基于欧式贴近度的模糊物元分析理论在桥梁健康等级评估中的应用

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1、66桥梁结构城市道桥与防洪2011年5月第5期基于欧式贴近度的模糊物元分析理论在桥梁腱康等级评估中的应用牵雷峰(中国市政T程华北设计研究总院，天津市300074)摘要：对桥梁的健康状况评价是保证桥梁安全运行的重要前提，针对目前桥梁健康等级评估方法受诸多主观因素的影响，更加凸显了评价过程的不确定性。根据影响桥梁健康状况的评价因素，提出了基于模糊物元分析理论桥梁健康状况评价方法，同时采用欧式贴近度对传统的物元分析方法进行改进，通过实际T程的健康等级评判，表明基于欧式贴近度的模糊物元分析理论能够如实的反应桥梁的健康等级，具有较高的应用价值。关键词：健康状况；等级评估；欧式贴近度；模糊物元分析中图分

2、类号：U441文献标识码：A文章编号：1009—7716(2011)05—0066—04的n维物元组合在一起，构成的m个事物l／,维复合0引言物元。桥梁作为一种重要的交通枢纽，其健康状况1。2评估指标的无量纲化㈣是关系到桥梁正常使用和安全运行的重要条件。评估指标通常具有不同的量纲和量纲单位，然而桥梁结构由于受到设计不合理，施工存在安为了便于将不同量纲和不同单位的数据放在一起全隐患，地震、风载等不利的外界因素及人为破坏进行比较，对评价指标的量值进行无量钢化处理。等的影响，随着使用年限的加深，桥梁结构会出现对于桥梁健康状况的描述，应为裂缝越小，混凝土不同程度的损伤，甚至发生倒塌破坏，不能正常发损

3、伤面积越小等为最优，属成本型指标(越小越优挥桥梁的使用功能。因而，通过合理有效的分析手型)，令段，建立一套完善的桥梁健康状况评价体系，对桥“：=——————二。。(L2Z)，梁的安全性能作以预警，是确保行车安全，道路～maxx-minx畅通、消除安全隐患的重要措施。对桥梁的健康无量纲化处理后的数据记作由此可以构状态进行正确的评价，具有重要的理论意义和研究价值川。建从优隶属度模糊物元R目前，对于桥梁健康状况的评估方法主要集⋯1中在模糊综合评判方法、层次分析方法、现场监测。1l1‘‘／[Zml(3)三种方法。本文从物元分析的角度出发，建立多因：：：：●●●●素影响下的桥梁健康等级评估模型，同时引

4、入欧c1⋯式贴近度的概念进行计算，以定量的数据结果定1．3标准模糊物元与差平方复合模糊物元I3j性的表示桥梁健康等级，从而直观的判定桥梁的安全性能。通常情况下，标准方案的n维标准模糊物元。由中各方案从优隶属度中的最大值或最小值1物元分析方法基本理论-z-确定。本文以最小值作为桥梁健康状况的最优结1．1复合物元的概念⋯果，即最优模糊物元中各指标从优隶属度均为1c1x11⋯1。若以△(1，2，⋯，m；j=l，2，⋯，凡)表示最优模糊物m1Rran—-’：：：：●●●●元R与复合从优隶属度模糊物元尺中各项差的c⋯n1m平方，则组成差平方复合模糊物元R，即：式中：～事物的名称；{C．，c。，⋯C}一

5、事物⋯，的个特征；一特征c的相应量值；月，一m个事物CIAl1⋯△Rran—-—(4)收稿日期：2010—12—29●●：：作者简介：李雪峰(1976一)，男，内蒙古宁城人，工程师，从事市C△1⋯△政道路、桥梁、隧道工程的设计、研究工作。2011年5月第5期城市道桥与防洪桥梁结构671．4欧氏贴近度复合模糊物元健康状况做出评价，提出合理的维护和养护方案，贴近度是表示各方案与最优方案之间互相接对保证行车安全至关重要。近的程度，是衡量两者接近程度的一个尺度，其值3．2该桥的健康检测结果越大表示两者越接近，反之则相离越远．考虑到本由于该桥有不同程度的结构破损现象，根据文具有综合评价的意义，采用(·

6、，+)算法即先乘后前人的研究成果确定桥梁健康状况评估的指标为加运算欧式贴近度P(p，为第个评价方案与标钢筋锈蚀、混凝土碳化、氯离子含量、裂缝混凝土冻融破坏、混凝土损伤、支座情况、墩台及地基冲准方案接近的程度)，则：刷、桥面铺装及伸缩缝、栏杆翼墙等其他设施情况，并对全桥的这些指标进行了一次较为全面的JD=1一＼Wi／~j=1，2．．．m(5)检查，具体检测结果见表1l4I。以此来构造欧式贴近度复合模糊物元尺即：nn、JR，【p竺

7、p。lP2⋯pm]j‘6’表1桥梁健康检测结果／L，项目检测结果＼●，满2隶属函数值(权值)的确定c1钢筋锈蚀军嚣嚣警菜、台及基对各评价指标的权重通常采用专家打分的利

8、用钻孔取芯方法测得梁体、墩台处混凝土混凝土碳化的碳化情况，最大碳化深度为1．290／11，平均方法确定。将评价指标集u=E／,,／x：，⋯⋯,Ix]中诸碳化深度为0．88em因素两两进行比较，设lgi为u与u的比较结果，即有氯离子含量氯离子含量1％左右1}重要裂缝纵向、横向裂缝的宽度集中在0．2mm左右=0．5同等重要(7)，东北地区气候较为寒冷，有明显的冻融破坏混凝土冻融破坏邬0不如，重要现象由式(7)可知