基于最優(yōu)傳遞矩陣層次分析法在橋梁震害評估中應(yīng)用

本文參考南寧市邕江一橋檢測結(jié)果,闡述層次分析法在橋梁評估中的應(yīng)用,并將之與其他評估方法進(jìn)行比較。

橋梁是公路的咽喉,是保證道路暢通的關(guān)鍵,橋梁這種特殊結(jié)構(gòu)一旦發(fā)生安全事故,其后果不堪設(shè)想。因此,對投入運(yùn)營的橋梁進(jìn)行運(yùn)營狀態(tài)評估是必要的。

針對不確定層次分析法在橋梁評估中的不足,通過對不確定性判斷原理進(jìn)行分析,利用元素相離度的概念提出了一種求解指標(biāo)權(quán)重的新方法,即根據(jù)不確定判斷矩陣中的未知權(quán)重構(gòu)造了一種目標(biāo)優(yōu)化模型,并利用計(jì)算智能中的實(shí)數(shù)遺傳算法將優(yōu)化模型轉(zhuǎn)化為無約束的目標(biāo)優(yōu)化函數(shù),通過復(fù)制、交叉、變異等遺傳算子進(jìn)行全局優(yōu)化搜索,從而獲取指標(biāo)的最優(yōu)權(quán)重。通過對2個(gè)算例的指標(biāo)進(jìn)行不確定判斷,并對不同優(yōu)化算法獲取的優(yōu)化結(jié)果進(jìn)行分析比較,分析結(jié)果表明,新方法不僅能搜索到更優(yōu)解,而且能獲得更優(yōu)權(quán)重,因此,驗(yàn)證了采用新方法的可行性。

科研績效評估是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程,它以考察科技投資的實(shí)際效果和影響為目標(biāo),近百年來,人們開展了針對科學(xué)研究執(zhí)行主體和過程各個(gè)方面的研究,形成面向不同對象和滿足不同需求的科學(xué)研究績效評估方法體系[1]。在科研評價(jià)實(shí)踐中,特別是在對諸如項(xiàng)目評審、個(gè)體績效評估等微觀評價(jià)中,基

介紹了層次分析法,分析了橋梁施工安全風(fēng)險(xiǎn)因素,詳細(xì)探究了層次分析法在橋梁施工安全評價(jià)中的應(yīng)用,通過層次分析法可以有效地建立起橋梁工程施工安全評價(jià)體系,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對施工安全的評價(jià)。

層次分析法在橋梁健康監(jiān)測中的應(yīng)用綜述——橋梁健康監(jiān)測就是通過對橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行無損檢測，實(shí)時(shí)監(jiān)控結(jié)構(gòu)的整體行為，對結(jié)構(gòu)的損傷位置和程度進(jìn)行診斷，對橋梁的服役情況、可靠性、耐久性和承載能力進(jìn)行智能評估，為大橋在特殊氣候、交通條件下或橋梁運(yùn)營狀況嚴(yán)重...

針對層次分析法中1-9標(biāo)度存在的問題,根據(jù)心理學(xué)上韋伯-費(fèi)希納定律,引入指數(shù)標(biāo)度及對應(yīng)的隨機(jī)一致性檢驗(yàn)指標(biāo),應(yīng)用到橋梁技術(shù)狀況評定中。以鋼管混凝土拱橋?yàn)槔?依據(jù)相同的重要性關(guān)系評語,分別以指數(shù)標(biāo)度和1-9標(biāo)度構(gòu)造判斷矩陣,計(jì)算出各個(gè)構(gòu)件權(quán)重系數(shù)。計(jì)算結(jié)果表明:指數(shù)標(biāo)度能較為準(zhǔn)確地反映出鋼管混凝土拱橋構(gòu)件之間的重要性關(guān)系。

對現(xiàn)役橋梁的可靠度進(jìn)行科學(xué)合理的評判,是確定橋梁結(jié)構(gòu)維修加固和養(yǎng)護(hù)對策的基礎(chǔ)。以層次分析法為基礎(chǔ)的橋梁評估算法以其理論完備、模型簡單、思路清晰,在國內(nèi)已逐步受到重視。本文簡要介紹了層次分析法的概念和橋梁工程評估的具體步驟,闡述了確定型判斷矩陣及不確定型判斷矩陣的構(gòu)造方法,分析總結(jié)了確定底層指標(biāo)狀態(tài)的三種評估方法:打分法、模糊綜合評判法及變權(quán)綜合評估法,并指出在以上方法中變權(quán)綜合法更接近專家評估的思維模式,對今后的橋梁評估具有更為廣泛的實(shí)用價(jià)值。

