高架桥工程施工安全评价

摘要
随着经济的迅速发展与城市化进程的加快，我国高架桥数量在持续增长。

但由于高架桥施工存在着工期长、流动性大、工程量大、工序复杂等特点，高架桥施工存在许多安全问题，施工现场的安全状况不容乐观。

论文结合金寨路高架桥实际特点，分析了在高架桥施工中存在的主要危险有害因素，并运用事故树分析法，得到了该桥施工过程中存在的危险源及其影响因素。

基于高架桥施工相关法律、法规、规程及现场专家意见的基础上，建立了包括现场安全管理、安全施工技术、施工设备及设施管理、个人防护及自然环境等5大单元18个分指标的多级多层次指标体系，并通过层次分析法确定了各级指标的权重。

在系统综述目前国内外安全评价研究现状的基础上，结合该桥的实际情况，建立了高架桥桥施工过程安全模糊综合评价模型，结合现场技术人员及专家的打分，分析出了该高架桥施工过程的安全现状。

针对本文所辨识出的危险源及安全评价结果，建立了高架桥施工的安全管理、技术措施、易发事故的应急救援等三大方面的安全保障体系。

对该高架桥的评价研究表明，本文所建立的评价指标体系及评价模型比较全面系统的包含了高架桥施工过程中的主要内容，能够辨识其中存在的安全隐患，所建立的安全保障体系能对现场的安全施工起到重要作用。

关键词：高架桥施工；危险源辨识；模糊综合评价；安全保障；应急救援
A BSTRACT
With the quickening rhythm of modern society and urbanization，it brings about a sustained growth in the number of bridges of our country. However，There are so many security problems in bridge construction. Since it needs spending a long time for the bridge construction and repairs，judging from all evidence offered，we must pay more attention to the bridge construction and repairs.This paper evaluates the dangerous sectors and indicates the principle hazards and factors which impact them according to the fault tree analysis.Based an the related laws，regulations，rules and the advice of experts，this paper set up a system which including safety management,construction technology，construction equipment，personal protection and the natural environment，such as the5units at18indexes，and also ascertain the weight of each index by the AHP.
This paper summarizes the theoretical insights provided by experts in and abroad and explores the Fuzzy Evaluation.The theme is considered in the context of viaduct bridge specifically and some issues are highlighted，relating to the security management，technique measures and urgent rescue.Not only the evaluation index system and model include the chief contents of bridge construction and repairs，but also can identify security risks，and also Security system play a important role to bridge construction site.
Keywords:Viaduct Bridge Construction,Identification of Hazard Sources,Fuzzy Evaluation,Safety Guarantee,Emergency Rescue.
目录
摘要 (I)
ABSTRACT (II)
第一章绪论 (1)
1.1课题研究背景及意义 (1)
1.1.1课题研究背景 (1)
1.2国内外建筑桥梁施工事故现状分析 (3)
1.2.1国外建筑桥梁施工事故现状 (3)
1.2.2国内建筑桥梁施工事故现状 (5)
1.3.1国外安全评价研究现状 (6)
1.3.2我国安全评价现状 (8)
1.4研究内容及技术路线 (9)
1.4.1研究内容 (9)
1.4.2主要技术路线 (9)
第二章安全评价主要方法简介 (11)
2.1安全评价定义及原理 (11)
2.1.1危险源定义及分类 (11)
2.1.2安全评价定义及原理 (12)
2.2危险源辨识与安全评价的主要方法 (16)
2.2.1危险源辨识方法 (16)
2.2.2安全评价方法 (17)
3.1金寨路高架桥简介 (24)
3.1.2项目施工特点和难点 (30)
3.2高架桥施工中发生事故的原因分析 (30)
3.2.1高架桥施工中风险因素水平分析 (30)
3.3高架桥施工过程中危险源辨识分析 (31)
3.3.1高架桥施工中主要危险有害因素分析 (32)
3.3.2金寨路高架桥施工中主要危险源辨识结果 (34)
3.4高架桥施工过程中事故原因及严重度分析 (35)
3.4.1高架桥施工过程中危险有害因素严重度分析 (35)
3.4.2高架桥施工过程中事故原因的事故树分析 (39)
3.5本章小结 (45)
第四章金寨路高架桥施工过程安全模糊综合评价 (46)
4.1评价方法的选择 (46)
4.1.1模糊综合评价的可行性 (46)
4.1.2模糊综合评价方法的优点 (47)
4.2施工现场指标体系建立及权重的确定 (48)
4.2.1施工现场指标体系建立及判断方法 (48)
4.2.2各项指标权重的计算 (53)
4.3施工现场整体安全模糊评价 (54)
4.4本章小结 (56)
第五章高架桥施工安全保障体系研究 (58)
5.1建立安全管理体系 (58)
5.1.1安全生产监督与检查 (58)
5.1.2安全施工规章制度 (60)
5.1.3建立完善安全生产投入机制 (60)
5.1.4建设企业安全文化 (61)
5.2安全施工技术 (62)
5.2.1安全工作准备与保障措施 (62)
5.2.2主要工程安全施工技术 (63)
5.3事故应急救援 (69)
5.3.1应急救援组织机构及职能 (69)
5.3.2应急响应流程 (70)
5.3.3潜在的紧急情况的救援措施 (71)
5.3.5救援抢险装备与设施 (72)
5.4本章小结 (73)
第六章结论与展望 (74)
6.1结论 (74)
6.2展望 (75)
致谢 (76)
参考文献 (77)
第一章绪论
1.1课题研究背景及意义
1.1.1课题研究背景
在高架桥施工过程中，各种风险因素都对工程质量产生影响，在一定的条件下将会导致工程事故。

