淺談橋梁風險評估
2015-04-03
0前言
所謂風險可以理解為現(xiàn)實狀態(tài)與預期的差異，故風險無處不在。在橋梁規(guī)劃、設計、施工、使用、維修、拆除等諸多和橋梁結構相關的各個過程中出現(xiàn)的，對相關利益團體的某種既定目標造成影響的不確定事態(tài)，稱為橋梁的風險事態(tài)，即橋梁風險[1]。近年來，我國橋梁建設事業(yè)高速發(fā)展，截止2010年底，我國公路橋梁數(shù)量已經(jīng)超過65萬座，居世界第一，隨之而來的問題是在橋梁建設與使用過程中各種事故和潛在風險頻繁發(fā)生。作為公路交通咽喉的橋梁工程，是國家的重要的基礎設施，其投資往往巨大，一旦出現(xiàn)問題，將會對國家造成嚴重的經(jīng)濟損失。因此，對橋梁進行風險評估具有積極的經(jīng)濟與社會效益。而所謂橋梁風險評估就是對與橋梁相關的潛在風險事態(tài)進行識別，對其影響程度、出現(xiàn)可能性等進行某種形式的量測，并對量測的結果進行分析、比較、評價、處置，制定合理對策的過程。
1 常見橋梁風險事態(tài)概述
在橋梁風險評估中，橋梁風險的定義強調(diào)了四個問題[1]：(1)以橋梁結構為中心，即橋梁風險事態(tài)出現(xiàn)在橋梁的生命周期內(nèi)，須與關注的橋梁結構發(fā)生關系；（2）風險事態(tài)的出現(xiàn)具有不確定性，不確定性是構成風險的必要條件，一定發(fā)生或是一定不發(fā)生的事件都不能構成風險事態(tài)；（3）須與相關利益團體既定目標有所影響，這里所謂既定目標往往是各種損失；（4）風險的本質是某種事態(tài)，進行評估前應首先形成某種風險的量測。對風險進行評估的關鍵一步就是對風險進行識別，對于橋梁工程而言主要有以下幾種風險事態(tài)：風致影響的風險事態(tài)；船撞影響的風險事態(tài)；地震影響的風險事態(tài)；洪水影響的風險事態(tài)；車撞影響的風險事態(tài)等。
2 橋梁風險評估的基本流程
橋梁風險評估的主要任務就是將風險理論和方法引入橋梁工程領域，對現(xiàn)有的工程理論和實踐進行補充和完善。風險定義、風險識別、風險估計、風險評價和風險交流是風險評估的基本組成部分。
風險定義階段需要研究者和業(yè)主進行廣泛深入的交流，明確進行風險評估的對象，以及業(yè)主進行評估研究的目的，確定研究范圍，并根據(jù)問題的特點，確定合適的風險量測形式，收集基本的項目資料供后續(xù)工作使用[2]。
風險識別是根據(jù)確定的研究對象和研究目的，研究和發(fā)現(xiàn)潛在的風險事態(tài)、明確分析重點的過程。對于比較簡單、明確的風險評估問題，其風險識別過程常常可以基于經(jīng)驗進行。
風險估計是風險評估的主要工作，包括風險概率估計、風險損失估計和風險量測。風險概率估計是對風險事態(tài)出現(xiàn)不確定性的估計。對于大多數(shù)橋梁工程領域內(nèi)的風險評估研究，風險概率本質是風險事態(tài)出現(xiàn)且造成結構或構件失效的條件概率。
風險評價是基于風險估計的結果，考慮風險承擔者的風險態(tài)度和承受能力，對風險程度形成具體的評價結果，同時給出合理的風險對策，以便于決策者做出正確的決策。
風險控制是根據(jù)風險評價的結果對風險事態(tài)進行事前處理及過程控制的過程，包括風險決策和風險監(jiān)控。風險決策是根據(jù)風險評價的結果，從風險對策集合中選定合適的對策處置風險；而風險監(jiān)控是指對潛在風險事態(tài)進行檢測，并適時啟動有關風險控制措施的過程[3]。
3 橋梁風險評估方法
