基于改进正负靶心决策理论的钢筋混凝土桥梁耐久性评估模型

doi:10.13229/j.cnki.jdxbgxb.20220182

摘要/Abstract

摘要：

钢筋混凝土桥梁耐久性评估属于在不确定环境下的多属性决策问题，针对其指标数据信息不完整的特点，本文提出了基于改进正负靶心的灰靶评估模型。引入正靶心点距及投影值、负靶心点距及投影值、靶心系数、正负靶心距和综合靶心距等概念，实现桥梁耐久性的宏观和微观一体化分析，并将模型应用于甘肃省境内9座钢筋混凝土公路桥梁耐久性评估。结果表明：该9座桥梁的耐久性水平优劣从高到低排序为：桥梁6#、7#、4#、8#、1#、3#、2#、5#、9#，其中桥梁6#、7#的耐久性等级为Ⅱ级，桥梁1#、3#、4#和8#的耐久性等级为Ⅲ级，而桥梁2#、5#和9#的耐久性等级为Ⅳ级。通过指标敏感性分析，得出桥梁耐久性的绝对平均变化率随权重变化率绝对值增加呈线性增长趋势，而且指标权重与其敏感性有一定关系，即在指标权重变化率相同的情况下，指标权重越大，综合评价结果的平均变化率也越大。

关键词: 桥梁耐久性, 正负靶心系数, 改进灰靶决策, 综合靶心距值

Abstract:

Durability evaluation of reinforced concrete bridges is a multi-attribute decision-making problem in uncertain environment. According to the characters of uncertain evaluation indicator and its date information， the gray-target assessment model based on improved positive and negative bulls-eye method was proposed， and the concepts of positive and negative bulls-eye distance and projection value， bulls-eye coefficient， positive and negative bulls-eye distance and comprehensive bulls-eye distance were introduced to realize the integrated macro and micro analysis of bridge durability. The model was applied in the durability assessment of nine reinforced concrete highway bridges in Gansu province， the results show that the ranking orders of durability between the nine bridges： Bridge 6#>7#>4#>8#>1#>3#>2#>5#>9#， and the durability of Bridges 6#， 7# belong to Level Ⅱ， the durability of Bridges 1#， 3#， 4# and 8# to Level Ⅲ， and the durability of Bridges2#， 5#， 9# to Level Ⅳ. Through index sensitivity analysis， it is concluded that the absolute average change rate of bridge durability increases linearly with the increase of absolute value of index weight change rate， and there is a certain relationship between index weight and sensitivity， that is， when the index weight change rate is the same， the higher the index weight， the greater the average change rate of comprehensive evaluation results.

Key words: durability of bridge, positive and negative bulls-eye coefficient, improved gray-target decision, comprehensive bulls-eye distance

中图分类号:

TU375

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图/表 8

图1

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表2

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参考文献 23

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评价指标	等级分类
评价指标	Ⅰ级（优）	Ⅱ级（良）	Ⅲ级（中）	Ⅳ级（合格）	Ⅴ级（不合格）
钢筋锈蚀电位I₁/（kg·m^-3）	＞－200	（－300，－200］	（－400，－300］	（－500，－400］	≤－500
氯离子含量I₂	≤0.15	（0.15，0.40］	（0.40，0.70］	（0.70，1.00］	＞1.00
混凝土电阻率I₃/（kΩ·cm）	＞20	（15，20］	（10，15］	（5，10］	≤5
构件裂缝情况I₄/mm	=0	（0，1］	（1，3］	（3，5］	＞5
关键位置缝宽I₅/mm	≤0.05	（0.05，0.20］	（0.20，0.35］	（0.35，0.50］	＞0.50
碳化系数I₆	≤0.5	（0.5，1.0］	（1.0，1.5］	（1.5，2.0］	＞2.0
混凝土推定强度匀质系数I₇	＞0.95	（0.90，0.95］	（0.80，0.90］	（0.70，0.80］	≤0.70
钢筋保护层厚度比I₈	＞0.95	（0.85，0.95］	（0.70，0.85］	（0.55，0.70］	≤0.55
钢筋分布情况I₉	＞0.95	（0.90，0.95］	（0.85，0.90］	（0.80，0.85］	≤0.80
桥梁挠度变形I₁₀/%	≤0.25	（0.25，0.50］	（0.50，0.75］	（0.75，1.00］	＞1.00
交通量比I₁₁	≤1.0	（1.0，1.3］	（1.3，1.7］	（1.7，2.0］	＞2.0
轴载超标率I₁₂/%	=0	（0，5］	（5，15］	（15，30］	＞30

级别	状态	对结构承载力和耐久性的影响	养护维修措施	综合靶心距值d_i
Ⅰ	良好	无影响，可忽略	无需维修，仅需正常养护	0.80＜d_i ≤1.00
Ⅱ	较好	若不及时维修会在后期影响结构的承载力和耐久性	简单局部修补便可修复	0.60＜d_i ≤0.80
Ⅲ	较差	结构的承载能力和耐久性降低，但不要求限制交通	局部中修，加强观测	0.40＜d_i ≤0.60
Ⅳ	差	处于危险状态，需要限制交通	立即采取大面积加固	0.20＜d_i ≤0.40
Ⅴ	危险	可能随时发生坍塌，需禁止通车	拆除重建或启动应急预案	0.00＜d_i ≤0.20

桥梁编号	桥梁耐久性评价各指标试验数据统计值
桥梁编号	I₁	I₂	I₃	I₄	I₅	I₆	I₇	I₈	I₉	I₁₀	I₁₁	I₁₂
1#	-432	0.20	5.0	0.6	0.13	0.75	0.98	0.86	0.80	0.36	0.65	30.0
2#	-186	0.84	21.5	2.6	0.28	1.30	0.84	0.75	0.85	0.24	0.94	18.2
3#	-224	0.45	7.8	5.0	0.25	0.82	0.87	0.57	0.94	0.45	1.36	4.9
4#	-352	0.40	5.8	0.9	0.29	1.95	0.80	0.61	0.875	0.58	1.17	3.5
5#	-237	0.18	16.4	4.2	0.18	1.65	0.97	0.85	0.92	0.38	1.20	3.9
6#	-256	0.74	9.3	4.2	0.54	1.95	0.65	0.50	0.905	0.85	1.04	24.5
7#	-260	0.95	3.7	3.5	0.34	1.75	0.66	0.54	0.83	0.75	1.19	15.8
8#	-326	0.57	15	4.7	0.26	1.30	0.89	0.65	0.93	0.87	1.35	2.3
9#	-205	0.45	16.8	0.1	0.21	0.15	0.83	0.85	0.90	0.16	1.70	4.8

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