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桥梁风险评估

桥梁风险评估

桥梁风险评估范文第1篇

1.1风险识别依据,桥梁风险识别依据主要包括:桥梁主体结构形式、施工现场的水文地质情况、施工工艺和组织方案、施工过程中所选用的机械设备、施工队伍的技术水平、投资企业的服务质量(工程款支付情况、征地拆迁情况、水电供应等)。

1.2风险识别方法,随着风险管理理论的不断完善和发展,逐渐出现多种风险识别方法,如故障树、专家调查法、财务报表法、流程图法等。尽管风险识别的方法多种多样,但根据我国桥梁工程实际施工情况,我国没有建立桥梁施工事故的数据库。为能对工程建设实际情况做出风险评估,故障树结合专家调查法成为非常适合我国桥梁施工风险识别的方法。故障树结合专家调查法,是先通过故障树进行识别,然后进行专家评审,舍弃较离散的数据,直至专家的观点趋于一致。

2桥梁风险评价准则

2.1风险回避准则,风险回避准则是最基本的风险评价准则,也是最保守的。根据这一准则,对风险活动采取完全回避的方式,即在企业的经营过程中,宁愿放弃风险收益也不从事风险活动,或者付出较高的代价,以完全规避风险。

2.2风险权衡准则,风险权衡的适用条件是对于一些能够接受或者完全无法回避的风险。风险权衡是通过确定企业可以接受的风险程度,而进行的分析权衡。

2.3风险处理成本最小准则,风险权衡的前提是假设存在风险。这里的风险包括两层意思:一是不经过任何风险处理,就可以接受的风险;二是付出较小代价可以避免的风险。第二类就是风险处理最小成本准则。

3桥梁施工风险评价法

目前国内现行的桥梁工程风险评价法主要包括德菲尔法、模糊综合法、层次分析法等。针对桥梁来说,本文认为层次分析法比较适合国内工程。采用层次分析法时需要按照以下四个步骤进行桥梁工程风险评价。

3.1项目概念阶梯层次风险辨析,桥梁施工阶段的风险看似没有结构体存在,但通过归纳,可初步建立桥梁施工阶段风险的相关概念,这些概念就是施工阶段风险的重要组成因素。在分析中必须对这些施工阶段的风险因素进行管理和分解,才能够进行下一阶段分析。

3.2构造风险判断矩阵,将第一阶段各个风险因素进行一一对比,从而发现其中的逻辑关系,判定上下层之间的联系,根据判定结果列出判断矩阵。

3.3构造风险严重程度判断矩阵,利用高、中、低等三个风险指标来表示各个因子对桥梁施工过程的危害程度,通过AHP计算软件和专家评定进行工程风险的评审,直至不需要再进行重新判定时,进行矩阵检验,然后通过。

3.4层次总排序,层次总排序是将各个风险因素进行统一排序,然后求出风险可能发生的概率,由此判断该风险对桥梁工程的影响程度。然后按照AHP合成权重计算法进行总排序,从而为决策风险提供合理的判定依据。

4结语

桥梁风险评估范文第2篇

1.1风险评估大致过程

通常的风险评估过程为:分析并辨认风险因素,从而预测未来会出现的风险性因素与事件,通过定量与定性两种方法对所辨认出的风险进行深入全面的论证,从而对风险因素进行分类,以及不同风险发生概率以及风险分布状况等等。各类风险的危害等级。利用单个与整体风险评估准则来分别分析单个项目风险以及整体项目风险大小,分析其是否可以被接受,以此来制定出科学而有效的解决对策,或者对工程项目实施科学的调整。

1.2风险评估基本理论分析主要的风险评估理论主要包括:风险识别、风险估计、风险评价与决策。

(1)风险识别

就是利用科学的方法、途径和措施来全面、客观地判断、认识风险因素,并实施量化识别。桥梁构造与施工都相对繁杂,在有限的资料信息条件下,可以通过专家访问,问卷调查等模式进行估计分析,从中发现核心风险要素。

(2)风险估计

风险估计也是风险评估模式之一,具体体现为针对任意一风险来评估其出现的概率、可能带来的影响等等。具体涵盖两大点:概率估计与损失估计。第一,概率估计通过不断做试验,利用科学的统计学理论来计算分析。也可以立足于概率原理,将事件分析成基本事件,通过分析的形式加以计算。采用这两类方法最终获得概率数值是客观的、实际的,不被任何人的主观意识所左右,可以被叫做客观概率。现实的桥梁工程项目风险估计中,往往是资料信息不充足,手头掌握的有限信息量也无法付诸实验,这样就很难进行精准的预测、运算与分析,导致概率概数等也难以精准地得出,所采用的多数是主观概率,容易造成偏离客观现实,因此实际工作中最重要的就是提升估计的客观度。第二,损失估计损失估计多年来一直未被提上日程,然而,实际上对于桥梁工程项目来说是十分重要的,通常利用经济学方面的方法,通常对损失进行科学划分,分成几个小的类别,包括:直、间接损失、人身损害、环境损失等等,再分别计算出不同损失的具体数值。这样就能更加精准地计算损失数量,但是,却难以操作实施,不妨依然前面提到的方法,那就是聘请专家,凭借其技术、知识和经验来科学预测分析,再采用科学的计算、运算方法,提高估计的客观性。

