吳俐瀅， 楊濤遠(yuǎn)， 翁 順， 杜榮武， 余興勝， 殷鵬程， 閆俊峰

(1. 華中科技大學(xué) 土木與水利工程學(xué)院， 湖北 武漢 430074； 2. 中鐵第四勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司， 湖北 武漢 430063)

橋梁在運(yùn)營(yíng)過(guò)程中，各個(gè)結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的損傷都會(huì)對(duì)橋梁的安全運(yùn)營(yíng)造成影響，甚至在某一個(gè)構(gòu)件失效的情況下，橋梁可能完全失去安全性。為了直觀迅速地判斷橋梁的安全運(yùn)營(yíng)狀況，一般需要對(duì)橋梁進(jìn)行安全評(píng)估。目前橋梁安全評(píng)估手段主要有兩種：基于橋梁監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行安全評(píng)估和基于人工檢測(cè)及規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)估。

GUO等[1]利用模糊層次分析法建立了大跨度懸索橋多層次評(píng)價(jià)的數(shù)學(xué)模型；陳志為[2]基于健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)提出了大跨多荷載懸索橋的疲勞可靠度分析框架，并應(yīng)用于香港青馬大橋；胡健勇[3]等以健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)收集到的原始數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，引入橋梁健康指數(shù)(Bridge Health Index，BHI)來(lái)表征鐵路橋梁的健康程度，提出了一種適用于鐵路橋梁健康狀態(tài)評(píng)估的加權(quán)評(píng)分法；毛琳等[4]通過(guò)安裝在橋梁結(jié)構(gòu)上的健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)獲得實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)應(yīng)變及傾角數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，采用損傷預(yù)警理論中的無(wú)模型指標(biāo)訓(xùn)練法對(duì)萬(wàn)埠大橋進(jìn)行安全狀態(tài)評(píng)估。沈旺等[5]將危險(xiǎn)性分析與量化管理理念融入人工巡檢中，為大型橋梁設(shè)計(jì)了電子化人工巡檢養(yǎng)護(hù)管理系統(tǒng)；宗周紅等[6]結(jié)合不確定層次分析法、考慮專家評(píng)判水平群判斷理論、加權(quán)集值統(tǒng)計(jì)理論、重心決策理論和變權(quán)原理，提出橋梁安全綜合評(píng)估方法。該方法可考慮安全性評(píng)估過(guò)程中模糊性、不確定性和不均衡性，使安全評(píng)估過(guò)程更趨可靠；黃志偉等[7]考慮到不同規(guī)范結(jié)果可能存在的差異，提出了基于程度分析理論的中小橋梁評(píng)估方法；劉芳平等[8]針對(duì)傳統(tǒng)層次分析法缺陷，提出了大型橋梁綜合評(píng)估的模糊可拓層次分析法。該方法將各指標(biāo)間的相對(duì)重要程度用可拓區(qū)間數(shù)代替點(diǎn)值數(shù)定量表示，通過(guò)專家組打分構(gòu)造可拓區(qū)間數(shù)判斷矩陣，進(jìn)行各層各指標(biāo)權(quán)重計(jì)算，結(jié)合模糊綜合評(píng)判法逐級(jí)評(píng)價(jià)，最終得出綜合評(píng)價(jià)結(jié)果。

橋梁監(jiān)測(cè)傳感器可以及時(shí)上傳反映橋梁狀態(tài)的數(shù)據(jù)，但易出現(xiàn)損壞和失真現(xiàn)象，嚴(yán)重影響數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。人工檢測(cè)方法往往依賴于專家經(jīng)驗(yàn)，具有一定的主觀性，也不能及時(shí)反映橋梁狀態(tài)。因此，片面地依賴人工檢測(cè)方式或?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，都不利于評(píng)估橋梁狀態(tài)。為解決這一問(wèn)題，本文根據(jù)橋梁的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和人工檢測(cè)方法分別建立評(píng)估模型，基于層次分析法、變權(quán)綜合法和灰色關(guān)聯(lián)分析法提出綜合層次分析的方法。該方法既能通過(guò)人工檢測(cè)法修正因部分監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)失真造成的評(píng)估誤差，又能彌補(bǔ)人工檢測(cè)法因過(guò)于依賴專家經(jīng)驗(yàn)而造成評(píng)估結(jié)果偏于主觀的缺陷，提高橋梁安全評(píng)估的準(zhǔn)確性。本文以贛江高速鐵路特大橋?yàn)樵u(píng)估對(duì)象，采用綜合層次分析法，參考相關(guān)規(guī)范，建立安全評(píng)估模型，計(jì)算橋梁安全評(píng)估分?jǐn)?shù)，據(jù)此評(píng)價(jià)贛江高速鐵路特大橋的安全情況。

