田 雨， 馬如進， 陳艾榮, 李 芳

(1.同濟大學 橋梁工程系，上海 200092; 2.中交公路長大橋建設國家工程研究中心有限公司，北京 100088;3 中國建筑設計院有限公司，北京 100044)

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臨近并行的高鐵橋梁與高速公路相互影響的安全風險評估

田 雨1,2， 馬如進1， 陳艾榮1, 李 芳3

(1.同濟大學 橋梁工程系，上海 200092; 2.中交公路長大橋建設國家工程研究中心有限公司，北京 100088;3 中國建筑設計院有限公司，北京 100044)

新建高鐵橋梁與既有高速公路臨近并行的狀況對橋梁結構、列車運行及汽車行駛安全性的影響尚不明確，也未見針對性的分析和評估。在考慮臨近并行高鐵橋梁與高速公路相互影響特性的基礎上，識別了關鍵風險因素，建立了此類問題評估過程的總體框架。以一實際工程為例，通過理論分析、數值模擬和現(xiàn)場實測等手段，深入研究了高速公路車輛撞擊、爆炸、火災對高鐵橋梁及列車運行安全的影響以及高鐵列車通行引發(fā)的氣流、眩光、噪聲對高速公路行車安全的影響。根據建立的風險矩陣，綜合考慮發(fā)生概率及損傷后果，對每種風險因素的風險等級做出了評價和判定，依據評判結果，提出了多種有效措施來降低高鐵橋梁與高速公路臨近所帶來的不利影響。

風險評估；高鐵橋梁；高速公路；相互影響；安全性

自2008年8月1日設計時速350公里的京津城際鐵路開通運營以來，至2014年底，我國高速鐵路運營總里程已超過1萬6千公里，約占世界高鐵運營里程的50%。在我國大規(guī)模的高鐵建設中，出于節(jié)省用地和控制線路沉降的目的，即便在平原地區(qū)，也大量使用橋梁而非普速鐵路中常用的填方路基來鋪設無砟軌道。此外，高速鐵路選線往往受到城市規(guī)劃、節(jié)約土地、吸引客流、環(huán)境保護等多種因素的制約，很可能會導致需利用既有交通走廊來鋪設新建高鐵線路[1]。這就難以避免地會出現(xiàn)新建高速鐵路橋梁與既有高速公路臨近、并行的狀況。隨著“一帶一路”構想的推進和實施，未來一段時間我國高速鐵路建設仍會高速發(fā)展，預計在經濟發(fā)達、人口密集、用地緊張的地區(qū)，新建高速鐵路和既有高速公路以臨近并行的形式共用交通走廊會逐漸成為常態(tài)。

國內外對常規(guī)情況下的橋梁結構安全性、高鐵列車運營安全性、高速公路汽車行駛安全性方面進行了大量研究，已較為成熟，在長期實踐中也積累了大量的分析、評估方法和保障、提升措施[2]。然而，通行時速300公里以上列車的高鐵橋梁與高速公路臨近并行這一狀況對橋梁結構安全、列車運行安全及汽車行駛安全必然會帶來額外的影響，相應的影響因素和影響效應目前均不明確，也無針對性的分析和評估方法提出，這就導致難以對此類問題進行科學決策和處置。

本文基于風險評估基本原理，對解決臨近并行高鐵橋梁與高速公路間相互影響的安全評估問題做出首次嘗試。首先基于風險矩陣評估方法，在對由高鐵橋梁與高速公路臨近并行所帶來的、可能影響高鐵橋梁、列車運行和汽車行駛安全性的風險因素進行全面識別的基礎上，建立此類安全評估問題評估過程的總體框架；接下來，以一個實際工程為例，通過理論分析、數值模擬和現(xiàn)場實測等方法，深入研究了每種風險因素對安全性的影響效應及后果，結果表明高速鐵路橋梁與高速公路臨近對橋梁結構本身和兩條線路的運行安全都會帶來顯著的不利影響；綜合考慮發(fā)生概率及后果，對每種風險因素的風險等級做出評價和判定，根據評判結果，提出了多種針對性措施來降低高鐵橋梁與高速公路臨近所帶來的不利影響。

