%a2%81外观调查状态评估方法的比较和应用

［ !］ ； 我国的 《 公路养护技术规范》 还考虑了缺损对 级
桥梁建设2 2 &$$# 年第 3 期
态的因素条理化、 层次化， 建立起多层的层次关系结 构模型。参评项用扣分百分制 （ 扣分满分为 !$$ ） 由 影响因素较少的底层实际状态按照加权综合的方法
［ ’］ 逐层综合得到上层以及整座桥梁的状态评分 。
桥梁外观调查状态评估方法的比较和应用) ) 谭金华， 陈惟珍， 徐) 俊
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桥梁外观调查状态评估方法的比较和应用
谭金华， 陈惟珍， 徐) 俊
（ 同济大学桥梁工程系， 上海 ’"""*’ ） 摘) 要：介绍了几种基于目视检测的桥梁状态评估系统， 根据实际应用中出现的情况， 对它们 的优缺点进行了分析和比较， 并结合实例， 从简单实用角度， 针对目前广泛存在的评分理论精度与 实践 “ 脱节” 、 具体桥梁结构评分项缺乏扩展性、 灵活性以及个别严重破坏构件在总评中得不到反 映从而造成维修需求被忽略等问题， 提出了看法和建议。 关键词：桥梁； 状态评估； 桥梁养护 中图分类号：+%%,- & 文献标识码：.
收稿日期： ’""% $ "% $ ’# 作者简介：谭金华 （ !*&! $ ） ， 女， 讲师， !**, 年毕业于武汉大学港口航道与治河工程专业， 工学学士， ’""! 年毕业于武汉理工大学结构工程专 万方数据 业， 工学硕士。
(# 介绍了几种基于目视检测的桥梁状态评估系统， 根 据实际应用中出现的情况， 对它们的优缺点进行了 分析和比较， 并提出了看法和建议。 !" 经典的桥梁状态评估方法 （ 方法# ） 基于检测结果对桥梁状态进行初步评估是所有 桥梁管理中的基本内容。对复杂的桥梁状态采用了 较简单的量化方法， 其基本步骤一般如下所述： （ ! ）对桥梁状态进行等级标准划分。主要考虑 的因素是结构构件的缺损状况， 如澳大利亚和纽约 桥梁管理中采用的桥梁构件状态划分标准， 将桥梁 状态分别分为状态 ! " 状态 # 和状态等级 $ 级到 %
,-. 采用分层加权来进行评价， 将主要病害对 应结构构件分类参与评估。上层的基本构件 （ 如桥 梁上部结构、 下部结构、 基础） 权数是预先给定的。 下层的细部 （ 如某一构件的各种病害）评分权重是 由经验公式结合所扣分值来确定的。将各桥梁构件 损坏分级并预先确定各检测状况对应的扣分值。 各扣分值加权叠加计算得 ,-. 桥梁状态指数， 由 ,-. 最终得分确定桥梁状态等级。 显然有了较大的 优点： 这个评分系统较方法 ! ， 改进。它继承了方法 ! 概念明确、 方法简单的优点， 并增加了参评项、 具体化了病害类型。尤其在底层 的扣分项上， 针对具体的构件病害程度进行， 增强了 外观调查的客观性， 是完成从定性检测结果到定量 参与评估转化的一个很好的模式。 缺点： 具有方法 ! “ 缺点和不足” 中描述的 （!） 、 、 （#） 项缺陷， 即参评构件和病害类型的不可扩 （’） 展性、 权重的不可修改性以及可能存在的对于严重 破坏的低层构件维修需求的 “ 遮掩性” ； 另外病害扣 分为百分制， 扣分等级却只有二到三级， 并且每一级 只对应着一个具体的扣分点值， 这表明参评的 “百 分” 精度不实， 而且就最后总评回归到 ),-/0 五状 态等级看， 似乎也没有必要在评估过程中采用百分制。 (" 评估中采用判断矩阵和变权原理 （ 方法$ ） 采用分层加权法来进行评估， 参评项用得分百 分制 （ 得分满分为 !$$ ） 进行， 其基本思路与方法 &
+:(.&%-.：C0@032F G3:;<0 H76;:4:76 0@2FI24:76 504D7;A G2A0; 76 @:AI2F :6A10H4:76 230 :6437;IH0; :6 4D:A 12103- J:4D 3080306H0 47 4D0 137GF05A 23:A:6< :6 4D0 132H4:H2F 211F:H24:76 ，4D0 2;@2642<0A 26; ;:A2;K @2642<0A 78 4D0 504D7;A 230 262FBL0; 26; H751230;- M6 4D0 F:<D4 78 4D0 137GF05A 4D24 230 NI:40 H75576 :6 4D0 HI33064 211F:H24:76 ，AIHD 2A ;:@73H0 78 4D0 AH73:6<（ 2 O2B 47 <32;0 :6A10H4:76 30AIF4A ）4D073B 130H:K A:76 8375 211F:H24:76，F2HP 78 0Q126A:76 :6 4D0 AH73:6< :405A 26; 8I6H4:762F 8F0Q:G:F:4B 873 A750 A10H:8:H G3:;<0A ，26; 0QHFI;:6< 78 2 80O A0@030FB ;0403:73240; H75176064A :6 4D0 <06032F 30523PA 78 :6A10H4:76 4D24 F02;A 47 4D0 60<F:<06H0 78 ;0526; 873 52:640626H0 ，4D0 2I4D73A D030O:4D <:@0 4D0:3 103A762F 71:6:76A 26; AI<<0A4:76A 873 :5137@05064 8375 4D0 26<F0 78 A:51F:H:4B 26; 132H4:H2G:F:4B ，26; 4D37I<D 0Q251F0A;4< ="&*(：G3:;<0；H76;:4:76 0@2FI24:76；G3:;<0 52:640626H0 >? 