任忠英+李曉鐘

摘要：基于灰色聚類評估理論，建立某公路混凝土橋梁的耐久性評估模型。依據(jù)《公路橋梁技術(shù)狀況評定標(biāo)準(zhǔn)》選取了蜂窩麻面、剝落掉角、混凝土保護(hù)層厚度等十個(gè)參數(shù)作為綜合評價(jià)指標(biāo)，采用相似系數(shù)法確定指標(biāo)的客觀權(quán)重，根據(jù)《公路橋涵養(yǎng)護(hù)規(guī)范》，將耐久性劃分為3個(gè)等級，然后構(gòu)建白化權(quán)函數(shù)并結(jié)合實(shí)際觀測值，通過對灰色聚類系數(shù)的計(jì)算，再得出某公路混凝土橋梁各跨梁體耐久性等級的評價(jià)結(jié)果。

Abstract： Based on the gray clustering evaluation theory， the durability evaluation model of a concrete bridge is established. According to the "Highway Bridge Technology Condition Evaluation Criteria"， ten parameters such as honeycomb， stripping angle and thickness of concrete protective layer were selected as comprehensive evaluation indexes. The similarity coefficient method was used to determine the objective weight of the index. According to the "Highway Bridge and Cannon Conservation Standard"， the durability is divided into three grades， and then the whitening weight function is constructed， and combined with the actual observation value ， through the calculation of the gray clustering coefficient， the evaluation result of the durability grade of the concrete bridge of a highway is obtained.

關(guān)鍵詞：灰色聚類法；公路混凝土橋梁；耐久性

Key words： grey clustering method；highway concrete bridge；durability

中圖分類號：U447 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-4311（2017）33-0213-03

0 引言

目前，混凝土結(jié)構(gòu)是橋梁工程中應(yīng)用最廣泛的一種結(jié)構(gòu)。隨著橋梁運(yùn)營時(shí)間的累積，橋梁結(jié)構(gòu)受到外部自然環(huán)境、交通量的日益增長及河流的侵蝕等因素的影響，致使梁體抗力的衰減程度增大，耐久性會不斷降低，甚至?xí)绊懙綐蛄旱陌踩詥栴}。國內(nèi)外學(xué)者就混凝土橋梁的耐久性評估做了大量的研究，元成方、牛荻濤[1]建立了鋼筋混凝土連續(xù)梁橋的層次結(jié)構(gòu)模型，采用層次分析法確定評價(jià)指標(biāo)的權(quán)重值，根據(jù)模糊數(shù)學(xué)的基本理論建立了橋梁耐久性指標(biāo)的隸屬函數(shù)。陳晶[2]等利用改進(jìn)的三標(biāo)度層次分析法及模糊可拓理論，建立了基于模糊可拓層次分析法的在役混凝土橋梁耐久性評估模型。李靜斌[3]將變權(quán)理論與模糊綜合評估方法相結(jié)合，評估混凝土橋梁耐久性。劉均利[4]等提出了一個(gè)基于灰色關(guān)聯(lián)度和變權(quán)理論的評估方法，對在役雙曲拱橋的耐久性技術(shù)狀態(tài)進(jìn)行了評估。本文在這些研究的基礎(chǔ)上，采用了相似權(quán)法確定評價(jià)指標(biāo)的權(quán)重，并且在灰色聚類理論的基礎(chǔ)上對蘭州某在役公路混凝土橋梁的耐久性進(jìn)行評估。

1 灰色聚類評價(jià)模型

1.1 建立評價(jià)模型

1.3 評價(jià)指標(biāo)權(quán)重的確定

用相似權(quán)法來確定評價(jià)指標(biāo)的權(quán)重，相似權(quán)[7-8]是建立在單指標(biāo)評價(jià)向量與綜合指標(biāo)評價(jià)向量相近程度的基礎(chǔ)上確立的，能夠更加客觀的反映指標(biāo)的權(quán)重。利用相似系數(shù)求權(quán)重的步驟如下。

2 確定橋梁耐久性評價(jià)指標(biāo)體系

根據(jù)《公路橋梁技術(shù)狀況評定標(biāo)準(zhǔn)》[9]中鋼筋混凝土梁式橋上部承重構(gòu)件和上部一般構(gòu)件評定標(biāo)準(zhǔn)確定評價(jià)指標(biāo)及界限值。

在表1中有4個(gè)定性指標(biāo)X4、X6、X9、X10，其中X4、X6分為4類，通過專家打分法進(jìn)行賦值：Ⅰ類（90～100），Ⅱ類（75～90），Ⅲ類（60～75），Ⅳ類（≤60），同理對X9、X10 進(jìn)行賦值：Ⅰ類（95～100），Ⅱ類（85～95），Ⅲ類（65～85），Ⅳ類（45～65），Ⅴ類（≤45）。

3 實(shí)例分析

蘭州城關(guān)黃河大橋是一座預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土連續(xù)箱梁橋，孔跨布置47m+3*70m+47m。現(xiàn)已該橋?yàn)槔?，取中間3跨梁體為樣本進(jìn)行研究，各評價(jià)指標(biāo)實(shí)測值及定性指標(biāo)得分如表1所示，對其進(jìn)行耐久性等級評定。

參照現(xiàn)行《公路橋涵養(yǎng)護(hù)規(guī)范》[10]中橋梁技術(shù)狀況評定等級標(biāo)準(zhǔn)，并且根據(jù)規(guī)范將混凝土橋梁結(jié)構(gòu)耐久性評價(jià)分為3個(gè)灰類等級，E={e1，e2，e3}{Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ}。

3.1 建立3個(gè)樣本的單指標(biāo)白化權(quán)系數(shù)評價(jià)矩陣

則樣本M1、M2、M3的等級得分為Q1=2.326，Q2=2.533，Q3=2.544，故樣本M1、M2、M3的灰類等級為Ⅰ類，且3個(gè)樣本的優(yōu)劣順序?yàn)镸3，M2，M1。

4 結(jié)論

由于樣本M1這一跨的梁體耐久性最差，所以在后期橋梁維護(hù)與檢修過程中應(yīng)當(dāng)作為首要工作，其次是樣本M2，最后是樣本M3。

在綜合相關(guān)文獻(xiàn)研究的基礎(chǔ)上，本文主要對蘭州城關(guān)黃河大橋其中3跨梁體的耐久性作了一般性的理論分析，其結(jié)果是找出耐久性比較薄弱的橋跨梁體，然后用于指導(dǎo)后期橋梁的維護(hù)與檢修。

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