1 工程概況

贛州贛江鐵路橋?yàn)椴M客運(yùn)鐵路專線跨度最大的橋梁，設(shè)計(jì)行車速度250 km/h，預(yù)留行車速度350 km/h，正線線間距5.0 m，橋上鋪設(shè)無(wú)砟軌道。主橋結(jié)構(gòu)采用(35+40+60+300+60+40+35) m混合梁斜拉橋，半漂浮體系，全梁長(zhǎng)572.1 m(含梁縫)。主梁采用混合梁結(jié)構(gòu)，梁端至中跨155.75 m范圍內(nèi)采用混凝土箱梁結(jié)構(gòu)，其余采用箱形鋼 - 混凝土結(jié)合梁，中間采用鋼混結(jié)合段過(guò)渡。索塔采用人字形混凝土塔，兩座索塔全高分別為124.5，127.6 m，橋面以上塔高88 m，為主跨的1/3.409。斜拉索采用抗拉標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度1670 MPa鍍鋅平行鋼絲拉索，空間雙索面體系，扇形布置，全橋共48對(duì)斜拉索。

贛江鐵路橋施工期間安裝有監(jiān)測(cè)系統(tǒng)傳感器采集硬件，傳感器類型包括：溫度計(jì)、GPS、應(yīng)變計(jì)、撓度計(jì)、位移計(jì)、加速度計(jì)、濕度計(jì)、應(yīng)力計(jì)和索力計(jì)，各個(gè)傳感器所在位置如圖1所示。

2 昌贛鐵路贛江特大橋安全評(píng)估

2.1 基本理論

2.1.1 層次分析法

層次分析法(Analytic Hierarchy Process, AHP)作為一種對(duì)定量事件做定量分析的實(shí)用決策方法，通過(guò)建立研究對(duì)象的評(píng)估層次結(jié)構(gòu)模型，采用適宜的標(biāo)度來(lái)構(gòu)造各層指標(biāo)的判斷矩陣[9]。目前采用最多的標(biāo)度為“1～9”標(biāo)度，專家通過(guò)比較兩個(gè)指標(biāo)間的重要性，用1～9之間的數(shù)字作為標(biāo)度值，來(lái)表達(dá)指標(biāo)的重要性程度，即指標(biāo)相對(duì)越重要，標(biāo)度值越大。兩兩比較判斷矩陣可表示為：

圖1 傳感器安裝位置

(1)

式中：aij為指標(biāo)ai和指標(biāo)aj相對(duì)重要程度的標(biāo)度；m為被比較指標(biāo)的總個(gè)數(shù)。此時(shí)對(duì)aij有aij≥0，aji=1/aij，aii=1。

根據(jù)公式(2)求判斷矩陣A的最大特征值：

Aw0=λmaxw0

(2)

式中：λmax為A的最大特征值;w0為A的特征向量。

2.1.2 變權(quán)綜合方法

對(duì)于大型結(jié)構(gòu)等復(fù)雜系統(tǒng)，在對(duì)其整體使用功能進(jìn)行評(píng)估時(shí)，需要綜合考慮諸多方面因素的影響。在上節(jié)所述層次分析法中，權(quán)重在評(píng)估過(guò)程中不作改變。這樣的方法存在很大的局限性：由于評(píng)價(jià)指標(biāo)眾多，其中一個(gè)指標(biāo)的評(píng)語(yǔ)發(fā)生重大變化時(shí)往往不能在綜合評(píng)估結(jié)果中明顯地表現(xiàn)出來(lái)。從而可能引起對(duì)實(shí)際問(wèn)題的忽視或是造成評(píng)估結(jié)果的不準(zhǔn)確。因此，應(yīng)采用變權(quán)綜合的方法對(duì)權(quán)值進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。

變權(quán)綜合模式可表示為[10]：

(3)

引入均衡函數(shù) ，它有連續(xù)的偏導(dǎo)數(shù)，并且其梯度向量為狀態(tài)變權(quán)向量[10]。此時(shí)變權(quán)模式表示為：

(4)

根據(jù)函數(shù)B=B(x1,x2,…,xm)的不同表達(dá)式可建立不同的變權(quán)綜合模式。本文中，均衡函數(shù)取

(5)

