基于事故树对少支架坍塌事故的风险分析与控制.docx

    基于事故树对少支架坍塌事故的风险分析与控制    摘要：结合桥梁现浇箱梁少支架施工特点，基于事故树分析法对少支架施工过程中风险最大的坍塌事故进行系统分析，通过历来少支架坍塌事故数据的分析推断，研究因各方面原因导致事故发展过程，查找基本事件，利用风险矩阵法对基本事件可能性进行初步赋值，完成对事故的定性定量分析，针对分析的结果，提出控制和降低事故风险的安全技术和管理措施，建议推广标准化、系列化、通用化的装配式格构柱支架在桥梁现浇箱梁施工中的应用，从本质上提高桥梁少支架的施工安全关键词：少支架；坍塌；事故树；风险分析；控制1前言桥梁现浇箱梁的施工支架多种多样，钢管支架有扣件式、碗扣式、门式脚手架等，钢支架一般由型钢、贝雷梁等搭设，但近年来，因支架坍塌而造成人员伤亡的事故时有发生，在《危险性较大的分部分项工程安全管理办法》中，模板工程及支撑体系因在施工过程中存在的、可能导致作业人员群死群伤或造成重大不良社会影响，被列入危险性较大的分部分项工程其中，少支架施工因受地基形势限制小，可用于跨路、跨河等线路以及墩高较高的现浇箱梁施工，且普遍认为安全性能高，被大为推广，但近年来，桥梁箱梁少支架施工事故却时有发生，损失惨重。

本文基于事故树分析法，采用演绎方法分析少支架坍塌事故的因果关系，从结果到原因找出与灾害事故有关的各种因素之间因果关系和逻辑关系，详细找出少支架系统各种固有的潜在的危险因素，并借助风险矩阵法对危险因素赋值，进行定性定量分析，为提高少支架的本质安全、制定安全技术措施和安全管理，建议推广标准化、系列化、通用化的装配式格构柱支架在桥梁现浇箱梁施工中的应用2典型少支架坍塌事故案例简要分析2.1地基沉降导致坍塌2007年9月10日，印度海得拉巴一座正在修建的立交桥部分桥体突然坍塌，造成30余人遇难事故原因是，在57毫米雨量的暴雨中坍塌，支架的地基因基础处理不当发生沉降引起的少支架坍塌2.2预压中结构失稳导致坍塌2001年9月25日，某匝道桥模板支架在加载预压时，突然垮塌，造成6人死亡、20人受伤的重大事故，认定该事故属一起重大安全责任事故经调查，事故原因是，施工过程擅自改变施工方案，支架体系存在严重隐患，钢管立柱直接立在水泥砼路面上，柱基不坚实，产生了一定的竖向和水平位移，贝雷支架缺少斜向支撑，侧向约束薄弱，在堆荷过程的外力作用下，由于支撑体系的局部变形引发支撑体系整体失稳破坏，造成严重支架垮塌事故。

2.3偶然外力冲击导致坍塌2007年09月26日，越南南部横跨湄公河的支流后江一座正在建设中的大桥26日上午发生坍塌，造成至少52人死亡，另有100多人受伤事故发生的原因是一座建筑塔吊突然倒下，砸落在一天前刚刚浇注的桥段上，引起三跨箱梁支架及已浇筑箱梁的连锁坍塌3编制少支架坍塌事故树和分析3.1事故树分析法的概述事故树分析法是安全系统工程的重要分析方法之一，它是从要分析的特定事故或故障开始（顶上事件），层层分析其发生原因，直到找出事故的基本原因，即事故树的底事件为止事故树分析法通过定性分析，确定少支架施工中存在的各种危险因素（底事件）对导致坍塌事故（顶上事件）发生影响的大小，从而掌握和制定预防控制要点；而通过定量分析，从数量上说明各种危险因素在事故树中的概念重要度，为实现少支架系统的最佳安全目标提供依据3.2编制少支架坍塌事故树调查和分析与顶上事件（T0：少支架坍塌）有关的人、机、物、法、环和管理各方面存在的危险因素，经过简化和提炼，从M1地基不均匀沉降、M7强度、刚度、或稳定性不足、M12不利荷载影响、M16管理不到位等四大方面逐层分析，建立的少支架坍塌的事故树如下图1：3.4事故树定性和定量分析对少支架坍塌事故进行定性定量分析，目的是分析支架坍塌发生规律及特点，找出控制事故的可行方案，并从事故树结构上分析各基本原因事件的重要程度，以便按轻重缓急分别采取对策。

