桥梁工程风险来源及防范

朱佳豪 陈秀玲 陆聪麟

（重庆科技学院建筑工程学院，重庆 401331）

0 引言

由于桥梁是属于易损耗建筑，如果不进行定期的保养与修复以及严格的管理和把控，就会造成事故的发生。桥梁工程是一项特殊建造工程，其上承担着陆地交通枢纽的作用。桥梁在从设计到使用过程中，由于地震洪水等自然环境影响，再加上设计等阶段存在的相关问题，影响了桥梁的质量，导致其使用寿命常低于设计水平从而造成损失甚至引起人员伤亡。

1 桥梁事故概述

1999年綦江彩虹桥因为桥体设计过程中的不规范以及施工现场不合理导致整体发生了坍塌，造成了严重的破坏；2007 年6 月九江大桥被一艘运沙船撞击后造成桥面坍塌，2011 年7 月坐落在盐城的榆河桥发生坍塌并导致两辆正在行驶的货车坠河；同月一起桥梁坍塌事故发生在杭州，钱江三桥引桥因为设计的结构与实际的结构存在差异，并且设计的荷载与实际的运营荷载存在较大的差异导致了坍塌事故；2019 年10 月在江苏无锡发生的高架桥侧翻也是典型的桥梁事故。通过分析近年来发生的桥梁事故，得出桥梁工程中风险大部分存在于设计、施工、管理及运营阶段，除此之外还包括自然风险和其他风险等。

2 桥梁工程风险来源分析

（1）设计阶段

桥梁工程中，设计是第一步，也是桥梁建造过程中最重要的一个环节。一个合理的设计方案能够保证后续施工、管理以及运营的安全。同时降低事故发生的风险，纵观近年来发生的桥梁事故，存在于桥梁的设计阶段的风险，常常体现为设计理论本身存在的缺陷，桥梁结构设计不合理不符合行业规范，部分关键数据计算有误导致选材不当，所选取的施工工艺不够成熟或者是采用了未进行论证的技术等。

由于人们认知的局限性，对于一些造成事故的基本原理是未知的。而设计理论存在的缺陷引发的事故常存在于具有创新性或者新型结构等处于探索阶段的工程中，随着探索过程中丰富工程实践经验，理论缺失风险造成事故的比例将会大幅度降低。

选材问题引起的事故往往不易发现，具有一定的隐蔽性。通常表现为经历较长一段时间之后，或在某些环境条件下激发出来。在设计阶段必须给予充分的重视，应该充分考虑材料的长期性能以及进行极端环境下的性能测试等。与设计理论缺陷类似，材料原因引起的事故随着材料性能的不断提高以及新型材料的研究、合理的选材而不断降低。

而设计者的基本素质不高、设计经验不丰富、设计疏忽、责任心不强等也会给结构埋下隐患。总体看来，设计阶段存在的风险均有一定隐蔽性，且对于需要引入新技术或需要创新结构设计的风险会更高。

（2）施工阶段

一个合理的施工方式，施工工艺在桥梁建设过程中是极为关键的，建造过程中由于施工中失误极易引起桥梁的坍塌。施工过程中一点小小的失误在以后的使用过程中会被无限放大，由此可见严谨、严格、合理施工的重要性。监理不到位以及监理人员专业素质差，不合理、不成熟的施工工艺，设备不匹配，工人的错误操作常常是施工阶段的风险表现形式。同时，部分工程由于盲目追赶工期，将其外包，从而导致偷工减料的现象发生，这也是施工阶段存在的风险之一。

（3）管理阶段

管理阶段分为施工过程的管理和桥梁投入使用之后后期运营及维护的管理，其中施工阶段的管理主要是对现场的管理。存在的风险大部分是因为材料的使用不符合设计，不能满足承载力的要求；选用的施工技术落后，不能满足工程需求。负责人管理不到位，工人偷懒且缺乏必要的安全意识，做事不认真以及伦理道德的缺失。

