【正文】 、 26 個四跨一聯(lián)的剛構(gòu)、 2 個五跨一聯(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，過渡墩為 4 根，其中 2 80m＋ 260m＋ 190m 青島海灣大橋 工程風險分析報告 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 實心 薄壁 索塔 輔助墩 過渡墩 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、風險評估的基本理論 風險評估和風險管理已經(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用和發(fā)展，目前已廣泛應用于經(jīng)濟學、社會學、工程科學、環(huán)境科學和災害科學領(lǐng)域中?；鶐r巖性在東側(cè)陸域為花崗巖，西側(cè)陸域為片麻巖和變粒巖，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)計波高 H1%達 ，相應平均周期為 。 青島海灣大橋 工程風險分析報告 3 橋址斷面水體含鹽度高低隨潮汛大小相應發(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 ℃ 。本項目起點自青島側(cè)李村河口處，終點位于黃島側(cè)龍泉王家，起終點均與膠州灣高速公路相接，路線全長約 ，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個亞層。 風險評估可以分為確定研究目標和內(nèi)容、風險識別、風險分析、風險評價和風險對策等幾部分。風險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)量問題不僅是個經(jīng)濟問題、技術(shù)問題，更是個政治問題。 海工混凝土耐久性質(zhì)量控制風險。 4． 1 連續(xù)運行 GPS 基準站簡介 連續(xù)運行 GPS 基準站系統(tǒng)是利用衛(wèi)星導航定位技 術(shù)，在一個城市、一個地區(qū)根據(jù)需要按一定距離建立長年運行的衛(wèi)星永久跟蹤站，通過數(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，用戶只需一臺接收機就可進行野外作業(yè)，即可進行毫米級、厘米級、分米級、米級的準實時、實時的快速定位，事后定位或?qū)Ш蕉ㄎ?。通過 GPS 差分服務(wù)系統(tǒng)，可以實時得到大橋當?shù)氐娜S坐標，并能用于數(shù)據(jù)采集、放樣、監(jiān)測等工作。 VRS 工作原理：首先， GPS 流動站向處理中心發(fā)送它的概略位置，具體的方式是用移動電話鏈路（如 GSM 等）或其他手段發(fā)送標準的位置信息。該網(wǎng)將為大橋的建設(shè)管理提供高精度的 GPS 觀測數(shù)據(jù)，使后處理用戶達到毫米級的定位精度。 施工過程中 應對 GPS 定位結(jié)果進行必要的對比檢核，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) 計時，重點考慮可靠性的問題，在設(shè)計時采用的主要技術(shù)和方法：一是每個基準站單獨成域，保證系統(tǒng)的分布式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計；二是對系統(tǒng)設(shè)備運行時可能發(fā)生的意外情況進行詳盡的分析，并提出相應的解決方案；三是完善監(jiān)控機制，及時報警及處理問題。 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，其天然抗壓強度一般小于 2MPa，浸水易軟化，易崩解；而巖漿巖的全、強風化層性質(zhì)較差，弱微風化層天然抗壓強度 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。而且部分軟質(zhì)巖石浸水易軟化、崩解的特點， 需 以泥漿護壁，減少孔壁土層的破壞。 終孔樁底巖石風化程度判別原則 (1)、 巖石發(fā)風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。 弱風化：進入巖層不小于 ，鉆進速度小于 10cｍ /h； 進入巖層不小于 75ｃｍ，鉆進速度不小于 5cm/h。當進入巖層時，要更加準確記 錄進尺速度，要更加頻繁的撈取巖樣，并做好各項記錄。當溫度升高時，水化作用加快，強度增長也青島海灣大橋 工程風險分析報告 14 較快；而當溫度降低到 0℃ 時，存在于混凝土中的水有一部分開始結(jié)冰，逐漸由液相（水）變?yōu)楣滔啵ㄋ鴥?nèi)外許多學者對水在混凝土中的形態(tài)進行大量的試驗研究結(jié)果表明，新澆混凝土在凍結(jié)前有一段預養(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。在實際工程中，要根據(jù)施工時的氣溫情況，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，水泥的品種及價格，早強劑、減水劑、抗凍劑的性能及價格，保溫材料的性能及價格，熱源的條件等，來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，縮短達到齡期強度的時間。 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 ，風險很 大。 