西北干寒地區(qū)在役混凝土梁橋可靠性評(píng)價(jià)

王引兄，郝偉，崔晶晶

西北干寒地區(qū)在役混凝土梁橋可靠性評(píng)價(jià)

王引兄，郝偉，崔晶晶

(蘭州交通大學(xué) 土木工程學(xué)院，甘肅 蘭州 730070)

為解決西北干寒地區(qū)在役混凝土梁橋可靠性評(píng)價(jià)主觀性較強(qiáng)和評(píng)價(jià)指標(biāo)不確定的問題，實(shí)現(xiàn)對(duì)該地區(qū)梁橋可靠性狀況客觀準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)，提出基于改進(jìn)相似權(quán)可拓物元的評(píng)價(jià)模型。根據(jù)《公路橋梁技術(shù)狀況評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》，并考慮該地區(qū)特殊氣候?qū)炷亮簶虿『Πl(fā)展的影響，選取鋼筋銹蝕、混凝土碳化等影響其可靠性的17項(xiàng)因素，建立評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。通過轉(zhuǎn)換物元構(gòu)建西北干寒地區(qū)在役混凝土梁橋可靠性評(píng)價(jià)的物元體系，計(jì)算可靠性指標(biāo)對(duì)其評(píng)價(jià)等級(jí)的關(guān)聯(lián)度，利用改進(jìn)相似權(quán)法確定物元指標(biāo)體系的客觀權(quán)重，建立改進(jìn)相似權(quán)物元可拓評(píng)價(jià)模型。運(yùn)用此評(píng)判模型進(jìn)行實(shí)例分析，并與橋梁檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果表明了該模型的可行性與實(shí)用性，進(jìn)而為該地區(qū)梁橋的加固與維修提供理論依據(jù)。

西北干寒地區(qū)；混凝土梁橋；可靠性評(píng)價(jià)；可拓理論；改進(jìn)相似權(quán)法

橋梁作為交通系統(tǒng)的重要節(jié)點(diǎn)和樞紐，在交通運(yùn)輸中發(fā)揮著不可替代的作用，其承載能力和通行能力是確保交通正常運(yùn)行的關(guān)鍵。近年來(lái)，隨著我國(guó)交通事業(yè)的迅猛發(fā)展，運(yùn)輸量和汽車載重不斷增加，使得多數(shù)橋梁出現(xiàn)了不同程度的病害，嚴(yán)重影響橋梁的正常使用及安全運(yùn)營(yíng)水平。我國(guó)西北干寒地區(qū)自然環(huán)境惡劣，隨著使用年限的增長(zhǎng)及交通運(yùn)輸量的劇增使得該地區(qū)多數(shù)橋梁已出現(xiàn)不同程度的病害。通過對(duì)連霍高速(G30)、京藏高速(G6)、青銀高速(G20)以及312國(guó)道的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地調(diào)研發(fā)現(xiàn)，該地區(qū)橋梁主要以混凝土梁橋?yàn)橹?且部分梁橋已經(jīng)出現(xiàn)裂縫、鋼筋銹蝕、混凝土剝落等嚴(yán)重病害[1]。就甘肅而言，公路管理局每年消耗大量的人力、物力、財(cái)力對(duì)其管轄路段的橋梁進(jìn)行維修加固。針對(duì)以上情況，有必要對(duì)西北干寒地區(qū)在役梁橋的可靠性進(jìn)行評(píng)價(jià)，從而為該地區(qū)橋梁的養(yǎng)護(hù)和維修加固提供科學(xué)依據(jù)。目前，關(guān)于橋梁可靠性評(píng)價(jià)已有諸多學(xué)者進(jìn)行了研究。蘭海等[2]提出用AHP建立評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，引用灰色關(guān)聯(lián)分析和變權(quán)綜合的方法對(duì)橋梁的可靠性狀態(tài)進(jìn)行了評(píng)價(jià)；禹智濤等[3]運(yùn)用模糊隨機(jī)的可靠度分析方法對(duì)既有混凝土橋梁正常使用極限狀態(tài)的可靠性進(jìn)行了評(píng)價(jià)；蔡長(zhǎng)豐等[4]通過利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的自學(xué)習(xí)性和模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)高度的非線性進(jìn)行橋梁的可靠性評(píng)價(jià)；上述評(píng)價(jià)方法為橋梁可靠性評(píng)價(jià)提供了一定的理論依據(jù)。但考慮到影響西北干寒地區(qū)混凝土梁橋可靠性的因素復(fù)雜多變，且各個(gè)影響因素之間關(guān)系錯(cuò)綜復(fù)雜，這就使得以上幾種方法難以對(duì)該地區(qū)在役梁橋進(jìn)行較為客觀的評(píng)價(jià)。因此，需要找到一種更好的評(píng)價(jià)方法來(lái)解決這類主觀性較強(qiáng)的問題[5]。物元可拓理論是一種客觀有效的評(píng)價(jià)方法，能通過形式化模型來(lái)評(píng)價(jià)事物拓展的可能性，減少主觀因素的影響[6]。改進(jìn)相似權(quán)法將評(píng)價(jià)對(duì)象聯(lián)系起來(lái)進(jìn)行賦權(quán)，減少了出現(xiàn)偶然情況的影響，使得指標(biāo)權(quán)重的計(jì)算更加客觀?；诟倪M(jìn)相似權(quán)可拓模型既簡(jiǎn)化了復(fù)雜的計(jì)算過程，又降低了主觀因素及偶然情況影響[7]。故本文采用改進(jìn)相似權(quán)法確定橋梁各評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重，運(yùn)用可拓模型進(jìn)行可靠性評(píng)價(jià)，結(jié)合相關(guān)行業(yè)規(guī)范確定西北干寒地區(qū)混凝土梁橋可靠性的評(píng)價(jià)水平，并為橋梁的維修加固提供理論依據(jù)。

