论悬索桥施工技术方案的风险评估和方案比选

开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇论悬索桥施工技术方案的风险评估和方案比选范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！

摘要：柳州市双拥大桥设计为独缆单索面地锚式悬索桥，南北两岸各一座108m高度A字形钢箱索塔以及一处直径57m深度22m锚碇深基坑，主梁宽度38m跨度510m采用钢箱结构，南北岸索塔基础均位于柳江河岸斜坡上。鉴于实际情况，该工程主塔基础围堰施工、锚碇深基坑开挖支护、108m高度A形钢箱索塔施工、510m大跨度钢箱主梁施工等技术方案均存在高难度高风险，所以对技术方案科学的风险评估和方案比选是相当必要的。

关键词：悬索桥；技术方案；风险评估

中图分类号：C35 文献标识码： A

一、风险指数矩阵法

风险指数矩阵法也称为定级法。

其中：――施工风险；

――发生概率；

――事故危害程度；

风险指数矩阵分析法常用于进行定性的风险估算。此分析法是将决定危险事件的风险的两种因素，即危险事件的严重性和危险事件发生的可能性，按其特点相对划分为等级，形成一种风险评价矩阵。本法操作简单方便，能初步估算出危险事件的风险指数，进行风险分级。风险指数矩阵分析法编制步骤为：

①由系统、分系统或设备的故障、环境条件、设计缺陷、操作规程不当、人为差错引起事故的有害后果，将这些后果的严重程度相对地定性为若干级，称为危险事件的严重分级。通常严重性等级分为四级，见表1-1。

危险事件的严重性分级 表1-1

②把上述危险事件发生的可能性根据其出现的频繁程度相对地定性为若干级，称为危险事件的可能性等级。通常可能性等级分为五级，见表1-2。

危险事件的可能性等级 表1-2

③将上述危险源严重性和可能性等级制成矩阵并分别给以定性的加权指数，形成风险评价指数矩阵，见表1-3。

风险评价指数 表1-3

矩阵中的加权指数称为风险评估指数，指数从1到20是根据危险事件可能性和严重性水平综合而定的，通常将最高风险指数定为1，相对于危险事件是频繁发生的，并是有灾难性的后果的。最低风险指数20，对应于危险事件是几乎不可能发生而且后果是轻微的。数字等级的划分具有随意性，为了便于区别各种风险的档次，需要根据具体评价对象确定风险评价指数。

④根据矩阵中的指数确定不同类型的决策结果，去确定风险等级，见表1-4。

⑤根据风险等级确定相应的风险控制措施。一般来说1级为不可接受的风险；2级为不希望有的风险；3级为需要采取控制措施才能接受的风险；4级为可接受的风险，需要引起注意。评价人员可以结合实际情况，综合考虑风险等级。

例如：采用钢套箱围堰施工方案，在“拼装”工序的风险评估中，事故频率按“有时”，事件严重性按“严重”。查表得风险指数为6，风险等级为2。

二、核对表法

两种方案风险评估和比较 表1-5

以主塔基础围堰设计方案的比选和风险评估为例

南、北主塔均位于柳江岸坡上。北塔后侧紧靠防洪堤，柳江水深7m～28m，塔基处水深5m～10m左右。围堰设计提出钢套箱围堰和密排桩围堰两种方案，施工单位内部争论较大。采用核对表法对两个方案进行风险评估和比较，见表1-5。

通过分析上表：Ⅰ钢套箱围堰的平均风险值为；查表得风险等级为3级；

Ⅱ密排桩围堰的平均风险值为；查表得风险等级为4级。

同时，还经过经济比较，最后确定采用锁口钢管桩密排桩的施工方案。在锁口钢管桩围堰设计时，还参照风险管理评估的结果，对围堰采取如下加强措施：

①南岸边坡陡峭，采用卸载，形成7m宽的平台。既有利于稳定，也便于施工。

②主塔位置回填土方筑岛（所用土方为锚碇挖出土），填筑宽度为塔基轮廓线外5m～10m。

③打入锁口钢管桩深度除按围堰本身稳定性计算外，还要计算边坡（和防洪堤）的稳定。

④采用刚度大的圆形锁口钢管桩代替钢板桩，对稳定性有利。

三、 数值模拟法

数值模拟法利用数学分析和工程力学的理论，能够综合考虑许多复杂的因素（如时间、空间、地下水、动荷载、接触、振动等力学问题）甚至还能高度仿真。常用于岩土和结构的安全稳定评估，预测施工安全，优化施工方案等。

在评估上节所述的主塔基础施工围堰的风险和比选时，利用数值模拟分析法评估围堰对防洪堤稳定性的影响。建立两种围堰和防洪堤关系的计算模式，见图1-1。利用岩土力学和工程力学理论分析防洪堤的稳定性。

a） 钢套箱与堤坝的关系 b） 锁口钢管桩与堤坝的关系

图1-1 围堰与堤坝位置关系

数值模拟法的主要步骤是：

①构造所要分析的问题的几何模型；

②在几何模型基础上，构造所要分析问题的数学模型，即事故数值模型；

③对划分网格的几何模型，施加初边值条件，并给材料和接触边界赋予本构关系；

④计算分析，或对计算基础参数进行分析后再计算分析，利用表格、图形、动画表示结果形式、评判安全稳定性；

⑤优化施工方案，作出评价结论，提出措施建议；

四、 专家调查表（或称德尔菲法）

钢箱梁的安装，提出的三种施工方法：

1 桥面吊机安装方案

施工流程：

①主缆安装完成后，边跨采用支架法安装完成；

②在主塔搭设临时焊接平台，在平台上安装近塔的三块钢箱主梁，并安装斜吊杆。

③在桥面上拼装桥面吊机；

④利用桥面吊机继续对称安装钢箱梁，见图1-2。

a） 纵断面图 b） 横断面图

1-2 桥面吊机安装设计图

2 施工栈桥安装；见图1-3。

①边跨钢箱梁采用支架法安装；

②在两主塔之间搭设连通的施工栈桥，在河中央设3跨通航孔。

③在栈桥上拼装大型龙门吊；

④利用龙门吊吊装钢箱梁到设计位置，对位后焊接。钢箱梁在南岸制作，拼装顺序由北向南；

⑤钢箱梁全部就位后再对称安装吊杆。

a）纵断面图 b）纵断面图

图1-3 栈桥设计方案

3 单滑道多支点连续顶推架设方案

对以上三种方法，施工单位汇同设计、业主三次组织多方专家评估、论证，最后确定采用第三种方案。

五、 结语

利用风险管理的理念和手段进行悬索桥施工技术方案的比选和评估，以选取适应性和操作性强、安全度高的技术方案。为提高评估的技术水平，一般须聘请专家组进行。

参考文献：

[1]刘善仕.德尔菲法在企业人力资源预测中的运用.企业经济.2003.02

[2]李曙光.风险排序矩阵的项目风险管理探讨.管理现代化.2005.25-27