基于模糊层次综合评价法的梁桥健康评定方法研究.pdf

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1、世界桥梁２０１７年第４５卷第２期（总第１８６期）４５基于模糊层次综合评价法的梁桥健康评定方法研究１１２孙强，杜冰清，江姣姣（１．中国矿业大学（北京）力学与建筑工程学院，北京１０００８３；２．台前河务局，河南濮阳４５７６００）摘要：为了对梁桥健康状况等级进行高效合理的评定，针对既有梁桥健康状况评定的问题，提出了将模糊层次综合评价法应用于梁桥评定的方法，即根据梁桥的结构特点建立了桥梁等级评定模型，采用层次分析法和群组判断的思想分别确定梁桥部件和影响因素的权重，基于现行评定标准科学地确定评价指标，利用二级模糊综合评价法评定梁桥的健康状况等级。以汕

2、昆高速K８７＋４８１石角坝大桥为例进行计算，随机抽取汕昆高速公路中某段里程５０座桥梁进行评价。结果表明，该评定模型对梁桥做出的评定等级与现行评定标准基本一致，计算效率高，对梁桥健康评定具有较好的适用性和可靠性。关键词：梁桥；桥梁评定；模糊层次综合评价法；群组判断；等级评定模型中图分类号：U４４８．２１３；U４４７文献标志码：A文章编号：１６７１－７７６７（２０１７）０２－００４５－０５1引言构建更加全面合理的判断矩阵，进一步完善了模型目前，我国桥梁的技术状况评定主要依据现行系统，运用模糊层次综合评价方法，针对常见的梁桥［１］的枟公路桥梁技术

3、状况评定标准枠，在运用现行评建立健康评定模型，确定项目层和指标层各因素权定标准评定桥梁时，需要现场的工作人员对桥梁的重，建立模糊综合评价因素及评价集，根据病害扣分病害和桥梁上各构件进行记录，后期再按照现行评快速得出梁桥的评分，并通过实例验证了模型的可定标准中的公式进行复杂的计算，工作任务重。只行性。有及时发现并评估病害，才能有针对性地对桥梁进［２］行病害计算与加固。近年来，国内外学者就桥梁2梁桥健康评定模型技术状况的评定进行了多方面的探讨，针对现有桥2．1梁桥结构划分与模型建立梁结构状态评估方法提出了基于离散动态贝叶斯网桥梁的整体结构可划分

4、为上部结构、下部结构［３］［４］络的桥梁状态评估方法。于晓光把国内外的健和桥面系。根据模糊数学的层次分析法，结合梁桥［５］康评定规范做了对比并提出改进措施；苏成等以［１］的病害特点，依据现行规范，建立梁桥健康评价的新光大桥健康监测系统为背景提出了在线结构预警［６］项目层和指标层。建立递阶结构模型：①梁桥部件体系；屈兵等在对桥梁的健康状况进行评定时采［７］评定模型（见图１）；②各部件的病害指标结构模型用的层次分析法进行了改进；王学勤等通过对在（见图２）。以评定模型为基础进行进一步计算。役桥梁结构检测与计算分析，对桥梁的整体性能进2．2确定项目

5、层和指标层各因素权重行评价。由此可见，对于受多因素影响的桥梁健康状况，利用模糊数学进行综合评定是一种合适的对于桥梁健康状况评估这样复杂的系统，在运方法。模糊数学是研究模糊现象、利用模糊信息不确［８］定性的数学理论。模糊层次综合评价法将模糊综合评价法和层次分析法相结合，把不确定的信息用定量的方法表示出来，是一种定性与定量相结合的评价模型，一般先用层析分析法确定因素集，然后用模糊综合评判确定评判效果。基于模糊数学评定的基础，本文通过深入研究，图1梁桥部件评定模型收稿日期：２０１６－０８－２６作者简介：孙强（１９６２－），男，副教授，１９８３年毕

6、业于淮南矿业学院矿山建设专业，工学学士，２００６年毕业于中国矿业大学（北京）工程力学专业，工学博士（E‐mail：Sunq＿２０８＠１６３．com）。４６世界桥梁２０１７，４５（２）越大相似度越低。用ui来表示第i位专家与其他专家的评定相似度，计算３位专家的相似度为u＝（０．３３３，０．３３４，０．３３４）。2．2．3计算判断差异性第k位专家的差值与所有专家总差值的比值用k［９］差异度表示，可λ信度随其值的增大而降低，随１１其值的减小而增高。计算结果分别为＝３＝λ∑k＝１k２２３σ３σ０．３８１，＝３＝０．λ３１１，＝３＝０λ．３０７。∑k

7、＝１k∑σk＝１k图2上部构件的病害指标结构模型2．2．4计算群组判断中可信度用层次分析法计算桥梁部件和部件各个病害的权重将专家评判的相似性和差异性作为可信度计算时，为了减少个人主观态度对确定部件权重的影响，［９］中的２个变量，用k表示第k位专家的ω可信度。采用了群组判断法客观地反映各因素权重，进而大１１u（１－）大提高评判结果的准确性。群组判断的过程包括计计算３位专家的可信度：１＝３kk＝０．３ω０９，１－∑k＝１u算专家的相似性、计算判断差异性和群组判断中可２２３３u（１－）uλ（１－）信度的计算３部分。２＝３kk＝０．３ω４５，３＝３

8、kk＝１－∑k＝１u１－∑kλ＝１u［１］首先，邀请３位专家根据经验和现行规范，使０．３４７。最终计算出３位专家的可信度＝用层次分析法中的１～９标度法对部件之间的重要（０．３０９