摘  要：斜拉橋是由承壓的塔、受拉的索和承彎的梁體組合起來的一種結(jié)構(gòu)體系。由于施工環(huán)境惡劣、施工工序多、施工工藝復(fù)雜，大跨徑斜拉橋在整個(gè)施工過程中將面臨各種風(fēng)險(xiǎn)，極易出現(xiàn)各種事故。一旦發(fā)生事故，其帶來的損失是巨大的，有時(shí)甚至是災(zāi)難性風(fēng)險(xiǎn)后果。因此，對大跨徑斜拉橋施工安全風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行分析和評價(jià)便顯得尤為重要。該文通過對國內(nèi)外斜拉橋施工安全風(fēng)險(xiǎn)研究現(xiàn)狀進(jìn)行分析，總結(jié)出我國斜拉橋風(fēng)險(xiǎn)管理方面存在的問題并提出建議。
關(guān)鍵詞：斜拉橋、施工安全風(fēng)險(xiǎn)、研究現(xiàn)狀
    一、引言
    隨著社會的進(jìn)步和我國改革開放的發(fā)展，近幾年國家投入了巨額資金來加快交通設(shè)施的建設(shè)，作為公路及城市交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重要組成部分的橋梁建設(shè)也得到迅速發(fā)展，而作為我國大跨徑橋梁最流行橋型之一的斜拉橋更是有了前所未有的發(fā)展。近年來，我國斜拉橋建設(shè)已經(jīng)邁入世界先進(jìn)水平，在各方面都獲得了很大發(fā)展，先后建成了一批具有世界級難度的大跨徑斜拉橋，如：蘇通大橋（主跨1088米）、香港昂船洲大橋（主跨1018米）、南京長江三橋（主跨648米）、南京長江二橋（主跨628米）、武漢白沙洲長江大橋（主跨618米）、青州閩江大橋（主跨605米）、上海楊浦大橋（主跨602米）、上海徐浦大橋（主跨590米）。如今，在世界前十大斜拉橋中，中國占據(jù)了大半江山。2008年6月，世界最大跨度的斜拉橋蘇通大橋正式通車，更是標(biāo)志著我國斜拉橋建設(shè)技術(shù)進(jìn)入世界前列。
    但是，大跨徑斜拉橋本身工程投資大、技術(shù)復(fù)雜、工程點(diǎn)多線長面廣、工程壽命周期長，一旦發(fā)生事故后果嚴(yán)重。在大跨徑斜拉橋的建設(shè)和使用過程中，橋梁垮塌等類似的風(fēng)險(xiǎn)事件時(shí)有發(fā)生，如昆明新機(jī)場在建橋梁垮塌、欒川縣潭頭鎮(zhèn)湯營大橋倒塌、湖南省鳳凰縣在建的堤溪沱江大橋發(fā)生倒塌、九江大橋坍塌、廣東信宜市石崗嘴大橋突然坍塌等，由此所造成的災(zāi)難性風(fēng)險(xiǎn)損失巨大，因此必須高度重視并有效解決。
    二、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    2.1國外研究現(xiàn)狀
    國際上對橋梁風(fēng)險(xiǎn)的分析已有了多年的歷史，根據(jù)各種橋梁風(fēng)險(xiǎn)的特點(diǎn)，各國都已取得了豐富的經(jīng)驗(yàn)，已總結(jié)出諸如調(diào)查和專家打分法、層次分析法、模糊數(shù)學(xué)法、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法、統(tǒng)計(jì)和概率法、敏感性分析法、蒙特卡羅模擬法、CIM（公共信息）模型和影響圖等方法，并取得了以處理隨機(jī)不確定性問題的PERT（計(jì)劃評審技術(shù)）、GERT（圖形評審技術(shù)）、VERT（風(fēng)險(xiǎn)評審技術(shù)）為典型代表的諸多成果。
    Pontis 橋梁管理系統(tǒng)主要針對公路交通網(wǎng)絡(luò)中中小橋梁的管理與維護(hù)，目前已廣泛應(yīng)用于美國各州的公路橋梁管理工作。J．de Brito 等于1994年針對混凝土橋開發(fā)了橋梁管理專家系統(tǒng)，Ichizou Mikami等建立了修復(fù)鋼橋裂縫的專家系統(tǒng)。H．G．Melhem和Senaka Aturaliya采用專家系統(tǒng)工具CLIPS (C Language Integrated Production System)建立了橋梁總體評估程序。Hitoshi Furuta等1996年采用遺傳算法(Genetic Algorithms)與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(Neural Networks)相結(jié)合的方法開發(fā)了橋梁損傷模糊評估專家系統(tǒng)。Sexsmith 研究了基于風(fēng)險(xiǎn)管理的腳手架等橋梁施工臨時(shí)設(shè)施安全系數(shù)的確定方法。Ossama A. Abdou 指出施工是一個(gè)受復(fù)雜的合同控制的過程并且涉及到幾個(gè)層次上的復(fù)雜關(guān)系,在施工過程中有很多的風(fēng)險(xiǎn)。一般來說,有3 種施工風(fēng)險(xiǎn),涉及到施工費(fèi)用、工期和設(shè)計(jì)。
    總之，國外主要研究技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)、設(shè)備質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)和可靠性工程等問題，其研究內(nèi)容逐步向系統(tǒng)化、專業(yè)化方向發(fā)展，而學(xué)術(shù)界的爭論主要集中在風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)方法上，各種方法均有其利弊。
    2.2國內(nèi)研究現(xiàn)狀
