铁道建筑 ２０１０年第７期 Ｒａｉｌｗａｙ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ 文章编号：１００３—１９９５（２０１０）０７￣００５—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 别方法，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 没有可用的数据库，通过结构分析和现场调查，得出初 施工的作业环境也越来越复杂，施工的难度也随之增 大，同时，桥梁施工阶段是桥梁结构整个生命周期中最 薄弱的阶段，承受荷载的能力最低，任何不利的作用和 步的风险事态列表，通过调查的意见进行补充，并采用 预料之外的荷载，都可能给桥梁造成不同程度的损伤 和破坏，同时，连续梁多为节点工程，如不能按质按期 德尔菲法进行修正，使专家的意见趋于一致，得到最终 的风险事态列表，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 风险管理对策的不同，可将施工阶段常见的风险事态 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 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 风险管理看板，使风险管理工作在施工过程中得到有 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。 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 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￣Ｃ，累计 年最低气温一１５℃，降雨量多集中在６～８月份，年平 均降雨量４７４．９ ｍｍ，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 年最大风速１９．０ ｍ／ｓ。附近城市有过地震历史。土 壤最大冻结深度为０．５４ ｉｎ。桥址区地下水类型为冲 作者简介：刘智军（１９８３一），男，湖南邵阳人，硕士研究生。 ６ 铁道建筑 洪积平原区第四系孔隙潜水，埋深在２５ ｍ左右。水位 年变化幅度２．０—５．０ ｍ。 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 距排水沟一米处有一国防光缆，距离Ａ墩承台边缘９ ｍ，Ｂ墩与ｃ墩之间有一根东西走向的输油管道，距离 Ｂ墩承台边缘２０ ｍ。 ２）技术条件。通过研究实施性施工组织设计中 的施工机械、施工方法与工艺、原材料控制等方面，发 现本连续梁的主要技术重点为：深基坑支护、０ 段梁体 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 措施，但监测测试频率不够，在预压前后和挂篮安装前 后没有要求监测；没有专门针对预防挂篮行走事故采 取有效措施；对预应力管道保护工作没有细化，缺少可 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 梁原班作业人员组成，具有连续梁现场施工作业经验。 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 结构造成不利的影响，带来不同程度的损害，甚至破 坏，或者引起该建筑物周围其它财产的损失、人员的伤 亡等。结构分析已经成为现代结构设计、施工、管理及 养护过程中了解结构受力状况的主要手段，通过结构 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 结构受力情况进行了有限元分析，发现底板在合龙束 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ｌ５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 态，寄回风险管理咨询小组后，采用德尔菲法不断修 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 序号 风险事态 类型 ｌ输油管道爆破事故 霎 堵塞、纵向预应力管道质量 裂缝 事故 ２低温对施工的影响 昊 。 磊譬力张拉设备 霎纛 ３ 风对施工的影响 昊譬 ，～ 纵（ 力滑丝、横）断丝 事故向预应质量 ４地震对施工的影响 昊婪 一 部开裂 锚固区混凝土局 质量事故 冬施ｌｇ．材料控制不当，质量 ，， 挂篮在行走过程意外 混凝土浇筑质量差 事故 ～ 中事故 事故 ６施工人员高空作业事故 釜 一 拉过程中崩裂 事故 底板在合龙柬张质量 ７箱梁顶板浇筑不平整 霎纛 ，ｓ妻凳Ａ龙高差霎曩 ８剪力齿槽预埋不正确 霎纛 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 策人的价值观不同，而引起对待不确定后果的态度不 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 容：首先是决策人对各种损失的转换关系，即人员、货 币和时间的相互权重关系，为后续研究中总体风险的 集成提供依据。相关问题比如“在这个项目中如果有 一种风险一定会发生，且会造成一个人员伤亡，你愿意 花多少钱来规避这个风险？”、“如果此项目工期延误 了一天，你愿意花多少钱来挽回损失？”、“在人员、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 严重程度进行排序则相对容易，因此问卷首先介绍了 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 ７ 表２基本风险态度 的风险则不愿花费太多投入。 