高鐵站無站臺柱雨棚脫落風險防控程學慶;賈江濤;符倍維;蔣玉國【摘要】高鐵站無站臺柱雨棚脫落不僅影響高鐵系統正常運行，還給旅客人身安全帶來威脅，因此，預防無站臺柱雨棚脫落事故的發生顯得十分重要.本文將魚刺圖法運用于無站臺柱雨棚脫落事故原因的分析,在識別出各種風險因素的基礎上從完善規范、標準和制度，提高工程設計、建設質量,加強運營期間的維護、管理等三方面提出防范措施以預防無站臺柱雨棚脫落事故的發生，提升安全風險管理水平.％Non-platform-columnshelter'sfallingnotonlyaffectsthenormaloperationofthehigh-speedrailsystem,butalsobringsthreatstothepassengersafety.So,itisveryimportanttopreventnon-platform-columnshelter'sfallingaccident.Thispaperappliedfishbonefiguretoanalyzethecausesofnonplatform-columnshelter'sfallingaccident,andproposedsomepreventivemeasures,includingperfectingvariousnorms,standardsandregulations,improvingengineeringdesignandconstructionquality,strengtheningmaintenanceandmanagementduringtheoperationperiodbasedonidentifyingallthekindsofriskfactors,whichwouldpreventnon-platformcolumnshelterfallingaccidentsandimprovethelevelofsafetyriskmanagement.【期刊名稱】《交通運輸工程與信息學報》【年(卷)，期】2016(014)002【總頁數】7頁(P42-47,62)【關鍵詞】魚刺圖;無站臺柱雨棚;脫落【作者】程學慶;賈江濤;符倍維;蔣玉國【作者單位】西南交通大學，交通運輸與物流學院，成都610031;西南交通大學，綜合交通運輸智能化國家地方聯合工程實驗室，成都610031;西南交通大學，交通運輸與物流學院，成都610031;西南交通大學，交通運輸與物流學院，成都610031;上海鐵路局，連云港站，江蘇，連云港222000【正文語種】中文【中圖分類】U298;X951大體量、大跨度、形式新穎、極具現代感的高鐵車站無站臺柱雨棚（以下簡稱為無柱雨棚）因給旅客帶來大方、通透、飄逸的視覺美感和舒適、寬敞的體驗效果而得到廣泛應用，然而，隨著無柱雨棚建設規模和使用年限的不斷增加，由于前期設計、施工、運營期間維護管理不到位等造成的安全隱患日益凸顯，一旦外界影響達到一定程度，極易引發雨棚脫落（包含屋面板、吊頂板、檐口等）事故，直接影響旅客人身及高鐵行車安全。2012年3月23日，京滬高鐵天津南站，近600m2無柱雨棚屋面彩鋼板被大風吹落，大部分懸掛在接觸網上，致使接觸網上下行跳閘，燒壞該站二道正線接觸網承力索，中斷高鐵上線行車3小時16分。該事故就是固定彩鋼板的金屬支架數量不足且強度不夠，彩鋼板相互之間鎖邊不緊、固定不牢，設計不合理、施工質量不高造成的［1］。目前，國內對無站臺柱雨棚的研究仍處在起步發展階段，研究多集中在結構、設計方面。如李厚均等［2］采用AUTOCAD軟件建模，運用MIDAS軟件計算分析成都火車東站站臺無柱雨棚結構。