风险管理在悬臂浇筑预应力混凝土连续梁施工阶段中的应用

铁道建筑RailwayEngineering

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文章编号：1003－1995（2010）07－0005－05

风险管理在悬臂浇筑预应力混凝土

连续梁施工阶段中的应用

刘智军，朱宏光，贾德华

（中国铁道科学研究院铁科院（北京）工程咨询有限公司，北京100081）

摘要：以大跨径预应力混凝土连续梁为工程背景，以风险管理的基本流程为主线，通过现场勘察、结构分析和专家调查对连续梁施工阶段进行风险事态识别，通过调查问卷的形式对决策人风险态度进行研究，用德尔菲法对识别出的风险进行分析和评估，综合决策人的风险态度和风险评估结果，制定相应的风险对策，最后设计出便于应用的风险管理手册、风险管理台历和风险管理看板，使风险管理工作在施工过程中能得到执行，帮助施工单位顺利完成项目的投资、进度、质量和安全控制目标。关键词：风险管理连续梁悬臂浇筑

中图分类号：U445.466；U445.1文献标识码：B桥梁施工阶段的风险管理是预防桥梁施工阶段事故发生的必要措施。随着现在桥梁跨径的加大，桥梁施工施工的难度也随之增大，同的作业环境也越来越复杂，

桥梁施工阶段是桥梁结构整个生命周期中最薄弱时，

的阶段，承受荷载的能力最低，任何不利的作用和预料都可能给桥梁造成不同程度的损伤和破之外的荷载，

坏，同时，连续梁多为节点工程，如不能按质按期完成施工，架桥机不能按时过跨，将影响全线的工期。因此必须实行有效的风险管理，保证工程建设的顺利进行，使工程项目的投资、进度、质量和安全控制目标能顺利实现。

风险管理咨询小组通过现场勘察、结构分析和专家调查对此连续梁施工阶段进行风险事态识别；通过调查问卷的形式对决策人风险态度进行研究；用德尔菲法对识别出的风险进行分析和评估；结合决策人的风险态度和风险评估的结果制订相应的风险对策；最后设计出便于应用的风险管理手册、风险管理台历和使风险管理工作在施工过程中得到有风险管理看板，

效执行，帮助施工单位顺利完成项目的投资、进度、质量和安全控制目标。

法，如头脑风暴法、德尔菲法、幕景分析法、故障树分析法等。但每种方法都存在缺陷，在实际应用中还存在大量的问题。因为我国桥梁施工阶段的事故灾害没有通过结构分析和现场调查，得出初步的可用的数据库，

风险事态列表，通过调查的意见进行补充，并采用德尔使专家的意见趋于一致，得到最终的风菲法进行修正，

险事态列表，这种方法比较适合目前我国桥梁施工阶段风险的识别。

根据桥梁工程施工阶段常见的风险事态的特点和可将施工阶段常见的风险事态风险管理对策的不同，

分为如下几类：质量事故、意外事故、自然灾害和其它风险事态。1.1现场勘察

各个桥梁施工现场周边环境、施工单位素质、施工区域气候条件千差万别，同时随着施工过程的进行，现场情况不断变化，因此通过对现场实地勘察，可以总结许多风险事态，同时，通过对施工过程的跟踪调查，可以发现许多新的风险事态。预应力混凝土连续梁悬臂浇筑施工阶段风险识别主要考虑由自然条件、技术条件、管理因素等引起的风险，因此对现场的勘察主要考察如下几个方面。

1）自然条件。连续梁位于华北平原，属暖温带亚湿润大陆性季风气候，累计年最高气温40.5℃，累计年最低气温－15℃，降雨量多集中在6～8月份，年平均降雨量474.9mm，大风多集中在3月和4月份，历