1 臨近并行高鐵橋梁與高速公路相互影響安全風險評估的總體框架

風險評估可起到甄別風險、輔助決策、保障項目實施的作用?；陲L險矩陣評估方法，著重考慮臨近并行高鐵橋梁與高速公路相互影響的特性，識別風險因素，建立安全風險評估的總體框架。

1.1 風險識別

風險一般是多層次的，其產生過程可通過風險源、風險因素、風險事態(tài)和風險損失等各要素的關系予以揭示，因而也可從這幾方面開展風險識別。臨近并行的高鐵橋梁與高速公路相互影響安全風險評估涉及到橋梁結構、列車運行、車輛行駛以及其他一些外部因素，評估過程相當復雜，且橋梁結構、列車運行、車輛行駛既是風險源，也是風險作用對象。通過資料調研、專家咨詢和現(xiàn)場調查，全面識別了風險源、風險因素、風險事態(tài)和風險損失，見表1。

表1 風險識別結果

高速公路交通事故可能造成車輛失控沖出公路并撞擊臨近的高鐵橋梁，此外車輛交通事故、載運的易燃易爆物品還有可能引發(fā)爆炸和火災，撞擊、爆炸、火災會破壞高鐵橋梁結構進而對列車的運行安全帶來巨大威脅[3]；距離足夠近時，高鐵列車高速通過時產生的氣流[4]、眩光、噪聲可能會對臨近高速公路車輛行駛安全性和舒適性造成不利影響。將撞擊、火災、爆炸、氣流、眩光、噪聲這六個因素視為此類評估的風險因素。需要強調的是，由于高鐵運行帶來的氣流、眩光、噪聲會影響高速公路車輛行駛安全，這又會進一步增加車輛失控撞擊橋梁以及爆炸、火災發(fā)生的可能性，這便體現(xiàn)出了臨近高鐵橋梁與高速公路間的相互影響效應。

1.2 風險矩陣的建立

風險可認為是不確定危害事態(tài)及其概率和后果的集合[5]?；贏LARP決策準則的風險矩陣評估方法概念清晰、使用方便，在實踐中應用廣泛，其基本過程為：開展風險識別，確定需要評估的風險因素和風險事態(tài)；采用特定方法進行風險分析，描述各風險事態(tài)的概率和損失水平；劃分概率和損失等級，建立風險矩陣，并依此對各風險事態(tài)進行風險評價與決策；根據評價結果，采取合適的措施處置風險[6]。

風險評估一般對各個風險事態(tài)進行分析和評價。然而，對臨近并行高鐵橋梁和高速公路間相互影響的安全風險評估問題，直接對綜合性的、包含交互影響效應的風險事態(tài)進行評估較為困難?；诖祟愒u估問題的特點，本文提出對撞擊、火災、爆炸、氣流、眩光、噪聲等各風險因素進行分析、評價、決策和應對的風險矩陣評估方法。根據各風險因素對安全性影響的嚴重程度劃分風險損失等級，建立的風險矩陣見表2。在分析得到各風險因素的概率和損失水平后，可根據此風險矩陣判定各風險因素的風險等級并采取應對措施。

表2 風險評估矩陣

1.3 評估過程

在風險因素識別和風險矩陣構建的基礎上，基于風險評估的一般原理，建立臨近并行的高鐵橋梁與高速公路相互影響安全評估過程的總體框架，如圖1所示。整個評估過程包括風險識別、風險分析、風險評價和風險應對等幾個關鍵部分。

圖1 評估過程的總體框架Fig.1 General framework of proposed assessment procedure

接下來通過實例分析深入研究各個風險因素對安全性的影響效應和后果，并將以上提出的評估過程總體框架系統(tǒng)地應用于此評估實例。實例中的高鐵橋梁為鋼筋混凝土簡支箱梁橋，跨度32 m，梁高3.05 m，高速公路與高鐵橋梁的走向基本平行，橋墩邊緣與高速公路路肩之間水平距離為14.4～25.3 m，橋面與高速公路路面高差為4.8 m～9.1 m，現(xiàn)場照片見圖2。