陳鵬［3］根據影響站臺雨棚設計的主要因素，采用設計軟件3D3S對兩臺兩線無柱雨棚模型進行計算，對每種雨棚結構應力比、撓度和用鋼量進行分析。針對無柱雨棚使用過程中發現的問題和質量隱患，王利民等人［4-7］結合各自實際進行了介紹分析，并給出了一些建議，但未對無柱雨棚脫落風險進行專門的研究。因此，本文采用魚刺圖法對高鐵站無臺柱雨棚脫落事故進行系統分析。魚刺圖法［8］又稱因果分析圖法，該方法是把系統中產生事故的原因及造成的結果所構成錯綜復雜的因果關系，采用簡明文字和線條加以全面表示，用于表述事故發生的原因與結果的圖形像一條完整的魚，有骨也有刺，故名魚刺圖。該方法可以使復雜的原因系統化、條塊化，而且直觀、邏輯性強，因果關系明確，便于把主要原因弄清楚，明確防范措施。通過大量的文獻查閱和現場實地考察，筆者發現造成無柱雨棚脫落是由前期設計缺陷、工程建設質量差、產品自身質量差、運營期間維護管理不當以及外界環境影響這五個方面因素共同作用的結果。基于魚刺圖法對無柱雨棚脫落事故進行分析得到的圖形如圖1所示。2.1設計缺陷設計缺陷主要有缺乏專門的設計規范標準、設計深化力度不夠、未做防腐設計、未設計維護上人設施等四個方面。（1） 缺乏專門的設計規范標準。到目前為止還沒有專門針對高鐵站無柱雨棚的設計規范標準，在設計時多以其結構形式類比其他建筑再增加一定系數確定，難以滿足無柱雨棚所處環境和所受影響的實際需求。（2） 設計深化力度不夠。設計單位的部分深化設計缺少結構計算書，也沒有詳細的施工節點詳圖，還有一些深化設計由施工單位技術人員完成，設計圖紙的準確度存在一定風險，這些都直接影響后續施工質量和最終的工程質量，增大了無柱雨棚脫落的風險。（3） 未做防腐設計。由于高鐵站無柱雨棚的引進、使用時間并不久，設計人員對雨棚的結構研究不是很深入，進而在設計過程中并未將防腐設計擺在重要位置，對部分固定構件既未做詳細的使用說明，也未做防腐設計要求，當構件銹蝕后極易造成面板松動脫落。（4） 未設計維護上人設施。設計人員在設計時沒有充分考慮無柱雨棚后期的檢查、維護需求而未設置上人設施（巡檢馬道等）或考慮空間限制而設置不當，增加了無柱雨棚維護難度，增大了無柱雨棚脫落的風險。2.2工程建設質量差工程建設質量差主要原因有未嚴格按照設計方案施工、監理工作不到位、竣工驗收不到位、業主提前介入開展不到位等四個方面。（1） 未嚴格按設計方案施工。部分施工人員責任心不強，不能嚴格按照設計要求施工，施工精度達不到要求；施工單位為了趕工期和追求經濟效益而簡化程序、偷工減料，致使部分地方缺少應有的固定扣件，或固定強度不足，這是導致無柱雨棚（屋面板、吊頂板）松動脫落的一個很重要原因。（2） 監理工作不到位。工程監理單位資質不合格，專業配備不齊，在審查審批環節對進場材料、深化設計和施工方案審核不嚴。監理人員現場管理失控，對關鍵部位、關鍵工序監控不嚴，檢驗工作流于形式；對于發現問題的整改監控不嚴，動態跟蹤不到位，影響工程質量。（3） 竣工驗收不到位。由于高鐵站無柱雨棚多采用新材料、新工藝，人員培訓滯后，驗收時缺竣工圖紙和施工設計交底材料造成驗收工作缺乏依據，驗收人員只能憑以往經驗和常規知識實施驗收，使驗收質量打了折扣，增大了無柱雨棚脫落的風險。（4）提前介入開展不到位。通過業主提前介入本可以對關鍵工序、隱蔽工程實施全程的監督把關，實現建設和運營的無縫對接，從源頭上防止工程遺留問題。但現實中由于提前介入組織機構、人員不足，工作開展中監督把關不嚴格，致使提前介入工作開展效果不好，未能起到應有的作用。