    我國從上世紀(jì)50年代開始，開展了極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法的研究和討論，并用數(shù)理統(tǒng)計(jì)法研究荷載、材料強(qiáng)度的概率分布，確定超載系數(shù)及材料(鋼筋、混凝土)強(qiáng)度勻質(zhì)系數(shù)。在50年代末和60年代初，開展了結(jié)構(gòu)安全度問題的討論，70年代，我國針對規(guī)范制定包括公路橋梁和鐵路橋梁等設(shè)計(jì)規(guī)范時(shí)，也對結(jié)構(gòu)安全度問題作了大量的調(diào)查研究工作。80年代開始編制了概率理論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法、基于可靠度設(shè)計(jì)理論的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范。在橋梁建設(shè)中，各類橋型的橋梁施工監(jiān)控技術(shù)的廣泛應(yīng)用，對于確保我國大跨徑橋梁的建設(shè)成功發(fā)揮了重要作用。1995年，鐵道部大橋局設(shè)計(jì)院研制了橋梁數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)對不同類型橋梁設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行儲存、分類和檢索。王永平等提出用損傷度來度量橋梁結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的損傷程度，并采用模糊數(shù)學(xué)原理，建立了橋梁使用性能的模糊綜合評估體系和橋梁評估的專家系統(tǒng)。系統(tǒng)知識庫通過對眾多專家的咨詢和對專家經(jīng)驗(yàn)的整理分析獲得，而且系統(tǒng)也有了一定的機(jī)器學(xué)習(xí)功能。陸雅興等在“上海市公路路面——橋梁管理系統(tǒng)”研究中，引入橋梁缺損狀況指數(shù)BCI(Bridge Condition Index)作為橋梁缺損狀況評價(jià)指標(biāo)，建立BCI的計(jì)算模型，通過主客觀相結(jié)合的方法標(biāo)定了模型的各項(xiàng)參數(shù)。潘黎明等采用層次分析、綜合評估法并應(yīng)用模糊理論和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法進(jìn)行橋梁安全評估。
    目前，國內(nèi)一些大型橋梁的建設(shè)也引入了風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)和管理的思想及概念，如杭州灣大橋和崇明越江通道工程。杭州灣大橋基于其海上施工的工程特點(diǎn)和超大規(guī)模，將杭州灣大橋可能遇到的風(fēng)險(xiǎn)分為自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)(風(fēng)暴，潮流及波浪災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)；暴雨及內(nèi)澇，地震及海嘯風(fēng)險(xiǎn)、雷擊風(fēng)險(xiǎn)和意外事故風(fēng)險(xiǎn)(船舶碰撞風(fēng)險(xiǎn)，橋梁結(jié)構(gòu)施工風(fēng)險(xiǎn)，主要施工設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)，管理及責(zé)任風(fēng)險(xiǎn)等等)，并將上述風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行了定性評價(jià)，為將要采取的風(fēng)險(xiǎn)管理措施提供依據(jù)。上海崇明越江通道工程主要就技術(shù)的可行性和工程的可造性方面進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)分析，提出了風(fēng)險(xiǎn)防范措施。開展了河勢演變風(fēng)險(xiǎn)評估，抗風(fēng)、抗震、船撞、耐久性、施工等l7個(gè)專題的工程風(fēng)險(xiǎn)研究，以期定量確定本項(xiàng)目工程方案的抗風(fēng)險(xiǎn)能力，提出執(zhí)行風(fēng)險(xiǎn)管理計(jì)劃的實(shí)施措施。
    近幾年在橋梁建設(shè)和使用中，頻頻發(fā)生的橋梁垮塌等風(fēng)險(xiǎn)事件所造成的災(zāi)難性風(fēng)險(xiǎn)損失，已經(jīng)引起包括橋梁學(xué)術(shù)界在內(nèi)的各方的高度重視。1996年工程安全問題開始受到重視，2003年后，橋梁安全及耐久性問題引起重視，在橋梁建設(shè)中根據(jù)其特殊風(fēng)險(xiǎn)問題，橋梁專家也開始嘗試展開風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)工作。根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)源的不同，有學(xué)者將斜拉橋的施工風(fēng)險(xiǎn)劃分為施工質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)、施工組織風(fēng)險(xiǎn)、施工技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)和環(huán)境影響風(fēng)險(xiǎn)，并指出施工技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)是其中最為突出的風(fēng)險(xiǎn)因素。然而，在橋梁設(shè)計(jì)和施工技術(shù)上，屬于我國自主創(chuàng)新的技術(shù)少，我國與世界先進(jìn)國家在橋梁設(shè)計(jì)和工程施工技術(shù)，包括施工監(jiān)控技術(shù)等方面，差距在縮小，現(xiàn)在還略微滯后（有專家估計(jì)目前落后10年左右）。目前，雖然我國的大跨徑斜拉橋建設(shè)已處于世界先進(jìn)水平，但是由于起步較晚，在大跨徑斜拉橋風(fēng)險(xiǎn)分析與控制上，我國與國際上相比卻落后了近30年。