国内外高架桥工程事故不计其数，导致事故发生的因素众多。

不少事故与结构形式复杂程度有关。

特别是新型复杂的结构，在应用初期阶段，人们对其结构特性认识尚不够深入，设计理论尚不够成熟，极易导致工程事故的发生。

据相关统计，在2007年至2011年5年间，全国已经有至少17座大桥发生垮塌事故，造成156人死亡、88人受伤、23人失踪。

2011年7月以来，一系列高架桥塌陷事故纷至沓来。

7月11日凌晨，江苏盐城境内328省道通榆河桥发生坍塌；
12日，武汉黄陂一高架桥被发现引桥严重开裂；
14日上午，通车不到12年的武夷山公馆大桥倒塌；
15日凌晨，钱江三桥引桥桥面塌陷；19日凌晨，一辆重达160吨的严重超载货车造成北京市宝山寺白河桥塌毁。

整个7月，脆弱的高架桥一个个倒下，压迫着公众的神经。

人们用“桥脆脆”来比喻这些“年轻有为”的大桥。

一些公众在微博、贴吧中回忆，那些建于战乱年代、大饥荒年代，甚至肩扛背驮的古代的大桥，比如南京长江大桥，武汉长江大桥，钱塘江大桥，甚至赵州桥等等，“古老的高架桥仍然挺立，年轻的的现代化大桥却先倒下。

”
据相关统计，在2007年至2011年5年间，全国已经有至少17座大桥发生垮塌事故，造成156人死亡、88人受伤、23人失踪。

大桥垮塌事故原因调查的复杂性和专业性及相对被动的公布机制等因素造成的信息不对称，使得高架桥垮塌的危机被放大。

8月份，记者在参加交通运输部安全生产工作会议上获悉，近年来的高架桥垮塌事故中，天灾成为高架桥坍塌的诱因、甚至主因，因此，在多雨的七八月份，往往是高架桥安全事故的多发时段。

同时，查阅资料获悉，7月份垮塌、开裂的高架桥中，钱江三桥、北京宝山
寺白河桥工程隶属于交通运输部，而武夷山公馆大桥隶属于旅游部门，江苏盐城境内328省道通榆河桥发生坍塌之后隶属于水利部门[1]。

综上所述，在高架桥建设过程的事故具有多发性、严重性、多样性等特点。

桥梁主要作为跨越河流、深谷等地面障碍的人工结构物，施工环境一般比较恶劣，加之桥梁的结构设计及其施工方法等多方面因素，在施工过程中总会伴随着风险。

金寨路高架桥是合肥市城市总体规划骨干路网的中亚组成部分，亦是缓解中心城区及西南区域客货运交通压力的重要疏散通道。

高架桥采用现浇斜腹板连续箱形梁结构。

相对于预制空心板梁、Ｔ形梁、预制小箱梁等其他类型高架桥，现浇斜腹板连续箱梁整体性能好，抗扭刚度大，能适应各种平面线型和桥宽的变化，跨越能力大，能达到25—45米左右，能较好地满足一般城市立交桥和高架路的使用要求。

