摘要:
在拟建高速公路桥梁的初步设计阶段，从桥梁工程的安全风险源评价、多阶段风险评价、关键风险评价指标和风险指标对策措施等多方面着手，结合项目建设条件、工程设计方案、功能要求等方面，开展高速公路桥梁工程安全风险评估研究。选取云南省某高速公路桥梁为项目依托，针对其建设条件风险、施工阶段风险和运营阶段风险共三方面展开讨论，对其进行风险分析、选定风险源、得到评估指标，确定风险等级。结果表明:拟建高速公路桥梁建设和施工条件复杂，运营管理条件相对简单。其中，建设条件风险源众多，风险等级相对较高。针对三方面可能发生的安全风险，提出相应的风险控制保障措施，减轻风险损失，提高工程的安全性。
关键词:
高速公路;桥梁工程;风险评价
本文从桥梁工程的安全风险源评价、多阶段风险评价、关键风险评价指标和风险指标对策措施等多方面着手，在拟建高速公路桥梁的初步设计阶段，开展高速公路桥梁工程安全风险评估研究。同时，选取云南省某高速公路桥梁为项目依托，针对其建设条件风险、施工阶段风险和运营阶段风险共3方面展开讨论，得到评估指标，确定风险等级。该方法具有一定的参考价值，可以为相关科研工作人员提供技术支撑。
1安全风险源分析
在拟建高速公路桥梁的初步设计阶段，全面掌握工程的建设条件、施工条件等，利用安全评价方法，确定可能引发或导致桥梁安全风险事故的不利因素，避免重大安全事故的发生，降低危害公共安全或社会生活的不利事件发生的可能性。
1.1风险源识别
通过对前人工作的总结和后期资料的收集、分析、归纳，将高速公路桥梁工程风险源阶段确定为四个方面，分别是建设条件风险源、施工条件风险源、结构条件风险源和运营阶段风险源。全面准确的掌握其各自风险源的构成、分布、等级、可能造成的影响等相关信息，提高应对突发风险事故的处治能力，有效避免或减少重大突发事件及其造成的生命财产损失。同时，在各阶段风险源确定的过程中，应综合考虑多方面影响因素，对于那些发生可能性极小的或者是即使发生对安全风险评估也影响不大的因素，应及时排除。但是在这个过程中，绝对不能忽略或遗漏一些重要因素，这会在一定程度上影响决策的准确性和科学决策的可能性。即，通过风险源识别，用定性的方法拟定风险源的权重，有选择的制定风险应对策略，消除安全隐患。
1.2建设条件风险源
建设条件风险因素有很多，其影响程度也不尽相同。因此，在综合考虑多方面影响因素、造成的风险程度等方面后，将其风险源确定为地震、不良地质和洪水3个方面。地震风险源主要包括地震地质灾害发生对桩基、桥墩的影响，还包括主梁碰撞受损、支座失效、附属设施破坏、落凉等风险;不良地质风险源主要包括由危岩落石导致的桥梁结构及车辆损伤等和由滑坡、不稳定斜坡导致的桥梁结构受损、人员上网等;洪水风险源主要是指由冲刷导致的有效桩长减短和漂浮物撞击导致的桥墩损伤。
1.3施工阶段风险源
桥梁的施工完成需要众多的工作技术人员，通过一定的时间才能完成。其从图纸转化为实物的过程中是复杂的，这期间会受到社会环境、组织结构、材料质量、施工技术等多种因素的影响，存在着较大的不确定性。为此，综合考虑多方面影响因素，将施工阶段风险源确定为T梁预制阶段风险、T梁吊装阶段风险和桥墩及基础施工风险3个方面。T梁预制阶段风险可能发生的风险事故包括混凝土级配不合理、材料本身存在缺陷、支座钢板预埋件位置错误、预应力孔道曲线位置错误、锚下加强钢筋数量不够、位置不对、超张拉、振捣不密实造成锚下混凝土开裂等多个方面;T梁吊装阶段风险可能发生的风险事故包括吊装过程中发生机械故障、吊装过程中梁体不平衡、发生倾斜、磕碰、现浇湿接缝及横隔板钢筋连接不准确、混凝土浇筑缺陷等;桥墩及基础施工风险可能发生的风险事故包括工期安排不合理，导致汛期未完工、水中架设桥墩支架基础不稳定等。
1.4结构设计风险源
结构设计风险源方面，我国开展桥梁施工设计已经有半个世纪之久，其相关的技术规程、流程规范已经较为成熟，如公路桥涵设计通用规范、公路桥梁和隧道工程设计安全风险评估指南、公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范、公路桥涵地基与基础设计规范等等。为此，针对结构、施工工艺相对简单，长度相对较短的高速公路桥梁，在本文不会做过多的文章，主要从其他3个方面展开讨论
