矮塔斜拉橋運(yùn)營(yíng)階段安全風(fēng)險(xiǎn)分析

王教才

摘 要：矮塔斜拉橋的運(yùn)營(yíng)階段存在著超載、船撞、銹蝕等風(fēng)險(xiǎn)的威脅，本文通過(guò)風(fēng)險(xiǎn)源辨識(shí)，篩選出5項(xiàng)主要風(fēng)險(xiǎn)源，并提出相應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施，為依托項(xiàng)目及同類(lèi)項(xiàng)目提供了參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞：矮塔斜拉橋;運(yùn)營(yíng)管理;安全風(fēng)險(xiǎn);風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí);風(fēng)險(xiǎn)控制

中圖分類(lèi)號(hào)：U448.27 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

0 引言

矮塔斜拉橋因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)新穎，綜合了連續(xù)梁橋和斜拉橋的優(yōu)點(diǎn)，備受?chē)?guó)內(nèi)外橋梁設(shè)計(jì)師的青睞。隨著我國(guó)土木大建設(shè)如火如荼的開(kāi)展，原來(lái)越多的矮塔斜拉橋建成通車(chē)，但是其在運(yùn)營(yíng)期出現(xiàn)了諸如：拉索銹蝕、汽車(chē)超載、船撞等各類(lèi)事故問(wèn)題，嚴(yán)重影響了矮塔斜拉橋的使用壽命[1]。

2021年1月，交通運(yùn)輸部印發(fā)意見(jiàn)，進(jìn)一步明確深化安全生產(chǎn)重大風(fēng)險(xiǎn)防范工作，從源頭上防范化解重大風(fēng)險(xiǎn)，提出建立健全安全風(fēng)險(xiǎn)研判機(jī)制，一同發(fā)布了包含42項(xiàng)重大風(fēng)險(xiǎn)的《交通運(yùn)輸安全生產(chǎn)重大風(fēng)險(xiǎn)清單》。本文將依托實(shí)際項(xiàng)目，參考該清單及相關(guān)施工事故案例為矮塔斜拉橋的運(yùn)營(yíng)管理風(fēng)險(xiǎn)提出措施和建議[2]。

1 項(xiàng)目依托

S327臨泉泉河大橋?yàn)榭鐝剑?5+170+95）m的雙塔單索面預(yù)應(yīng)力混凝土矮塔斜拉橋，設(shè)計(jì)等級(jí)為一級(jí)公路，設(shè)計(jì)速度采用80 km/h標(biāo)準(zhǔn)。預(yù)計(jì)2021年8月合攏，年底通車(chē)。泉河大橋立面圖如圖1所示：

2 風(fēng)險(xiǎn)源分析

通過(guò)調(diào)研國(guó)內(nèi)外類(lèi)似事故案例及《交通運(yùn)輸安全生產(chǎn)重大風(fēng)險(xiǎn)清單》，辨識(shí)出該橋運(yùn)營(yíng)階段的主要風(fēng)險(xiǎn)源如下：

2.1 超載風(fēng)險(xiǎn)

超載運(yùn)輸?shù)娘L(fēng)險(xiǎn)主要表現(xiàn)為：（1）車(chē)輛嚴(yán)重超限超載;（2）車(chē)輛非法改裝;（3）企業(yè)動(dòng)態(tài)監(jiān)管不到位，未及時(shí)發(fā)現(xiàn)和糾正駕駛員有關(guān)違規(guī)行為;（4）駕駛員駕駛應(yīng)急處置能力不高。

