大跨徑PC連續(xù)剛構(gòu)橋風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估研究

【摘要】結(jié)合弘農(nóng)澗河特大橋工程，對(duì)大跨徑PC連續(xù)剛構(gòu)橋的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估進(jìn)行了研究。介紹了大跨徑PC連續(xù)剛構(gòu)橋風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的必要性、方法以及風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)對(duì)策略。這對(duì)同類橋梁的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估具有一定的指導(dǎo)意義。

【關(guān)鍵詞】大跨徑；預(yù)應(yīng)力；連續(xù)剛構(gòu)橋；風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

1.工程概況

弘農(nóng)澗河特大橋全長1173m，主橋?yàn)?跨變截面PC連續(xù)剛構(gòu)橋?？鐝讲贾脼?2+3×150+82m。設(shè)計(jì)荷載公路—Ⅰ級(jí)，橋?qū)?9m。主橋箱梁橫截面采用單箱單室截面，采用縱、橫、豎三向預(yù)應(yīng)力體系。

2.風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的必要性

橋梁設(shè)計(jì)、施工、使用等過程中出現(xiàn)的，對(duì)相關(guān)團(tuán)體的某種既定目標(biāo)造成影響的不確定的事態(tài)，可稱之為橋梁的風(fēng)險(xiǎn)事態(tài)。對(duì)橋梁風(fēng)險(xiǎn)事態(tài)進(jìn)行識(shí)別，對(duì)其影響程度、出現(xiàn)可能性等進(jìn)行某種形式的量測(cè)，并對(duì)量測(cè)的結(jié)果進(jìn)行分析、比較、評(píng)價(jià)、處置，制定合理對(duì)策的過程稱為橋梁風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估[1]。

弘農(nóng)澗河特大橋設(shè)計(jì)方案為主跨150m變截面PC連續(xù)剛構(gòu)橋。大橋跨徑大，具有一定的建設(shè)難度且橋位區(qū)域大風(fēng)、地震、等各種不利因素對(duì)大橋的建設(shè)和運(yùn)營影響大。因此，需要結(jié)合當(dāng)前技術(shù)現(xiàn)狀，評(píng)估項(xiàng)目現(xiàn)狀條件下的風(fēng)險(xiǎn)程度，并提出相應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施，最大程度地減少風(fēng)險(xiǎn)預(yù)期導(dǎo)致的損失。所以開展項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估具有緊迫的工程價(jià)值。

3.風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的流程

橋梁風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的流程包括風(fēng)險(xiǎn)交流、風(fēng)險(xiǎn)定義、風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別、風(fēng)險(xiǎn)估計(jì)、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)和風(fēng)險(xiǎn)控制。

風(fēng)險(xiǎn)交流貫穿于整個(gè)評(píng)估過程，其目的是通過研究者和相關(guān)人員廣泛、深入的交流，明確研究的目的、風(fēng)險(xiǎn)偏好等問題。

風(fēng)險(xiǎn)定義需要明確風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的對(duì)象，并根據(jù)問題的特點(diǎn)，確定合適的風(fēng)險(xiǎn)量測(cè)形式，收集基本的項(xiàng)目資料供后續(xù)使用。

風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別是根據(jù)研究對(duì)象和目的，研究和發(fā)現(xiàn)潛在的風(fēng)險(xiǎn)事態(tài)、明確分析重點(diǎn)的過程。

風(fēng)險(xiǎn)估計(jì)包括風(fēng)險(xiǎn)概率估計(jì)、風(fēng)險(xiǎn)損失估計(jì)和風(fēng)險(xiǎn)量測(cè)。風(fēng)險(xiǎn)概率估計(jì)是對(duì)風(fēng)險(xiǎn)事態(tài)出現(xiàn)不確定性的估計(jì)。風(fēng)險(xiǎn)損失估計(jì)就是估算風(fēng)險(xiǎn)事件給業(yè)主帶來的各種損失。

風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)基于風(fēng)險(xiǎn)估計(jì)的結(jié)果，考慮風(fēng)險(xiǎn)承擔(dān)者的風(fēng)險(xiǎn)態(tài)度和承受能力，對(duì)風(fēng)險(xiǎn)程度形成具體的評(píng)價(jià)結(jié)果，同時(shí)給出風(fēng)險(xiǎn)對(duì)策。

