【正文】 、 26 個(gè)四跨一聯(lián)的剛構(gòu)、 2 個(gè)五跨一聯(lián)，其中 670 60m＋ 10 59m＋ 100 50m＋ 6 55m＋ 2 61m 通航孔橋工程 滄口 橋樁為 106 根Φ ，索塔為 8 根，輔助墩為 8 根，過(guò)渡墩為 8 根，其中 280m＋ 2 90m＋ 260m；紅島橋樁為 48 根Φ ，索塔為 4 根，輔助墩為 8 根，過(guò)渡墩為 8 根，其中 2 60m＋ 2 120m；大沽河橋樁為 94 根Φ ，索塔為一根，輔助墩為 4 根，過(guò)渡墩為 4 根，其中 2 80m＋ 260m＋ 190m 青島海灣大橋 工程風(fēng)險(xiǎn)分析報(bào)告 5 工程總量表 樁基 直徑（ m） 2 根數(shù) 544 152 252 128 232 808 240 232 12 墩 形狀 花瓶狀 實(shí)心 薄壁 索塔 輔助墩 過(guò)渡墩 根數(shù) 641 204 1400 13 20 20 連續(xù)梁構(gòu)造 兩跨一聯(lián) 三跨一聯(lián) 四跨一聯(lián) 五跨一聯(lián) 六跨一聯(lián) 四跨一聯(lián)剛構(gòu) 12 聯(lián) 45 聯(lián) 191 聯(lián) 4 聯(lián) 2 聯(lián) 26 聯(lián) 跨徑 長(zhǎng)度（ m） 20 30 35 40 42 50 55 57 58 59 60 61 跨數(shù) 34 23 2 1 12 14 2 109 3 41 3 9 12 20 767 3 二、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的基本理論 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和風(fēng)險(xiǎn)管理已經(jīng)作為 一種考慮不確定性的決策輔助方法得到了迅速的應(yīng)用和發(fā)展，目前已廣泛應(yīng)用于經(jīng)濟(jì)學(xué)、社會(huì)學(xué)、工程科學(xué)、環(huán)境科學(xué)和災(zāi)害科學(xué)領(lǐng)域中?；鶐r巖性在東側(cè)陸域?yàn)榛◢弾r，西側(cè)陸域?yàn)槠閹r和變粒巖，海域及兩側(cè)陸域近海部位（ K9~K35）主要為凝灰?guī)r、礫巖、安山巖及玄武巖 。據(jù)推算， 工程海域 100 年一遇設(shè)計(jì)波高 H1%達(dá) ，相應(yīng)平均周期為 。 青島海灣大橋 工程風(fēng)險(xiǎn)分析報(bào)告 3 橋址斷面水體含鹽度高低隨潮汛大小相應(yīng)發(fā)生變化， 一般 小潮期鹽度普遍較高，大潮期次之，中潮期最小。大橋西岸岸線高程 ，登陸點(diǎn)附近海域水下地形深度在 0～ 之間。 橋位區(qū) 年均氣溫 ℃ 左右，極端最高氣溫 ℃， 極端最低氣溫 ℃ ， 1 月份最低平均氣溫 ℃， 8 月份最高平均氣溫 ℃ 。本項(xiàng)目起點(diǎn)自青島側(cè)李村河口處，終點(diǎn)位于黃島側(cè)龍泉王家，起終點(diǎn)均與膠州灣高速公路相接，路線全長(zhǎng)約 ，其中包括滄口航道橋（ K11+890）、紅島航道橋（ K22+340）和大沽河航道橋（ K26+790）、海上非通航孔橋和路上引橋、紅島連接線，李村河和紅島兩個(gè)互通立交，紅島和黃島側(cè)接線道路工程。 （二） 、水文 大橋沿線水下地形，除局部人工挖槽外，變化相當(dāng)平緩。紅島以西潮流主要受膠州灣西北部海域納潮體控制，東大洋口門(mén)中部潮流主要受東大洋水體漲落控制，漲落潮流基本呈往復(fù)形態(tài)。