李仁杰

（重慶交通大學(xué),重慶400000）

橋梁是跨越障礙的通道，是鐵路、公路和城市道路等龐大交通網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分，它在國家的政治、經(jīng)濟(jì)等方面都起著重要作用[1]。一座大型橋梁的一生大致分為施工階段和運(yùn)營階段，在這兩個(gè)階段中，其不斷面臨著各種不確定的風(fēng)險(xiǎn)干擾，影響著它的施工與運(yùn)營。尤其在施工階段更為明顯，由于大型橋梁施工工期較長，施工工藝繁雜，周圍施工環(huán)境艱難，施工人員整體素質(zhì)良莠不齊等要素，有著許多不確定性，可能導(dǎo)致各種潛在危險(xiǎn)事件的發(fā)生，同時(shí)這些危險(xiǎn)事件的發(fā)生，輕則阻礙正常施工的順利進(jìn)行，重則可能會(huì)導(dǎo)致施工工期的延長、重大的人員傷亡、巨大的經(jīng)濟(jì)損失等等難以預(yù)料的后果，這樣這就需要我們?nèi)ゴ_定與排除這些風(fēng)險(xiǎn)來確保大型橋梁施工階段的安全。但是近些年來，關(guān)于大型橋梁的安全事故仍屢屢發(fā)生，帶來了龐大的人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失。比如：2007 年8 月13 日，湖南省鳳凰縣正在建設(shè)的堤溪沱江大橋在拆除施工腳手架時(shí)發(fā)生重大垮塌事故，造成64 人死亡，22 人受傷，直接經(jīng)濟(jì)損失3974.7 萬元；2008 年10 月28 日，重慶市武隆縣的芙蓉江跨江大橋在施工現(xiàn)場(chǎng)發(fā)生載人吊斗墜落事故，造成11 人死亡，12 人受傷；2013 年10 月12 日，重慶市豐都縣長江二橋在建項(xiàng)目4 號(hào)橋墩，因浮吊懸臂脫落沖擊鋼圍堰，致使鋼圍堰受損，發(fā)生事故，造成11 人死亡，2人受傷；2015 年4 月2 日，天津市子牙河鐵路特大橋架橋機(jī)突然傾覆，造成2 人死亡，4 人受傷；2016 年4 月22 日，云南省龍江特大橋龍陵岸引橋第五跨箱梁混泥土涂裝(刷漆)項(xiàng)目，施工過程中吊籃整體垮塌從40 米高空墜落，造成3 人死亡。

這些逐年都有發(fā)生的大型橋梁施工安全事故揭露了我們沒有對(duì)橋梁施工階段的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估有著充足的注重及其相關(guān)內(nèi)容的研究不足。為了最大限度的防止橋梁施工階段的事故發(fā)生就必須做好每座橋尤其是大型橋梁的安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，明確其施工階段的各種潛在風(fēng)險(xiǎn)，通過管理手段落實(shí)風(fēng)險(xiǎn)防范的必要措施來保障施工安全。

1 大型橋梁施工階段常見的事故及原因

橋梁施工事故大致可以分為兩類：自然事故和人為事故。

1.1 坍塌事故

大型橋梁一般會(huì)采用深基坑，更容易發(fā)生坍塌事故，這就更需要合理放防范措施。其發(fā)生原因一般是橋臺(tái)基礎(chǔ)在開挖過程中沒有對(duì)邊坡危石和松土進(jìn)行處理，且在開挖到一定深度時(shí)沒有及時(shí)的采取適當(dāng)?shù)目颖谥ёo(hù)措施，或者結(jié)構(gòu)檢測(cè)的穩(wěn)定性不足而發(fā)生坍塌[2]。

1.2 垮塌事故

大型橋梁因?yàn)槠浣Y(jié)構(gòu)的原因，在施工過程中必然會(huì)搭建一些臨時(shí)設(shè)施。比如施工腳手架、滿堂支架等。在遇到大風(fēng)天氣的情況下，臨時(shí)施工腳手架被大風(fēng)掛到而發(fā)生垮塌事故。移動(dòng)模架和滿堂支架發(fā)生垮塌事故的原因則可能是未按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行搭建或者作業(yè)人員操作不當(dāng)而引發(fā)該事故。

1.3 高空作業(yè)拋物事故

一般來說，懸索橋和斜拉橋都是屬于大型橋梁的，這兩類橋型均要修建幾十米高的主塔，自然而然的就涉及到了高空作業(yè)。作業(yè)人員在作業(yè)平臺(tái)上向下方拋投物件易導(dǎo)致這類事故的發(fā)生，其主要原因是對(duì)作業(yè)人員的安全教育不足和現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)管的失職[3]。

1.4 吊籃施工事故

在地形復(fù)雜的地方修建橋梁一般都會(huì)用到吊籃施工。一般吊斗吊籃都是用來運(yùn)輸施工材料和機(jī)具，但是有些施工單位卻違規(guī)操作將其用來運(yùn)送施工人員更有甚者讓施工人員在里面進(jìn)行作業(yè)。因?yàn)橐话愕趸@正式投入使用前只會(huì)做靜載試驗(yàn)，沒有考慮載人的問題，這是極度不安全的行為。除此之外還有吊籃自身質(zhì)量問題引發(fā)的安全事故，這些都可以歸咎于施工管理的不足。