風(fēng)險(xiǎn)控制包括風(fēng)險(xiǎn)決策和風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)控兩部分。風(fēng)險(xiǎn)決策是根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的結(jié)果，從風(fēng)險(xiǎn)對(duì)策集合中選定合適的對(duì)策處置風(fēng)險(xiǎn)；風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)控是指對(duì)潛在風(fēng)險(xiǎn)事態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，并適時(shí)啟動(dòng)有關(guān)風(fēng)險(xiǎn)控制措施的過程[2]。

4.風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的方法

4.1定性評(píng)估方法

定性評(píng)估方法往往需要憑借分析者的經(jīng)驗(yàn)，或者業(yè)界的標(biāo)準(zhǔn)和慣則，為風(fēng)險(xiǎn)管理諸要素的大小或高低程度定性分級(jí)，主要回答“有沒有”、“是不是”方面的問題。

定性評(píng)估方法主要采取專家調(diào)查法。

專家調(diào)查法就是通過收集和積累數(shù)據(jù)，確認(rèn)當(dāng)前工程狀態(tài)和假定條件，并在專家判定風(fēng)險(xiǎn)概率和風(fēng)險(xiǎn)損失程度的基礎(chǔ)上，進(jìn)行整理和分析，完成橋梁風(fēng)險(xiǎn)分析的方法。

4.2定量評(píng)估方法

定量評(píng)估方法是對(duì)構(gòu)成風(fēng)險(xiǎn)的各個(gè)要素發(fā)生概率和潛在損失的水平賦予數(shù)值或貨幣金額的概念，當(dāng)度量風(fēng)險(xiǎn)的所有要素都被賦值，風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的整個(gè)過程和結(jié)果就可以被量化了，主要回答“有多少”方面的問題。

目前工程實(shí)際中，可以采用定量評(píng)估方法的情況還很少，很多關(guān)鍵技術(shù)問題還有待于進(jìn)一步的科學(xué)研究和工程應(yīng)用實(shí)踐驗(yàn)證。

5.弘農(nóng)澗河特大橋風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

5.1風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別

5.1.1建設(shè)條件

（1）風(fēng)致災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)：大橋橋址區(qū)強(qiáng)風(fēng)將對(duì)結(jié)構(gòu)施工期產(chǎn)生較大影響，因此需要考慮大橋的施工期抗風(fēng)性能、強(qiáng)風(fēng)環(huán)境下混凝土養(yǎng)護(hù)施工質(zhì)量和運(yùn)營期行車安全等問題。

（2）地震災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)：大橋橋位區(qū)域處于Ⅶ度地震區(qū)，場(chǎng)地地震級(jí)別不是太高，在正常狀態(tài)下，施工期間發(fā)生大震的可能性較小。因此，在采取正常的抗震設(shè)防措施情況下，運(yùn)營期間地震損毀橋梁風(fēng)險(xiǎn)處于可接受范圍內(nèi)。

（3）地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)：在橋梁墩臺(tái)施工期間，地質(zhì)條件比較復(fù)雜，必然會(huì)對(duì)墩臺(tái)的施工造成一定的影響。在采取切實(shí)有效的工程地質(zhì)條件處理措施保證橋梁施工安全的情況下，工程地質(zhì)災(zāi)害的風(fēng)險(xiǎn)處于可接受的范圍內(nèi)。在運(yùn)營期注重雨水按時(shí)排除，從而使橋臺(tái)下土層遇水而不致強(qiáng)度有所降低的情況下，運(yùn)營期地質(zhì)災(zāi)害處于可接受的范圍內(nèi)。

5.1.2結(jié)構(gòu)方案

（1）超寬單箱單室大懸臂風(fēng)險(xiǎn)：本橋主跨箱梁頂寬為19.45m，采用單箱單室截面形式，頂板懸臂長度為5.15m。本橋在設(shè)計(jì)的過程中遵循“安全、適用、耐久、經(jīng)濟(jì)”的基本原則，對(duì)單箱單室設(shè)計(jì)、施工方案，深入論證、全面必選，精心設(shè)計(jì)，以充分保證設(shè)計(jì)方案的合理性、可靠性，確保該風(fēng)險(xiǎn)處在可控狀態(tài)。

