基于两种性能状态的桥梁技术状况评定方法技术

本发明专利技术公开了一种基于两种性能状态的桥梁技术状况评定方法，第一步，基于桥梁正常使用和耐久性状态，进行桥梁病害分类，确定包含目标层A、中间层B、中间层C、中间层D、指标层E五个层次的桥梁技术状况评定层次分析模型；第二步，构造判断矩阵A，计算中间层B、中间层C、中间层D的权重值；第三步，依据现行规范的规定，从E层到A层逐层计算得到桥梁的技术状况评分Dr；第四步，根据计算得到的桥梁技术状况评分Dr，进行桥梁等级评定。本发明专利技术综合考虑了在役桥梁的正常使用状态和耐久性两种基本状态，评定标准统一，操作简单，实用性较强，评定结果受主观因素影响小，能快速客观地实现桥梁的等级评定。

Bridge Technical Status Assessment Method Based on Two Performance States

The invention discloses a bridge technical condition assessment method based on two performance states. The first step is to classify bridge diseases based on the normal use and durability of bridges, and to determine the hierarchical analysis model of bridge technical condition assessment including five levels of target layer A, intermediate layer B, intermediate layer C, intermediate layer D and index layer E. The second step is to construct the judgment matrix A and calculate the intermediate layer. Thirdly, according to the current specifications, the bridge technical status score Dr is calculated from E to A layer by layer; fourthly, according to the calculated bridge technical status score Dr, the bridge grade is evaluated. The present invention comprehensively considers the normal service state and durability of existing bridges. The evaluation criteria are unified, the operation is simple, the practicability is strong, the evaluation results are less affected by subjective factors, and the grade evaluation of bridges can be realized quickly and objectively.