式中：α為變權(quán)系數(shù)。此時(shí)變權(quán)公式變?yōu)椋?/p>

(6)

此處，wj(x1,x2,…,xm)即為修正后的權(quán)重。

此時(shí)有變權(quán)綜合模式為：

(7)

在橋梁評(píng)估中，取α=0.2已基本上可以滿足工程應(yīng)用中的需要[12]。

2.1.3 灰色關(guān)聯(lián)分析法

灰色關(guān)聯(lián)分析方法用于考察整個(gè)系統(tǒng)發(fā)展過(guò)程中，各個(gè)指標(biāo)之間的相互影響程度。本文采用斜率關(guān)聯(lián)度計(jì)算非均勻性變化系數(shù)，確定橋梁評(píng)估體系中的底層評(píng)價(jià)指標(biāo)評(píng)分。斜率關(guān)聯(lián)度的表達(dá)式如下[13]：

(8)

式中：a(1)·x0(k+1)=x0(k+1)-x0(k)，k=1,2,…,m-1；a(1)·xi(k+1)=xi(k+1)-xi(k),i=1,2,…,m；x0為參考數(shù)列；xi為被比較數(shù)列；x0(k+1)為參考數(shù)列第k+1個(gè)數(shù)值；xi(k+1)為被比較數(shù)列第k+1個(gè)數(shù)值。

2.2 基于監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的橋梁安全評(píng)估

2.2.1 實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)指標(biāo)評(píng)估方法

實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)指標(biāo)屬于定量數(shù)值型指標(biāo)，共可分為三類：一類指標(biāo)是監(jiān)測(cè)結(jié)果為一個(gè)數(shù)值，如混凝土強(qiáng)度，支座靜位移等；二類指標(biāo)是監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)為一數(shù)據(jù)序列，但是無(wú)確定的指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值，即無(wú)指標(biāo)設(shè)計(jì)值或橋梁剛開(kāi)始運(yùn)營(yíng)時(shí)的實(shí)測(cè)值，如支座動(dòng)位移、主梁振動(dòng)加速度、主梁撓度等；三類指標(biāo)是監(jiān)測(cè)結(jié)果為一數(shù)據(jù)序列且各點(diǎn)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)值為已知，評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)值是指設(shè)計(jì)階段該指標(biāo)各個(gè)測(cè)點(diǎn)的設(shè)計(jì)值或者橋梁初運(yùn)營(yíng)階段的實(shí)測(cè)值，如橋梁拉索索力。

對(duì)一類指標(biāo)，由于監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)只是單一數(shù)值，一般直接根據(jù)該指標(biāo)的預(yù)警閾值進(jìn)行評(píng)分。對(duì)二類指標(biāo)而言，監(jiān)測(cè)結(jié)果為數(shù)據(jù)序列，一般采用數(shù)據(jù)序列中的最不利值作為指標(biāo)評(píng)分的依據(jù)，此時(shí)二類指標(biāo)轉(zhuǎn)換為一類指標(biāo)，并可利用一類指標(biāo)的方法進(jìn)行評(píng)分。其評(píng)定流程如圖2所示。

圖2 一類和二類指標(biāo)評(píng)估流程

對(duì)三類指標(biāo)，如索力監(jiān)測(cè)指標(biāo)，由于各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)值各不相同，且各個(gè)測(cè)點(diǎn)之間存在相關(guān)關(guān)系，往往一個(gè)測(cè)點(diǎn)數(shù)值的變化會(huì)直接影響另一個(gè)測(cè)點(diǎn)數(shù)值的變化，因此不能直接使用監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行評(píng)定，其實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)由兩部分疊加形成，即相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)值軸線的平移(均勻變化)和圍繞標(biāo)準(zhǔn)值軸線的變化(非均勻變化)。因此，在對(duì)相關(guān)項(xiàng)目的評(píng)價(jià)打分時(shí)，考慮監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)中存在均勻變化和非均勻變化兩種類型，采用如下公式確定索力底層評(píng)價(jià)指標(biāo)評(píng)估值[6]：

V=r×V0

(9)

