(tái)下方采用10根φ1.5m鉆孔灌注樁。

2安全定性評(píng)估分析

安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估主要的方法有安全檢查表法、工程類比法、專家評(píng)議法、事故分析法、作業(yè)條件危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)法（LikelihoodExposureConsequence，LEC）等[1]。LEC是一種簡(jiǎn)單易行的評(píng)價(jià)作業(yè)條件危險(xiǎn)性的方法，研究人員能夠利用該方法對(duì)潛在危險(xiǎn)性環(huán)境作業(yè)的危險(xiǎn)性進(jìn)行定量評(píng)價(jià)，危險(xiǎn)級(jí)別劃分相對(duì)比較清晰，在各工程中均有廣泛的應(yīng)用[2-7]，因此，本項(xiàng)目采用該法對(duì)涉鐵橋梁進(jìn)行安全性評(píng)估。

對(duì)于具有潛在危險(xiǎn)性的作業(yè)條件，一般認(rèn)為影響危險(xiǎn)性的主要因素有3個(gè)：（1）發(fā)生事故或危險(xiǎn)事件的可能性；（2）暴露于這種危險(xiǎn)環(huán)境的情況；（3）事故一旦發(fā)生可能產(chǎn)生的后果。用公式（1）來(lái)表示：

2.1基本程序

首先，對(duì)初始風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行識(shí)別，形成風(fēng)險(xiǎn)源清單表。其次，對(duì)初始風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)價(jià)，對(duì)各個(gè)風(fēng)險(xiǎn)因素評(píng)價(jià)其發(fā)生的概率和后果等級(jí)，并最終確定出初始風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)。再次，依據(jù)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果和風(fēng)險(xiǎn)接受準(zhǔn)則，制定相應(yīng)的防控方案和措施。最后，對(duì)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行再評(píng)估，提出殘留風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)。

2.2初始風(fēng)險(xiǎn)因素

通過(guò)分析，本項(xiàng)目的重大危險(xiǎn)源主要有樁基成孔、承臺(tái)基坑施工、梁體施工、運(yùn)營(yíng)鐵路、臨近營(yíng)業(yè)線超重吊裝及安裝拆卸、拆除施工等的自身風(fēng)險(xiǎn)及上跨既有城市道路等交叉點(diǎn)的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。結(jié)合本工程設(shè)計(jì)過(guò)程中所確定的設(shè)計(jì)方案、采取的措施、施工方法等因素，本工程方案設(shè)計(jì)階段各風(fēng)險(xiǎn)因素如表1所示。根據(jù)本工程地質(zhì)情況、設(shè)計(jì)情況及風(fēng)險(xiǎn)因素表，本工程風(fēng)險(xiǎn)清單如表2所示。根據(jù)施工風(fēng)險(xiǎn)因素核對(duì)表和風(fēng)險(xiǎn)清單表，確定本工程的初始風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)如表3所示。

2.3殘余風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

通過(guò)對(duì)本工程地質(zhì)情況、設(shè)計(jì)情況及采取的工程措施的分析，列舉了本工程可能存在的風(fēng)險(xiǎn)源，通過(guò)采取相應(yīng)的對(duì)策措施，并根據(jù)《鐵路建設(shè)工程風(fēng)險(xiǎn)管理技術(shù)規(guī)范》（Q/CR9006-2014）中規(guī)定的風(fēng)險(xiǎn)接受準(zhǔn)則，在采取相應(yīng)對(duì)策措施后，本工程可能存在的風(fēng)險(xiǎn)的殘余風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)達(dá)到低度或中度，如表4所示，說(shuō)明本工程實(shí)施中的風(fēng)險(xiǎn)因子已達(dá)到可接受的水平，對(duì)鐵路橋梁安全影響可控。

在地基上進(jìn)行開挖、填埋或鉆孔施工會(huì)引起相鄰已建建筑物較大的附加沉降及不均勻沉降、土體水平位移、樁側(cè)負(fù)摩阻力等一系列巖土工程問(wèn)題。橋墩基礎(chǔ)施工也會(huì)不可避免地干擾附近地層原有的平衡狀態(tài)，引起附近地層應(yīng)力重分布和變形，構(gòu)成對(duì)周邊既有結(jié)構(gòu)和設(shè)施的附加荷載，使其發(fā)生附加變形。為了保證鐵路的安全，以下針對(duì)涉鐵橋梁方案進(jìn)行巖土分析，分析本項(xiàng)目施工期間對(duì)鐵路的影響及橋梁投入運(yùn)營(yíng)后對(duì)鐵路的影響。

