论文部分内容阅读
【摘要】结合弘农涧河特大桥工程，对大跨径PC连续刚构桥的风险评估进行了研究。介绍了大跨径PC连续刚构桥风险评估的必要性、方法以及风险应对策略。这对同类桥梁的风险评估具有一定的指导意义。
【关键词】大跨径；预应力；连续刚构桥；风险评估
1.工程概况
弘农涧河特大桥全长1173m，主桥为5跨变截面PC连续刚构桥。跨径布置为82+3×150+82m。设计荷载公路—Ⅰ级，桥宽39m。主桥箱梁横截面采用单箱单室截面，采用纵、横、竖三向预应力体系。
2.风险评估的必要性
桥梁设计、施工、使用等过程中出现的，对相关团体的某种既定目标造成影响的不确定的事态，可称之为桥梁的风险事态。对桥梁风险事态进行识别，对其影响程度、出现可能性等进行某种形式的量测，并对量测的结果进行分析、比较、评价、处置，制定合理对策的过程称为桥梁风险评估[1]。
弘农涧河特大桥设计方案为主跨150m变截面PC连续刚构桥。大桥跨径大，具有一定的建设难度且桥位区域大风、地震、等各种不利因素对大桥的建设和运营影响大。因此，需要结合当前技术现状，评估项目现状条件下的风险程度，并提出相应的应对措施，最大程度地减少风险预期导致的损失。所以开展项目风险评估具有紧迫的工程價值。
3.风险评估的流程
桥梁风险评估的流程包括风险交流、风险定义、风险识别、风险估计、风险评价和风险控制。
风险交流贯穿于整个评估过程，其目的是通过研究者和相关人员广泛、深入的交流，明确研究的目的、风险偏好等问题。
风险定义需要明确风险评估的对象，并根据问题的特点，确定合适的风险量测形式，收集基本的项目资料供后续使用。
风险识别是根据研究对象和目的，研究和发现潜在的风险事态、明确分析重点的过程。
风险估计包括风险概率估计、风险损失估计和风险量测。风险概率估计是对风险事态出现不确定性的估计。风险损失估计就是估算风险事件给业主带来的各种损失。
风险评价基于风险估计的结果，考虑风险承担者的风险态度和承受能力，对风险程度形成具体的评价结果，同时给出风险对策。
风险控制包括风险决策和风险监控两部分。风险决策是根据风险评价的结果，从风险对策集合中选定合适的对策处置风险；风险监控是指对潜在风险事态进行检测，并适时启动有关风险控制措施的过程[2]。
4.风险评估的方法
4.1定性评估方法
定性评估方法往往需要凭借分析者的经验，或者业界的标准和惯则，为风险管理诸要素的大小或高低程度定性分级，主要回答“有没有”、“是不是”方面的问题。
定性评估方法主要采取专家调查法。
专家调查法就是通过收集和积累数据，确认当前工程状态和假定条件，并在专家判定风险概率和风险损失程度的基础上，进行整理和分析，完成桥梁风险分析的方法。
4.2定量评估方法
定量评估方法是对构成风险的各个要素发生概率和潜在损失的水平赋予数值或货币金额的概念，当度量风险的所有要素都被赋值，风险评估的整个过程和结果就可以被量化了，主要回答“有多少”方面的问题。
目前工程实际中，可以采用定量评估方法的情况还很少，很多关键技术问题还有待于进一步的科学研究和工程应用实践验证。
5.弘农涧河特大桥风险评估
5.1风险识别
5.1.1建设条件
（1）风致灾害风险：大桥桥址区强风将对结构施工期产生较大影响，因此需要考虑大桥的施工期抗风性能、强风环境下混凝土养护施工质量和运营期行车安全等问题。
