唐中華 許中偉 申祥國 廖雅杰 李治

（1.浙江交投高速公路建設(shè)管理有限公司，浙江 杭州 310016；2.江蘇鎮(zhèn)江路橋工程有限公司，江蘇 鎮(zhèn)江 212011；3.中交第二公路工程局有限公司，陜西 西安 710065；4.北京中交華安科技有限公司，北京 100070；5.重慶交大交通安全科技研究院有限公司杭州分公司，浙江 杭州 311215）

美國著名數(shù)學(xué)家薩蒂教授在20世紀(jì)70年代提出了層次分析法，該方法能將定性因素定量化，并在一定程度上檢驗和減少主觀影響，使評價更客觀科學(xué)。

層次分析法根據(jù)問題的性質(zhì)和要達(dá)到的總目標(biāo)，將問題分解為不同的組成因素，并按照因素間的相互關(guān)聯(lián)影響及隸屬關(guān)系將因素按不同層次聚集組合，形成一個多層次的分析結(jié)構(gòu)模型，通過因素之間的兩兩比較，形成判斷矩陣，從而計算同層因素的相對權(quán)重。

一、建立層次分析模型

（一）分析辨識影響因素

影響棧橋安全穩(wěn)定性的因素復(fù)雜多樣，本文從棧橋的地質(zhì)水文條件、設(shè)計荷載施工過程、監(jiān)控及養(yǎng)護(hù)方面，結(jié)合近年來棧橋損傷事故實例，分析辨識安全穩(wěn)定性影響風(fēng)險因素，如表1所示。

表1 棧橋安全穩(wěn)定性層次分析因素表

（二）建立層次分析模型

根據(jù)層次分析法，結(jié)合上文棧橋安全穩(wěn)定性影響因素的分析結(jié)果，建立分析模型，如圖1所示。

二、結(jié)果與分析

（一）因素權(quán)重分析

根據(jù)層次分析模型，結(jié)合施工經(jīng)驗，兩兩對比，確定判定矩陣，計算各風(fēng)險因素權(quán)重，其中一、二級指標(biāo)判定矩陣如表3～表9所示。

圖1 棧橋穩(wěn)定性層次分析模型

表2 一級指標(biāo)判定矩陣

表3 棧橋施工二級指標(biāo)判定矩陣

表4 地質(zhì)條件二級指標(biāo)判定矩陣

表5 潮汐特征二級指標(biāo)判定矩陣

表6 設(shè)計荷載二級指標(biāo)判定矩陣

表7 護(hù)筒質(zhì)量二級指標(biāo)判定矩陣

表8 棧橋養(yǎng)護(hù)二級指標(biāo)判定矩陣

表9 棧橋監(jiān)控二級指標(biāo)判定矩陣

表10 棧橋安全穩(wěn)定性影響因素權(quán)重

（二）主要影響因素及預(yù)警閾值

綜上分析可以看出，其中一級指標(biāo)地質(zhì)條件、潮汐特征、設(shè)計荷載和鋼護(hù)筒質(zhì)量所占權(quán)重較大，分別占權(quán)重0.33、0.24、0.15、0.11，共占總權(quán)重的0.83。二級指標(biāo)覆蓋層厚度、巖土特性、潮流、波浪、可變荷載和銹蝕程度、焊接質(zhì)量所占權(quán)重也較大。結(jié)合工程實際及相關(guān)規(guī)定，確定影響棧橋安全穩(wěn)定性的主要因素是：地質(zhì)條件（巖土特性、巖層厚度）、潮汐特征（波浪、潮流）、可變荷載、銹蝕程度及鋼護(hù)筒焊接質(zhì)量。其中主要因素的預(yù)警閾值如下：

1.根據(jù)《工程巖體分級標(biāo)準(zhǔn)》（GB 50661），巖土等級在Ⅳ級及以上時，特性較差，對跨海棧橋結(jié)構(gòu)安全穩(wěn)定性影響較大。

2.海浪具有擾動力、恢復(fù)力、周期等特性。實際存在的海浪可認(rèn)為是若干個簡單波的疊加。其中，周期5s至15s之間的海浪能量最大，在工程中其影響往往占據(jù)主導(dǎo)地位。

3.根據(jù)《港口工程荷載規(guī)范》（JTS 144-1）的條文規(guī)定，當(dāng)流速大于3m/s時，水流力可能變?yōu)橹鲗?dǎo)的可變荷載。

4.跨海棧橋位于海域，易受到海水腐蝕，對鋼材自身結(jié)構(gòu)性能影響較大，根據(jù)《涂裝前鋼材表面銹蝕等級和除銹等級》（GB8923），銹蝕等級分為A、B、C、D。A級為全面的覆蓋著氧化皮而幾乎沒有鐵銹的鋼材表面；B級為已發(fā)生銹蝕，并且部分氧化皮已經(jīng)剝落的鋼材表面；C級為氧化皮已經(jīng)因銹蝕而剝落或可以刮除，并有少量點蝕的鋼材表面；D級為氧化皮已經(jīng)因銹蝕而全面剝落，并且已普遍發(fā)生點蝕的鋼材表面。因此確定腐蝕C級為預(yù)警值。

5.按照《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收標(biāo)準(zhǔn)》有關(guān)焊縫質(zhì)量的要求為預(yù)警閾值。

三、結(jié)語

通過層次分析法分析影響棧橋安全穩(wěn)定性的因素，確定主要因素及其預(yù)警閾值，結(jié)果表明，影響棧橋穩(wěn)定性的關(guān)鍵因素主要有地質(zhì)條件、波浪、潮流、可變荷載及鋼護(hù)筒焊接質(zhì)量；其中巖土特性較差（Ⅳ級及以上）、波浪周期在5s～15s之間、潮流大于3s/s、腐蝕等級C級及以下、焊接質(zhì)量不滿足要求等，視為預(yù)警閾值。