橋梁結(jié)構(gòu)所承受的交通荷載等都是動(dòng)荷載，即使在正常荷載等級(jí)作用下，也會(huì)在結(jié)構(gòu)內(nèi)部產(chǎn)生循環(huán)變化的應(yīng)力，不但會(huì)引起結(jié)構(gòu)的振動(dòng)，減弱構(gòu)件連接，降低結(jié)構(gòu)剛度，還會(huì)引起結(jié)構(gòu)的累積疲勞損傷。嚴(yán)重的車(chē)輛超限超載、運(yùn)輸不力都會(huì)影響結(jié)構(gòu)的使用安全，尤其是對(duì)于修建較早、荷載等級(jí)較低的剛構(gòu)橋結(jié)構(gòu)，超載問(wèn)題更會(huì)使橋梁結(jié)構(gòu)產(chǎn)生是致命的“硬傷”：一方面可能引發(fā)疲勞問(wèn)題，會(huì)使橋梁疲勞應(yīng)力幅度加大、損傷加劇;另一方面，由于超載造成的橋梁內(nèi)部損傷不能恢復(fù)（如主梁裂縫等），將導(dǎo)致橋梁在正常荷載作用下的工作狀態(tài)發(fā)生變化，從而可能對(duì)橋梁的使用安全性構(gòu)成了巨大的威脅，尤其對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土主梁，裂縫開(kāi)展后難以恢復(fù)。此外，伸縮縫、支座等橋梁附屬構(gòu)件的損壞也都與此有關(guān)。事實(shí)上橋梁結(jié)構(gòu)常常由于某些關(guān)鍵部位的局部疲勞失效而導(dǎo)致整個(gè)結(jié)構(gòu)的失效。

超載運(yùn)輸對(duì)橋梁產(chǎn)生著巨大的破壞作用，輕則造成橋梁的承載力下降，在橋梁使用早期就出現(xiàn)裂縫等各種病害，影響橋梁的正常運(yùn)營(yíng)，阻礙社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展;重則發(fā)生橋梁坍塌事故，造成大量財(cái)產(chǎn)損失和人員傷亡。橋梁是公路的咽喉，一旦橋梁發(fā)生破壞，就需要對(duì)其進(jìn)行加固甚至推倒重建。因此，超載問(wèn)題需要相應(yīng)的管控措施加以管控。

2.2 船撞風(fēng)險(xiǎn)

船撞的風(fēng)險(xiǎn)主要表現(xiàn)為：（1）通航水域橋梁助航標(biāo)志設(shè)置不符合要求;（2）通航水域橋梁凈空尺度不夠;（3）橋梁通航孔橋墩未按要求設(shè)置或未按要求維護(hù)防撞設(shè)施;（4）橋梁設(shè)計(jì)防撞能力低于橋區(qū)正常通行船舶噸級(jí);（5）橋區(qū)水域船舶通航秩序管控不到位;（6）對(duì)超出航道通航等級(jí)水平的船舶缺乏管控;（7）船員操作不當(dāng);（8）洪水引起船舶失控、斷纜、走錨而撞橋。

在橋梁施工期梁段吊裝等施工作業(yè)將占用一部分主航道，與工程相關(guān)的工程船和運(yùn)料船舶往返也增加了船舶流量，必然會(huì)對(duì)其他船舶正常航行造成影響，同時(shí)也存在高空施工墜落物砸中過(guò)往船只的情況。船舶運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展使得現(xiàn)在的通航船舶也開(kāi)始變得愈來(lái)愈大，也愈來(lái)愈快。船撞橋事故也一直高居不下，可能導(dǎo)致橋梁損傷和人員傷亡風(fēng)險(xiǎn)。當(dāng)水位較高或船舶水上高度超過(guò)通航凈空高度，最高點(diǎn)超過(guò)梁底高程，船舶撞擊到橋梁會(huì)對(duì)橋梁上部結(jié)構(gòu)造成破壞，目前在我國(guó)國(guó)內(nèi)，此類(lèi)事故時(shí)有發(fā)生，如1988年廣東九江大橋運(yùn)砂船撞擊導(dǎo)致橋面坍塌事故;2003年廣東省珠江大橋西橋貨船擦刮梁底事故和2008年的潤(rùn)揚(yáng)大橋北汊橋浮吊工程船擦刮梁底事故等。

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，船舶噸位和高度都會(huì)朝著大而高的方向發(fā)展，船撞風(fēng)險(xiǎn)不可忽視，需予以重視。

2.3 危險(xiǎn)品運(yùn)輸風(fēng)險(xiǎn)

危險(xiǎn)品運(yùn)輸?shù)娘L(fēng)險(xiǎn)產(chǎn)生原因主要為以下幾點(diǎn)：（1）劇毒品、爆炸品、放射性物品等高危貨物運(yùn)輸;（2）常壓液體危險(xiǎn)貨物罐車(chē)存在罐體壁厚不達(dá)標(biāo)、未按要求配備安全附件等安全隱患;（3）途經(jīng)環(huán)境敏感區(qū)域、生態(tài)脆弱區(qū)、人員密集場(chǎng)所;（4）途經(jīng)特大橋、特長(zhǎng)隧道。