1 西北干寒地區(qū)混凝土梁橋可靠性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的建立

西北干寒地區(qū)在役梁橋的可靠性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系是一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)，需建立完善而科學(xué)的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，才能實(shí)現(xiàn)對(duì)該地區(qū)梁橋合理準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)[8]。在實(shí)際工程中，混凝土梁橋可靠性的影響因素很多，需將其進(jìn)行篩選。通過對(duì)西北干寒地區(qū)部分混凝土梁橋的破損情況調(diào)查發(fā)現(xiàn)，由于該地區(qū)的梁橋長(zhǎng)期受寒冷、干旱、晝夜溫差大、冷熱循環(huán)交替等惡劣環(huán)境的影響使得混凝土梁橋出現(xiàn)裂縫及凍融破壞，再加上冬季除冰鹽對(duì)混凝土保護(hù)層的腐蝕破壞以及裂縫的發(fā)展誘發(fā)出鋼筋銹蝕，從而選出具有該地區(qū)環(huán)境特點(diǎn)的可靠性評(píng)價(jià)指標(biāo)。同時(shí)，結(jié)合梁橋的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，根據(jù)《公路橋梁承載能力檢測(cè)評(píng)定規(guī)程》，最終選取對(duì)梁橋上部承重結(jié)構(gòu)、下部承重結(jié)構(gòu)、橋面系及其他附屬設(shè)施可靠性影響較大的評(píng)價(jià)指標(biāo)，建立評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。如圖1所示。

圖1 西北干寒地區(qū)混凝土梁橋可靠性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

圖1中，跨中撓度為梁橋上部承重結(jié)構(gòu)的影響因素，墩臺(tái)位移和基礎(chǔ)沉降為梁橋下部承重結(jié)構(gòu)的影響因素，除橋面系及附屬設(shè)施以下的影響指標(biāo)之外，剩余指標(biāo)為上部承重結(jié)構(gòu)和下部承重結(jié)構(gòu)的共用指標(biāo)。

2 物元可拓模型的建立

2.1 確定混凝土梁橋的評(píng)價(jià)物元

物元以事物，特征和其量值三者組成的有序三元組來(lái)表示，某一事物通常有多個(gè)特征。為了確定影響西北干寒地區(qū)混凝土梁橋可靠性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，有必要對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行物元轉(zhuǎn)換，假設(shè)有個(gè)影響混凝土梁橋可靠性的評(píng)價(jià)指標(biāo)，則梁橋可靠性可用維物元來(lái)描述，具體表示如下：

式中：為維梁橋可靠性評(píng)價(jià)的物元；為待評(píng)價(jià)的梁橋；c(=1, 2,…,)為評(píng)價(jià)該梁橋可靠性的第個(gè)指標(biāo)；v為梁橋?qū)?yīng)于其評(píng)價(jià)指標(biāo)量值。