从外观看，高架桥结构简洁、轻盈，线条流畅，桥下视觉较通透开阔。

项目所出位置靠近居民区，生活居民比较多，对现场施工安全、环境保护、水土保持等方面技术要求较高；基桩钻孔和桥面部分空心板梁的吊装架设安全施工技术要求难度较高。

1.1.2课题研究意义
安全评价的目的是查找、分析和预测工程、系统存在的危险、有害因素及可能导致的危险、危害后果和程度，提出合理可靠的安全对策措施，指导危险源监控和事故预防，以达到最低事故率、最少损失和最优的安全投资效益。

它根据桥梁的具体危险源的评价来确定危险源的重要程度，从而根据此程度来制定相应的施工方案和管理制度，即为风险控制。

危险源辨识、安全评价、风险控制构成一个体系来保护施工期间的安全，此系统是一个封闭循环系统，如图1.1所示。

图1.1施工期间安全管理系统运行图
安全评价对桥梁施工过程中所发挥的作用主要有以下六个方面。

一是把危险、有害因素纳入到操作规程、应急预案、安全管理制度的制定及企业的日常安全管理当中去，改善企业在管理过程中工艺流程、设施、设备等方面的不足和存在的问题，尽量减少事故的发生，使企业在正常化的轨道上运行；二是改善企业劳动安全条件、作业环境等各方面非人为因素造成的安全问题，系统地进行安全管理；三是消除生产过程中产生的危险、危害；四是预防生产装置失灵和操作失误产生的危险、危害；五是预防重大事故的发生；六是用最少投资达到最佳安全效果，最大限度的保护人员和财产损失。

同时，在企业日常管理中，安全评价还起到平衡协调的作用。

由此看来，安全评价是适应现代企业经济体制需要的，同时也体现安全评价的重要性和经济基础的一种经济管理体制。

桥梁施工过程危险源辨识及安全保障体系研究有利于安全施工避免事故的发生，保障人员的生命财产损失，建立企业的安全文化给企业创造无形的资产。

1.2国内外建筑桥梁施工事故现状分析
1.2.1国外建筑桥梁施工事故现状
（1）日本
1999年日本建筑工人总人数为657万人。

所有产业发生的导致误工4日以上的受伤达189，589人次，其中最多的是建筑业，达54，357人次（占28.67%）；所有产业死亡2354人，建筑业还是最多达993人（占42.18%）。

图1.2为所有行业的死亡事故所占比例的统计数据图。

而且日本建筑业的工人55岁以上所占比例明显增加，就业工人迈向老龄化。

统计表明，建筑业中50岁以上的高龄者引起的事故率正在逐年增加，而且年龄越高越容易发生意外事故。

日本目前建筑业的安全问题主要是由劳动省、建设省为首的国家部门机关和地方政府具体实施，增加了负责施工安全的人数。

在施工现场总部实行安全与健康管理措施，在危险作业场所实施专门的安全措施，小规模工程意外事故预防对策以及实施主动的现场意外事故的预防活动等。

（2）美国
据2005年统计的资料，美国桥梁建筑业从业的人员为850万人，约占全美国总就业人员的6.5%。

当年度桥梁业因工死亡工633人，其中管理人员91人，工人542人。

高处坠落死亡的事故类型所占比例见图1.2。

从脚手架坠落26%
38%6%安装钢结构坠
落
1.2高处坠落死亡的事故类型所占比例
1970年美国政府颁布了《职业安全与健康法》（Occupational Safety Health Act:1970），它通过加强了法庭对建筑工人安全的保护，使有关人员的安全责任更大了。