圖2 評估實例的實景照片F(xiàn)ig.2 Photo of high-speed railway bridge and highway for case study

2 車輛撞擊、爆炸、火災對高鐵橋梁及列車運行安全的影響

2.1 車輛撞擊

在考慮高速公路護欄對車速折減的基礎上分析車輛對高鐵橋梁的撞擊。采用大型非線性有限元程序LS-DYNA對車輛撞擊護欄和高鐵橋梁的過程進行精細化模擬[7]。車輛和護欄、橋梁混凝土、橋梁鋼筋分別用殼單元、體單元和梁單元建模，碰撞過程中的接觸非線性、材料的率相關性、鋼材的屈服、混凝土的壓潰和開裂都在分析中予以考慮[8]。

圖3 車輛撞擊護欄的模擬Fig.3 Simulation of vehicle-protection fence collision

圖4 車輛撞擊護欄剩余速度與初始速度之比Fig.4 Ratio of residual velocity to initial velocity

偏安全地采用重載卡車進行碰撞分析?；诟咚俟飞蠈嶋H行車速度和可能的碰撞角度對車輛-護欄碰撞過程進行模擬。車輛以100 km/h速度、20°角度撞擊波形梁半剛性護欄的撞擊過程和車輛速度時程曲線見圖3，車輛以不同速度和角度撞擊護欄后剩余速度與撞擊前速度之比示于圖4，可見撞擊角度越大，剩余速度也越高，最高可達初始速度的90%。

進一步考慮緩沖地帶的阻礙作用，對可能發(fā)生的車輛以不同速度、不同角度撞擊橋梁不同部位進行模擬。分析結果表明，撞擊動能主要轉變?yōu)檐囕v變形能，橋梁結構無明顯損傷，其在車輛撞擊作用下是足夠安全的。車輛橫向撞擊橋墩底部時的應力云圖見圖5。

圖5 車橋撞擊時的米塞斯應力云圖(MPa)Fig.5 Von Mises stress nephogram of vehicle-bridge collision (MPa)

車輛以不同角度撞擊橋墩不同位置時主梁橫向及豎向位移極值見圖6，最大橫向位移為5.5 mm，最大豎向位移為2.2 mm。此外，車輛超高部分有可能直接撞擊主梁，這時主梁最大橫向位移為29.3 mm，最大豎向位移16 mm。根據我國高速鐵路設計規(guī)范[9]，無砟軌道橋梁相鄰梁端兩側的鋼軌支點橫向相對位移不應大于1 mm，軌道鋪設完成后梁體豎向殘余變形不應大于10 mm?？梢娷囕v撞擊下橋梁變形會超出常規(guī)作用下變形要求的限值。如果撞擊瞬間恰巧有高鐵列車通行，主梁變位引起的軌道變形會嚴重影響列車運行安全，可能引發(fā)列車脫線等重大安全事故。

圖6 車橋撞擊橋墩時的主梁位移極值Fig.6 Max displacement of girder under vehicle-pier collision

2.2 車輛爆炸

美國煙酒火器局給出了不同車型能夠攜帶炸藥的等效TNT當量[10]，并認為60%的車輛爆炸能量不超過250 kg TNT當量，由于大質量非軍用炸藥在爆炸時能量難以一次性釋放，所以一般認為民用車輛爆炸能量最大不超過2 000 kg TNT當量[11]。分別以250 kg、500 kg、2 000 kg TNT當量的車輛爆炸作為爆炸源，采用LS-DYNA程序分析不同位置車輛爆炸作用下高鐵橋梁結構損傷特征和動態(tài)響應。計算得到的橋下爆炸的等效豎向爆炸力時程曲線見圖7。