式中：V為底層指標(biāo)評(píng)估值；V0為均勻變化得分；r為非均勻變化系數(shù)。三類指標(biāo)的評(píng)估流程如圖3所示[6]。

圖3 三類指標(biāo)評(píng)估流程

2.2.2 評(píng)估模型建立

贛江鐵路橋的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)指標(biāo)評(píng)估模型的層級(jí)劃分和指標(biāo)隸屬關(guān)系如圖4所示，括號(hào)內(nèi)為權(quán)重分配。層級(jí)劃分包括目標(biāo)層、結(jié)構(gòu)層、部件層和監(jiān)測(cè)項(xiàng)目層。監(jiān)測(cè)指標(biāo)包括索力、撓度、應(yīng)變、加速度、位移等由傳感器進(jìn)行監(jiān)測(cè)的指標(biāo)。監(jiān)測(cè)指標(biāo)皆隸屬于上部結(jié)構(gòu)，在下部結(jié)構(gòu)、橋面系和無(wú)砟軌道中暫時(shí)未安裝監(jiān)測(cè)傳感器，因此實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)指標(biāo)評(píng)估模型中只存在上部結(jié)構(gòu)評(píng)分。由于各個(gè)監(jiān)測(cè)指標(biāo)的測(cè)點(diǎn)數(shù)目不同，以平均分配的方式將權(quán)重均勻分配至各個(gè)測(cè)點(diǎn)。部件層的各指標(biāo)權(quán)重參考江蘇省地方標(biāo)準(zhǔn)DB32/T 1648—2010《大跨徑懸索橋和斜拉橋養(yǎng)護(hù)規(guī)范》[14]和JTG/T H21—2011《公路橋梁技術(shù)狀況評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》[15]等規(guī)范確定。

圖4 實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)指標(biāo)評(píng)估模型及權(quán)重分配

表1 主梁監(jiān)測(cè)項(xiàng)目判斷矩陣

表2 索塔監(jiān)測(cè)項(xiàng)目判斷矩陣

表3 主梁監(jiān)測(cè)項(xiàng)目權(quán)重

表4 索塔監(jiān)測(cè)項(xiàng)目權(quán)重

確定了實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)指標(biāo)評(píng)估模型的層級(jí)劃分和指標(biāo)隸屬關(guān)系后，為了計(jì)算各層評(píng)分，需對(duì)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目層的指標(biāo)實(shí)測(cè)值進(jìn)行無(wú)量綱化處理。在贛江鐵路橋底層指標(biāo)的評(píng)判中，根據(jù)指標(biāo)的黃色預(yù)警閾值、橙色預(yù)警閾值和紅色預(yù)警閾值對(duì)實(shí)測(cè)值進(jìn)行無(wú)量綱化處理[15]。各指標(biāo)的無(wú)量綱化準(zhǔn)則如表5所示，各狀態(tài)中間值由線性插值計(jì)算獲得，對(duì)于無(wú)預(yù)警上限或者下限的監(jiān)測(cè)指標(biāo)，將缺失閾值設(shè)為0再進(jìn)行無(wú)量綱化處理。

表5 各監(jiān)測(cè)指標(biāo)無(wú)量綱化準(zhǔn)則

2.2.3 安全評(píng)估結(jié)果

表6 部件層(斜拉索系統(tǒng))評(píng)價(jià)值

表7 部件層(主梁)評(píng)價(jià)值

表8 部件層(索塔)評(píng)價(jià)值

表9 部件層(支座)評(píng)價(jià)值

表10 結(jié)構(gòu)層(上部結(jié)構(gòu))評(píng)估值

表11 實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)指標(biāo)評(píng)估模型最終評(píng)估值

2.3 基于人工檢測(cè)的橋梁安全評(píng)估

2.3.1 人工檢測(cè)數(shù)據(jù)指標(biāo)評(píng)估方法

橋梁上部結(jié)構(gòu)、下部結(jié)構(gòu)、橋面系的人工檢測(cè)數(shù)據(jù)指標(biāo)依據(jù)JTG/T H21—2011《公路橋梁技術(shù)狀況評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》[15]，以各部件評(píng)分為目標(biāo)，通過(guò)各個(gè)部件中構(gòu)件個(gè)數(shù)和構(gòu)件的檢測(cè)指標(biāo)扣分值進(jìn)行評(píng)定。對(duì)于底層評(píng)價(jià)指標(biāo)，根據(jù)指標(biāo)類別和實(shí)際情況記錄信息確定扣分值，并按照規(guī)范提供的技術(shù)狀況評(píng)分公式計(jì)算各個(gè)構(gòu)件的評(píng)分。再采用層次分析法由構(gòu)件層評(píng)分計(jì)算部件層評(píng)分，并以此類推計(jì)算最終的結(jié)構(gòu)層評(píng)分。

