基于模糊评价法的厂房桥式起重机安装安全评估探析

孟炜（新疆汇通水利电力工程建设有限公司　新疆　乌鲁木齐　830000）

基于模糊评价法的厂房桥式起重机安装安全评估探析

孟炜
（新疆汇通水利电力工程建设有限公司新疆乌鲁木齐830000）

文章针对水电站厂房桥式起重机安装施工作业中存在的安全问题，结合桥式起重机安装安全事故的特征，通过构建基于模糊评价法的安装作业安全状态评估指标体系，建立了相应的综合评估模型。应用构建的模型评估新疆下坂地水利枢纽工程电站厂房桥式起重机安装作业安全状态，综合评估结果为“较安全”。研究可为同类型大型水电站起重设备安装作业的安全评估提供决策依据。

桥式起重机；模糊理论；评估指标；安全评估

引言

桥式起重机作为一种大型起吊设施，在工矿业、道路桥梁、房地产以及水利水电工程等基础设施以及工业生产活动中得到广泛的应用。桥式起吊设施普遍应用于水电站厂房中，作为大型水轮机与机电设备的主要起吊转运工具。然而，桥式起重机在产品的安装与调试使用过程中涉及环节众多，尤其针对水电站厂房重型设备的起吊作业危险性大，任何一个安装环节的不良问题都可能引发起重设备的损坏并严重威胁水电站工程技术人员的人身安全［1］。本文以新疆下坂地水利枢纽工程厂房桥式起重机为例，通过构建电站厂房桥式起重机安装安全综合评估模型，采取模糊评价法评估桥式起重机在该工程安装过程中存在的安全风险，以期为同类型桥式起重机安装作业的优化设计提供有益借鉴。

1　桥式起重机安装风险评估指标体系构建

安装工程安全检查表作为我国安装作业安全性评估工作普遍使用的工具，已在大量安装工程中取得了良好的应用效果。因此，可在安装工程安全检查表基础上，结合安全系统工程的方法与原理，从而综合分析与辨识安装工程在施工作业过程中影响桥式起重机安全的有害要素与风险［2］。同时，可通过构建影响桥式起重机安装作业安全的一级指标如安装技术、安装管理以及安装许可，并在一级指标范围内设置二级风险指标，水电站厂房桥式起重机安装安全评估指标体系构建如表1所示。

1.1安装技术指标

（1）起重机基础施工。针对水电站厂房桥式起重机基础的作业施工主要包括桥式轨道的检查与校正，此外，应合理设置轨道防护设施以及轨道终端止挡设备，同时应严格按照安装规范以确保起重机起吊设施滑触线的安装质量。

（2）设备机械结构单元安装。针对水电站厂房桥式起重机结构单元的安装作业主要包括天锚吊装、吊车吊装、起重机顶升安装、钢丝绳固定、缆机主索安装以及各结构部件的联结与焊接［3］。

（3）设备机械机电单元安装。针对水电站厂房桥式起重机机电单元的安装作业主要包括操作控制系统、安全控制装置、电器元件与电气设备、警示信号灯、防触电及防火设备、高压保护开关等单元的安装。

（4）设备调试负荷试验。针对水电站厂房桥式起重机设备的调试负荷试验应包括静载试验、动载试验、额定荷载试验以及空载试验等规程。

1.2安装管理指标

（1）专职安全监管。针对水电站厂房桥式起重机的专职安全监管主要涵盖企业技术人员安全培训教育、专职安全监管人员的配置、安装作业技术负责人及起重机生成安全监管专人的上岗资格培训，同时应注重对起重机械特种安装作业人员的操作考核及专业技能的定期培训。

表1　　厂房桥式起重机安装安全评估指标体系

（2）安装作业技术交底。针对水电站厂房桥式起重机的安装作业技术交底主要包括安装施工作业组织设计交底、安装图纸技术交底、分项安装工程技术交底以及设计变更交底等环节［4］。

（3）安装隐患排查及整改。在水电站厂房桥式起重机安装施工作业中，物品的不安全状态、人的不安全行为以及管理工作中的安全监管缺陷均易诱发安全事故。因此，针对上述安装隐患实施排查并整改是降低事故发生概率、消除事故隐患的重要基础性工作。

（4）事故应急预案。安装施工作业中应急救援准备工作的核心内容即是事故应急预案的编制与实施，有效的事故应急预案可有序、及时且高效地指导开展现场应急救援工作。针对水电站厂房桥式起重机制定的安装事故应急预案，可明确安全事故发生之前、发生全过程以及事故结束后安装安全事故的责任主体，同时有利于事故救援工作相应资源的配备与策略制定。

表2　　安装施工作业安全评估等级划分

表3　　一级指标层判别矩阵

表4　　安装工程综合评估指标权重值

1.3安装许可指标

（1）设备与随机文件。水电站厂房桥式起重机械设备应为经国家许可且具有起重机械生产资质的厂家提供的合规合格产品，桥式起重机生产厂家应提供设备生产许可证，同时应随机附上符合起重设备安全技术规程要求的产品质量合格证、设计文书、产品检验监督证明以及设备安装维护使用说明书等必要文件［5］。

（2）安装人员资格证明。水电站厂房桥式起重机的安装作业人员应向特种设备监察机构申请许可，相关安装施工作业人员再取得授权颁发的特种安装作业资格证书后方可承担安装作业。

