一种高速公路混凝土桥梁单一病害下的养护技术评选方法技术

本发明专利技术属于桥梁养护领域，具体涉及一种高速公路混凝土桥梁单一病害下的养护技术评选方法。本发明专利技术的技术方案如下：包括如下步骤：1)、确定单一病害下的桥梁养护技术评选指标；2)、对评选指标进行量化；3)、以专家打分为基础，利用层次分析法确定各评选指标的权重值ωp1，ωp2，ωp3；4)、采用简单线性加权法计算各养护技术的综合评价值，根据养护技术综合评价值，获取单一病害下的桥梁养护技术清单。本发明专利技术提供的高速公路混凝土桥梁单一病害下的养护技术评选方法，能够根据直观的数值计算结果选择单一病害下的最佳养护技术，从而实现桥梁养护管理的科学决策。

An Evaluation Method of Maintenance Technology for Expressway Concrete Bridges under Single Disease

The invention belongs to the field of bridge maintenance, in particular to a maintenance technology evaluation method under a single disease of Expressway concrete bridge. The technical scheme of the present invention includes the following steps: 1) determining the evaluation index of bridge maintenance technology under a single disease; 2) quantifying the evaluation index; 3) determining the weight value of each evaluation index based on expert classification, using analytic hierarchy process to determine the weight value_p1, _p2, _p3; 4) calculating the comprehensive evaluation value of each maintenance technology by simple linear weighting method, and according to the maintenance technology. The comprehensive evaluation value is used to obtain the technical list of bridge maintenance under a single disease. The evaluation method of maintenance technology of Expressway concrete bridge under single disease provided by the invention can select the best maintenance technology under single disease according to intuitive numerical calculation results, thereby realizing scientific decision-making of bridge maintenance management.