收稿日期：2010－04－15；修回日期：2010－05－20

作者简介：刘智军（1983—），男，湖南邵阳人，硕士研究生。

1预应力混凝土连续梁悬臂浇筑施工阶段风险识别

在风险评估理论发展的过程中出现了多种风险识别方

年最大风速19.0m/s。附近城市有过地震历史。土壤最大冻结深度为0.54m。桥址区地下水类型为冲

6

铁道建筑July，2010

洪积平原区第四系孔隙潜水，埋深在25m左右。水位年变化幅度2.0～5.0m。

线路跨越省道和高速公路，交通十分便利，且施工便道、引入便道已贯通，各类施工机械、器具、材料及人员等均可直接抵达施工现场。高速公路北侧路基坡脚距离A墩承台边缘9距排水沟一米处有一国防光缆，

B墩与C墩之间有一根东西走向的输油管道，m，距离B墩承台边缘20m。

2）技术条件。通过研究实施性施工组织设计中施工方法与工艺、原材料控制等方面，发的施工机械、

0段梁体现本连续梁的主要技术重点为：深基坑支护、的冬期施工、梁体的线形控制和稳定性控制、梁体合龙段的合龙施工和梁体体系转换。在施工组织设计中，冬期施工的原材料（水泥、外加剂）和配合比质量控制措施太过简单，没有可操作性；对线性控制采取了一定但监测测试频率不够，在预压前后和挂篮安装前措施，

后没有要求监测；没有专门针对预防挂篮行走事故采缺少可取有效措施；对预应力管道保护工作没有细化，操作性。

3）管理因素。本连续梁施工单位施工技术成熟、管理经验丰富，作业队由本标段已完成的跨省道连续具有连续梁现场施工作业经验。梁原班作业人员组成，

监理单位桥梁结构方面技术力量雄厚，有同类工程的监理经验。1.2结构分析

在施工过程中，结构处于最软弱的状态，荷载承受能力最低，任何不利的作用或意料不到的荷载都将对带来不同程度的损害，甚至破结构造成不利的影响，

坏，或者引起该建筑物周围其它财产的损失、人员的伤亡等。结构分析己经成为现代结构设计、施工、管理及通过结构养护过程中了解结构受力状况的主要手段，分析，可以获得结构详细的受力状态，即可采取有针对性的措施改善结构受力特性，为风险事态的识别提供了有力的支持。

通过桥梁结构专家对本连续梁的各个施工阶段的发现底板在合龙束结构受力情况进行了有限元分析，

张拉过程中受力达到了最大允许应力的95%，如在张拉过程中控制不当可导致底板崩裂。1.3专家调查

施工阶段风险评估研究过程中，专家组由桥梁设计专家2名、施工专家3名、科研人员2名和管理方面的专家2名，共7名专家组成专家组（成员从业时间应在15年以上）。风险管理咨询小组分别向每位专家介绍施工现场详细情况、提供了设计图纸和实施性施工组织设计后，让专家组根据自己的经验提出风险事

#

寄回风险管理咨询小组后，采用德尔菲法不断修态，

正，使得各位专家最后观点基本趋于一致，最终获得风险事态如表1。

表1连续梁施工阶段风险事态

序号风险事态类型意外事故自然灾害自然灾害自然灾害序号9风险事态纵向预应力管道裂缝堵塞、预应力张拉设备故障纵（横）向预应断丝力滑丝、锚固区混凝土局部开裂挂篮在行走过程中事故底板在合龙束张拉过程中崩裂中跨合龙高差过大类型质量事故质量事故质量事故质量事故意外事故质量事故质量事故1输油管道爆破事故2低温对施工的影响103风对施工的影响114地震对施工的影响125冬施原材料控制不当，质量混凝土浇筑质量差事故意外事故质量事故质量事故136施工人员高空作业事故147箱梁顶板浇筑不平整158剪力齿槽预埋不正确2决策人风险态度研究

风险评估中需要解决的一个重要的问题是由于决而引起对待不确定后果的态度不策人的价值观不同，

同，使得决策人对后果价值的判断与后果的实际价值有一定差距，最终造成决策不同。

风险管理咨询小组采取了对决策人风险态度进行问卷调查的方式，问卷设计共向决策人调查三部分内即人员、货容：首先是决策人对各种损失的转换关系，

币和时间的相互权重关系，为后续研究中总体风险的“在这个项目中如果有集成提供依据。相关问题比如

一种风险一定会发生，且会造成一个人员伤亡，你愿意？”、“如果此项目工期延误花多少钱来规避这个风险

？”、“在人员、了一天，你愿意花多少钱来挽回损失工期、货币三种损失中你最不希望发生的是？”等等。其次调查了决策人对于各概率和损失组合等级的风险态度，见表2。最后调查了决策人对部分风险事态的认识程度，同时请决策人列出所了解的风险事态，作为对已识别风险事态的补充。

