针对桥梁工程施工安全风险评估研究.docx

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1、 原 创 性 声 明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下， 独立进行研宄所取得的成果。除文中己经注明引用的内容外，本论 文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的科研成果。对本 文的研宄作出重要贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明。 本声明的法律责任由本人承担。论 文 作 者 签 名：1 rp 日 期 ：关于学位论文使用授权的声明本人同意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的印刷件和电子 版，允许论文被查阅和借阅；本人授权山东大学可以将本学位论文的全部 或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手 段保存论文和汇编本学位论文。(保密论文在解密后应遵

2、守此规定)论文作者签名:_导师签 名:年 1 月j日山东大学硕士学位论文目录中文摘要 .IABSTRACT.II.ii.i研宂背景.1 1.2 国内外研究现状综述.2 1.2.1 国外施工安全风险评估研宄现状 .3 1.2.2 国内施工安全风险评估研宄现状 .41.3 研宄目的与意义.40.1 研宄目的 .51.3.2 研究意义 .5 1.4 本文主要研究内容.5 第二章公路桥梁施工安全风险评估的概念与理论 .72.1 风险评估的基本概念.7 2.1.1KPi.72.1.2 风险辨识 .82.1.3 风险分析 .92.1.4 风险估测 .92.1.5 风险评价 .102.1.6 风险决策及建议

3、 .11 2.2 桥梁风险评估主要内容及信息流程图.12 2.2.1 桥梁风险评估的内容 .12 2.2.2 桥梁风险评估的信息流程图 .14 2,3 本章小结.12 第三章公路桥梁施工安全风险评估模型概论 .173.1 施工期总体风险评估模型.173.1.1 专家调查法 .173.1.2 指标体系法 .20 3.2 施工期专项风险评估模型.22 3.2.1LEC 评价法 .22山东大学硕士学位论文3.2.2 经典指标体系法 .233.2.3 网络分析法 .263.2.4 基于信息熵的未确知测度理论评估模型 .283.2.5 基于蚁群算法和BP神经网络的评估模型 .30 3.3 本章小结 .3

4、5第四章某高速公路转体桥的施工安全风险评估实例应用.364.1 工程概况 .364.1.1 自然地貌 .374.1.2 气象条件 .374.1.3 地层岩性 .374.1.4 水文地质 .384.1.5 地质构造与地震 .384.1.6 施工简介 .38 4.2 总体风险评估 .404.3 基于指标体系法专项风险评估 .414.3.1 风险源辨识 .414.3.2 风险分析 .434.3.3 风险估测 .454.3.4 风险评价 .49 4.4 基于蚁群算法和BP神经网络的专项风险评估 .494.4.1 网络学习模型构建 .494.4.2 网络模型风险估测 .554.5 风险评估对比结论 .5

5、54.6 风险对策及建议 .564.6.1 重大风险源控制措施 .564.7 本章小结 .59第五章结语.615.1 本文主要结论 .615.2 研宄展望 .61参考文献.63SJCiit.67酿.69山东大学硕士学位论文.7在读期间参加的科研项目与论文成果 .73山东大学硕士学位论文CONTENTSCONTENTSABSTRACT(in Chinese).IABSTRACT.II1Introduction.1 1.1Research background.11.2Study on the present situation of domestic and overseas.31.2.1Res

6、earch status of construction safety risk assessment abroad31.2.2Research status of construction safety risk assessment interiorly .41.3Research purpose and significance.5 1.3.1Research purpose.51.3.2Research significance.51.4This article main research content.52Concept and theory of highway bridge c

7、onstruction safety risk assessment72.1Basic concepts of risk assessment.72.1.1Risk.72.1.2Risk identification.82.1.3Risk analysis.92.1.4Risk estimation.92.1.5Risk evaluation.102.1.6Risk decision and suggestion.112.2Main contents and information flow chart of bridge risk assessment122.2.1Contents of b

8、ridge risk assessment.122.2.2Information flow chart of bridge risk assessment.14 2.3Chapter Summary.123Introduction of safety risk assessment model for highway bridge construction173.1Overall risk assessment model during construction.173.1.1Expert investigation method.173.1.2Index system method.203.

9、2Special risk assessment model during construction period.233.2.1LEC evaluation method.243.2.2Classical index system method.253.2.3Network analysis method.283.2.4Unascertained measurement theory evaluation model based on山东大学硕士学位论文information entropy.303.2.5 Evaluation modelbasedon ant colony algorit

10、hm and BP neuralnetwork.323.3Chapter Summary.124Application example of safetyrisk assessment of a revolving bridge construction ona highway.384.1project overview.384.1.1Natural landform.394.1.2Weather conditions.394.1.3Formation lithology.394.1.4Hydrogeology.404.1.5Geological structure and earthquak

11、e.404.1.6Construction brief.404.2Overall risk assessment.414.3Special risk assessment based on index system method.434.3.1Risk source identification.434.3.2Risk analysis . .434.33 Risk estimation.464.3.4Risk evaluation.50 4.4Special risk assessment based on ant colony algorithm and BP neural network

