龐耀壟

(河北省阜平縣交通局)

1 橋梁健康監(jiān)測

橋梁健康監(jiān)測不只是傳統(tǒng)的橋梁檢測技術(shù)的簡單改進(jìn),而是運(yùn)用現(xiàn)代化傳感設(shè)備與光電通信及計(jì)算機(jī)技術(shù),實(shí)時(shí)監(jiān)測橋梁運(yùn)營階段在各種環(huán)境條件下的結(jié)構(gòu)響應(yīng)和行為,獲取反映結(jié)構(gòu)狀況和環(huán)境因素的信息,由此分析結(jié)構(gòu)健康狀態(tài),評估結(jié)構(gòu)的可靠性,為橋梁的管理與維護(hù)提供科學(xué)依據(jù)。在偶發(fā)事件發(fā)生后,可通過監(jiān)測數(shù)據(jù)識別結(jié)構(gòu)的損傷和關(guān)鍵部位的變化,對大橋結(jié)構(gòu)的承載能力和抗風(fēng)、抗震能力作出客觀的定量的評估。

2 層次分析法簡介

2.1 層次分析法基本原理

層次分析法是多指標(biāo)綜合評價(jià)的一種定量方法,它通過確定同一層次中各評估指標(biāo)的初始權(quán)重,從而將定性因素定量化,在一定程度上檢驗(yàn)和減少了主觀的影響,使評價(jià)更趨于科學(xué)化。在橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測評估系統(tǒng)中,層次分析法中的各種因子包括承載能力、應(yīng)力、變形、結(jié)構(gòu)損傷、混凝土裂縫、混凝土保護(hù)層損傷以及鋼筋銹蝕等內(nèi)容。

2.2 層次分析法在健康監(jiān)測中的基本步驟

層次分析法的工作步驟主要包括以下幾個(gè)部分,結(jié)合橋梁綜合評估總結(jié)如下。

(1)明確問題。

要應(yīng)用層次分析法,首先要弄清所要研究的問題的目的、要求和所能掌握的原始信息。橋梁結(jié)構(gòu)狀態(tài)評估要求評估方法能對橋梁目前的工作狀態(tài)做出客觀的評價(jià),而評價(jià)的依據(jù)是健康監(jiān)測系統(tǒng)提供的有關(guān)橋梁狀態(tài)的各種監(jiān)測數(shù)據(jù)。

(2)確定相關(guān)因素。

在明確問題的基礎(chǔ)上,弄清問題涉及到的主要因素。

(3)建立層次結(jié)構(gòu)。在層次結(jié)構(gòu)中復(fù)雜問題被分解為人們稱之為元素的組成部分,這些元素在眾多因素中,可按其相互關(guān)系分類。按屬性分成若干組,形成不同層次,同一層次的元素作為準(zhǔn)則對下一層的某些元素起支配作用,同時(shí)又受上層次元素的支配。層次可分為三類:第一類是最高層。它是問題的預(yù)定目標(biāo),因此也叫目標(biāo)層。在橋梁技術(shù)評估中就是橋梁結(jié)構(gòu)的技術(shù)狀態(tài)評估值;第二類是中間層。這一層次包括為實(shí)現(xiàn)目標(biāo)涉及的中間環(huán)節(jié)所需要考慮的準(zhǔn)則。中間層可由若干個(gè)層次組成,因而有準(zhǔn)則和子準(zhǔn)則之分,所以中間層也可稱作準(zhǔn)則層。第三類是最底層。這一層次包括為實(shí)現(xiàn)目標(biāo)可供選擇的各種措施、決策方案等。因此也稱為方案層。

(4)構(gòu)造各層的判斷矩陣。

在同一層次上的各因素,按其重要程度劃分成若干等級,賦以定量值一般采用五級定量法,相應(yīng)的賦值為 1、3、5、7、9,表示一個(gè)因素對另一個(gè)因素的重要程度,數(shù)字越大表明越重要,如表 1所示。相反,如果要表示一個(gè)因素比另一個(gè)因素次要,則定量賦值可取上述賦值 1、3、5、7、9的倒數(shù)。有些問題的分級需要較高的精度,五級定量不足以描述清楚,則可用 2、4、6、8四個(gè)數(shù)進(jìn)行內(nèi)插,成為九級定量法。

表1 分級定量表

2.3 層次分析法在健康監(jiān)測中應(yīng)用的特點(diǎn)

(1)系統(tǒng)性。

層次分析法能把數(shù)據(jù)、專家意見和分析者的判斷直接有效的結(jié)合起來,提供一種全面系統(tǒng)的分析的科學(xué)工具。

(2)簡潔性。

層次分析法環(huán)節(jié)一般比較容易完成,相關(guān)計(jì)算可以僅依靠小型計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)。

(3)靈活性。

對于有爭議的和各種現(xiàn)象相互矛盾的復(fù)雜問題,層次分析法可以根據(jù)不同需要調(diào)整、修改分析過程和分析結(jié)果。

(4)實(shí)用性。

層次分析法要求的信息少,不需投入太多的人力、物力,所得結(jié)果明確,實(shí)用范圍廣。

3 結(jié) 語

橋梁健康監(jiān)測能幫助人們了解橋梁的服役狀態(tài)及其受力性能,層次分析法則是健康監(jiān)測的有效工具。文章對層析分析法的基本原理及其在橋梁健康監(jiān)測中的應(yīng)用步驟進(jìn)行了介紹,為層次分析法提供新的用武之地。

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