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探讨模糊综合法在桥梁技术状况评价中的应用摘要:桥梁是高速公路的咽喉,只有满足桥梁的承载能力以及确保桥梁安全通行的条件下,一条高速公路才能安全的运营。可以说桥梁影响着高速公路的经济效益以及社会效益,它是贯通高速公路全线的关键。随着我国高速公路桥梁近年来面临的交通量大、汽车载重高、车速快而引起的交通事故频繁发生,事故程度愈发恶劣等现象,针对桥梁的安全性评价也势在必行。桥梁安全性评价是有效预防和降低交通事故的重要手段。目前国内对于桥梁技术状况评定,是建立在结构构件的定期检查的数据上,按照相关的技术规范开展的技术评定。桥梁作为一个复杂的系统,其服役环境也存在各种多变的、不确定因素,其结构状态具有复杂性、模糊性,属于模糊数学的研究范畴。本文将模糊综合评定原理与现行的标准规范评定原理进行对比,分析两种方法的共性与差异,探讨模糊综合法应用在桥梁技术状况评价中的可行性。关键词:桥梁状况评定;模糊综合;规范评价1、前言据相关统计,中国是世界上桥梁数量最多、密度最大的国家。但是,由于早期建设时期技术水平的限制,许多桥梁设计标准、设计荷载等已逐渐不能满足实际需求,有专家提出,我国目前正面临着桥梁大面积老化的现象。随着桥梁问题逐渐增多,在役桥梁的维修、加固等方面的要求逐渐增多,公路管养部门对此也越来越重视。对桥梁进行有效的维修加固,首先要对桥梁结构的技术状况进行正确的评估。只有明确了桥梁真实的服役状况,才有依据选择养护、维修、加固或者是拆除重建,这对于公路管养部门制定更为科学、合理、有效的桥梁养护维修方案、提高管养资金的利用效率是十分重要的。2、桥梁评估方法研究进展国内外学者在桥梁评估等方面的研究成果逐渐丰富,尤其是在桥梁构件疲劳、结构损伤等方面。目前,常用的桥梁评估方法主要有:外观调查评定法、荷载实验法、专家系统评定法、以规范为基础的评价法、模糊综合评估法等。2.1外观调查评定法该方法是通过专业的技术人员对桥梁进行全面检测,根据现场检测的结果以及试验分析结果,对桥梁进行技术状况评价。此类评定技術主要依据的是大量的定量信息,其取值在很大程度上都依赖于评定工程师自身的经验和判断,对于不同的评定者,很可能得出不同的结论。2.2荷载实验法2.3专家系统评定方法该方法是通过具有专家级经验和知识的计算机软件,进行桥梁技术状况评价。对于桥梁工程而言,存在很多复杂的、不确定的因素,而且涉及面比较广。这些因素由于复杂性、不确定性等很难用单一模型进行模拟,因此,采用专家系统法是一个选择方法。2.4以规范为基础的评价法在国内,大多数的定期检查评定,是将现场检测的结果,按照相关的规范规定,对桥梁进行评分。可以依据的规范有:《公路桥涵养护规范》(JTGH11-2022)、《公路桥梁技术状况评定标准》(JTGT_H21-2022)等。2.5模糊综合评估法某个事物或者系统受到很多因素的影响,而且其中有很多因素都具有模糊特性,在对这个事物或者系统进行评价时,需要把这些影响因素都综合起来考虑,我们将这种评价方式称为模糊综合评价。此方法借助模糊数学的概念,应用模糊关系合成原理,综合考虑影响结构的各种复杂的、多变的以及不确定因素,对结构进行评估。如果事物本身分类、定义不够准确,该方法是一种可以考虑的方法。上述几种方法都在逐步发展,各有优缺点。本文主要探讨模糊综合法与以规范为基础的评价法,两种方法的共性与差异,研究模糊综合法的适用性及可行性。3、模糊综合法与现有规范评定方法的比较3.1以规范为基础的评价方法原理现行的《公路桥梁技术状况评定标准》(JTGT_H21-2022)是对《公路桥涵养护规范》(JTGH11-2022)的一个补充,其主要评定思路是:首先对桥梁各构件进行评定,综合后对桥梁各部件进行评定,然后对桥面系、上部结构、下部结构分别开展评定分析,最后对桥梁总体技术状况进行评定分析。具体的评定过程如图1所示。可以看出,《公路桥梁技术状况评定标准》(JTGT_H21-2022)主要采用了分层综合评定与单项指标控制相结合的方法。层次分析法是一种通过定性、定量相结合的分析,选用适当的数学形式处理的表达。其首先是将复杂的问题分解成不同的组成因素,然后按照系统中各个因素之间的相互关系,将各种组成元素进行分组,形成互不相交的层次,下一层次受上一层次的支配,由此形成的结构是有效的系统的递阶层次结构。3.2模糊综合评价法的原理对于在役桥梁而言,影响其服役性能的因素有很多,内在因素如混凝土碳化、混凝土强度衰减、钢筋锈蚀等,外在因素如温度变化、车流量增加、地震灾害等。这些因素很难定量描述,且具有模糊性,因此考虑采用模糊综合评价法。首先,对桥梁的服役性能进行分析,大致可以归纳为三个方面:安全性、耐久性、适用性。安全性指标是桥梁结构承载能力的体现;耐久性指标是结构使用功能的体现;适应性指标是结构使用水平的