3.4.1计算事故树的最小割集最小割集的定性分析对于少支架系统风险的确定有明确指导作用，最小割集数越多，导致顶事件发生的故障模式越多，相对而言，系统越危险利用最小割集对事故进行定性或定量分析，为事故预防和安全管理工作提供客观的分析依据，为安全科学的发展提供了有力工具，从而避免造成人员伤亡和经济损失通过事故树分析软件的分析，得出此事故树的85个最小割集是：{X24}，{X25},{X26},{X27}，{X28},{X29}，{X30}，{X12X16X18X21},{X12X17X18X21},{X12X15X19X21},{X12X15X20X21},{X12X15X18X22},{X12X15X18X23},{X31X36X37},{X31X36X37},{X31X35X38},{X13X16X18X21}，{X14X16X18X21}，{X12X16X19X21}，{X12X16X20X21}，{X12X16X18X22}，{X12X16X18X23}，{X13X17X18X21}，{X14X17X18X21}，{X12X17X19X21}，{X12X17X20X21}，{X12X17X18X22}，{X12X17X18X23}，{X13X15X19X21}，{X14X15X18X21},{X14X15X19X21}，{X12X15X19X22}，{X12X15X19X23}，{X13X15X20X23}，{X14X15X20X23}，{X12X15X20X22}，{X12X15X20X23}，{X13X15X18X22}，{X14X15X18X22}，{X13X15X18X23}，{X14X15X18X23}，{X32X36X38}，{X33X36X38}，{X33X36X38}，{X34X36X38}，{X31X36X38}，{X32X35X38}，{X33X35X38}，{X34X35X37}，{X34X35X38},{X5X11},{X8X11}{X4X11},{X6X11}，{X7X11}，{X9,X10},{X9X11}，{X13X16X19X23}，{X13X16X20X23}，{X13X16X18X22}，{X13X16X18X23}，{X14X16X19X23}，{X14X16X20X23}，{X14X16X18X22}，{X12X16X19X22}，{X12X16X19X22}，{X12X16X19X23}，{X12X16X20X22}，{X12X16X19X23}，{X12X16X20X22}，{X12X16X20X23}，{X13X17X19X23}，{X13X17X20X23}，{X13X17X18X22}，{X13X17X18X23}，{X14X17X19X23}，{X14X17X20X23}，{X14X17X18X22}，{X14X17X18X23}，{X12X17X19X22}，{X12X17X19X23}，{X12X17X20X22}，{X12X17X20X23}，{X13X15X19X22}，{X13X15X19X23}，{X14X15X19X23}。

通过事故树的分析，最小割集较多，因为每一个最小割集都是顶事件发生的可能渠道，由此可见，在少支架施工过程中，存在着较多的危险有害因素，这些危险有害因素，都是导致支架坍塌的直接原因支架垮塌，通常都会造成重大人员伤亡因此，必须严加防范，基本事件少的最小割集比基本事件多的最小割集容易导致事故的发生(假设各基本事件发生的概率相等)，为提高系统的可靠性和安全性，可对基本事件少的最小割集采取增加基本事件的措施，以降低事故发生的概率3.4.2计算事故树的顶事件概率事故树定量分析是在定性基础上进行的，定量分析主要求取顶上事件的发生概率本文借用风险矩阵法中事故可能性等级标准，结合施工和管理经验，对导致少支架坍塌的各种危险因素（底事件）进行赋值；进而求取顶上事件的概率值本文建立的事故树中，中间事件：M1、M7、M16均采用与门，M12采用或门，在基本事件赋值根据经验不存在故障率、失误率估计得过高或过低等情况下，通过事故树分析软件的分析，计算顶上事件发生的概率是：0.41其值明显超过了少支架施工中所能接受的发生概率，更加警醒项目管理者对每一个环节和每一个基本原因事件都务必予以重视，采取改进措施，使事故概率下降，以达到避免少支架坍塌事故发生的目标。