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 的意义进行细化和明确，形成风险事态严重度和概率 水平分级，然后就可以根据经验或是决策人要求制订 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 风险等级灾难性的非常严重 严重 一般 无关紧要 非常可能不可接受 不可接受严格控制 合理控制 可接受 很可能 不可接受 不可接受严格控制 合理控制 可接受 中等可能不可接受严格控制 合理控制 合理控制 可接受 低可能性严格控制合理控制 可接受 可接受 可忽略 非常不可能可接受 可按受 可接受 可忽略 可忽略 根据Ｒ＝Ｐ 计算风险量的大小，式中，Ｒ为风险 事态的风险量；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 风险量上下限 可忽略 ｌ～３ 可接受 ３ ６ 合理控制 ６～１Ｏ 严格控制 １Ｏ～１５ 不可接受 １５～２５ 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１０ ｄ＝ 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 基本风险对策。根据结构体系、天气条件、施工单位经 验等的变化对概率和损失进行修正，即可形成风险事 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 个物理量；考虑时间损失时，其损失估计的基本单位应 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 描述，采用德尔菲法不断修正，使得各位专家最后观点 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 ８ 铁道建筑 Ｊｕｌｙ，２０１０ 表７风险事态的等级划分 序号 风险事态 风险等级 序号 风险事态 风险等级 １ 同嘛笞瑚时譬 膏恤世恤 八￣。哩胃＾＝匕一 水，＾ Ｈ １挂篮在行走过程中事故不可接受 ９锚固区混凝土局部开裂合理控制 ２中跨合龙高差过大 严格控制 。输油管道爆破事故 合理控制 ３ 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 的控制能力。一般而言，风险控制有四种对策：风险回 裂缝 预应力管道堵塞、严格控制 １…… １箱粱顶板浇筑不平整合理控制 合理控制 ４施工人员高空作业事故严格控制 １２预应力张拉设备故障５剪力齿槽预埋不正确 严格控制 １３ 避、风险转移、风险缓解和风险自留。预应力混凝土连 向预应力滑丝、合理控制 续梁的悬臂浇筑施工方法是一种较为成熟的方法，施 ６ 慧 严格控制…… 风对施工的影响 可接受 术强化管理等手段来避免。 、工过程中的风险事态大多为技术风险，可通过改善技 重点对不可接受和需严格控制的风险事态制订有 ７低温对施工的影响 ８严格控制 １５地震对施工的影响 可接受 阿 一…璧篓 合龙束张拉过程合理控制 中崩裂 …… 效的对策，即表７中的前７个风险事态。根据决策人 太 ……害、玄音……ｍ幽ｆ Ｔ针磐… ’■ ，～由ｎ末 ’…Ｑ ｕ 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 １ 兰 “ ’ 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：Ｏ０～８：ｏ０，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。 一 中跨合龙高 差过大 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 ４ 竺 “～ ． 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。 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 ９ 冬施原材料 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４２．５ Ｒ。水泥的保温采 用保温棉被包裹储存水泥的罐体。 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 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 蓑 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。 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。 ５ 结语 桥梁施工阶段的风险管理有利于提高施工企业的 风险管理水平。然而，风险管理是一项较新的课题，涵 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 理策略表现出来，同时通过版面、色彩、编号等的详细 设计，保证手册简单易用，适应施工现场的使用要求。 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 分析和简单的定量赋值，没有深入定量分析，关于风险 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 考 文 献 ［１］许川江．悬臂施工连续梁管道摩阻测试实践与探讨［Ｊ］．铁 道建筑，２００９（５）：１４—１７． 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 计。在手册中红色代表“不可接受”；橙色对应“严格 控制”；黄色代表“合理控制”；对于风险级别较低的 “可接受”和“可忽略”，则采用较为柔和稳重的蓝色和 绿色表示。 ［２］张继尧，王昌将．悬臂浇筑预应力混凝土连续梁桥［Ｍ］．北 京：人民交通出版社，２００５． 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］中华人民共和国铁道部．ＴＢ１０４１５－－２００３ 铁路桥涵工程施 工质量验收标准［ｓ］．北京：中国铁道出版社，２００９． ［４］孙兆强．现浇预应力混凝土连续梁施工及质量控制［Ｊ］．铁 道建筑，２００９（８）：２４—２７． 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。 （责任审编 王红）