（3）安装作业安全措施方案。承担水电站厂房桥式起重机安装施工作业的单位，应严格依据起重设施的安装维护说明书、设计图纸以及安装作业安全技术规程等资料，编制安装施工作业安全措施方案，该方案主要包括安装施工组织方案、安装详图、作业指导书以及安装施工安全技术措施等文件，同时相关安装施工作业安全措施方案应取得相关部门核准批复后方可实施。

2　桥式起重机安装作业安全综合评估模型构建

考虑到水电站厂房桥式起重机安装施工作业安全评估指标体系的多层次性，应同时将主体对客体认知评估的模糊性纳入考虑范畴，可依据组合模型评估法的基本原理，建立安装施工作业指标体系，构建桥式起重机安全施工作业的综合评估模型。

2.1权重集合构建

权重可用来表示各影响指标针对评估客体的相对重要程度，同时可采取层次分析法求得相应权重值。可依据表1所示的指标层次结构构建因素指标判断矩阵，相关的判别矩阵可采用专家咨询法量化各指标因素间的相对重要性［6］。水电站厂房桥式起重机安装作业的安装程度可划分为非常安全、较安全、一般安全、不安全以及极不安全，并采取9标度法量化各安全程度水平。具体步骤可概括为：①计算各层次指标因素相对上层指标因素的重要程度；②计算各判别矩阵的特征向量与特征根，同时实施一致性检验；③求得具备一致性的判别矩阵所对应特征向量的分量即为各指标因素的权重值。

2.2多层次模糊综合评估实施

可将各层次指标因素集S=｛S1，S2，…，Sn｝作为一级评估指标，评估集E=｛E1，E2，…，En｝所对应的权重集合表示为M=｛M1，M2，…，Mn｝。将一级指标集合中的各指标要素Si划分为t个子集合，因此二级指标要素集Ui=｛Ui1，Ui2，…，Uit｝所对应的权重集合即为Mi=｛Mi1，Mi2，…，Mit｝，Si的单指标要素的评估矩阵可表示为Hi。针对一级指标层的模糊综合评估即为对各子指标要素结合Si分别实施综合评估，同时依据公式Bi=Mi×Hi对模糊矩阵的计算并进行归一化处理［7］。针对二级指标层的模糊综合评估即为采取一级评估的结果Li来建立各层次指标要素集S的单指标要素评估矩阵Hi，从而求得二级指标层综合评估结果B=M×H。

3　实例工程评估分析

3.1安装工程概况

新疆下坂地水利枢纽工程是以生态补水和春旱供水为主，结合发电的综合性水利枢纽工程。该工程水电站厂房内装设三台单机出力为50MW的立轴混流式水轮发电机组，总装机容量为150MW。主厂房内装有1台80+80T桥式起重机，双梁跨度达15.8m，滑触线为带绝缘护套的安全滑触线［8］。因此，可设定该桥式起重机安装作业安全评估对象集A=｛厂房桥式起重机安装作业安全评估状态｝。

3.2安装工程评估集及层次因素集确立

可将该水电站厂房桥式起重机安装施工作业安全评估集合E=｛E1，E2，…，En｝划分为5各评价等级，并采取10分制赋值各层次指标要素，评估等级如表2所示，同时可构建各层次指标因素集S=｛S1，S2，S3｝=｛B1，B2，B3｝。

3.3一级指标层及二级指标层权重集合计算

针对同一层次各指标要素实施两两比较从构建判别矩阵，一级指标层的判别矩阵如表3所示。

针对上述指标层的判别矩阵进行层次单排序及一致性检验，由CI=（λmax-n）/（n-1），计算可知，CI=0.00004，RI=0.56。CR=CI/RI＜0.1，即为相应判别矩阵满足一致性检验要求。同时，结合专家咨询结果以及该安装工程桥式起重机设备的安装资料，可采用上述方法求得各二级指标层对应一级指标层的相对权重值并对各二级指标要素评分赋值，如表4所示。

3.4模糊综合评估计算

通过各二级指标要素权重Mi与其所对应单指标要素矩阵Hi实施一级模糊综合评估计算可得，

同理可计算另2个一级指标层各要素及其所对应的评估等级隶属度，如表5所示。

表5　　各一级指标对应各评估等级的隶属度

依据一级指标层的模糊综合评估计算结论，实施针对二级指标层的模糊综合评估

因此，针对上述模糊综合评估进行加权计算，从而得出桥式起重机安装工程施工作业安全状态综合评估值：E=0.39×10+0.32×8+0.16×7+0.11×5+0.02× 1=8.15，因为E=8.15∈（8.9～8），所以新疆下坂地水利枢纽工程水电站厂房内桥式起重机安装施工作业安全状态综合评估为“较安全”。

4　结语

通过构建基层模糊评价法的水电站厂房桥式起重机安装作业安全状态评估指标体系，构建各层级间的成对比较矩阵，探析了安装技术指标、安装管理指标以及安装许可指标等要素对桥式起重机安装安全的影响程度，有助于现场安装施工作业人员依据综合评估结果针对性地采取安全改进措施。针对水电站厂房桥式起重机安装施工作业工程安全状态的评估实例充分说明，层次分析法作为有效解决多层次综合评估的多属性决策方法，对起重设备安装工程安全状态的评估具有较强的适用性。陕西水利

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［3］吕密鸽.浅谈水工金属结构安装的质量控制［J］.陕西水利，2009，S1:68.

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［

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［7］郭涛.浅谈下坂地水电站水轮机的安装

［J］.水利水电技术，2012，（10）:40-41.

［8］周燕.浅谈新疆下坂地水利枢纽工程建设质量管理［J］.陕西水利，2014，S1:118-119.

（责任编辑：畅妮）

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