【技术实现步骤摘要】
一种高速公路混凝土桥梁单一病害下的养护技术评选方法
本专利技术属于桥梁养护领域，具体涉及一种高速公路混凝土桥梁单一病害下的养护技术评选方法。
技术介绍
近年来，我国经济飞速发展，基础设施建设快速推进。一方面，我国建成了数量较多的桥梁，截止2015年，我国已经建成的桥梁达765456座，其中，混凝土桥梁占比超过90％。与此同时，数量庞大的桥梁也面临着各种各样的问题，需要进行养护加固甚至重修；另一方面，经济的发展使我国车辆数量飞快增长，而车辆的增长会加快公路桥梁的老化以及损坏程度，为了增加混凝土桥梁的使用寿命，桥梁的养护加固工作就显得尤为重要。目前，在桥梁养护工作中，针对混凝土桥梁上的同一病害有多种相应的养护技术的情况，决策者通常以养护技术的成本指标来决定采用何种养护技术。但是，由于病害的恶化情况不同，养护技术的使用寿命和适用情况也不同，决策者仅以养护成本筛选出来的养护技术在长期的养护过程中可能因为多次施用综合性能较差的养护技术而增加成本。因此，建立一种可根据养护技术多重属性来选择桥梁单一病害下最为合适的养护技术的方法十分必要。
技术实现思路
本专利技术提供一种高速公路混凝土桥梁单一病害下的养护技术评选方法，能够根据直观的数值计算结果选择单一病害下的最佳养护技术，从而实现桥梁养护管理的科学决策。本专利技术的技术方案如下：一种高速公路混凝土桥梁单一病害下的养护技术评选方法，包括如下步骤：1)、确定单一病害下的桥梁养护技术评选指标：根据指标相互独立、互不关联的原则，选择成本指标、有效寿命和适用指数为桥梁养护技术的评选指标；2)、对评选指标进行量化：根据病害的工程量和病害的实际恶化程度对各评选指标进行数据初处理，之后对各评选指标的初处理值进行归一化，以得到同一量纲下各指标归一化值Di；3)、以专家打分为基础，利用层次分析法确定各评选指标的权重值ωp1，ωp2，ωp3：将总体评价目标分解成三个目标并构建相应的层次结构模型，之后根据专家的意见构造标度及两两对比判断矩阵以计算评选指标的权重值；4)、采用简单线性加权法计算各养护技术的综合评价值，根据养护技术综合评价值，获取单一病害下的桥梁养护技术清单：采用简单线性加权方法计算单一病害下考虑养护技术成本、有效寿命和适用指数的养护技术综合评价值，之后根据养护技术综合评价值，获取单一病害下的桥梁养护技术清单。进一步地，所述的高速公路混凝土桥梁单一病害下的养护技术评选方法，其中所述步骤2)包括：(1)、对成本指标：利用单价乘以工程量计算出成本指标初始值后，利用归一化公式，得到每种养护技术成本指标的无量纲的值，并使其限制在0到1区间内；(2)、对有效寿命：每种养护技术的有效寿命值不进行初处理，直接进行归一化处理，得到每种养护技术有效寿命指标的无量纲的值，使其限制在0到1区间内；(3)、对适用指数：根据病害的类型、养护技术的标度得到每种养护技术适用指数的初处理值，而后采用归一化公式，使其值落在0到1区间内。进一步地，所述的高速公路混凝土桥梁单一病害下的养护技术评选方法，其中所述步骤3)包括：(a)、建立高速公路混凝土桥梁单一病害下的养护技术多属性评选方法层次分析模型，确定目标层、准则层与方案层，并以此为基础设计专家打分表；(b)、收集专家打分表，提取其相关的数据，建立成本指标、有效寿命、应用时机的判断矩阵；(c)、求解成本指标、有效寿命、应用时机的两两判断矩阵的特征根，得出权重向量W；(d)、对判断矩阵进行一致性检验，采用三个指标进行检验：一致性指标CI、一致性平均随机指标RI、相对一致性指标CR，若符合一致性检验条件，则接受该权重向量；若不符合，则调整标度值重新计算；(e)、计算成本指标、有效寿命、适用指数的最终权重值。进一步地，所述的高速公路混凝土桥梁单一病害下的养护技术评选方法，其中所述步骤4)中，利用公式“养护技术综合评价值＝成本指标指标归一化值×成本指标权重值+成本指标有效寿命指标归一化值×有效寿命权重值+适用指数指标归一化值×适用指数权重值”，得到单一病害下的各养护技术的综合评价值；根据单一病害下各养护技术的综合评价值，评选出当前病害状况下的最佳养护技术。进一步地，所述的高速公路混凝土桥梁单一病害下的养护技术评选方法，成本指标初处理公式如下：C0i＝tici(1)式中：C0i—成本指标初处理值；i—养护技术类型；ti—养护技术i的工程量；ci—养护技术i的单价；适用指数初处理公式如下：A0i＝5-|DAj-TAi|(2)式中：A0i—适用指数初处理值；DAi—病害j的标度，此数值根据桥梁检测结果得出；TAi—养护技术i适用的病害标度，此数值根据多位桥梁养护专家根据经验给出；成本指标采用下式(3)对数据进行归一化处理：有效寿命和适用指数指标采用下式(4)进行归一化处理：(3)、(4)式中：Di—养护技术i指标归一化值；di—养护技术i指标初处理值。进一步地，所述的高速公路混凝土桥梁单一病害下的养护技术评选方法，权重向量W通过下式(5)对特征向量归一化后得出，式中：vq—特征向量V中第q个元素，q＝1,2,3，元素依次代表成本指标、有效寿命、适用指数的权重。进一步地，所述的高速公路混凝土桥梁单一病害下的养护技术评选方法，其中一致性指标CI通过下式(6)得出，式中：n—判断矩阵阶数；λmax—成本指标、有效寿命、适用指数判断矩阵的最大特征值；相对一致性指标CR通过下式(7)得出，进一步地，所述的高速公路混凝土桥梁单一病害下的养护技术评选方法，通过下式(8)计算汇总专家意见的各指标权重初值，式中：为第a个指标权重的计算值，a＝1,2,3；μab为第a个指标对应于第b个专家的权重值，b＝1,2,3…k，其中，k为专家数量；通过下式(9)归一化各指标权重得到最终的权重值，式中：ωa为第a个指标最终权重值。本专利技术的有益效果为：1、本专利技术根据养护技术的特征，筛选科学、合理的评价指标(即成本指标、有效寿命、适用指数)对单一病害下的养护技术进行综合评选。相对于仅凭成本或专家经验进行病害养护决策，本专利技术提供的方法能够结合桥梁养护领域专家的工程经验和工程经济学数理分析知识，合理、科学地制定桥梁养护计划。2、本专利技术采用层次分析法分配各指标的权重，结合多位专家的意见并采用数值分析的方法极大地排除了专家的主观因素，较为客观的通过权重反应工程实际中养护部门对各种指标的重视程度。3、本专利技术对各指标进行归一化处理，使不同量级和量纲的指标可以相互比较，以排除量级不同从而影响分析结果的可能，从而实现了单一病害下的桥梁养护技术多类型、多量级指标的综合评选。4、本专利技术采用简单线性加权方法，具有简单有效的特点。当养护管理部门进行上百宗桥梁病害的养护决策时，其能够快速有效地制定出最佳的病害养护方案，极大的提升了养护管理部门的决策效率。附图说明图1高速公路混凝土桥梁单一病害下的养护技术评选方法的流程图。具体实施方式如图1所示，一种高速公路混凝土桥梁单一病害下的养护技术评选方法，包括如下步骤：1)、确定单一病害下的桥梁养护技术评选指标：根据指标相互独立、互不关联的原则，选择成本指标、有效寿命和适用指数为桥梁养护技术的评选指标；2)、对评选指标进行量化：根据病害的工程量和病害的实际恶化程度对各评选指标进行数据初处理，之后对本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高速公路混凝土桥梁单一病害下的养护技术评选方法，其特征在于，包括如下步骤：1)、确定单一病害下的桥梁养护技术评选指标：根据指标相互独立、互不关联的原则，选择成本指标、有效寿命和适用指数为桥梁养护技术的评选指标；2)、对评选指标进行量化：根据病害的工程量和病害的实际恶化程度对各评选指标进行数据初处理，之后对各评选指标的初处理值进行归一化，以得到同一量纲下各指标归一化值Di；3)、以专家打分为基础，利用层次分析法确定各评选指标的权重值ωp1，ωp2，ωp3：将总体评价目标分解成三个目标并构建相应的层次结构模型，之后根据专家的意见构造标度及两两对比判断矩阵以计算评选指标的权重值；4)、采用简单线性加权法计算各养护技术的综合评价值，根据养护技术综合评价值，获取单一病害下的桥梁养护技术清单：采用简单线性加权方法计算单一病害下考虑养护技术成本、有效寿命和适用指数的养护技术综合评价值，之后根据养护技术综合评价值，获取单一病害下的桥梁养护技术清单。

