既有中小跨径石拱桥技术状况评定方法研究

'学巧代号５３６学号１３２０２０３０３２１１０分类号Ｕ４４８密级公开＾义乂净全日制专业学位硕±学位论文既有中小跨径石拱桥技术状况评定方法研究学位巧请人姓名龙伟±木与建筑学院所在学院专业学位类别工程硕±Ｉ专业学位领域建筑与王木工程校内导师姓名及职巧蒋田勇（副教授）田仲初（教授）校外导师姓名及最称欧阳剑高级工程师论文提交日期２０１５年４月 １０５３学校代号：６１３２０１学号：２０３０３２密级：公开长沙理工大学硕±学位论文既有中小跨径石拱桥技术状况评定方法硏究学位申请人姓名蓝值师蒋田勇）指导教（副教授）田仲巧（教授所在学院±木与建筑学院±木工程专业学位领域建筑与论文提交时间２０１５年４月２０５５１年月论文答辩时间吴建武）（教授级高工答辩委员会主席 ｓｅａｒｃｈｏｎＭｅｔｈｏｄｆｏｒＴｅｃｈｎｉｔｉｏｎＥｖａｌｕａｔｉｏｎｏｆＥｘｉｓｔｉｎＲｅｉｃａｌＣｏｎｄｇ－ＢｉＭｅｄｉｕｍａｎｄＭｉｎｉｓｉｚｅｄＳｐａｎＳＵｍｅＡｒｃｈｒｄｇｅｂｙＬＯＮＧＷｅｉＢｓｈａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｏｆＳｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏ２０１３．Ｅ．（Ｃｈａｎｇｙ吕ｙ）Ａ化ｅｓｉｓｓｕｂｍａｒｔｉａｌｓａｔｉｓ扣ｃｔｉｏｎｏｆ化ｅｉｔｅｄｉｎｐＲｅｕｉｒｅｍｅｎｔｓｆｏｒｔｈｅｄｅｇｒｅｅｏｆｑＭａｓｔｅｒｏｆＥ打ｇｉｎｅｅｒｉｎｇｉｎＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅａｎｄＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｉｎＣｈａｎｓｈａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｏｆＳｃｉｅｎｃｅ＆ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｇｙＳｕｅｒｖｉｓｏｒｐＡｓｓｏｃｉａｔｅＰｒｏｆｅｓｓｏｒＪｉａｎｇＴｉａｎｏｎｙｇＰｒｏｆｅｓｓｏｒＴｉａｎＺｈｏｎｇｃｈｕＡｒｉｌ２０１５ｐ， 长沙理工大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加Ｗ标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个。人和集体，均已在文中明确方式标明本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：日期：如／＞年月又日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权长沙理工大学可Ｗ将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可Ｗ采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本论文收录到《中国学位论。文全文数据库》，并通过网络向社会公众提供信息服务本学位论文属于１、保密□，在年解密后适用本授权书。？＞２、不保密□〇＂＂（请在Ｗ上相应方框内打Ｖ）作者签名：痴帝日期：沪权年月２日导醒名日期－年２日卿Ｓ＾月 摘要一在交通路网中，桥梁直ｗ来都起着连接和沟通两岸交通的重要作用。而石拱桥在我国桥梁史上历来扮演着重要的角色，在我国桥梁数量上占有相当大的比，例。由于各种原因，大量现役石拱桥承载能力及服役状况日益降低因此针对石拱桥分析其典型病害并提出新的技术状况评估方法具有重大的意义，Ｗ便准确评估它的使用性能，Ｗ及确定是否需要实施外部介入手段（如维修、限载等），延长其服役寿命：。本文主要研究内容及结论如下（１）研究了《公路桥梁技术状况评定标准、《城市桥梁养护技术规范》和《公〉）路桥涵养护技术规范》Ｈ本规范中桥梁评定的方法及理论，阐述了王种方法各自的特点和不足之处。研究结果表明，相对其它两种方法而言，《公路桥梁技术状况》，评定标准中的评定方法内容更加完善，且最容易被人接受在桥梁评定工作中具有很好的应用前景，但仍存在多层次评定增加了评定工作量和成本等不足之处。■（２）基于层次分析法计算石拱桥各构件权重值。阐述了层次分析法的基本原，理及步骤，在收集桥梁的基本状况信息基础上建立了石拱桥递阶层次评定结构一模型，构造了各层的判断矩阵，用和法及ＭＡＴＬＡＢ程序两种方法计算单元素相一对权重，即石拱桥构件权重分配值，并对判断矩阵进行了致性检验。研究结果表明，和法能够满足石拱桥构件权重计算时的精度要求，且层次分析法可Ｗ较好的解决石拱桥权重问题。（３）将ＤＥＲ＆Ｕ法应用于石拱桥状况评估，通过研究石拱桥构件组成，制定了关于石拱桥的目视检测方法和表格；研究了石拱桥常见的病害类型，制定了石拱桥构件的ＤＥ民值和Ｕ值的判定标准，并用状况指标值（ＣＩ）和优选指标值（ＰＩ）ＣＩＰＩ，来初步反映目前石拱桥的使用状况；对和值的计算过程进行研究为减小未设置构件对综合评估指标计算的影响，对其中的计算元素构件权重进行了重分＾配，得到改进的ＣＩ值和ＰＩ值。通过座实腹式石拱桥算例，用Ｈ种方法对其进行状况评估，，，通过对比其计算过程和结果可发现ＤＥＲ＆Ｕ法所具有的特点研Ｉ究结果表明，Ｐ值相对于ＣＩ值、改进的ＣＩ和ＰＩ值相对于原ＣＩ和ＰＩ值能更好地，并验证了ＤＥＲ＆Ｕ评估法应用于石拱桥状况评估的可行性反映桥梁使用状况，为今后石拱桥状况评估提供参考。关键词：石拱桥；劣化；技术状况评估；目视检测；ＤＥＲ＆Ｕ法：状况指标Ｉ Ａｂｓｔｒａｃｔ＊Ｉ打ｔｈｅｔｒａｆｆｉｃｎｅｔｗｏｒｋｔｈｅｂｒｉｄｅａｌｗａｓｌａｓａｎｉｍｏｉｔａｎｔｒｏｌｅｉｎｔｈｅ，ｇｙｐｙｐｃｏｎｎｅｃｔｏｎａｎｄｃｏｍｍｕｎｃａｔｏｎｏｆｔｒａ打ｓｏｉｌ．Ｓｔｏｎｅａｒｃｈｂｒｉｄｅｏｃｃｕｉｅｓａｌａｒｅｉｉｉｐｇｐｇｒｏｏｒｔｏｎｉｎｔｈｅｔｏｔａｌ打ｕｍｂｅｒｏｆｂｒｉｄｅｓｉ打ｏｕｒｃｏｕ打ｔｒ．Ｄｕｅｔｏｖａｒｉｏｕｓｒｅａｓｏｎｓｔｈｅｐｉｇｙｐ，ｃａｒｒｙｉｎｇｃａｐａｃｉｔｙａｎｄｓｅｒｖｉｃｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｏｆａｌａｒｇｅｎｕｍｂｅｒｏｆｓｔｏｎｅａｒｃｈｂｒｉｄｇｅｓｉｓｄａｉｌｄｅ．ｔｔｔ：ｅｒｉｏｒａｔｉｎＴｈｅｒｅｆｏｒｅｉｉｓｏｆｒｅａｔｓｉｎｉｆｉｃａｎｃｅｏａｎａｌｚｅｔｈｅｔｉｃａｌｙｇ，ｇｇｙｙｐｄｉｓｅａｓｅｓａｎｄｐｕｔｆｏｒｗａｒｄａ打ｅｗｍｅｔｈｏｄｏｆ化ｃｈｎｉｃａｌｃｏｎｄｉｔｉｏｎｅｖａｌｕａｔｉｏｎａｂｏｕｔｔｈｅｓｔｏ打ｅａｒｃｈｂｒｉｄｅｗｈｉｃｈｉｓｈｏｐｅｔｏｅｖａｌｕａｔｅｉｔｓｅｒｆｏｒｍａ打ｃｅｍｏｒｅａｃｃｕｒａｔｅｌａｎｄｇ，ｐｙｄｅｔｅｒｍｉｎｅｗｈｅｔｈｅｒｔｏｉｍｌｅｍｅｎｔｅｘｔ；ｅｒｎａｌｉｎ化ｒｖｅｎｔｉｏｎｍｅａｎｓｓｕｃｈａｓｍａｉｒＵｅｎａ打ｃｅｐ（，ｔｌ．１ｔ．ｔｈｔｔｓｌｉｍｉｏａｄｅｔｃａｎｄｅｘ：ｅｎｄｉｓｓｅｒｖｉｃｅｌｉｆｅＩｎｉｓａｅｒｈｅｍａｉ打ｒｅｓｅａｒｃｈｃｏｎ化打，），ｐｐ，ａｎｄｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎｓａｒｅａｓｆｏｌｌｏｗｓ；１．ＩｎｔｒｏｄｕｃｅｔｈｅｍｅｔｈｏｄｓｏｆｂｒｉｄｇｅｔｅｃｈｎｉｃａｌｓｔａｔｅｅｖａｌｕａｔｉｏｎｉｎＳｔａｎｄａｒｄｓｆｏｒＴｅｃｈｎｉｃ幻ＩｃｏｎｄＵｉｏｎＥｖａｌｕａｔｉｏｎｏｆＨｉｇｈｗａｙｂｒｉｄｇｅｓ，ＣｏｄｅｆａｒＭａｉｎｔｅｎａｎｃｅｏｆＨｉｇｈｗａｙＢｒｉｄｇｅｓａｎｄＣｕｌｖｅｒｔｓａｎｄＣｏｄｅｆｏｒＭａｉｎｔｅｎａｎｃｅｏｆＣｉｔｙＢｒｉｄｇｅｓ．Ｃｏｍａｒｉｓｏｎｏｆｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｅａｃｈｍｅｔｈｏｄｓｉｔｃａｎｂｅｃｏｎｃｌｕｄｅｄ１；ｈａｔｐ，，ｃｏｍａｒｅｄｗｉｔｈｔｈｅｏｔｈｅｒｔｗｏｍｅｔｈｏｄｓｔｈｅｍｅｔｈｏｄｏｆＳｔａｎｄａｒｄｓｏｒＴｅｃｈｎｉｃａｌｐ，ｆｔｔｔｉｓｍｏｒｅｃｏｍｒｅｈｅｎｓｉｖｅａｎｄｈｅｃｏｎｅｎｓｉｓｐ，－ｍｏｒｅｃｏｍ．Ｉｔｔｔｔｈｅｗｏｐｌｅｔｅｓｄｅｆｉｃｉｅｎｃｙｉｓｔｈｅｍｕｌｉｌｅｖｅｌｅｖａｌｕａｉｏｎｗｉｌｌｉｎｃｒｅａｓｅｒｋｌｏａｄａｎｄ化ｅｃｏｓｔｓ．２．Ｂｙａｐｐｌｙｉｎｇｔｈｅａｎａｌｙｔｉｃｈｉｅｒａｒｃｈｙｐｒｏｃｅｓｓ（ＡＨＰ）ｍｅｔｈｏｄ，ｔｈｅｗｅｉｇｈｔｓｏｆｃｏｍｏｎｅｎｔｓａｒｅｃａｌｃｕａｔｅｄ．Ｔｈｂａｓｉｃｒｉｎｃｉｌｅａｎｄｓｔｅｓｏｆａｎａｌｔｉｃｈｉｅｒａｒｃｈｒｏｃｅｓｓｐｌｅｐｐｐｙｙｐａｒｅｅｘｏｕｎｄｅｄ．Ｉｎｖｉｅｗｏｆｔｈｅｂａｓｔｉｔｌｔｉｃｉｎｆｏｒｍａｏｎｏｆｈｅｂｒｉｄｅａｎｅｖａｕａｉｏｎｍｏｄｅｌｏｆｐｇ，ｈｔｒｔｔ．ｔｔｒｔｔｔｉｅｒａｒｃｈｉｃａｌｓｕｃｕｒｅｉｓｅｓａｂｌｉｓｈｅｄＴｈｅｕｄｍｅｎｍａｉｘｉｓｓｅｕａｎｄｈｅｒｅｌａｉｖｅｐ，ｊｇｗｅｉｇｈｔｓｏｆｓｉｎｇｌｅｅｌｅｍｅｎｔａｒｅｏｂｔａｉｎｅｄｂｙｔｈｅｍｅａｎｓｏｆｓｕｍｍｅｔｈｏｄａ打ｄＭＡＴＬＡＢｐｒｏｃｅｄｕｒｅ．ＴｈｅＣＯ打ｓｉｓｔｅ打ｃｙｏｆｊｕｄｇｍｅ打ｔｍａｔｒｉｘｉｓｃｈｅｃｋｅｄ．ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅＡＨＰｃａｎｓｏｌｖｅｔｈｅｒｏｂｌｅｍｏｆｔｈｅａｒｃｈｓｔｏｎｅｂｒｉｄｅｗｅｉｈｔａｖａｉｌａｂ．ｐｇｇｌｙ■＞３．Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｉ打ｔｒｏｄｕｃｅｓｔｈｅｃｏｎｃｅｐｔｏｆＤＥ民＆Ｕｅｖａｌｕａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄ，ｔｈｅｂａｓｉｃ，ｒｉｎｃｉｌＴｈｌ１ｐｐｌｅａｎｄ；ｈｅｕｓｅｐｒｏｃｅｓｓ．ｒｏｕｇｈ；ｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｏｆｓ：ｏｎｅａｒｃｈｂｒｉｄｇｅｓｃｏｍｐｏｓｅｄｏｆｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ，ｔｈｅｃｏｍｐｏｎｅｎｔｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎｉｓｃａｒｒｉｅｄｏｕｔ，ｔｈｅｎｔｈｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄａｎｄｆｏｒｍａｒｅｄｅｖｅｌｏｅｄＢｒｅｆｅｒｅ打ｃｅｔｏｔｈｅｃｏｎｔｅ打ｓｏｆｔｉｃａｌｄｉｓｅａｓｅｓａｂｏｕｔｔｈｅｐ．ｙｔｙｐａｒｃｈｓｌ；ｏｎｅｂｒｉｄｅｔｈｅｓ１：ａｎｄａｒｄｏｆｃｒｉ化ｒｉｏｎａｂｏｕｔＤＥ民ａｎｄＵａｒｅｄｅｆｉｎｅｄ．Ｔｈｕｓｔｈｅｇ，，，，ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｄｅｘＣｌａｎｄｒｉｏｒｉｔｉｎｄｅｘＰＩｃａｎｂｅｃａｌｃｕｌａｋｄｔｏｒｅｆｌｅｃｔｔｈｅｃｏｎｄｉｔｉｏ打（）ｐｙ（）ｏｆｔｈｅｓＵ）ｎｅａｒｃｈｂｒ．Ａｔｔｔａ．ｉｄｇｅｓｔ：ｏｎｅａｒｃｈｂｒｉｄｇｅｉｓｉｎｖｅｓｉｇａｅｄｉｎｄｅｉｌａｓａｎｅｘａｍｐｌｅＩＩ 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目录Ｉ摘要ＡｂｓｔｒａｃｔＩＩ一第章绪论１１１１．石拱桥发展概述１２３．研究背景及意义１．３国内外检测评估规范５１．３．１国内检测评估规范５６一５满足规范规定种情况之１３．２．国外检测评估规范６１７．４研究内容第二章常用技术状况评定方法对比研究９２：９．１引胃２．２公路桥梁技术状况评定标准１０２．２１．１桥梁构件评估０．．２２２桥梁部件的技术状况评估１１．２．２３桥面系、上部结构及下部结构评估１１．２．２４全巧技术状况评估１１２．２．５单项控制指标技术状况评估１２２．２．６评估等级分类和综合评估界限值１２．３１２２公路桥涵养护技术规范２．３．１部件技术状况评估１３２．３１．２桥梁技术状况评估及等级划分４’．４２．３３养护对策１２．４．．．１５城市桥梁养护技术规范．．２．４．１评估方法１５２．４．２评估等级与养护对策１８２．５Ｈ种评估方法对比研究１９２．６本章小结２０ ２２第兰章基于层次分析的石拱桥构件权重分配３．１２２引胃３．２层次分析法２２．３．２１层次分析法简介２２３．２Ａ２２．２ＨＰ的基本步骤３．３５．２ＡＨＰ的群组判断２３．３石拱娇构件权重计算２７３．３．１层次分析模型建立Ｔ１３．２２８．３判断矩阵的建立．３２９３．３构件单元权重的计算—．１３３．４致性计算３３．３２．３５专家群组判断３４本章小结３３．第四章基于ＤＥＲ＆Ｕ的石拱桥状况评定新方法３４４．１引Ｓ３４４．２ＤＥ民＆Ｕ评估法３４４．２．１ＤＥＲ＆Ｕ评估法的优点３４．５４．２２ＤＥＲ＆Ｕ评估法的评估准则３４ＥＲ＆Ｕ．３Ｄ评估法应用于石拱桥状况评估％４．１Ｄ．３ＥＲ＆Ｕ评估法的基本流程％４．７．３２石拱桥构件编号系统的建立３４．３．３制作检测表格３８４．３．４石拱桥Ｄ、Ｅ、民及Ｕ值的确定４０．４．．５３Ｓ桥梁综合评估指标计算４４．４综合评估指标计算的改进４７４５．本章小结４８第五章工程应用及分析４９５．１工程概况４９５．２按《养护规范》评估４９ ５《评定标准》５０．３按评估５．４按ＤＥＲ＆Ｕ评估评估５４５．４１５４．构件劣化情况５．４．２目视检测评估结果％５．５７．４３桥梁状况指标计算５．５本章小结５８结论与展望６０结论６０１展望６６２参考文献５致谢６＾６６＊ 第一章绪论第一章绪论１．１石拱桥发展概述交通运输始终和整个人类经济文化的健康发展、社会文明的传播保持着密不＂。逢山开路，可分的关系，而桥梁则是承担着沟通和连接各交通路网的重要角色＂遇水建桥是前人克服自然地理环境的障碍，用来保持道路连续性并跨越障碍的重要构造物、技术容易掌握、承载能。石拱巧具有取材容易、构造简单、耐久性好力潜力大、养护费用少等许多优点，使其成为整个桥梁体系中不可或缺的桥型之〇国外瞧纖禱的綴－－石撕？、木撕石拱桥、＾双曲拱桥桥ＩＩ巧雛桥１钢拱和钢筋—＾＾ｍ±ｍ钢筋混紙拱桥钢柯激．村试组合拱、钢管拱＞新型组合体系拱Ｗ图１．１国内外拱桥发展过程在漫长的世界石拱娇发展进程中，中国及西方国家在石拱桥建设和发展中均［１］取得了巨大的成就。图１．１所示为国内外大致的拱桥发展历程。西方现存的最早的石拱桥大都是在公元３０年至公元４７６的罗马帝国全盛时期修建，古罗马曾修，著名的有法国南建的大量石拱桥，但被得Ｗ完好的遗留至今的石拱桥少之又少部尼姆城Ｎｉｍｅｓ）的加尔德（Ｇａｒｄ）石拱桥（见图１．２）和罗马台伯河上的天使（１．３）等。帝国由繁荣昌盛娇石拱桥在西方的发展时期并不长久，随着罗马（见图走向衰弱，；罗马，伴随着出现的是石拱桥发展的停滞不前并迅速进入了衰退期１ 硕±学位论文一口】帝国灭ｔ后数百年间，整个欧洲几乎没有修建过座有技术含量的石拱桥。．．ｋ幽诚化心孤．．．．Ｊ２１．图１．加尔德桥全貌图图３天使桥全貌与此形成鲜明对比的是，当时的中国石拱桥建造技术处于世界石拱桥发展建ｍ设的顶峰。中国的石拱桥始建于东汉中晚期，要比造拱桥著称的古罗马晚数百年。