圖7 爆炸力時程曲線Fig.7 Explosive load time-history curves

在靠近橋墩順橋向一側的250 kg TNT車輛爆炸作用下，迎爆面會發(fā)生嚴重的局部損傷，損傷深度超過半米，墩柱與承臺連接處混凝土在振動過程中會進一步破壞，墩頂塌落近1 m，橋墩喪失承載能力，如圖8所示。橫向距高鐵橋梁2 m的2 000 kg TNT車輛爆炸作用下，主梁靠近爆炸源側的翼緣板和腹板飛出，主梁完全破壞，由于橋墩橫向強度及剛度比縱向大得多，此時橋墩雖大面積受損，但并未完全破壞，見圖9。

圖8 爆炸時橋墩損傷(250 kg TNT)Fig.8 Pier damage under vehicle explosion(250 kg TNT)

圖9 爆炸時主梁損傷(2 000 kg TNT)Fig.9 Girder damage under vehicle explosion(2 000 kg TNT)

可見，極端車輛爆炸作用下高鐵橋梁損傷嚴重，如果爆炸發(fā)生時或發(fā)生后有列車通過，會引發(fā)極其嚴重的安全事故。另外還需引起注意的是，盡管有些強度較低、距離較遠的爆炸不會對高鐵橋梁結構造成顯著破壞，但爆炸引起的橋梁劇烈振動、過大變形以及爆炸沖擊波和碎片均會嚴重威脅列車的通行安全和乘客的人身安全并損壞高鐵機電設備。

2.3 車輛火災

分析最大釋熱速率300 MW、持續(xù)時間2 h、發(fā)生在高鐵橋梁主梁下方的油罐車火災這種極端情況下橋梁結構的安全性。采用火災場模擬程序FDS(Fire Dynamics Simulator)確定火災發(fā)生時的空氣溫度場，見圖10，經計算火焰最高溫度約950℃，出現(xiàn)在距地面5 m高度處，火焰高約10 m，邊緣處溫度約500℃。火災作用下主梁及橋墩溫度分布見圖11，主梁最高溫度約470℃，分布在主梁底板下表面距中心點約2.5 m的范圍內，橋墩最高溫度約640℃，分布在橋墩側面約4.3 m×1.5 m的范圍內。主梁底板和橋墩表面混凝土僅在小范圍內有一定損傷，但損傷相對于整個梁、墩截面而言很小，且鋼筋力學性能無明顯衰減，橋梁結構安全性基本不受影響。然而近距離車輛火災可能會破壞高鐵輸電線路進而對列車運行安全性有一定影響，需引起必要重視，及時采取滅火措施。

圖10 火災溫度場(℃)Fig.10 Fire temperature fields (℃)

圖11 主梁和橋墩溫度分布(℃)Fig.11 Thermal distribution of girder and pier (℃)

3 高鐵列車運行時氣流、眩光、噪聲對高速公路行車安全的影響

3.1 氣流

高鐵列車運行時會對周圍空氣產生強烈擾動，這種局部風環(huán)境變化產生的壓力波可能會影響臨近公路的行車安全性。首先從理論上分析側風對公路行車安全性的影響，并結合實例計算代表性車型的行車安全臨界風速；然后通過數值風洞計算車輛與高鐵列車相向而行交匯時所受的側向風荷載并推算等效側向風速，比較等效側向風速與行車安全臨界風速的大小關系以評估高鐵列車經過時的公路行車安全性。

圖12 車輛側向受力圖Fig.12 Lateral force acting on a driving vehicle

側風作用下行駛中的車輛受到的側向力包括離心力FI、側向氣動力FS、路面橫坡產生的重力分量Gα和輪胎與路面之間的摩擦力Ff，如圖12所示。若要確保側風作用下的行車安全，必須滿足式(1)。

FI+FS+Gα≤Ff

(1)

(2)

(3)

Gα=mgsinα

(4)

(5)