2.3產品質量差建設中所選用的材料、部件等產品的質量對整個無柱雨棚結構的質量有直接的影響，所選屋面板、吊頂板、固定扣件等產品自身的可靠性低、安全性差、可維修性低、耐久性差、強度不夠都會使無柱雨棚的整體質量打極大的折扣，在一定外界環境的影響下，極易造成脫落事故。與此同時，為配合追求整體結構造型的美觀，而沒有充分考慮選材的實用性，所選材料容易銹蝕、老化，也增大了無柱雨棚脫落的風險。2.4維護管理不當維護管理不當主要原因有維護管理制度不完善、天窗點不滿足維護要求、專業維護設備配置不足、缺少專業維修管理人員等四個方面。（1） 維護管理制度不完善。目前，設計和施工單位較少能夠提供維修養護技術資料，維修周期需要經過積累才能確定，相應的檢查、維護技術性規范還不完善，無法為日常維護管理工作提供指導性意見，而現有的維護管理標準以及房建段經過實踐摸索制定的一些維修管理辦法，與現場操作實際需求仍存在較大差距，檢查缺失、維修不及時現象時有發生，影響無柱雨棚的使用安全。（2） 天窗點不滿足維護要求。目前，高鐵站無柱雨棚的維修作業納入營業線維修項目，均利用維修天窗實施。然而，夜間施工，照明、視線等都較弱，作業效率低，有效作業時間短，尤其是開行動臥后，現有天窗時間內常常無法完成吊頂板的搶修作業。同時，營業線施工納入天窗管理的相關規定也限制了工程遺留問題的整改，給無柱雨棚的維護和加固補強帶來許多問題。以鄭州東站某廣場無柱雨棚下方加裝檢修馬道的工程為例，據施工單位測算，若僅在天窗點內進行，工期將需要數年方能完成，嚴重影響了對無柱雨棚的維護和檢修。（3） 專業維護設備配備不足。由于無柱雨棚頂通常都距地面十幾米以上，維修作業區域較高且無檢修馬道。在沒有配備專業懸臂式或垂直式液壓升降平臺以及外租大型登高設備無法進入高鐵站房內進行作業的情況下，通常的登高設施或無法滿足要求，或使用周期較長，對高鐵行車影響很大，而切割機、屋面鎖邊機等專業維修工具設備配置不足或根本沒有配置都造成日常維護工作無法正常進行。無柱雨棚帶病工作現象時有發生，極大地增加了無柱雨棚的脫落風險。（4）缺少專業維護管理人員。無柱雨棚的維護管理屬于房建段（非一線運輸站段），每年退休人員遠大于新進人員，班組一線普遍缺員，而需要維護管理的無柱雨棚等設備隨著鐵路的發展不斷增多，工作任務量極大，另外卜高空作業需要具備專業資質，多數職工年齡大，缺乏經驗，系統性培訓又跟不上，專業維護管理人才匱乏，極大的影響了日常維護和搶修作業，增大了無柱雨棚脫落的風險。2.5夕卜界環境影響外界環境的影響可以分為自然災害和高鐵行車通過影響等兩個方面。（1）自然災害。無柱雨棚多處于室外，受惡劣天氣影響較大，近年來隨著全球氣候的異常變化，強風、暴雪、高溫等極端氣候頻頻出現，一旦超過所能承受的載荷，無柱雨棚便有脫落的危險。除天氣外，地震的晃動超過一定程度也會破壞無柱雨棚的結構，造成脫落?，F以強風作用為例說明夕卜界環境對無柱雨棚的影響。無柱雨棚造型各異，結構跨度大，周邊未封閉，其上下表面均存在著風的分離、再附、旋渦、回流等多種復雜三維流動現象，風載荷分布復雜、差異大。雨棚的邊緣部分（其中主要包括雨棚懸挑端部）壓力隨風向的變化最為劇烈，且表面平均風壓值的最大點通常都出現在該區域［9］。在強風情況下，風載荷超過該區域的承受范圍，邊緣部分就會先被掀起，進而影響到整個雨棚結構，造成脫落。（2）高鐵行車通過影響。高速動車組通過時形成的高速氣流會在列車和雨棚之間產生空氣活塞效應引起雨棚附加風載荷［10］和高壓震動，而截止目前無柱雨棚脫落事故多集中發生在時速300km/h的線路上，且基本為通過站的現狀與之有多大關聯，仍需進一步的觀察、試驗分析和研究。