中国的石拱桥由神闭幕石梁桥、撑架桥、折边形石桥等逐步发展而成。我．４赵州桥全貌图图１图１．５九溪沟大桥全貌１．图１．６乌巢河桥全貌图７丹河大桥全貌＂＂２８２国有记录可查最早的石拱桥是大约于公元修建完成的旅人桥，曾在《水经注》里被提到５一。从完工于公元６０年的闻名世界的位于河北省赵县的石拱桥赵州桥图１，９７２．４所示到完工于１年位于四川丰都县（现属重庆市）的当时世界（）４一丰都九溪沟大桥［］最大跨径的石拱桥（跨径为１１６ｍ）（见图１．５）１９９０年；从２ 第一章绪论一２０ｍ湖南省凤凰县修建的世界第桥乌巢河桥（主跨１）（见图１乂），到山西省修一（主跨净跨径建的目前世界上最大跨径石拱桥丹河大桥１４６ｍ全空腹式变截面石４［１工作者拱桥）（见图１．７）。我国古代的能工巧匠和当今众多不懈奋斗的桥梁，一一共同使我国次又次走在世界石拱娇建设领域的最前沿，充分展示了我国石拱桥建设水平世界领先的风采。１２．研究背景及意义根据中国经济与社会发展统计数据库统计，截止到２００６年，在我国整个公路交通路网中仍存在６０００多座危桥需要进行改造；根据第２次全国公路普查数据显示，从县道至省道，我国共有２８０９５座桥梁被评估为Ｈ类桥，而四类桥和五类危５３４０２［］５４２４，桥的数量也达座和座。作为在我国具有传统优势的桥型造型各异的石拱桥广布于中国的大江南北，在整个桥梁系统中，石拱桥在相对比例和绝对部数量上均排在前例。据统计，我国仍具有大约４００多万座现役石扳桥，而仅在湖６８４０００［］南省，石拱桥总长么到１万米，共计约座。在西南地区，拱桥占所有桥％左右一＾梁比例甚至达到了８０。而巧工拱桥占了我国拱桥数量中的绝大部分，它们对我国的交通事业发展和建设起着重要的作用。经过较长时间的运营服役，载等级不断提，加之在我国交通量的不断增加诚＾旧桥或者病危高，臥及重型车辆不断增多的情况下，大量石拱桥开始逐渐变桥，根本无法满足现今的交通需求。废旧危桥建新桥不仅除了耗资上的巨额增加，＞还存在直接影响交通，１，甚至要阻断交通的因素１＾较少的投资对石拱桥进行科学一Ｗ。合理的技术状况评估，从而提出维修养护的建议成为个迫切需要解决的问题－《公路桥涵养护规范》（打ＧＨ１１２００４）是目前我国进行石拱桥结构技术状况，评估的主要依据，但是该规范未根据桥型细化部件未对桥梁发生病害作具体的。《分类，及采用固定的权重分配方式，使其难Ｗ得到科学精确的评估结果在公路桥涵养护规范》基础之上发展起来的《公路桥梁技术状况Ｗ定标准》（ＪＴＧ－／ＴＨ２１２０１１）具有评估内容更详尽全面，自颁布实施Ｗ来己逐渐开始被人们接受，并取得了很好的效果，但仍存在工作量大，受评估人员主观影响大等不足之处一７［］－（２００３有待于在生产实践中进步完善。而《城市桥梁养护技术规范》ＣＪＪ９９）主要针对城市公路桥梁，对多数位于县道乡道的石拱桥并不完全适用。自２０世纪中后期Ｗ来，关于公路旧桥的检测、评估、维修加固Ｗ及改造方法３ 硕±学位论文等方面一。＂＂的研究工作在全国各地逐渐开展起来，并取得了定的成效。在六五、屯＂五升划期间，交通运输部口通过了诸多关于旧危桥检测评估和加固的科学研究新课题。自２０００年开始，中国公路学会陆续召开了３届有关于全国公路桥梁维修与加Ｗ２００４固技术研讨会议。国际桥梁结构评估研讨会于年在北京举行，主要巧容为Ｉ［Ｉ２００４２００９桥梁评估理论与技术的探讨。从年至年，湖南省交通科学研究院联合重庆交通大学、华东交通大学、湖南大学、湘西±家族苗族自治州公路管理局Ｗ及湖南省公路管理局等单位，共同合作，对西部省份大部分城市的现役石拱桥进，对石拱桥结构的各种病劣化情况进行总结归纳行了考察和调研，对其发生原因进行深入研究，开展了多项会议，研讨科学合理的检测评估方法Ｗ及合适的维修ＷＷ加固方案。国内部分学者也对石拱桥检测评估做了相关的研究，罗阳青将模糊层次分析法运用于石拱桥状况评估。周岑Ｗ等对丹河特大跨径石拱桥进行了全桥１。｜１结构仿真模拟分析，得到了较为理想的结果。魏召兰等基于有限元软件并考虑ｎｉｌ施工过程和病害分析，对实腹式式拱桥进行实桥的分析研究。葛占創在对中小跨径拱桥，主要针对石拱桥和双曲拱桥的检测过程与多种评估方法进行了较为详细的介绍。林阳子等考虑拱上建筑联合效应、实际运营情况等，对石拱桥的技术状况评估和承载能力鉴定做了初步研究。桥梁检测评估问题在西方各国早已受到重视，并开展了多项相关的国际研讨会。经济合作与发展组织（ＯＥＣＤ）于２０世纪八十年代初先后召开了王次道路桥梁方面的国际会议，其二千四个成员国针对现役桥梁的养护工作等方面提出了很多ｉｌｔ］颇具意义的观点并提供了许多有参考和借鉴意义的文献。关于旧桥问题的国际［Ｕ］２１９９０专题讨论会也先后与１９８０年和１９８在己黎和华盛顿召开。至１９９６年，Ｍ英国先后开展了３次管理会议［］，其主体内容都是桥梁检测评估。近几年，欧美等许多国家开始将现役桥梁的评估、加固等工作作为工作的研究严重。ＤＥ民＆Ｕ一评估法在台湾地区广为使用，目前主要用于般钢筋混凝±梁桥的技？术状况评估，在石拱桥状况评估方面并无相关的应用和研究。它从四个方面对桥梁各个构件的劣化情况进行考虑，即构件损伤程度（Ｄｅｇｒｅｅ）、劣化损伤情况所覆盖的范围（Ｅｘｔｅｎｄ）、劣化情况对桥梁整体结构运营服役期间的服务性能和安全性能的影响范围（民ｅｌｅｖａｍ））：ｙＷ及对劣化构件损伤情况进行维修紧迫性（ＵｒｅｉＫ；，ｇｙｉｓ［］并依靠上述检测内容提出合适的评估建议。此法具有精简、快速的记录和检测一方式，看重劣化对桥梁重要性的影响情况，检测评估和维修建议体化，输入电４ 第一章绪论脑资料少便于管理部口工作等特点，适合在我国数量众多的石拱桥检测评估工作。现今国内的桥梁技术状况评估系统在石拱桥评估方面并不完善且有待改善，为了ＤＥＲ＆Ｕ一维护此类桥梁的长期功能性，期望借由本论文基于法建立套适合石拱桥的状况评估标准，为日后石拱桥检测评估＾，＞１＾及维修管理提供参考依据是＾１本研１究之目的。１．３国内外检测评估规范１．３．１国内检测评估规范我国现行的桥梁检测评估规范主要有三个，２００３年建设部颁布实施的《城市桥梁养护技术规范》（ＣＪＪ９９－２００３（２００４）Ｗ下简称《城市养护规范》）、年交通部ＴＧＨ－颁布实施并作为行业标准的《公路桥涵养护规范》（Ｊ１１２００４）（Ｗ下简称《养护规范》Ｗ及２０１１年发行的《公路桥梁技术状况评定标准》２１－２０１１）（订Ｇ／ＴＨ（Ｗ下简称《评定标准》）。技术状况评估需根据桥梁定期检查获得的结果进行计算，收集资料并进行现场检测工作是技术状况评估工作的前提。《城市养护规范》《》，如表１和养护规范两个规范的桥梁检查项目内容、方向及规定周期均不同．１所示，《评定标准》针对桥梁评估制定而成，不包含桥梁检测等养护方面的内容。Ｈ种规范推荐的方法各有不同，《城市养护规范》采用ＢＣＩ法，将检查的部位损伤类型结合规范推荐的权重分配值得到分项评分，然后综合评估娇梁整体的技术状况《养护规范》中的关于桥梁技术状况评估的方法，先由负责定期检查１者根据定期检查后整理的资料来进行，将桥梁分成７个部件，先评估单个部件，Ｉ７［］再进行桥梁整体评估。《评定标准》包括桥梁构件、部件、桥面系、上部结构，按层次进行分层评估最后全桥评估Ｗ及下部结构和全桥评估。表１．１桥梁检查频率表检查类型《城市养护规范》Ｆ《养护规范》一般每月不得少于经常性检查有养护单位按实际情况制定１次每年不超过３年，其中新桥交付使用后１年进Ｉ次最长一定期行第次定期检查１、、临时桥每年不少于次？２年Ｉ类娇梁１重要部？检查巧构（构）件的缺损达到３５类技术状况时类桥梁年立即进行４一特殊检查满足规范规定６种情况之一满足规范规定的种情况之５ 硕＋学位论文１．３．２国外检测评估规范美国关于桥梁检测方面的规范有Ｗ下几种，《公路桥梁技术状况评价与承载能力评估手册》（ＡＡＳＨＴＯＬ艮Ｆ民）是最主要的也用的最为广泛，其次还有《国家桥》ＮＢ１Ｗ梁检查标准（ＩＳ）和《桥梁技术状况巧价手册》（ＭＣＥ）等。美国将桥梁检查工作划分成了屯种类型，分别为检查时间不超过两年的断裂危险构件检查和常一５规检查，检查时间般不超过年的水下检查，Ｗ及较其他检查复杂细致的深入检测、（需要根据桥梁的整体状况来确定检测的范围Ｗ及频率）还包括初始检查损害检查和特殊检查。英国对于干线和非干线公路侨梁采用几种不同的状况评估标准，干线公路采用ＢＤ２１／０１，而其余的五种标准ＢＡ３４、ＢＡ７９、ＢＤ３４、ＢＤ４６和ＢＤ５０均用于非［Ｗ。英国标准ＢＤ２／０１可同时适用于除了木巧Ｗ外的其他各干线公路桥梁的评价１。种类型的桥梁评价，应用的范围十分广标准通过了解掌握桥梁自身病害状况按照排序法来进行桥梁状况评估，具体计算步骤是按照运输部标准ＢＡ１６、ＢＡ５５、ＢＤ１５、ＢＳ５４００所推荐的承载能为评价方法；英国技术规程ＢＡ７９规定对次等级桥梁进行评价与维修养护，，次等级桥梁即承载能力达不到规定要求的桥梁次等级桥梁被分成５个等级。次等级桥梁的监测内容可分为３类：深入调查、详细检查Ｗ及基本检查。ＰＷ德国标准ＤＩＮ１０７６是德国的养护和检测的主要规范。ＤＩＮ１０７６规定德国桥一一一次的常规监测梁检查分为每年必须进行次的般检查和每半年进行。德国桥一一一梁检查要求较其他国家高，桥梁般检查为每年次，在每年的同个时间段内一德国都会对国内所有桥梁结构进行般性检查，用来检查桥梁是否存在明显的缺一一陷和损伤Ｗ便及时修复。常规监测周期每半年次，即年有两次常规检查，主要监测桥梁是否出现了严重损伤和缺陷。据ＤＩＮ１０７６规定，德国桥梁每３个月小一一一一检次，１年大检次，３年则需全面检查次，６年重点检皇次。兰种不同周期的检查所采用的检测方法也不同，季检采用目测的形式，年检常用目测或者结合仪器进行，全面检查全部使用仪器进行详细的检查，即使在用目测检查不存在，桥面路面、桥身獄身等部件是重点检查的对象桥梁缺陷时同样必须用仪器进行；重点检测通常也称之为承载能力检测，重点检测最为禅细到位，采用各种专业的一仪器对桥梁结构进行次全面彻底的检查，，对桥梁结构而言其细致到桥面标志６ 第一章绪论的清晰可视与否、螺丝的松动、钢筋的裸露现象，Ｗ及桥梁的稳定性、钢桥诱蚀口Ｕ情况和各种受力性能是否满足耍求等都必须进行最为彻底的检查。５…工作（定期日本桥梁检测划分为两种，及每年进行次的定期检测检测分为全体检测和抽样检测）和在定期检测之前进行的中间检测，中间检查的目的在于检查前次定期检测发现的桥梁结构损伤或确认上次维护加固是否达到了满意的Ｐｓｉ？效果ＩＩＶＷ及０Ｋ５个级别。日本桥。日本桥梁检测将桥梁结构损伤划分为共梁评价将设计时的初始应力与检测时的实测应力进行对比分析，来判断桥梁整体的耐负荷性能，称之为耐负荷评价方法。将持续测定屯十二个小时的检测工作中所得到的实际测定的应力度最大值和设计时的初始应力度对比，Ｗ此来反应桥梁＞１１的使用性能。耐负荷能界限值设定为，当耐负荷性能值时此桥梁评价为安全：反之，对耐负荷性能值＜１的桥梁评估为需要进行维修处理。１４．研究内容石拱桥作为我国具有传统优势的桥型，在整个巧梁体系中占有很大的比例，受多方面的影响，大量石拱桥开始出现病害逐渐变成旧危桥，如何正确的对其进行评估并采取有效的维修加固措施具有十分重要的意义。目前国内几种评估方法一些不足之处在石拱桥技术状况评估方面仍存在着，本文通过研究石拱娇典型病害，比较国内现有Ｈ种技术状况评估规范推荐的评估方法，基于层次分析重新计算石拱桥的构件权重分配，并基于ＤＥＲ＆Ｕ建立适用于石拱桥的评估方法。本文主要内容如下：一一、第章对石拱桥的使用概况进行阐述，介绍国内外几种桥梁养护检测规范，并介绍本文石拱桥技术状况评估研究的背景和意义。二、第二章介绍我国常用的技术状况评估方法进行介绍并予Ｗ对比分析对我现有的三种巧梁状况评估规范所推荐的关于桥梁技术状况评估的方法及＇、其理论、适用范围等进行详细的介绍，通过对几种方法的评估模型的建立评估、方法的不同，权重的规定、使用范围、构件部件病害评估标准Ｗ及各单元评估取值，Ｗ便我们发现Ｈ种规范，再到评估等级的确定等各方面都进行分析和比较各自的特点及适用条件。三、第Ｈ章主要内容是基于层次分析计算石拱桥构件权重一石拱桥构件权重分配是进行状况指标汁算的十分重要的个参数，第Ｈ章介７ 硕＋学位论文，并基于层次分析来计算石拱桥权重绍了层次分析法的基本原理及方法，为与第ＤＥＲ＆Ｕ一四章关于石拱桥状况评估的内容相结合，将引道工程的些构件（如引道栏杆，、护坡等）引入层次模型在计算构件权重向量时用和积法和ＭＡＴＬＡＢ程序一两种方法来进行计算，最后验证判断矩阵的致性，得出最终的石拱桥构件权重值。四、建立基于ＤＥＲ＆Ｕ法的石拱桥状况评估标准。对在国内暂无应用的ＤＥＲ＆Ｕ评估进行介绍，阐述其优点和评估准则ＤＥＲ＆Ｕ；一评估法主要针对般梁式混凝王娇梁发展而成，石拱桥在结构型式、设计施工、受为形式都与混凝±梁桥存在很大的不同。本文通过参阅大量资料，对石拱娇的构件组成进行了解，按照ＤＥＲ＆Ｕ的构件分类原则进行构件的划分，并制定相应的检测表格及检测方法。结合石拱桥重要构件常见劣化情形及发生原因，并参考《评定标准》关于石拱桥病害评定的相关内容，制定适合石拱桥的Ｄ、Ｅ、民、Ｕ值的评定标准。并计算出状况指标值ＣＩ和优选指标值ＰＩ来初步反映石拱桥目前的使用状况，研究ＣＩ值和ＰＩ值的计算过程，为避免未设置构件对评估指标的影响，对其Ｉ中的计算参数构件权重进行了重分配，得到改进的Ｃ值和ＰＩ值。五、工程实例应用及分析一座实腹式石拱桥大坪桥的技术状况评估为例Ｗ湖南栅州的，利用《养护规范＝》和《评定标准》Ｗ及基于ＤＥＲ＆Ｕ的石拱桥劣化评估标准这种方法对大坪桥进行评估，比较Ｈ种方法得出的结果，并得出相应的结论。８ 第二章常用桥梁技术状况评估方法第二章常用技术状况评定方法对比研究２．１引言，在运营荷载、自然环境等作用下，桥梁结构会逐渐开始出现病害导致结构。功能性、服务性等不断的下降，也给行车安全带来威胁定期检查和维护能延长桥梁的使用寿命，而对其进行计算状况评估是确定维修或加固等方案的重要依据口３］业的检测工程人员对检测项。桥梁技术状况评估涉及许多相关因素，需通过专、目进行定期检查，用图片和文字相结合的方法描述病害发生位置程度等，然后定量或定性的对桥梁部（构）件的材料缺陷、损伤等进行打分，并依据送些评分２４［］来对桥梁总体进行质量评分。《评定标准》、《城市养护规范》）Ｗ及《养护规范》这兰个规范推荐的评估方法是我国现今主要的Ｈ种评估途径。桥梁技术状况评估一二，基本流程由Ｈ个步骤组成，第步是采集桥梁现状信息第步是评估分析，最■一后步是评估决策。Ａ桥梁内业资料准备臟检餅定计划ＷＩ－带Ｉ确定桥梁类型桥梁现场检査满足５类单＾１．‘ｂ．．桥梁检测指标技术项控制指标＇一—＇化￣ＴＩ折叩害王ＩＩ广肾ｔ一概评尉评定化类鎌示准１ｇｇｇＩ广桥梁构件技术状况评定桥梁部件技术状况评定＇Ｉ１Ｉ桥梁ＩＩＩ「上部结构桥梁下部结构桥面系技术技术状况评定技术状况评定状况评定Ｉ‘桥梁总ｆｔ技术状况评定数据归档图２．１桥梁技术状况评估流程图９ 硕±学位论文２．２公路桥梁技术状况评定标准交通部为加强和完善桥梁技术状况评估工作，于２０１１年颁布实施《评定标准》，《评定栋准》继承了养护规范中的关于桥梁状况评估优秀思想和成果，并广泛的口５］吸收国内外公路桥梁评估工作的实践经验。该规范规定的评估方法很好的吸收了层次分析思想，，评估具体步骤是：首先需制定具体的桥梁检测方案，可提高检测工作的效率，同时也可节省成本。然后，根据计划有次序的对各个构件的病害对应病害标准确定其标度。其次，进行构件评估（如单个桥埼），再评估部件（如口６］桥壞），接着是桥面系和上、下部结构的评估。，最后是全桥评估评估流程图２一．１。见图该规范采用单项指标控制（现场评估时，若桥梁现况满足任意项单项一，５类危桥指标则全桥无需采用分层综合评估而次性评估为）和分层综合评估？１，将评估结果分成了５类相结合的方法。