規(guī)范中橋梁構(gòu)件的技術(shù)狀況評(píng)分按下式計(jì)算[15]：

(10)

當(dāng)x=1時(shí)，

U1=DPi1

(11)

當(dāng)x≥2時(shí)，

(12)

當(dāng)DPij=100時(shí)，

PMCIl(BMCIl，DMCIl)=0

(13)

式中：PMCIl，BMCIl，DMCIl分別為上部結(jié)構(gòu)、下部結(jié)構(gòu)、橋面系部件l構(gòu)件的得分；k指部件l構(gòu)件出現(xiàn)扣分指標(biāo)的種類數(shù)；U,x,y為引入的變量；i為部件類別，j為部件l構(gòu)件的第j類檢測(cè)指標(biāo)；DPij為第i類部件l構(gòu)件的第j類檢測(cè)指標(biāo)的扣分值；根據(jù)構(gòu)件各種檢測(cè)指標(biāo)扣分值進(jìn)行計(jì)算，扣分值按規(guī)范[15,19]規(guī)定取值。

橋梁部件的技術(shù)狀況評(píng)分，按下式計(jì)算[15]：

(14)

(15)

(16)

然而在實(shí)踐過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，《公路橋梁技術(shù)狀況評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》提供的扣分值標(biāo)準(zhǔn)表存在較大的偏差，構(gòu)件各監(jiān)測(cè)指標(biāo)扣分值偏大，其評(píng)定結(jié)果與現(xiàn)場(chǎng)憑借經(jīng)驗(yàn)直接判斷差別較大，因此，本文各構(gòu)件檢測(cè)指標(biāo)的扣分值按照表12所示的修正建議值進(jìn)行取用[19～21]。

表12 構(gòu)件各檢測(cè)指標(biāo)扣分值的修正建議值

無(wú)砟軌道的人工檢測(cè)數(shù)據(jù)指標(biāo)評(píng)定方法參考DB32/T 1648—2010《大跨徑懸索橋和斜拉橋養(yǎng)護(hù)規(guī)范》[14]，根據(jù)缺損程度對(duì)結(jié)構(gòu)適用功能的影響程度和缺損發(fā)展變化狀況等方面，按式(17)確定底層指標(biāo)評(píng)分[14]：

S=100×(1-R/5)

(17)

式中：S為離線監(jiān)測(cè)項(xiàng)目底層指標(biāo)評(píng)分值；R的取值根據(jù)TG/GW 115—2012《高速鐵路無(wú)砟軌道線路維修規(guī)則(試行)》[16]和TG/GW 103—2010《鐵路橋隧建筑物修理規(guī)則》[18]提供的病害嚴(yán)重程度采用。

表13 病害嚴(yán)重程度扣分值

2.3.2 評(píng)估模型建立

贛江鐵路橋的人工檢測(cè)數(shù)據(jù)指標(biāo)評(píng)估模型層級(jí)劃分和指標(biāo)隸屬關(guān)系如圖5所示，層級(jí)劃分包括目標(biāo)層、結(jié)構(gòu)層、部件層、構(gòu)件層和損傷層。人工檢測(cè)數(shù)據(jù)指標(biāo)作為損傷層參與橋梁的安全綜合評(píng)估，對(duì)不同的構(gòu)件具有不同的損傷層指標(biāo)。由于人工檢測(cè)數(shù)據(jù)指標(biāo)不存在具體的監(jiān)測(cè)數(shù)值，故而無(wú)法進(jìn)行無(wú)量綱化處理確定指標(biāo)評(píng)分。因此，本文主要參考江蘇省地方標(biāo)準(zhǔn)DB32/T 1648—2010《大跨徑懸索橋和斜拉橋養(yǎng)護(hù)規(guī)范》[14]、JTG/T H21—2011《公路橋梁技術(shù)狀況評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》[15]、TG/GW 115—2012《高速鐵路無(wú)砟軌道線路維修規(guī)則(試行)》[16]、TG/GW 114—2011《高速鐵路橋隧建筑物修理規(guī)則(試行)》[17]、TG/GW 103—2010《鐵路橋隧建筑物修理規(guī)則》[18]等規(guī)范，確定人工檢測(cè)數(shù)據(jù)指標(biāo)評(píng)估模型的各層級(jí)權(quán)重，如圖5中括號(hào)內(nèi)數(shù)值所示，出于篇幅考慮, 在此僅列出部分關(guān)鍵的損傷層指標(biāo)。