構(gòu)建橋梁景觀評價(jià)的要素，運(yùn)用層次分析法建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，給出一種評價(jià)橋梁景觀的具體方法。

針對橋梁結(jié)構(gòu)健康狀態(tài)評估中,利用層次分析法確定底層指標(biāo)權(quán)重過程中人為主觀因素影響過大,結(jié)果偏離實(shí)際的現(xiàn)狀?；谀芰績?chǔ)備,通過實(shí)橋荷載試驗(yàn),確定了底層指標(biāo)權(quán)重大小,并以撓度指標(biāo)為監(jiān)測對象,進(jìn)行了健康狀態(tài)評估,評估結(jié)果與服役狀態(tài)吻合,可為橋梁評估提供參考和依據(jù)。

簡述了公路橋梁建設(shè)中的招標(biāo)程序,比較了最低標(biāo)價(jià)法和綜合評價(jià)法的優(yōu)缺點(diǎn),介紹了一種新的評標(biāo)方法——網(wǎng)絡(luò)層次分析法anp(analyticnetworkprocess)。在綜合考慮各種因素的同時(shí),考慮到因素間的相互影響,對各因素以1～9為標(biāo)度進(jìn)行量化,兩兩比較,最后進(jìn)行綜合排序。利用超級決策sd(superdeci-sions)軟件計(jì)算了一個(gè)實(shí)例。計(jì)算結(jié)果表明,anp是一種科學(xué)的實(shí)用評標(biāo)方法

為評價(jià)橋梁地震安全性,基于模糊數(shù)學(xué)提出了橋梁震害等級預(yù)測模型。先將震害等級劃分為基本完好、輕微破壞、中度破壞、嚴(yán)重破壞、倒塌5個(gè)等級,建立上部結(jié)構(gòu)、場地、下部結(jié)構(gòu)共3類7項(xiàng)指標(biāo)集合;然后基于層次分析法（ahp）構(gòu)權(quán)法,對二級指標(biāo)采用比較矩陣特征值分析得到權(quán)重向量,而對一級指標(biāo)采用專家調(diào)查法確定權(quán)重,分別應(yīng)用隸屬函數(shù)和經(jīng)驗(yàn)法確定定量、定性指標(biāo)的隸屬度建立模糊隸屬度矩陣;最后利用加權(quán)平均型算子進(jìn)行模糊運(yùn)算,按照最大隸屬度原則對橋梁震害等級進(jìn)行預(yù)測,并用其他方法驗(yàn)證預(yù)測結(jié)果的可靠性。

為了提高橋梁運(yùn)營階段的安全性,從風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的機(jī)理出發(fā),運(yùn)用層次分析法,模糊數(shù)學(xué)以及灰色理論,建立橋梁風(fēng)險(xiǎn)模型,對新疆某橋的運(yùn)營情況的風(fēng)險(xiǎn)等級做出評價(jià),檢驗(yàn)所使用方法的實(shí)際性和有用性。

采用確定型層次分析法評估橋梁狀態(tài),存在指標(biāo)的不確定性和模糊性。而利用不確定型層次分析法進(jìn)行橋梁結(jié)構(gòu)的多級模糊綜合評估,建立橋梁的安全性評估模型及指標(biāo)體系,運(yùn)用不確定型權(quán)重判斷矩陣和區(qū)間相離度概念,建立橋梁狀態(tài)綜合評估的單目標(biāo)模型,求解區(qū)間權(quán)重的最優(yōu)值,利用等級隸屬度函數(shù)得出橋梁的評估等級。并通過實(shí)例證明不確定型層次分析法在橋梁狀態(tài)綜合評估中的可行性。

為合理評價(jià)橋梁的運(yùn)營安全性狀況,闡述了模糊層次分析法的基本原理,分析了其與傳統(tǒng)層次分析法的不同之處,介紹了模糊層次分析法的一般分析步驟,建立了基于層次分析法的橋梁安全狀態(tài)多級模糊評估數(shù)學(xué)模型。結(jié)合某大橋?qū)嶋H檢測工程,通過對現(xiàn)場檢測數(shù)據(jù)的分析,計(jì)算了各個(gè)監(jiān)測指標(biāo)的權(quán)重,進(jìn)而對其安全運(yùn)營狀況進(jìn)行了綜合評估,為該橋運(yùn)營期的安全養(yǎng)護(hù)提供理論依據(jù),也為模糊層次分析法在實(shí)體工程中的應(yīng)用提供參考。