2.2 經(jīng)典域、節(jié)域與待評(píng)物元的確定

制定在役梁橋可靠性的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)綜合考慮在役混凝土梁橋的主要構(gòu)件滿足或不滿足現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，最終對(duì)其采取相應(yīng)技術(shù)對(duì)策，如表1所示。參考在役梁橋可靠性的評(píng)價(jià)流程，根據(jù)《公路橋梁技術(shù)狀況評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》所確定的各指標(biāo)的界限值，同時(shí)結(jié)合橋梁耐久性、安全性、適用性評(píng)價(jià)等級(jí)相統(tǒng)一的原則，把混凝土梁橋可靠性劃分為5個(gè)評(píng)價(jià)等級(jí)，各指標(biāo)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)及等級(jí)劃分如表2所示。將梁橋可靠性定量的表示為0={01,02,03,04,05}以便與可拓理論相結(jié)合，其中01=Ⅰ級(jí)，02=Ⅱ級(jí)，03=Ⅲ級(jí)，04=Ⅳ級(jí)，05=Ⅴ級(jí)，然后對(duì)每一個(gè)待判對(duì)象N，利用可拓理論的關(guān)聯(lián)函數(shù)定量計(jì)算。N為各個(gè)指標(biāo)屬于0的程度。

表1 混凝土梁橋可靠性評(píng)價(jià)等級(jí)

表2 混凝土梁橋可靠性評(píng)價(jià)指標(biāo)及分級(jí)界限

2.2.1 確定經(jīng)典域

2.2.2 確定節(jié)域

節(jié)域是指評(píng)價(jià)指標(biāo)經(jīng)典域取值范圍的綜合。即在評(píng)價(jià)對(duì)象N中，形成節(jié)域物元R。其中v為c的值域；

2.2.3 確定待評(píng)物元

西北干寒地區(qū)混凝土梁橋的可靠性評(píng)價(jià)，所獲取到的各個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)用物元表示，即為待評(píng)物元；

式中：N為第個(gè)待評(píng)價(jià)對(duì)象；v為N關(guān)于C評(píng)價(jià)指標(biāo)的具體數(shù)值。

2.3 實(shí)測(cè)指標(biāo)無(wú)量綱化

混凝土梁橋可靠性評(píng)價(jià)指標(biāo)原始數(shù)據(jù)的取值范圍、度量方法和度量單位不同，使得他們之間無(wú)法比較[11]。因此，需對(duì)各個(gè)指標(biāo)進(jìn)行無(wú)量綱處理，即將每個(gè)指標(biāo)的原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化到[0,1]之間,處理的方法如下：

2.4 計(jì)算混凝土梁橋可靠性評(píng)價(jià)指標(biāo)的關(guān)聯(lián)函數(shù)

根據(jù)可拓理論中關(guān)聯(lián)度函數(shù)的定義，關(guān)聯(lián)度函數(shù)值的計(jì)算步驟如式(7)和式(8)所示。

2.5 確定評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重系數(shù)

相似權(quán)法是一種客觀確定權(quán)重的方法，其根據(jù)待評(píng)價(jià)對(duì)象的指標(biāo)值構(gòu)成判斷矩陣，從而確定指標(biāo)權(quán)重[11]，具體計(jì)算步驟如下：

1) 當(dāng)無(wú)法確定各評(píng)價(jià)指標(biāo)的相對(duì)重要度時(shí)，先假設(shè)各個(gè)指標(biāo)具有同等重要性，可得指標(biāo)權(quán)重向量為：

2) 在假定條件下，根據(jù)所選取評(píng)價(jià)指標(biāo)的實(shí)測(cè)值，利用式(4)~(6)構(gòu)造樣本的關(guān)聯(lián)矩陣：

4) 多指標(biāo)綜合關(guān)聯(lián)系數(shù)向量與單指標(biāo)關(guān)聯(lián)系數(shù)評(píng)價(jià)向量的“接近度”表示指標(biāo)v反映總體情況的能力，選用灰色關(guān)聯(lián)系數(shù)[5]進(jìn)行定量化描述，具體如下：

將評(píng)價(jià)對(duì)象的單指標(biāo)關(guān)聯(lián)系數(shù)矩陣轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)行為序列，則有：

將多指標(biāo)綜合關(guān)聯(lián)系數(shù)評(píng)價(jià)矩陣設(shè)為系統(tǒng)行為的參考序列，即：

式中：h為相似系數(shù)；w為相似權(quán)；即w作為指標(biāo)I的權(quán)重。

2.6 混凝土梁橋可靠性評(píng)價(jià)等級(jí)的綜合關(guān)聯(lián)度

由以上步驟求的結(jié)果，在計(jì)算評(píng)價(jià)對(duì)象N與各個(gè)評(píng)價(jià)等級(jí)的單項(xiàng)指標(biāo)關(guān)聯(lián)函數(shù)0j的基礎(chǔ)上，計(jì)算出各個(gè)評(píng)價(jià)等級(jí)多項(xiàng)指標(biāo)綜合關(guān)聯(lián)度為：