(3)风险评估

立足于风险识别与估计,桥梁工程项目开始进行风险评价,创建一个全面覆盖的风险评级模型,着重分析风险概率与所带来的后果,从整体上核算出系统的风险数值。再参照风险接受规定与评价指标,来全面分析、综合评价系统的风险,从中分析出系统风险能否被承受,同时提出科学的风险应对策略与解决措施,从而确保桥梁工程项目建设能够在安全风险内开展。较为常用的风险评价法主要包括:权衡法、彻底规避法、风险评价综合方法等等。然而,桥梁工程项目建设施工是一项非常复杂的工作,会受到诸多因素、各种条件的影响。其中采用综合方法能够产生更好的效果和意义,对于桥梁工程项目来说,必须进行全面的风险因素综合分析。首先,依靠专家调查分析法,明确不同因素的风险概率,以及可能造成的损失大小。其次,参照不同因素的地位轻重、意义大小来定夺其加权系数。其次,在综合评价算法基础上,把隶属度同加权系数合并,最终算出风险大小。

(4)风险决策

一切风险识别、估计与计算最终的目标都是为科学决策做铺垫,能够通过有效的决策方式来控制风险,减少风险的危害,根据风险评价指标来对决策方案作出科学的取舍,获得最合适、最优方案,并确保贯彻落实。

2桥梁工程项目的风险评估过程

全面彻底分析并掌握即将投建施工的工程项目,明确基本信息,广泛搜集其相关资料,例如:工程所处位置、设计信息、气象条件、地质状况以及其他方面的资料信息等等。

(1)对评价层次单元与研究专题进行分类规划。

(2)对于不同评价单元未来预测出的风险事故加以归类、划分。

(3)深入而全面地总结探究不同事故风险发生原因、概率以及可能造成的后果等等。

(4)选择定量分析与定性评价相接结合的方法围绕风险事故展开评论与估计。

(5)针对不同的风险事故类型对应给予科学的控制性方法与策略。

(6)围绕不同评价单元风险展开评估与评价。

(7)把不同评价单元的评价集中整理,最终形成总体风险评价。

(8)获得最终的总结与经验。

(9)制定风险评估报告书。。

3桥梁工程项目风险识别的依据

风险判断与识别是一项复杂又繁琐的工作,其中需要经历多个环节,涉及到多项复杂的工作,已经成为工程项目风险管理的必备前提,为了全面、彻底地预测出桥梁工程项目的风险,就要明确项目风险识别的依据,对于桥梁工程项目来说,主要从下面几点入手。

(1)工作经验

要想能够准确、全面、客观地识别工程项目风险,就需要工程项目人员具备全面、丰富的经验,在自身已有的工作经验基础上,来积极吸收和听取他人的想法和建议,从而做出科学、合理的取舍与选择。风险识别人员必须善于结合以往的工作经验,将曾经成功识别出的风险因素列入其中,从而提升风险的确定性。

(2)规划性资料

风险评价、预测与管理离不开一些规划性资料以及纲领性文件的支持,只有这样才能最初科学、合理的预测,工程项目的风险管理规划涵盖多方面的内容,例如:风险辨认、工作人员的安排、组织与规划等等,桥梁工程项目规划中也涵盖多方面内容,例如:项目投资、建设速度等内容。这两大规划性文件能够为风险的辨认与评价提供根据,这样才能促进风险识别工作的科学、完善、顺利进行。

(3)对桥梁工程项目风险进行分类

桥梁工程项目存在很多方面的风险,而且不同风险之间也会彼此影响、相互制约,为了有效控制风险,应该对不同风险进行归类划分,弄清不同风险的类型、原因以及可能带来的后果,从而对应采取有效的解决与应对策略,减少风险因素的出现或发生,创造出更加可观的经济效益。

4总结

桥梁风险评估范文第3篇

关键词:模糊综合评价;桥梁施工;风险评估

中图分类号:U445 文献标识码:A 文章编号:1006-8937(2013)23-0152-02

随着桥梁工程的迅速发展,我国的桥梁施工项目也越来越多。桥梁施工项目相对于一般的施工项目,它的建设涉及更多的技术要求、安全要求和管理要求。可以说,桥梁的施工是一项复杂的系统化工程,在整个桥梁施工的过程中,施工安全和风险规避是非常重要的一项工作。施工的风险存在于整个施工过程,比如结构的损害、人员的伤害及伤亡等,主要分为自然因素和人为因素。全面地、深入地识别风险,对重点的、具有代表性的风险因素进行评估可以有效地降低风险产生的概率。