桥梁自从投入使用开始，随着车辆的反复碾压以及部分地区的酸雨环境腐蚀影响，导致桥梁逐渐被腐蚀老化，只有及时的维护和保养才能保证桥梁的安全。对于桥梁运营和维护的管理过程中存在的风险大多数包括：桥梁的日常监测不用心，对于桥面的裂缝不采取补救措施，对于钢索长期受到酸雨腐蚀不进行保养等。同时由于现在建筑物的大量修建，所需要的河沙数量也是日渐增多，由于河沙的过度采集导致河床变深，桥梁基础部分的承载力变小，从而导致坍塌。

随着经济的发展，车辆的载重量也逐渐提高，部分司机为了获得更多的利益，大部分情况下其货车的载重量远远大于核定载重量，由于政府对于超重车辆监管不到位，对于桥的限重把控不严导致桥梁处于重载状态，桥梁在重载状态下很容易导致桥面损伤，从而形成隐患导致桥梁坍塌。

除重载以外还有火灾以及船舶撞击引起的风险。虽然桥梁发生火灾事故是小概率事件，但是一旦发生火灾，对于桥梁结构以及交通等方面都会产生比较严重的影响。管理部门没有严格监控经过桥梁的车辆，给了那些装有易燃易爆等危险物品的车辆经过桥段的机会，便会大大增加发生事故的几率。同时针对大部分横跨河海两端的桥梁来说，受到地形约束，地质条件和桥的跨度以及航道要求的影响，部分桥墩必须修建在河流中，因此这部分桥墩不可避免的会面临往来航行的船舶的撞击风险。同时监管部门没有对超吨位、超高的船只进行限行要求或者桥墩部位没有增设防撞措施也会增加桥梁事故发生的风险。宁波的温州大桥长约20km，由于驾驶船舶人员的错误操作，使其误入非航道，其桅杆部分撞击到桥面导致其箱梁结构垮塌，桥面断裂且桥墩部分受损。

（4）自然风险

由于自然灾害如地震、泥石流、洪水等的存在，极大的威胁着桥梁的安全。桥墩部分在遭受洪水的冲刷的时候，如果设计不合理或者防护措施不到位，横向承载能力不够就会被冲走，从而导致桥体垮塌。除洪水之外，地震对桥梁稳定的影响才是最大的，在地震的时候连接桥梁上下结构的构件会失效，同时地震时受力不能够稳定传递，落梁产生的强大冲击力可以轻易破坏桥梁的下部结构。自然灾害还有许多，都会对桥梁的结构产生一部分影响。2008 年汶川地震，造成的强破坏桥梁占汶川区域桥梁数量的6%。自然灾害的发生则代表着自然风险始终存在，自然风险成为桥梁安全中最无法控制、影响最大的风险之一。

（5）桥梁的加固拆除不合理

加固拆除是在桥梁部分结构被破坏之后，在已有的基础上进行改造，使其重新满足使用要求。加固拆除过程中不合理的技术以及错误操作比如加固过程中横梁被切断，或者是在没有保护措施的前提下对桥体或者桥墩进行施工，引起桥体震动，使其偏移桥体中心导致坍塌等都会造成风险从而导致桥梁的破坏。

除了加固拆除引起的风险之外，还存在其他风险，我们可以把它称之为偶然风险，其中包括了桥体共振、人为的恶意破坏、行驶车辆的撞击等。这些不确定的风险在一定程度上影响桥梁的安全。

3 风险防范

（1）加强科学研究

伴随着科技的发达，随之而来的是交通工具的增加以及更新。交通工具也在朝着重载高速方向发展，以前的老旧的造桥技术已经不符合现在的需要，因此首要任务就是加强科学的研究，引入新兴的技术并充分验证它的适用性，同时还要总结生产实践中的经验和教训，在发生的桥梁事故中找出事故发生的规律。在桥梁的设计阶段，要正确理解创新技术和不成熟技术的差别，不要进行盲目的创新，对于设计中用到的新兴技术要进行科学的合理的实验，反复论证它的合理性和实用性之后才能够引入使用，以确保设计的安全。最后还要研究桥梁整体结构的力学性能以及充分分析桥梁使用材料的受力性能以及各项指标，根据其受力特点，制定相对应的方案来减少或避免桥梁事故的发生。

