大跨度桥梁施工期安全风险分析

大跨度桥梁施工期安全风险分析

摘要：本文对大跨度桥梁主要施工方法进行论述，结合桥梁施工中存在的风险因素，提出大跨度桥梁的风险应对措施。

关键词：桥梁；施工；安全风险

Abstract: in this paper, the large span bridge main construction method is discussed, and the bridge construction with the risk in the factor, put forward the large span bridge risk response measures.

Keywords: bridge; The construction; Safety risk

0.前言

由于桥梁工程特别是大型复杂桥梁工程的建设往往是在复杂多变的自然和社会环境中运作的，其本身具有规模大，施工期长，内部结构复杂、外部联系广泛等特点，这些特点决定了桥梁工程建设阶段必然存在很多不确定因素，所以风险也始终存在于桥梁建设的全过程。近年来，一些研究调查表明，桥梁施工期的风险远远高于使用期。桥梁在任何施工阶段都有可能发生坍塌、变形等事故，而且事故发生的可能性贯穿桥梁施工的整个过程，同时也会造成极大的损失。桥梁施工损失类型包括结构损坏、人员伤亡、施工延误、经济损失等多种形式，而且往往多种损失同时发生，影响范围甚广。造成事故的原因多种多样，经常会同时发生，因此必须系统的了解桥梁在施工中存在的风险因素，提高桥梁施工安全，应对桥梁施工风险。对确保大跨度桥梁安全施工有着重大的意义。

1. 大跨度桥梁施工方法

改革开放以来，我国桥梁工程的发展进入了一个高速的发展时期，主要体现在桥梁总体数量大幅度增加，桥梁的结构体系多样化，桥梁的跨度也越来越大，而桥梁的施工环境却越来越复杂，所以对大跨度桥梁的施工方法有了更高的要求。在桥梁工程中，施工是非常重要的一个环节，合理的施工方法，能有效的提高施工组织和管理的水平。施工方法的选择要根据工程结构的跨度、孔数、桥梁总长、截面形式和尺寸、地形条件、设备能力、气候条件、运输条件、设备的周转使用等多方面条件。常见的施工方法主要有以下几种：

(l)就地浇筑施工法，是一种现场浇注的传统施工方法，在支架上安装模板，绑扎及安装钢筋骨架，现浇混凝土的一种施工方法。施工特点：整体性好，施工

平稳、可靠，不需要大型起重设备；施工中无体系转换；预应力混凝土连续梁桥可以采用强大预应力体系，使结构构造简单，方便施工；需要大量施工支架，跨河桥梁搭设支架影响河道的通航与排洪，施工期间支架可能受到洪水和漂流物的威胁；施工工期长，费用高，需要较大的施工场地，管理复杂，不太适合大跨度桥梁。

(2)悬臂施工法，是在建成桥墩上沿桥梁跨径方向逐段施工的方法。在施工过程中，要保证墩梁固结，能够充分利用材料的力学性能，提高桥梁的跨越能力。悬臂施工通常分为悬臂浇筑和悬臂拼装两种。悬臂浇筑法：在桥墩两侧依次对称安装节段，张拉预应力筋，使悬臂不断接长，直至合拢。施工特点：无须建立落地支架，无须大型起重与运输机具，主要设备是一对能行走的挂篮。挂篮可在己经张拉锚固并与墩身连成整体的梁段上移动，绑扎钢筋、立模、浇筑混凝土、预施应力都在挂篮上进行。完成本段施工后，挂篮对称向前各移动一节段，进行下一节段施工，如此循序前进，直至悬臂梁段浇筑完成。悬浇施工方法特别适合于宽深河流和山谷，施工期水位变化频繁不宜水上作业的河流，以及通航频繁且施工时需留有较大净空等河流上桥梁的施工。但悬臂浇筑法在施工中也有不足：梁体部分不能与墩柱平行施工，施工周期较长，而且悬臂浇筑的混凝土加载龄期短，混凝土收缩和徐变影响较大。