1 桥梁施工阶段风险的特点

风险是指可能发生的对有机体产生损失或者损害的事件。对桥梁施工而言,风险是指会影响施工正常进行的不确定的事件。风险的产生会导致整个施工项目的失控,比如,人员伤害事件、质量问题、工期拖延、计划变更等等。这些风险事件不仅可能会导致施工企业经济损失,甚至可能会导致整个施工项目的失败。桥梁施工的风险特点可以总结为以下几点。

1.1 基础施工风险的难预测性

桥梁的基础施工会受到施工地点的地质环境和水文环境的影响。然而,这些环境有时候并不十分明了,也具有一定的复杂性。有时候,水文环境的突变可能会彻底改变施工方案。桥梁基础是在桥梁施工中占据极其重要的部分,它的质量情况可能会影响整个桥梁施工的成败,以及施工企业的经济效益。

1.2 施工阶段的风险因素具有相关性

桥梁的施工涉及多个工序,各个工序相互衔接。任一工序的风险会直接影响下一工序的开展和成效。同时,风险的产生还会直接影响很多相关风险指标的评价。因此,桥梁施工的风险评价需要确立风险因素的相关性。

1.3 结构施工的风险具有一定的规律性

结构的施工具有较大的难度,并且工序复杂。但是,结构施工由于多年的经验积累已经具有非常完善的相对固定的施工流程,这使得结构施工的风险具有一定的规律性,正确认识这些规律可以较好地防范结构施工的风险。

1.4 风险概率的估算困难

桥梁施工的风险事件难以通过重复的类似事件来估计概率,因此其风险概率具有不确定性。基于这种情况,在评估桥梁施工的风险概率时,有时候也会采用定性的方式,不过定量评估仍是很多施工单位追求的评估方式。

1.5 施工过程的风险管理收益明显

我国在桥梁施工的风险管理方面还处于初级阶段,施工单位的管理人员专业素质相对低下,施工管理相对经验不足,因此,投入一定的管理成本极大地控制施工风险,施工管理的发展空间很大,相对收益会十分明显。

2 桥梁施工常见的风险事故

桥梁施工的风险一般可以分为两大类,即自然风险和人为风险,自然风险包括一些极端天气和自然灾害,比如极度酷热、寒冷、暴血天气和地震、海啸、泥石流、洪水等。人为因素包括桥梁设计的错误,员工疏忽和违规操作等。

2.1 桥梁主体结构建筑风险

桥梁的主体结构工程也称为基础工程,包括地基和基础,这两点是桥梁结构的核心,主体结构风险的事故包括位置偏移,地基不均匀沉降,地基的渗透破坏、地基的滑动等等。

2.2 混凝土结构风险

混凝土结构包括钢筋混凝土和预应力混凝土结构,混凝土结构的强度不够、结构错位、混凝土裂缝和混凝土空洞、混凝土原材料质量不佳、施工工艺不正确、预应力存在问题等等。

2.3 临时设施的风险

临时设施包括脚手架、施工作业平台设施、施工挂篮、桥梁施工便道和其他设备。这些设备存在的潜在问题都会给桥梁施工带来风险。统计表明,脚手架导致的建筑安全事故在全部事故中占有相当大的比例。风险事故如脚手架塌落、脚手架的部件坠落等。施工平台也是风险源的一部分,施工平台不稳定可能会导致非常严重的后果。同样的情况还包括施工便道、施工挂篮等。

2.4 其他结构风险

其他结构风险包括钢结构的风险、砌石工程的风险和桥拉索、桥吊杆等的风险。钢结构风险一般有焊接质量的问题、结构变形、接口松动、断裂等。砌石工程一般包括所用石料存在问题,砂浆质量不合格,砌筑的工艺或方法不严格规范等。桥拉索、桥吊杆的问题一般包括施工工艺导致的拉索腐蚀、拉索质量问题,接口问题等。这些都会给桥梁的日后运作带来风险。

2.5 意外风险

桥梁施工的意外风险包括高空坠落,火灾事故,机械设备损伤事故和环境污染事故。施工现场操作人员的高空坠落会导致施工人员伤亡,给社会和家庭带来难以挽回的悲痛,现场火灾更是非常严重的风险事故,机械设备的损伤包括设备损坏,人身伤害如卷入、触电等。环境污染是近年来非常重视的一个事故源,一般是施工过程中产生的废弃物随意丢弃、有害气体随意排放所导致。

