飞虹特大桥安全风险评估

飞虹特大桥安全风险评估

摘要：采用专家调查法，从建设条件（包括不良地质、洪水、地震）、施工阶段及运营管理等三个方面对飞虹特大桥进行安全风险识别及评估，针对重点风险提出相应的安全风险控制措施，为业主后续的安全风险管理提供依据。

关键词：不良地质；风险识别；风险评估

中图分类号：tu714 文献标识码：a 文章编号：1006-4311（2013）16-0068-03

0 引言

飞虹特大桥位于汶川至九寨沟高速公路a5标段k116+875处，为a5标段桥长较长（3786m）且建设条件复杂（不良地质、洪水、地震）的30mt梁桥，是重要的控制性工程。具有投资巨大、技术复杂、工程生命周期长、一旦发生事故又影响重大的特点。

大桥在建设、施工、运营过程中，存在着诸多的不确定性因素，任一环节的错误或疏忽，都会大大降低结构的安全性，为结构安全埋下隐患，多个风险因素的耦合往往最终导致各类工程事故的发生，造成不可挽回的重大政治影响和巨大的经济损失。特别是本桥桥位处地震烈度高、不良地质发育，因此，开展飞虹特大桥初步设计阶段安全风险评估工作，为决策者科学决策提供依据，减轻决策压力，以提高工程安全性，减少风险损失，具有紧迫的工程价值。结合地形、地貌、地质等受控因素情况，飞虹特大桥推荐方案左幅跨径布置为：3×30+30×（4×30）+3×30m，桥长为3786m；右

幅跨径布置为：30×（4×30）+5×30m，桥长为3756m。左右幅桥面宽度均为11.75m。上部结构为预应力混凝土简支t型梁，桥面连续。下部结构为双柱式桥墩，墩柱为圆形实心截面，钻孔灌注桩基础，按摩擦桩设计。两岸设桩柱式桥台，桥台处采用80型伸缩缝，桥墩处采用160型伸缩缝。最大墩高23m，最长桩长30m。

1 风险源识别

桥梁工程建设安全风险源可以笼统地分为两大类：一类是自然灾害类风险源，如洪水、地震、地质滑坡、暴雨、泥石流等；另一类是人为原因类风险源，此类事故为偶发的安全风险事故，如由于技术懈怠（或缺陷）、管理疏忽等引起的事故。通过风险源识别，拟定风险源的“轻重缓急”，以便于相关方了解工程存在多少关键风险源，有选择的采取风险应对策略，最大限度的清除工程“隐患”。从建设条件、施工技术、运营管理等三个方面分别进行风险源普查，并最终形成一个风险源列表，对列表中的主要风险源，将进行进一步的深入分析和研究。

2 建设条件风险评估

2.1 地质风险飞虹特大桥受到滑坡、危岩、不稳定斜坡等多种不良地质的综合影响，从设计、施工到运营管理各个阶段都需要高度重视，采取针对性的工程措施，才能确保大桥的安全、耐久。详细分析上述不良地质对于飞虹特大桥的影响程度之后，开展了飞虹特大桥地质灾害安全风险评估，评估结果见表2。

2.2 水文风险飞虹特大桥沿岷江河谷建设，数次跨越岷江，有

多个桥墩位于岷江河道之中。桥梁施工、运营期均会受到岷江水流的影响，必须高度重视。针对风险分析结果，开展了飞虹特大桥水文安全风险评估，评估结果见表3。

2.3 地震风险飞虹特大桥是一个大型的桥梁工程，投资很大，而且在政治经济上具有非常重要的地位，一旦在地震中遭到破坏，可能导致的生命财产以及间接经济损失将会非常巨大。如下给出该桥可能的震害风险因素：

2.3.1 桩基地震破坏桥梁的桩基是桥梁结构的重要组成部分，承担着将桥梁荷载按设计意图传递给地基的重要作用。并且在抗震计算中，桩基的地震反应往往可能成为控制因素。但是由于桩基一般都埋于地下，在实际地震震害调查中不易观测，故桩基的实际震害报道相对较少，对桩基的地震破坏经验还很匮乏。进行抗震计算时，应该使桩基的承载力大于墩柱的承载力，将桩基作为能力保护构件。飞虹特大桥采用圆形独柱独桩，桩径大于柱径：对于墩高小于15m的桥墩，柱径1.5m，桩径1.7m；对于墩高大于15m小于30m 的桥墩，柱径1.8m，桩径2.0m。桥墩几何尺寸满足上述要求，再辅以详细的抗震计算，可以保证在设计地震水平下，桩基保持弹性状态。

2.3.2 桥墩震害桥墩是支撑整个上部结构的核心构件，一旦遭遇地震破坏，结构容易发生倒塌破坏，导致生命财产以及间接经济损失。历次破坏性大地震中，均有桥墩震害发生。

在进行地震计算时，要求按照两阶段设防计算：在e1地震作用

下，桥墩截面满足强度要求；在e2地震作用下，桥墩具有足够的延性，具有足够的转动能力，上部结构不会发生不能容许的位移。飞虹特大桥结构规则，地震响应相对比较简单，抗震计算的难度较小，只要认真贯彻《抗震细则》，则可以保证在设计地震水平下达到设防要求。

2.3.3 主梁移位及碰撞震害飞虹特大桥墩高较低，最大墩高23米，因此地震作用下梁端位移比较小，发生主梁移位及碰撞震害的可能性较小。

2.3.4 连接措施（伸缩装置、支座等）失效桥梁连接措施（伸缩装置、支座、阻尼装置等）历来被认为是桥梁结构体系中比较薄弱的一个环节，在历次破坏性地震中，连接构件的震害现象都较为普遍。连接措施的失效会引起力的传递方式变化，从而对结构其它部位的抗震产生不利影响，进一步加重震害。在地震作用下，连接措施（伸缩装置、支座、挡块、横隔板）是桥梁的易损构件，损坏的风险较大。

飞虹特大桥设计采用普通板式橡胶支座，支座水平承载力较低，在大地震时支座滑移、剪切破坏的可能性较大。建议施工图阶段对支座选型进行重点研究，选用性能更优的支座，如高阻尼橡胶支座。针对以上风险分析结果，开展了飞虹特大桥地震安全风险评估，评估结果见表4。

3 施工阶段风险评估

飞虹特大桥整体施工技术成熟，需要注意的特殊之处在于，有部

分桥墩位于岷江河道之中，施工会受到水流影响。风险评估结果见表5。

4 运营管理风险评估

通常大桥在运营管理期的风险是多样化的，桥梁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大桥未来运营造成影响，应及时确定大桥运营期间可能存在的风险因素，对其进行分析评价，最后采取相应的措施保障桥梁工程的安全。对飞虹特大桥而言，运营期间最大的风险源为严重超载，因桥墩采用双柱墩，不可能发生整体倾覆，可能发生的危害有梁体开裂、支座破坏等。风险评估结果见表6。

5 结论和建议

本文立足于项目的初步设计阶段，以初步设计推荐的桥梁设计方案的有关数据为基础来展开，通过施工阶段、运营阶段中可能出现的风险因素的深入调查，对飞虹特大桥进行了包括建设条件、施工技术、运营管理等3个方面的风险评估研究，充分考虑了设计、施工、材料、设备、技术、经济、环境等重要因素的影响，完成了多层次动态的风险识别、分析评估、风险控制的过程。

飞虹特大桥桥型简单、成熟，但建设条件复杂，因此总体风险较高。10个风险源中有2个风险级别为i级，7个风险级别为ii级，1个风险级别为iii级。下面针对ii级和iii级风险提出进一步控制风险的措施。

参考文献：