在问卷设计过程中，直接询问决策人对于损失后果的认识存在困难，尤其是人员损失和时间损失，但是询问决策人对特定风险事态的态度及对风险事态按照因此问卷首先介绍了严重程度进行排序则相对容易，

风险事态的5个基本等级如表2，在保证决策人准确理解的基础上，要求他们表明对风险事态的态度评价。

2010年第7期风险管理在悬臂浇筑预应力混凝土连续梁施工阶段中的应用

表2基本风险态度

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的风险则不愿花费太多投入。

风险描述无风险低风险

风险等级可忽略可接受

风险态度描述

无需进一步考虑的风险

整个桥梁工程建设期间都应对这一风险进行

但无须立刻采取专门的措施降低风险管理，

除常规施工管理外，应对此风险事态引起高，度重视必要时可采取措施降低风险

应确定降低风险措施，只要降低风险的成本

就应执行风与所取得的效益相比是合理的，

险降低措施

无论降低风险成本有多大，都应至少把该风险降低到严格控制区间

3施工阶段风险评估

风险事态识别及决策人风险态度确定之后，对风险事态进行评估。风险评估的对象是项目的各单个风险。采用定量的评估法，同时考虑风险事态发生的概率和相应的后果，将各个风险事态的风险概率和后果形成风险事态严重度和概率的意义进行细化和明确，

水平分级，然后就可以根据经验或是决策人要求制订基本风险对策。根据结构体系、天气条件、施工单位经即可形成风险事验等的变化对概率和损失进行修正，态随施工阶段的动态评估。

风险评估的关键问题之一是描述风险事态的影响程度，即进行风险损失的估计。从定义的角度出发风险损失估计可以理解为在风险事态影响下系统状态与目标的偏离程度。在具体形式上，风险损失估计基于

损失赋值

54321

中等风险合理控制

高风险严格控制

极高风险不可接受

同时将风险概率分为非常可能、很可能、中等可能、低可能性、非常不可能五个等级；将损失程度分为灾难性的、非常严重、严重、一般、无关紧要五个等级，同时将风险概率和损失程度进行赋值，见表3。制订表4，请决策人填上风险等级。

表3风险概率和损失赋值

概率描述非常可能很可能中等可能低可能性非常不可能

概率赋值

54321

损失描述灾难性的非常严重严重一般无关紧要

损失的物理形式的基本单位建立。例如，考虑结构损伤时，其损失估计的基本单位应是描述损失程度的某其损失估计的基本单位应个物理量；考虑时间损失时，为某种时间单位。

为便于操作，风险评估中概率和损失估计参照决策人风险态度研究，只做定性描述，而不做深入的定量分析。同样将风险概率分为非常可能、很可能、中等可能、低可能性、非常不可能五个等级；将损失程度分为灾难性的、非常严重、严重、一般、无关紧要五个等级，分别让各位专家对已识别的风险事态进行概率和损失采用德尔菲法不断修正，使得各位专家最后观点描述，