3 基于模糊综合评价的施工风险评估

模糊算法是近年来非常受推崇的一种数学算法。由于生活中很多事物具有模糊性,不能完全用是或者否来进行回答。因此推出模糊集的概念。模糊集就是将所有具有模糊概念描述的属性对象归为同一集合。将这种算法用于桥梁施工风险的评估具有十分可行的意义,因为桥梁施工的风险源很多,风险源的界定存在一定的模糊性,在风险的评估方面,很难用绝对的答案来回答。假设集合U代表模糊综合评判的因素所组成的集合,集合V代表评价结果所组成的集合,给定模糊矩阵K进行模糊变换。参照下式:

XοK=Y,yi=xj×kij;

其中,ο运算符号为模糊合成运算,可以采用小中取大的运算,也可以进行简单的矩阵乘运算,X的取值需要考虑U中各个因素的相对权重,而K值的选取可以通过统计的方法获得。

在这些需要考虑的全部因素中,并不是每个因素的影响力是相同的,因此需要对不同的影响因素进行分级考虑和综合评判,我们可以采用模糊层次的分析方法来进行,对各个层次的风险因素确定一个合理的风险系数,从而确定风险的级别程度,在桥梁施工中,风险事态包括了上文分析的种种,将这些因素综合起来,就可以得到风险评估的结论。

根据上文的分析,以钻孔桩成孔成桩为例,将所有风险事件列为8类进行分析,分别是1:桩位偏移;2:塌孔;3:斜孔;4:缩径、扩径;5:断桩;6:混凝土不密实、离析、混凝土有空洞;7:钢筋笼上浮、露筋;8:封底失败、埋管、卡管、堵管。将风险源分为7类,分别是1:测量仪器;2:设备;3:自然因素;4:材料;5:地质环境;6:工艺操作失误;7:人员操作失误。

上述8个风险事件可以分别用Y1、Y2、Y3、Y4、Y5、Y6、Y7、Y8来表示,在该层次下又包括了诸多的指标层因素,分别用X1~ X7来表示,从而建立成孔成桩质量风险层次模型,由于上述因素对风险的影响程度不同,因此依据各个指标的重要程度确定相应的权重,我们分别记为A的矩阵,分别表示为X对Y的权重系数Ai=(axi,ayi)。最后,确定风险评语为8个等级,依照危险程度划分为V1、V2、V3、V4、V5、V6、V7、V8,其中V1为最高危险,V8为最低危险。

在层次分析法的基础上确定风险因素的层次隶属关系后,再建立相应的集合,包括:建立风险事件,即评价对象集合。在此为上述的8种风险事件;建立风险源集合,即评价因素集合。在此为上述的7种风险源;建立评价结语集合,即对每个风险事件给予的评语,在此为上述的8个级别。

依照上述方法,再依照模糊集理论算法就可以对桥梁施工的风险进行评估。

4 结 语

本文对桥梁施工风险的特点和常见的风险事故进行了分析,提出以模糊综合评价的方法对桥梁施工风险进行评估,实验计算证明,利用该方法进行风险评估具有一定的可行性和准确性。也证明施工企业在收入一定的风险管理人力与物力之后,可以极大地控制风险发生的概率。

参考文献:

[1] 葛长荣.广州市重大危险源的辨识和评价及其风险防范策略[D].广州:南方医科大学,2006.

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[7] 陈自力.桥梁工程项目风险管理认识与运用[J].科技创新导报,2010,(31).

[8] 彭飞.浅谈桥梁施工的风险评估与风险管理[J].科技创业月刊,2008,(12).

[9] 束懿,张领先.风险项目管理在软土路堤施工中的应用[J].山西科技,2009,(6).

[10] 周云贵.浅谈国道公路工程项目进度风险的规避[J].科技致

桥梁风险评估范文第4篇

[关键词]公路桥梁 施工安全 重大风险源

中图分类号:U416.2 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)26-0126-01

0.引言

开始公路桥梁安全管理的时间晚于建筑行业,所以相关规范比建筑行业稍稍落后。并且由于公路桥梁的起步是从公路建设开始的,公路的安全事故比较少,施工方习惯注重生产多安全风险评估,因此在公路桥梁方面,风险意识也不够。桥梁施工中若是发生事故,造成的人员和财产损失往往是巨大的。评估重大风险源有利于发现施工时可能发生的安全隐患,了解易导致事故的风险源头,从而及时对风险进行预防和控制。

1.评估重大风险源

1.1 重大风险源的概念

重大风险指的是在当前并没有迹象说明已经造成危险,不过有相当大的可能性会导致危险发生的条件或物品。比如说,一个单位过道上,摆放的木材。这些木材自身并不会造成危险,它不是炸药,不过它算重大风险源,这是因为要是万一过道起火,这些木材会加剧火灾严重程度,导致巨大的人员和经济损失。如果这些过道中摆的不是木材,是装满汽油的箱子,那这些箱子就成了重大危险源。