3安全定量評(píng)估分析

3.1涉鐵工程限界分析

本工程以橋梁形式上跨鐵路，采用兩幅并行上跨鐵路方案，左、右幅橋梁梁底距離軌頂最小值為9.3m，滿足鐵路設(shè)計(jì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求。參考《建筑基坑支護(hù)工程技術(shù)規(guī)程》

（DBJ/T15-20-97）中對(duì)一般地基的擾動(dòng)區(qū)劃分界定，一般來(lái)講，基坑深度1倍范圍屬受擾動(dòng)區(qū)域、2倍范圍屬受擾動(dòng)較小區(qū)域、3倍范圍為基本不受擾動(dòng)區(qū)域，其劃分如圖1所示。涉鐵橋梁施工時(shí)，鐵路股道中心線距離承臺(tái)基坑25m，基坑開挖深度為3.4m，鐵路路基位于Ⅲ區(qū)基本不受擾區(qū)。但實(shí)際影響大小取決于基坑卸載量，因此，應(yīng)結(jié)合數(shù)值分析結(jié)果綜合分析。

3.2橋梁臨近營(yíng)業(yè)線施工巖土數(shù)值分析

3.2.1模型建立

本次采用大型有限元程序midasGTSNX分析涉鐵橋梁施工對(duì)鐵路營(yíng)業(yè)線的影響。計(jì)算過(guò)程中，土體應(yīng)力應(yīng)變的本構(gòu)理論采用Mohr-Coulomb彈塑性模型，其余部件如橋樁基礎(chǔ)和承臺(tái)均采用線彈性模型。另外，各種結(jié)構(gòu)物與土體豎直面采用surface-tosur-face-contact，用硬接觸規(guī)定其法相約束行為、用罰函數(shù)規(guī)定其切向行為，水平接觸面由于位移協(xié)調(diào)采用tie約束規(guī)定其行為。對(duì)該橋梁進(jìn)行建模分析，結(jié)合施工順序，評(píng)估其施工過(guò)程中鐵路營(yíng)業(yè)線水平向和垂直向位移變化。計(jì)算分以下6個(gè)步驟進(jìn)行：（1）施加重力，初始場(chǎng)地應(yīng)力平衡；（2）既有鐵路運(yùn)營(yíng)分析；（3）位移清零；（4）涉鐵橋梁樁基施工；（5）涉鐵橋梁墩臺(tái)施工；（6）涉鐵橋梁主梁施工。各施工步驟圖如圖2所示。

3.2.2計(jì)算結(jié)果分析

既有鐵路共有單股道，股道中心距橋梁1和2號(hào)墩邊緣分別為11.28m和15.87m，

通過(guò)有限元數(shù)值計(jì)算分析，涉鐵橋梁施工中引起鐵路路基最大附加沉降為2.041mm，最大附加水平位移0.177mm，均小于4mm，滿足規(guī)范要求。

4 結(jié)論

根據(jù)設(shè)計(jì)文件及相關(guān)規(guī)范，采用LEC定性評(píng)估及midas定量計(jì)算分析該工程對(duì)鐵路運(yùn)行安全的影響，得到主要結(jié)論如下。

（1）通過(guò)對(duì)初始風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行識(shí)別，形成風(fēng)險(xiǎn)源清單，對(duì)各個(gè)風(fēng)險(xiǎn)因素評(píng)價(jià)其發(fā)生的概率和后果等級(jí)，確定出初始風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，制定相應(yīng)的防控方案和措施后，殘留風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)符合要求。

（2）通過(guò)有限元數(shù)值計(jì)算分析，涉鐵橋梁施工中引起鐵路路基最大附加沉降2.041mm，最大附加水平位移0.17mm，均小于4mm，滿足規(guī)范要求。

綜上所述，涉鐵橋梁工程施工及運(yùn)營(yíng)會(huì)對(duì)鐵路路基產(chǎn)生一定影響。在考慮其影響后，鐵路路基沉降、位移等計(jì)算結(jié)果滿足規(guī)范要求，涉鐵橋梁建設(shè)方案總體可行；建議根據(jù)對(duì)涉鐵橋梁的設(shè)計(jì)、施工方案等進(jìn)行修改、完善，以進(jìn)一步減小對(duì)鐵路的影響。

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