基本趋于一致，最后得到风险概率和损失见表6。根据表4、表5和表6，可以求得每个风险事态的相信风险等级，根据风险等级进行排序，如表7。

表6风险概率和损失

序号风险事态1输油管道爆破事故2低温对施工的影响3风对施工的影响4地震对施工的影响5

冬施原材料控制不当，混凝土浇筑质量差

概率描述低可能性非常可能低可能性非常不可能很可能中等可能非常可能很可能很可能中等可能中等可能很可能很可能低可能性中等可能

概率赋值252143544334423

损失描述非常严重严重严重灾难性的严重非常严重一般严重严重一般严重一般灾难性的非常严重非常严重

损失风险赋值433534233232544

量81565121210121269820812

表4决策人风险等级态度

风险等级非常可能很可能中等可能低可能性非常不可能

灾难性的不可接受不可接受不可接受严格控制可接受

非常严重不可接受不可接受严格控制合理控制可接受

严重严格控制严格控制合理控制可接受可接受

一般合理控制合理控制合理控制可接受可忽略

无关紧要可接受可接受可接受可忽略可忽略

R为风险事态根据R=PL计算风险量的大小，式中，的风险量；P为风险事态概率水平等级；L为风险事态损失水平等级。求得决策人风险态度中不同风险等级对应的风险量上下限，得到表5。

表5风险等级对应的风险量大小

风险等级可忽略可接受合理控制严格控制不可接受

风险量上下限

1～33～66～1010～1515～25

根据调查问卷的答案，分析决策人的风险态度，得到以下结论：

1）决策人在人员、货币、时间三种损失中最关注的是人员，粗略换算为：伤亡1人=耽误工期10d=100万人民币。

2）决策人对高可能性的风险比较敏感，愿意对高可能性低损失的风险采取措施，而对低可能性高损失

6施工人员高空作业事故7箱梁顶板浇筑不平整8剪力齿槽预埋不正确9纵向预应力管道堵塞、裂缝10预应力张拉设备故障11纵（横）向预应力滑丝、断丝12锚固区混凝土局部开裂13挂篮在行走过程中事故14底板在合龙束张拉过程中崩裂15中跨合龙高差过大

8

表7风险事态的等级划分

序号风险事态风险等级序号910111213风险事态铁道建筑July，2010

风险等级4风险管理对策及实施措施

项目风险被识别、分析和评价后，风险管理人员按照项目总体目标，规划并选择合理的风险管理对策，并尽可能地降低项目风险的潜在损失和提高对项目风险风险控制有四种对策：风险回的控制能力。一般而言，

避、风险转移、风险缓解和风险自留。预应力混凝土连续梁的悬臂浇筑施工方法是一种较为成熟的方法，施工过程中的风险事态大多为技术风险，可通过改善技强化管理等手段来避免。术、

重点对不可接受和需严格控制的风险事态制订有效的对策，即表7中的前7个风险事态。根据决策人风险态度和专家意见制订对策如表8。

1挂篮在行走过程中事故不可接受2中跨合龙高差过大3严格控制锚固区混凝土局部开裂合理控制输油管道爆破事故箱梁顶板浇筑不平整预应力张拉设备故障合理控制合理控制合理控制纵向预应力管道堵塞、严格控制裂缝4施工人员高空作业事故严格控制5剪力齿槽预埋不正确严格控制纵（横）向预应力滑丝、合理控制断丝6冬施原材料控制不当，严格控制混凝土浇筑质量差严格控制1415风对施工的影响地震对施工的影响可接受可接受7低温对施工的影响8底板在合龙束张拉过程合理控制中崩裂表8重点风险的技术和管理对策

序号

风险事态

对策

1）挂篮在走行过程中既要保证同一墩顶两悬臂端的同步，又要保证同一挂篮两片主桁的同步，避免挂篮在走行中出现过大的偏斜。为防止挂篮前行失控，在走行过程中还须有一定的限位措施。在松脱吊杆之前必须全面检查，弄清各处承力关系，充分肯定各处承载能力后，统一指挥，确保走行安全。具体应检查：①后锚系是否已锚固可靠；②底模平台前后吊点是否稳妥可靠；③外侧模支架是否承力于腹板对拉螺栓上或底模平台上，稳定性及承载力如何。

2）为减少摩擦使走行更轻松平稳，可在挂篮走行滑道上抹一些机油，为使三角桁架走行时不偏离中线（走行滑梁），在滑船内侧增焊限位板。1）在施工过程中采取观测已浇梁段高程和检测梁体应力进行数据收集，并利用数据进行模拟分析和计算，提供下一梁段的预拱度值，在设计单位的指导下，对梁段的线形逐段进行调整，通过调控梁体底模高程来控制线型。