m）。 第四系厚度陸域很薄，東側(cè)李村河段 0~20m，西側(cè) 紅石崖段為 0~5m；海域在東厚、西薄的總趨勢(shì)下中間變?。簴|段厚 35~42m，西段為 2~25m，中西段 K20+700~K27+600 段厚度為 30m 左右，而中東段因紅島外延，基巖隆起而第四系變薄，厚度為 1~25m。松散層共分為 4 大層組、 23個(gè)亞層。 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估可以分為確定研究目標(biāo)和內(nèi)容、風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別、風(fēng)險(xiǎn)分析、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)和風(fēng)險(xiǎn)對(duì)策等幾部分。風(fēng)險(xiǎn)的客觀性使得損失的可能性客觀存在。質(zhì)量是工程建設(shè)永恒的主題，質(zhì)量問(wèn)題不僅是個(gè)經(jīng)濟(jì)問(wèn)題、技術(shù)問(wèn)題，更是個(gè)政治問(wèn)題。 海工混凝土耐久性質(zhì)量控制風(fēng)險(xiǎn)。 4． 1 連續(xù)運(yùn)行 GPS 基準(zhǔn)站簡(jiǎn)介 連續(xù)運(yùn)行 GPS 基準(zhǔn)站系統(tǒng)是利用衛(wèi)星導(dǎo)航定位技 術(shù)，在一個(gè)城市、一個(gè)地區(qū)根據(jù)需要按一定距離建立長(zhǎng)年運(yùn)行的衛(wèi)星永久跟蹤站，通過(guò)數(shù)據(jù)信網(wǎng)將跟蹤站的數(shù)據(jù)集中處理，然后發(fā)布給用戶，用戶只需一臺(tái)接收機(jī)就可進(jìn)行野外作業(yè)，即可進(jìn)行毫米級(jí)、厘米級(jí)、分米級(jí)、米級(jí)的準(zhǔn)實(shí)時(shí)、實(shí)時(shí)的快速定位，事后定位或?qū)Ш蕉ㄎ?。通過(guò) GPS 差分服務(wù)系統(tǒng)，可以實(shí)時(shí)得到大橋當(dāng)?shù)氐娜S坐標(biāo)，并能用于數(shù)據(jù)采集、放樣、監(jiān)測(cè)等工作。 VRS 工作原理：首先， GPS 流動(dòng)站向處理中心發(fā)送它的概略位置，具體的方式是用移動(dòng)電話鏈路（如 GSM 等）或其他手段發(fā)送標(biāo)準(zhǔn)的位置信息。該網(wǎng)將為大橋的建設(shè)管理提供高精度的 GPS 觀測(cè)數(shù)據(jù)，使后處理用戶達(dá)到毫米級(jí)的定位精度。 施工過(guò)程中 應(yīng)對(duì) GPS 定位結(jié)果進(jìn)行必要的對(duì)比檢核，避免因衛(wèi)星狀況不佳或外界環(huán)境不利等原因造成定位誤差。在系統(tǒng)設(shè) 計(jì)時(shí)，重點(diǎn)考慮可靠性的問(wèn)題，在設(shè)計(jì)時(shí)采用的主要技術(shù)和方法：一是每個(gè)基準(zhǔn)站單獨(dú)成域，保證系統(tǒng)的分布式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；二是對(duì)系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行時(shí)可能發(fā)生的意外情況進(jìn)行詳盡的分析，并提出相應(yīng)的解決方案；三是完善監(jiān)控機(jī)制，及時(shí)報(bào)警及處理問(wèn)題。 