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1、第四章 某特大桥梁工程施工风险管理,第一节 桥梁工程分析方法与模型 第二节 工程概况 第三节 桥梁施工的风险识别 第四节 桥梁施工过程风险评价模型的建立 第五节 风险管理对象,第二节 工程概况,一、主要工程项目 二、地形与地质概况 三、施工环境条件,一、主要工程项目,某特大桥全长1679.5m，设计行车速度120 km/h,设计荷载汽车-超20级、挂车120级，洪水频率300年一遇，通航等级、设两个通航孔，每孔净宽100m，净高9m，跨径组合为2425m 550m 68m 2120m 68m 350m+37.5m+350m+325m,主桥中心桩号为 k13+179 , 桥面全寛33.5m，分上
2、下两幅，每幅均为独立桥梁，单幅桥面行车道净宽15.25m 。 大桥分南、北引桥和主桥三部分。主桥孔跨布置为68m+2120m68m预应力混凝土刚构连续组合桥梁 主桥墩身均为薄壁空心墩，除中心墩与主梁固结为一体外，其他各墩均为铰接，墩高1014m。 南、北引桥均采用先简支后连续的预应力混凝土50mT梁和25 mT梁。,二、地形与地质概况,该桥所在地区地貌分区属冲海积平原地貌和浙西中山丘陵区，地势由西向东北倾斜，地貌发育受岩性、构造控制，山脉成平行带状分布，呈北东南西走向，基本与构造线一致。江河谷平原也呈北东南西走向分布。 工作区大地构造单元属扬子准地台钱塘台褶带。 工程区地下水可分为河谷平原孔隙
3、水和基岩山区的基岩裂隙水两大类。 工作区内地震震级小、强度弱、频率低，国家地震局根据地震条件和历史地震资料分析为，未来100年内该地区可能发生4.755.25级地震。,三、施工环境条件,1、气候条件 本工程属亚热带季风气候区，气候温暖湿润，雨量充沛，四季分明。多年平均气温为15.516.2，极端最高温度为39.9，极端最低温度为15。多年平均雨日153.7天，降雨量达13001461mm。本地区降雨主要集中在49月，以春雨、梅雨、台风雨为主。梅雨以后的78月间晴热少雨，常有旱情发生。年无霜期200250天。 2、水文条件 区内最大水体江宽400700m，并发育1km左右的滩涂。,据水文站资料，
4、最大流量6850m3/s,最小流量141m3/s，平均流量1020m3/s，年流量320亿m3，水质混浊。 3、交通、电力、通讯及其他条件 沿线公路网分布均匀，水运与陆路线相距较近，交通方便，运输条件较好。沿线现有公路G320线和沿江一级公路均为高等级公路，能满足长距离汽车运输要求。支线公路一般为沥青和碎石路面，施工过程中辅以修建必要的便道、便桥，运输工具及设备即可以进入施工点。,第三节 桥梁施工的风险识别,一、桥梁施工风险特征 二、风险识别过程及依据 三、桥梁工程风险分类 四、桥梁风险的分解,一、桥梁施工风险特征,1、结构固有的特性 桥梁是一个跨空结构物。仅靠几个“点”（墩、台）支撑着，而大
5、部分悬在空中。跨空结构中的任何截面的失败，都会导致桥梁毁坏。跨度越大，支撑距离越远，悬在空中部分越长，截面失效的机会越多，风险越大。所以与其他工程相比，桥梁施工有较大的风险。 2、结构的复杂性 现代桥梁为了提高其跨越能力，节约材料，采用了各种类型的、复杂程度高的结构。这给设计施工都带来了一定的困难。结构越复杂，其内力分析越难以准确符合结构的实际受力状态。理论分析与实际内力之间的差距越大，这就对风险评估及桥梁施工增加了困难。,3、技术的成熟程度 现代桥梁无论在结构上，还是施工技术上，都有很大发展。为了确保安全可靠，一般在采用新技术时，都会进行小规模的工程模型实验，然后才能正式使用逐步推广。但是，