（2）運(yùn)營期箱梁開裂下?lián)巷L(fēng)險(xiǎn)：大橋?yàn)榱吮苊庀淞洪_裂下?lián)?，設(shè)計(jì)中在跨中底板設(shè)置了縱向預(yù)應(yīng)力鋼束，施工中采用了先合龍中跨，再合龍次邊跨，最后合龍邊跨的合龍順序，不會(huì)對(duì)成橋后的線形和受力狀態(tài)產(chǎn)生較大影響，同時(shí)在次邊跨合龍前在合龍口實(shí)施了對(duì)頂頂推，從而抑制了跨中下?lián)?。在配合施工、運(yùn)營時(shí)定期對(duì)箱梁開裂及主橋線形進(jìn)行觀測(cè)的前提下，此風(fēng)險(xiǎn)處于可控范圍。

5.1.3施工技術(shù)

（1）壓縮工期風(fēng)險(xiǎn)：隨意壓縮工期屬于一種比較特殊的風(fēng)險(xiǎn)狀態(tài)，所帶來的影響往往更為嚴(yán)重，損失形式以人員傷亡安全事故、嚴(yán)重質(zhì)量缺陷、倒塌事故為主。該橋在施工過程中嚴(yán)格控制施工工期，使得該風(fēng)險(xiǎn)處于可控范圍之內(nèi)。

（2）高墩墩身施工風(fēng)險(xiǎn)：大橋墩身高達(dá)46.5m，高墩墩身施工時(shí)存在較多不確定性因素，需重點(diǎn)加以關(guān)注。墩身的垂直度是高墩墩身施工的關(guān)鍵，高墩施工對(duì)施工質(zhì)量要求較高，要確?；炷?、鋼筋等滿足規(guī)范要求，以免墩身產(chǎn)生混凝土裂縫等現(xiàn)象。

（3）掛籃懸臂施工風(fēng)險(xiǎn)：本工程塊件長度以3m和4m兩種為主，掛籃對(duì)稱懸臂澆筑屬于比較常規(guī)的施工方法，風(fēng)險(xiǎn)可控性強(qiáng)。該風(fēng)險(xiǎn)可以降低到可接受的范圍內(nèi)。

5.2風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)對(duì)措施

5.2.1建設(shè)條件

（1）在主梁大單懸臂狀態(tài)時(shí)，避開強(qiáng)風(fēng)期；在大風(fēng)期停止施工等。

（2）增設(shè)施工期間臨時(shí)抗風(fēng)措施。

（3）在運(yùn)營階段制定相關(guān)措施，以保證行車安全。

5.2.2結(jié)構(gòu)方案

（1）增大箱梁根部梁高，提高上部結(jié)構(gòu)整體剛度，同時(shí)能夠降低腹板主拉應(yīng)力，并確保豎向預(yù)應(yīng)力筋的有效性。

（2）橋梁主跨跨中設(shè)置一道橫隔板。

（3）進(jìn)行混凝土結(jié)構(gòu)及體外預(yù)應(yīng)力耐久性設(shè)計(jì)。

5.2.3施工技術(shù)

（1）延長懸臂施工階段混凝土加載齡期，加強(qiáng)混凝土的養(yǎng)生。

（2）對(duì)次邊跨跨中合龍段的合龍口進(jìn)行對(duì)頂頂推能有效抑制跨中下?lián)稀?/p>

（3）要求掛籃、托架必須有足夠的強(qiáng)度、剛度和承載力。

（4）針對(duì)上下部結(jié)構(gòu)及關(guān)鍵部位加強(qiáng)施工管理及施工質(zhì)量的保護(hù)措施。

（5）避免在大風(fēng)、暴雨等惡劣條件發(fā)生期間進(jìn)行施工。

6.結(jié)語

本文介紹了大跨徑PC連續(xù)剛構(gòu)橋風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的必要性、流程以及方法。并對(duì)弘農(nóng)澗河特大橋展開了風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，給出了風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)對(duì)措施。

目前，大跨徑PC連續(xù)剛構(gòu)橋風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法的研究開展的尚不夠深入，部分主要問題仍未解決，這方面工作有待進(jìn)一步研究。 [科]

【參考文獻(xiàn)】

［１］阮欣.橋梁工程風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估體系及關(guān)鍵技術(shù)研究[D].上海：同濟(jì)大學(xué)，2006．

［２］楊獨(dú).懸臂澆筑連續(xù)剛構(gòu)橋施工控制和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估[D].北京：北京交通大學(xué)，2010.

［３］公路橋梁和隧道工程設(shè)計(jì)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指南（試行）[S]．2010.

［４］阮欣，陳艾榮.石雪飛.橋梁工程風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估[M].北京：人民交通出版社，2010.