軟硬不均勻性 橋位區(qū)巖性主要為沉積巖和巖漿巖，沉積巖為軟質(zhì)巖，其天然抗壓強(qiáng)度一般小于 2MPa，浸水易軟化，易崩解；而巖漿巖的全、強(qiáng)風(fēng)化層性質(zhì)較差，弱微風(fēng)化層天然抗壓強(qiáng)度 15～ 70MPa不等， 屬 較硬質(zhì)巖石。成孔后吊放鋼筋籠，澆筑混凝土，混凝土由水上攪拌船供應(yīng)。而且部分軟質(zhì)巖石浸水易軟化、崩解的特點(diǎn)， 需 以泥漿護(hù)壁，減少孔壁土層的破壞。 終孔樁底巖石風(fēng)化程度判別原則 (1)、 巖石發(fā)風(fēng)化程度定性直觀判別內(nèi)容為：巖石的顏色、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、礦物成分、軟硬情況等。 弱風(fēng)化：進(jìn)入巖層不小于 ，鉆進(jìn)速度小于 10cｍ /h； 進(jìn)入巖層不小于 75ｃｍ，鉆進(jìn)速度不小于 5cm/h。當(dāng)進(jìn)入巖層時(shí)，要更加準(zhǔn)確記 錄進(jìn)尺速度，要更加頻繁的撈取巖樣，并做好各項(xiàng)記錄。當(dāng)溫度升高時(shí)，水化作用加快，強(qiáng)度增長(zhǎng)也青島海灣大橋 工程風(fēng)險(xiǎn)分析報(bào)告 14 較快；而當(dāng)溫度降低到 0℃ 時(shí)，存在于混凝土中的水有一部分開(kāi)始結(jié)冰，逐漸由液相（水）變?yōu)楣滔啵ㄋ?guó)內(nèi)外許多學(xué)者對(duì)水在混凝土中的形態(tài)進(jìn)行大量的試驗(yàn)研究結(jié)果表明，新澆混凝土在凍結(jié)前有一段預(yù)養(yǎng)期，可以增加其內(nèi)部液相，減少固相，加速水泥的水化作用。在實(shí)際工程中，要根據(jù)施工時(shí)的氣溫情況，工程結(jié)構(gòu)狀況（工程量、結(jié)構(gòu)厚大程度與外露情況），工期緊迫程度，水泥的品種及價(jià)格，早強(qiáng)劑、減水劑、抗凍劑的性能及價(jià)格，保溫材料的性能及價(jià)格，熱源的條件等，來(lái)選擇合理的施工方法。 ② 盡量降低水灰比，稍增水泥用量，從而增加水化熱量，縮短達(dá)到齡期強(qiáng)度的時(shí)間。 外部加熱法 主要用于氣溫 — 10℃ 以上，而構(gòu)件并不厚大的工程。且熱損失較大，勞動(dòng)條件亦不理想。 三座航道橋鋼箱梁安裝支架高度大，均在 40 m 以上，支架搭設(shè)面積大，而且處于海上施工，支架的搭設(shè)、拆卸難度大，而且支架系統(tǒng)的承載力、彈性及非彈性變形、穩(wěn)定性是否滿足要求，直接決定三座通航孔橋梁上部結(jié)構(gòu)施工成敗 ，風(fēng)險(xiǎn)很 大。 現(xiàn)場(chǎng)采用沙袋或混凝土預(yù)制塊靜預(yù)壓法，按 120%設(shè)計(jì)荷載預(yù)壓。然而在許多國(guó)家中 ,混凝土都面臨著耐久性不良的嚴(yán)重問(wèn)題 ,尤其是處于海洋或惡劣環(huán)境下 ,混凝土結(jié)構(gòu)耐久性不良的問(wèn)題更加突出。 8． 1 耐久性問(wèn)題的特點(diǎn) 耐久性問(wèn)題具有以下特點(diǎn) : 引起結(jié)構(gòu)耐久性問(wèn)題的因素往往有 多個(gè)。 （一） 混凝土的缺陷對(duì)耐久性的影響 混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋，作為金屬材料在酸性介質(zhì)作用下會(huì)受到銹蝕而被削弱；而作為結(jié)構(gòu)主體材料的混凝土也存在缺陷。 