6、技术成熟程度，是需要反复试验，不断改进和完善而形成的。所以技术越成熟，施工越规范，其风险越小。 4、自然环境 桥梁总是在户外施工，其多会在不利的自然环境中作业，桥址地形、地质、水文、气象等常常无法选择，难以回避。在高山峡谷、深水急流、软弱地基、严寒酷暑的条件下都要保证施工质量和进度。在通航的河道上施工，还会给施工人员带来更多的困难和更大的风险。,5、施工队伍 施工队伍对施工业务的风险是多方面的，其中包括总体技术水平和施工管理水平（含监理条件）。总体技术水平也包括建桥业绩、设备条件、技术骨干的业务素质等，而现代化管理机制和各种施工组织和规章制度的配套，对降低业务风险水平是至关重要的,二、风险识别
7、过程及依据,风险管理理论发展的过程中出现了多种风险识别方法，如风险分析问询法，财务报表法，流程图法,P43如图4-1所示。 项目风险的识别离不开与项目有关的信息，其实别依据包括： P43-44 共10条,三、桥梁工程风险分类,风险因素是指引起或促使风险事件发生的条件以及风险事故发生时，致使损失增加或扩大的条件。风险因素是风险事故发生的潜在条件。风险因素按不同的分类标准有不同的分类方法。 针对桥梁工程项目，可将该预应力连续特大桥施工风险分类 P44 如图 4-2所示。,四、桥梁风险的分解,工程项目的庞大复杂使得对项目的风险分解变得必不可缺少。按照施工顺序逐项查找风险源。 （一）投标风险 投标风险
8、主要包括以下几个方面： （1）采用固定价格带来的风险。 （2）工程款支付条款中的风险。 （3）合同条款不完善。 （4）标准不明确带来的风险。 （5）投低标致使项目亏损风险。 （6）投标前的现场勘查风险。 （7）其他不可预见风险。,（二）桥梁设计风险,桥梁施工质量与设计有关的因素是多方面的，如对结构受力复杂性认识不足、结构或构造不合理、截面或配筋不足、结构物不均匀沉降、超载或偶然荷载影响等，这些都有可能引起桥面裂缝等问题的产生。 本项目中可能存在的设计风险概括有： （1）设计单位级别的影响。 （2）设计和施工脱节。 （3）设计失误导致的施工失败。,（三）桥梁施工风险,1、混凝土工程 （1）坍落度
9、不稳定 （2）混凝土出现蜂窝、露筋、麻面、空洞及表面成块脱落等质量问题。 （3）锚头下锚板处混凝土变形开裂。 （4）预应力孔道注浆不密实或孔道注不进浆。 2、钢筋工程 （1）预留孔道问题 （2）张拉拱度或放拉拱度偏大或偏小 （3）钢筋错位偏差 （4）预应力束张拉时，钢束伸长值超出了允许偏差值。,3、模板和锚具工程 （1）锚具碎裂 （2）锚垫板免面孔道周线不垂直或锚垫板重心偏离孔道线。 （3）施工时模板刚度不足，在浇筑混凝土时，由于侧向压力作用使得模板变形，产生与模板变形一致的裂缝。 4、钻孔灌注桩施工 主桥为钻孔灌注桩共78根，直径2.0m。中心桩18根、边桩36根，过度桩24根。全部按摩擦桩
10、设计。 钻孔灌注桩的施工风险可分为：桩位放样、设备运输安装、埋设护筒、钻机成孔、清孔、钢筋骨架施工、灌注水下混凝土、拆除摸板、移除护筒9个阶段的施工风险 如P46 表4-3所示。,5、引桥系梁、主桥承台 施工 该特大桥共设系梁79道， 承台10个。 由于主桥桩基的变更和地层 情况的影响，主桥桩基到 5月底完工，承台6、7月 完工，据历年水位调查， 最高水位出现在6、7月， 给承台施工带来一定影响。 施工风险如 P47表4-4所示。,6、墩柱、墩帽施工 主桥的中心墩、次边墩和过渡墩蹲身均为薄壁空心墩。 引桥下部结构采用柱式墩台接钻孔灌注桩基础，单幅桥采用3柱式，仅在桩顶设一道系梁，高墩的稳定性和