（2）地震灾害风险：大桥桥位区域处于Ⅶ度地震区，场地地震级别不是太高，在正常状态下，施工期间发生大震的可能性较小。因此，在采取正常的抗震设防措施情况下，运营期间地震损毁桥梁风险处于可接受范围内。
（3）地质灾害风险：在桥梁墩台施工期间，地质条件比较复杂，必然会对墩台的施工造成一定的影响。在采取切实有效的工程地质条件处理措施保证桥梁施工安全的情况下，工程地质灾害的风险处于可接受的范围内。在运营期注重雨水按时排除，从而使桥台下土层遇水而不致强度有所降低的情况下，运营期地质灾害处于可接受的范围内。
5.1.2结构方案
（1）超宽单箱单室大悬臂风险：本桥主跨箱梁顶宽为19.45m，采用单箱单室截面形式，顶板悬臂长度为5.15m。本桥在设计的过程中遵循“安全、适用、耐久、经济”的基本原则，对单箱单室设计、施工方案，深入论证、全面必选，精心设计，以充分保证设计方案的合理性、可靠性，确保该风险处在可控状态。
（2）运营期箱梁开裂下挠风险：大桥为了避免箱梁开裂下挠，设计中在跨中底板设置了纵向预应力钢束，施工中采用了先合龙中跨，再合龙次边跨，最后合龙边跨的合龙顺序，不会对成桥后的线形和受力状态产生较大影响，同时在次边跨合龙前在合龙口实施了对顶顶推，从而抑制了跨中下挠。在配合施工、运营时定期对箱梁开裂及主桥线形进行观测的前提下，此风险处于可控范围。
5.1.3施工技术
（1）压缩工期风险：随意压缩工期属于一种比较特殊的风险状态，所带来的影响往往更为严重，损失形式以人员伤亡安全事故、严重质量缺陷、倒塌事故为主。该桥在施工过程中严格控制施工工期，使得该风险处于可控范围之内。
（2）高墩墩身施工风险：大桥墩身高达46.5m，高墩墩身施工时存在较多不确定性因素，需重点加以关注。墩身的垂直度是高墩墩身施工的关键，高墩施工对施工质量要求较高，要确保混凝土、钢筋等满足规范要求，以免墩身产生混凝土裂缝等现象。
（3）挂篮悬臂施工风险：本工程块件长度以3m和4m两种为主，挂篮对称悬臂浇筑属于比较常规的施工方法，风险可控性强。该风险可以降低到可接受的范围内。
5.2风险应对措施
5.2.1建设条件
（1）在主梁大单悬臂状态时，避开强风期；在大风期停止施工等。
（2）增设施工期间临时抗风措施。
（3）在运营阶段制定相关措施，以保证行车安全。
5.2.2结构方案
（1）增大箱梁根部梁高，提高上部结构整体刚度，同时能够降低腹板主拉应力，并确保竖向预应力筋的有效性。
（2）桥梁主跨跨中设置一道横隔板。
（3）进行混凝土结构及体外预应力耐久性设计。
5.2.3施工技术
（1）延长悬臂施工阶段混凝土加载龄期，加强混凝土的养生。
（2）对次边跨跨中合龙段的合龙口进行对顶顶推能有效抑制跨中下挠。
（3）要求挂篮、托架必须有足够的强度、刚度和承载力。
（4）针对上下部结构及关键部位加强施工管理及施工质量的保护措施。
（5）避免在大风、暴雨等恶劣条件发生期间进行施工。
6.结语
本文介绍了大跨径PC连续刚构桥风险评估的必要性、流程以及方法。并对弘农涧河特大桥展开了风险评估，给出了风险应对措施。
目前，大跨径PC连续刚构桥风险评估方法的研究开展的尚不够深入，部分主要问题仍未解决，这方面工作有待进一步研究。 [科]
【参考文献】
［１］阮欣.桥梁工程风险评估体系及关键技术研究[D].上海：同济大学，2006．
［２］杨独.悬臂浇筑连续刚构桥施工控制和风险评估[D].北京：北京交通大学，2010.
［３］公路桥梁和隧道工程设计安全风险评估指南（试行）[S]．2010.