由于其成因不同，對(duì)結(jié)構(gòu)的耐久性影響是不同的。 要使混凝土結(jié)構(gòu)裂縫得到有效控制 ,最大限度地提高混凝土工程的耐久性 ,就必須加強(qiáng)科研 ,利用新技術(shù)、新方法 ,加強(qiáng)材料工程師、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)者、施工人員等之間的合作關(guān)系 ,甚至通過(guò)宣傳教育使用戶對(duì)建筑物進(jìn)行合理地使用和維護(hù)。 氯離子有很強(qiáng)的活性 ,極易破壞鋼筋表面的鈍化膜而引發(fā)鋼筋的銹蝕。這種考慮在假設(shè)混凝土結(jié)構(gòu)完整 ,無(wú)有害裂縫存在時(shí)是完全合理的。如果在混凝土配合比設(shè)計(jì)中 ,僅以強(qiáng)度為控制指標(biāo) ,忽視了混凝土的耐久性 ,少用水泥 ,混凝土內(nèi)膠凝體相應(yīng)不足 ,骨料間膠結(jié)、密實(shí)性差 ,減弱了混凝土的抗?jié)B性能 ,耐久性隨之降低。含砂率在 28%～ 40%之間 ,傳播情況變化不大。但大氣中存在的酸性介質(zhì)及水通過(guò)各種孔道、裂縫而滲入混凝土 ,可以中和這種堿性。工業(yè)污染、酸雨、酸性土壤及地下水均可能構(gòu)成對(duì)混凝土的酸性腐蝕。 堿骨料反應(yīng) 堿骨料反應(yīng)是指混凝土中的水泥在水化過(guò)程中釋放出的堿金屬與含堿性骨料中的堿活性成分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而生成堿活性物質(zhì)。 后張預(yù)應(yīng)力混凝土 梁壓漿存在一些隱患。所以孔道壓漿是后張預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵工序 ，其質(zhì)量好壞直接影響到結(jié)構(gòu)的安全性和耐久性。 （ 2）消除混在漿體中的氣泡 。合理的布置排氣口，正確地排氣和壓漿順序可排除困 住 的 空氣提高灌漿的質(zhì)量，避免在孔道內(nèi)留下孔隙。 因?yàn)榧觿帕阂袚?dān)索力 ,所以必須在主纜架設(shè)之前完成。 1915 年 ,德國(guó)設(shè)計(jì)師在科隆的萊茵河上建造了第一座大型自錨式懸索橋。尤其在地質(zhì)條件很差的時(shí)候 ,這一點(diǎn)顯得 特別重要。而自錨式懸索橋必須 先吊裝梁 ,再架設(shè)主纜。由于懸索橋水平力大小與主纜的矢跨比有關(guān) ,所以可以通過(guò)矢跨比的調(diào)整來(lái)調(diào)節(jié)主梁內(nèi)水平力的大小 ,一般來(lái)講 ,跨度較大時(shí) ,可以適當(dāng)增加矢跨比 ,以減小主梁內(nèi)的壓力。 1） 施工前的計(jì)算 青島海灣大橋 工程風(fēng)險(xiǎn)分析報(bào)告 27 施工前的計(jì)算內(nèi)容包括結(jié)構(gòu)構(gòu)件的無(wú)應(yīng)力尺寸 (主纜、吊索的無(wú)應(yīng)力長(zhǎng)度、加勁梁段的無(wú)應(yīng)力三維尺寸 )及鞍座、索夾等的預(yù)偏量。 本橋主梁采用低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼 Q345D（ GB/T 15911994） ， 采用分離式雙箱斷面，兩個(gè)封閉鋼箱梁之間用橫向連接箱連接，橫向連接箱順橋向間距為 12m，寬度為 3m。 全橋兩根主纜，主跨矢跨比 1:，邊跨矢跨比 1:，主纜在塔頂橫橋向間距 ，主纜后錨面中心 間 距 在 主跨側(cè)為 ，邊跨側(cè)為 。