1.5运营管理风险源
桥梁在运营管理期的风险是多样化的，其与环境之间的相互作用是长期的，同时也具有较大的偶然性，各种不利因素均可能对桥梁未来运营造成影响。总结查阅相关资料，通过统计筛选分析后，将运营管理风险源确定为混凝土开裂、钢筋衎蚀失效3个方面。混凝土开裂的主要风险在于它的不可避免性，由外荷载直接应力引起的裂缝和次应力引起的裂缝和由变形引起的裂缝等;造成钢筋锈蚀失效的主要原因是氯离子的腐蚀作用，既包括特殊工艺下的预应力钢筋，也涵盖普通包裹的、裸露在外的钢筋材料;高速公路上重载货车超载是一个普遍存在的现象，长时间的超负荷载重可能导致梁体开裂、支座破坏、路面受损等风险。
2风险评价指标
风险评价的基本过程可以概括为3个方面:风险识别，即通过风险识别确定多方面风险源;风险估计，即通过风险评价指标的确定，完成对风险大小的评价;风险控制，即通过前述一系列的评价总结，提出风险控制对策，做好应急预警预案工作。因此，针对风险评价指标方面，参照《公路桥梁和隧道工程设计安全风险评估指南》(试行)里面的风险发生概率等级判断标准、人员伤亡等级判断标准、经济损失等级判断标准、环境影响等级判断标准，如表1～表4所示。
3风险指标对策措施
所谓风险，往往是由风险事故发生的概率和发生风险事故所造成的损失二者共同决定的。也就是说，概率过低或损失过小都不会造成很大的风险。因此，根据根据不同的风险概率等级和风险损失等级，建立风险等级评价矩阵，如表5所示。针对不同等级的风险采用不同的风险控制对策，制定相应的处置措施，结合上述风险矩阵，得到风险等级划分和控制对策表，如图1所示。如图1所示，如图1所示，将安全风险等级分成了可以接受、有条件接受和不可接受3个档次。其中风险水平有条件接受又分为了2档，工程有进一步实施预防措施以提升安全性的必要和必须实施削减风险的应对措施，并需要准备应急计划。
4工程应用
选取云南省某高速公路桥梁为项目依托，针对其建设条件风险、施工阶段风险和运营阶段风险共3方面展开讨论，对其进行风险分析、选定风险源、得到评估指标，确定风险等级。
4.1工程概况
依托桥梁工程位于云南省西北部，设计道路等级为高速公路，双向4车道通车，设计时速100km/h，桥面宽度23.5，单幅桥面宽度16.75m，设计基本风俗25m/s，震基本烈度8度，地震动峰值水平加速度为0.2g，地震动反应谱特征周期为0.4s。
4.2风险源分析
通过对基础资料的整理、设计资料的分析归纳得出，选定地质风险、水文风险和地震风险作为建设条件的风险源;选取吊装阶段风险和桥墩及基础施工风险作为施工阶段风险源;选取混凝土破坏和超载作为运营阶段风险源。确定包括滑坡、不稳定斜坡、崩塌、洪水、地震、桥墩震害、支座失效等多风险因素的当前状态，风险发生概率级别，人员伤亡，经济损失和环境影响损失级别，利用表5统计得到风险级别。
4.3风险等级及对策措施
通过风险源分析得到，桥梁工程的滑坡崩塌风险级别为III级，建议召开专家方案论证会，进一步讨论实施方案的可行性;洪水冲刷风险等级为II级，建议针对桥墩附近加设保障措施，并定期检测巡查;因震害引起的桥梁支座失效风险等级为III级，建议通过进一步计算适当增加支座厚度，增大抗剪切变形能力;超载风险等级为II级，建议加大检查力度，通过设计指标提高抗超载能力。
5结论
本文从西南山区高速公路桥梁安全评价研究方法角度出发，选取云南某高速公路桥梁作为项目依托，用定性分析的方法，对高速公路桥梁工程建设条件风险、施工阶段风险和运营阶段风险共3方面展开讨论，选定风险源。在确定其风险等级的基础上，提出相应的风险控制保障措施，减轻风险损失，提高工程的安全性。从统计分析结果中可以看出，这样一种分析评价方法使用便捷，统计结论真实有效，可以为后续桥梁工程安全评价工作提供参考，具有一定的实际意义。
作者:杨鹏 方德春 肖鸿 王白石 王开洋 单位:云南省交通规划设计研究院 中国科学院地质与地球物理研究所