展朝飛

摘要：根據(jù)建筑與力學(xué)方面的知識以及一些資料與參考文獻，設(shè)計出了一種良好的框架結(jié)構(gòu)——預(yù)應(yīng)力錨桿無底扶壁結(jié)構(gòu)框架結(jié)構(gòu)。為了確保模型的合理性，我們從工程特性、經(jīng)濟性、施工性以及生態(tài)環(huán)境等方面因素考慮，采用德爾菲法與層次分析相結(jié)合的方法來計算權(quán)重，并運用多層次模糊綜合評價法將格賓網(wǎng)墊護岸框架、四面六邊透水框架以及預(yù)應(yīng)力錨桿無底扶壁結(jié)構(gòu)框架進行了比較，最后得到預(yù)應(yīng)力錨桿無底扶壁結(jié)構(gòu)框架的綜合性能最好，驗證模型的可行性。

關(guān)鍵詞：預(yù)應(yīng)力錨桿無底扶壁 加權(quán)平均原則 多層次模糊綜合評價法 Delphi法 層次分析法

1、前言

在解決設(shè)計方案結(jié)構(gòu)強度不足與雖然原則上能夠互相鉤連，但依然不清楚最終堆砌而成的形狀是否合理兩個問題的基礎(chǔ)上，此題研究的是：建立合理的數(shù)學(xué)模型，進而設(shè)計一個良好的框架結(jié)構(gòu)。

在河道整治工程中，需要在受侵蝕嚴重的部位設(shè)置一些人工設(shè)施，以減弱水流的沖刷，促進該處泥沙的淤積，以保護河岸形態(tài)的穩(wěn)定。四面六邊透水框架在拋投時和在使用過程中，可能被水流沖擊而翻滾移位，使框架群不能達到理想的堆砌效果，對功能有不利影響。為了使框架在水中互相鉤連，需要設(shè)計新的形狀。

2、概述

2.1、多層次模糊綜合評價法之評價指標體系的建立

內(nèi)河航道護岸結(jié)構(gòu)型式評價是要對護岸結(jié)構(gòu)型式的優(yōu)劣進行評價，從而挑選出合理的護岸型式，本文所建立的內(nèi)河航道護岸型式評價指標體系，包括3個層次：目標層（U）、準則層（ ui ）、指標層（ uij ）。

2.2 工程特性準則（u1）

工程特性是內(nèi)河航道護岸首先必須具備的因素，它是保證內(nèi)河航道能夠具備通航基本功能的前提，可以用穩(wěn)定性（u11）、抗撞擊性（u12）、柔韌性（u13）、整體性（u14）、耐久性（u15）五個指標來評價。

2.3 經(jīng)濟性準則（u2）

一項護岸工程的成本除了一次性建設(shè)資金的投入，還應(yīng)包括其將來的維護成本，即需要考慮整個使用壽命中的全部費用，所以引入全壽命周期成本的概念，故用建設(shè)費用（u21）、維護費用（u22）兩個指標評價。

2.4 施工性準則（u3）

護岸結(jié)構(gòu)的施工必須是可以進行的，而且是簡單方便的。護岸工程的施工除了應(yīng)包括基建時的施工問題，還應(yīng)考慮維護期間的修復(fù)施工的難易問題，即應(yīng)是全過程的施工問題，用施工速度（u31）、施工對環(huán)境的影響（u32）、施工質(zhì)量控制難易程度（u33）、維護施工難易程度（u34）四個指標評價。

2.5 生態(tài)環(huán)境準則（u4）

護岸結(jié)構(gòu)對生態(tài)環(huán)境的影響應(yīng)該是盡可能小的，用生態(tài)效應(yīng)（u41）、景觀性（u42）、親水性（u43）三個指標評價。

2.6 指標權(quán)重的確定

在內(nèi)河航道護岸結(jié)構(gòu)型式評價指標選擇的基礎(chǔ)上，確定各指標的權(quán)重是關(guān)鍵問題。本文中權(quán)重的推求，采用德爾菲法與層次分析相結(jié)合的方法，計算結(jié)果如下：

ui層對U層的權(quán)重為： A=[0.4388 0.1931 0.0746 0.2935]

uij層對ui層的權(quán)重分別為：

A1=[0.4174 0.1602 0.0975 0.2634 0.0615]