1.2 事故等级划分

事故按严重程度可以划分为四层,划分的主要依据是人员伤亡多少以及造成的直接经济损失程度大小[1]。产生的后果较多时,评定的结果应按照最严重的部分作为划分标准来决定事故最终等级。(1)人员伤亡指的是施工过程中参与人员的伤亡状况,按照伤亡的人数和伤亡程度来划分等级。分为一般、较大、重大以及特别重大这四个等级。(2)直接经济损失指的是出现事故之后直接导致的工程各个项目的经济损失的总数,其中除了有工程的建设费用,还有为了解决事故产生的费用(不包括重建费用)。也分为一般、较大、重大以及特别重大这四个等级。

1.3 风险等级划分

风险的严重程度等级大致可分成四级:1、高,2、中,3、低,4,、可忽略。其中按概率又可分为A-F这6中情况。风险的等级要结合着两者来看,大致也分为极高、高、中、低这四个程度。

1.4 重大风险源分布

公路桥梁的工程在施工过程中存在的重大风险源的主要分布部分是深基坑、高墩、悬臂拼装组合梁、安装架桥机等的施工作业[2]。这里主要评估了以上工程的风险等级。

(1)深基坑部分

搭建桥梁的承台时使用的施工方式都是基坑开挖,并且开挖较深。根据实地调查发现,与其他事故相比,深基坑施工出现的事故导致的人员伤亡的等级是较大级。在深基坑施工中出现事故的可能性等级是C级(偶尔)。综合事故严重程度和事故可能性两者的等级,可以把深基坑工程事故的风险等级划为I级,表示需要采取防护措施消除风险。

(2)高墩部分

在高墩为主的桥梁中,桥梁的工程造价比重由上构向下构倾斜,要综合考虑地形、地质、水文等条件,施工要求较高[3]。根据实地调查发现,与其他事故相比,高墩施工中出现事故导致的人员伤亡是重大,经济损失也是重大,施工过程中出现的事故的可能性等级是C级(偶尔)。综合事故严重程度和事故可能性两者的等级,可以把高墩工程事故的风险等级划为I级,表示需要采取防护措施消除风险。

(3)架桥机部分

架桥机进行桥梁的施工时,对操作人员的要求较高,一不注意就会出现操作失误,因此也是重大风险源之一。根据实地调查发现,与其他事故相比,架桥机施工中出现事故导致的人员伤亡是重大,经济损失也是重大,施工过程中出现的事故的可能性等级是C级(偶尔)。综合事故严重程度和事故可能性两者的等级,可以把架桥机事故的风险等级划为I级,表示需要采取防护措施消除风险。

2.重大风险源控制措施

2.1 深基坑风险源控制

深基坑风险源防控的重点部分是基坑的塌陷、发生爆炸等。控制措施有以下几点:

(1)开挖的深度超大于5米或者出现了地下水或土质情况的变化时,要依据施工场地的具体情况制定支护计划;对基坑的支护要考虑到土质状况、工程承载量、所需时间以及场地实际,然后再来设计支护的方案。

(2)当开挖的土层存在水的时候,要在开挖之前就把水排解掉,先排水后开挖,不能在有水的情况下挖土。另外开挖时,发现基坑顶上有裂缝、四周有坍陷或者冒水、冒沙现象时,要立马停止开挖,进行人员疏导和撤离,避免发生危险区。再排除风险之后,再重新开始施工。

(3)在有基坑支护的出现时,基坑开挖要格外小心,避免施工破坏了支护措施;当施工过程遇到地下水的出现时,要进行排水措施,依据水文和地质情况进行深基坑的开挖工程。

2.2 高墩风险源控制

高墩风险源防控的重点部分是高墩塌陷、高空坠落等部分。控制措施有以下几点:

(1)在施工的墩台四周设立警戒区,分界线到墩台的最短距离不能低于该桥墩总高度的十分之一,并且至少要达到10米。在施工场地无法满足条件时,要使用其他足够安全的措施来进行保护。

(2)在设计爬模施工时要综合考虑墩台的架构、采用的技术、采用的硬件设施以及施工场地情况,根据实际来设计工程的具体流程,并使用合适安全的施工技术。

(3)施工场地要在显眼的的地方施工最大荷载值,合理分配施工设备、施工人员和工程所需材料,严禁出现超出允许负荷的情况。另外,工程材料如水泥、钢材等不能堆放在爬模装置的旁边,影响装置的正常爬升。再需要对爬模装置进行拆除的时候,要严格按照专门的规范和符合实际情况的拆除方案来进行。

2.3 架桥机风险源控制

架桥机风险源防控的重点部分是坍塌事故。控制措施有以下几点:

(1)依据施工场地的条件,以及施工的天气、周期长度等来选择合适的架桥器械。在不同的温度和天气状况下,采用不同的施工方案。还要综合考虑到梁板的大小,桥粱的宽度,桥墩的高度,设计合适的架设方法和采用的技术。

(2)采用架桥设备时要遵守相关的规定和要求,熟悉操作的相关说明,操作员在正式进行操作之前要进行试吊操作,保证操作技术的合格性并签署保证协议。不是定型的架桥设备在投入施工前要经过严格的工程设计,确定施工的强度、设备的承受力、架桥机的稳定性,确保它们符合桥梁吊装的要求,设计完成后要整理出一份规范的文件。

(3)在架梁施工开始前,要告知全体人员施工可能出现的危险,和他们签订自愿基础上的安全文件;如果架梁的位置不利于操作,要采取具体的防护措施,避免出现架桥机的坍塌事故,尽可能地保障施工人员的安全。

3.结束语

综上所述,文就公路桥梁的施工安全问题,分析研究了施工安全的重大风险源,对公路桥梁的重大风险源进行了评估,并提出了一定的控制重大风险源的措施。众所周知,安全是进行施工的首要前提,为保证公路桥梁的施工安全,对重大风险源的评估和实施控制十分必要。可以通过实地调研,并参考国内外的先进公路桥梁建设经验,结合施工设计与工程图纸,来确定公路桥梁工程的主要风险因素,划分恰当的风险等级。在正确评估重大风险源的基础上,采取安全有效的措施来控制风险源,推动公路桥梁的安全建设工作,保障工程的顺利开展。

参考文献

[1] 苏晓锋,张欢欢,王晓亮.解析公路桥梁施工管理与风险[J].黑龙江科技信息,2013,(34):277-277.

桥梁风险评估范文第5篇

Abstract: The risk evaluation of bridge at present mostly concentrated in design and construction stage. But still lack assessment of existing bridges in the operation stage. In order to assess the loss models of bridge, this paper summarized the factors of risk events occur in existing bridges, generalized the damage classification qualitative based on the degree of servicing in bidge accident, gave the the loss model of bridge structure, accessory structure and property according to the asset appraisal method, proposed that bridge reconstruction model related to the surplus value and the cost of rebuilding two costs, and introduced the the value of life model of willingness to pay approach different industry personnel into project risk assessment. The establishment of the bridge risk cost model provides help for the bridge risk assessment,and gives reference for future in-depth study of the existing bridge risk cost model.

关键词: 在役桥梁;风险事件;损失模型

Key words: existing bridge;risk events;loss models

中图分类号:U447 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2014)11-0116-03

0 引言

随着交通事业的蓬勃发展及各种高架桥、跨海大桥等大型复杂桥梁的施工及投入使用,桥梁在交通网络的构建中扮演了重要的角色。与此同时,由于交通量的增加以及社会及自然环境的复杂化、不稳定化等因素,使桥梁的风险研究面临着新的、更巨大的挑战。而往往是在桥梁的结构特点,通行量大且人们毫无安全防范意识等种种的不利条件下,桥梁在运营期间一旦发生风险事件,各个风险主体的损失将是巨大的。如美国《时代周刊》在2007年评选出的世界十大塌桥事故都是发生在桥梁的运营期。因此识别出桥梁在运营期间的风险因素,对风险损失进行有效的评估量测,一方面为事前应对决策提供参考;另一方面在风险事件发生后能快速确定风险损失进而采取下一项应对措施。可见对在役桥梁风险问题的识别并对其损失模型进行研究是非常必要的。

1 在役桥梁面临的风险因素及风险事件发生后的损伤程度

1.1 造成在役桥梁发生风险事件的因素 各种潜在的不确定性都有引发桥梁事故的可能,从事故学的角度,任何事故的发生都是一个链式反应,是多因素共同作用的结果,但总会有一个首要因素,在对在役桥梁的风险事件进行分析归纳时,均根据其首要因素。

造成桥梁风险事件的因素有很多,根据相关文献[2-3]归纳有设计原因、施工原因、材料原因、维护原因、外部原因及其他原因。设计及施工阶段的因素可以通过规范设计和施工过程来避免;而材料原因是受气候和环境的影响,导致材料性能发生变化,造成桥梁失效事故,但是这一风险因素可以在设计阶段合理规避;维护原因是管理单位对桥梁的检测、维护及加固不到位造成的桥梁风险事故;外部原因则是指不可抗力如地震、洪灾等引起的桥梁事故;其他原因是以上原因之外的更具偶然性的因素,如人为蓄意破坏。

除去设计施工不当和材料的因素,对各种造成桥梁在运营期发生风险事件的因素重新归纳总结后,可分为自然风险因素和人为风险因素。自然因素主要有洪水、地震、泥石流、腐蚀事故等,人为因素有养护、管理、过载、技术等。详细分类如表1所示。

