变权综合法在斜拉桥健康状态评估中的应用研究

摘要

斜拉桥是种大跨桥型，投资都非常大，一直肩负着国家的交通命脉，关系着国计民生，所以对斜拉桥的健康检测评估工作显得尤为艰巨。 本文基于层次分析法、灰色关联度理论和变权理论综合研究了斜拉桥的健康评估，主要做了以下几个方面内容： 首先，阐述了层次法、灰色关联度和变权原理及专家权值的定义方法，并综合三种方法提出了基于层次分析和灰色关联度的变权综合法。依据层次分析法对斜拉桥的结构进行了递阶分层分析，针对斜拉桥的结构特点及力学特性并结合荷载实验构建了一个全面合理的评估模型。参照《公路桥梁承载力检测评定规程》、《公路桥涵养护规范》及其他评定规程，确定专家权值矩阵，并通过分析计算获取斜拉桥各层指标权值。 其次，在评估计算方法上，结合变权理论和灰色关联度理论，对检测评定指标进行分类评定。利用变权理论对各个指标实际评定状况进行变权，加权反映出桥梁技术状况的局部严重病害，对一些数据序列形式的检测数据兼用灰色关联度理论计算其关联度，有效的弥补了测试数据的不均衡性和不全面性。 最后，介绍了南宁市白沙大桥对本模型和方法的应用，结合荷载实验数据对桥梁力学性能和振动特性进行分析评定，并对全桥进行了全面的健康状态评估。 本文提出的基于层次法和灰色关联度的变权综合法和结合荷载实验的评估模型简单可行，经过实例应用证明结果合理，是桥梁评估的一个更全面、更合理的评估模型和评估方法，对实际工程具有良好的应用价值。

目录

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声明

第一章绪论

1.1斜拉桥的发展史

1.2国内外桥梁的健康研究现状

1.3桥梁检测评估的目的和意义

1.4现有桥梁评定规范及评估现状

1.4.1现有桥梁技术状况评定规范

1.4.2桥梁评估现状

1.5现有桥梁评估方法

1.5.1中小桥梁评价中常用的评价方法

1.5.2大型桥梁结构的评估方法

1.6研究问题的提出

1.7本文研究要点

第二章基于层次分析法的斜拉桥评估体系

2.1层次分析法原理

2.2层次分析过程

2.2.1建立递阶层次结构，

2.2.2构造专家判断矩阵

2.3.3权值矩阵计算

2.3.4权值矩阵的一致性检验

2.3斜拉桥健康评估模型

2.3.1模型建立及思路

2.3.2荷载试验的必要性分析

2.4指标量化及评定标准定义

2.4.1第一类检测指标标定

2.4.2第二类检测指标标定

2.4.3第三类检测指标标定

2.4.4目标层评定指标标定

2.5指标初始权值确定

2.5.1权重矩阵的确定

2.5.2指标权值计算

2.6小结

第三章结合灰色关联度理论的变权综合评估法

3.1灰色关联度理论

3.2变权综合法

3.2.1变权原理

3.2.2变权综合法应用改进

3.2.3常权综合法简介

3.2.4变权综合法与常权综合法比较

3.3小结

第四章变权综合法在斜拉桥健康状态评估中的应用

4.1桥梁工程概况

4.2结构层指标损伤检测及评定

4.2.1主梁技术状况检测评估(M1)

4.2.2索塔技术状况检测评定(M2)

4.2.3斜拉索技术状况检测评定(M3)

4.2.4桥墩及承台技术状况检测评定(M4)

4.2.5附属设施技术状况检测评定(M5)

4.3桥梁荷载试验检测及评定

4.3.1部分车辆加载布置图

4.3.2静动载试验测点布置图

4.3.3桥梁试验荷载及测试内容

4.3.4桥梁静载试验承载力检测

4.3.5桥梁动载试验检测评定

4.3.6桥梁模态试验分析及评定

4.4桥梁状况评估的变权综合法计算

4.4.1结构层技术状况评定

4.4.2全桥健康状况评定

4.5斜拉桥健康评估模型比较

4.6小结

第五章结论与展望

5.1结论

5.2展望

参考文献

致 谢

攻读硕士学位期间所发表的学术论文及参与科研项目