模糊理论在桥梁评估中的应用.pdfVIP

第 25 卷　第 7 期 武　汉　理　工　大　学　学　报 V o l. 25　N o. 7 2003 年 7 月 JO URNAL O F W UHAN UN IVERSITY O F TECHNOLO GY 　J u l. 2003 模糊理论在桥梁评估中的应用 1 2 1 3 3 徐家云 , 何晓鸣 , 张　俊 , 梁善斋 , 鲍政慧 ( 1. 武汉理工大学土木工程与建筑学院, 武汉 430070; 2. 荆州市交通局, 荆州 434 100; 3. 沙市公路局, 沙市 434000) 摘　要: 　主要探讨了模糊数学中的隶属函数理论在公路桥梁技术状态评估中的应用, 并通过比较桥梁损伤度隶属函数 值的大小来确定其对应的技术状态等级。 关键词: 　损伤度; 　隶属函数值; 　技术状态等级 ( ) 中图分类号: 　 44 1 文献标识码: 　 文章编号: 167 1443 1 2003 U A 桥梁是公路的咽喉。由于结构自然老化、车辆荷载增加、不利环境影响以及养护维修欠缺, 一部分桥梁暴 露出各种结构损伤和不满足规定功能要求等问题。据我国 1982 年全国公路普查资料, 我国公路既有桥梁中 危桥约占3. 54% , 20 世纪 50～ 60 年代修建的桥梁大多表现为承载力不足, 比例虽不大, 但绝对数却不少; 在 国道干线上桥梁总长 76 万延米, 其中危桥占2. 4% , 设计荷载等级低于汽- 10 级者占5. 4% 。这些数据充分 说明, 在大交通量及大吨位超限车辆的作用下, 如果这些技术状况不佳的桥梁得不到及时维修和加固, 不仅 会造成整条线路的局部瓶颈, 而且还会对通行的车辆造成极大的隐患。因此, 桥梁评估作为桥梁维修和加固 的依据就显得尤为重要。 1　结构损伤度评估法 1. 1　结构损伤度概念的建立 结构损伤对结构的安全性、适用性和耐久性都有不良影响, 至今人们还没有寻找到同时度量损伤状态与 安全状态的指标。只能在得出一定的损伤状态后推断整个结构的安全状态。如: 《公路技术养护规范》中在确 ( ) [ 1 ] 定出一定的损伤状态 即评定出整体分数 后得出整个结构的技术状态等级 。但由于评定往往建立在评价 者的知识水平、经验以及主观感觉上, 很难完全消除人为因素造成的偏差。针对一定的损伤状态, 结合专家的 经验, 提出用结构损伤度[2 ] (DV , D am age V a lu e) 的概念来度量结构或构件的损伤程度, 其取值范围为 0 ≤ DV ≤1. 0。当损伤度为 0 时, 表示结构或构件处于完全无损的状态; 当损伤度为 1 时, 表示结构或构件已处于 完全损坏且不能承受荷载的状态。 1. 2　损伤度的理论基础 桥梁评估是一个复杂的系统评估, 有很多模糊的因素影响精确的评估。因此, 采取多层次模糊评价模型 来处理。当完成一级综合评判后, 再进行二级以至多级综合评判。下面以二级综合评判为例。 1) 因素论域的建立 将因素域 按各因素的属性划分成 个互不相交的子集 X s X = {X 1 , X 2 , …, X k , …, X s } ( ) (