基于模糊层次分析法的桥梁施工安全评价

基于模糊层次分析法的桥梁施工安全评价

杨飞

（阜阳市水利建筑安装工程公司，安徽阜阳236000）

摘要：根据立交桥施工的现场情况，并查阅相关资料，构建了桥梁施工安全风险评价指标体系；然后运用模糊层次分析法确定该指标体系中各个评判因素的权重；结合专家评分,计算出桥梁施工安全风险的综合得分,并得到了立交桥施工安全风险等级。基于模糊层次分析法能减小因主观因素造成的误判，用于桥梁施工安全风险评价工作中，有着积极的现实意义。

关键词：模糊层次；安全评价；立交桥

1引言

桥梁工程指桥梁勘测、设计、施工、养护和检定等的工作过程，以及研究这一过程的科学和工程技术，它是土木工程的一个分支。桥梁工程施工具有投资大、技术复杂、工程涉及面广、建设周期长等特点，桥梁施工包括深基坑、高处作业、预应力工程等危险程度高的分部，在施工过程蕴藏着大量的风险。如果施工时发生意外事故，可能危及人身安全，造成巨大损失，因此有必要对施工过程进行安全评价。通过对施工过程进行定性和定量的分析，可以确定施工中发生危险的可能性及其严重程度，并提出相应的预防措施，以提高安全生产水平，超前控制事故的发生[1]。

2桥梁施工安全评价指标体系

根据桥梁施工安全事故特征分析结果，按照HSE安全指标体系建立原则，从人员健康、安全管理及施工环境三方面构建桥梁施工安全事故的风险指标体系，结果如表1所示。

人员健康风险：施工人员素质、安全意识、身体素质和施工人员的预防能力。体现出施工人员安全意识差，水平经验等存在不足。

操作和现场管理风险：施工人员操作不当、设计与施工不符、易燃易爆物资保存不当、高处作业防护不当、模板的安装和拆除安全防护不到位、临时用电不安全、设备的超负荷运转和维修不当。其本质是专业素质低、安全意识差、工作程序不到位，存在侥幸心理；机械设备及材料的选取、检测、维修保养工作不细致；工作程序不规范，将安全管理视为形式。

施工环境风险：恶劣的天气、悬浮泥沙和灌注砂浆、设备油污和油料的泄露、不良的地质条件，粉尘和危险物质的迸发。实持是桥梁施工地段一般地质状况复杂、气候多变[2-6]。

3评价指标体系的构建及权重确定

本文将上述桥梁施工安全作为指标体系的一级指标，结合对施工的特点，将一级指标细化为若干二级指标，二级指标又继续分为若干三级指标。构建的指标体系中，不同的指标的影响程度是不同的，因此必须确定每一指标的权重系数。在众多的权重确定方法中，层次分析法具有需求的信息量少，决策过程花费时间短等特点，因此本研究选用层次分析法，邀请了由管理与技术人员、科研人员等组成的百十位专家填写判断矩阵，以此计算得到各级指标的权重。构建的指标体系及权重如表1所示。

4实例分析

4.1工程概况

模糊综合评价法是用模糊数学对受到多种因素制约的事物或对象根据隶属度理论做出一个总体的评价，具有结果清晰，系统性强的特点。因此本研究采用模糊综合评价法结合实例进行评价。评价对象场为城市南北向交通大动脉，下穿立交桥隧道按照双向四车道设计，隧道框架长度70m，引道船槽长度388.84m，污水主管设计充满度0.7，雨水主管充满度1.0，红星路道路红线宽度40m，立交桥范围内红线局部加宽，隧道主体设计荷载：城-A级；隧道路面横坡：1.5%；地震烈度7度设防；设计车速：隧道内60km/h，排水体制采用污雨水分流体制，隧道纵断面采用“V”字坡，最大纵坡4.9%，最小竖曲线半径1800m，顶板平均覆土深度1.6m，框架全部采用C30砼，抗渗等级S8，双箱整体框架，框架全高7.27m，内部净高5.0m。气象条件是位于亚热带湿润季风气候区内，气候温和，雨量充沛，年平均气温17.2度，最低气温零下4.3度，年平均降水量在878.1~1000mm。地层岩性系第四系全新统人填筑土层和全新统冲击层。位于Ⅶ度0.1g区，场地特征周期0.45s，场地路基土属中硬场地土，土层等效剪切波速300m/s，场地类别为Ⅱ类，经地质测绘和钻探揭露，没有滑坡、崩塌等不良地质现象，线路区内地壳稳定性较好。场地水为重碳酸钙型（HC03-Cu），场地土对砼及其制品无结晶类腐蚀、无分解类腐蚀、无结晶分解复合类腐蚀。

4.2评价步骤

4.2.1确定评价因素集、权重集

对于任何一个完整的模糊综合评价，必须具备两个基本要素：因素集，权重集。根据上述建立的评价指标体系，因素集U分为三层，第一层为U=（A，B，C，D）；第二层为A=（A1，A2，…As),B=(B1,B2,…Bs),C=(C1,C2),D=(D1,D2)；第三层为A=（A11），A2=（A21，A22），……，D2=（D21）。权重集可作为一个单独的集合列出，可表示为：Y=（y1,y2,…，yn),其中yi(i=1,2,…，n)表示Ui相对于上一层次指标的权重[5]。

4.2.2确定评价等级

在桥梁施工突发事件应急能力评价过程中，借鉴国外的应急能力评价标准，设评价集Vi={vi}(I=1，2，3，4）={优秀，良好，一般，差}，为了对评价结果进行量化，使评结果一目了然，需要确定各评价等级的得分范围，并取其中间值作为该评价级别的量化分值，具体评价集量化区间和量化分值见表2。

4.2.3建立模糊关系矩阵

同样邀请百十位专家作为评估人员进行现场分析、检查，对每个因素进行评价打分，确定各子因素集模糊综合判断矩阵，如表3所示：

4.2.4单级综合评判

综合表2中的各指标权重，进行矩阵合成运算，得到单级评判向量，同理，可以得出：

B1=A1。R1=（0.71，0.51，0.11，0.04）

B2=A2。R2=（0.31，0.52，0.11，0.21）

B3=A3。R3=（0.29，0.41，0.19，0.12）

4.2.5总评价矩阵

B=A。R=（0.495，0.535，0.145，0.136）

4.2.6评价向量量化

最后结合表3，对该评价向量进行量化得分。

P=B×E=91.97

得到总体指标的模糊层次评价得分，即该桥梁施工安全评价值为91.97，判断得到评价等级为优秀。

5结论

本文以层次分析法为主导方法，构建一套适宜于桥梁施工安全的评价指标体系，并确定各指标的权重，可用于指导当前桥梁施工的安全评估工作，通过安全水平排序，找出薄弱环节，有针对性的强化安全管理，从而提高整体安全管理水平。

参考文献

[1]施工期桥梁风险评估[J].程伟,田波.山西建筑.2009(03)

[2]浅谈公路桥梁施工过程的风险识别和风险评价[J].陈振荣.今日科苑.2008(11)

[3]基于贝叶斯网络的大跨径斜拉桥上部结构施工安全风险分析与控制[D].赵延龙.重庆交通大学2013

[4]基于网络分析法的公路桥梁施工安全风险评价研究[J].袁剑波,崔钢,符秋生,余卫民.科技进步与对策.2014(11)

[5]基于模糊层次分析法的移动桥梁装备安全性评估研究[J].戚亮,孙宏才,徐关尧.国防交通工程与技术.2008(05)

[6]基于网络分析法的公路桥梁施工安全风险评价研究[J].杨通才.黑龙江交通科技.2015(03)