【技术实现步骤摘要】
基于两种性能状态的桥梁技术状况评定方法
本专利技术涉及桥梁技术状况的评定，尤其是涉及一种基于两种性能状态的桥梁技术状况评定方法。
技术介绍
随着交通量日益增长，桥梁运营时间增长，超载车辆不断增多，大量的公路桥梁结构不堪重负而出现了各种病害。因此，科学合理地对既有桥梁的技术状况进行评定，进而采取有效的维修加固措施，对提高桥梁服务质量和使用寿命至关重要。目前国内对既有公路及城市桥梁技术状况进行评定，主要依据的是《公路桥梁技术状况评定标准》(JTG/TH21—2011)（以下均简称为“现行规范”）提供的方法。然而，现行规范虽然将评定指标进行了细分并提出了量化标准，但在标准应用过程中仍有一些不足，为此不少学者对现行规范中的方法进行了研究和修正，并取得了一定的成果。高志伟、黄侨等对城市内的原公路桥梁提出了基于程度分析理论的评估方法，该方法采用心理测量试验和定性问题的定量描述研究评估标度及扣分值，确定缺损构件及部件的权重，引入桥梁缺损对结构使用功能影响系数及缺损发展变化状况修正系数得到缺损最终扣分值，最后，结合分层加权方法计算各部件及全桥的技术状况评分。高志波指出由于现行规范中不同的计算顺序会导致同一个构件得出不同的计算结果，因而提出了两种新的计算方法：规定计算顺序和根据经验公式计算，并对经验公式法进行了实例验证；结果表明，经验公式法能够较好解决规范中由于计算顺序不同而导致的问题。马新颖同样提出了规范中计算结果受构件病害的评分顺序影响的问题，并提出了两种改进方法：规定病害评分的计算顺序和采取部件病害权重的计算方法。王宗林认为现行规范中各构件检测指标扣分值偏大，同样提出了两种修订方法：方法1是减小各检测指标扣分值和修正计算公式，并通过实例验证所提出方案的合理性；方法2是通过大量组合计算，得出新的病害扣分表，并通过工程实例及规范中的计算方法验证了新扣分表的合理性。周方综合应用了层次分析法和群决策法，建立了预应力混凝土梁桥的技术状况评价模型，提出了扣分值系数和新扣分值，改进了技术状况的评价结果。综上所述，现行规范方法具有明显缺陷，使桥梁技术状况评定结果不唯一，目前的修正方法主要集中在调整扣分值和规定病害计算顺序两个方面。从实际效果来看，由于这两个方面均具有很大的主观性，缺乏足够的理论支撑，并不能从根本上解决问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对上述评定方法所存在的缺陷，提供一种基于桥梁结构的正常使用和耐久性两种状态的桥梁技术状况评定方法。为实现上述目的，本专利技术可采取下述技术方案：本专利技术所述的基于两种性能状态的桥梁技术状况评定方法，包括下述具体步骤：第一步，基于桥梁正常使用和耐久性状态，进行桥梁病害分类，确定包含目标层A、中间层B、中间层C、中间层D、指标层E五个层次的桥梁技术状况评定层次分析模型；第二步，构造判断矩阵A，计算中间层B、中间层C、中间层D的权重值；第三步，依据现行规范（《公路桥梁技术状况评定标准》JTG/TH21—2011）的规定，从E层到A层逐层计算得到桥梁的技术状况评分Dr；第四步，根据计算得到的桥梁技术状况评分Dr，进行桥梁等级评定。所述中间层B包括耐久性状态B1和正常使用状态B2。所述中间层C包括基于耐久性状态的桥梁上部结构C1、桥梁下部结构C2、桥面系C3，以及基于正常使用状态的桥梁上部结构C4和桥梁下部结构C5。所述中间层D包括基于耐久性状态的桥梁上部承重结构和一般结构D1、支座D2、桥台D3、基础D4、翼墙和耳墙D5、锥坡和护坡D6、河床D7、调治构造物D8、沥青桥面铺装D9、伸缩缝装置D10、人行道D11、栏杆和护栏D12、防排水系统D13、照明和标志D14，以及基于正常使用状态的上部承重结构和上部一般结构D15、桥墩D16、桥台D17、基础D18。本专利技术基于桥梁工程设计的正常使用状态(由于桥梁承载能力受损即意味着桥梁正常使用功能下降，桥梁状态评估时，可将承载能力状态纳入正常使用状态范畴评估)，结合目前桥梁设计考虑的耐久性状态，将不同病害归结为这两种状态的影响因素，对桥梁病害进行分类，确定影响桥梁正常使用和耐久性的病害类型，并确定病害的等级和分值，结合层次分析法，确定评价体系各层次分项的权重及评价算法，从而得到可靠的桥梁整体技术状况评定等级。与现有评定方法相比，本专利技术评定方法的优点体现在以下几点：1、综合考虑了在役桥梁的正常使用状态和耐久性两种基本状态。