评估各环节的主要原理和方法如下：２．２．１桥梁构件评估一巧梁按结构组成分为数个部件，而构件是部件的下级分类。根据检测工程人员的现场检测，按桥型对构件的各个检测项目进行详细的检查。每个检测项目会对应不同的病害情况，每个病害现象对应着相应的评分标准。构件技术状况按２．１进行计算式。ｋＰＭＣｈＢＭＣ＝－ｉｉｍＤＭＣｈ）１００Ｃ／ｒ（２．１）５］＝ｖ．ｌ＝（１）当ｌｔ／＝公Ａ；ｃ时ｉ，，－厂义１）户二—＝（２）当Ｘ过时，化ｘ１００ｙ化）（其中／；＾（〇１００Ｘｘ＝Ｖｙ］＝二当１００，ＰＭＣＤｆ，时ｈＢＭＣ喊ＤＭＣｈＱ；；（）—式中：尸ＭＣ／／公ＭＣ７域ＺＷＣ７／分别为上、下部结构和桥面系中部件冲构件／（），（如下部结构中部件桥壞中某）个桥墳的状况评分；；一、ＪＣ引入的变量＞；一部件类别；—构件ｙ／的第／类检测项目（如主拱圈裂缝检测）；扣分指标的个数；构件／的第／类检测项目扣分值（如主拱圈变形扣分值），各取值见表２．１。１０ 第二章常用桥梁技术状况评估方法２１表．检测指标对应的扣分值检测指标所能指标类别￣￣￣￣￣￣￣－￣￣￣￣￣达到最高等级级别读读４类读｜＾０２０３５——属０２５４０５０—￣读０３５４５＾ｍ２．２．２桥梁部件的技术状况评估按式２．２进行桥梁部件的评估，具体的计算方法如下。＝－－ＰＣＣＬＰＭＣＩ１００ＰＭＣ／．ｎ，ｎ／ｒ（２．２）（）二－—或公ＣＣ／，ＢＩ１００公ＭＣ／ｉｎ／／ＭＣｍ（）／＝－－或ＤＣＣ，ＤＭＣＩｍＤＭＣＬｍ／ｔ｛）—上部结构（下部结构、娇面系）部件／（如上部式中，ｉＣＣ，；尸ＣＣ７公ＣＣ７、Ｄ／（）结构中桥面板的得分）的技术状况评估值。一上部结构（下部结构而拓７品万７石万巧、桥面系）各细部构件的得分均值。、（）：／—？ｉ）ＰＡＣ７ｍ，ｎ（ＰＭ，、ＡＷＣ／ｍｎ上部结构（下部结构、桥面系）构件中的得分最小值。／一，引入的变量，其取值随桥梁构件数量变化而改变具体取值见《评定标准》４．１．２的４．１．２表，表中未列出／值采用内插法取得。２．２．３桥面系、上部结构及下部结构评估根据式２．３计算上、下部结构Ｗ及桥面系的得分。ＢＤＣＩＳＰＣＬＳＢＣ１＝ＤＣＣＩＣＣＬＢＣＣＬｘＷ，２３（ｉＰ）（．））＾＝ｌ／式中；公￡０口化：／、Ｓ及Ｃ／为桥面系（上、下部结构）的技术状况评分；ｗ表）？《》．２示部件种类数．１．２．３。；眠表示部件诚Ｉ权重分配值，取值见评定标准表４表４，２．２．４全桥技术状况评估结合桥面系和上、下部结构Ｈ者各自的评分和规范推荐的兰者权重分配值，根据式２．４可得出全桥技术状况得分。＝＋ＷＩｘＷｓＤｒＢＤＣＩｘＷｄＳＰＣＩｘｓｐ＋ＳＢＣｂ２４）（．一式中：ｉ＞桥梁技术状况总得分；ＩＩ 硕±学位论文—Ｗｄ、Ｗｓｐ、ＷｓＢ分别为桥面系、上部结构、下部结构的相对于全桥的权重０．２０．４．４分配值，各取值分为、、０；２．２．５单项控制指标技术状况评估一在巧梁技术状况评估时，当满足单项控制指标中的任意项时，即使全桥综口６］，整座桥也应评估为五类桥合及时状况评分没有达到五类桥梁评分范围。其中１４１包括了共项指标，其中可适用于拱桥的有０项，对石拱桥适用的单项指标共有６项。关于单项控制指标的具体包括内容可见《评定标准》４．３．１节，本文不予Ｗ示出。２．２．６评估等级分类和综合评估界限值（１）为了体现不同的桥梁构件对桥梁状况的影响程度不同，将桥梁结构分为主要部件（５个等级）和次要部件（４个等级），并对各种桥型的主要部件和次要，《评》３．２节内容部件进行了详细的划分见定标准。？２（２）桥梁总体评估等级划分为１５类，其分类界限如表．２所示。表２．２桥梁技术状况分类界限值表￣技术状况评分技术状况等级ＤｒＳＰＣＩ、ＳＢＣＩ、＾＾１４＾讀（—ＢＤＣＩ）［９５，１００］［８０，９５］［６０，８０］［４０，６６］［０，４０］２．３公路桥涵养护技术规范《养护规范》从现有公路的分级管理情况出发，并与交通部颁发的《公路桥一梁养护管理工作制度》适用范围致，即国道和省道。由于近年来，管理和养护水平的提高，把县道归入其范围。县乡公路及专用公路可参考使用。《养护规范》一中的评估方法有Ｈ种：第种为采用的最多的按推荐考虑各部件（１７项部件）权重分配值的综合评估法，第二种为按技术状况标准表对构件和全桥的文字定性描述凭经验直接进行判断，第王种为照重要部件（如桥梁壞台）缺损状况最恶劣Ｉ７［］的情况进斤评估。比较而言，综合评估方法考虑的更为全面，用法简单，故使用最为广泛，。评估过程中包含了多种简单却实用并且应用广泛的方法如算术平均法、加权几何平均和算术平均与综合几何的综合评估方法，使得评估结果更具有可靠性和有效性。本文主要对综合评估法进行详细的介绍。１２ 第二章常用桥梁技术状况评估方法２．１．３部件技术状况评估综合评估法根据外观检测结果将桥梁各部件分类为六个状态、立个等级Ｗ及六个标度；首先，用３个指标对各个部件进行评估；其次，将单个部件这３个指标进行累加后得出的值即为部件评估等级；最后通过部件的标度和规定的部件权ＷＩ重分酷值进行全桥评估。通过将部件缺损程度、缺损发展变化状况Ｗ及部件缺损对桥梁使用性能的影响程度按照〇￣５的标准等级量化处理，再将Ｈ个量化值叠加凭经验判定的的缺损发展趋势修正值后得到部件总标度值。缺损程度的判定及对应的标度值的选取是综合评估法最重要的步骤，可参照养护规范中技术状况评定标准表或者规范对桥梁定期检查的要求来确定，０表２、其中示桥梁部件状况完好、１对应良好、表示部件状况较好、３则反映此部件状况较差、４对应坏的部件状况、５则表明此构件已经处于危险的状况。部件具体评估方法见表２．３所示。表２．３桥梁部件缺损状况评估方法’缺损状况及标度组合评定标准小大程度少＾多缺损程度及标度轻度一严重标度０１２无、不重要００１缺损对结构使用小、次要＋１１２３功能的影响捏度大、重要＋２２３４￣Ｗ上两项评定组合标度０１２３ｒ￣趋向稳定＾０１２ｒ缺损发展变化发展缓慢０１２３４状况的修订发展较快＋１１２３４５￣最终评定标度０１．２３４广￣￣￣￣￣￣￣￣景ａ最衰１＾桥梁技术状况分类好好好差的险￣￣￣￣￣￣—类＝０＾＂＂＂＂０表示完好状态，或表示没有设置的构件，缺损程度为０时不再进行叠加：５表示危险状态，或表示原无设置，而调查表明需要补设的部件。１３ 硕古学位论文２．３．２桥梁技术状况评估及等级划分《养护规范》中根据部件的对桥梁的相对重要性程度规定了相应的权重分配值Ｗ，２．４，。由于各地桥梁所在处的条件各异除采用表的推荐值取值，还允许当一Ｉ７【］地相关管理部口根据实际情况做适当的改变。般采用专家评估的方法进行权重的调整，最终结果需应经过批准和认可。桥梁技术状况等级按照对应不同状况级别和养护对策的分成了一至五类桥梁。结合外业桥梁检测工程人员的构件评分，２１再根据表．４所规定的７项部件权值，利用公式可计算出全桥技术状况评分，从而确定对应的桥梁评估等级。表２．４部件权重规定值及综合评估方法￣￣Ｗｗ部件名称权重桥梁技术状况评定方法Ｉ１栏杆、护栏ｉ２排水设施ｉ综合采用下列算式：３桥台及基础２３＂？＝１０－／？４桥域及基础２４Ｚ）ｒ０＾，Ｗ７５＝／！＾５伸＾靡３￣式中：及：〇５），各部件的评定标度（；＾６桥台跳车３１００各部件权重’７上部主耍承重构件；２０＾￣一￣化？：全桥结构技术状况评分（０１００）８一董构件上部疲票５评定分类采用下列界限：９调制构造物３换—－８０类１０翼墙１、耳墙８８＞Ｓ饼二类ｎ地基冲刷８—＿６０＞＾厂化＞４０；类＾＾４仿四类０＞、五类１３、护坡锥坡１＊．功＞６０的桥梁并不排除其中有评估标度四口口—＋＋１４照明、标志１—巧含３的构件，仍有维修的需求Ｗ品紐化１５桥面铺装１，１６人行道１１７Ｓ１１２．３．３养护对策对于不同评估等级的桥梁，所采取的相对应的养护对策不同：，具体如下一类桥梁表示桥梁状态良好无维修的必要性，按规定正常保养即可；二类桥梁表示桥梁有轻微的损坏，对缺损构件进行维修补强即可，即小修；Ｈ类桥梁则１４ 第二章常用桥梁技术状况评估方法表明此桥梁状况较差，可考虑采取相应的维修加固措施，同时可考虑依据桥梁状一况判断是否有必要进行定的限速限载措施，即中修处理；四类桥梁表示桥梁状况很差，，必须尽快采取交通管制并对桥梁进行改造或者大范围的加固维修处理（大修）；当评估为五类桥梁，则意味着此娇达到了需要重建或改建的状况，应尽，禁止车辆通行快关闭交通。２．４城市桥梁养护技术规范《城市养护规范》于２００４年３月颁布实施，适用于已竣工验收后交付使用的［Ｗ城市桥梁的养护，不适用于捏轨高架桥梁的养护。《城市养护规范》中推荐的一《养》样，都将层次分析的思想应用到了评估方法中评估方法同护规范，即先分部位再综合评估的方法，将对桥梁状态有影响的的构件指标按层次进行分类量，然后就是评估模型的建立》根据城市桥梁在道路化。《城市养护规范系统中的地？Ｖ类Ｉ位，将城市桥梁按养护类别进行了划分成Ｉ养护城市桥梁，其中类养护城市桥梁对应的是特大桥梁及特殊结构的桥梁，规范只提供了结构状态评估表格，并未涉及具体的有关Ｉ类养护桥梁的量化评估标准，需根据检测人员的专业素质２７？］［重点介绍关于ＩＩＶ类养护桥梁的直接进行判定为合格级或者不合格级；本章计技术状况评估计算方法。《城市养护规范》有效的加强了城市桥梁的养护工作，在很大程度山提高了其养护水平，对城市桥梁的安全运营和健康完好起到了重要口７］的作用。２．４．１评估方法《城市养护规范》评估娇梁的完好程度时，其评论理论方法采用的是分层加权法，。评估具体过程是在定期检查的检测结果基础上根据各要素病害扣分值结合计算求得的病害权重得出各要素的得分，再通过规定的各要素权重值和得分分层加权得出对巧面系和上，、下部结构送Ｈ个部进行评估最后结合上、下部结构和桥面系的权值进行全桥的评估计算。评估过程中，用公Ｃ／（桥梁状况指数）代表各评估指标，公Ｃ／评分能有效的反映各个部件缺损状态和桥梁结构的完好程度。规范推荐了上、下部结构和基础的权重值。桥面系的技术状况用公Ｃ／Ｗ表示，按下２５式．计算值。１５ 硕±学位论文＇６＝－Ｘ公Ｃ／Ｗｍ１００ＭＯＡ），方Ｗ（２．５）＝ＭＤＰｉ完ＤＰｉｊＸＷｉＪＪ．—式中：ｚ桥梁结构巧面系中所包含的各检测评估指标（如人行道、栏杆等）；’一Ｚ０巧／在桥面系中检测指标某项病害损伤ｊ的扣分值，’ｗ／—１＾中，通过计检测评估项目＿／项损伤对应的权重分配值值算公式３２＝＾＝－５５＾５？＾３．０？．＋３．求得，根据公式１／＾＾计算得出《值＾；’Ｍ）Ｐ—ｉ桥面系第：类要素中损坏的总扣分；—Ｗ桥面系Ｚ检测评估项目的权值，规范规定各取值见表２．５所示。表２．５桥面系各要素权重值￣￣评估要素评估要素ｆｅＳ？－人行道＾桥头平顺０＾５．￥ＥＭ桥面铺装〇１排水系统〇伸缩装置０＾（１）将每跨的技术状况指数公Ｃ／＊按式２．６汁算可得出上部结构状况指数公（立，用公Ｃ／，表示桥梁上部结构的技术状况。ｍ１ＢＣＬ＝—ｙＢＣＩｋｍ＝ｋ＼ｎｓＢＣＩｋ＝－ＤＰｕｋ２６１００ＳＸｗｉ（．）（）２］古，１＝ＳＤＰｌｄｄｘ之ＤＰｌ乂Ｗｉｄｘ—；ｗ式中检测评估巧梁所具有的跨数；公０￣：／＊第＊跨的技术指数；—第Ａ跨上部结构所包括的检测巧估构件总数；）Ａ—／说／构件的综合扣分值；—构件／的权值．６，规范推荐各权值见表２所示；公化—ＡＸ时的Ｘ第跨上部结构中检测评估构件ｆ在发生病害损巧扣分；３２Ｗ＆—＝－病害损伤Ｘ对应的权重值．＋，通过升算ｗ３０ｍ５．５ｍ３．５ｕ计算得出，其１６ 第二章常用桥梁技术状况评估方法中，《通过公式计算而得；Ｊ表２．６上部结构各构件权重表￣￣￣ＷＷｔ构件类型权重Ｗ＂桥型构件类型权重乂巧片０主梁０．５梁桥横向联系０．４主节点０．１悬富梁０＾巧架桥＾挂梁０．２横梁０．１骨‘替＋样缀挂梁支座０．１０联接件．１防落架装置０．１主拱圈０．７圭桑品拱桥刚构桥横向联系０．３横向联结０．２（３）分别评估各个墳台的技术状况，再通过公式２．７计算桥梁整体的下部结构的技术状况指数公ＣＡ，得出桥梁下部结构技术状况评分。＂！１ＢＣＬ二一＾石８£１乂公／，＝１００－／ＯｉｘＷＡ／（２．７）Ｃ（Ｖ）Ｊ］＝ＩＤＰｘｉＤＦａｖＸＷｘ艺ｉｆｙｙ公ｃ＆—：表示桥梁下部部件技术状况指数式中；公Ｃ７ａ—用来表示第Ａ壞或台技术状况指数；一／即为下部结构中某个构件；＾一＾塚或台的构件如盖梁表示第、域帽等总的数量（）；Ａ—ＺＤ尸／表示轿梁下部结构中／构件的整体扣分值；ＷＵ—／构件权重分配值表示桥梁下部结构，见表２．７；ＤＰｌ—ｌ即表示下部结构中ｙ／Ｉ樣或台／构件发生病害时的扣分ｙ；ＭＷ—表示下部结构中第２ｙ增或台／构件发生ｙ病害类型时的权重分配值，同样通３２＾来得二－＝过式＾３．．，．０？５５？＋３５？运算即可求得＾值通巧计算公式《＾＾自出Ｗ值；１７ 硕壬学位论文表２．７下部结构全部构件权重值构件类型权重值构件类型权重值盖梁０．１台帽０．１壞身０．３台身０．３桥域桥台冲刷０．２耳墙（翼墙）０．１ｍＭ．Ｍ支座０．１支座０．１（４）将娇梁上、下部结构Ｗ及桥面系的评分和各单元对应的的权重值按公式２８，公ａ．进行组合得出整个桥梁技术状况指数：ＢＣＪ二ＢＣＩｍＣＯｍ＋ＢＣＬｃｄｓ＋ＢＣＬｏｈ（２８）械…２式中：似。、、化桥梁上、下部结构和桥面系的权重值，如表．８所示。表２．８上、下部结构和桥面系权重值桥梁部件Ｍ上部结构＾下部结构＾桥面系０．１５２．４．２评估等级与养护对策—《城市养护规范》将桥梁的完好状态分成了Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ巧五个等２．９级，各个等级所应采取的养护对策及等级划分规定如表所示。《城市养护规范》还规定了可直接评估为不合格级城市桥梁或Ｄ级城市桥梁的１４种情况，具体内容》４．５．３条详见《城市养护规范。２表．９城市桥梁完好状况评估标准及养护对策技术状况评分评估等级ＡＢＣＤＥ？＊ＢＣ１９０１０００９０６６８０５０６６０５０，，，，，［］巧］［］［］［］￣状巧分类Ｓ＾不合格Ｓ￣￣专项检测后检测后中检测评估后修、加养护对策正常养护小修保养、小修修、大修固、或改扩建建＊：ＢＣＩ！、ＢＣＩｍ、ＢＣｌｓ、ＢＣｌｘ往表示ＢＣ；１８ 第二章常用桥梁技术状况评估方法２．５Ｈ种评估方法对比研究通过对我国Ｈ种规范中的桥梁评估方法进行停细的分析和研究，不难发现，在桥梁养护工作日益变得重要的今天，对桥梁技术状况评估结果准确性的要求也越来越高，《》，。总的来说养护规范是自出版发行作用中国行业标准Ｗ来使用的最为普遍，《城市养护规范》需受使用范围（城市娇梁）的限制，而《评定标准》是现今我国关于桥梁技术状况评估最为完善也最为被人们所认可接受的规范。现将Ｈ种规范中的评定方法进行对比分析，如下表２．１０。表２．１０Ｓ种方法对比分析对比项目《评定标准》《养护规范》《城市养护规范》评估理论依据层次分析法常规综合评估法桥梁构件缺损状况指数法县道、省道和国道的桥县道、省道和国道的桥？，县乡公路及专用公Ｖ类城市养护桥梁适用范围梁ＩＩ梁路可参考使用＇评估层次四个层次两个层次四个层次主观性主观性很小主观性较大主观性较小按桥型进行划分（梁无桥型划分（但列举典型桥型划分无桥型划分桥、拱桥、悬索桥等）娇梁的构件权重）按照重要部件最严重１４项单项控制指标（内容＿单项控制指标１４项单项控制指标的缺损状况评估方法不同于《评定标准》）相对应将缺失部件权重重分缺失部件影响配至桥梁所具有的部未作规定，有影响未作规定，有影响件上计算方法客观，分桥型优点操作简单，采用广泛计算方法客观评定，病害猶述具体构件评分要求检查毎完全采用算术平均，降低主观性大权重不；构件缺点个构件，成本及工程量了状况较差的构件对桥梁完善Ｕ过大评分的影响对比王种规范，我们可Ｗ在相互对比间归纳它们存在的特点及不足之处：（王者中所推荐的评估方法的理论依据各有所不同。１）对于评估方法而言，１９ 硕±学位论文《养护规范》的评估理论依据是常规综合评估法，《评定标准》的评估主要理论依据为层次分析法，而《城市养护规范》的主要评估理论依据是桥梁构件缺损状况一定的复杂性指数法。