2）排除温差影响。线形测量选择在清晨6：00～8：00，梁体温度基本一致的时候进行，并尽量同时测量温度现场，以便于比较分析，排除结构温差影响。

3）加强混凝土施工灌筑方量控制，使梁段混凝土重量与设计重量尽量一致。4）严格控制挂篮重量及附加荷载，使挂篮的使用状态尽量符合设计要求。5）挂篮高程调整在夜间进行，减少温差对主梁线形的影响。6）通过采用结构有限元静、动力分析程序计算挂篮变形及对实测资料进行分析，合理设置挂篮底模纵、横向弹性预抬量，考虑温差对高程的影响，对挂篮立模高程进行修正。

7）严格控制桥面堆载。

8）监控量测频率：每一块件施工观测8个测次：混凝土浇筑前后、预应力张拉前后、挂篮安装前后和预压前后。

9）监控量测时间：选在混凝土温度最低且较为稳定的时间进行，经过大量的统计观测，这一时间在早晨6：00～8：30，尤其是日照强烈的晴天，选择在黎明观测，最迟在太阳出来后半小时观测完毕，阴天与小雨观测可照常进行。

1

挂篮在行走过程中事故

2

中跨合龙高差过大

3

当普通钢筋与波纹管位置发生矛盾时，可适当移动梁体钢筋或进行适当弯折，准确安装定位钢筋网，确保

纵向预应力管道位置准确。预应力波纹管接长时，接缝处用胶布进行密封，密封长度至少超出接头300mm，接缝用胶管道堵塞、布缠裹至少三层，以免漏浆。为了不使波纹管损坏，一切焊接在波纹管埋置前进行，管道安装后尽量不焊裂缝接。如果必须在波纹管上方进行电焊施工时，应在波纹管上部垫铁皮，防止焊渣损坏波纹管，避免混凝土

浇筑时管道进浆堵塞波纹管道。

①高空作业处应有牢靠的立足处，必须视具体情况配置安全网、栏杆等安全设施；高空作业时，应采取措施防止人、工具、物体和材料坠落。②高空作业人员上岗前必须进行体检和培训考核，合格后持证方可上岗作业。③作业中必须配带安全用具，并且连接牢靠稳固；高空作业人员的衣着要灵便精干，腰间系安全带，脚下要穿软底防滑鞋，严禁穿拖鞋、硬底鞋和带钉易滑的鞋。④高空作业的物料应堆放平稳，不可堆放在临边附近，也不可妨碍通行，传递物料时不能抛掷。⑤高空作业同其他作业交叉施工时，应派专人负责协调作业顺序，以防发生意外。⑥高空焊接作业时，必须清理地面及沿空的可燃物质，避免焊渣下掉引起火灾。⑦支撑和脚手架中所用的杆件、扣件，吊篮等，必须有材质和性能鉴定合格证件；拼装方案必须进行安全性能检算，检验安全可靠后方可使用；螺栓旋拧必须采用专用力矩扳手，且应达到规定力矩值，严禁采用普通扳手进行旋拧。

4

施工人员高空作业事故

2010年第7期续表8序号

风险事态

风险管理在悬臂浇筑预应力混凝土连续梁施工阶段中的应用

9

对策

为确保齿槽尺寸无误，预埋件定位准确，采用5mm钢板加工齿槽定型模板，采用钢丝和紧线器将梁体、侧

剪力齿槽中心线进行确定，将钢丝用紧线器在准确位置绷紧后，确定齿槽模型的水平位置，并在四向挡块、

周加焊限位钢筋，固定好后进行水平测量，反复确定后进行加固。然后在齿槽模型的凹槽内按照图纸设计预埋套筒位置预先钻眼，将预埋套筒定位后与梁体钢筋焊接加固，确保套筒位置无误、安装牢固。安装完后，在套筒后涂抹机油，并用熟料螺帽进行封口，防止灰浆进入，堵塞螺栓孔。在混凝土浇筑过程中，派专人对预埋件、套筒螺栓进行检查，防止因振捣导致螺栓脱落。待混凝土初凝后，立即拆除齿槽模型，防止晚