離心力、側向氣動力、路面橫坡產生的側向重力分量和摩擦力的表達式分別為式(2)～(5)，其中，m為汽車質量，Ucar為車速，R為轉彎半徑，ρ為空氣密度，A為汽車的正投影面積，kCS為氣動側向力系數與風向角之間的比例系數，Uwind為側風風速，g為重力加速度，α為路面橫坡坡度，μS為與路面狀況有關的摩擦因數，kCL為氣動升力系數與風向角之間的比例系數。

根據評估實例的現(xiàn)場實測情況，由式(1)～(5)計算代表性車型在不同車速下的行車安全臨界風速。兩類車型的結果列于表3。

通過數值風洞模擬高鐵列車與高速公路車輛相向而行到最終遠離的過程，壓力場見圖13(a)。大客車速度120 km/h、高鐵列車速度300 km/h，大客車所受側向風荷載的計算結果見圖13(b)，最大值為355 N，以側向氣動力系數6.0推算，等效側向風速最大值為3.22 m/s，遠低于車速120 km/h時的大客車行車安全臨界風速值18.5 m/s。可見，由高鐵列車和大客車交匯運行引發(fā)的氣流擾動不會影響大客車的行車安全性，對其他代表性車型的計算分析也能得出類似結論。因此，可認為高鐵列車運行引發(fā)的氣流不會降低臨近高速公路車輛的行駛安全性。

表3 行車安全臨界風速

圖13 高鐵列車與高速公路車輛交匯過程的數值風洞模擬Fig.13 Numerical wind tunnel simulation of train-vehicle crossing

3.2 眩光

現(xiàn)場實測了高速公路上與高鐵列車光源不同縱距、平距及高差點的照度值。視線與眩光源光線入射方向的夾角在1.5°～60°范圍內時，等效光幕亮度可按式(6)計算。要評價眩光對人眼視認效果的干擾，需要計算眩光評價點的閾值增量，在背景亮度處于0.05 cd/m2～5 cd/m2范圍時，可按式(7)計算閾值增量。

(6)

(7)

式中:Lv是等效光幕亮度(cd/m2)；ECI是眩光源在觀察著眼中位于垂直于視線平面上的照度(Lx)，通過現(xiàn)場實測獲得；θ是視線與眩光源入射方向的夾角，以度為單位；K是常數，取10；TI為閾值增量(%)；Lαv為路面平均亮度(cd/m2)，通過現(xiàn)場實測獲得。

與高鐵光源橫距20 m、縱距20 m、高差2.5 m處作為高速公路上的眩光評價點，由實測數據此處照度值為2.2 Lx，路面平均亮度為1.04 cd/m2，由式(6)和式(7)可得到此處眩光閾值增量為68.66%。根據國際發(fā)光照明委員會(CIE)對夜間眩光限制的建議指標，本環(huán)境下眩光閾值增量不應超過20%?？梢娫u價區(qū)域的眩光閾值增量超過了規(guī)定允許的最大值，且眩光程度相對較強。因此，此例中高鐵列車光源會對高速公路汽車駕駛員造成明顯的眩光影響，需采取有效措施對眩光進行控制，以確保夜間的行車安全。

3.3 噪聲

對高鐵列車運行和汽車行駛時的噪聲進行了現(xiàn)場實測，按照相應的噪聲評價標準和方法對高速公路上行駛車輛內部噪聲最大值和語言干擾級進行綜合評估。結果表明，高鐵列車運行對車內噪聲和語言干擾級的貢獻較小，總體噪聲水平不會對車輛行駛的安全性產生影響，無需專門采取額外的應對措施。

4 風險評價

采用表 2中的風險矩陣對高速公路車輛引發(fā)的撞擊、爆炸、火災和高鐵列車產生的氣流、眩光、噪聲這六個風險因素分別進行風險評價。各風險因素對安全性的影響前文已做了詳細分析和論述，根據各因素對安全性的影響程度確定各因素發(fā)生時的風險損失水平?；诂F(xiàn)場勘查、專家經驗、事故統(tǒng)計資料，并考慮可能出現(xiàn)的極端天氣的影響，采用模糊綜合評價法確定各因素的風險概率水平[12]，限于篇幅本文不詳細給出風險概率的分析過程。各個因素的概率水平、損失水平以及風險等級評定結果見表4。