对于特别复杂的桥型或者大桥的评估具有，可考虑采用综ＰＳ１合这几种方法，取其优势之处去除其不足之处，Ｗ便提高评估结果准确性。？（２）工验收后的ＩＩＶ对于适用范围而言，《城市规范》主要针对于已竣类城市养护桥梁，《养护规范》和《评定标准》主要针对县道、省道和国道的桥梁评定。（３）在评估层次方面，《养护规范》综合评估方法只按两个层次，即部件病害评估及整座娇评估其他两个规范均将评估过程分成了四个层次，《评；不同的是定标准》将桥梁评估分成即构件评估、部件评估、单元评估（上、下部结构和桥面系）及整座桥评估，而《城市养护规范》最底层为构件评定，其次是上部结构的某跨和下部结构的某壞（台）评定，第二层是上、下部结构Ｗ及桥面系评定，最高层则是全桥评定。（４）在构件与桥型对应方面，《评定标准》将各部件、构件依据桥型的不同进行了细化，且对不同桥型对应的各构（部）件病害情况制定了对应的评估标准；２９－［Ｗ。，。《养护规范》未根据娇型划分而《城市养护规范》虽无桥型划分但列举了典型桥梁的构件权重。（５）单项控制指标方面，《城市养护规范》和《评定标准》都制定了相应的单项控制指标因素（关键病害的控制），均包含了１４项内容，而《养护规范》不具有单项控制指标，但其有按照重要部件最严重的缺损状况评估方法与之相对应起来。（６）缺失部件影响方面，仅《评定标准》充分考虑了缺失部件的影响，将不存在的部件权重重分配至桥梁所具有的部件上。（７）全桥评估等级划分方面，Ｈ种规范均按照不同的值域将桥梁划分成了５？类技术状况等级，不同在之处于在各个等级的值域方面稍有不同，且只有《养护４一５规范》的、类桥的在同个分值区间取值。２．６本章小结本章对我国现行的建设部的《城市养护规范》和交通运输部的《评定标准》和《养护规范》中关于巧梁技术状况评估的内容和推荐的方法进行了较为详细的２０ 第二章常用桥梁技术状况评估方法介绍，从评估模型的建立、评估方法的不同、使用范围、构件部件病害评估标准，Ｗ及各单元评估、权重的规定取值，再到评估等级的确定等各方面都进行了分祈和比较，Ｗ便我们发现Ｈ种规范各自的特点及适用条件，在日后的使用中尽量避免其缺点，为桥梁检测、评估工作提供参考。对于石拱桥的评定而言，《城市养护规范》由于其使用范围的限制而很难适用，《》相《》而于石拱桥的评定评定标准对于养护规范言，内容更加完善，对石拱桥各部件权重进行了明确的规定，且对于石拱桥各种病害现象的扣分标准也有相应的说明，同时，单项控制指掠方面有６项与石拱桥评估直接相关，可见，相对来说《评定标准》更适合石拱桥的状况评估，在桥梁评估工作中具有很好的应用，但仍存在多层次评定增加了评估工作量和成本等不足之处前景，应在实际工作中兼顾准确性和可行性的同时并加Ｗ完善，Ｗ期更好地服务于巧梁评估工作。２１ 硕±学位论文第Ｈ章基于层次分析的石拱桥构件权重分配３．１引頁Ｔｈ一层次分析法（ｅａｎａｌｙｔｉｃｈｉｅｒａｒｃｈｙｒｏｃｅｓｓ是种实用的多准则决策方法，简ｐ）ＨＰ一称Ａ。这种方法能够统处理决策中的定性与定量因素，具有实用性、系统性、简洁性等优点。石拱桥构件权重分配是ＤＥＲ＆Ｕ石拱桥状况指标计算的重要参数，ＤＥ民＆Ｕ一般梁式混凝王桥使用评估法原针对于，对于石拱桥无法完全适用，故必须重新计算其整体桥梁构件相对权数值。本研究采用层次分析法来对石拱娇重要性权数进行计算，层次分析法简单的表现形式与它深刻的理论内容紧密联系在一起，在求解石拱桥权重分配问题时，可Ｗ运用层次分析法来很好的解决此问题。３２．层次分析法３．．２１层次分析法简介层次分析法的创始人是美国匹茨堡大学教授Ｔ丄．Ｓａａ巧于屯十年代中期提出，＂［ｊ１ＡＨＰ并于９８０年在他的有名著作《层次分析法》中确立ＡＨＰ的的理论结构。一些相对较复杂求解困难的事情或问题分解开来通过采用有次序的层次结构，将一（即单位组成元素），送些单元组成元素之间互相具有定的支配关系，可通过两两比较各元素的相对重要性，然后将人们的主观判断考虑进去，最终确定各元素口２］的总的排序，同时这种方法可适用于定量与定性两方面的复杂问题的解决。３．２ＡＨＰ．２的基本步骤用ＡＨＰ求解权重问题时需进行Ｗ下几个步驟：首先，建立问题的递阶层次结一构，，这也是所有用层次分析解决问题的第步其次构造两两比较矩阵；Ｈ、；利用和法，计算出各单元元素相对权、根法、幕法等数学计算方法结合判断矩阵Ｐ２重Ｌ分述如下：一（建立递阶层次评估模型）Ｐ一这是ＡＨ中最重要的步。首先把复杂问题分解为称之为元素的各组成部分，一，Ｗ形成不同层次把送些元素按属性不同分层若干组。同层次的元素作为准则，一一对下层次的某些元素起着支配作用，同时它又受上层次元素的支配。这种从一一上至下的支配关系形成了个递阶层次，。处于最上面的层次通常只有个元素２２ 第Ｈ章基于层次分析的石拱桥构件权重分配一般是分析问题的预定目标，或理想结果。层次数与问题的复杂程度和所需要分一析的详尽程度有关。个好的层次结构对于解决问题是极为重要的。同时，层次３３【］结构建立在决策者对所面临的问题具有全面深入的认识基础上。（二）构造各层的判断矩阵在建立递阶层次结构Ｗ后，上下层次之间元素的隶属关系就被确定了。假定上一一一，Ａ层次。在这步中决策要反复回答问题，两个元素，和Ａ哪个更重要，一重要多少，即判断单元因素的相对重要性。需要对重要多少赋予定的数值，送里使用－１９的比例标度，数值越大表示越重要，反之不重要，则用相应的倒数表示３１－其具体意义见表．１。标度的意义在于把人的主观感觉数量化，９的标度法是将一思维判断数量化的种较为科学的方法，首先，在区分事物质的区别时，人们总一是用相同、较强、强、很强、极端强的语言，再进步细分，可Ｗ在相邻的两级中插入折衷的提法，；其次大多数人对不同事物在相同属性上差别的粪便能为在５－９级之间采用－１９的标度反映多数人的判断能力第Ｈ，当被比较的元素其属，；一一性处于不同的数量级，般需要将较高数量级的元素进步分解，送可Ｗ保证被一口｜－］比较元素在考虑的属性上有同个数量级或比较接近，从而适用于１９的巧度。表３．１标度的含义１表示两个元素相比，具有同样的重要性＾一一３表示两个元素相比，个元素比另个元素稍微重要一一５表示两个元素相比，个元素比另个元素明显重要７一一表示两个元素相比，个元素比另个元素强烈重要９表示两个元素相比一一个元素极端重要，个元素比另４注：２、、６、８为上述相邻判断的中值对于ｎ个元素来说，得到两两比较判断矩阵Ａ：？ｉ二＇＂Ｘｎ／（幻＞）３１一判断矩阵Ａ具有如下性质（致性条件）；＝＝１）口，，１，其中ｉｌ、２ｎ，即对角线元素均为１；－二．．．：２幻，＾！），！１２＂／？（／其中，７，，，，＾３＾？＝口片幻＊＝．．．３）其中／１２打／卖。，，，，，ｙ＿／一（Ｈ）单元素相对权重的计算２３ 硕±学位论文得到判断矩阵Ａ后，对矩阵Ａ进行特征根求解，计算公式为３．２所示：＝３．２（）一式中：Ａ为将人们对每层次各因素的相对重要性给出的判断数值并用矩阵形式表示出来，即判断矩阵；义＞？？为最大特征根为最大特征根所对应的特征向量。一一Ｉｍ。将向量Ｃ０进行归化处理，矩阵有且仅有个恃征根／ａｘ本文采用和法和ＭＡＴＬＡＢ程序两种方法来对比计算（０和；Ｉｍａｘ。（１）和法计算（０和义ｍａｘ其具体计算步骤；ａＡ的元素按列归一（）化（ｂ）将Ａ的元素按行相加（Ｃ）正规化处理得到权重向量姑，其升算方法见式３．３：＝—＝（ｌ２．．．ｎ．ｉ）３，ｊ，，，（３）＝支１户１式中：ｎ为判断矩阵阶数，城为第ｉ个元素的权重。（ｄ）计算特征值；Ｉｍａｘ，见式３．４。义眶＝竺＾．４公（３）Ｗ。仍＇（２）ＭＡＴＬＡＢ程序计算０）和；Ｉｍａｘ在ＭＡＴＬＡＢ程序中采用ｅｉｇ函数来计算特征值及求解相应的特征向量，用ｍａｘｄｉａ；Ｕｗ，对其（ｇ）函数即可得出最大特征根所对应的特征向量Ｑ正规化处理后可得到权重向量。一（四）判断矩阵的致性检验在判断矩阵的构造中一，并不要求判断具有致性，这是为客观事物的复杂性与人的认识多样性所决定的。？一矩阵一致性检验需计算致性检验指标Ｃ一致性指标／、随机和相对指标Ｃ乂这Ｈ个指标。一３（１）致性指标Ｃ／的计算．５，见式２４ 第王章基于层次分析的石拱桥构件权重分祀Ｃ７＝片＾－ｎ＼式中：为最大特征值，ｎ为判断矩阵的维数。一（２）求解随机平均致性指标／？／一随机平均致性指标／？／与ｎ相关，ｉ？／必须在完成至少１００矩阵恃征值的重复计一。．随机致性指标ＲＩ取计算结果的平均值，见式３６。文献３４算后才能取值［］得出一－出１１５阶１０００次的ＩＷ３５１０重复计算平均随机致性指标；文献［通过迭代０００次重］＂？１３０阶｜｜复计算得到的指标取值，具体取值见表３．３。…城，＋獻＋＋細／＝Ｒ１ｍ＝０３５０．６（）（）ｍ一致性指标艮表３．３随机Ｉ值￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣ｎ３５６７８１０矩阵阶数１２４９￣￣￣Ｓ０００＾＾Ｕ２１＾４ｍｌＡｌＬ４５１．４９￣―￣灼ＩＩ１２１３１４１７１０矩阵阶数１５１６８再２￣￣ＭＬ５４Ｌ５６ＬＳＳＬ５９１．６０５１．６１６１．６２６１．６３３１．６４０￣矩阵阶数ｎ２１２２２３２４２５２６２７２８２９＾￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣Ｗ１４８２．６１．６５３１．６５９１．６６１．６６９１．６７６１．６７８１．６８２１．６８４（３）求解相对指标Ｃｉ？一一ｉ？判断矩阵致性随Ｃ的变小而越好，判断矩阵的致性要求是相对指标＝Ｃｉ？Ｃ７／７？／＜０．１，若其值大于１则必须对判断矩阵进行调整，即适当修改判断矩阵中一３６［］的部分单元因素，直到判断矩阵的致性检验满足要求为止。３．２．３ＡＨＰ的群组判断建立的判断矩阵若完全依靠某个专家的意见进行计算并不能很好的反映该问题的客观性，因此邀请多位专家参与评定工作，避免个人主观态度引起的判断误差。采用具体的权重反映专家的水平高低，反映各自对目标问题认识的重要性，，提高评定的准确性。若某个专家的矩阵计算结果与其它专家的普遍水平较接近，那么送位专家的可信度就越高，其对权重的影响越大。因此，将计算结果的差异性与相似性结合起来，Ｗ得到较准确的权重。（１）计算专家的相似性通过计算向量夹角来反映专家评定结果的相似性，相似程度随夹角的变小而２５ 硕壬学位论文增大。假设向量ａ和石为ｎ维向量，假定其夹角为０，并定义ｑ为两向量的几何相似性系数。ｙ化占，朽，Ｐ）一－。。。〇—＿ｔｒ３（．７）—剛积＝辟Ｖ＇！Ｖ？将Ｗ个专家构造的判断矩阵改写成Ｗ个巧向量形式，即＾《２，〇３《）？令；表，，／，，７＾００示，和，的空间夹角的余弦，即几何相似系数，令ｍ甘＝叩一Ｓ（３．８）该式可Ｗ用来表示第Ｚ个专家的评定判断结果的可信度高低，几何意义是向量Ｃ一＇，之和与其它向量的相似，其值越大则可信度越高。对进行归化用？啤，描’个专家与其它专豪的评定相似度述第Ｉ。＇＝…Ｕ＝１２Ｗ（３．９），，，ｊ‘（２）计算判断差异性第Ａ位专家对ｎ个判断指标所作的评判值用专家构造的判断矩阵转化成对应的＇．．３．．＝行向量ａ．ｎ６ｉ，ａ２ａａ，化化１化２化Ｖ化来表示，设，，，，（，，）为所有专家对第ｉ个评定指标所作评判值的均值ｍ１二—ａ占＝３－－－货Ｚ１２灼完，，，，，３（、１０）？加＝加－６令，＊个专家关于第Ｚ，表示第个评判指标的评判值与均值的差值。再令｜｜＝＝．．．４口＊１２＞吩，，，耐表示第个专家对各个评判指标的评判值与对应评判值的均｜值的ｉ值总和。ｔ九＝ｃｎｃｎ令信（３．１１）＝！ｋ＼＊：；ｉ为差异度式中，表示第Ａ个专家的差值与所有专家的总差值的比值。可信度。随其值的增大而降低，反之越高（３）群组判断中可信度的计算将专家评判差异性与相似性作为可信度计算的两个变量。先假设用表示第Ａ个专家的可信度，则当＝社３仍＊．１２哗（）ｋ＝＼＊＝否则ｉｔＭ。，仍２６ 第Ｈ章基于层次分析的石拱桥构件权重分配３．３石拱桥构件权重计算桥孔构件对桥梁整体的重要性权重主要是用来配合Ｄ．Ｅ．Ｒ相关检测数值，汁算出桥梁各评估指标，Ｗ反应出桥梁目前是否健全良好，Ｗ确保行车安全。因原ＤＥＲ＆Ｕ一般梁式混凝王桥使用评估法原针于，对于石拱桥无法完全适用，石拱桥与梁桥最大的不同在于多了拱上结构和主拱圈等构件，又因其结构力学性能与梁式桥有所不同，故必须重新修正其整体桥梁构件相对权数值。本研究采用层次分析法来对石拱桥重要性权数进行计算。ＡＨＰ法兼具理论深刻和表达形式简单直接两方面的优势，并将它们紧密的结合，故在求解石拱桥权重分配问题时，可Ｗ运用层次分析法来很好的解决此问题口４］。要求所建立的层次模型求得的权重值能充分发挥层次分析法的优点，不会和规范推荐值相差太远，并充分利用多位专家的主观能动性，故可通过参考《养护规范》推荐的部件权重值么间的重要性建立层次分析模型和构造合适的判断矩阵。３．３．１层次分析模型建立结合ＤＥ艮＆Ｕ对桥梁构件的分类方法，将引道路堤、引道护坡等构件引入层次１分析模型中，将石拱桥全桥健康状况评估作为层次分析的总目标层，将９项构件按上部结构、桥面系，、下部结构和其他等四项组合构件作为层次分析的第二层将石拱桥１９项构件作为层次分析的第Ｈ层。石拱桥状况评估层次分析结构图如图３．１所示。全桥结构口向Ｆ其部部＾？他结结Ｉ凹凶吃ＩＩＩＩｉＩＩｒＩＩＸＩＳＩＩ＾Ｘ＾＾标５引引引桥排．拱桥桥置＋二伸主坡墙志道河道道面水上桥台域桥富２会Ｉ巧２护道护路铺没建台基基墙Ｓ品占５马圈因Ｕ回图图鹽巧因巧图ＵＵ固ＳＩ囚圓Ｌ３１图．石拱桥层次分析结构图２７ 硕±学位论文３．３．２判断矩阵的建立判断矩阵法是对相对比较法的改进，也属于经验评分法，它将所有指标列出一－来，组成个ＮｘＮ的方阵，然后对各指标元素进行两两比较并用１９标度打分，￣通过对王位专家进行调差，建立了关于石拱桥的构件权重判断矩阵，如表３．４３．６所示。一表３．４桥梁构件判断矩阵调查表（）￣￣￣ｗ＼４６７８９１０１１１２１３１４１５１６９１２３５１７１８１次￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣１ｉ２１ｉＵ６ｍｍｍｍ２ｍｍｍｍｍｍｍｉｆ￣￣￣￣￣＂＂＂￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣ｍｉｉＵ２Ｖ６１／５＼ＪＶｍｕｓｉｍｍｉＪｓｉＪｓＵｓｍｍｉｆ￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣ｉｉｉｉｆ＼ＪＶｉ７＾ｉ７ｉＴｍ而Ｖ６／６Ｕ３ｍｍｍ６ｓｍｉ￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣４ｉ２ｉｉｆＵＶ４４ｘＪｉｍｍｍｍ而ｉｍ／６１／Ｕｍｍ￣￣￣￣６６６６ｉｉ４５５６５３ｉｆ５１４ＶＳ／４￣￣￣￣￣￣６６５６６ｉｉ４４５６４４ｉ１３而＼／６６￣￣￣￣￣￣￣￣￣而Ｔ￣７３４４４ｍｍｉ２３３３ＩＭ１７４ＹＪｌ３ＶＧ４￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣而￣３４３４ｍｍｍｉ＾４４ｍｍｍ３＼Ｉｅｉ￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣９３５４４Ｔ／５Ｖ５而ｉ７５ｉｉｍｍＶ５ｕｓｍｍｍｉｉ￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣＂￣￣￣￣而￣￣￣￣Ｔｏｍｉ２２ｍ１／６ｍｌｊ４ｉｉｍｖｓｉＴｓｍ讯ｘｈ３ｉ￣￣￣￣＂￣￣￣￣￣￣￣￣￣Ｔ＼２４４３ｉ７５Ｔ７４１／３１ｍ２３ｉｍｖｓｍ２ｍｍ４Ｔ￣￣￣￣￣￣￣＂７２５４５４ｍｒ／４４４４Ｔ３１而而３Ｖ５＼Ｊ４４￣￣—＊￣￣ｌ３６５６６ｉｉ４４５５５１Ｉ１３＼Ｐｂｍ４５￣￣￣￣￣￣Ｔ４６５５４１ｉ５４５６４３ｉ＼１４／Ａ＼／３５￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣Ｔ５５４４５ｍｍＵ３ｍ４６２ｍｉ７３＼Ｊ＾Ｕｌ［ｊ６３３＂＂＂＂￣７６９９８８５６６６８７６５５４７ｉ３８￥￣￣￣Ｔ￣ｖｊ８８７６４５５５６５４４３３６＼／３１７＂￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣Ｔｓｉｉｉｉ７＾ｉ７ｉｍｍｍｍ而ｍｉ６ｍｍｍ而ｉｆ￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣Ｔ９ｉｒｉｉｌｉｅＵｌｍ＼ｉｌｉｉｍＦｍＵｌ而ｍｍ而ｉｆ表３．