随着医疗费用的高涨，使私人业主对安全产生了极大兴趣，他们开始意识到保证工地上的安全，减少法律责任和经济损失，招标时选择事故发生少的承包商。

随着对安全的日益重视，承包商也意识到提供安全的工程服务是他们在业界立足于发展的唯一途径。

对于建筑业这种因素显得极为重要。

目前美国很多项目承包商把“零事故”（Zero-Accident）--在施工现场不发生任何事故作为努力目标。

公司应当为任何可能发生的事故做准备，同时也要为杜绝任何事故的发生做准备。

（3）英国
目前英国桥梁建设业从业人员约111万人，2005-2006年度因事故死亡59人。

而2006年4月1日到9约31日半年时间死亡44人，远高于前一年同期的29人。

尽管采取了一系列措施，但是事故仍然是不断发生，形势依然很严峻，其桥梁建筑业重伤事故率如图1.3所示。

100
200
300
400
500
19951996199719981999
1.3桥梁建筑业重伤事故率
英国从20世纪70年代到现在相继颁布了《劳动安全健康法》、《建筑设计与管理条例》、《工作安全健康管理条例》等相关法律来保障安全施工。

2006年9月出版的《国家职业安全卫生》是职业安全卫生署的建议，其中包括对墙板安装工人和木匠、从事移动式起重机、天窗和屋顶和地板工作人员、车辆和装备工作人员的建议，提出很多相应的技术措施来降低人员受伤机会。

目前，英国施工安全的工作目标是到2010年，工商导致的工作日损失减少30%，重伤和死亡事故减少10%，职业病病例减少20%。

1.2.2国内建筑桥梁施工事故现状
我国建筑业近年来的事故率依然居高不下，从1990年到2005年以来，我国每年所发生的建筑施工事故的死亡人数依然超过千人，每年的直接经济损失愈百亿元。

从2000年开始建筑业的事故发生率有上升趋势。

图1.4为近年来各类型建筑施工安全事故死亡人数比例图。

到从2004年以来。

随着国家的重视颁布了一些相关法律，建筑业的事故有所下降。

和过外发达国家相比我国的安全生产科学管理尚处于起步阶段，许多建
筑施工企业的安全管理和安全技术水平还比较低，施工安全管理不规范、不严格；工人素质较低，安全保护意识差，没有经过专门培训或培训不到位就上岗作业；
机器伤害 6.81%
45.43%
1.4近年来各类型建筑施工安全事故死亡人数比例
施工现场违规指挥、违章操作和违章施工随处可见；我国现行建筑施工安全管理制度在施工现场没有产生有效作用，生产安全监督和安全信息建设体系尚待完善；而工程建设新材料，新工艺、新技术的应用，也引发了新的危险因素使得建筑施工安全生产的形势依然比较严峻。

建筑施工圣餐安全管理的方针是“安全第一，预防为主”，而由于建筑施工存在工序多、施工场地露天作业多、桥梁建设多临水，不安全因素多等特点加上建筑业本身的安全生产科技相对落后，而一些新技术、新材料、新工艺在工程上的应用，都加大了施工的难度和危险性。

为使操作人员充分理解方案的内容，减少失误，提出要把方案的设计思想、内容与要求，想作业人员进行充分交底。

同时，根据工程特点进行安全分析、评价、设计，制定对策并组织实施，进行信息反馈，保证施工中安全防护工作能准确生效。

1.3国内外安全评价现状分析
1.3.1国外安全评价研究现状
国外安全评价研究起步较早，1962年4月，美国公布了第一个有关与统安全的说明书—“空军弹道导弹系统安全工程”，对民兵式导弹计划有关的承包商
提出了系统安全要求；1969年，美国国防部又批准了“系统及相应子系统与装备的补充安全大纲”即MLI一STD一852，该标准成为美军装备合同中必须遵循的条件。

继航空工业之后，美国更多的工业部门由于安全的需要，也广泛应用系统安全分析与评价方法。

一些专门从事系统安全分析的技术分析公司在许多工业领域有所建树。

他们采用“预先危险性分析”、“故障树分析”、“故障模式和影响分析”、“人的因素分析”、“链分析”、“临界状态分析”等方法解决工程中的安全问题，取得了极大的经济效益。

