橋梁風險理論與運營風險控制

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摘要：本文對我國人民過去的工程風險認識及現代橋梁技術發展歷史進行了簡單回溯，在總結橋梁風險事故產生原因基礎上，對現階段我國的橋梁風險狀況進行了分析。針對運營期橋梁風險評價控制的內容，指出了公路橋梁運營期風險評價的控制措施。肯定了運營期間橋梁風險控制的重要性，最后對橋梁運營期風險控制措施進行了總結期望。

關鍵詞：橋梁；風險；公路橋梁；控制

1古代人民對風險事故的認識

自古以來，我國偉大的勞動人民就充分認識到建設工程的風險所在。早在一千多年前，工匠們在部分佛塔的修筑過程中，就已經在塔體周圍設置了防護網，以保證施工的安全進行。十七世紀，我國古代科學家的一些工程論著中就有關于處理開挖礦山工程事故采取的安全控制措施方面的論述，這應當是我國最早的“礦業安全工程”案例了。在國外，隨著產業技術的不斷進步，事故時有發生，基于工程安全實踐，形成了風險控制的理論。在近些時候，經常發生一些針對建筑物、橋梁等的襲擊事件，進行風險安全控制研究就成為了現代橋梁建筑施工運營中的重大問題。

2橋梁風險事故為什么產生

橋梁作為架設于江河湖海上能使行人、車輛等順利通行的交通建筑設施，自從其被人類發明以來，就時刻面臨著施工和運行的安全風險。橋梁工程的發展進步都是基于材料創新和技術創新在實踐中的不斷應用這一基礎之上的。例如古代的塊石、料石，現在的鋼筋混凝土、鋼結構，結構體系由簡支向預應力斜拉橋改變，跨徑由小變大。然而，正是因為技術創新和新材料的應用具有一定的風險性，再加上環境地質等施工條件、工程技術人員素質等很多因素，隨著橋梁工程技術的發展，風險控制也日趨復雜化。在20世紀初世界橋梁技術由懸臂桁架梁橋向懸索橋邁進這一大背景下，著名的加拿大魁北克橋，曾經出現兩次重大施工事故。第一次事故因為延長了中跨，沒有進行受力核對，以致懸臂倒塌，數萬噸鋼材報廢，數十人遇難。第二次事故是由于變更懸臂拼裝方式，機械使用不當導致掛梁沉入水中，10多人遇難。這兩次事故都是沒有足夠重視設計理論改變的風險與施工工藝變更的風險引起的，為以后的工程技術設計與施工敲響了警鐘。

3橋梁建設運營風險是整體風險

許多塌橋事故，比如魁北克橋梁事故說明了橋梁建設運營可能遇到的諸多風險可能發生于施工建設及運營使用的各個階段，因此具有一定的借鑒性。有的橋梁，因為原材料使用控制不嚴格，使得鋼筋發生屈服斷裂，導致人員死傷，造成重大損失。有天橋因為在使用過程中由于使用單位忽視了橋梁的荷載限制，比如一些景區沒有按照規定控制人員數量，導致橋梁因為游客太多超出設計荷載而坍塌。還有些橋梁因為設計缺陷造成事故，比如轟動一時的我國直轄市重慶綦江彩虹橋事故，事故調查表明導致虹橋出現垮塌的直接原因是施工不當造成的，由于工程施工過程中存在著十分嚴重的危及橋梁結構安全的質量問題，當然，工程設計也存在一定程度的質量問題。另外，還有因為管理和養不到位的比如佛羅里達州造成46人死亡的吊橋事故，使用過程中因為在橋梁上跳舞的人太多導致的堪薩斯州人行橋事故死亡人數高達114人。諸多事實證明，橋梁事故不光發生于施工過程，橋梁風險控制也不單是工藝材料革新的應用，它是涉及技術、經濟、設計、施工等多方面因素的整體系統工程，我們可以稱為整體風險。

4橋梁風險控制評價

橋梁風險控制評價包括風險辨識、風險評價及風險控制這三方面的內容。如圖1所示。風險評價的目的是為了做好風險控制，只有對橋梁系統風險進行嚴格控制，才能夠防患于未然。如果不對橋梁實施風險控制，一旦橋梁在意外事故或自然災害中遭到破壞，就會給社會和人民群造成巨大的財產損失和嚴重后果。大量的文獻資料表明，我國有很多造成人員重大傷亡的事故都是因為橋梁施工階段的操作不規范產生的，比如眾所周知的貴州銅仁市的魚梁灘橋事故（1990年，共有37人死亡）、廣東韶關的白橋坑大橋事故（1996年，共有32人死亡）、湖南鳳凰橋事故（2007年）。為何會發生這樣的安全風險事故呢？這是因為在橋梁的使用周期中，從施工到竣工以及運營最后橋梁退役，其結構失效概率的變化曲線符合“浴盆曲線”，如圖2所示，即由大變小再變大的過程，共分為早期失效期、偶然失效期和耗損失效期三個階段。橋梁早期失效期即橋梁可行性論證到竣工完成階段。此時橋梁風險最大，失效概率也最大；偶然失效期和耗損失效期則分布于橋梁運營期間。偶然失效期即橋梁狀況較好期間，而耗損失效期就相當于橋梁使用的末尾階段。我國現階段關于橋梁風險評價的研究主要集中于橋梁施工期。隨著時代向前發展，材料、設計和施工技術的進步，風險控制評價方法也從定性評估趨向定量評估。相信隨著我國橋梁技術的發展及大量持續的工程建設，橋梁風險控制系統及理論的研究必將不斷深入下去。