５桥梁构件判断矩阵调查表（二）￣项ｒｒＩ＾＾Ｉ＾＾＾＾＾＾Ｉ＾ＩＩ＾Ｉ＾Ｉ４１１１１２３５６７８９０１２１３１４１５１６１７１８次９￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣ｉｉ２而Ｕ３ｍｉｉＴｉＴＵＪｓＴｓ而ｎ＼Ｖ６ｍｍｓｍｓｅｉ＼／９ｉ￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣ｉｉｉ／２＼ｉｌＩＴｓｖｓｉｉＦ７６ｉＴｓＴ５ｍｉＴｓｉＴｍｍｍ而ｍｍ／２－３２１２１／５１／５１／４１／３１／４１／３１／２１／５１／４１／５１／４１／７１／６１２２￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣２３ｍｉＭｍｍｍＵｓｉ／３ｍｍＵｓｆ／５ｉＴｓ２ｉｍｍ￣￣￣￣￣１５５５４ｉ而６５５６５３ｉ７２１４ｉＴｉＶ５６Ｔ￣￣￣￣６６６５４２ｉ３５７５４５１２３＼／６Ｖ６６＾￣￣￣￣￣￣￣￣７４５４６ｆ／６ｍｉ２４４３Ｖ４Ｖ４Ｖ５３而＼ｉｌ４Ｔ２８ 第ｓ章基于层次分析的石拱桥构件权重分配续上表３．５项ｒｒＩＩ＾＾＾＾＾＾＾１＾＾＾Ｉ＾＾Ｉ＾４１１１１２１１４１１２３５６７８９０３５１６１７１８次９＂￣￣￣￣￣￣￣￣￣８３４３３ｉ＼ＩＶｍ３Ｖ６而５＾１？５而ｍ５４４ＩＭ￣￣￣而￣￣￣￣－＂￣￣￣￣￣９４４４５Ｖ５ｍ而ｉｉｉ７Ｊ！７厂１７＾＼ＩＶｕｌｍｍ２ｉＴ￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣而Ｐ１４ｉｉ７＾＾７６１１＼０２３３＼／６Ｖ５ｍ＼／Ｖ３＼／５１／６７５３￣Ｔ￣￣＂＂＂＂￣￣￣￣ｌ３４２４７５＾／Ｔ７４３３４＼４１Ｖｉ１／４３１ＶＶ３／６Ｖ６／５４￣￣￣￣￣￣而Ｔ２４４５４ｍＶ５４４５５４１ｍＩＭ３Ｕ６４Ｙ＂￣￣１３５６４５２ｉ４５５５３３而３ｘＴ１Ｉｓ／３４＂￣￣￣ｌ４６５５４ｉ而５４６６６４２ｉ５＼ｆ＼ｆ／３５５ｎ￣￣￣￣＂＂＂＂＂ｉ５５４５ｍｍｉ７３ｍ６６４１／３ｉＴｓＵ５ｉＵｉｍ３Ｔ￣￣ｌ６９９７８６６７６７７６６５４７１３８Ｖ￣￣＼７８８６８５６６５５５５５３３６Ｖ３ｉ７￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣ｌ８２ｉｉ而ｍ１７６１／４ｉＴｓ而ｍｍｉｍｍｍｍｍ而ｉＶ＾￣￣￣￣￣￣ｉｍｉｆ／５而ｍｍｉｉｍｍｌ而ｉＰ２ｘＦｓＵｍｍ表３．６桥梁构件判断矩阵调查表（Ｓ）项ｎ＾＾＾Ｉ＾＾＾＾ＩＩＩ＾Ｉ＾＾＾＾１２３４５６７８９１０１１１２】３１４１５１６１７】８１９次￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣Ｖ厂￣￣２Ｕ２２而ｉ７＾ｉ７６ｍＵｉ１／＼Ｊｉ＾［Ｊ３ｉＴｓ１７６１７＾１／ｉ／９ＩＴｓ而ｉ￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣而￣￣￣￣￣２１ｉ７３｜７４１／６Ｔｉｌ而ＩＭ１／４１／３Ｕ４Ｖ６１／５Ｕ５ＷｉＴｓ１ｌ７Ｆ￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣１而３ｉＴＵＵｉｍｌｉ３１Ｖ６ｎｍｓｍｍｕｓｉｍｖｓ而ｉｅ￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣＾２４ｉｉＶ４ＵｓＶ６１／３Ｕ５１／３Ｖ４１Ｍ＼／５＼／４Ｖ５Ｕ９ｉＴｓ２＼／２￣￣６６６４ｉｍ６５４６４３３２４ｉＴ＾ＩＴｓ４６￣￣￣￣￣６６６７５３１５５３３６５３１７３５ｆ／４ｆ／３６５￣￣￣￣￣４５４６Ｖ６Ｖ５１３３４３ｍＵｓＶ５３而而４２￣￣￣￣￣￣￣８４４５３１／５ｉ７５ｍｉ４４６ｉＴｉＵ５ｍ３Ｖ６Ｖ６３５￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣而￣￣而￣￣９４４４５ｍ＼／３ｍＴ／４Ｉ１／２１／４ｉｌ７ＴＴ７５Ｖ４４２＂￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣Ｔｏ２３３３１７６ｉ７３ｆ／４Ｔｌｉ２ｉ＼／４Ｕ６Ｕ５ＵｉＶ５而＼ｉ６３１／２￣￣￣￣￣￣￣￣＾￣￣￣ｎ３４４４＼ｉＶｍ＼ＪＶＵ６４４ＩＵＡ＼／３Ｖ６４＼ｉＵ５４３￣￣￣￣ｉ７４ｉ／３Ｍｉ７Ｕ５４５４／３ｉ５４６４１１Ｉ３ｍ５４５￣￣￣￣ｌ３６６４５ｉ／３ｉ７３６５４５３３ｉＵ２４（７５Ｕ３５５￣￣￣￣Ｔ４６５５４而３５４５４６４２１４Ｖ５ｍ５６＂￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣Ｔｓ５５４５ｍ＼／５ｍｍ４５４ｍｍｍｉ而Ｕｅ３４￣￣Ｔ６９９５４７６７７６６５５７１４９８Ｔ￣ｖ８８６８５３６６７６５５３３６ｉＶ４ｉ６５￣￣＂Ｔ￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣Ｔｓｉ而ｉ７＾Ｔ７６ｍｍｍｍｍｍｖｕ１７３ｍｍｉｉ＼ｉｉｓｓ￣＾￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣Ｔ９ｉ３３２Ｖ＾＼Ｊ５＼／＾Ｕ５２２１／３ｌ７＾ｌ７５１／６Ｖ４ｉＴｓｉ／５１１３．３．３构件单元权重的计算（１）采用和法计算采用和法对Ｈ位专家关于石拱桥各构件元素进行权重计算，和法计算过程较２９ 硕±学位论文一，，适用于计算结果精度要求不高的情况幕法、根法等简单属于种近似方法。一Ａ：＾专家得到的判断矩阵ｉ为例进行演示说明，计算过程如下所示一一第步化处理，：将判断矩阵Ａｉ按列归得到ｉＶ如下１００．０１．０１．０．１．００．．０．０１．０１．１．０１．０１．１１．０１０１．１０１１．０１．０１．０１．００．５０．５１．００．５１．０１．２０．７５０．７５０．６０．５０．５１．２５１．２１．２１．０１．０１．０１．０１．０１．００１．００１．０００．巧１．００７５０．２５０．５１．０１．０１．２０．７５１．３Ｕ４．５１．１．１１．０１．０．．１．０１．０１．０１．０１．０１．２０．巧０巧０．巧０２５０．６７１．２５１．０１．５１．０１．１３１．巧１．０１．０６．０３．０６．０６．０６．０６．０１２１５１５．０３．０１０．０１５６６．０１２１．８２．０５．０６．０１２１２．０２．６．０１５６６０．０２０６．０２．５６．０５．０６．０６．０１５５．９１．８．５．０５．０３．０２．０６．０４．０１．５１．５３．０６．０９．０１．５６．０１．２５１．５１．２９．０１．５１．６４．０３．０３．０２．０４．０４．０１．２１．５１．５３．０１５．０２．０８．０１．２５１．２１．５９．０１．５１．６４．０３．０３．０２．５３．０４．０１．２１．２１．００．６３．００．５１．０１．２５１．２１．２０．７５１．１３１．３３１．０１．００－．５２．０２．０１．０１．２１．００．巧３．０日．５０．６７１．０１．２１．００．巧１．巧１．６３．０１．０２．０２．０４．０３．０１．２２．０１．００．巧６．０１．５２．０１．６７１．２１．５６．０１．５２．０４．０４．０５．０２．０５．０４．０２．０２．０１２１２１２２．５６．０５．０３．０２．０９．０１．８２．０４．０４．０６．０２．５６．０６．０６．０６．０１２１２１５２．５１０１０６．０６．０９．０１．８２．６７４．０５．０６０２５．０．０６．０６．０１５１２１５３．日８．０１５６．０６．０２２．２５２．６７．．５４１５．０５．００１．０２０４０１．６７０．．０６３．０１．５４．０３．０１．５２．０１．１２．．２．１５３１．５１．３．０３．０９．０４．５８．０８．０３０３０１８１８２４３．５１２２５３０２４１８９．０２４８．０９．０８０４０７．０６０２４２４１５１５１８．０２．５义０２０１８１８１５３０８．０７０７０．．．．．．０Ｊ０．．１．００．５１—０１．０１．２１．２０．７５５３．０．１７０．５１２５１．５１．２１０１．１３１．１４１．０１．０１１．００．５１．０１．０．０１－２１．０１．０３．００．５０．５Ｉ．巧１．２１．２１．０１．０１．１４１．０１．０‘第二步：各列相加，得到１ｉ＝ｆｙ！１９．０１６．５１７０１８．６１４１．８１３５．１６４．６６７．５３０８１６．２４７．３９５．３１２３．７３６．４５６．９３１２．０２２７．５２０．２８２０．４９．１［］，第Ｈ步：将行和向量除Ｗ向量的代数和得到ｔ＝０胤２０．．．０８．０．Ｍ３０．Ｑ２０．０．．．．．．．加．０１００Ｈ０．０口００９０６０Ｍ１１０從００６１００７９００８７００３６０１９９０．１４５０．０。００１３［］（２）ＭＡＴＬＡＢ程序计算Ｖ＝Ａ一用数学软件ＭＡＴＬＡＢ７．０程序采用ｅｉｇ函数（，Ｄ）ｅｉｇ（１）来计算专家的判断矩阵Ａｉ所对应的特征值向量矩阵Ｖ和特征值矩阵Ｄ，然后用函数Ｃ＝ｍＤ中的最大值即最大特征根ａｘ仲巧（Ｗ）可得出特征值矩阵，用＝ｄ＝＝ｆｆｉｎｄｉａｄＤｍａｘｄｉＤ可找出最大特征根征值矩阵Ｄ中的位置，最后（（）（巧（）））＝一用ＷＶ：ｆ／ｓｕｍＶ：ｆ对最大特征根所对应的特征向量进行归，，化处理即为（，）（（）相应的石拱桥权重向量。ＭＡＴＬＡＢ具体程序指令如下：Ａ输入判断矩阵ｉ＝Ａ乂ｅｉ（Ｄ）ｇ（ｉ）％Ｖ为特征向量矩阵，Ｄ为特征值矩阵Ｃ二Ｄｍａｘ（ｄｉａｇ（））％最大特征根＝Ｄ二二ｄｆｆｍｄｄｉａｍａｘｉａＤ（ｇ（）（ｇ（）））３０ 第Ｈ章基于层次分析的石巧桥构件权重分配％求最大特征根位置＝ＷＶ：，ｆ／ｓｕｍＶ：．（）（（〇）％特征向量归一化最终得出的权重向量为：＝．．．．．Ｗ．．．．．．．．．．．伽００１４０．０１ｉ０加２０饥３００８９００８６ＯＯＷＯＩ０脚０００８００２８００６０００８１００８６００３６０２Ｍ０１４５００。００冲［３－．３．４致性计算一一（）１采用和法Ｗ专家为例进行致性验算演示说明１＝０．０１２０．０１０．０１１０．０１２０．０９０．０８６０．Ｍ１０．Ｍ３０．拍０．０１０．０３０．０６１０．０７９０．０８７０．０３６０．１典０．１４５０．０１３０．０１３［］，／ｌｉｆｙｉ０．２７０．２３０．２４０．２６Ｕ８５１．６６０．８３０．８４０．４１１＾—义臓二〉二＋＋＋＋＋＋＋＋Ａ１９ｘ０．０１２１９ｘ００１１９ｘ００１１１９ｘ０．０１２１９ｘ０．０９１９ｘ０．０８６１９ｘ０．０４１１９ｘ００４３１９ｘ０．０２甘ｎｏ．．．０．３２０．６２１．２４１．６７１．７８０．６５４．３３化０２７０．２７Ｈ１１！１１１１１１０．０１９ｘ０．０３１９ｘ０．０６１１９ｘ０．０７９１９ｘ０．０８７１．３６１９ｘ０．１９１．４５１９ｘ０．０１３１９．１３１９ｘ１９ｘ００９９ｘ０１ｘ００＝２０６６ｆＡ側＝０．２７０．：２３０．２４０．２６１．８５１．６６０．８３０．８４０．４１０．３２０．６２１．２４１．６７１．７８０．６５４．３０３．０５０．２７０．２７［］－２１．３６６１９二￡＾＝＝ａ０１３１－ｎ－１１１９ｒ７０ｍ一二？＾＝＿＾二〇．〇８＜０．１，即满足致性要求。ＲＩ１．６３３（２）采用ＭＡＴＬＡＢ程序＝用Ｃｍａｘ（ｄｉａｇ（Ｄ））函数即可得出特征值矩阵Ｄ中的最大特征根／Ｉｍａｘ等于２１．１１，计算可得：２－心＾１．１１１９二＝二化ａＵ７－－内１１９１ｒｖ０１１７＾一二—二—＝＜０１ＣＲ０，。．０７．即满足致性要求Ｗ１．树３一一经计算致性均满足要求。为使其与ＤＥ艮＆Ｕ统，，Ｈ位专家的须将向量元素转化成百分制，对三位专家得出的权重分别汇总于表３．７所示。３１ 硕±学位论文表３．７桥梁部件权重结果表￣专家专家专家专家专家专象权构件项ＩＩ１ＩＩ目构件项目一—一二Ｈ值—－Ｈ值￣引道路堤Ｌ２０Ｔｉ１栏杆及护栏＾３Ａ百引道护栏１．０１．００．９１、护坡６．１．９６锥坡５．０６１１河床．０．８１．０１桥域基础７．９８．２８．０８—＊．．１．．引道护坡１．２０９１１桥教墳体８７９０８．５９￣￣杯台基础９＾０＾９．０９伸缩缝装置３．６４．２３．８４￣￣￣界言８．６９．２９．０９主拱圈／．．．拱肋１９９１９６２０２贡翼墙、耳墙４．１３．９３．８４拱上建筑１４．５１５．４１５．０１５￣桥面铺装４Ｊ３＾４＾４调治构造物Ｌ３＾Ｔｉｒ￣桥面排水设施１０Ｌ９Ｌ９２ＳｔｅＬ３＾０＾缘石及人行道１．００．８．０１１３３５．．专家群组判断３．７将表中Ｈ位专家的计算结果写成行向量形式；＝＞１．１．１．１１．２．０８．６４＇１４３．１＇＇＇７．７３＇６１．１＇５１．１＇３１２，０，９，，，，２０，０，３０６１８９９，４３｛，，，，义，，，，｜占＝０．８，１．０，０．８，０义８．６，９．２，３．９，３．８，１义０．８，义１，５义８．２，９０，４．２，１９＇６，１５．４，０．９，０．９｛｝＝Ｃ．．．１．１．０．４．０１．．７．．．５．．２１５．．．１１，０９，１０９９０３９，１０２６０，８０８３８２０Ｃ１０９｛，，，，义，，，，，，，Ｕ，｝３７运用式（．），计算得：＝＝＝．／／．！占０９８２１＿ｃ〇．９６７８ｓｃ〇９８９１矿，／４，／；运用式（３．８），计算几何相似系数为：？＾＝－＝／０．９８２１＋０．９６７８１０．９４９９／６＝－＝＞０．９８２１＋０．９８９１１０．９７１２７〔＝－＝０．＂．９６７８＋０９８９１１０．９５６９３．９）：运用式（，计算专家相似程度为＾＝＝，／０．９４９９／０．９４９９＋０．９７１２＋０．９５６９０．３３０／（）？＝＝／０．９７１２／０．９４９９＋０．９７１２＋０，９５６９０．３３８／（）＾＝＝０．９５６９／０／．９４９９＋０．９７１２＋０．９５６９０．３３２／（）即Ｈ位专家的相似度为：＾＝０．３３０＾，０．３３８，０．３３２／｛｝￣运用式（３．１０３．１１），计算Ｈ位专家差异度为：３２ 第Ｈ章基于层次分析的石拱桥构件权重分配３＝乂０．４１．３５３，０３０６，０．３｛｝３３将片和Ｉ的值代入公式（３．１２），可ｔｉＵ十算出３位专家的可信度：＝＆．）０３２００．３５２０．３２８｛，，｝通过计算所得专家可信度，采用加权平均的方法对Ｈ位专家的评判结果取整并进３．７行汇总，计算的娇梁部件对应权重汇总于表中。３．４本章小结本章对层次分析法的基本原理和方法进行了阐述，并基于层次分析法计算石拱桥构件权重分配，为使其与后续ＤＥ民＆Ｕ石拱桥评估法内容进行结合，将引道工程的部分构件引入层次结构建立了石拱桥层次分析模型，对Ｈ位专家关于石拱桥构件权重分配进行了调查并建立两两判断矩阵，并运用和法和ＭＡＴＬＡＢ程序法两种方法计算石拱桥的权重向量，最后对王位专家关于石拱桥构件权重的判断矩阵进行了一致性检验及群组判断均满足要求。研究结果表明，采用和法计算所得的一ＴＬＡＢ权重分配结果及致检验结果与ＭＡ程序计算的结果十分接近，基本可Ｗ满足构件权重计算的精度要求。