英国20世纪60年代中期就建立了故障率数据库和可靠性服务所，开展了研究工作。

70年代初，日本劳动省颁发了“化工厂安全评价指南”，把评价方法进一步向科学化、标准化方向推进，该方法综合采用了一整套安全系统工程的分析方法和评价手段，使化工厂的安全工作在规划、设计阶段就能得到充分保证，在国际同行中影响很大，并一举推动安全系统工程的进步。

在世界范围广泛应用的美国原子能管理委员会关于“商用核电站风险评价报告”是在70年代中期发表的。

现在定量安全评价已在工业发达国家的许多工程项目中得到广泛应用，并在许多行业制订了技术标准。

安全评价已成为当代安全管理中最有成效、正在逐渐完善的一种极为重要的方法[2]。

英国是最早系统地研究重大危险控制技术的国家。

1974年6月弗利克斯巴勒爆炸事故发生后，英国卫生与安全委员会设立了重大危险咨询委员会（ACMH），负责研究重大危险源的辨识、评价技术和控制措施。

随后，英国卫生与安全监察局（HSE）专门设立了重大危险管理处。

ACMH于1976年首次向英国卫生与安全监察局提交了重大危险源标准的建议。

由于ACMH等机构在重大危险源辩识、评价方面极富成效的工作，促使欧共体在1982年6月颁布了《工业活动中重大事故危险法令》E（ECderictives82/501，简称《塞韦索法令》）。

为实施《塞韦索法令》，英国、荷兰、德国、法国、意大利、比利时等欧共体成员国都颁布了有关重大危险源控制规程，要求对工厂的重大危害设施进行辨识、评价，提出相应的事故预防和应急计划措施，并向主管当局提交详细描述重大危险源状况的安全报告。

由于西方发达国家对系统安全的研究，进入20世纪90年代，西方各国对人的价值和对劳动力的保护有了更新的认识，并由此制定了有关政策和安全研究重点，开展了有计划预防事故的安全投人，使其职业伤害一直处于稳定下降的趋势。

对于安全评价的研究技术起源于20世纪30年代，应用于保险业，然后到
1964年美国道化学公司根据化工生产的特点首先开发出“火灾、爆炸指数评价法”。

对于系统安全的研究始于20世纪60年代初期英美等工业发达国家，用于研究导弹系统的安全性、可靠性。

到1967年7月经过两次修订，成为现在的MIL-STD-882B“系统安全程序要求”。

1974年美国核工业应用了系统安全分析和系统安全评价技术。

近年来随着科学技术的发展，危险源辨识和安全评价方法应用到了电子、宇航、铁路、建筑、原子能、汽车、化工等很多领域。

方法多种多样，如模糊故障树分析、模糊概率法、计算机专家系统、人工神经网络、灰色理论、动态安全评价等，并且取得了良好的成效值得我们学习。

1982年英国TECHNICLTD公司易燃易爆毒性物质评价软件包。

1989年，荷兰的应用科学研究院开发了EFFECTS安全分析软件包，具有事故辨识和建模功能。

1986年欧共体ISPPA联合研究中心开发完成了环境与风险分析软件。

1989年意大利STA公司开发了STAR安全风险评价软件包，使用于项目的前期评价。

1.3.2我国安全评价现状
我国从1978年以来，航空工业、化学工业和核工业等部门，开始采用和推行安全工程中一些危险评价分析方法。

1984年以后，开始研究安全评价理论与方法，小范围进行系统安全评价尝试。

1987年，机械电子部首先提出对整个企业系统进行安全评价，全面运用安全系统工程原理开展安全管理工作，并着手制定部颁标准。

随后，许多企业和一些产业部门开始着手安全评价理论、方法的研究与应用。

如化工部、冶金部、航空航天部等都开始了本系统评价标准的制定工作，核工业部参照国外标准对秦山核电站进行了科学的评价，劳动部也组织力量从事有关评价的一系列国家统一标准的制定工作。

北京、天津、上海、湖北、广东等省市也在不同程度地开展了安全评价的研究与试点工作。

2002年，为适应安全生产形式的发展，特别是配合当年开始的安全生产专项整治工作的开展，6月7日，国家安全生产监督管理局颁发了《印发《关于加强安全评价机构管理的意见》的通知》。