重大事故发生时通常会导致一系列后续事故的发生,比如遇到大风或者地震事故时,可能会导致车辆、船只碰撞事故的发生,即事故的链式反应。

1.2 风险事件发生后桥梁的损伤程度 损伤程度能够衡量事故的严重程度,在桥梁风险事故分析中常用定性的损伤程度分类。根据文献资料,Kumalasari(Kumalasari,2003)[4]将桥梁事故损伤程度分为部分损伤、部分倒塌、全部倒塌和损伤程度不明确。Fu C.C和Burhouse[5]把桥梁的损伤程度分为三个等级:一级,有擦痕;二级,有小裂缝但不影响桥梁继续使用,不需要立即维修;三级,影响桥梁正常使用,需要立即维修。综合以上两种分类方式,将桥梁损伤程度按维修程度分为:①不需维修。无明显损伤迹象,不需要维修处理。②需要维修。次要构件有损伤,需要维修,但不影响正常使用。③立即维修。主要构件损伤,需要立即维修,不能够正常使用。④倒塌。结构全部倒塌,需要重建。

2 在役桥梁风险损失模型

因桥梁运营期的风险事故有极大的不确定性,自然因素造成的风险无法避免,而人为因素造成的风险可以控制,也是必须要控制的。在风险评估中,风险的两大重要因素是风险损失及风险概率,而风险值表示为风险事件发生概率和风险事件发生损失的乘积的形式:

VR=PR×LR (1)

VR为风险值;PR风险事件概率;LR风险损失。

因此对在役桥梁风险事件发生的损失模型的建立是非常必要的。风险损失分为经济损失和非经济损失两类。经济损失有桥梁结构损伤、桥梁附属结构损伤、桥上流动财产损伤、其它经济损失;非经济损失有生命损伤、环境影响和社会影响三种。

经济损失可以直接估算,非经济损失难以直接估算,采用后果当量化的方法转化为经济损失。

LR=Lb+Ls+Lp+Lo+Ll+Le+Lw (2)

Lb桥梁结构损失;Ls桥梁附属结构损失;Lp桥上流动财产损失;Lo其它经济损失;Ll生命损伤;Le环境影响;Lw社会影响。

2.1 桥梁结构损失模型 根据对桥梁损伤程度分类,有不同损伤程度的损失模型:

①桥梁基本无损伤时,桥梁不需维修。

②构件损伤,桥梁需要维修:Lb=■C1i (3)

C1i为第个构件的恢复费用。

参考资产评估中的成本评估方法:C1=C・β (4)

C构件的重置成本,即修复或者重建构件所需的费用(如涉及设计、监理等费用,均含在此项);β构件的成新率,即新旧程度的比率,β=(n-n′)/n×100%,n规定使用年限,n′已使用年限。

风险事件发生后,桥梁各个构件的损失程度不一,考虑到结构的损失率。α为结构的损失率α∈[0,1],上(4)式变为:C1=C・α・β (5)

构件损伤,桥梁需要维修时的损失模型为:

Lb=■Ci・αi・βi (6)

③桥梁需要重建:一座桥梁的建造耗资大,用时长,且与公众的利益密切相关。因此桥梁重建时的风险损失应考虑两部分,桥梁的剩余价值及重建桥梁的成本。

Lb=LCC+Vs (7)

LCC桥梁的全寿命成本。用全寿命成本的方法来衡量桥梁的投资已经被广泛重视,在联邦基础设施投资指南(Principles of Federal Inderal Infrastructure Investment)中规定“基础设施的投资应用全寿命方法来衡量”全寿命成本的表达式:LCC=DC+CC+MC+RC+UC+SV (8)

DC为设计费用,CC为建设费用,MC为维护费用,RC为风险费用,UC为用户费用,SV为残值。

Vs为在役桥梁的剩余价值,根据固定资产的平均年限折旧法,以桥梁结构的失效概率作为折旧率,得到基于可靠度的在役桥梁剩余价值模型[6]:

Vs=k・(V-Cc) (9)

k=Φ-1(1-p) (10)

k为在役桥梁可靠度指标,V为在役桥梁的初始价值,Cc为在役桥梁的拆除费用,p为结构失效概率。

2.2 桥梁附属结构损失模型 同样按照成本评估法估算附属结构损失,公式为Ls=■C2i (11)

C2i为第i项附属设施的恢复费用,C′为附属设施重置成本,可根据物价指数估算法得到,λ为物价变动指数,v为资产初始值,其他符号意义同前。

C2=C′・α・β (12)

C′=(1+λ)×v (13)

桥梁附属结构损失模型为

Ls=■(1+λi)・vi・αi・βi (14)