构件权重是计算石拱桥状况指标的重要参数，层次分析法所具有的简单实用等特点使其能够很好的处理石拱桥构件权重问题，为后续石拱桥状况评估的内容提供权重取值的依据。－＞３３ 硕±学位论文第四章基于ＤＥＲ＆Ｕ的石拱桥状况评定新方法４．１引言南非的ＣＳＩ民公司与台湾的昭凌顾问工程公司于民国８４年相互合作，在研究？基于九等评估（用０９共１０个等级表示桥梁各构件状况）研发了ＤＥＲ＆Ｕ娇梁评估法，此评估方法开发的目的主要服务于台湾交通部国道高速公路，目前台湾大ｔＷ多数单位普遍都采用ＤＥＲ＆Ｕ评估法对桥梁进行评估。４．２ＤＥ民＆Ｕ评估法ＤＥ艮＆Ｕ评估法从四个方面对桥梁各个构件的劣化情况进行考虑，首先对所检测桥梁项目的损伤程度（Ｄ巧ｒｅｅ）进行评估，然后是对劣化损伤情况所覆盖的范围（Ｅｘｔｅｎｄ）和劣化情况对娇梁整体结构运营服役期间的服务性能和安全性能的ｉ？４影响范围（ｌｅｌｅｖａｎｃｙ）进行评估，对这Ｈ部分分别给予０级进行评分，再依靠具有专业知识和工程经验的现场经验人员对劣化构件损伤情况进行维修紧迫性１５３７’，３８］［（Ｕｒｇｅｎ巧）的判定，并依靠上述检测内容提出合适的维修建议。ＤＥ民＆Ｕ评估法主要是依靠目视检测方法对全桥构件的现役状况进行一个全面彻底的检查。目视检测即直接用目视的方式对桥梁做表观上的病害检查，最大限度的利用肉眼来观察桥梁构件劣化情况。目视检测过程中多用照相和表格等方，并对发现的劣化情形进斤量化处理式记录检测过程中桥梁各构件劣化损伤情况，建立并及时整理项目的现况基本资料，最后通过计算各评估指标（如状况指标等）来反映桥梁状况，作为维修加固的优选排列的依据。目视检测相对于破坏性和非，，省时经济破坏性检测来说最明显的两个的特点就是其操作简单。但是也存在其缺点，比如在判断病害损伤程度和对娇梁的影响性时过于依赖检测人员的主观意念，现场检测工程人员的专业知识和经验在很大程度ｉ决定着目视检测的结果一正确与否。另外，在目视检测做完后，还可能损伤情况较恶劣的构件作进步的破坏或非破坏性检测。４．２．１ＤＥ民＆Ｕ评估法的优点ＤＥ民＆Ｕ评估法精简、快速的记录和检测方式有利于大量桥梁的评估工作的进行。ＤＥＲ＆Ｕ评估法的检测表格共包括了五项内容，分别为：桥梁基本信息、整体３４ 第四章基于ＤＥＲ＆Ｕ的石拱桥状况评估新方法性检测项目、各构件项目、构件缺陷说明和相对应的维修建议、检测员对此桥提出的专业意见。目前国内所采用的评估方法均只对结构进行评估，而有关于维修一一部分的内容并不包括在内，而ＤＥＲ＆Ｕ评估法中就将维修迭过程列为评估的部分，并且国内方法评估程序相对复杂不适用于规模较大（如急需检测评估的桥梁数目较多的情况）的桥梁检测项目评估；ＤＥＲ＆Ｕ评估法可Ｗ迅速有效且经济地评，估桥梁劣化状态并将各桥梁构件量化，进而计算全桥的状况指标。总结改评估法在实际工程应用中的优点主要体现在Ｗ下几点：（１）简化了检测工作。检测过程中，只对具有劣化损伤情况的构件信息进行一一描述和记录，而对于服役情况良好的桥梁构件，并不需要进行多余的评估，因此简化了检测表格和工作，同时，也将检测评估和维修工作中的桥梁损伤重点一口７］突显出来了，使问题目了然；（２）民值的判定表明此法较看重劣化对桥梁重要性的影响情况。此评估方法在对劣化损伤的程度和损伤覆盖范围进行评估的同时，还需评估其劣化情况对桥梁的安全性能和服务性的影响，这是ＤＥＲ＆Ｕ评估法相对于其他评估方法最大的特３７－３８［］色与特点。一（３）检测评估和维修建议体化。针对检测时发现的桥梁缺陷等问题设置有相应的表格用于现场检测人员提出专业的维修建议，这样能减少管理者的工作量，有利于维修加固工作的迅速准确的规划和进行。（４）输入电脑资料少，便于管理部口工作。由于此方法仅对有缺陷的构件进行评估，因此大量减少了资料的输入与输出，不但使检测报告简洁概要，还能大量减少桥梁管理部口的资料整理工作。４．２．２ＤＥＲ＆Ｕ评估法的评估准则在进行桥梁检测评估时，为达到充分表达构件劣化损伤情况和方便检测工作的进行两层目的，在评估等级的选择上要考虑周全，过多的表达级数或者过少的表达级数都会为评估工作带来不利的影响。比如十分法（级数过多时的情形），能详细清楚的表达构件劣化的情况，但会使得现场检测人员在级数值选取时存在困）扰；而二分法（级数过少时的情形，会造成评估结果不准确，可能与实际情况产３９一［］。般情况下，生较大的偏差，按四分法至六分法的评估等级划分最为合理这样就可避免上述两种情况出现的问题。本文拟采用四分法对桥梁结构检测评估加３５ 硕±学位论文？￣Ｗ讨论，即Ｄ、Ｅ、民Ｗ及Ｕ这些量值在１４么间进行取值，１４为状态相对程度。＂＂Ｕ＂＂＂在评估检测过程中，当桥梁出现本身无此构件、无法检测此构件或无法判定等情况时，则将记录评分为０。ＤＥ民＆Ｕ评估法基本准则见表４．１。表４．１ＤＥ民＆Ｕ评估法的评估巧则０ｉ２３４￣￣程度（Ｄ）无此项目廊ｍ重严重损坏￣Ｅ０１０％１０％３０％３０％６０％６０％１００％范围（无法检测［，，，），］［］［］［］载响性（民）无法判断ｍ＾＾天￣￣￣急迫性（Ｕ）无法判定例行维护３年内维修１年内维修紧急处理４．３ＤＥＲ＆Ｕ评估法应用于石拱桥状况评估４．３．１ＤＥＲ＆Ｕ评估法的基本流程ＤＥＲ＆Ｕ评估法的基本流程包括明确问题、建立桥梁结构编号系统、制作桥梁定期目视检测表格、荷载评估、ＤＥ民Ｗ及Ｕ值的确定、巧梁各组合构件权重的确定及计算桥梁评估指标。ＤＥＲ＆Ｕ评估法的基本流程见图４．１。明确问题Ｉ建立娇梁结构的编号系统￣￣１制作检测表格Ｉ荷载评估ＩＤＥＲ、Ｕ确定、、值Ｉ确定构件权重Ｉ计算评估指标４１Ｄ图．ＥＲ＆Ｕ评估法的基本流程３６ 第四章基于ＤＥＲ＆Ｕ的石拱桥状况评估新方法４．３．２石拱桥构件编码系统的建立４．３１．２．石拱桥构件分类ＤＥＲ＆Ｕ一评估系统将般梁式混凝±桥的检测构件划分成２１项，在对石拱桥一进行评估时，构件分类方式与般混凝±桥梁的２１项检测构件有些不同，需增加其特有的构件（主拱圈、拱上建筑等）并减少其不存在的构件，并针对其特有构３９４［１．２件进行检测，石拱桥检测构件分类如表所示。４２Ｄ表．ＥＲ＆Ｕ评估法石拱桥构件分类表项次构件项次构件项次构件￣￣１５ｉ引道路堤８桥面铺装伸缩缝装置￣２引道护栏９桥面排水设施１６主拱圈／拱肋￣３＾１０缘石及人行道ｎ拱上建筑￣￣４引道护坡ｎ栏杆及护栏１８调治构增物￣￣５桥台基础１２锥坡１９、护坡Ｈ￣６１３桥墳基础￣１翼墙、耳墙１４桥墙壞体注、照明设施等附属设施：第１９项其他为桥面标志４．３．２．２石拱桥构件编码系统一座桥梁的构件有时十分复杂，特别是当跨数较多时，为使不同检测员所记一一录的同构件，能有同记录方式，避免记录混乱，产生检测管理错误，并利于桥梁管理单位管理工作，故应建立桥梁结构的编号系统，Ｗ便有次序的将桥梁中Ｐ７－３９Ｌ梁式桥混凝±构件编码准则如表各不同的构件进行记录和归类４．３所示：表４．３梁式桥编码准则己知跨数ｍ主梁数量ｎ主梁间的横隔梁数量：ｑＩ横隔梁：ｍＤｉ－〇１〇－ｍＤ－ｉ，２１ｑｉ构件桥台：主梁：ｍＧ，桥壞：ｉ＇－２－－ｍＤｌ，ｍＤ２２，，ｍＤｑ２编码Ａ，八Ｐ１，．．．，ｌ２ｍ０〇２ｍＧｎｍＤ］－－ｉ，ｍＤ］－－１，ｒｎＤ－－（ｎ）＜ｎ）ｑ＾ｎｉ）如图４．２所示为ＤＥ民＆Ｕ评估法编号系统中将梁桥划分成了主梁（Ｇ）、桥台（Ａ）、桥塚（Ｐ）、跨号巧）和横隔梁（Ｄ）等部份，编号系统依公路里程行进方向，由里程数少至多、由左而右（面向里程増加方向）的原则予Ｗ编码。设定原点位于桥台Ａｉ左端处。３７ 硕＋学位论文巧台也跨径１虐基ｇＳｉＩＧｉ１＆１Ｇ３导誦ＩＵｙｆＩ平桥台Ａｉ４－图．２般梁式混凝±桥梁编码示意图石拱桥编码系统的建立可参考一般梁式桥进行编码，原则和方法基本相同，只需增加或去除两者相异的构件编码，将石拱桥不同于梁式混凝±桥梁的构件（主拱圈／拱肋、拱上结构、横系梁）进行编码，如表４４所．示为石拱桥特有构件编码表格。表４．４石拱桥特殊构件编码表格构件名称系统编码检测说明当石拱桥主要承载构件为拱圈时；检测时依据检测方主拱圈Ｃ，Ｃ，…，Ｃｍｌ２向逐孔检测。—拱肋ｍＲｉ，ｍ民２，当石拱桥主要承载构件为拱肋时；检测时依检测方向（数量Ｘ）ｍＲｘＷ桥孔为单位给拱肋编号，并逐孔检测。￣￣横系梁ｍＴｉ，ｍＴ２．当石拱桥为肋拱桥且具有横系梁时；检测时依检测方（数量ｙ）ｍＴｙ向Ｗ桥孔为单位给拱肋编号，并逐孔检测。￣￣拱上结构Ｓ，，Ｓ２，…，Ｓｍ检测时依据检测方向逐孔进行检测。注￣：主拱圈Ｕｒｃｈ打ｒｃｌｅ）取第二个字ｉｃ作为编码系统标号拱肋（ＡｒｃｈＲｉｎｇ）取第二个字母民作为编码系统标号拱上结构一ＳａｎｄｒｅｌＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ取第（ｐ）个字母Ｓ作为编码系统标号横系梁一（Ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅｇｉｒｄｅｒ取第个字母Ｔ作为编码系统标号）４．３．３制作检测表格４．３．３．１检测记录方式在制作检测表格时，首先要弄清检测记录的方式，石拱桥检测记录方式与梁３８ 第四章基于ＤＥＲ＆Ｕ的石拱桥状况评估新方法桥大体相同，石拱桥构件检测记录方式如表４．５所示。表４．５石拱桥ＤＥＲ＆Ｕ评估法构件检测记录方式构件检测方式构件检测方式构件检测方式￣引道路堤Ａ、Ｂ两端桥面铺装Ｍ锥坡、护坡Ａ、Ｂ两端￣￣引道护栏Ａ、Ｂ两端桥面排水没施Ｍ伸缩缝逐桥面伸缩缝￣￣河床单项缘石及人行道单项主拱圈／拱肋逐桥孔￣￣引道护坡Ａ、Ｂ两端栏杆及护栏Ｍ拱上结构逐桥孔桥台基础Ａ、Ｂ两端桥墳保护设施调治构造物＾Ａ、Ｂ两端桥域基础逐桥壞ＨＷｍ翼墙、耳墙Ａ、Ｂ两端桥域域体逐桥壞４．３３．２．检测表格桥梁定期检查表格是Ｗ将桥梁劣化情形和维修建议记录下来作为日后维修建议的参考依据。判断各构件的Ｒ值和Ｕ值，并计算评估指标。维修建议须细记载劣化构件位置，方便日后维修人员进行维修。石拱桥检测记录表格如表４．６所示。表４．６石拱桥桥路目视检测总表￣￣石拱桥检测评估及状况报告表公路名称：中也粧号：＾目前检测ｒｗｍ特殊桥梁地点：Ｉ前次定期检查前次特别检测￣桥梁编号检测单位￣￣桥梁名称检测员￣检测日期桥孔数：桥梁长度：￣￣建造日期桥蠻数：桥路净宽：￣￣评估值评估值巧估值检测项目检测项目检测项目ＤＥＲＤＥＲＤＥＲ１、引道远端５、桥台远端９、桥面排水ＩＩ路堤近端基础近端设施＂２、１０引道远端＾、缘石及人６、桥台—道护栏近端近端行７、１１、翼墙／远端栏杆、３、河床耳墙近端护栏４、引道Ｉ远端８、桥面铺装层１９、其他护坡近端３９ 硕±学位论文续表４．６１２、１３、１４、１７．１８桥壞桥域锥坡、拱上结、调治ＩＩＩＩ１５、仲缩缝１６、主拱圈基础埼体护坡构构造物￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣ＤＥＲＤＥＲＤＥＲＤＩＥＩＲＤＩＥＩＲＤＩＥＩ艮ＤＩＥＲＩＩＩＩＩＩＩ项ｋ位ａｉ修王：数量４位急迫性附注ＩＩＩＩ检测员意见Ｒ－／Ｕ无法判定一Ｎ／Ａ－无此项目ＬＭ－无法检测是否进Ｙ／Ｎ步检测（）相关重要性评估等级Ｄ范围Ｅ影响性民急迫性Ｕ￣￣￣￣￣￣￣￣￣Ｎ急—紧良尚重Ｕ３／局全Ｒ例行１／差小大处理好可损Ｉ部面／Ｕ维护年年Ａ维修伤￣￣￣￣＾ｉ２３４０１２３４０１２３４１２３４｜４．３．４石拱桥Ｄ、Ｅ、艮及Ｕ值的确定现场桥梁检测工程人员应该具备其专业知识和工程经验，对石拱桥各个构件的常见劣化情形Ｗ及构件的功能要了解和掌握，Ｗ便于目视检测工作的顺利进行和保证结果的准确。本章针对ＤＥ民及Ｕ值的判定方式对石拱桥构件劣化情形做进一步说明。４３４１Ｄ（Ｄ．．．值ｅｇｒｅｅ）判定方式，Ｄ值主要是用Ｗ量化桥梁各构件损坏程度，构件的材质是产生劣化现象的重要因素劣化程度的评估常常会辅Ｗ文字和图片来作为评估的参照，Ｗ便作为检测工程人员的评估标准。一ＥＲ＆Ｕ在般混凝±梁式桥目视检测中，Ｄ评估法将劣化现象与相对应的劣化一损伤程度汇总于表格进行了详细说明，表４．７为般梁式混凝±桥梁中路堤沉陷和蜂窝两种劣化情形和程度相对应的Ｄ值评估，其余劣化现象不予详细介绍。本４０ 第四章基于ＤＥＲ＆Ｕ的石巧桥状况评估新方法文参考《公路桥梁技术状况评定标准》中朽工拱桥构件病害评定标准，对石拱桥的几个异于梁桥的构件（主拱圈、拱上建筑、锥坡护坡、调治构造物等）病害进Ｄ４？．行具体的说明，赋予其对应的值并制定成表格，如表８４．１１所示，Ｗ便日后石拱桥检测人员参考。表４．７混凝±劣化现象与劣化程度相对应的评估值节选）（劣化现象劣化程度Ｄ值Ｉ１．沉陷不超过５０ｍｍ２２．沉略超过５０ｍｍ，小于１００ｍｍ；或沉陷不超过５０ｍｍ，有相同量的路堤３沉陷量突然在行驶路面下支撑基石墙的桥台产生。沉陷３．沉陷超过ｌＯＯｍｍ过５０ｍｍ，；或超有相同量的沉陷量突然在行驶路４面下支撑基石墙的桥台产生。１．排水孔部分撤塞，水流受到阻碍但排水设施仍有功能。排水设施２．排水设施完全堵塞，水流受到严重阻碍。：３阻塞３．排水设施完全失去功能。４４．３．４．２Ｅ值（Ｅｘ化ｎｄ）判定方式Ｅ值Ｗ劣化范围占整个构件的百分比为判定标准，范围大小的差异只能反应出桥梁状况的好坏，无法判断其受损的程度，不能用表格的形式提供检测工程人３７－３９１［员参考，可依目视检测直接进行评估。４．３．４民值Ｒ．３（ｅｌｅｖａｎｃｙ）判定方式民值的判定需依赖检测人员的工程经验和工程素质在研究构件劣化情形对桥？梁安全性和桥梁服务性两方面的影响基础上进行判定，在０４的区间进行取值。不同构件对桥梁的安全和服务性影响不同，按对两者影响性的不同比例与其评估３７－３９民值［］值进行加权平均得到最终的。举例说明，：主拱圈对结构的安全性比对结构的服务性更为重要可将服务性权重取为０．２，其安全性权重取为０．８。假定专家给某石拱桥主拱圈变形对结构服务性评分为２，安全性评分为３，如表４．８主拱圈变形第２项所示，则相对应的Ｒ＝值等于２Ｘ０．２＋３Ｘ０．８２．８艮即取为３。为方便定，则四舍五入后期检测中工作人一员迅速的对构件劣化状况ＤＥＲ值进行判定，可将Ｄ值Ｒ汇总于同表格，Ｗ提高检一ＥＲ测时评定的效率和准确性，本文主要介绍石拱娇不同于般梁桥的构件Ｄ值评估，见表４．８所示。４１ 硕±学位论文表４．８拱圈劣化现象与Ｄ、民值相对应的评估值￣检现ｉＤｌＩ劣化状况描述Ｒ值项目类型值￣￣１．拱桥轻微变形２主拱圈２．线形存在较明显的变化３３变形３．主拱圈严重变形于限值。４；或拱顶扰度大４１．纵向裂缝长＜截面尺寸１巧，开裂＜０．５ｍｍ；或横向裂缝长＜２２１／２．３ｍｍ截面尺寸，横向裂缝开裂＜０。２．．纵向裂缝长＞截面尺寸１／８，开裂三０５ｍｍ或横向裂缝；３３１／２．裂缝缝长Ｓ截面尺寸，开裂三０３ｍｍ。３．开裂〉２．０ｍｍ。４４￣拱阐１．在拱顶出现小部分渗水现象２渗水２．拱顶渗水严重，渗水处伴有晶体析出现象。３２￣拱脚１．拱脚出现水平位移、竖向位移和转角。３ｒ￣位移２．发生在拱脚位置的错台变位现象严重，结构和桥面位移大４ｒ￣．１仅有小部分面积存在风化现象，或彻体表面剥落。２风化２．风化现象严重，拘体表面剥落３２。１．断裂面积＜构件面积１０％；或脱落面积＜构件面积３％。２１彻块断２．断裂面积＜构件面积１０％，或脱落面积Ｓ构件面积３％且＜构３２裂、脱落件面积５％３．断裂面积＞构件面积２０％，或脱落面积＾构件面积５％。４３表４．９拱上结构劣化现象与劣化程度相对应的评估值检汲ｉｊ劣化状况描述Ｄ值Ｒ值项目类型１．拱上结构侧墙存在鼓肚２￣侧墙变２．拱上结构侧墙倾斜或外移，填料或桥面出现沉陷。３ｒ＾形、位移３．桥面由于侧墙的外移、倾斜、外鼓等而己经出现巧塌，并拱＇、上４４影响正常行车。＇口１．个别位置出，缝宽较小且不连续２广现脱落。侧墙与主２、．较大范围出现断裂脱开，且断裂脱开连续。３３拱圈脱裂３．严重脱裂，造成桥面板严重塌落或结构、桥面变形过大。４４４２ 巧四章基于ＤＥＲ＆Ｕ的石拱桥状况评估新方法续表４．