有基本一致的評估目標、穩(wěn)定的評估指標體系和方法系統(tǒng)、解決一類橋梁風險評估問題的風險評估過程，都可以稱為一種方法。基本評估流程是各類風險評估問題最為基本的方法。在多年的實踐過程中，工程風險評估形成了很多實用的方法。諸如蒙特卡洛模擬法、敏感性分析法、統(tǒng)計和概率法、模糊數(shù)學法、層次分析法、調(diào)查和專家打分法，這些方法具有簡單、易懂以及實用的特點，結合不同橋梁風險的特點，能夠在概率和損失評價的基礎上快速得到評估結果[4]。
風險評估過程主要基于滿意準則（主要是ALARP方法），利用定性和準定量的風險評估手段，確定各種風險事態(tài)的嚴重程度和基本風險對策的過程。對于初步評估不可接受的風險或ALARP區(qū)域中的風險事態(tài)，可以考慮使用進入第二部分，即風險決策過程。風險決策過程主要基于最優(yōu)準則，使用貝葉斯方法、隨機優(yōu)勢方法等定量決策方法，以形成對嚴重風險事態(tài)的全面認識和系統(tǒng)對策。尤其基于ALARP準則的風險矩陣是滿意準則決策方法中最為常用的決策方法之一，當涉及到多種風險或單個災害性事故的風險值難以計算時，常將事故發(fā)生的概率和相應的后果置于一個矩陣中，該矩陣就是風險矩陣。風險矩陣可以看成離散函數(shù)形式的風險評價準則形式，風險矩陣的構造是綜合考慮風險指標的特點、風險指標的經(jīng)驗水平劃分、決策者的風險態(tài)度后綜合形成的。利用風險矩陣進行橋梁風險評估具有簡單明了、適用范圍廣的特點，將ALARP準則和風險矩陣結合起來，將更有助于反映決策者的風險態(tài)度和制定基本的風險對策。
4 橋梁風險評估實例綜述
近年來，國內(nèi)先后對一些重大復雜橋梁工程項目進行了風險評估，如崇明越江通道風險評估、南寧大橋風險評估、蘇通大橋索塔施工風險評估、杭州灣大橋風障設置風險評估。
崇明越江通道風險評估是國內(nèi)第一次系統(tǒng)的工程風險評估研究，該風險評估項目采用的分析評價方法多樣，主要采用了專家調(diào)查法、數(shù)值模擬法、等風險圖法等方法[5]。研究成果主要是對各方案風險程度進行了排序。崇明越江通道風險評估表明決策者開始接受工程風險的概念，同時也存在風險方法多樣，評價標準不統(tǒng)一的問題。
南寧大橋是一座大跨徑外傾曲線梁非對稱式拱橋，由南寧國研公司委托同濟大學橋梁工程系承擔該橋項目風險評估研究。其研究目的有兩個方面：一方面是對施工方案進行比選，另一方面是對施工和使用階段風險進行控制。該橋初步考慮了兩種施工方案：斜吊扣掛施工和斜吊支架施工。施工過程中將面臨風、地震、洪水、船撞以及施工工藝等多種風險。
蘇通大橋索塔施工風險評估過程采用了基于風險評估矩陣的定性評估和定量評估相結合的方法。南索塔系統(tǒng)是整個評估工作的焦點，風險源主要包括天氣、水文、地質和施工技術等因素。索塔的施工質量、進度、安全是主要的評估目標。
研究歸納了31項風險事態(tài)，并對渦振風險事態(tài)、模板風險事態(tài)、臺風風險事態(tài)
三種顯著風險事態(tài)進行了重點分析研究，并制定相應的風險對策，并編制了風險管理手冊，以便于施工單位現(xiàn)場管理。
5 結論與展望
本文闡述了橋梁生命全過程中常見的風險事態(tài)及橋梁風險評估的基本流程，對現(xiàn)有的橋梁風險評估方法進行了總結與探討?，F(xiàn)代工程的復雜性、不確定性為工程風險評估發(fā)展提供了良好的應用背景和發(fā)展前提，運用風險評估的方法可以合理控制橋梁生命周期的風險，平衡工程參與各方的利益，最大限度降低總體成本，使得橋梁風險評估在工程建設的各個階段扮演著越來越重要的作用，因此具有廣闊的發(fā)展空間和潛力。
參考文獻：
[1]阮欣，陳艾榮，石雪飛.橋梁工程風險評估[M].北京：人民交通出版社，2008.
[2]阮欣.橋梁工程風險評估體系及關鍵技術研究[D].上海：同濟大學，2006，4.
[3]鄧鐵軍.工程風險管理[M].北京：人民交通出版社，2004.
[4]張風華.橋梁風險評估方法與發(fā)展研究[J].城市道橋與防洪，2007,5（5）：164-167.