在橋梁安全評估中應(yīng)用不確定層次分析法,建立層次分析模型,確立評估指標(biāo)體系和計(jì)算權(quán)重。權(quán)重計(jì)算方法有4種,本文通過各種方法的比較,最終確定采用最優(yōu)傳遞矩陣法。通過不確型層次分析法和最優(yōu)傳遞矩陣法對斜拉橋進(jìn)行安全評估,結(jié)果表明,此方法能夠全面考慮影響橋梁安全性的多個(gè)主要因素,并且最優(yōu)傳遞矩陣計(jì)算權(quán)重精度高,使橋梁評估結(jié)果更客觀。

基于可拓層次分析法的橋梁質(zhì)量后評價(jià)——橋梁建成通車后的質(zhì)量評價(jià)是一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)。對層次分析法引入可拓學(xué)的基本理論構(gòu)建了基于可拓層次分析法的橋梁質(zhì)量后評價(jià)模型,有效避免了傳統(tǒng)層次分析法中的大量試算工作,同時(shí)考慮了判斷的不確定性和決策者的實(shí)踐經(jīng)...

在交通運(yùn)輸?shù)倪^程中,大型橋梁作為高速公路中重要的樞紐部位,在生活與社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展里面有著特別重要的用處.伴隨著橋梁跨度范圍增加,橋梁結(jié)構(gòu)的安全性也受到了人們越來越多的關(guān)注.本文就是在現(xiàn)有的橋梁安全評估方法的基礎(chǔ)上面,深入探討大型橋梁的安全性.

為了區(qū)別于一般定性風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別方法,結(jié)合建北橋等橋梁檢測項(xiàng)目,采用半定量的層次分析法對橋梁進(jìn)行了風(fēng)險(xiǎn)評估,得出了各個(gè)風(fēng)險(xiǎn)源的權(quán)重,為橋梁檢測的風(fēng)險(xiǎn)評估與控制提供了參考。

橋梁狀態(tài)評估多采用確定型的層次分析法,但無法反映評估指標(biāo)的不確定性和模糊性,因此引入不確定型層次分析法進(jìn)行既有橋梁結(jié)構(gòu)的模糊綜合評估研究。采用不確定型權(quán)重判斷矩陣,通過優(yōu)化算法求解區(qū)間權(quán)重的最優(yōu)值;利用等級隸屬度函數(shù)對底層評語指標(biāo)進(jìn)行模糊化處理,最后采用最大隸屬度鄰近判別法確定橋梁的評估等級。通過實(shí)例分析說明了應(yīng)用不確定型層次分析法進(jìn)行橋梁狀態(tài)綜合評估的可行性

針對移動(dòng)橋梁裝備安全性評估方面的空白,采用模糊層次分析法(fahp),從宏觀上對現(xiàn)有移動(dòng)橋梁的安全性進(jìn)行評價(jià),根據(jù)其特點(diǎn),把某型移動(dòng)橋梁分為運(yùn)輸系統(tǒng)、橋體、架設(shè)系統(tǒng)三部分,分別建立不同元素間的模糊一致判斷矩陣,確定隸屬函數(shù)、權(quán)重值,最后得出定量評判結(jié)論,同時(shí)結(jié)合試驗(yàn)說明評判結(jié)論與實(shí)際情況相符。此評估方法為橋梁裝備平時(shí)的儲(chǔ)備保養(yǎng)及使用時(shí)維修評價(jià)提供了理論依據(jù)。

為定量評估橋梁技術(shù)狀況,以一座圬工拱橋?yàn)橐劳?結(jié)合橋梁實(shí)際病害缺陷特點(diǎn),根據(jù)影響橋梁技術(shù)狀況的因素,采用模糊層次分析法（fahp）相關(guān)原理建立了以圬工拱橋主拱圈技術(shù)狀況為目標(biāo)層,變形、應(yīng)力、環(huán)境、砌體4個(gè)因素層、11項(xiàng)指標(biāo)的多層次模糊評估模型及評估體系,給出了具體的計(jì)算評估方法、評估步驟.結(jié)果表明,主拱圈的技術(shù)狀況最接近于“良好”,主拱圈變形、應(yīng)力處于“良好”狀況,砌體、環(huán)境處于“一般”狀況.評估結(jié)果與橋梁實(shí)際情況相符.