2 大型橋梁施工安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法

近年來，在橋梁工程施工過程中，尤其大型橋梁的施工階段，各種危險(xiǎn)事件屢屢發(fā)生，不但導(dǎo)致了龐大的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡，而且產(chǎn)生了極其惡劣的社會(huì)影響。因此，找到一個(gè)合適并且有效的橋梁施工安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法來防范潛在的安全風(fēng)險(xiǎn)顯得尤為重要。

目前，關(guān)于橋梁施工安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，眾多學(xué)者提出了許多不同的研究方法。如Chen 等擺脫了傳統(tǒng)思想的禁錮，發(fā)表了基于故障樹理論的貝葉斯網(wǎng)絡(luò)評(píng)估方法，建立橋梁施工風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型；Cho,Taejun 通過AHP 找出了施工中腳手架系統(tǒng)的隨機(jī)變量，構(gòu)建預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁的施工風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型；Duygu 等學(xué)者提出了橋梁全壽命期風(fēng)險(xiǎn)的量化方法；湯紅霞使用AHP 來對(duì)大跨徑的斜拉橋識(shí)別了施工過程中的各種潛在的風(fēng)險(xiǎn)因素[4]；趙延龍運(yùn)用貝葉斯網(wǎng)絡(luò)模型的強(qiáng)大功能并采用了風(fēng)險(xiǎn)控制理論，建立大型斜拉橋其上部結(jié)構(gòu)的施工安全風(fēng)險(xiǎn)控制體系[5]；李書韜等運(yùn)用模糊層次分析法對(duì)特大跨徑的懸索橋進(jìn)行了定量和定性相結(jié)合的施工風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估[6]；丁閃閃等提出了基于蒙特卡羅法的橋梁施工階段的風(fēng)險(xiǎn)估計(jì)[7]；陸新鑫等提出了基于肯特指數(shù)法的橋梁施工安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估[8]。這些方法各有千秋，且在實(shí)際中均得到了一定程度上的應(yīng)用。

2.1 層次分析法

層次分析法（AHP）是美國運(yùn)籌學(xué)家T.L.Saaty 等人于20 世紀(jì)70 年代初提出來的一種分層加權(quán)決策分析方法，將與最終決策有關(guān)的元素分解成目標(biāo)、準(zhǔn)則、方案等層次，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行定性和定量的分析。

這個(gè)方法最大的特征是可以將錯(cuò)綜復(fù)雜的事件在對(duì)其本質(zhì)、有關(guān)成分等相關(guān)聯(lián)系中進(jìn)行深入分析從而轉(zhuǎn)化為簡單的層次結(jié)構(gòu)，使事件變得條理清晰更容易處理，從而為無明顯特征、撲朔迷離的問題提供了簡單有效的決策方法。這個(gè)特點(diǎn)使得層次分析法適用于許多復(fù)雜問題的解決，尤其是對(duì)結(jié)果難以準(zhǔn)確計(jì)量的場(chǎng)合。其基本思路就是將施工過程中已有的各種可能的風(fēng)險(xiǎn)因素進(jìn)行層次化，然后比較每層中兩個(gè)因素之間的損失程度和發(fā)生概率，以確定每層中因子相對(duì)于上層或上層的相對(duì)重要性，并對(duì)它們進(jìn)行排序以確定主要風(fēng)險(xiǎn)模式和因素。

層次分析法作為一個(gè)比較傳統(tǒng)的方法，適用于各種類型的橋梁安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，能夠有效的明確影響橋梁施工安全的主要因素和次要因素，從而制定和采取合適的應(yīng)對(duì)措施，進(jìn)而有效的避免災(zāi)難的發(fā)生。

2.2 集對(duì)分析方法

集對(duì)分析（SPA）是處理系統(tǒng)確定性與不確定性相互作用的數(shù)學(xué)理論，由中國學(xué)者趙克勤提出于1989 年，其主要的數(shù)學(xué)工具是聯(lián)系數(shù)[9]。其主要思路是認(rèn)識(shí)到任何一個(gè)體系均是由確定和不確定兩個(gè)部分組成，然后從相似性，差異性和對(duì)立性三個(gè)方面對(duì)不確定部分進(jìn)行“客觀認(rèn)識(shí)，系統(tǒng)描述，定量描述和分析”，并建立了相似度，差異度和對(duì)立度的聯(lián)系度。

將集對(duì)分析應(yīng)用在大型橋梁風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估上，能從整體和局部分析評(píng)價(jià)指標(biāo)之間的內(nèi)在聯(lián)系，方法較為簡單，因?yàn)槠湎鄬?duì)于傳統(tǒng)的層次分析法充分考慮了評(píng)價(jià)指標(biāo)確定性區(qū)間相對(duì)權(quán)重和不確定性區(qū)間相對(duì)權(quán)重，得到的權(quán)重更加科學(xué)，從而評(píng)價(jià)結(jié)果更為可靠。