基于病害对桥梁耐久性和正常使用性能的危害程度，考虑同种病害不同发展程度的影响，并参考现有规范确定桥梁病害的等级标度，对桥梁病害进行重新归类；2、能克服既有桥梁等级评定方法考虑指标单一，关键参数确定受主观性影响较大等缺点；3、评定标准统一，操作简单，实用性较强，评定结果受主观因素影响小，能快速客观地实现桥梁的等级评定。附图说明图1是本专利技术评定方法流程图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术做更加清楚的说明，以便于本领域技术人员的理解。实施例1某高速公路桥梁于1993年春开工修建，1994年年底竣工通车。设计行车速度120km/h，双向四车道。桥梁结构釆用预应力混凝土空心板梁、橡胶支座、钢筋混凝土柱式墩台、钻孔灌注桩基础。经检测，该桥存在的病害主要有：桥台台帽混凝土剥落、钢筋锈蚀、裂缝，主梁空心板混凝土剥落掉角、钢筋锈蚀，盖梁混凝土剥落露筋、裂缝，混凝土脱落、渗水泛白，橡胶支座位置串动、脱空、剪切变形、垫石开裂，立柱混凝土出现剥落露筋、裂缝。存在较严重的病害如下：桥台台帽钢筋锈蚀，混凝土表面有沿钢筋方向的裂缝；桥台台帽有长0.8m、宽0.1m的竖向裂缝；橡胶支座的垫石开裂，有2条水平裂缝，分别长0.42m、宽0.2mm和长0.7m、宽1.5m，间距0.15m。根据现行规范，确定该桥主要病害及标度值如下表1所示。表1桥梁主要病害及标度值实施例2本专利技术采用基于两种性能状态（桥梁正常使用和耐久性）对实施例1桥梁的技术状况进行评定，其评定流程如图1所示，具体步骤为：第一步，基于桥梁正常使用和耐久性两种状态，进行桥梁病害分类，确定桥梁技术状况评定层次分析模型把桥梁病害分为两个等级：当病害按现行规范标度被评定为1、2时，称为该病害的一级状态，记为病害1（如裂缝1）；当病害按现行规范标度被评定为3、4、5时，称为该病害的二级状态，记为病害2（如裂缝2）。一级状态归入影响桥梁耐久性的病害范畴，二级状态归入影响桥梁正常使用的病害范畴。根据层次分析法和桥梁的病害划分，把桥梁技术状况评定体系分为目标层（A）、中间层（B）、中间层（C）、中间层（D）、指标层（E）五个层次，根据表1统计的主要病害，最终确定的桥梁技术状况评定体系如表2所示。表2桥梁技术状况评定层次表表2中层次划分及病害的分类均基于对桥梁的耐久性影响和正常使用性能（承载能力）影响，并结合桥梁的基本组成和各检测指标最高标度，把相同或相近标度的病害划分为一类，解决了以往方法中评定结果受病害计算顺序影响的缺陷（在进行E、D层的计算时，每个构件上每一类病害分别计算，避免了同一构件上两种病害计算先后顺序的问题），同时把层次划分进一步细化，改善了现行规范中扣分值偏重的缺陷。第二步，构造判断矩阵A，计算中间层B、中间层C、中间层D的权重值1、构造判断阵矩：首先需要熟悉桥梁技术状况评价的专家参照赋值标准本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于两种性能状态的桥梁技术状况评定方法，其特征在于：包括下述具体步骤：第一步，基于桥梁正常使用和耐久性状态，进行桥梁病害分类，确定包含目标层A、中间层B、中间层C、中间层D、指标层E五个层次的桥梁技术状况评定层次分析模型；第二步，构造判断矩阵A，计算中间层B、中间层C、中间层D的权重值；第三步，依据现行规范的规定，从E 层到A 层逐层计算得到桥梁的技术状况评分Dr；第四步，根据计算得到的桥梁技术状况评分Dr，进行桥梁等级评定。

【技术特征摘要】
1.一种基于两种性能状态的桥梁技术状况评定方法，其特征在于：包括下述具体步骤：第一步，基于桥梁正常使用和耐久性状态，进行桥梁病害分类，确定包含目标层A、中间层B、中间层C、中间层D、指标层E五个层次的桥梁技术状况评定层次分析模型；第二步，构造判断矩阵A，计算中间层B、中间层C、中间层D的权重值；第三步，依据现行规范的规定，从E层到A层逐层计算得到桥梁的技术状况评分Dr；第四步，根据计算得到的桥梁技术状况评分Dr，进行桥梁等级评定。2.根据权利要求1所述的基于两种性能状态的桥梁技术状况评定方法，其特征在于：所述中间层B包括耐久性状态B1和正常使用状态B2。3.根据权利要求1所述的基于两种性能状...

【专利技术属性】
技术研发人员：李斐然，刘静，杜战军，赫中营，张士红，黄辉，张宁，辛勇，刘福顺，孙志欣，
申请(专利权)人：河南省交通规划设计研究院股份有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41