11、墩顶的位移通过适当增大墩径实现。,7、T梁预制安装 引桥预应力混凝土T型梁组合梁有24.2m、50m两种形式，并在河流两侧各设一个预制场， T型梁采用高低龙门上桥、双导梁架设的安装方法。,8、主桥挂篮悬浇式施工 施工方法采用挂篮悬浇式施工，左右幅同时进行。 挂篮施工过程的风险按以下工序进行识别：P48 9、0号段施工 施工工序为墩顶托架的安装支座安装0号梁段模板和支架施工预应力管道的设置预应力混凝土施工。,（四）自然环境风险,需考虑台风、日照温差、环境湿度等对桥梁施工带来的影响。 1、台风对大桥施工的影响 （1）台风对大桥主体结构的影响. （2）台风对大桥墩身及连续梁工程质量方面的影响 （3）
12、台风对施工辅助设备的影响 （4）台风对施工人员安全的影响 2、日照温差对悬臂施工的影响 3、雨季对大桥施工的影响 桥梁施工期间河面的宽窄、水位的深浅、流速的大小等，都会给施工场地交通、材料及设备运输方式产生影响。,（五）经济风险,（1）国家利息的调整。 （2）建设单位延付工程款，决算款和尾款。 （3）流动资金短缺。 （4）材料和燃料的价格上涨。 （5）设备租赁费用和电力费用的增加。 （6）设备管理费用的增加。,（六）组织管理协调风险,（1）项目负责人的资本运作能力。 （2）项目负责人的决算能力。 （3）项目负责人的法制观念。 （4）项目负责人的建设经验。 （七）人员风险 （1）一般工人经验技术
13、、效率、责任心。 （2）技术人员专业水平、现场解决问题的能力。 （3）管理人员的组织、指挥能力等。 （4）建设单位和监理工程师合作情况。 （5）安全事故的可能性。,（八）材料风险,（1）原材料和成品半成品的供应不足。 （2）原材料和成品半成品的品种和数量的差错。 （3）原材料和成品半成品的质量和质量不合格。 （4）运输、存储和施工中的损耗。 （5）材料的浪费。 （6）材料事故的影响（如失窃等）,（九）设备风险,（1）施工设备供应或进场的拖延。 （2）施工设备类型的不配套或不合格。 （3）施工设备生产能力的不足。 （4）施工设备的备件、燃料不足。 （5）施工机械和动力的故障。 （6）施工设备安装
14、和调试的失误。 （7）设备维修、保养不当或超负荷运转。,作业 一、名词解释 风险因素 二、简答题 简述桥梁风险的分解。,第五节 风险管理对象,本工程区内和柳树钱塘江水系，主要表现为降水量年内分布不均匀，水量不稳定。桥路线经过地区地震基本烈度为度。该江通航等级为四级，要求通航净空大于8 米，通航孔不小于2孔。 以下几项为承包商重点控制的关键项目： 合同风险的控制 桩基工程 承台工程 主桥挂篮施工控制 自然环境影响,一、合同风险控制与防范 二、钻孔灌注桩施工风险和防范 三、主桥承台施工风险防范 四、主桥挂篮悬浇施工风险的控制防范 五、自然环境风险防范,一、合同风险控制与防范,在该特大桥梁工程中，由
15、于地质情况与招标文件提供的地质资料不符，是部分工程桩常发生变更。 针对特大桥梁施工中出现的情况，可采用以下合同风险防范措施： （1）认真研究招标文件。透彻分析发包方提出各种条件的意图，为制定投标报价策略及编写投标书打下基础。 （2）针对合同草案中的全部内容搜寻对己不利的条款，对有遗漏，前后矛盾或者含糊不清的条文和措词要仔细粗磨，在合同谈判时一一提出。 （3）做好现场勘察，对招标文件有关内容逐一提出合理的解释，以免因招标文件中所提条件与施工现场条件不符发生风险损失。 （4）抓住索赔机会，弥补风险损失。,二、钻孔灌注桩施工风险和防范,钻孔灌注桩施工关键技术主要是钻孔、泥浆护壁和清孔、制作与吊放钢筋
