大跨度斜拉桥风灾和地震灾害风险评估.ppt

一、斜拉桥安全风险分析必要性 二、斜拉桥风险评估理论体系 三、风灾与地震灾害风险源识别 四、斜拉桥风险指标体系 五、斜拉桥风险评估流程及分析 目 录 斜拉桥发展概况 现代桥梁工程中，斜拉桥由于具有结构性能良好、跨越能力大、建筑造型优美、施工限制少等诸多特点，适宜于建造在河宽、水深、地质条件差、施工工作面小和桥下通航要求高的场地，已经成为大跨径桥梁中最具有竞争力的桥型之一。 随着新型建筑材料的不断出现、电子技术的进步、施工机械的革新、施工工艺的逐步完善以及计算理论的创新，斜拉桥会有朝着大跨径方向发展可能。 桥梁工程在20世纪大发展过程中，更大跨的跨海大桥下在尝试规划，从而使除大洋洲外的世界五大洋洲，可以用桥梁相连，形成全球一体化交通网。如欧非直布罗陀海峡跨海工程，马六甲海峡工程，美亚白令海峡跨海工程，墨西拿海峡、英吉利海峡、博斯普鲁斯海峡跨海工程等等。另外，我国正在规划琼州海峡等跨海工程中都提出了主跨超过1000m的斜拉桥方案。 一 斜拉桥安全风险分析必要性 斜拉桥风险分析的必要性 斜拉桥工程同时存在着确定性问题和非确定性问题。目前斜拉桥的研究主要针对确定性问题，对于非确定性问题的研究相对较少。斜拉桥尤其是大跨度斜拉桥结构体系复杂，设计、施工及运营期间存在一定的不确定性因素，这些不确定性因素往往是引发风险的来源。 主要的不确定性有：系统因素的不确定性；非系统因素的不确定性；不可抗力因素的不确定性。 基于以上不确定因素，斜拉桥工程在设计、施工和运营期间存在着风险，必须引起桥梁建设者的足够重视，否则一旦发生事故，往往会造成巨大的经济损失、人员伤亡和严重的社会影响。为了避免工程事故的发生，降低斜拉桥各期间的结构风险，开展斜拉桥工程风险研究分析并针对性的提出应对措施是十分必要的。 一 斜拉桥安全风险分析必要性 风险科学与工程科学结合形成工程风险科学，这其中偏重管理方向的发展为工程风险管理，而偏重技术方向的则发展为工程风险评估。通过在桥梁工程领域不断引入和应用工程风险评估方法，桥梁工程风险研究体系逐渐形成，并将逐渐向更深入的应用、更高层次的理论研究和方法实践的方向发展。 斜拉桥风险评估的基本过程是：首先对项目中存在的各种风险进行识别，然后分析风险发生的概率、造成的后果、风险水平及其影响，建立一套对风险的综合评价机制，最后提出规避风险的对策和措施，对风险实施有效的控制和处理，以期达到以最小的成本获得最大的安全保障，并事先给出分析对象的风险预报。 二 斜拉桥风险评估理论体系 二 斜拉桥风险评估理论体系 风险评估基本流程 风险 各国学者对风险定义的认识不尽相同，但总体上是围绕危害事件、发生概率、造成后果等几个问题展开的，但各个领域根据其侧重点不同，对风险的理解和具体使用也有不同。 在桥梁规划、设计、施工、使用、维修、拆除等和桥梁结构相关的各个过程中出现的，对相关利益团体的某种既定目标造成影响的不确定的事态，可称之为桥梁的风险事态，简称为桥梁风险。 风险定义阶段需要研究者和业主进行广泛深入的交流，明确进行风险评估的对象，以及业主进行评估研究的目的，确定研究范围，并根据问题的特点，确定合适的风险量测形式，收集基本的项目资料供后续工作使用。 三 风灾与地震灾害风险源识别 风险源 一类是自然灾害类风险源，如洪水、地震、地质滑坡、暴雨、大风等； 另一类是人为原因类风险源，此类事故为偶发的安全风险事故，如由于技术懈怠或缺陷、管理疏忽等引起的事故。 三 风灾与地震灾害风险源识别 地震风险 地震造成的结构损毁主要包括基础震害、主塔震害、桥头震害、桥墩震害、上部结构震害、斜拉索震害、连接装置震害和施工期震害等几个方面。 风灾风险 风的作用桥梁下发生的振动主要是颤振、驰振、涡激振动、抖振和拉索风雨振等。在强风作用下对桥梁结构造成的损失主要表现为：气动弹性不稳定；强度破坏；变形过大；疲劳破坏；结构物的振动使结构使用者产生感觉上或心理上的不舒适；由于大风的作用对行车安全的影响。风对桥梁结构在施工和运营阶段的影响可以从结构稳定失效、风振疲劳、风振舒适性和行车安全性风险等方面来分析。 三 风灾与地震灾害风险源识别 四 斜拉桥风险指标体系 风险发生概率定性描述 风险发生概率定量描述 四 斜拉桥风险指标体系 人员伤亡等级定量描述 经济损失等级定量描述 四 斜拉桥风险指标体系 环境破坏等级定量描述 四 斜拉桥风险指标体系 风险水平接受准则表 四 斜拉桥风险指标体系 风险水平等级矩阵表 模糊层次分析法 20世纪70年代，美国运筹学家T．L．Saaty教授提出了层次分析法(Analytical Hierarchy Process，简称AHP)，它是一种系统的分析方法，适用于存在不确定情况及多种评价准则的决策问题。该方法基于对问题的全面考虑，将定量与定性分析相结合，把