《天津乡村公路病害及养护评价指标.docVIP

基于模糊神经网络的天津市乡村公路桥梁评价系统 党的十七届三中全会通过的《中共中央关于推进农村改革发展若干重大问题的决定》，对于深入贯彻落实科学发展观、统筹城乡发展、加快推进社会主义新农村建设也作出了新的部署。农村交通运输在新农村建设中具有重要地位和作用，国家对乡村公路建设发展、管理养护提出了新要求。 为全面落实国务院、交通部关于农村公路建设养护的要求，配合我市社会主义新农村建设，天津市今后一段时期乡村公路要在加大农村公路建设的同时，还要保证现有农村公路设施的正常运营，而决定农村公路设施的运营状况的重要因素就是农村公路桥梁技术状况的好坏。天津市乡村公路桥梁共有962座，大部分桥梁修建时间较早，旧桥数量多、承载力较低、结构简单，乡村公路桥梁病害与日俱增，有的已经到了非常严重的程度。在此背景下，对乡村公路桥梁进行评定、评价是十分必要的。但是，目前天津市乡村公路桥梁的评定、评价主要采用我国《公路桥涵养护规范》中的常规综合的评估方法，该方法的评定受人为因素影响较大，而且规范中规定，该方法是针对县级以上道路桥梁，对乡村公路桥梁没有明确的规定和说明。也就是说，当前天津市没有专门乡村公路特情的桥梁评价体系。基于以上原因，开展天津市乡村公路桥梁的评价指标体系、评价方法的研究有以下几方面的积极意义： 1）对天津市乡村公路桥梁提供一个科学预测的信息平台，能够对桥梁运营状况进行预测。揭示桥梁潜在危险，为产权单位提供准确的信息以便及时做出维修加固或拆除重建的决策，避免重大事故的发生； 2）减少区县、乡镇工作人员工作量； 3）研究成果可以直接用于指导桥梁结构的设计和维护。 1 模糊神经网络 模糊神经网络是随着模糊系统与神经网络研究的发展而兴起的新的研究领域，它将神经网络获得的智能信息处理功能与可以借助人类语言处理不确定信息的模糊系统有机地结合在一起。可见，两种技术有很好的优势互补性，两者相结合可望产生很好的效果。 2.2.1神经网络原理 神经元是一个多输入单输出的信息处理单元，而且，它对信息的处理是非线性的可以把神经元抽象为一个简单的数学模型。工程上用的人工神经元模型如图2-1所示。 图2-1????神经元的数学模型 在图2-1中，X1，X2，……，Xn是神经元的输入，即是来自前级n个神经元的轴突的信息A是i神经元的阎值；Wi1，Wi2……，Win分别是i神经元对X1，X2，……，Xn的权系数，也即突触的传递效率；Yi是i神经元的输出；f[u]是激发函数，它决定i神经元受到输人X1，X2，……，Xn的共同刺激达到阀值时以何种方式输出。 1 天津地区农村公路桥梁的病害现状 天津地区农村公路桥梁主要以梁桥、拱桥为主要桥型，所以梁桥、拱桥所产生的病害为农村公路桥梁面对的主要问题，现把天津梁桥从桥面系、上部结构、下部结构三部分其病害特征，拱桥在梁桥分析的接触上，针对结构的不一样性，说明其不同于梁桥的病害特征。主要病害分析如下： 1.1桥面系 (1)桥面铺装。桥面铺装直接承受行车荷载尤其是重载交通的反复作用和气候环境的影响，病害主要表现为桥面不洁、网裂、龟裂、坑槽、空洞。桥面铺装的病害会影响桥梁的整体形象，造成行车不适，严重的还会殃及其它构件，维修和养护也会造成很大经济损失。 (2)护栏、栏杆及人行道。护栏和栏杆虽是附属结构，但它们不仅是桥梁通行安全的保障，还是桥梁美观的一个重要体现。在天津农村公路桥梁上的病害表现为构件老化、缺失、松动，不能满足防护要求，人行道块件破坏多为碎裂和缺失。(3)桥头路堤沉降、跳车。桥头跳车主要表现 为搭板脱空、断裂或枕梁下沉。跳车会严重影响行车的舒适性，而且还会对桥梁产生一定的冲击作用，对构件造成破坏。 (4)伸缩装置。由于农村桥梁养护力度薄弱，伸缩处不能及时清除垃圾、泥土等阻塞，不能保证桥跨结构在气温变化、活载作用等影响下能自由变形，从而产生桥梁伸缩缝装置的病害和损坏引起的噪声和跳车现象，不仅会影响全桥通行平顺，还会使维护成本急剧提高。 1.2上部结构 (1)钢筋混凝土梁桥。混凝土老化、剥落，钢筋锈蚀、露筋，主梁裂缝(荷载引起的裂缝、温度变化引起的裂缝、基础变形引起的裂缝、锈蚀裂缝、施工工艺引起的裂缝)，横向联系破坏为主要破坏形式。 (2)预应力预制梁(板)桥。混凝土表面剥落、渗水；梁角破碎、露筋，钢筋锈蚀、局部破损；预应力钢束应力损失造成的病害；预应力混凝土梁出现裂缝；沿预应力钢束的纵向裂缝；锚固区局部承压的劈裂缝。 (3)现浇梁(板)桥。混凝土老化、碳化、开裂、剥落，钢筋锈蚀，梁底出现顺桥向裂缝。已对行车安全带来了巨大的威胁。 1.3 下部结构 (1)墩(台)帽。主要病害有表面缺损、露筋、锈蚀、局部破坏等。 (2)桥台、桥墩及其基础。桥墩及基础病害主要表现为缺损、露筋、由冲刷和沉降引起