表4 各風險因素的風險評價

撞擊、爆炸和眩光的風險等級為“嚴格控制”，意味著只要降低風險的成本與所取得的風險效益相比是合理的，就應執(zhí)行風險降低措施；火災的風險等級為“合理控制”，意味著除常規(guī)運營管理外，應對此風險事態(tài)高度重視，必要時可采取措施降低風險等級；氣流和噪聲的風險等級為“可接受”，意味著無須采取專門措施降低風險。

綜合以上評價結果可以看出，兩條線路的臨近對橋梁結構和線路運營安全性的影響還是非常突出的，應采取綜合性的對策措施確保橋梁和線路的安全。

5 風險應對措施

簡要給出一些有效的風險應對措施，這些措施的效果均在研究中得到了驗證，限于篇幅，不展開討論。

(1) 在高速公路路側選用最高防撞等級的護欄，可降低汽車沖出公路撞擊橋梁的速度，減輕車輛撞擊、爆炸和火災對高鐵安全性的影響。

(2) 在兩條線路間的緩沖地帶或高鐵橋梁附近增設護欄、隔離裝置或剛性防爆墻，進一步阻止車輛接近高鐵橋梁，降低車輛撞擊、爆炸和火災對高鐵安全性的影響。

(3) 在高鐵橋梁每兩個橋墩之間設置消防栓和滅火器等消防設備及相應的提醒標志，如經濟上可行，還可對與高速公路臨近平行段的高鐵橋梁涂刷防火材料。

(4) 在高鐵橋梁靠近高速公路一側設置防眩板，降低高鐵列車眩光對高速公路汽車行駛安全的影響。也可設置聲屏障，既能降低噪音影響，也能輔助遮光。

(5) 在高速公路設置綜合視覺導向系統(tǒng)，包括交通警示標志、限速標志、減速標線、視線誘導標識、彩色路面等，對駕駛員進行引導和警示，降低交通事故發(fā)生概率進而降低高速公路車輛事故對高鐵安全性的影響。

6 結 論

本文針對高鐵橋梁和高速公路臨近并行這一狀況對高鐵橋梁結構、高鐵列車運行、高速公路車輛行駛三方面的安全性進行風險評估。識別了關鍵風險因素，建立了風險評估矩陣，提出了此類問題安全風險評估的總體框架；通過理論分析、數值模擬和現(xiàn)場實測等多種手段分析了這些關鍵風險因素的影響效應和后果；根據建立的風險矩陣，綜合考慮發(fā)生概率及損傷后果，對每種風險因素的風險等級做出了評價和判定，評價結果表明，車輛撞擊、爆炸和高鐵列車眩光的風險等級最高，車輛火災次之，高鐵列車氣流和噪聲的風險最低；依據評判結果，提出了多種有效措施來降低高鐵橋梁與高速公路臨近所帶來的不利影響。

本文是對臨近并行高鐵橋梁與高速公路相互影響安全評估問題的初步嘗試和探索，提出的分析、評估方法和風險應對措施對于在我國仍在進行中的大規(guī)模高鐵建設具有一定參考意義。

[1] 朱穎. 鐵路選線理念的創(chuàng)新與實踐 [J]. 鐵道工程學報, 2009, 26(6): 1-5. ZHU Ying. Innovation and practice on railway location concept [J]. Journal of Railway Engineering Society, 2009, 26(6): 1-5.

[2] 馬建，孫守增，楊琦，等. 中國橋梁工程學術研究綜述 2014 [J]. 中國公路學報, 2014, 27(5): 1-96. MA Jian, SUN Shouzeng, YANG Qi, et al. Review on China’s bridge engineering research: 2014 [J]. China Journal of Highway and Transport, 2014, 27(5): 1-96.