（2）严格制定并执行桥梁建设技术规范

近些年来桥梁安全事故日益增加，对此，在桥梁管理方面，有关政府通过制定技术规范和法规以及评定标准来规范桥梁的检测和评估体系，成功实现了对桥梁技术标准的定性分析与定量评估，并且给出一个评判桥梁危害的依据和标准，通过这些行业标准能够高效准确地判别桥梁所处的技术现况，并且科学地评估桥梁现状，为如何进行桥梁的养护、加固与维修提供决策依据。当然随着行业的发展，桥梁建造技术的精进，与之相对应的规范也要与时俱进，并且对其做出适时的恰当的更新和完善。

（3）加强管理以及养护

桥梁是一种日常损耗很大的建筑，对于道路的通畅起着重要的作用。为了保证桥梁的状态能够满足日常的使用，满足承载能力和通行能力的要求，我们必须加强对桥梁的养护，其运营管理单位要重点关注桥梁的安全以及排查和治理桥梁的安全隐患。通过建立健全的技术档案来了解造成桥梁缺陷和损伤的原因，便于核实桥梁实际承载力以及为桥梁的维护与加固提供数据支持。对于结构的薄弱部位或者易出现缺陷的地方要定期进行检查和维护，同时对于一些损坏明显的地方要认真整改并且对于问题的解决需要持续跟进并采取相对应的措施，将隐患扼杀在摇篮之中。对于桥梁的使用和维护期间需要加强监测评估和维修，适当增加工程维修的投入比例。完善和建立详细的养护和维修记录，为以后桥梁使用和养护提供必要依据。

（4）预防自然灾害措施

国内天灾频发，如地震、洪水、泥石流等极大的威胁了桥梁的稳定与安全。因此需要加强对桥梁周围环境的实时与准确监测，并且严格限制江河里面的砂石开采量。不能够因为随意的开发从而影响河床的生态平衡。对于一些河床窄的区域可以进行一些合理的、科学的扩宽，如果在扩建的过程中发现有桥墩坍塌的迹象需要及时填充和修复以此来降低桥梁发生坍塌的风险，同时也要做好桥梁的实时观测工作，并且对于桥梁设计的规范采取高标准，高要求。

（5）建立风险评估体系

一个合理的、完整的风险评估体系能够随时随地监测桥梁结构的安全，清晰明确的反映桥梁的质量。以前存在的评估体系仅针对某项指标或者某一类型指标进行评估和分析，评估方法较为单一且缺乏代表性和说服力。一个科学的评估系统应该囊括系统中桥梁安全中存在的大部分风险，对桥梁结构的评估应该包括从设计到施工到运营管理整个方面。针对风险的评估应当具有灵活性，不必过于死板。对于存在多年的老旧桥梁、危桥应该重点观察，严格把控每一环节将危险扼杀在摇篮中从而避免事故的发生。

4 结论

桥梁安全与我们的个人利益以及国家利益息息相关，对于桥梁工程的风险来源的调查脚步不能停下，避免桥梁事故发生，同时要针对这些危险因素进行预防措施，防患于未然。因此，我们不光要考虑法律法规，政策，技术的规范，以及合理的系统管理等因素，还应该从人为因素和环境因素等方面来深层次的考虑其对桥梁安全的影响，以此来将风险降低到一个可控制的范围内并且积极地制定高效的解决措施，加强桥梁的监测与管理，加强桥梁安全的防护以达到未雨绸缪的效果从而减少甚至避免事故的发生。