3.4.3计算事故树的结构重要度和概率重要度结构重要度反映出事故树结构上基本事件的位置重要度，概率重要度反映基本事件概率的增减对顶上事件发生概率的敏感性结构重要度——不考虑基本事件自身的发生概率，或者说假定各基本事件的发生概率相等，仅从结构上分析各个基本事件对顶上事件发生所产生的影响程度找出引起少支架坍塌事故的所有可能的危险模式，得出底事件依据结构重要度的排序，明确了影响系统可靠性的最薄弱环节，提出提高系统可靠度的建议结构重要度顺序为：I(23)>I(12)>I(15)=I(18)>I(16)>I(13)>I(22)=I(19)=I(20)>I(17)=I(14)=I(21)>I(9)=I(25)=I(34)=I(26)=I(28)=I(35)=I(37)=I(11)=I(10)=I(27)=I(29)=I(30)=I(36)=I(38)事件名称是：贝雷梁无防倾或未加固>主要构件或紧固件不合>柱脚与埋件连接不牢=联系撑设置不足>对接偏心或焊接强度不>钢管壁厚及型材规格不>纵梁间距不符或未连成=节点板连接不规范=未与墩身刚性连接牢固>法兰盘螺栓紧固不牢=局部锈蚀、变形、焊缝=横梁与立柱偏心或未加>承载力未按规定检测=局部超载、偏心压载=安装单位无资质或人员=未对称浇筑产生偏载=突发滑坡、泥石流等地=未按照方案搭设或验收=出现异常应急不及时=无防止雨水渗入的防水=无排水设施=未控制浇筑速度侧向压=风雨雪荷载产生比例荷=车辆、船舶等外力冲击=未按方案预压及监控监=应急处置措施不当概率重要度——基本事件发生概率变化引起顶上事件发生概率的变化程度，求出各基本事件的概率重要度系数后，就可知道众多基本事件中，减少哪个基本事件的发生概率就可有效地降低顶上事件的发生概率。

概率重要度顺序为：Ig(25)=Ig(26)=Ig(27)=Ig(28)=Ig(29)=Ig(30)>Ig(38)>Ig(11)>Ig(35)>Ig(31)>Ig(36)>Ig(37)>Ig(34)>Ig(9)>Ig(12)>Ig(33)=Ig(32)>Ig(13)>Ig(14)=Ig(14)>Ig(18)>Ig(23)>Ig(15)>Ig(16)=Ig(17)>Ig(19)>Ig(21)>Ig(20)>Ig(22)>Ig(1)=Ig(5)=Ig(6)=Ig(7)=Ig(8)=Ig(2)=Ig(10)=Ig(3)=Ig(4)=Ig(24)=Ig(5)=Ig(10)事件名称是：局部超载、偏心压载=未对称浇筑产生偏载=未控制浇筑速度侧向压=突发滑坡、泥石流等地=风雨雪荷载产生比例荷=车辆、船舶等外力冲击>应急处置措施不当>无防止雨水渗入的防水>未按照方案搭设或验收>设计单位无资质或不符>未按方案预压及监控监>出现异常应急不及时>安装单位无资质或人员>承载力未按规定检测>主要构件或紧固件不合>材料无检测报告或复检=设计方案未复核或审批>钢管壁厚及型材规格不>局部锈蚀、变形、焊缝=局部锈蚀、变形、焊缝>联系撑设置不足>贝雷梁无防倾或未加固>柱脚与埋件连接不牢>对接偏心或焊接强度不=法兰盘螺栓紧固不牢>节点板连接不规范>横梁与立柱偏心或未加>未与墩身刚性连接牢固>纵梁间距不符或未连成>未按方案换填=坡脚未支档=放坡坡比不满足规范=放坡边线距超载界限不=承载力不满足设计要求=回填料不合格=无排水设施=未分层碾压=存在软弱下卧层=未按对称、分层、分级=坡脚未支档=无排水设施4预防和控制少支架坍塌事故的安全技术。