【技术特征摘要】
1.一种高速公路混凝土桥梁单一病害下的养护技术评选方法，其特征在于，包括如下步骤：1)、确定单一病害下的桥梁养护技术评选指标：根据指标相互独立、互不关联的原则，选择成本指标、有效寿命和适用指数为桥梁养护技术的评选指标；2)、对评选指标进行量化：根据病害的工程量和病害的实际恶化程度对各评选指标进行数据初处理，之后对各评选指标的初处理值进行归一化，以得到同一量纲下各指标归一化值Di；3)、以专家打分为基础，利用层次分析法确定各评选指标的权重值ωp1，ωp2，ωp3：将总体评价目标分解成三个目标并构建相应的层次结构模型，之后根据专家的意见构造标度及两两对比判断矩阵以计算评选指标的权重值；4)、采用简单线性加权法计算各养护技术的综合评价值，根据养护技术综合评价值，获取单一病害下的桥梁养护技术清单：采用简单线性加权方法计算单一病害下考虑养护技术成本、有效寿命和适用指数的养护技术综合评价值，之后根据养护技术综合评价值，获取单一病害下的桥梁养护技术清单。2.根据权利要求1所述的高速公路混凝土桥梁单一病害下的养护技术评选方法，其特征在于，所述步骤2)包括：(1)、对成本指标：利用单价乘以工程量计算出成本指标初始值后，利用归一化公式，得到每种养护技术成本指标的无量纲的值，并使其限制在0到1区间内；(2)、对有效寿命：每种养护技术的有效寿命值不进行初处理，直接进行归一化处理，得到每种养护技术有效寿命指标的无量纲的值，使其限制在0到1区间内；(3)、对适用指数：根据病害的类型、养护技术的标度得到每种养护技术适用指数的初处理值，而后采用归一化公式，使其值落在0到1区间内。3.根据权利要求1所述的高速公路混凝土桥梁单一病害下的养护技术评选方法，其特征在于，所述步骤3)包括：(a)、建立高速公路混凝土桥梁单一病害下的养护技术多属性评选方法层次分析模型，确定目标层、准则层与方案层，并以此为基础设计专家打分表；(b)、收集专家打分表，提取其相关的数据，建立成本指标、有效寿命、应用时机的判断矩阵；(c)、求解成本指标、有效寿命、应用时机的两两判断矩阵的特征根，得出权重向量W；(d)、对判断矩阵进行一致性检验，采用三个指标进行检验：一致性指标CI、一致性平均随机指标RI、相对一致性指标CR，若符合一致性检验条件，...

【专利技术属性】
技术研发人员：齐锡晶，唐梁，康伟鑫，廖若寒，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21