［４］阮欣，陈艾荣.石雪飞.桥梁工程风险评估[M].北京：人民交通出版社，2010.
【关键词】大跨径；预应力；连续刚构桥；风险评估
1.工程概况
弘农涧河特大桥全长1173m，主桥为5跨变截面PC连续刚构桥。跨径布置为82+3×150+82m。设计荷载公路—Ⅰ级，桥宽39m。主桥箱梁横截面采用单箱单室截面，采用纵、横、竖三向预应力体系。
2.风险评估的必要性
桥梁设计、施工、使用等过程中出现的，对相关团体的某种既定目标造成影响的不确定的事态，可称之为桥梁的风险事态。对桥梁风险事态进行识别，对其影响程度、出现可能性等进行某种形式的量测，并对量测的结果进行分析、比较、评价、处置，制定合理对策的过程称为桥梁风险评估[1]。
弘农涧河特大桥设计方案为主跨150m变截面PC连续刚构桥。大桥跨径大，具有一定的建设难度且桥位区域大风、地震、等各种不利因素对大桥的建设和运营影响大。因此，需要结合当前技术现状，评估项目现状条件下的风险程度，并提出相应的应对措施，最大程度地减少风险预期导致的损失。所以开展项目风险评估具有紧迫的工程價值。
3.风险评估的流程
桥梁风险评估的流程包括风险交流、风险定义、风险识别、风险估计、风险评价和风险控制。
风险交流贯穿于整个评估过程，其目的是通过研究者和相关人员广泛、深入的交流，明确研究的目的、风险偏好等问题。
风险定义需要明确风险评估的对象，并根据问题的特点，确定合适的风险量测形式，收集基本的项目资料供后续使用。
风险识别是根据研究对象和目的，研究和发现潜在的风险事态、明确分析重点的过程。
风险估计包括风险概率估计、风险损失估计和风险量测。风险概率估计是对风险事态出现不确定性的估计。风险损失估计就是估算风险事件给业主带来的各种损失。
风险评价基于风险估计的结果，考虑风险承担者的风险态度和承受能力，对风险程度形成具体的评价结果，同时给出风险对策。
风险控制包括风险决策和风险监控两部分。风险决策是根据风险评价的结果，从风险对策集合中选定合适的对策处置风险；风险监控是指对潜在风险事态进行检测，并适时启动有关风险控制措施的过程[2]。
4.风险评估的方法
4.1定性评估方法
定性评估方法往往需要凭借分析者的经验，或者业界的标准和惯则，为风险管理诸要素的大小或高低程度定性分级，主要回答“有没有”、“是不是”方面的问题。
定性评估方法主要采取专家调查法。
专家调查法就是通过收集和积累数据，确认当前工程状态和假定条件，并在专家判定风险概率和风险损失程度的基础上，进行整理和分析，完成桥梁风险分析的方法。
4.2定量评估方法
定量评估方法是对构成风险的各个要素发生概率和潜在损失的水平赋予数值或货币金额的概念，当度量风险的所有要素都被赋值，风险评估的整个过程和结果就可以被量化了，主要回答“有多少”方面的问题。
目前工程实际中，可以采用定量评估方法的情况还很少，很多关键技术问题还有待于进一步的科学研究和工程应用实践验证。
5.弘农涧河特大桥风险评估
5.1风险识别
5.1.1建设条件
（1）风致灾害风险：大桥桥址区强风将对结构施工期产生较大影响，因此需要考虑大桥的施工期抗风性能、强风环境下混凝土养护施工质量和运营期行车安全等问题。
（2）地震灾害风险：大桥桥位区域处于Ⅶ度地震区，场地地震级别不是太高，在正常状态下，施工期间发生大震的可能性较小。因此，在采取正常的抗震设防措施情况下，运营期间地震损毁桥梁风险处于可接受范围内。