前? 言 近年来， 随着全国交通网络的建设和经济的发 展， 车辆数量和吨位急剧增加， 素有 “ 交通咽喉” 之 称的众多桥梁的安全运营问题更加突出。大量桥梁 的老化和新材料、 新工艺建造的超大跨桥梁的使用 性能正吸引着桥梁界越来越多的关注。桥梁研究的 重心已经渐渐从桥梁设计理论研究转向对已建桥梁 进行有效营运管理的研究。其中最重要而又有难度 的工作是正确定量评估桥梁当前状态， 为养护维修或 置换决策提供依据。 由于桥梁结构类型众多， 所处的环境各异， 桥梁 损坏类型和退化模式不同， 许多参数很难定量确定， 寻找通用的桥梁状态评估系统一直存在困难。在目 前桥梁实践中， 桥梁结构状态的评估主要是建立桥 梁状态 评 估 模 型， 通过桥梁检测 （ 定期和不定期 的） 、 试验分析和静动载试验采集桥梁的一些有关 数据， 并对这些数据进行分析处理， 提炼出能够用于 桥梁评估的参数， 最后完成桥梁状态的综合评估。
两两比较的判断矩阵， 对具体桥梁参评项可以由专 家调查意见进行灵活扩展， 并进一步引进变权原理， 使得个别状态很差的低层构件评分在总评中有所 反映。 ( 1 #" 判断矩阵 假定某一层指标 #， 它所支配的下一层次的指 两两判断矩阵 $ 为： 标为 # ! ， &!! & $ % &! & ’! &!& &&& & ’& … … … … &! ’ && ’ & ’’
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
%# 实例与结果分析 分别采用了上述 - 种方法基于某大桥病害目视 其中有 检测结果进行了状态评估。该大桥共 %- 孔， %% 孔为钢桁架梁， 每孔单独评分， 桥梁评估的基本 分层由桁架孔举例如下： 全桥—某孔—上部结构—桁架—纵梁—病害。 由于篇幅限制， 这里只以其中一桁架孔的部分 评估为例， 见表 % 、 表 &。
时， 变权公式为： （ #& ， …， #% ） & " ’ #% ，
（ ’） $ )% "’ #’ % * &% （ ’） （ $ )%） * *
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记 % 为 ! 的参评指标项数， ’ & %， %。 相应的变权综合模式是：
（ ’） $ !" ’ # ’ ! （ #" ） & （ ’） $ )% !" * # * ( ( 采用变权原理来将评分低的构件权重在综合评
2 2 其中 & !( 是指标 # ! 对指标 # ( 相对于指标 # 的重 要性 标 度。 按 照 矩 阵 $ 的 特 征 根 问 题 求 解 $! %
桥梁外观调查状态评估方法的比较和应用( ( 谭金华， 陈惟珍， 徐( 俊
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所得的 " 经归一化后就可作为指标 ! " 对于指 ! !"# "， 标 ! 的权重向量。 很显然， 采用判断矩阵可以灵活地扩充参评结 构类型和结构病害， 并可以由专家意见调查构造两 两比较判断矩阵， 经过计算确定相应权重。 ! $ "# 变权原理 常权综合方法中， 同一层次指标的权重在整个 评估过程中不作改变。 这就使得在低层某指标评估 很差时， 往往不能在上层在综合评估结果中明显地 表现出来。 可采用变权综合法对权值进行适当的调 整。 记指标 ! " 的评分为 # " ， 当采用均衡函数为 （ #% ， #& ， …， #% ） & ! #$ ’ ( $ ( % !$ ’ ，
表 &# 第 ’ 孔桥面铺装 ()* 评定
参评项 接缝跳车 贯通横缝 贯通纵缝 网裂龟裂 波浪及车辙 坑槽 碎裂 破损露筋 小计 扣分值 +, " . %. ’ . -’ ’ -’ %’ %%. +, " !+, " ’$ ’-+ -/0 ’$ %+’ -+. ’ ’$ ’-+ -/0 ’$ +-/ 0&1 ’ ’$ +-/ 0&1 ’$ ’01 *./ 权重 ’$ %-& ’$ +1* ’ ’$ %-& ’$ 1/0 ’ ’$ 1/0 ’$ &1’&1’1 ’&&&0 &&0 /+& 最终扣分值 ’$ /%’ .$ .-’ ’$ /%’ &/$ %&* ’ &/$ %&* &$ 1-/ 1%$ &&& %%0 ’*. %%0 %& %& +&. ./