基于模糊综合评价的桥梁施工风险评估方法

许德西

摘 要：安全生产关系到广大人民群众的生命财产安全，是社会稳定和谐发展的一个重要因素，随着近年来桥梁施工项目的增多，桥梁施工安全备受施工企业与民众的关注。文章在研究了桥梁施工风险的特点、桥梁施工常见风险事故的基础上，提出了以模糊综合评价的方法对桥梁施工进行风险评估。模糊综合评价方法是一种十分有价值的数学算法，将其运用到桥梁施工风险评估方面具有十分现实可行的意义。

关键词：模糊综合评价；桥梁施工；风险评估

中图分类号：U445 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2013）23-0152-02

随着桥梁工程的迅速发展，我国的桥梁施工项目也越来越多。桥梁施工项目相对于一般的施工项目，它的建设涉及更多的技术要求、安全要求和管理要求。可以说，桥梁的施工是一项复杂的系统化工程，在整个桥梁施工的过程中，施工安全和风险规避是非常重要的一项工作。施工的风险存在于整个施工过程，比如结构的损害、人员的伤害及伤亡等，主要分为自然因素和人为因素。全面地、深入地识别风险，对重点的、具有代表性的风险因素进行评估可以有效地降低风险产生的概率。

1 桥梁施工阶段风险的特点

风险是指可能发生的对有机体产生损失或者损害的事件。对桥梁施工而言，风险是指会影响施工正常进行的不确定的事件。风险的产生会导致整个施工项目的失控，比如，人员伤害事件、质量问题、工期拖延、计划变更等等。这些风险事件不仅可能会导致施工企业经济损失，甚至可能会导致整个施工项目的失败。桥梁施工的风险特点可以总结为以下几点。

1.1 基础施工风险的难预测性

桥梁的基础施工会受到施工地点的地质环境和水文环境的影响。然而，这些环境有时候并不十分明了，也具有一定的复杂性。有时候，水文环境的突变可能会彻底改变施工方案。桥梁基础是在桥梁施工中占据极其重要的部分，它的质量情况可能会影响整个桥梁施工的成败，以及施工企业的经济效益。

1.2 施工阶段的风险因素具有相关性

桥梁的施工涉及多个工序，各个工序相互衔接。任一工序的风险会直接影响下一工序的开展和成效。同时，风险的产生还会直接影响很多相关风险指标的评价。因此，桥梁施工的风险评价需要确立风险因素的相关性。

1.3 结构施工的风险具有一定的规律性

结构的施工具有较大的难度，并且工序复杂。但是，结构施工由于多年的经验积累已经具有非常完善的相对固定的施工流程，这使得结构施工的风险具有一定的规律性，正确认识这些规律可以较好地防范结构施工的风险。

1.4 风险概率的估算困难

桥梁施工的风险事件难以通过重复的类似事件来估计概率，因此其风险概率具有不确定性。基于这种情况，在评估桥梁施工的风险概率时，有时候也会采用定性的方式，不过定量评估仍是很多施工单位追求的评估方式。

1.5 施工过程的风险管理收益明显

我国在桥梁施工的风险管理方面还处于初级阶段，施工单位的管理人员专业素质相对低下，施工管理相对经验不足，因此，投入一定的管理成本极大地控制施工风险，施工管理的发展空间很大，相对收益会十分明显。

2 桥梁施工常见的风险事故

桥梁施工的风险一般可以分为两大类，即自然风险和人为风险，自然风险包括一些极端天气和自然灾害，比如极度酷热、寒冷、暴血天气和地震、海啸、泥石流、洪水等。人为因素包括桥梁设计的错误，员工疏忽和违规操作等。

2.1 桥梁主体结构建筑风险

桥梁的主体结构工程也称为基础工程，包括地基和基础，这两点是桥梁结构的核心，主体结构风险的事故包括位置偏移，地基不均匀沉降，地基的渗透破坏、地基的滑动等等。

2.2 混凝土结构风险

混凝土结构包括钢筋混凝土和预应力混凝土结构，混凝土结构的强度不够、结构错位、混凝土裂缝和混凝土空洞、混凝土原材料质量不佳、施工工艺不正确、预应力存在问题等等。

2.3 临时设施的风险

临时设施包括脚手架、施工作业平台设施、施工挂篮、桥梁施工便道和其他设备。这些设备存在的潜在问题都会给桥梁施工带来风险。统计表明，脚手架导致的建筑安全事故在全部事故中占有相当大的比例。风险事故如脚手架塌落、脚手架的部件坠落等。施工平台也是风险源的一部分，施工平台不稳定可能会导致非常严重的后果。同样的情况还包括施工便道、施工挂篮等。