损伤梁体。采用砂轮磨光机将限位的钢筋与模型焊点进行切割，然后用小锤轻振模拆模导致拆模困难、

板，使混凝土与模型分离（在齿槽模型安装前涂刷脱模剂），人工轻取使模型脱离梁体。

5

剪力齿槽预

埋不正确

6

1）选用强度增长快的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，且水泥强度等级不低于42.5R。水泥的保温采用保

冬施原材料

温棉被包裹储存水泥的罐体。

控制不当，

2）选择质量合格的外加剂和掺合料，如减水剂、引气剂、粉煤灰、矿渣粉等，外加剂在改善混凝土的性

混凝土浇筑

能的同时，不应对混凝土后期强度产生明显影响，亦不应含有引起钢筋锈蚀的氯盐成份。存放粉煤灰的罐

质量差

体用保温棉布包裹，外加剂存放于室内自然保温和升温。

输水管、送料带、混凝土罐车、泵车和管道采取遮蔽、包裹等保温措施。粗细骨料料仓对混凝土搅拌设备、

胶凝材料和外加剂储存罐采取棉被包裹保温措施。混凝土原材料使用时的温度根据热工采取暖棚保温，

计算和实际试拌情况确定，采用加热拌合水为主，辅以骨料保温和加热措施，以保证混凝土拌合物的出机温度，同时减少混凝土在运输过程中热量损失，保证混凝土施工入模温度不得低于5℃。准备好相关防寒

供热能源和机具设备。对冬期施工的计量系统、机械、设备、管线等进行全面检修，更换老化元保温物资、

备用一定量的易损零配件。器件，

7

低温对施工

的影响

为方便风险管理在现场落实，根据以上风险管理成果，制订了风险管理手册、风险台历和现场风险看板。

1）风险管理手册。桥梁施工风险管理手册的使用对象为施工现场管理人员和技术人员，因此在手册中不涉及复杂的评估过程，而直接将评估的结果及管同时通过版面、色彩、编号等的详细理策略表现出来，

保证手册简单易用，适应施工现场的使用要求。设计，

风险管理手册由以下五部分组成：①使用说明。②施工阶段风险评估。③风险事态描述。④工程事故实例。⑤风险事态预案。人类视觉对不同的颜色会有不同的反应，因此手册中可对颜色做符合视觉效果的设；橙色对应“严格计。在手册中红色代表“不可接受”

；黄色代表“合理控制”；对于风险级别较低的控制”

“可接受”“可忽略”，和则采用较为柔和稳重的蓝色和绿色表示。

2）风险台历。桥梁施工风险事态是与施工阶段相关联的，因此设计风险台历是一种不错的风险管理策略，每一施工阶段设计成一页形式简单、内容丰富的台历。

3）风险管理看板。根据每周施工分项工程进行项目风险评估，以风险管理看板的形式在现场展示，主要展示当前施工阶段中不可接受的风险事态。

风险管理是一项较新的课题，涵风险管理水平。然而，

盖范围广，尽管本文对桥梁施工阶段的风险识别评估和管理做了一定的研究，使用的方法简单实用，得到了一些相关成果，帮助施工单位顺利完成项目的投资、进度、质量和安全控制目标，但只对风险概率和损失定性没有深入定量分析，关于风险分析和简单的定量赋值，

管理中其他一些方法在桥梁施工阶段的具体应用和效果有待进一步分析和研究。

参

2009（5）：14－17.道建筑，

［2］.北张继尧，王昌将.悬臂浇筑预应力混凝土连续梁桥［M］2005.京：人民交通出版社，

［3］中华人民共和国铁道部.TB10415—2003铁路桥涵工程施S］.北京：中国铁道出版社，2009.工质量验收标准［

［4］.铁孙兆强.现浇预应力混凝土连续梁施工及质量控制［J］2009（8）：24－27.道建筑，

考

文

献

［1］.铁许川江.悬臂施工连续梁管道摩阻测试实践与探讨［J］

（责任审编王红）

5结语

桥梁施工阶段的风险管理有利于提高施工企业的