本文系統的提出防范措施，首先從完善各項規范、標準和制度入手，為無柱雨棚生命周期管理（從需求設計開始，到淘汰報廢的全部生命歷程）提供依據和支持；然后在設計、施工、監理、驗收等階段采取措施以提高工程質量；最后從天窗設置、人員、設備等方面采取措施來加強運營期間的維護、管理，確保無柱雨棚使用安全，避免脫落發生。3.1完善規范、標準和制度（1） 完善各階段所需規范、標準。無柱雨棚大多位于正線、接觸網上方，其牢固程度關系著旅客人身和高鐵行車安全，因此很有必要對其技術標準進行明確，應與各相關單位以及高校等研究機構合作，針對高鐵站無柱雨棚的設計、施工、驗收、維護管理盡快制訂相應的專門規范，明確相應技術值標準，規范管理行為，為各個階段的開展提供依據和支撐。（2） 完善工程質量保證和運營維護管理制度。在設計、施工、監理、驗收階段繼續強化責任制的基礎上，建立完善工程質量保證制度，設計、施工、監理單位以及材料供應商都應提供完善的工程資料和維護手冊，并簽訂相應的質量保證書，交付一定的質量保證金，對影響高鐵站人身及高鐵行車安全，造成事故的應追究責任，扣除保證金，向所在行業通報。在運營階段，房建段應根據設計、施工單位提供的資料和指導意見制定系統、詳細的檢修方案和維護管理制度，保證維護檢修和加固補強工作的進行。通過上述制度從宏觀上確保無柱雨棚的建設和使用安全。3.2提高工程設計、建設質量（1）在設計工作開始之前，設計單位應加強與運營單位（路局）的溝通交流，做足做全調研，多聽取意見和問題的匯總，充分考慮車站規模、站型布置、周圍環境等諸多因素，結合風洞試驗，合理選定無柱雨棚的材料和結構，科學制定設計方案。對于高速運行的正線上方的跨越設計，應慎之又慎。（2） 設計時要系統考慮無柱雨棚全生命周期需求，完善計算結構書和施工節點詳圖等深化設計，確保每個連接處都有設計方案且圖紙參數標示清楚。增加上人維修設施，防墜落安全設施等以方便房建段的日常檢修作業。從源頭上提高無柱雨棚的設計質量，減小后續施工、運營維護的難度，降低維護費用。（3） 為應對外界環境的影響，首先應提高抗風能力，比如增設防風夾具，在雨棚的邊緣布置屋面支撐，加強屋面的整體性。其次應將防腐設計擺在重要位置，對選材做防腐處理，或直接選取不銹鋼材料、鍍鋅材料。最后還可將雨棚懸挑端上方拉索改為拉壓桿，以抵消部分向上或向下的載荷作用，增強抵御外卜界環境影響的能力。（4） 加強施工、驗收管理。嚴格要求施工單位按照施工圖紙、標準工序正確施工，確保施工精度，提高各構件間的連接有效性和可靠性，保證屋面板和吊頂板等的固定強度和效果。增強監理單位責任意識，認真制定監理細則，嚴格監理控制程序和進場材料的檢查。加強施工驗收人員的培訓教育，繼續推進、鞏固運營單位提前介入工作的開展，完善機構，增加人員，協調溝通，提升監督把關效果。3.3加強運營的維護和管理（1） 靈活的天窗設置。針對目前無柱雨棚維修天窗點，均在夜間，照明、視線條件不好，人員注意力難集中，有效作業時間短，作業效率低下的情況，應在路局的主持下，結合各高鐵站運營實際，綜合協調其他專業，合理設置天窗點，增加維修時間，并上報路局記錄備案，同時應積極探討增開高鐵白天天窗的可行性。（2） 加大設備投入和人才引進。為確保檢修質量，應積極引進適合日常檢修的專用登高作業設備，配置完備專業維修工具，解決高空維修作業困難和維修工具不足問題。為緩解人員壓力，要積極引進具有專業技能的大學生，充實維修人員隊伍，同時，應注重對作業人員的教育和實作培訓，加強技術人員儲備，從根本上緩解并解決設備、人員不足掣肘無柱雨棚維修效率的問題?？紤]委外服務。在現有狀況下，維護管理人員和設備的配備完善不可能一蹴而就，需要一個過程。因此，在這個過程中可以考慮將無柱雨棚的養護維修工作外包給具備條件且符合要求的專業公司，房建段負