既有中、小跨径梁桥下部结构评估理论与方法研究

摘要

对于桥梁的技术状况评估，已有研究大多侧重于桥梁的上部结构，专门针对于下部结构的研究相对较少;采用已有桥梁评估规范，可以获得综合技术状况的评估结果，但要得到关于桥梁安全性、适用性和耐久性的分性能评估结果仍存在困难。本文系统研究了既有中、小跨径梁桥下部结构的分性能评估和综合评估的体系、理论和方法。 基于病害分析、调查统计、检测技术、计算理论及规范，进行下部结构评估指标研究，确定了下部结构的评估指标及评估标准。对于定量指标，提出了基于优选法的评估标准确定方法;对于定性指标，提出了基于程度分析方法的评估标准确定方法。 参考现行桥梁评估规范、专家调查结果及调研统计资料，建立了既有中、小跨径梁桥下部结构技术状况的分性能评估模型和综合评估模型。建立安全性、适用性和耐久性分性能评估指标体系;采用直接综合和间接综合两种方式分别构建了综合技术状况评估指标体系，并进行了两者间的校验。 研究了中小跨径梁桥下部结构评估指标体系中指标权重的确定方法。依次计算了专家主观权重、专家客观权重、指标相对权重、指标绝对权重初始值和指标绝对权重最终值。 提出了基于UAHP、关联度及变权的下部结构评估理论与方法及技术步骤:建立递阶层次模型;确定评估指标初始权重;建议评估指标的评估标准;确定评估指标评估值;关联度变权;计算得到综合评估结果。在关联度计算中，研究并考虑了单项控制指标、定性指标、底层指标及非底层指标等问题。 基于Matlab R2010a(Version7.10)，开发了一套关于中、小跨径梁桥下部结构技术状况评估的软件系统Evaluation System on Substructure of Beam Bridge with Mid-small Span(V1.0)，简称为ESSBB（也称为EBMS）。ESSBB既可得到分性能评估结果又可以获得综合评估结果。 选择有代表性的桥梁下部结构评估指标进行下部结构评估模型的敏感性分析，并结合工程计算实例，验证了该评估理论与方法的正确性、可行性与适用性。该软件系统可有效减少了评估人员的计算工作;评估软件系统具有友好的可视化界面，降低了对评估人员数学运算基础的要求;提高了评估方法的效率和适用性。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究目的和意义

1．2 研究现状与分析

1．2．1 评估理论与方法

1．2．2 评估规范

1．2．3 检测技术

1．2．4 存在问题

1．3 本文主要研究内容

第2章 评估指标研究

2．1 基本概念

2．2 桥梁下部结构及其病害类型

2．3 材料状况评价指标

2．3．1 混凝土表观缺损

2．3．2 裂缝

2．3．3 钢筋锈蚀

2．4 重要的评价指标

2．4．1 变形、位移

2．4．2 冲刷掏空

2．4．3 冻害

2．5 其他评估指标

2．6 小结

第3章 评估标准研究

3．1 概述

3．2 评估指标的取值

3．3 基于优选法的定量指标评估标准研究

3．3．1 标度及评分

3．3．2 指标值与评分的关系

3．3．3 计算示例

3．3．4 结果与分析

3．4 基于程度分析法的定性指标评估标准研究

3．4．1 评估标度的确定

3．4．2 定性指标的量化

3．4．3 工程计算示例

3．4．4 结果与分析

3．5 小结

第4章 评估指标体系研究

4．1 基本概念

4．2 指标体系的分类

4．3 构建指标体系的有关问题

4．4 分性能评估指标体系

4．4．1 安全性评估指标体系

4．4．2 适用性评估指标体系

4．4．3 耐久性评估指标体系

4．5 综合技术状况评估指标体系

4．5．1 直接综合法

4．5．2 间接综合法

4．6 小结

第5章 评估计算的理论与方法研究

5．1 评估计算的理论基础

5．2 评估计算的主要步骤

5．3 确定指标权重的理论方法

5．3．1 判断矩阵的构造及一致性检验

5．3．2 指标的主观权重

5．3．3 指标的客观权重

5．3．4 指标初始权重

5．4 关联度变权计算的原理

5．4．1 底层指标及非底层指标

5．4．2 定性指标及单项控制指标

5．4．3 评估结果

5．5 小结

第6章 评估软件系统的开发及应用

6．1 软件的开发环境及交互界面

6．2 程序流程及编程技巧

6．3 敏感性分析

6．4 实例分析

6．4．1 桩基础实例分析

6．4．2 扩大基础实例分析

6．4．3 结果汇总及分析

6．5 小结

第7章 研究结论与展望

致谢

参考文献

附录A 评估指标权重及标准

攻读学位期间发表的学术论文

参与的科研和工程项目