16、笼以及浇灌混凝土，是一项工序环节较多，工序比较复杂，技术要求较高，工作量较大，并须在一个较短时间内快速完成水下浇筑混凝土的隐蔽工程。 认真分析成孔、成桩过程常见病害的产生原因，总结研究其预防治理措施。 1、卡锥 卡锥即在冲击锤钻进时，冲锥卡在孔内提不起来，产生原因较多。 预防及注意事项：每次停止再重新进行冲击时，应先采用低冲程后逐渐加大至正常冲程进行施工。在粘土及粉质黏土层中成孔时，应采用低冲程，并经常加清水或稀泥浆以清除垂头上的泥块。,2、扩孔 扩孔现象在钻孔灌注桩施工中一般表象为局部孔径过大，扩孔常见于地下水呈运动状态、土质松散地层处、钻锥摆动过大也易引起扩孔。 3、塌孔 该工程部分桩基施
17、工过程在卵石层发生了塌孔，塌孔常发生在地层结构中有较厚的沙层、卵石层和淤泥层等夹层部位的成孔过程。 防范措施：遇到塌孔，常用处理方法是立即将桩锤提起，并抛填小石块和粘土块，致塌孔位置以上12m 并待其沉积后重新反冲击造壁。,4、漏浆 产生原因：泥浆渗漏是泥浆在孔内流失的现 象。泥浆流失造成孔壁失稳，而导致护筒下沉倾斜、塌孔，严重影响施工的正常进行和成孔后的质量。 5、卡管 卡管即在灌注混凝土时，混凝土都塞在导管内下不去。主桥部分桩基在卵石层的施工过程中，出现了卡管现象。,6、掉钻 在钻孔灌注桩成孔过程中，掉钻锥是一个常见的问题，造成掉钻锥的原因很多，如钻进中选用的转速不当；钻杆使用过久；地层坚
18、硬，进尺太快；超负荷引起等原因。 7、钻杆折断 钻杆折断常见于正反循环回转钻进时，当钻杆折断发生时，钻机负荷立即减轻，并且机械运转噪声减小，钻进速度接近于零。,三、主桥承台施工风险防范,1、钢板桩围堰施工风险防范 55号、64号墩承台施工采用钢板桩围堰筑岛预制沉井法。 （1）打桩阻力过大致使板桩不易贯入。 （2）在软土中打板桩时，由于连接锁口处阻力大于板桩土体周围土体阻力，形成不均衡力使板桩向前进方向倾斜。 （3）插打钢板桩式必须具有可靠的导向设备，以保证钢板桩的垂直沉入。 （4）钢板桩顶达到设计标高时的平面位置偏差。 （5）地基液化板桩难以控制时，要考虑先降水疏于地层。 （6）在围堰抽水开挖
19、时，内支撑安装必须及时跟上，内支撑安装后才能进行围堰开挖。 （7）为便于拔出钢板桩，在钢板桩与封底混凝土接触面涂刷沥青隔离层。,2、沉井施工过程中风险防范 （1）沉井下沉过快或下沉失控，主要由于下沉系数过大，遇到软弱淤泥质土层，其耐压强度小，使下沉速度超过挖土速度。 （2）沉井下沉过慢或停止下沉。 （3）下沉过程中发生流沙现象。 （4）下沉中的沉井常常有施工偏差主要有倾斜、偏转和位置扭转现象。,3、单臂钢吊箱围堰施工中风险防范 为了确保混凝土质量，对特大桥承台施工时应采取以下措施： （1）吊箱下沉前，清除封底混凝土高度范围护筒表面氧化层及附着物，确保封底混凝土与钢护筒间粘结力。 （2）水封前潜
20、水员逐一对护筒四周进行认真检查，以确保封底时围堰底板不漏混凝土。 （3）提高封底混凝土坍落度及强度级别，将混凝土坍落度控制在1820cm，按C30配制。 （4）封底混凝土采用泵送混凝土法多点快速灌注。,4、大体积混凝土施工过程中风险防范,主墩承台平面为正方形，面积201.64,高4m，属大体积混凝土。 （1）为解决大体积混凝土水化热，拟采用循环水冷却技术降低水化热，布置冷却水管和控制冷却水温。 （2）为了减少混凝土水化热，优化混凝土配合比。 （3）为避免承台出现温差裂纹，承台混凝土温度采取内降外保措施进行控制，控制混凝土内外温差不大于25。 （4）降低拌合温度。采用冰水拌合。 （5） 加强养护
21、。施工用料避免日光爆嗮，以降低初始温度。 （6）承台浇筑完成后，应及时覆盖草垫，并在上面注水养生。,四、主桥挂篮悬浇施工风险的控制防范,该特大桥主桥上部结构为68m2120m68m四跨刚构连续组合桥。挂蓝分两种形式，分别为4对桁架式挂蓝、两对三角型挂篮。 主桥分上下两幅，每桥均为独立的单箱单室。悬臂浇筑梁段最大控制重量为1580kN。 箱粱高度及箱梁底板厚均按二次抛物线变化。,（一）挂篮施工中挠度偏差风险防范,挠度弯曲变形时横截面形心沿与轴线垂直方向的线位移称为挠度，用y表示。简言之就是指梁、桁架等受弯构件在荷载作用下的最大变形，通常指竖向方向y轴的,就是构件的竖向变形。,1、挠度偏差产生的原
