桥梁工程安全预警指标体系研究开题报告

1. 研究目的与意义

近30年来，随着中国经济的发展，中国桥梁进入了一个发展的辉煌时期，全国的交通事业有了飞跃的发展。桥梁是用于跨越障碍物（如河流、海峡、山谷、道路等）而使道路保持连续的人工构造物，俗称道路咽喉，在我们的生活中发挥着至关重要的作用。截止2010年底，我国公路桥梁总计62万座、总长2.73万公里，其中特大桥2051座，大桥39381座，已成为仅次于美国的第二桥梁大国。但是取得引人瞩目成就的同时，桥梁建设过程中出现的事故也越来越多。据统计，2007年起，5年来共有37座桥倒塌，其中13座为在建桥梁，共使182人死亡，177人受伤。此外，据有关研究表明，在建设阶段事故造成的伤亡数量远高于运营阶段，死亡人数约为其他阶段的3.3倍。因此，对建设期桥梁预警系统的研究已经迫在眉睫。通过对桥梁风险的识别、估计、评价，从而建立一个桥梁工程安全预警指标体系，为风险应对和监控提供了科学的依据，将事故扼杀于萌芽阶段。

2. 国内外研究现状分析

我国自1985年由铁道部大桥局设计院研制出桥梁数据库系统，系国内首次系统研究桥梁风险评价的成果该系统可对不同类型的桥梁进行储存、分类和检索，但限于当时的人们的认识程度和计算机技术的发展水平，其研究和开发工作仅仅是初步的。此后20年来，相继有不少国内学者对该领域进行了深入的研究，并取得了一些新的进展。[1]随着传感测试技术、计算机信息处理技术、结构分析技术和桥梁工程技术等相关学科的进一步发展，为特大型桥梁结构的安全监测与安全预警提供了重要的数据，使得人们更容易识别桥梁风险因素。近年来，西南交大提出的通过估算局部损伤度、总体损伤度两种桥梁损伤指标的方法，通过顺序判别标准确定桥梁损伤等级。该等级分为：无损伤、轻微损伤、一般损伤、严重损伤和破坏损伤，使我国桥梁风险评价研究又有了新的进展。

张风华在《桥梁风险评价的方法与发展研究》一文中，列举了桥梁发生的灾害事故以及各个生命阶段可能遇到的风险类型，并认为人为的原因是造成介绍了当时国内外桥梁风险评价研究的现状。[2]对于桥梁结果损伤或缺陷预测，应该建立在桥梁管理单位认真执行养护规范的基础资料，拥有量周期进行的检查结构各种损伤的详细资料，然后再选用模糊性的数学方法或者专家评议法对各类损伤发展进行预测。同时总结了当时桥梁风险评价的方法并对发展方向进行了展望。并提出了需要注重基础资料的收集工作，建立桥梁风险评价基础的数据库，总结和研究这些数据库，必然有助于桥梁风险评价向科学性发展。

穆祥纯通过典型案例分析，引出了城市桥梁风险评价给人们带来的若干思考，客观地指出了当前我国城市桥梁风险评价研究的现状和存在的问题，论述了当今国际桥梁界在该领域的发展趋势并提出了相关对策建议，以期推动我国城市桥梁建设的可持续发展。[3]并且认为城市桥梁施工阶段桥梁结构处于最薄弱的状态,荷载承载能力最低。桥梁施工风险涉及 的内容包括工程总体概况、施工现场环境、气候条件、地质条件、设备原材料供应情况、设计、施工、监理、建设及招投标情况等。近些年我们面临的情况是桥梁结构安全问题虽已受到重视，但各种事故却时有发生；耐久性常被忽略，潜伏着不安全的隐患，影响着桥梁结构的使用寿命和年限。对于桥梁结构损伤预测和评估，作者认为不同形式的桥梁,其承载能力的评定方法也不同，不能按部就班使用同一种方法，应加强与国际同行的交流,积极关注国际上该领域的发展趋势,及时了解和搜集国外的最新科研成果,促进我国城市桥梁风险评价方面的技术进步。并且呼吁应尽快建立桥梁风险评价基础资料的数据库,包括桥梁事故、灾害实例数据库等。

3. 研究的基本内容与计划

本论文拟运用风险管理理论，基于桥梁施工安全事故的案例分析，对桥梁施工阶段影响工程质量、安全、进度的各种风险因素进行分析并罗列出来，建立风险清单，建立包括管理和技术在内的全面预警指标体系。以此为基础，建立安全监测体系，以达到将事故消灭在苗头出现的阶段的安全管理目标。具体内容如下：

第一章绪论

1.桥梁施工期间安全问题概述

4. 研究创新点

风险识别拟采用经验数据法和核对表法。经验数据法也称为统计资料法，即根据各类已建工程风险管理的相关资料来识别拟建工程的风险。通过调查有关数据和事故案例，对易发生桥梁事故的部位进行罗列出来，并通过核对表法，对影响工程施工质量的风险因素进行预测，写成一张表，建立初步工程风险清单，确定风险事件，将风险进行归纳、分类，最终确定风险识别清单。

风险估计拟采用利用已有数据估计法、主观概率估计法和综合推断法。对桥梁工程的风险事件有较多的数据资料时，就通过对这些数据资料的整理分析，从中找出工程风险的某种规律性，确定风险因素或风险事件的概率分布；对于没有或者很少有可以利用的历史数据和资料，这时就应根据自己或者专家的经验猜测风险事件发生的概率；综合推断法是将已有数据与主观分析判断相结合的一种风险发生概率估计方法，包括前推法、后推法和旁推法，如前推法可以应用于根据当地的地震发生概率来推断桥梁的设计是否合理，旁推法可以应用于在桥梁事故分析资料缺乏下借鉴建筑施工事故分析资料对风险因素进行分析。由此对事故进行估计风险发生的概率和后果，按照风险事件对工程的影响程度进行初步排序。 风险评价拟运用决策树法对桥梁施工风险进行综合分析，并根据风险对工程目标影响程度对风险等级进行排序。根据风险估计的概率，利用决策树计算各个风险类别对桥梁施工施工能造成的损失或者带来的收益，以此为依据进行桥梁施工的风险评价，建立管理和技术在内的全面预警指标体系。