12、.504.4.1Construction of network learning model.504.4.2Network model risk estimation.564.5Risk assessment results.564.6Risk countermeasures and suggestions.574.6.1Major risk source control measures.57 4.7Chapter Summary.125Conclusion and prospect.615.1The main conclusions of this.paper615.2Research p

13、rospect.61References.63Acknowledgements.66Schedule.67Appendix.70山东大学硕士学位论文Scientific Research Situation73山东大学硕士学位论文中文摘要为顺应我国“一带一路”的发展策略，我国高速公路里程不断增加，其中跨 江河、铁路、峡谷的桥梁工程也急速増多，不断遇到技术新颖、跨径长、自重 大、与接口环境复杂等各种问题的挑战。伴随这一发展的同时，在工程施工中 安全事故发生的概率也随之增长，我国交通运输部己于 2011 年颁布了试行指南， 建议并督促施工单位在提交开工报告前进行科学的施工安全风险评估，以保证 施工

14、过程安全，提高工程建设质量。现阶段，我国关于工程领域的施工安全风 险评估的研宄尚处于起步期，探索研究科学、有效的施工安全风险评估模型尤 为必要。本文以潍日高速某转体桥为工程依托，以探寻有效降低施工安全风险不确 定性的方法理论为目的，首先参照本领域风险评估的风险接受准则，提出了桥 梁工程施工安全风险评估的信息流程图，明确总体风险评估与专项风险评估的 关系，着重介绍桥梁工程专项施工安全风险评估涉及到的理论模型，并首次将 蚁群算法和BP神经网络相融合的评估模型应用到专项风险评估中，研究蚁群 算法如何优化BP神经网络风险评估模型，以及相应参数变量的选取。其次，研宄经典指标体系法评估原则，建立科学的风险

15、估分体系，依托潍 日高速转体桥工程与基于蚁群算法和BP神经网络风险评估模型对比分析，采 用试验与经验结合的方法，确定蚁群数量ant_amimt、信息素强度Q、信息挥 发度p。最后，采用有限元模型模拟转体桥最危险梁段的施工过程，指出最不利截 面位置，作为施工侧重指向，易于得出重大风险源应对措施。研宄结果表明，基于蚁群算法和BP神经网络模型评估结果与经典指标体 系法所得结论基本相同，该方法切实可行，可进行桥梁工程施工安全风险评估， 能够实现项目的预期目标，并且，该方法直接应用到专项施工安全风险评估中， 更具有针对性，可以采取具体风险预控措施应对重大风险源。关键词：桥梁工程施工；安全风险评估；指标体

16、系法；蚁群算法；BP神经山东大学硕士学位论文ABSTRACTABSTRACTIn order to meet Chinas “The Belt and Road“ development strategy, Chinas highway mileage is increasing, in which cross river, rail, canyon bridge works are also increasing rapidly. Therefore, it will continue to encounter new technology, Span length, large dead

17、weight, and Complex interface environment and other challenges in the construction process. At the same time, in the construction of the project, the probability of safety accidents has already been a problem that can not be ignored. The Ministry of communications and transportation of China has iss

18、ued a pilot guide in 2011, recommends and urges the construction units to carry out the construction safety risk assessment before construction, guarantees the safety of the construction process and improves the quality of the construction. At the present stage, the study of construction safety risk

19、 assessment in engineering field is still in its initial stage, so, it is necessary to explore and study the scientific and effective method of construction safety risk assessment. This paper takes the Weiri highway swivel bridge as the project background, and aims at exploring the method and theory

20、 of reducing the uncertainty of construction safety risk effectively. The article first refers to the risk acceptance criteria in the field of risk assessment, puts forward the information flow chart of bridge construction safety risk assessment, defines the relationship between the overall risk ass

21、essment and the special risk assessment, focuses on the theoretical models involved in the special construction safety risk assessment of Bridge Engineering. And, in this paper, the evaluation model based on ant colony algorithm and BP neural network is applied to the special risk assessment, it stu

22、dies how ant colony algorithm optimizes山东大学硕士学位论文BP neural network risk assessment model, and the selection of corresponding parameter variables.Secondly, the paper studies the evaluation principle of the classical index system and establishes a scientific risk estimate system. Relying on the Weiri

23、high-speed swing bridge engineering, and the comparative analysis of risk assessment model based on ant colony algorithm and BP neural network, the paper adopts the way of a combination of experiment and experience to determine the number of ant colony ,pheromone intensity Q, information volatility

24、p.Finally, the finite element model is used to simulate the construction process of the most dangerous beam section of the rotor bridge, and the most unfavorable section position is pointed out. As the construction focus, it is easy to come up with the countermeasuresThe results show that the evalua

25、tion results based on the ant colony algorithm and the BP neural network model are basically the same as those obtained by the classical index system. So, The method is feasible, and it can be used for bridge construction safety risk assessment, and it can achieve the expected goal of the project. B

26、esides, the method is applied directly to the special construction safety risk assessment, which is more targeted, and can take concrete risk pre control measures to manage major risk sources.KeyKey words:words: Bridge construction; Security risk assessment; Index system method; Ant colony algorithm