圖5 人工檢測(cè)數(shù)據(jù)指標(biāo)評(píng)估模型

2.3.3 安全評(píng)估結(jié)果

由于贛江鐵路橋剛建成運(yùn)營(yíng)，人工檢測(cè)數(shù)據(jù)指標(biāo)評(píng)估模型的損傷層病害指標(biāo)嚴(yán)重程度基本為完好無(wú)損狀態(tài)，若用實(shí)際的巡檢記錄信息進(jìn)行安全綜合評(píng)估，最終結(jié)果為100分滿分。為了能夠詳細(xì)闡述評(píng)估過(guò)程，這部分內(nèi)容將采用假設(shè)信息進(jìn)行數(shù)值模擬計(jì)算評(píng)分。

采用變權(quán)綜合法，將圖5中的權(quán)重和模擬的評(píng)價(jià)值xj代入公式(6)，對(duì)各個(gè)指標(biāo)進(jìn)行權(quán)重修正，并分別計(jì)算上部結(jié)構(gòu)、下部結(jié)構(gòu)、橋面系、無(wú)砟軌道的結(jié)構(gòu)層綜合評(píng)分，計(jì)算結(jié)果如表14所示。

根據(jù)圖5的層級(jí)劃分和隸屬關(guān)系，以及各結(jié)構(gòu)層綜合評(píng)分結(jié)果，采用變權(quán)綜合法，根據(jù)式(6)修正結(jié)構(gòu)層各權(quán)重后,計(jì)算贛江鐵路橋人工監(jiān)測(cè)指標(biāo)評(píng)估模型的最終評(píng)分為95.44分，如表15所示。

2.4 綜合評(píng)估

2.4.1 綜合評(píng)估方法

贛江鐵路橋的整體安全綜合評(píng)估由實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)指標(biāo)評(píng)估模型和人工檢測(cè)數(shù)據(jù)指標(biāo)評(píng)估模型綜合確定，主要采用變權(quán)綜合法進(jìn)行計(jì)算。因此需要確定兩個(gè)評(píng)估模型的權(quán)重，如表16所示。

表14 結(jié)構(gòu)層綜合評(píng)分

表15 基于人工檢測(cè)的綜合評(píng)估

表16 贛江鐵路橋安全評(píng)估模型權(quán)重

參考DB32/T 1648—2010《大跨徑懸索橋和斜拉橋養(yǎng)護(hù)規(guī)范》[14]，可將目標(biāo)層狀況分為五類，不同類別采取不同的養(yǎng)護(hù)措施，如表17所示。

表17 贛江鐵路橋綜合技術(shù)狀態(tài)等級(jí)表

2.4.2 綜合評(píng)估結(jié)果

根據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)指標(biāo)評(píng)估模型和人工檢測(cè)數(shù)據(jù)指標(biāo)評(píng)估模型的評(píng)分結(jié)果，由表16確定的各模型初始權(quán)重系數(shù)，采用變權(quán)綜合法計(jì)算修正權(quán)重，并計(jì)算贛江鐵路橋的綜合評(píng)估結(jié)果為95.79分，綜合評(píng)估等級(jí)為A級(jí)，各分部與構(gòu)件評(píng)分計(jì)算結(jié)果如表18所示。兩個(gè)評(píng)估模型的評(píng)分皆在95分以上，可以認(rèn)為橋梁的運(yùn)營(yíng)狀態(tài)是完好的，與最終的評(píng)估結(jié)果一致。

表18 贛江鐵路橋綜合評(píng)估結(jié)果

3 結(jié) 語(yǔ)

本文采用層次分析法、變權(quán)綜合法，并根據(jù)各種橋梁評(píng)估檢定規(guī)范，建立了贛江鐵路橋安全綜合評(píng)估模型。為了區(qū)分實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和人工檢測(cè)評(píng)分方法的不同，將贛江鐵路橋安全綜合評(píng)估模型分為實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)指標(biāo)和人工檢測(cè)數(shù)據(jù)指標(biāo)評(píng)估模型兩部分。分別計(jì)算了兩個(gè)評(píng)估模型的橋梁評(píng)分，再通過(guò)變權(quán)綜合原理計(jì)算了贛江鐵路橋的整體安全綜合評(píng)估評(píng)分，計(jì)算結(jié)果表明，目前橋梁運(yùn)營(yíng)處于安全狀態(tài)。