現(xiàn)場采用沙袋或混凝土預制塊靜預壓法，按 120%設(shè)計荷載預壓。然而在許多國家中 ,混凝土都面臨著耐久性不良的嚴重問題 ,尤其是處于海洋或惡劣環(huán)境下 ,混凝土結(jié)構(gòu)耐久性不良的問題更加突出。 8． 1 耐久性問題的特點 耐久性問題具有以下特點 : 引起結(jié)構(gòu)耐久性問題的因素往往有 多個。 （一） 混凝土的缺陷對耐久性的影響 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 ,就必須加強科研 ,利用新技術(shù)、新方法 ,加強材料工程師、結(jié)構(gòu)設(shè)計者、施工人員等之間的合作關(guān)系 ,甚至通過宣傳教育使用戶對建筑物進行合理地使用和維護。 氯離子有很強的活性 ,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 ,無有害裂縫存在時是完全合理的。如果在混凝土配合比設(shè)計中 ,僅以強度為控制指標 ,忽視了混凝土的耐久性 ,少用水泥 ,混凝土內(nèi)膠凝體相應不足 ,骨料間膠結(jié)、密實性差 ,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)成對混凝土的酸性腐蝕。 堿骨料反應 堿骨料反應是指混凝土中的水泥在水化過程中釋放出的堿金屬與含堿性骨料中的堿活性成分發(fā)生化學反應而生成堿活性物質(zhì)。 后張預應力混凝土 梁壓漿存在一些隱患。所以孔道壓漿是后張預應力結(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。 因為加勁梁要承擔索力 ,所以必須在主纜架設(shè)之前完成。 1915 年 ,德國設(shè)計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)條件很差的時候 ,這一點顯得 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) ,所以可以通過矢跨比的調(diào)整來調(diào)節(jié)主梁內(nèi)水平力的大小 ,一般來講 ,跨度較大時 ,可以適當增加矢跨比 ,以減小主梁內(nèi)的壓力。 1） 施工前的計算 青島海灣大橋 工程風險分析報告 27 施工前的計算內(nèi)容包括結(jié)構(gòu)構(gòu)件的無應力尺寸 (主纜、吊索的無應力長度、加勁梁段的無應力三維尺寸 )及鞍座、索夾等的預偏量。 本橋主梁采用低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼 Q345D（ GB/T 15911994） ， 采用分離式雙箱斷面，兩個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 種類型 55個梁段。對鋼結(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)按無應力尺寸下料預制 ,然后運到工地拼裝、架設(shè)。 自錨式懸索橋施工的特點可概括為下面幾個方面 : 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。 青島海灣大橋 工程風險分析報告 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 ,防止破壞以避免災難性的垮塌。 但是 ,自錨式懸索橋也存在很明顯的缺點 : 1） 用鋼量大 ,造價昂貴。它的開創(chuàng)性設(shè)計對研究自錨式懸索橋提出了進一步要求 (圖 1)。不同于一般的懸索橋 ,自錨式懸索橋的計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封閉排氣口。 青島海灣大橋 工程風險分析報告 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，便于漿體充滿整個孔道。 如何提高孔道壓漿的質(zhì)量，確保壓漿密實性有以下二種方法： 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成 PT－ PLUS 塑料波紋管，將孔道系統(tǒng)密封；一端由抽真空機將孔道內(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應力鋼束提供了條件，某些截面鋼束銹蝕嚴重，當鋼束截面減少到無法承受外加荷載時橋梁就會突然倒塌，這也引起了橋梁界對后張預應力混凝土梁中 孔道壓漿問題的普遍關(guān)注。 機械和生物作用 反復的機械作用 (磨損、沖刷等 )會削弱混凝土結(jié)構(gòu) ,天長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)生化學反應 ,體積膨脹同樣會造成混凝土破壞。幾十年的時間碳化深度才達到鋼筋的表面 ,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 ,運輸與澆筑過程不易發(fā)生骨料分離與泌水現(xiàn)象 ,振搗時流動性大 ,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)范中對最大粒徑的要求是不超過最小邊尺寸的 1/4 和鋼筋最小凈距的 3/4,在多層密布鋼筋結(jié)構(gòu)中不得超過鋼筋最小凈距的 1/2,同時最大粒徑不得超過 100ｍｍ ,這些要求顯得過松 ,現(xiàn)代技術(shù)對混凝土、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反應