根據(jù)主梁構(gòu)造不同，全橋分為 20 種類(lèi)型 55個(gè)梁段。對(duì)鋼結(jié)構(gòu)部分 ,如鞍座、組成主纜的索股、索夾、吊索、加勁梁段 ,是在工廠內(nèi)按無(wú)應(yīng)力尺寸下料預(yù)制 ,然后運(yùn)到工地拼裝、架設(shè)。 自錨式懸索橋施工的特點(diǎn)可概括為下面幾個(gè)方面 : 1)懸索橋是由剛度相差很大的構(gòu)件 (主纜、吊 索、梁 )組成的結(jié)構(gòu) ,與其它形式的橋梁相比 ,具有顯著可撓的特點(diǎn)。 青島海灣大橋 工程風(fēng)險(xiǎn)分析報(bào)告 26 3） 自錨式懸索橋在原理上近似于系桿拱 ,所以比普通的懸索橋超靜定次數(shù)要低 ,主梁必須很好的維修保護(hù) ,防止破壞以避免災(zāi)難性的垮塌。 但是 ,自錨式懸索橋也存在很明顯的缺點(diǎn) : 1） 用鋼量大 ,造價(jià)昂貴。它的開(kāi)創(chuàng)性設(shè)計(jì)對(duì)研究自錨式懸索橋提出了進(jìn)一步要求 (圖 1)。不同于一般的懸索橋 ,自錨式懸索橋的計(jì)算必須考慮主梁中軸力的影響。從管道灌漿口到出漿口逐個(gè)封閉排氣口。 青島海灣大橋 工程風(fēng)險(xiǎn)分析報(bào)告 24 （ 3）孔道在真空狀態(tài)下，減少了由于孔道高低彎曲而使?jié){體自身形成的壓力差，便于漿體充滿整個(gè)孔道。 如何提高孔道壓漿的質(zhì)量，確保壓漿密實(shí)性有以下二種方法： 真空壓漿法 真空輔助壓漿工藝是傳統(tǒng)壓漿的基礎(chǔ)上將金屬波紋管改進(jìn)成 PT－ PLUS 塑料波紋管，將孔道系統(tǒng)密封；一端由抽真空機(jī)將孔道內(nèi) 80％以 上的空氣抽出，并保證孔道真空度在 80％左右，同時(shí)壓漿端壓入水灰比為 ～ 的水泥漿。這就給氧化物、水分及其氧氣侵蝕預(yù)應(yīng)力鋼束提供了條件，某些截面鋼束銹蝕嚴(yán)重，當(dāng)鋼束截面減少到無(wú)法承受外加荷載時(shí)橋梁就會(huì)突然倒塌，這也引起了橋梁界對(duì)后張預(yù)應(yīng)力混凝土梁中 孔道壓漿問(wèn)題的普遍關(guān)注。 機(jī)械和生物作用 反復(fù)的機(jī)械作用 (磨損、沖刷等 )會(huì)削弱混凝土結(jié)構(gòu) ,天長(zhǎng)日久以后因損傷積累而影響抗力。硫酸鹽溶液滲入后與水泥發(fā)生化學(xué)反應(yīng) ,體積膨脹同樣會(huì)造成混凝土破壞。幾十年的時(shí)間碳化深度才達(dá)到鋼筋的表面 ,從而消除鋼筋表面的鈍化膜 ——— 脫鈍 ,使鋼筋的銹蝕成為可能。 和易性 和易性是在保證質(zhì)地均勻 ,各組成成分不離析的條件下 ,適合施工要求的綜合性質(zhì) ,和易性好的混凝土易于攪拌均勻 ,運(yùn)輸與澆筑過(guò)程不易發(fā)生骨料分離與泌水現(xiàn)象 ,振搗時(shí)流動(dòng)性大 ,易于充 滿模板的各部分。 粗骨料 粗骨料在混凝土中起骨架作用 ,公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范中對(duì)最大粒徑的要求是不超過(guò)最小邊尺寸的 1/4 和鋼筋最小凈距的 3/4,在多層密布鋼筋結(jié)構(gòu)中不得超過(guò)鋼筋最小凈距的 1/2,同時(shí)最大粒徑不得超過(guò) 100ｍｍ ,這些要求顯得過(guò)松 ,現(xiàn)代技術(shù)對(duì)混凝土、骨料的微結(jié)構(gòu)性能研究表明 :水泥砂漿和粗骨料膠結(jié)界面由于水泥的物理化學(xué)反應(yīng)