９检测劣化Ｉ劣化状况描述Ｄ值Ｒ值项目类型￣￣￣．腹拱或１数量较少的腹拱存在错位、变形等现象。２ｒ￣￣横系梁２、．较多横系梁或腹拱存在错位变形等，已影响正常行车。３变形、错３．腹拱或横梁严重变形，严重者甚至导致桥面塌陷，无法正４４位常行车。￣１上填料出现轻微沉陷或开裂。．拱２ｒ拱＇、上填￣２．拱上填料出现塌陷和裂缝，未对桥面行车造成影响。３ｒ料沉陷、３．大范围的填料沉陷和裂缝，造成桥面塌陷或沉降，无法行开裂４４车。拱上填１．由填料排水不畅引起侧墙出现渗水２拱上料排水２．排水不畅±聚积水分，导致侧墙出现轻微鼓肚。３３，填结二构．３．填料积累过多的水分不畅，造成侧墙出现渗水甚至严重变形。＾１．腹拱拱顶、拱脚径向、検系梁裂缝缝长＜截面尺寸１／３；拱２２８上立柱上下端出现少量水平裂缝，缝长＜立柱直径的１／。２．腹拱拱顶、拱脚径向裂缝缝长Ｓｌ／３，且＜截面尺寸２／３；横拱上结系梁裂缝缝长三截面尺寸１／３且小于截面尺寸１／２立柱；拱上３３构裂缝上下端水平裂缝缝长至立柱直径的１／８且＜立柱直径的１／２。３．腹拱拱顶＞２／３；横系梁裂缝缝长三截面、拱脚径向裂缝缝长尺寸１／２拱上立柱上下端水平裂缝缝长乏立柱直径的］／８且４４；＞立柱直径的１／２。４．０维坡、表１巧坡劣化现象与劣化程度相对应的评估值￣￣检测Ｗｉｔ劣化状况描述Ｄ值艮值项目类型１．铺惭面局部隆起，、凹陷、开裂。彻缝砂浆脱落或局部铺彻２１，１面下滑，铺巧面损坏面积省０％。２２０％锥坡．大面积的铺彻面出现病害现象，且缺陷面积位于１０％和缺陷３２＿、护坡之间。３．锥坡体、坡脚严重损坏，大面积滑坡、巧塌，坡顶下降较大，病４４２０％害面积超过。４３ 硕±学位论文续表４．１０检测劣化状况描述Ｄ值民值项目类型￣Ｉ．２锥坡护坡局部位置被冲刷成浅坑１锥坡冲刷２．坡脚局部冲蚀，冲成深坑、沟或槽。３３护坡３４４．锥坡体和坡脚冲蚀严重，基础有御空现象。表４．１１调制构造物劣化现象与劣化程度相对应的评估值￣检测劣化劣化状况描述Ｄ值民值项目类型．、１调治构造在局部位置存在彻体松动断裂、凹陷、或硕筑１灰浆脱落。损坏调治２．坡脚局部损坏，构造物较大范围的表明病害现象３２￣构造３．在必须设置调治构造物时缺少此构件４４１．２物边坡局部下滑１—冲刷、．２．、构造物出现下沉倾斜，局部毋塌３２变形３．构造物出现下沉、倾斜、巧塌，基础冲蚀严重４３４．３．４４Ｕ值ｅｎｃ．（Ｕｒｇｙ）判断方式Ｕ值为桥梁结构维修急迫性代表值，其意思是用Ｗ描述在发现构件劣化现象决定维修的时限。Ｕ值越高表示构件越急需维修，此值必须客观，为尽量避免人为因素影响急需维修构件的判断，导致实际上据需要维修的构件为未在科学的时间内分配到资源，本文结合其他Ｈ个变量来推导关于Ｕ值的公式，供无法专家ＵＷＷ判定值时参考。Ｄ值为劣化程度指标，通常情况下劣化越严重应当进行越快的处理；而Ｅ值（劣化范围）的大小与维修急迫性的联系很显然不够紧密；Ｒ值与桥梁安全性能和服４°［］务性能息息相关，随时可能影响到路人的安全及桥梁结构的运用。由此可见，Ｄ和民较Ｅ与Ｕ值的相关性更大，Ｅ值可忽略其略微的相关化，故本文拟定用Ｄ和民４１乘Ｗ对应的权重来得到Ｕ值，公式如．所示下：Ｘ＝ｘＤ＋ｘＲ（４．１）ａ＋ｂａ＋ｂ一式中：义引入的与Ｕ值相关的紧迫性指标，乂越大则维修紧迫性越高；ａ—ＤＵ的对影响程度量化值；４４ 第四章基于ＤＥＲ＆Ｕ的石拱桥状况评估新方法６—民对Ｕ的影响程度量化值。ＤＥ民＆Ｕ目视检测评估法预设ａ、ｂ均等于１，由紧迫性矩阵对应表４．１２可知，Ｘ的所有取值包括？３／２，４／２，５／２，６／２，７／２，８／２，将３／２８／２划为四等分，实际工＝＝＝ｌ２Ｘ５３．５，故令Ｘ过时Ｕ，令Ｘ，令时Ｕ３程中维修急迫性高的情况应较少３时Ｕ，＝＝＝＝＝＝＝＝＞．５４Ｘ而Ｘ３时Ｕ，因此Ｘ３／２、Ｘ４／２为Ｕｈ将Ｘ５／２、６／２划定为Ｕ２，将Ｘ７／２＝＂＝＝［］划为Ｕ３．，而Ｘ８／２，则为Ｕ４。Ｘ值分布与Ｕ值对应关系如表４１３所示。４１２表．急迫性矩阵表＿气＾４＝１３／２４／２５／２３１２４＝／２Ｔｉｉ．ｍｂｌ民３５／２６／２７／２４疏Ｉｈ丽４．１３表Ｘ值分布与对应关系ＸｒＸ＜２．０２．０＜Ｘ＜３．０３＜Ｘ＜３．５Ｘ兰３．５０ｉ２３４４．３．５桥梁综合评估指标计算ＤＥＲ＆Ｕ评估法的状况指标须依据各构件目视检测ＤＥＲ值进行计算而得，并Ｗ此作为桥梁是否需要进行维修加固的最直接的依据一般梁式混凝±桥。石拱桥与梁在构件及受力上有所不同，因此，本文对评估指标做公式上的略微修正，Ｗ期达到适合石拱桥状况指标计算的理想效果。利用目视检测结合构件劣化判定标准表格可Ｗ直接得ＤＥＲ值，结合检测桥梁一的些基本资料，运用公式可计算出用来反应桥梁使用现况的两个状况指标值ＣＩ和ＰＩ，ＣＩ（ＣｏｎｄｉｔｉｏｎｇＩｎｄｅｘ）和ＰＩ（ＰｒｉｏｒｉｔｙＩｎｄｅｘ）计算原理类型，可利用这个一指标能给出个相对概略性的判定，来作为今后维修优选排序的参考，但未给出明确的界限标准值，即无法直观的表述具体的桥梁整体的性能状况。４．ｏｎｄｉｔｉｏｎｎｄｅｘ．３５．１状况指标（ＣＩ，ＧＩ值）计算￣桥梁整体状况ＣＩ值Ｗ〇１〇〇代表桥梁目前的状况，分数越高代表桥梁状况４２［］越好。将各检测项目（桥梁构件）分数乘Ｗ该构件相对于桥梁的重要性权重，Ｉ２再相加除Ｗ权重之和（即１００）得到Ｃ值。计算公式如４．所示。４５ 硕±学位论文１９之／。仍，ＣＩ＝—４吁（．２）９！＞＝／１’ｏ—式中，ＡＨＰ法计算所得石拱桥构件Ｚ，（：ｃ权重分配值权重数量修正为１９见３．７）表；瓜一４３）构件状况值，其计算方式见式（．：Ｅ的＝公—１。（４．３）巧—：《石拱桥各构件的总数目式中；由于部分构件有多组ＤＥＲ评分，例如引道路堤分为近端和远端，故ｎ等于２；娇墳随桥梁跨数不同ｎ不同。’／一／的第部分状况值巧构件７，计算方式见式４．４色ｘ公＋）欠（／Ｃ＝－１００１００ｘ４．４ｉ／）＾（’（４＋４）Ｘ４一式中：ａ为相对重要性参数，般规定ａ值取１，较为重要的构件取２。ＤＥＲ则分别为目视检测所得各构件劣化程度（Ｄ巧ｒｅｅ）、范围（Ｅｘｔｅｎｔ）及重要性（Ｒｅｌｅｖａｎｃｙ）评估值。ＤＥＲ＆Ｕ未对ＣＩ中的各界限值作明确的规定，通常由使用此法单位自行设置界限值及其所代表的具体意义。例如分析某石拱桥基本资料、服务性和经济性等，可设定一维修界限点一，ＣＩ值低于该点则表示必须对此桥进行进步的高级检测和维修工作。４．３．５．２优选指标ｈｏｒｉｔＩｎｄｅｘＰＩ值巧ｙ，）的计算－一Ｃ０￣０的整优选指标与Ｉ样，均是用１０数表示桥梁现况的个指标，分数越島代表状况越好，而Ｈ值设计的目的在于当构件总数大于１时突显出构件状况非常恶劣的部分。例如，多跨桥梁中，某跨主拱圈状况非常差，而其他跨状况完好，此时主拱圈化，指数平均值正常，但是无法反映主拱圈状况十分差的那跨的情况（＾＾致于可能被忽咯。？１在计算妃时会取具代表性的构件纪值再加＾平均，其计算公式见４．５：４６ 第四章基于ＤＥＲ＆Ｕ的石拱桥状况评估新方法１９Ｉｃ’ｘｃｏ，Ｓ（）ＰＩ＝＾—件叫，＝，１化，取法如下：１、选取各检测构件状况指标最小值虹ｙｍｉｎ，若的ｍｉｎ＜５０，则将所有小于（）（）５０的／邱算术平均，求得的值取为化，值。２、若５０含的如ｉｎ）含７５，则将位于［５０，７０］的所有／巧值算术平均，求得的值即为妃值。３、若７５＜／ｃｙ（ｍｉｎ）＾００，则将位于（７０，１００的所有／巧值算术平均，求得的］值即为化，值。４．４综合评估指标计算的改进实际工作中经常存在某座桥梁没有设置某些部件，如单跨石拱桥梁不存在桥ＩＤ壞、某些石拱桥未设置人行道等类似情况，在Ｃ值计算时将为０（即无此构件时）时列入了计算范围，将构件状况值视为１００而进行了计算，导致ＣＩ分数值提高而无法真实的反应桥梁现况。根据此构件隶属上部结构，、下部结构或桥面系关系将此缺失构件的权重值，Ｉ值和Ｐ分配给其他存在的部件再进行ＣＩ值的计算。分配方法采用将缺失部件权重按照既有部件权重在全部既有部件权重中所占比例进行分配的方法，简单易行，从而保证既有部件参与评价，使娇梁评价更符合实际情况。下面举例进行说明：依据３．３节图３将桥面铺装、护栏及栏杆、伸缩缝、排水设施及人行道这五类归类于桥面系，经第Ｈ章的层次分析石拱桥构件权重计算可知：娇面铺装权重值为４，护栏的权值等于３４２Ｗ及，伸缩缝装置权重值为，排水系统的权重取为人行道的权值为１假定某石拱娇未设置构件伸缩缝，则将其权重值分配给其余既一有构件，为保证结果的准确性，重分配后的权重结果保留位小数。某桥的桥面系权值重分配计算见下表４．１４。４７ 硕±学位论文表４．１４某桥桥面系各要素权重重分配及综合评估￣￣￣￣￣评价部件Ｍ分配后权重计算方法Ｉ一位４保留ｘ４＋４１桥面铺装４５．６４＋１＋３＋２小数保留一位１２ｘ４＋人行道１１．４ｌ４＋１＋３＋２小数保留一位３—－—ｘ４巧３栏杆、护栏３４．２４＋１巧＋２小数保留一位２４２２ｘ４＋２排水系统．８４＋１＋３巧小数４未设置伸缩５４０ｘ４＋４伸缩缝装置．０４＋１＋３＋２缝装置，根据未设置的构件．２４．５的ＣＩ值及ＰＩ同时，公式４及值中构件数目也应作出相１１应的改变，如上例中某石拱桥只缺少伸缩缝装置时则应将９修改成８。４．５本章小结一本章首先对于ＤＥＲ＆Ｕ评估法的概念、优缺点及评估原则做了个基本的阐述，然后针对石拱桥制定ＤＥＲ＆Ｕ目视检测评估标准，首先介绍ＤＥＲ＆Ｕ评估法的工作流程，通过查阅资料分析石拱桥的构件组成，对石拱桥构件进行分类，了解石拱一桥与般混凝王梁桥最大的不同在主拱圈、拱上建筑等构件。然后，对石拱桥的记录和检测方式做了介绍，并针对石拱桥制定了特定的检测表格。其次，参考《评定标准》中关于石拱桥病害评定的相关内容，订定出适合石拱桥的构件劣化程度Ｄ、劣化影响性Ｒ值、维修急迫性Ｕ值的判定标准。最后介绍了两个桥梁综合评估指标的计算方法和原理，研究了ＣＩ值及ＰＩ值计算的不足么处并对构件权重值进行，Ｉ和ＰＩ值能更加真实的反映桥梁整体的健康状况重分配使得改进的Ｃ，并作为维’修加固的参考依据。４８ 第五章工程应用及分析第五章工程应用及分析５．１工程概况大坪桥位于Ｙ２１７线，修建于上世纪７０年代，桥长５１ｍ，桥宽５．２ｍ，设计荷－－＝载为汽车１５级、挂８０。上部构造为３孔１３．４ｍ的石拱桥，净矢跨比Ｆ０／Ｌ０ｌ／２．６８；主拱圈采用等截面圆弧线线型，主拱圈厚０，．５ｍ两岸桥台、桥壞采用巧工勸体结构。由于运营年限较长，目前该桥的使用性能存在严重的退化现象，安全性能方，面存在着隐患，必须及时对该娇进行评估处理并得出结论Ｗ便维修加固工作的进行。结构立面图如图５．１所示。｝１Ｗ、图５．１大坪桥立面图伞５．２按《养护规范》评估．．為．根据《养护规范》中的推荐的综合评估方法，结合大坪桥的定期检测结果，对其进行技术状况评估，评估结果汇总与表５．１。表５．１大坪桥技术状况评估部件部件名称缺损状况影响程度发展变化化权重化编号￣￣锥坡——、护坡００ｉ０ｉ￣￣￣２異墙、耳墙０——０ｉ０￣￣３Ｓ０——０３０￣—４地基冲刷０一０８０￣５桥壞及基础ｉ１Ｕ２４ｉ￣６桥台及基础ｉｉ０２百４６７上部主耍承重构件１１０２２０４０￣￣￣一８上部般承重构件ｉ１＼１５５４９ 硕±学位论文续表５．１部件部件名称缺损状况影响程度发展变化Ｒ，权重ＲｉＷ，编号９桥面铺装２１０３１３桥头与路堤连接部０＝二１３３￣￣ｎ伸缩缝０——０３０￣￣＿—１２人行道００１０￣￣￣２１３１３１３排水设施００——１４灯具、枯志０１０￣￣栏杆—一１５、护栏００１０￣￣——１６调治构造物００３０￣￣￣１０１１１１７其他０＝－根据表５．１，按式从１００Ｘ化爪＾５计算大坪桥技术状况评分得分，可得出＝１；２４＋４６＋４０＋５＋３＋３＋３＋１化—－＝二１００７乂分），属于二类桥，表示桥梁有轻微的损坏，对５缺损构件进行维修补强即可，即小修。５．３按《评定标准》评估根据对大坪娇的外观检查，按照《评定标准》中病害的定性定量描述，对该？，．２５１４。桥的进斤权重重分配各部件扣分结果见表５表．表５．２第１跨主拱圈评估表￣￣￣￣￣￣缺损类型风化裂缝渗水变形称块断裂灰缝松散拱脚位移ＩＩＩＩＩＩＩ评估类别１１１１２１１扣分值００００２５００ＰＭＣＩ７５表５．３第２跨主拱圈评估表￣￣缺损类型风化裂缝渗水变形硕块断裂灰缝松散拱脚位移ＩＩＩＩＩ评估类别１３２１１１１扣分值０３５２０００００ＰＭＣＩ５５．８１５０ 第五章工程应用及分析表５．４第３跨主拱圈评估表￣￣￣￣￣￣缺损类型风化Ｍ渗水＾硕块断裂灰缝松散拱脚位移ＩＩＩＩＩ评估类别１３１１１１１扣分值０３５０００００￣￣ＰＭＣＩ６５表５．５第１跨拱上结构评估表缺损拱上结构侧墙填料排水侧墙与主拱填料沉陷类型裂缝变形不畅圈脱裂或开裂评估类别１１１２］扣分值０００２５０￣￣＾ＰＭＣ１７５表５．６第２跨拱上结构评估表￣￣￣￣￣拱上结构侧墙填料排水侧墙与主圈填料沉陷ＩＩＩ缺损类型裂缝变形不畅脱裂或开裂评估类别１ｉ１１１扣分值０００００ＰＭＣＩ１００表５．７第３跨拱上结构评估表￣￣￣￣￣＾拱上结构侧墙填料排水侧墙与主圈填料沉陷ＩＩ类型裂缝变形不畅脱裂或开裂评估类别１１１１１扣分值０００００￣￣ＰＭＣＩ１００表５．８０＃桥台评估表￣￣＾５｜裂渗磨］体桥台空洞、１台背位剥ＩＩＩＩＩＩＩ类型缝水损排水缺陷跳车孔涧移落评估类别１１１１２２１１１扣分值００００２５２００００＾￣￣ＰＭＣＩ６４．４５１ 硕：ｔ：学位论文表５＃．９１桥台评估表￣￣￣￣’空涧Ｓ渗ｉ台背孤体桥台、位剥ＩＩＩＩＩＩＩＩ类型缝水损排水缺陷跳车孔洞移落评估类别１１１１１１３１１扣分值００〇０００２５００￣ＰＭＣＩ７５表５．１０基础评估表缺损类型冲蚀裂缝冲刷、掏空剥落沉降滑移河底铺彻损坏评估类别２１２１１１１扣分值２００２０００００—＂—＂ＰＭＣＩ６８乂９５１表．１河床评估表缺损类型Ｍ＾河床变迁评定类别ｉ１１扣分值０００ＰＭＣＩ１００表５．１２桥面铺装评估表缺损类型拱起错台坑洞剥落磨光、脱皮接缝料破坏裂缝ＩＩＩＩＩＩＩ评定类别３２１１２１１扣分值００３５２０００２５￣ＰＭＣＩ４７．７５５１３表．栏杆评估表缺损类型Ｍ撞坏、缺失评估类别１１扣分值００ＰＭＣＩ１００４表５．１排水设施评估表缺损类型泄水管、引水槽缺陷排水不畅评估类别１３扣分值０３５ＰＭＣＩ６５５２ 第五章工程应用及分析？大坪桥各部件权重重分配及部件得分结果见表５．１５表５．１７．表５．１５上部结构各要轰权重重分配及综合评估￣￣￣￣序号评价部件Ｍ分配后权重ＰＣＣＩＰＣＣＩ．＾Ｗ，ｔＩ１主拱圈０．７０．７８６１．３２４７．８３２〇１＾８９１．拱上结构．０９９６０—３桥面板０．１００￣￣￣￣ＳＰＣＩ６７．４３５１表．６下部结构各要素权重重分配及综合评估序号评价部件权重分配后权重ＢＣＣＩＸｉＢＣＣＩｉＷ，锥坡、护坡Ｋ—＼１ｏ００桥台０３２６．１４２１１２０．３０．６．６３嶺台基础０．２８０．２９６８．６９１９．９２４河床０．０７０．０７１００７５、耳墙０—翼墙．０２００６桥塚０．３００．．３２９０２８８７调治构造物０２—．０００￣ＳＢＣＩ７６．８８５１表．７桥面系各要素权重重分配及综合评估￣￣￣￣评价部件Ｍ分配后权重ＤＣＣ１，ＤＣＣＩ．＾ＷｆＩ１桥面铺装＾＾４７．７５３１．９９—２０．０００人行道１３栏巧、护栏０．．１００１６５１００麻——４排水系统０．１００．１６５６５１０．７３５伸缩缝装置＾—００６照明装置＾—００￣￣ＢＤＣＩ４０．７８？Ｉ大坪桥桥梁技术状况评分：二化公。Ｃ／Ｘ．ＰＣ／．０２＋ＳＸ０．４＋Ｓ公Ｃ／Ｘ０４＝Ｘ４０．７．．７８Ｘ０．２＋６７４３０．４＋６．８８Ｘ０４二６５．８１）（分３属于类桥，需进行中修。５３ 硕±学位论文５．４按ＤＥ民＆Ｕ评估５．４．１构件劣化情况近构件名称桥台位菌号除為名吉ｒＩＩＩ＊＊＊＾＊Ｈ＞＝＝＝：０３Ｅ２民３照片Ｉ说明，，：‘节ｙ知亏＾＾如筋Ｖｗ和巧與，近端桥台与路堤衔接处松动，引起桥路线形的不顺，对正常行车有轻微影咕］畅、导致桥头跳车。