A2=[0.6667 0.3333]

A3=[0.4668 0.0953 0.2776 0.1603]

A4=[0.5396 0.2970 0.1634]

2.7 模糊評價矩陣的確定

本文采用德爾斐法請7位專家打分，然后對其結(jié)果進行統(tǒng)計得出uij層上的每個因素對評語等級上每個等級的隸屬度，得到模糊評價矩陣為

R1=

R2=

R3=

R4=

2.8、綜合評價

計算準則層評價結(jié)果如下：

B1=A1*R1=[0 0.1430 0.1518 0.4061 0.2991]

B2=A2*R2=[ 0 0.3810 0.3333 0.2381 0.0476]

B3=A3*R3=[0 0.0594 0.1709 0.5694 0.2003]

B4=A4*R4=[0 0.1195 0.0001 0.6329 0.2475]

計算目標層綜合評價結(jié)果如下：

B=A*R=A* =[0.00 0.18 0.14 0.45 0.23]

對得到的評價向量進一步進行量化，即將評價向量轉(zhuǎn)化為一個具體的數(shù)值，以便于比較和排序。本文中規(guī)定評語集中各元素的量化值為v1=20，v2=40，v3=60，v4=80，v5=100。對目標層量化處理后：v=74165。為了更清楚了了解各種護岸型式的優(yōu)缺點，以便于進行護岸型式的選擇，對護岸的準則層也進行量化得：v1=33.89；v2=11.40；v3=5.83；v4=23.53。

同樣可得到預(yù)制混凝土塊體護坡和四面六邊透水框架護坡的各項得分，結(jié)果見表1。

表1 三種備選護岸型式綜合評價結(jié)果

結(jié)構(gòu)形式 工程特性得分 經(jīng)濟性得分 施工性得分 生態(tài)環(huán)境得分 總得分

格賓網(wǎng)墊

護岸框架 25.18 11.59 4.84 14.97 57.24

四面六邊

透水框架 35.57 12.14 5.38 9.92 63.01

預(yù)應(yīng)力錨

桿無底扶

壁框架 33.89 11.40 5.83 23.53 74.65

3、結(jié)論

（1）工程特性分析：該準則項滿分為43.88，四面六邊透水框架的得分最高為35.57，鉸鏈式略低，而格賓網(wǎng)墊護岸框架得分最低為25.85，說明四面六邊透水框架的工程特性很好，而預(yù)制混凝土塊體則很差，與實際情況相符。

（2）經(jīng)濟特性分析：該準則項滿分為19.31，四面六邊透水框架最高而鉸鏈式則最低，但差值不大。這與現(xiàn)今四面六邊透水框架技術(shù)成熟造價降低，而預(yù)應(yīng)力錨桿無底扶壁結(jié)構(gòu)框架作為一種較為新型的技術(shù)造價偏高的實際情況相符。

（3）施工特性分析：該準則項滿分為7.46，鉸鏈式最高，四面六邊透水框架略低些，基本處于同一層次，而格賓網(wǎng)墊護岸框架則最低，這也實際施工情況也相符。

（4）生態(tài)環(huán)境特性分析：該準則項滿分為29.35，預(yù)應(yīng)力錨桿無底扶壁結(jié)構(gòu)框架得分最高為23.53，而四面六邊透水框架得分最小為9.92，預(yù)制混凝土塊體居中為14.97。

（5）從總得分來看：預(yù)應(yīng)力錨桿無底扶壁結(jié)構(gòu)框架的總得分最高74.65，說明預(yù)應(yīng)力錨桿無底扶壁結(jié)構(gòu)框架的綜合性能最好，是最合理的選擇。

參考文獻

[1]王多銀，預(yù)應(yīng)力錨桿無底扶壁結(jié)構(gòu)構(gòu)造設(shè)計，中國港灣建設(shè)，第2期，第135期，2005年4月

[2]王多垠等，一種新型護岸結(jié)構(gòu)的設(shè)計，重慶建筑大學(xué)學(xué)報，第23卷，第5期，2001年10月