2.4 其他结构风险

其他结构风险包括钢结构的风险、砌石工程的风险和桥拉索、桥吊杆等的风险。钢结构风险一般有焊接质量的问题、结构变形、接口松动、断裂等。砌石工程一般包括所用石料存在问题，砂浆质量不合格，砌筑的工艺或方法不严格规范等。桥拉索、桥吊杆的问题一般包括施工工艺导致的拉索腐蚀、拉索质量问题，接口问题等。这些都会给桥梁的日后运作带来风险。

2.5 意外风险

桥梁施工的意外风险包括高空坠落，火灾事故，机械设备损伤事故和环境污染事故。施工现场操作人员的高空坠落会导致施工人员伤亡，给社会和家庭带来难以挽回的悲痛，现场火灾更是非常严重的风险事故，机械设备的损伤包括设备损坏，人身伤害如卷入、触电等。环境污染是近年来非常重视的一个事故源，一般是施工过程中产生的废弃物随意丢弃、有害气体随意排放所导致。

3 基于模糊综合评价的施工风险评估

模糊算法是近年来非常受推崇的一种数学算法。由于生活中很多事物具有模糊性，不能完全用是或者否来进行回答。因此推出模糊集的概念。模糊集就是将所有具有模糊概念描述的属性对象归为同一集合。将这种算法用于桥梁施工风险的评估具有十分可行的意义，因为桥梁施工的风险源很多，风险源的界定存在一定的模糊性，在风险的评估方面，很难用绝对的答案来回答。假设集合U代表模糊综合评判的因素所组成的集合，集合V代表评价结果所组成的集合，给定模糊矩阵K进行模糊变换。参照下式：

XοK=Y，yi=xj×kij；

其中，ο运算符号为模糊合成运算，可以采用小中取大的运算，也可以进行简单的矩阵乘运算，X的取值需要考虑U中各个因素的相对权重，而K值的选取可以通过统计的方法获得。

在这些需要考虑的全部因素中，并不是每个因素的影响力是相同的，因此需要对不同的影响因素进行分级考虑和综合评判，我们可以采用模糊层次的分析方法来进行，对各个层次的风险因素确定一个合理的风险系数，从而确定风险的级别程度，在桥梁施工中，风险事态包括了上文分析的种种，将这些因素综合起来，就可以得到风险评估的结论。

根据上文的分析，以钻孔桩成孔成桩为例，将所有风险事件列为8类进行分析，分别是1：桩位偏移；2：塌孔；3：斜孔；4：缩径、扩径；5：断桩；6：混凝土不密实、离析、混凝土有空洞；7：钢筋笼上浮、露筋；8：封底失败、埋管、卡管、堵管。将风险源分为7类，分别是1：测量仪器；2：设备；3：自然因素；4：材料；5：地质环境；6：工艺操作失误；7：人员操作失误。

上述8个风险事件可以分别用Y1、Y2、Y3、Y4、Y5、Y6、Y7、Y8来表示，在该层次下又包括了诸多的指标层因素，分别用X1～ X7来表示，从而建立成孔成桩质量风险层次模型，由于上述因素对风险的影响程度不同，因此依据各个指标的重要程度确定相应的权重，我们分别记为A的矩阵，分别表示为X对Y的权重系数Ai=（axi，ayi）。最后，确定风险评语为8个等级，依照危险程度划分为V1、V2、V3、V4、V5、V6、V7、V8，其中V1为最高危险，V8为最低危险。

在层次分析法的基础上确定风险因素的层次隶属关系后，再建立相应的集合，包括：建立风险事件，即评价对象集合。在此为上述的8种风险事件；建立风险源集合，即评价因素集合。在此为上述的7种风险源；建立评价结语集合，即对每个风险事件给予的评语，在此为上述的8个级别。

依照上述方法，再依照模糊集理论算法就可以对桥梁施工的风险进行评估。

4 结 语

本文对桥梁施工风险的特点和常见的风险事故进行了分析，提出以模糊综合评价的方法对桥梁施工风险进行评估，实验计算证明，利用该方法进行风险评估具有一定的可行性和准确性。也证明施工企业在收入一定的风险管理人力与物力之后，可以极大地控制风险发生的概率。

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