危險(xiǎn)品運(yùn)輸發(fā)生危險(xiǎn)化學(xué)品泄漏、爆炸、火災(zāi)之類(lèi)的事故概率很小，但是并不為零。但是其發(fā)生不確定、處置難度高、事故后果影響大。這種事故一旦發(fā)生就可能導(dǎo)致橋梁損毀，給附近居民、其他車(chē)輛等帶來(lái)人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失，同時(shí)，?；返男孤?duì)橋梁周?chē)虻奈廴締?wèn)題也不容忽視。例如：2020年浙江溫嶺槽罐車(chē)爆炸造成20人死亡，175人入院治療（其中24人重傷），直接經(jīng)濟(jì)損失9 477.815萬(wàn)元。

2.4 交通事故風(fēng)險(xiǎn)

交通事故風(fēng)險(xiǎn)主要表現(xiàn)為：（1）在未建設(shè)交通安全設(shè)施的跨江橋梁，臨崖路段行駛;（2）駕駛員突發(fā)疾病失能，導(dǎo)致車(chē)輛失控;（3）駕駛員應(yīng)急處置能力不足，違規(guī)操作;（4）車(chē)輛超速;（5）駕駛員疲勞駕駛。

由于近年來(lái)交通量的不斷增大，交通事故發(fā)生的頻率越來(lái)越大。交通事故可能導(dǎo)致特大橋結(jié)構(gòu)損傷、交通堵塞、人員傷亡等風(fēng)險(xiǎn)。

2.5 拉索銹蝕風(fēng)險(xiǎn)

運(yùn)營(yíng)期斜拉索存在銹蝕風(fēng)險(xiǎn)，且銹蝕程度較大時(shí)會(huì)降低疲勞強(qiáng)度，拉索產(chǎn)生應(yīng)力損失，進(jìn)而降低橋梁承載力。承載力的降低將會(huì)直接影響到橋梁結(jié)構(gòu)壽命。另外，拉索的更換也存在著一定的風(fēng)險(xiǎn)，且會(huì)導(dǎo)致較大的經(jīng)濟(jì)損失。

3 措施及建議

通過(guò)風(fēng)險(xiǎn)源辨識(shí)，本文針對(duì)臨泉泉河大橋的運(yùn)營(yíng)管理階段篩選出超載、船撞、危險(xiǎn)品運(yùn)輸、交通事故、拉索銹蝕等5個(gè)主要風(fēng)險(xiǎn)源，針對(duì)該風(fēng)險(xiǎn)源本文應(yīng)該采取如下預(yù)防措施[3]加以應(yīng)對(duì)：

（1）橋梁進(jìn)行入口拒超，拒絕超限超載車(chē)輛駛?cè)霕蛄?

（2）設(shè)計(jì)橋墩防撞及抗撞方案，為大橋工程防船撞安全提供全面、可行、詳實(shí)的方案;

（3）運(yùn)營(yíng)期間嚴(yán)格控制?；愤\(yùn)輸車(chē)輛，通過(guò)安全檢查之后再放行;

（4）加強(qiáng)運(yùn)營(yíng)期的車(chē)輛管控和導(dǎo)流工作;

（5）加強(qiáng)橋梁管養(yǎng)工作，及時(shí)檢查修復(fù)可能導(dǎo)致交通事故的問(wèn)題;

（6）做好斜拉索的防腐措施，比如涂漆防腐或除濕防腐。

風(fēng)險(xiǎn)源可運(yùn)用風(fēng)險(xiǎn)的理論與技術(shù)對(duì)此加以決策管控，降低風(fēng)險(xiǎn)事故的發(fā)生的概率和損失程度，本文提出的預(yù)防措施為同類(lèi)項(xiàng)目提供了參考價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

[1]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，2008.

[2]中華人民共和國(guó)交通運(yùn)輸部.公路橋梁和隧道工程設(shè)計(jì)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指南[M].北京：人民交通出版社，2010.

[3]黃俊.橋梁工程風(fēng)險(xiǎn)管理與保險(xiǎn)研究[D].上海：同濟(jì)大學(xué)橋梁工程系，2000.