桥上流动财产损失模型理论同公式(14),但在实际应用中,由于通过桥上的车辆数量多,计算起来较繁琐,可以先进行分类再计算Lp=■(1+λi)・vi・αi・βi・ji (15)

ji为桥上第i种受损的流动财产数量,其它符号意义同前。

2.3 其它经济损失 其它经济损失为因桥梁维修加固或者重建而间接造成的经济损失,如用户成本[7],具体包括桥梁施工使客货运输成本提高CY1、使附近相关公路交通拥挤造成的损失CY2、货物延长在途时间的损失CY3、旅客延长在途时间的损失CY4、增加交通事故及货损事故而造成的损失CY5、通行能力降低对相关产业造成的损失CY6。

Lo=CY1+CY2+CY3+CY4+CY5+CY6 (16)

2.4 生命损伤损失模型 生命损伤损失包括人员死亡损失Cd及人员伤残损失Ch。Ll=Cd+Ch (17)

人员死亡损失包括价值及创造价值,根据文献[8],因为个人是社会中的一份子,个人为自己创造的价值就是为整个社会创造的价值的一部分,所以人的生命价值等于个人在预期的剩余工作年限里为个人和社会创造的价值。而创造价值与其所在的行业有关,因此根据不同的行业,生命价值公式如下V■=■■ (18)

得到在事故中人员死亡的损失模型为

Cd=■V■ (19)

V■为j行业中a年龄人的生命价值;Yj为评估基准年份j行业的个人产值;Ws为个人在年龄x时当年的预期失业率;P■■为个人从年龄a存活到年龄x的概率;g为预期个人产值增长率;r为贴现利率;b为预期退休年龄。

人员伤残损失应包括医疗、误工、护理、交通、住宿、住院伙食补助、营养、残疾赔偿金等,这里只选择主要损失,医疗、误工和残疾赔偿金三项。Ch=■(Ct+Cl+Co)i (20)

2.5 环境损失模型 由于修建桥梁所用的材料对环境没有太大的危害性,且在役桥梁发生风险事件之后对环境的污染与破坏也很小,一般情况下都是可修复的。对于在役桥梁发生风险事件造成环境的损失应根据所处具体环境估算[9],表示为下式Le=Cz+Cj+Cf (21)

Cz为直接环境损失,如对农业、渔业的破坏等;Cj为间接环境损失,如对旅游业的影响;Cf为环境治理恢复的费用。

2.6 社会损失模型 社会损失是桥梁事故发生对政治、经济、文化所造成的影响,会对民众心理、公共安全感以及政府公信力产生一定的负面影响,虽具有很大的主观性,但与桥梁损失、人员伤亡、环境损失有关。公式如下

Lw=ω・v・(Lb+Ls+Lp+Lo+Ll+Le) (22)

ω为受社会环境影响产生的放大或缩小的系数[10];v为受损伤程度影响造成的公共安全感及政府公信力下降系数。

3 总结

在风险评估中,风险损失评估工作涉及范围广,大大增加了评估工作量,因此在对风险损失进行评估时,应根据风险事件的特点及评估的需要适当选择主要损失,忽略次要损失。风险损失模型不仅可用于风险事件发生后对风险损失进行快速评估的工作中,还可以用于风险事件的事前控制,在对风险识别的基础上计算风险损失,通过得到的风险损失值是否在风险承担者可接受的范围内来决策某项决策的实施与否。同时随着计算机技术的发展,可以通过在计算机程序内预设风险发生所需的各项条件来模拟某项风险事件的发生,再利用风险损失模型计算模拟事件发生后的损失。由于风险事件的多样化,造成风险损失的多样化,而有一部分的风险损失是难以量化并且难以评估的。风险损失的评估是风险评估工作中的重要部分,因此风险损失模型的建立还需要更深入的研究与细化。

参考文献:

[1]张磊.桥梁风险评估体系与公路旧桥风险控制措施研究[J].管理论坛,2012,30:178-180.

[2]汤红霞.面向结构安全风险评估的桥梁事故分类研究[J].公路交通科技,2011,76:52-55.

[3]阮欣.桥梁工程风险评估体系及关键问题研究[D].上海:同济大学,2006.

[4]Fu C.C.,Burhouse,J.R.,Study of Overheight Vehicle Collisions with Highway Bridge.Transportation Research Board,2003:12-16.

[5]Kumalasari Wardhana,Hadipriono F.C.,Analysis of recent bridge failures in the United States.Journal of Performance of Constructed Facilities.2003,17(3):151-158.

[6]陈莘.基于结构可靠度的在役桥梁剩余价值分析研究[J].淮北职业技术学院学报,2010,9(5):124-126.

[7]郝伟.桥梁加固设计方案的技术经济评价研究[J].工程管理学报,2009,23(2):168-171.

[8]李文鸿.人的生命价值评估的数学模型研究[J].汉江大学学报,2012,40(1):29-32.