2.3 貝葉斯網(wǎng)絡(luò)方法

貝葉斯網(wǎng)絡(luò)又稱信念網(wǎng)絡(luò)，是Bayes 方法的擴(kuò)展，是目前不確定知識(shí)表達(dá)和推理領(lǐng)域最有效的理論模型之一。貝葉斯網(wǎng)絡(luò)可以通過多種控制條件從不確定的信息中去做出一個(gè)合理的推理。

貝葉斯網(wǎng)絡(luò)用于大型橋梁風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估大致步驟為：a. 分析橋梁施工中各個(gè)風(fēng)險(xiǎn)成分并對(duì)其進(jìn)行分層，建立風(fēng)險(xiǎn)層次結(jié)構(gòu)；b.確定網(wǎng)絡(luò)參數(shù)并鏈接節(jié)點(diǎn)以構(gòu)建因果關(guān)系為基礎(chǔ)的完整貝葉斯網(wǎng)絡(luò)；c.由各個(gè)關(guān)聯(lián)性的指標(biāo)，用K-means 聚類分析[10]得到其中關(guān)聯(lián)性最大的下級(jí)節(jié)點(diǎn)，與上級(jí)節(jié)點(diǎn)組成環(huán)節(jié)來組成事故鏈，最終形成一個(gè)事故鏈集。d.使用AHP 來對(duì)各事故鏈進(jìn)行評(píng)分排序，從而找出其中導(dǎo)致風(fēng)險(xiǎn)事件發(fā)生的關(guān)鍵線路。其中事故鏈理論為：風(fēng)險(xiǎn)事件的發(fā)生是一系列連鎖事件前后相繼觸發(fā)引起的，相鄰環(huán)節(jié)的節(jié)點(diǎn)間有連鎖關(guān)聯(lián)[11]。

貝葉斯網(wǎng)絡(luò)評(píng)估方法其主要優(yōu)點(diǎn)在于它相對(duì)于別的方法來說簡單一些，并且能夠找到主要的事故鏈從而可以加以防范，還有它能在施工過程中不斷的更新參數(shù)來達(dá)到實(shí)時(shí)性的效果，相比別的評(píng)估方法顯得更為準(zhǔn)確，對(duì)大型橋梁施工風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估效果更為顯著。

3 結(jié)論

顯然，在大型橋梁施工過程中，各類大大小小的風(fēng)險(xiǎn)事故是極有可能發(fā)生的，我們能做的就是盡可能的提早發(fā)現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)的源頭，將各類風(fēng)險(xiǎn)事件盡可能的大事化小，小事化了。在這個(gè)過程中，適當(dāng)?shù)臉蛄菏┕わL(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法就能夠起到至關(guān)重要的作用。縱觀本文中提到橋梁施工風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法還是本文中未涉及到的評(píng)估方法，基本都會(huì)有一個(gè)層次結(jié)構(gòu)在其中，因?yàn)轱L(fēng)險(xiǎn)事件的發(fā)生就像事故鏈中的節(jié)點(diǎn)一樣以因果關(guān)系層層遞進(jìn)的，這樣更有助于我們?nèi)プR(shí)別風(fēng)險(xiǎn)源得到更為精確的風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)。顯然，風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)在橋梁施工風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中是一個(gè)至關(guān)重要的東西，在不同的地形條件，不同的氣候環(huán)境，修建不同結(jié)構(gòu)的橋梁，甚者不同層次的施工人員都會(huì)導(dǎo)致風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)的不同。完整的風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)只能對(duì)應(yīng)具體的大型橋梁施工條件與情況才能得出，越為詳細(xì)的風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)可以讓風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的結(jié)果更為可靠，也可以使得施工避免更多不必要的風(fēng)險(xiǎn)。因?yàn)榭紤]更多的風(fēng)險(xiǎn)因素才會(huì)使得在施工過程注意到一些風(fēng)險(xiǎn)事故發(fā)生的源頭，盡早產(chǎn)生警惕，將其扼殺在搖籃之中或者做出相應(yīng)的應(yīng)對(duì)方案。

總的來說，盡管這些大型橋梁施工風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法第一步都是確定風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)，但是后面所用的想法或者工具即如何對(duì)這些風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)進(jìn)行處理以及相應(yīng)概率的計(jì)算各有千秋。至于工程實(shí)際中運(yùn)用哪種評(píng)估方法更為適宜，這個(gè)就需要具體情況具體分析了。

隨著科技的飛速進(jìn)步發(fā)展和工程經(jīng)驗(yàn)的逐步增長，我們或許能夠做出更為精確的風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)評(píng)價(jià)體系和得到更為精確的概率計(jì)算。然而即使再精確的概率計(jì)算也不能抹除潛在風(fēng)險(xiǎn)事件的發(fā)生，盡管把發(fā)生概率降低到很低，但其一旦發(fā)生，其結(jié)果不是能被我們接受的。所以橋梁施工風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估只能給我們一個(gè)指導(dǎo)，為了確保施工安全，在施工過程中我們還需要做好安全管理的工作不能有所松懈。