27、; BP Neural NetworkHI山东大学硕士学位论文图丨-1 2011-2015 年全国高速公里里程统计表在公路工程项目快速增多的基础上，由于我国待发展地区的地形、地貌特 征，桥梁事业也将翻开新的一页，据 2015 年统计全国公路桥梁总数约 80 万座、 里程4592.77 万米，比上年末增加 2.20 万座、334.88 万米。其中，特大桥梁 3894 座、690.42 万米，大桥 79512 座、2060,85 万米。我国工程人员在研宄国内 先进施工工艺的同时，也借鉴国外先进的技术进行优化，目前，根据我国的地 域特色、施工环境、施工设备、施工人员、建设材料等多方面因素，桥梁建设

28、施工方法繁多，对于桥梁上部结构的作业方法主要有以下几种：预制拼装施工、 满堂现浇施工、挂篮悬浇施工、顶推施工、转体施工等。桥梁转体施工方法起第一章绪论1.1 研究背最近年来，我国公路及铁路建设蓬勃发展，已取得显著成绩，据 2015 年交通 运输行业发展统计公报，全国铁路工作里程达到 12.1 万公里，比上年末增长 8.2%，全国公路总里程 457.73 万公里，比上年末增加 11.34 万公里，其中高速 公路里程也有显著增加，全国髙速公路里程比上年末增加 1.16 万公里，达到 12.35 万公里，见图 1-1，当前围绕由习近平总书记提出的“一带一路”国家开发 政策，加强同周边各国的密切合作，

29、我国的公路工程事业又将迎来绝佳的历史 机遇，可预见，公路工程里程仍会大幅上涨。1山东大学硕士学位论文源于 20 世纪 40 年代，主要应用于跨线桥以及跨越峡谷、深水线路的桥梁施工 1 转体桥施工是指在既有铁路、河流及峡谷两侧或一侧（非设计轴线方向）， 经支架或现浇成型，然后通过球铰转动体系使桥梁主体达到设计轴线位置，最 后与端头现浇段或预制段合龙成桥的一种施工方法。据统计，目前我国的转体 桥梁数目不断增加，该施工方法现有桥梁也不断创造世界之最，于 2016 年 11 月 8 日转体成功的，山东菏泽丹阳路立交桥东侧主桥，重 2.48 万吨，其施工综 合技术、转体重量刷新世界记录；于2016 年

30、12 月 04 日动工建设的河北保定市 乐凯大街南延工程跨保定南站主桥，最大转体重量为 4.56 万吨，将再次刷新记 录。然而近些年，关于桥梁施工现场发生的事故越来越多，严重程度不断升级, 主要事故类型、严重程度见表 1-1. 表 1-1 近年桥梁施工现场发生事故汇总时间地点名称事故部位死亡 人数受伤 人数 2005.12.14贵州开阳县小尖山大桥满堂支架垮塌7152008.06.21浙江温州市甬台温铁路大桥移动模架坍塌721 2009.09.01甘肃泾川县山底下村高架桥架桥机倾覆50 2014.11.19湖北恩施市金山大桥箱梁浇筑坍塌110 2015.03.23贵州凯里市同心村镰刀湾大桥桥面

31、倒塌11 2015.04.24阿拉木图市髙架桥桥面倒塌019 2016.09.11江西泰和县泰和赣江公路大桥旧桥拆除坍塌33中华人民共和国交通运输部于 2011 年 5 月试行公路桥梁和隧道工程施工 安全风险评估指南，建议并督促施工单位在提交开工报告前进行科学的施工安 全风险评估，以保证施工过程安全，指导后续施工，为施工提供建议对策，以 此降低施工过程风险产生的概率。转体桥的施工现场环境的复杂性及综合技术 的先进性，使得对转体桥施工进行风险评估显得尤为重要。1.2 国内外研究现状雜从国内外关于施工安全风险评估的研究情况来看，此类研宄对象大部分是 整个桥梁工程，而单独针对转体桥施工的研宄工作相对

32、较少，但风险评价采用 的评估模型应用性能较为广泛，因此，可在各类工程之中能够明显体会到安全 2 2山东大学硕士学位论文风险评估的发展。1.2.11.2.1 国外施工安全风獅估研究现状雜国外施工安全风獅估研究现状雜20 世纪 30 年代，由于世界性经济危机，造成了工厂倒闭、工人失业和社 会财富的巨大损失，风险管理的思想理论开始萌芽。人们开始思考采用系统的 措施消除或减轻风险带来的严重后果，1931 年，美国经营者协会（AMA)明确 提出了企业对风险进行管理的重要意义2。而风险管理的术语第一次出现于 1950 年Gallagher撰写的调查报告-费用控制的新时期-风险管理。于 1963 年 Mier和Haogith发表的企业风险管理和 1963 年Williams和Hans合作出版 的风险管理与保险，标志着对风险管理进行系统的研究2。20 世纪 70 年代， 西方学者开始将风险评价方法运用到工程领域，包括核工业、水利工程、船舶 工程、环境科学工程以及安全科学工程。20世纪