22、因 （1）结构计算图示简化标高误差 （2）测试误差 （3）挂蓝变形产生误差 （4）施工负荷与浇筑偏离产生误差 2、挠度偏差防范和控制措施 （1）按最大节段重量对挂篮进行测试，测量挂蓝弹性变形。 （2）计算各施工阶段的挠度，得出最终的累计挠度。 （3）计算运营阶段活载挠度，设置预拱度。 （4）综合考虑挂蓝变形，施工各阶段挠度以及运营阶段活载挠度。,（5）悬臂浇筑施工工程中，观测各节段的挠度变化。 （6）合拢前相接的两个“T构”最后2-3个节段在立模时进行联测，以便互相协调以保证合拢时精度。 3、浇注期间工艺要点 （1）为不使后浇筑混凝土的重力引起挂蓝变形，导致先浇筑混凝土开裂，采用将吊杆用千斤顶
23、在前上横梁上。 （2）浇筑混凝土时有测量仪器检测前段高程，发现前吊杆变位时及时调整。 （3）混凝土浇筑顺序，必须从前端开始，前高后低，最后浇筑老混凝土的三角区。 （4）以保证合拢段施工时混凝土始终处于稳定状态，在浇筑之前各悬臂端依据轴线对称的附加与混凝土质量相等的配重。,（二）悬浇箱梁裂缝原因风险防范,引起混凝土裂缝的原因有两个： a、由外荷载引起的结构性裂缝； b、非结构性裂缝，在工程中多见主要包括： 1、收缩裂缝 即在箱梁施工过程中，由于混凝土收缩引起的裂缝主要包括塑性收缩和缩水收缩。 2、温度变化引起的裂缝 研究表明混凝土浇筑后1624h温度最高，梁体内水化热温度达5060。梁体表面温度
24、低，内外温差过大。,五、自然环境风险防范,杭州地处亚州中纬度，受到西北利亚冷性高压系统和副热带高压系统的双重影响，从而形成了一年四季分明而又纷繁复杂的天气。 自然环境因素对工程质量的影响有复杂多变的特点。 1、台风危害的防范措施 台风是杭州最严重的气象灾害之一，能量惊人，普通台风可达数千万兆瓦，摧毁力较大，所到之处几乎全部可以用房倒屋塌、车毁人亡、洪水泛滥形容。,（1）在工程实施之前，要编制台风应急计划，成立应急小组。 （2）再确切得到台风到来的信息之前，做好现场情况的详细证明材料的收集工作。台风属于不可抗力，由此造成的损失可以向业主提出索赔。 （3）切实做好台风的预防工作。 （4）台风过后，
25、在进行现场清理之前，要确定被损坏的现场已经被合同管理人员进行了取证，并已经获得了业主或项目管理承包商的认可。,2、雨季施工风险防范措施 （1）做好便道的排水工作，施工便道要设置路面横坡，在便道边坡上和两侧设置的临时排水沟，将雨水引入排水沟集中排除，确保施工便道全天候通车。 （2）桥梁工程做好施工场地排水工作，特别是预制场、存梁场、生活区的排水工作。 （3）为工人配备足够的雨具，确保雨天能够正常工作。,（4）预制场搭建临时防雨棚，确保雨天箱梁预制能够正常施工。 （5）混凝土搅拌站、钢材、水泥仓库必须搭建防雨棚。 （6）对电气设备做好防雨措施，防止触电事故。 （7）工程跨越河流，项目部将认真做好防汛工作，及时向当地水利部门取得联系，采取必要的防汛措施。,3、冬季施工风险防范措施 （1）冬季对结构物混凝土安排施工时，要提高混凝土的拌和温度，对各项材料加热。增加混凝土的拌合时间50%，混凝土出盘温度要控制在1220之间。 （2）施工中精心组织，密切配合，尽可能缩短混凝土浇注成型至开始养护的温度。 （3）预制梁，悬浇箱梁等在冬季施工时采用蒸汽养护。 （4）引桥下部结构拆模后用薄膜包裹养生，桥面系应尽量避免冬季施工。,作业 简述特大桥主桥承台施工风险防范。,