(3)逐孔施工方法，是在城市高架桥广泛应用的方法，该方法从桥梁一端开始，采用一套施工设备或一、二孔施工支架逐孔施工，周期循环，直到完成。施工特点：移动模架不需要设置地面支架，不影响通航，施工安全性大，可靠；有良好的施工环境，保证施工质量，一套支架可多次周转使用，具有可在类似预制场生产的优点；机械化、自动化程度高，节省劳力，降低劳动强度，缩短工期；通常每一施工梁段的长度取用一跨的跨长，接头的位置一般选在桥梁受力较小的地方；移动模架设备投资大，施工准备和操作都比较复杂。此法宜在桥梁跨径小于50m的桥上使用。

(4)顶推施工法，是沿桥纵轴方向的台后设置预制场地，分节段预制梁，并用纵向预应力筋将预制节段与施工完成的梁体连成整体，然后通过水平千斤顶施工，将梁体向前顶推出预制场地，然后继续在预制场进行下一节梁段的预制，直至施工完成。施工特点：顶推法可以使用简单的设备建造长、大桥梁，施工费用较低，施工平稳、无噪声，可在深水、山谷和高桥墩上采用。大跨度桥梁施工方法还有很多。全面的了解大跨度桥梁的施工方法，有助于全面的认识桥梁施工过程，更能有效地识别大跨度桥梁施工过程中潜在的风险因素，从根本上了解桥梁的施工风险，发现桥梁施工风险发生的原因。

2. 大跨度桥梁施工中存在不确定性

随着桥梁的发展和跨径的不断增大，桥梁的结构刚度、结构的几何非线性效应越来越高，影响桥梁安全的因素越来越多。目前，国内外学者己对结构中的确定性问题进行了大量的研究，但是，对于影响结构安全的各种不确定性问题研究依然较少。而事实上，和其它结构物一样，大跨度桥梁结构中也存在着大量的不确定性。同时，由于大跨度桥梁结构体系复杂，施工难度大，施工工序多，施工

工艺复杂，施工周期又短，各种不利因素进一步增加了大跨度桥梁在施工中的不确定性。

(l)材料性能的不确定性

桥梁结构构件的材料性能，包括材料的强度、材料的弹性模量、泊松比、膨胀系数等，在不同的材料质量、制作工艺、外形尺寸及环境条件下，会产生不同的性能，这就是材料性能的不确定性。

(2)几何参数的不确定性

结构构件的尺寸，如构件的高度、宽度、面积及间距等，受制作和安装工艺等因素的影响，会产生一定的变异性，从而导致实际构件尺寸与标准设计尺寸之间存在一定的差异，这是结构构件几何参数的不确定性。

(3)荷载的不确定性

大跨度桥梁结构在施工过程中，会承受各种施工荷载的作用，而无论是桥梁结构的恒载，还是施工中存在的活载或其它的施工荷载，都或大或小与设计值有偏差，是很难控制的，所以说施工荷载具有一定的不确定性。

(4)非线性带来的不确定性

大跨度桥梁结构复杂，非线性对桥梁也有较明显的影响。主要体现在材料非线性、几何非线性和时变非线性三个方面。材料非线性主要是指混凝土构件开裂等弹塑性变形行为，而由于在施工阶段计算中一般不研究结构的极限承载力，没有考虑进入弹塑性或构件开裂后的情形，所以由此会引起结构的不确定性；大跨度桥梁的几何非线性如在斜拉桥中，斜拉索的垂度效应、大位移效应以及塔梁的梁一柱效应，每一施工阶段都可能伴随结构构形的变化，几何非线性影响尤为突出；时变非线性主要是指混凝土收缩和徐变所引起的随时间变化的非线性变形，在混凝土桥梁的主梁施工中，如果结构为超静定，收缩和徐变不但引起结构变形，还可能产生次内力，因此对其合理的考虑是十分必要的。