[3] DENG L, WANG W, YU Y. State-of-the-art review on the causes and mechanisms of bridge collapse [J]. ASCE Journal of Performance of Constructed Facilities, 2016, 30(2): 04015005.

[4] ARGENTINI T, OZKAN E, ROCCHI D, et al. Cross-wind effects on a vehicle crossing the wake of a bridge pylon [J]. Journal of Wind Engineering & Industrial Aerodynamics，2011, 99(6): 734-740.

[5] KAPLAN S. The words of risk analysis [J]. Risk Analysis, 1997, 17(4):407.

[6] 阮欣, 尹志逸, 陳艾榮. 風險矩陣評估方法研究與工程應用綜述 [J]. 同濟大學學報(自然科學版), 2013, 41(3): 381-385. RUAN Xin, YIN Zhiyi, CHEN Airong. A review on risk matrix method and its engineering application [J]. Journal of Tongji University(Natural Science), 2013, 41(3): 381-385.

[7] Livermore Software Technology Corporation. LS-DYNA: theory manual for version 971 [M]. Livermore, CA, USA: Livermore Software Technology Corporation, 2007.

[8] EL-TAWIL S, SEVERINO E, FONSECA P. Vehicle collision with bridge piers [J]. Journal of Bridge Engineering, 2005, 10(3): 345-353.

[9] 中華人民共和國國家鐵路局. 高速鐵路設計規(guī)范: TB 10621—2014[S]. 北京: 中國鐵道出版社, 2014.

[10] MAHONEY E E. Analyzing the effects of blast Loads on bridges using probability, structural analysis, and performance criteria [D]. Washington D. C.: University of Maryland, 2007.

[11] WINGET D G, MARCHAND K A, WILLIAMSON E B. Analysis and design of critical bridges subjected to blast loads [J]. Structural Engineering, 2005, 133(8): 1243-1255.

[12] 劉沐宇, 李海洋, 田偉. 基于熵權模糊綜合評價的橋梁汽車燃燒風險分析 [J]. 土木工程與管理學報, 2014, 31(2): 51-61. LIU Muyu, LI Haiyang, TIAN Wei. Study on vehicle burning accident during bridge operation period based on entropy weight fuzzy comprehensive evaluation [J]. Journal of Civil Engineering and Management, 2014, 31(2): 51-61.

Safety risk assessment for interactive influences betweenadjacent and parallel high-speed railway bridges and highway

TIAN Yu1,2, MA Rujin1, CHEN Airong1, LI Fang3

(1. Department of Bridge Engineering, Tongji University, Shanghai 200092, China;2. CCCC Highway Bridge National Engineering Research Centre CO., Ltd., Beijing 100088, China;3. China Architecture Design Group, Beijing 100044, China)

Effects of adjacent and parallel high-speed railway bridges and highway on the safety of bridge structure, train and vehicle travelling are not yet clarified, and the corresponding analysis and assessment are not yet reported. Here, risk factors due to closely arranged high-speed railway bridges and highway were discerned and the whole framework of assessment process was established considering interactive influence between adjacent high-speed railway bridges and highway. Effects of risk factors including collision, explosion and fire resulting from vehicles on highways, and airflow, glare and noise resulting from high-speed trains were investigated by means of theoretical analysis, numerical simulation and field measurement through a case study. Risk evaluations of each risk factor were conducted in terms of the risk matrix established here considering the probability of occurrence and the damage consequence comprehensively. Accordingly, a variety of effective risk mitigation measures were presented.

risk assessment; high-speed railway bridge; highway; interactive influence; safety

交通運輸部建設科技項目(2014 318 494 020);交通運輸部建設科技項目(2011 318 494 160);中國交建科技研發(fā)項目(2013-ZJKJ-08)

2015-07-17 修改稿收到日期：2015-11-05

田雨 男，博士，1986年生

陳艾榮 男，博士，教授，博士生導師，1963年生

U447;U238

A

10.13465/j.cnki.jvs.2016.21.011