构件名称排水巧施？位置／编号ＳＯＩＳ０３ＩＩＩ？：辦＝＝照厅引兑明４，Ｅ７Ｒ３：鴻終４雜产讀－游《签桥面所鶴Ａ銭被杂草覆盖堵氣Ｔ酣严重影早响正常行车，对桥梁结构影响较大。＊．：譜剖￣￣￣￣＇＇’＂少、？‘＊－■？＇ｒ‘：一’‘！Ｊ＇－乂，續１远端桥台？－衣是１构件名称位置／编号：ｉＳ職自基動飾報絲冲刷阪、巧照Ａ侧，但’；水流作用小１，出现轻微的冲刷淘空现象。｜Ｉ构件名称拱上结构位置／编号侧墙／ＳＯＩ＝＝＝照片４说明：ＤＥＲ２一跨拱顶位置侧墙出现裂缝第、破损，与主拱圈出现轻微脱离，范围属于局部小范围，对结构安全性ａ能和服务性能影响不大。＾５４ 第五章工程应用及分析；￣￣＾构件名称主拱觸位置／编号＾ＩＩＩ＝＝＝照片５说明：０３，Ｅ３，Ｒ３二—胃第跨主拱難駆域魄純自麵，裂缝程—Ｓ巧截面肘１／８．５ｍ’缝宽訓ｍ，影响±拱１＾受遲．ｒ－ＩＪ＃＂－｜－＇咕、．１，涵■—１眺山驗芳；：￣构件名称主拱機位置／福号＾ＩＩ「＾＇６８Ｄ早＝３照异ｅＪＫ说ｊ＾＾＇一一Ｖ．，第；跨主拱圈四分之跨区域出现条纵向裂缝，｜ｊＵＩｊ｜｜｜｜ｊ｜ｊ＾．ｓｍｍ画程度大于麵尺寸１／８，缝宽＾ｏ，影响主拱圈受力性能。／；ｆ，ｉｉ幢Ｉ，．．．．＊构件名称桥面铺装位置／编号－／Ｓ０１Ｓ０３７＝＝＝Ｕ照片说：Ｄ４４３明，Ｅ，Ｒ；｜｜：桥面破损严重，出玻坑槽积水照片说明，范困较－大，严重影巧行车舒适性及安全。＇＂、息層盖构件名称主拱圈位置／编号Ｃ２—＝＝＝照片８说亂Ｄ２，Ｅ２，Ｒ２心照片说明：第二跨主拱圈边醒局部小面积轻微渗ｍｕ？二二ｉ＾－－－ｒｆＡ，对《的贿安全及其服务性影响不大。５５ 硕±学位论文５．４．２目视检测评估结果表５．１８大坪桥目视检测评估及状况巧告表二＾石拱桥检测评估及状况报告表公路名称：中必粧号：ＩＩ￣￣￣￣目前检测定期１桥梁地点：栅州资兴市Ｉ＾桥梁编号—检测单位＝＾桥梁名称大坪桥检测员＝＾检测日期２０１４年７月２０曰桥孔数：３孔桥梁长度：５１ｍ＾２．２ｍ建造日期＝桥域数：桥路净宽：５＾￣￣￣￣评估值评估值评估值检测项目检测项目检测项目ＤＥＲＤＥＲＤＥＲ￣￣￣￣￣￣￣￣＇远端远端、１、引道１５、桥台３３３９桥面排水ＩＩ４４３路堤近端１基础近端２２２设施￣￣￣￣￣￣￣￣２１、引道远端０＾３２３０、缘石及６、桥台０：护栏近端０近端１００人行道￣￣７、１１１翼墙／远端、栏杆、３、河床Ｉ１耳墙近端１护栏￣￣４、引道远端１Ｉ８、桥面铺装层４３３１９、其他２３２护坡近端１￣￣￣１４１７．８１２、桥基ｉｋ教、锥坡、拱上１、调治ＩＩ、１５仲缩缝１６、主拱圈础壞体护坡结构构造物￣￣￣￣￣￣ＤＥＲＤＥ民ＤＥＲＤ１ＥＩＲＤＩＥＩＲＤＩＥＩＲＤＩＥＩＲＩＩＩＩＩＩ￣￣￣￣￣１２ｉ２００２２２２２２０￣￣￣２２２２２３００３３３２２１０＿５３２３１￣￣ｉ目位ｉ数ｉ单ｋ急、性附注ＩＩＩ…■１Ａｍ可采取填充混凝±加固处理ｉ处２详见照片１－清楚杂草２Ｓ０，疏通排水孔详见照片２１Ｓ０３６＾３３Ａ０２静压注浆法加固１处２详见照Ａ３－Ｉ注浆和外观处理４ＳＯ１处１详见照片４－ＣＦＲＰ板处理２２详见照５、６５２Ｃ３粘贴钢板或条片６Ｓ０－１Ｓ０３桥面彻底损坏，建议重修３跨３详见照片７检测员意见一一Ｎ／Ａ－无此项肖－无法检测Ｒ－／Ｕ无法判定是否进步检测（Ｙ／Ｎ）Ｉ５６ 第五章工程应用及分析续表５．１８评估等级Ｄ范围Ｅ影响性Ｒ急迫性Ｕ￣￣￣￣Ｎ严重Ｕ胃全１３／良尚／例行年年察急处ＩＩＩＩＩＩＩＩＩＩＩ＾＾Ａ巧可损伤Ｉ部面／Ｕ维护内内理维修￣￣￣￣￣￣￣￣￣＂＂＂￣￣０１２３４０ｉ２＾４０ｉ２３４１２３４５．４．３桥梁状况指标计算＾权Ｉ构件１２３ＩｃｌＩｃ２Ｉｃ３ＩｃｎＩｃｎｉｉｉｗｊｊｊ。号重＂￣￣￣１引道路堤ｉｎｎ￣飞引道护栏ｉ００ｆｏｏ＂￣３ｉｉ＼ｗ＂￣￣４引道护坡ｒｉｉ＂￣＂桥台基础９ｒＴＴｌＴｌ８＾５＾７２．６６６５３．９０￣￣￣￣￣￣￣＂＂＂６９Ｔ子１ｉ６４．８４８２．４２７４１．７８＂￣￣￣７翼墙４ｉｉ４００、耳墙￣￣￣￣８桥面铺装层４ｒｌ３４．３８３４．３８而．５￣￣＂＂＂￣桥面排水设施２ｒＴｌ吊及５０＂１０缘石及人行道ｉ１０００Ｔｉ栏杆ｉ３、护栏３＾￣Ｔ￣ｌ２桥職础８子了１Ｓｔ７５ｆｏｏ９３．７５７５０￣￣￣￣￣￣￣￣＾３桥教壞体９２ｉ＾了于１９０．６３７１．８８８１．２５７３１．２７＂￣ｌ４６００ｉｏｏ＾锥坡、护坡￣￣Ｔ５伸缩缝４０４＾￣￣￣￣￣￣￣ｌ６主拱圈２０ｒ了子了子了８７．５５７．８１６４．８７０．０４１４００．７￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣１？拱上结构１５Ｔ子子了ｉｉＷ３９６．８７Ｆｍ９５．０５１４２１．８￣￣￣￣Ｔ￣ｓ调治构造物ｉ００￣￣￣￣￣ｌ９ｉｒｘ＾６８．７５６８．７５６８．７５￣￣：８２５５７．＿＂———ａ８２．５６ｋｉ＆ＪｓＣｌｉｔ８０Ｊ３ＰＩ７７．０５改进后ＰＩ值７４．７５由Ｗ上结果计算可知，用基于ＤＥＲ＆Ｕ的石拱桥状况评估新法对大坪桥进行５７ 硕＋学位论文评估得出桥梁状况指标ＣＩ值为８２．５６分优选指标Ｎ值为７７．０５分，对权重进行，重分配后计算的改进ＣＩ值为８０．３３分，改进的ＰＩ值为７４．Ｗ分，可知该桥使用状，建议对维修急迫性较高（Ｕ＞３）的构件及时进行维修加固处理况较差。５．５本章小结本章通过一座实腹式石拱桥的工程实例大坪桥用三种技术状况评估方法对其进行评估，按《养护状况》，属于２类桥评估方法得出的结果为八分；按《评定标准》得出的结果为６５．８１，属于３类桥；而按ＤＥＲ＆Ｕ评估法得出状况指标值ＣＩ为８２．５６分，化选指标值ＰＩ为７７．０５分，对权重进行重分配后计算的改进ＣＩ值为８０．３３分，改进的ＰＩ值为７４．八分。仔细研究和分析其计算过程和原理，可得到如下结论：１、《评定标准》中的评估方法较《养护规范》中的方法全面细致，要求也更高，故检测评估得到的结果较后者低，也更符合实际的桥梁状况，但多层次的评■估工作增加了其评估过程的复杂性和可行性。２Ｒ＆Ｕ、从工程实例计算中可发现基于ＤＥ的石拱桥状况评估新方法具有如下（１），（２特点：简化了检测工作评估计算过程简单明了；）可Ｗ针对各个构件得出ＤＥＲ值及维修急迫性Ｕ值来反应构件的劣化水平，并及时提出相对应的构件维修建议工法。（３）可凭借ＣＩ值与其它桥梁的ＣＩ值进行比较得到桥梁的相对状况的好坏，来反映两者之间桥梁的状况好坏Ｗ便进行维修排序，例如检测工作中一ＣＩ８２６，有另外座值低于．５分的桥梁则应该先对分数低的桥梁进行维修养护。３、按ＤＥＲ＆Ｕ评估法计算得出ＣＩ值和ＰＩ值均高于按《养护规范》和《评定标准》得出的评分结果，而ＰＩ值与其它两种方法计算出的结果较为接近，可能的原因有下几个方面：（１）ＣＩ值和ＰＩ值将石拱桥中不存在的构件得分按１００分计算，且对其权重值不作任何修正，而《评定标准》中将未设置构件权重重分配至现有构件中，从而造成结果偏大；（２）未对ＣＩ值巧ＰＩ值作明确的界限规定，一其值的大小无法直接的表明此桥梁的具体状况，般是通过与其他桥梁状况指标和优选指标相比较来得出相对使用状况的好坏；（３）ＰＩ值在当构件总数大于１时能突显出构件状况非常恶劣的部分（如本例中的主拱圈化，计算），能有效的避免／Ｃ，指数平均值正常而单个构件状况十分差Ｗ至于可能被忽略的情况出现（４）将ＣＩ；值及ＰＩ值的计算参数构件权重进行了重分配，其相应的改进ＣＩ值和改进ＰＩ值均５８ 第五章工程应用及分析变小，其原因是将不存在构件剔除，有效的避免了由将未设置构件按评分为０１０带来的对桥梁状况指标计算的影响，更加符合真实的桥梁使用状况。■■Ｔ？５９ 硕±学位论文结论与展望结论交通运输始终和整个人类经济文化的健康发展、社会文明的传播保持着密不可分的关系，而桥梁则是承担着沟通和连接各交通路网的重要角色。石拱桥具有构造简单、技术容易掌握、养护费用少等多方面的优点在我国桥梁总数中占有相当大的比例，然而，随着交通运输量也日益增多，种种外在天然因素与人为因素的影响，造成桥梁损坏有日趋严重的现象，几年来在国内也发生了多起石拱桥损坏严重而倒塌的案列，严重威胁到人民的生命财产安全。因此针对石拱桥提出新的状况评估理论。综合全文，得出的主要结论如下：、方法具有重大的意义（１）分别对《评定标准》、《养护规范》Ｗ及《城市养护规范》Ｈ本规范关于桥梁技术状况评估的理论和方法进行了介绍，比较Ｈ种方法各自的特点可得出如下结论，》：相对其他两种规范而言《评定标准按照桥型的不同来划分桥梁构件、部件Ｗ及部件重要性权重，同时结合单项控制指标和分层综合评估两种方法对桥一梁进行评估，，也使得内容更加全面。但仍存在着些不足之处完善了评估方法：，成本也相应的增加多层评估使得评估工作更加仔细的同时增加了评估工作量；在石拱桥部件、构件划分上也未作详尽的说明，略显模糊。在实际工作中，应对，评估方法加Ｗ改进，吸取国内外其他规范的优点做到扬长避短，同时兼顾准确性和可行性才能更好地进行桥梁评估工作。（２）阐述了层次分析法的相关原理及基本步骤，运用层次分析法计算石拱桥构件权重分配，将引道工程的部分构件引入层次模型，并运用和法和ＭＡＴＬＡＢ一程序法两种方法计算石拱桥的权重向量，并进行了致性检验及专家群组判断。一结果表明，采用和法计算所得的权重分配结果及致检验结果与ＭＡＴＬＡＢ程序计算的结ｉ十分接近，基本可Ｗ满足构件权重计算的精度要求，且层次分析法能够．较好的解决石拱桥构件权重问题（３）引入ＤＥＲ＆Ｕ评估法针对石拱桥建立目视检测评估方法，通过对ＤＥＲ＆Ｕ一，可知此方法具有可简化检测工作法进行介绍，将检测评估和维修建议工作体化，强调缺陷对桥梁整体重要性的影响等特点。基于ＤＥＲ＆Ｕ评估法建立了石拱桥评估模型，编制石拱桥检测记录方式及编码系统，制定了石拱桥构件劣化判定６０ 结论与展望标准，并提供了综合评估指标ＣＩ值和ＰＩ值来初步反映桥梁整体状况，研究了ＣＩ值及ＰＩ值汗算过程中的不足么处，为避免未设置构件对评估指标的影响，对其中Ｉ的计算参数构件权重进行了重分配，得到改迸的Ｃ值和ＰＩ值。一（４），分别用《评定标准》通过座实腹式石拱桥工程实例、《养护规范》和基于ＤＥＲ＆Ｕ的石拱桥状况评估新方法对其进行评估，通过比较Ｈ者的评估过程及其结果，可发现三种方法各自具有的特点。研究结果表明，《评定标准》中的评估方法较《养护规范》中的方法全面细致，所研究的将ＤＥ民＆Ｕ应用于石拱桥的状况评估方法具有可行性，为今后石拱桥的状况评估工作提供新的思路，且综合ＩＩＩＩ评估指标Ｐ值较Ｃ值、改进的评估指标Ｃ和ＰＩ值相对于原Ｃ和ＰＩ值，能更准确的反映石拱桥整体的健康状况。展望随着交通事业的迅速发展，现有的研究不足满足越来越复杂细致的桥梁评估工作，本文将ＤＥ艮＆Ｕ应用于石拱桥状况评估，但是研究的内容还不尽仔细，，深度还远远不够，针对本研究未来发展所需考虑与注意的事项在此提供几点建议：（１）目前，ＤＥ民＆Ｕ评估法尚未对ＣＩ值的计算结果给予值域上的限定说明，往往只能通过与其他桥梁比较得知相对好坏程度，所Ｗ即使计算出ＣＩ值，也只能大体的判断桥梁整体状况，建议日后有研究针对此方向做出ＣＩ值的评估，让ＣＩ值的的大小有直接的判定依据，使其数值更有代表意义。必要对桥梁的一（２）有目视检测评估做进步的研究，尽量减小其主观因素对评估工作的影响，使得结果更加科学准确。（３）在进行劣化构件对桥梁服务性和安全性的影响性大小民值判定时，多为参考《评定标准》巧工拱桥损伤评估部分内容及损伤程度Ｄ的判断，未制定特定的关于民值判断标准的表格共检测人员参考，在今后的研究中建议完善，提高评估工作的效率和客观性。６１ 硕±学位论文参考文献１．Ｄ全秋果现役石拱桥病害分析与加固技术研究［．中南林业科技大学硕±学［］］［２０－５．长沙１１，２位论文］：中南林业科技大学，２郭风琪．在役石拱桥评估与加固关键技术研究Ｄ：中南大学博±学位论文］．［］［］［－长炒，２１２，５７：中南大学０３工拱桥承载能力评估Ｄ．夏保华．学硕±学位论［］在役实腹式巧［］［华中科技大－文．，１武汉：华中科技大学，２０１３８］４潘正鹏．［］．空腹式巧工拱娇加固研究与优化分析［Ｄ］［华中科技大学硕±学位论－文］．：２０１３２４武奴华中科技大学，，５中华人民共和国交通部．第二次全国公路普查主要数据公报００２，２，２［］－６．Ｊ．１２３２６田云跃湖南轻型石拱桥的变迁［湖南交通科技，９９５，１［］］：（）７陆进详Ｊ．．《公路桥涵养护规范》与《公路桥梁技术状况评定标准》浅析青［］［］２０１３－海交通科技，１８１，９８．Ｄ罗阳青基于模糊层次分析法的服役石拱桥健康评估研究［．湖南大学硕±［］］［－．长沙２０１１，９学位论文：湖南大学，１１］９周岑，郑凯锋，范立础．Ｊ，王木工［］大跨度石拱桥的全桥结构仿真分析研究［］－程学报，２００４，３７３：８９９２（）１０召兰，蒲矜辉，施洲．基于有限元分析的实腹式石拱桥合理计算模式研究［］魏－Ｊ．铁道建筑，２０１０（０９）９１２［］，，１１葛占判．既有中小跨径拱桥检测与评估方法的研究Ｄ．哈尔滨工业大学硕［］［］［２００７７－４６±学位论文．哈尔滨：哈尔滨工业大学，，］１２林阳子，，任远等．Ｊ黄侨既有石板拱桥的评估及鉴定方法研究［．公路交通［］］’科技２５－，２００８，（４）：８９９２３２００４？［１云，卢波．桥梁加固与改造［Ｍ］．北京：人民交通出版社，；１５０］蒙１４．司秀勇，王高续，施洲．钢筋混凝±拱桥的检测与评估研究［Ｊ］铁道建筑，［］２０１－１，３２３５．．１５顾军数据库及ＤＥ．Ｒ．评估法在桥梁信息管理系统中的应用Ｄ．西南交通［］［］［－．成都：西南交通大学大学硕±学位论文，２００６，４７５５］６２ 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ｗ致谢紧接着大学求学生涯之后，为期两年的硕±研究生求学生活也即将结束，必中充满无限的感激。首先最要感谢的是家人的全力的支持，不仅提供金钱和物质上的资助，，并时时刻刻给予我最大的关怀与鼓励使得我能够全也全意的专注于，顺利的取得硕±学位课堂和研究上。而在送两年的求学过程中，更要感谢我的导师蒋田勇副教授的辛勤指导和敦敦教诲，在学习及论文研究指导方面给我许多宝贵的意见，使我受益良多，不仅一一一如此，，更教导我身为个学生应有的态度和个社会人应承担的些责任和义务这对我人格的发展都有着正面的影响。我还要感谢我的副导师田仲初教授，也在我各方面，包括为人处事，学习生活上面给予了极大的帮助和鼓励。感谢彭涛老师，在此巧、彭文平博±在读研期间对我的无私帮助和用也指导他们表示衷也的感谢！还要感谢已经毕业和即将一起毕业的各位师兄师姐们在我生活学习上的鼓励和帮助．超，感谢我的同口陈福焕、罗舟滔、徐凤、余果、欧阳常伟、朱华栋、易一等陪我度过的着难忘的两年研究生生活，这将是我人生中十分珍贵的段时光。一还有１４级的师弟师妹们，你们也是我精彩的研究生生活不可或缺的美好的棘芬。还有研究生结交的很多朋友，我的几位室友，每当我遇到困难都会挺身而出的你。们，让我懂得要更加珍惜友谊一最后，再次感谢大家对我的关怀、支持、帮助、信任、理解和包容，祝大！家身体健康，学业事业顺利，生活幸福，龙伟２０１５年５月６５ 硕古学位论文附录已发表论文１．己录用蒋田勇，龙伟基于层次分析的石拱桥技术状况评估方法．公路交通［Ｊ［］科技．２０１５１０（）已申请专利１蒋田勇，龙伟．基于压电陶瓷的预应力管道压浆密实性监测方法．［］申请号：２０１４１０１１０６５４Ｘ参加的科研项目￣１、２０１３．０７２０１３．０９参与长沙市市红旗路浏阳河大桥的施工监控２２０？１３．１１２０１２、１３．参与柿州市龙江渡大桥荷载试验３２０？Ｈ都桥荷载试验１４２０１４１、．０９．０参与栅州市４２０１４？２０１４．１２ＦＲＰ、．０３参与蒋田勇老师的国家自然基金项目《筋混凝±界面的随机疲劳损伤机理及寿命预测方法》６６'