5公路橋梁運營階段所面臨的風險

對于運營期橋梁的風險控制評價來說，因為發生的惡性事故較少，因此現階段的理論研究依然處于起步階段。有些地方船撞事故的發生，使很多人對船撞風險評價進行了大量研究。而我們分公司運營管理路段內絕大多數的橋梁屬于旱橋，因為橋下通行的不是船只而是車輛，所以導致車輛撞橋的事故時常發生，2015年G18榮烏線彌河大橋由于車輛追尾后撞擊護欄，并且發生燃燒，造成橋梁受損；2016年G18濰河特大橋發生車輛撞擊護欄后車輛側翻，造成鹽酸泄漏，對橋梁護欄與底板造成腐蝕損壞，所以現階段開展車撞風險控制具有一定的現實意義。濰坊分公司運營管理的橋梁，絕大多數處于偶然失效期，屬于浴盆曲線第二階段，面臨的風險因素可分為自然風險和人為風險兩類。自然風險我們無法規避，如汶川512大地震中無數橋梁垮塌。而使用期間的人為風險因素，則主要是因為管理不善、養護不到位、車輛荷載過大、技術力量薄弱等方面引起，這類風險因素我們必須進行控制。考慮到我國的橋梁建設時間有比較集中的峰值特征，現在國內大部分風險評價研究則針對的是大跨徑、高難度、新技術橋梁，相對中小跨徑橋梁來說，也需要進行風險控制評估。上面提到，多數橋梁處于偶然失效期，最終必然隨著時間推移逐漸進入耗損失效期。此時的失效概率將增大，突發性事故將增多偶然失效期。例如給世界橋梁界敲響警鐘的美國明尼蘇達州的橋梁突然失效事故至今讓很多工程師記憶猶深。國外經歷了很長時間段的橋梁發展歷程。從可行性論證、施工到交付使用，以及運營管理，采取的措施都已經比較成熟，而且得到了實踐的檢驗。我們應該積極學習國外成熟的理論及措施，這對國內橋梁運營風險控制有很大的借鑒意義。

6橋梁運營期間風險的控制措施

對于運營期風險控制而言，我們不僅要從健全理順體制、實時監控、治理超載、提高檢測技術，進行人員專門培訓等角度下手，我們還必須具備提前控制風險的思想。濰坊分公司養護巡查大隊對運營中的橋梁每月進行一次經常性檢查，包括橋梁的外觀，常規的技術使用狀況，發現問題及時上報，養護單位無法解決的問題，由分公司養護部聯系專門的橋梁檢測機構或有關單位采取專門的措施，以保障橋梁使用安全。在特大橋梁如濰河特大橋或者重要路段橋梁如彌河大橋設置了霧燈管理系統，有效保證了能見度較低情況下的行車安全和事故的發生，避免撞橋事故，造成橋梁損傷。在冬天下雪等容易發生事故的天氣，采取提前撒布防滑沙、融雪劑等措施，并設置大屏幕LED顯示屏，提前對過往司乘人員進行警示，避免事故的發生。我們管養路段內與青島分公司管養路段交接處膠萊河大橋，由于早期施工原因，路面經常發生坑槽，我公司養護巡查大隊上報分公司養護部，由養護部上報集團設計院，設計院技術人員考察現場情況后，決定采取綜合措施徹底治理，杜絕風險事故的發生。K364+467小橋（1孔-13米預應力空心板）曾經發生板底裂縫，鉸縫脫落，我們養護隊員及時發現，上報養護部以后，決定對橋梁采取鋼板封縫，灌注水泥漿等措施，有效避免了橋梁技術狀況的進一步退化，控制了橋梁風險事故的發生。我分公司在管養路段重要橋梁進行二維碼安全管理，由養護技術人員定期進行安全技術狀況檢查，檢查完畢后，掃描二維碼，將檢查情況及時提交上報，隨時掌握橋梁技術狀況，有情況提前采取措施，避免風險事故的發生。我分公司還利用無人機對管轄路段內的重大橋梁實施不定期巡查監控，防止出現意外情況，在夜間，養護巡查大隊曾經會同路政部門、當地政府及河道管理單位，對私倒垃圾，影響橋梁安全的行為，進行綜合執法整治。我們濰坊分公司養護應急中心會同路政、交警部門，在遇有惡劣天氣發生時，實行交通管制，“兩客一危”車輛在特定時間段內不準駛入G18榮烏濰坊路段，實行高效的風險控制措施，最大程度的保障了管轄路段內重要橋梁的運營安全。

7結論

我們分公司運營管理的橋梁，基本上屬于一類，二類橋，公路橋梁整體狀況較為安全。為做好保障工作，濰坊分公司專門配備橋梁養護工程師，每一個養護巡查大隊都有數名專門的橋梁養護管理員，每年都請專門的橋梁檢測機構開展全線橋梁的檢測工作，出具每一座橋梁的檢測報告，并提出針對性的養護措施，希望養護巡查隊員以后也能配備先進檢測手段和儀器，以便更好的對橋梁的日常技術狀況進行監控掌握。在橋梁新技術、新工藝不斷發展，在橋梁建設周期由于種種原因而縮短時，我們必須重視現在乃至將后所面臨的橋梁狀況整體風險。顯然，控制橋梁整體風險是每一個工程建設參與者以及養護運營管理者的責任，而工程人員自身所蘊含的技術風險、管理風險也要引起我們的重視。只有樹立良好的整體風險控制觀念，時刻防患于未然，才能夠更好的實現公路橋梁事業的大發展。

參考文獻

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作者:張慶春 單位:齊魯交通發展集團有限公司濰坊分公司