该号文件在安全评价的历史上也具有很重要的意义，它起到了承接并延续、发展原国家经贸委开展起来的建设项目劳动安全卫生预评价工作的作用。

2002年1月26日，国务院颁布了《危险化学品安全管理条例》，这是我国中央政府制定的法规中首次出现“安全评价”这个名词。

2002年6月29日，《中华人民共和国安全生产法》颁布，安全评价被写进
看国家的法律中。

《安全生产法》的颁布为安全评价的发展、提高提供了显著的动力。

2004年7月1日，《中华人民共和国行政许可法》开始实施，根据国务院的决定，安全评价机构资质可被列入到由国家安全生产监督管理局行使的政府许可事项中。

2004年10月20日，国家安全生产监督管理局颁布了第13号令《安全评价机构管理规定》。

20多年来，我国的安全评价从无到有、从小到大，期间经历了曲曲折折。

在它的发展过程中，洗去了环境影响评价、管理体系认证等其他类似工作的很多经验、教训。

国家安全生产监督管理局已将安全评价体系作为安全生产六大技术支撑体系之一，安全评价体系将为保障我国的安全生产工作发挥巨大的作用。

对于安全系统工程是从20世纪70年代末开始的。

天津东方化工厂应用安全系统工程起了的带头作用，其后是各类企业借鉴引用国外的系统安全分析的方法。

到80年代后期，人们研究的注意力逐渐转移到系统安全评价的理论和方法，特别是企业安全评价方法。

现阶段与建筑安全相关的研究主要集中于四个方面：建筑安全文化、建筑安全的组织管理形式、建筑安全管理的投入和收益、建筑安全技术等。

但是针对于桥梁的研究并不是很多[3]。

1.4研究内容及技术路线
1.4.1研究内容
论文基于国内外大量高架桥施工中存在的危险隐患，在安全评价的基础上辨识了金寨路高架桥施工过程中得危险源，并用层次分析法得到了各级指标权重。

应用模糊综合评价法进行了安全评价，针对所辨识的危险有害因素提出了高架桥施工过程中的安全保障体系。

1.4.2主要技术路线
本文的主要技术路线如图1.5所示。

第二章安全评价主要方法简介
2.1安全评价定义及原理
2.1.1危险源定义及分类
（1）危险源的定义
危险源是指可能导致伤害或疾病、财产损失、工作环境破坏或这些情况组合的根源或状态。

危险因素强调突发性和瞬间作用的因素，有害因素强调在一定时期内的慢性损害和累计作用。

对于建筑业，就是对建筑系统中的危险源进行辨识和分析，进而对其进行控制。

危险源辨识就是识别危险源的存在并确定其特性的过程。

（2）危险源的种类
在建筑生产领域危险源是以多种多样的形式存在的，危险源导致事故可归结为能量的意外释放和有害物质的泄露。

根据危险源在事故发生发展中的作用把危险源分为两大类。

即第一类危险源和第二类危险源。

①第一类危险源。

在系统中存在的、可能发生意外释放能量的载体或危险物质称为第一类危险源。

能量或危险物质的意外释放时事故发生的物理本质。

在高架桥施工安全系统，属于第一类危险源的能量主要有：电能、机械能、热能、位能和重力能、压力和拉力等，这些能量的意外失控会转化为破坏能量，造成人员伤害和财产损失。

属于第一类危险源的危险物质主要有：爆炸性物品、有毒物品、腐蚀性物品、放射性物品等。

②第二类危险源。

造成约束、限制能量措施失效或破坏的各种不安全因素称为第二类危险。

在建筑安全系统中，第一类危险源一般不可避免的存在，完全消除几乎不可能或付出的代价过大，主要是通过消除第二类危险源的途径减少或消除事故的发生。

按照现代事故致因理论研究表明，第二类危险源包括人的不安全行为、物的不安全状态、不良工作条件（环境）三个方面。

但要认识到，这三个不安全因素往往是管理失误或缺陷造成的。

大量的安全事故表明，伤害事故是许多相互关联的事件顺序发展的结果。

这些事件概括起来不外乎是由于安全管理的缺陷，出现了人的不安全行为和物的不安全状态两个方面，而这两个方面的产生和发展又是受多种因素作用的结果。

当人的不安全行为和物的不安全状态在各自发展轨迹中，在一定时间和空间发生了。