（3）地质灾害风险：在桥梁墩台施工期间，地质条件比较复杂，必然会对墩台的施工造成一定的影响。在采取切实有效的工程地质条件处理措施保证桥梁施工安全的情况下，工程地质灾害的风险处于可接受的范围内。在运营期注重雨水按时排除，从而使桥台下土层遇水而不致强度有所降低的情况下，运营期地质灾害处于可接受的范围内。
5.1.2结构方案
（1）超宽单箱单室大悬臂风险：本桥主跨箱梁顶宽为19.45m，采用单箱单室截面形式，顶板悬臂长度为5.15m。本桥在设计的过程中遵循“安全、适用、耐久、经济”的基本原则，对单箱单室设计、施工方案，深入论证、全面必选，精心设计，以充分保证设计方案的合理性、可靠性，确保该风险处在可控状态。
（2）运营期箱梁开裂下挠风险：大桥为了避免箱梁开裂下挠，设计中在跨中底板设置了纵向预应力钢束，施工中采用了先合龙中跨，再合龙次边跨，最后合龙边跨的合龙顺序，不会对成桥后的线形和受力状态产生较大影响，同时在次边跨合龙前在合龙口实施了对顶顶推，从而抑制了跨中下挠。在配合施工、运营时定期对箱梁开裂及主桥线形进行观测的前提下，此风险处于可控范围。
5.1.3施工技术
（1）压缩工期风险：随意压缩工期属于一种比较特殊的风险状态，所带来的影响往往更为严重，损失形式以人员伤亡安全事故、严重质量缺陷、倒塌事故为主。该桥在施工过程中严格控制施工工期，使得该风险处于可控范围之内。
（2）高墩墩身施工风险：大桥墩身高达46.5m，高墩墩身施工时存在较多不确定性因素，需重点加以关注。墩身的垂直度是高墩墩身施工的关键，高墩施工对施工质量要求较高，要确保混凝土、钢筋等满足规范要求，以免墩身产生混凝土裂缝等现象。
（3）挂篮悬臂施工风险：本工程块件长度以3m和4m两种为主，挂篮对称悬臂浇筑属于比较常规的施工方法，风险可控性强。该风险可以降低到可接受的范围内。
5.2风险应对措施
5.2.1建设条件
（1）在主梁大单悬臂状态时，避开强风期；在大风期停止施工等。
（2）增设施工期间临时抗风措施。
（3）在运营阶段制定相关措施，以保证行车安全。
5.2.2结构方案
（1）增大箱梁根部梁高，提高上部结构整体刚度，同时能够降低腹板主拉应力，并确保竖向预应力筋的有效性。
（2）桥梁主跨跨中设置一道横隔板。
（3）进行混凝土结构及体外预应力耐久性设计。
5.2.3施工技术
（1）延长悬臂施工阶段混凝土加载龄期，加强混凝土的养生。
（2）对次边跨跨中合龙段的合龙口进行对顶顶推能有效抑制跨中下挠。
（3）要求挂篮、托架必须有足够的强度、刚度和承载力。
（4）针对上下部结构及关键部位加强施工管理及施工质量的保护措施。
（5）避免在大风、暴雨等恶劣条件发生期间进行施工。
6.结语
本文介绍了大跨径PC连续刚构桥风险评估的必要性、流程以及方法。并对弘农涧河特大桥展开了风险评估，给出了风险应对措施。
目前，大跨径PC连续刚构桥风险评估方法的研究开展的尚不够深入，部分主要问题仍未解决，这方面工作有待进一步研究。 [科]
【参考文献】
［１］阮欣.桥梁工程风险评估体系及关键技术研究[D].上海：同济大学，2006．
［２］杨独.悬臂浇筑连续刚构桥施工控制和风险评估[D].北京：北京交通大学，2010.
［３］公路桥梁和隧道工程设计安全风险评估指南（试行）[S]．2010.
［４］阮欣，陈艾荣.石雪飞.桥梁工程风险评估[M].北京：人民交通出版社，2010.