式中：=1, 2,…,；=1, 2,…,。

由上式(19)判斷待評(píng)價(jià)對(duì)象N的可靠性評(píng)價(jià)等級(jí)，屬于評(píng)價(jià)等級(jí)0s。

3 實(shí)例分析

甘肅省武威市G312線上的“長(zhǎng)嶺溝橋”，2001年建成通車，為工字型混凝土梁橋，全長(zhǎng)77.44 m，寬9.0 m。上部采用2×13 m+2×24 m簡(jiǎn)支整體現(xiàn)澆空心板梁橋，橋面鋪裝為瀝青混凝土，下部結(jié)構(gòu)為T型橋臺(tái)，橋墩為圓端型重力式橋墩，基礎(chǔ)為擴(kuò)大基礎(chǔ)。該橋自建成后運(yùn)營(yíng)多年，多處構(gòu)件產(chǎn)生病害，2015年對(duì)其進(jìn)行了維修加固及預(yù)防性養(yǎng)護(hù)。

橋梁的檢測(cè)對(duì)象主要包括：橋面系及其附屬設(shè)施、上部承重結(jié)構(gòu)、下部承重結(jié)構(gòu)。整個(gè)檢測(cè)過程為混凝梁橋外部病害情況的檢測(cè)與混凝土及鋼筋性能的專項(xiàng)檢測(cè)，在專項(xiàng)檢測(cè)中需布設(shè)測(cè)點(diǎn)，測(cè)點(diǎn)布設(shè)按照相關(guān)規(guī)定及橋梁的實(shí)際情況進(jìn)行布設(shè)。例如，對(duì)長(zhǎng)嶺溝橋梁鋼筋銹蝕的檢測(cè)，抽取兩片主梁的縱向鋼筋進(jìn)行無(wú)損檢驗(yàn)，每片主梁選取13個(gè)測(cè)點(diǎn)，并對(duì)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行編號(hào)，測(cè)出鋼筋的銹蝕電位。測(cè)點(diǎn)的布設(shè)具體參考文獻(xiàn)[13]。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè),該橋已經(jīng)出現(xiàn)了不同程度的病害。并將采集到的指標(biāo)實(shí)測(cè)值進(jìn)行數(shù)理統(tǒng)計(jì)，得到了各個(gè)指標(biāo)的實(shí)測(cè)值。其中，上部承重結(jié)構(gòu)和下部承重結(jié)構(gòu)共用指標(biāo)的實(shí)測(cè)值是對(duì)主梁、蓋梁、混凝土構(gòu)件及墩臺(tái)等主要構(gòu)件檢測(cè)得到。根據(jù)式(5)~(6)可得各個(gè)指標(biāo)無(wú)量綱化處理后的實(shí)測(cè)值，匯總見表3。

表3 長(zhǎng)嶺溝橋梁評(píng)價(jià)指標(biāo)值實(shí)測(cè)值

3.1 長(zhǎng)嶺溝梁橋物元的經(jīng)典域、節(jié)域以及待評(píng)物元

參考《公路橋梁技術(shù)狀況評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》確定各個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的界限值(如表2所示)，從而確定各個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)與5個(gè)評(píng)價(jià)等級(jí)相對(duì)應(yīng)的經(jīng)典域物元。將無(wú)量綱化后各個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)所對(duì)應(yīng)的取值范圍作為經(jīng)典域，故影響該橋梁可靠性的17個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的經(jīng)典域物元0為：

根據(jù)式(3)~(4)確定該橋的節(jié)域物元，由表3確定該橋梁的待評(píng)價(jià)物元R，結(jié)果見表4。

3.2 計(jì)算長(zhǎng)嶺溝梁橋可靠性評(píng)價(jià)等級(jí)的關(guān)聯(lián)度

同理，按上述原則進(jìn)行判斷和計(jì)算，可得出長(zhǎng)嶺溝梁橋各個(gè)可靠性評(píng)價(jià)指標(biāo)關(guān)于5個(gè)可靠性等級(jí)的單指標(biāo)關(guān)聯(lián)度，計(jì)算結(jié)果如表5所示。

表4 長(zhǎng)嶺溝梁橋物元節(jié)域以及待評(píng)價(jià)物元

表5 各指標(biāo)關(guān)于可靠性分級(jí)的關(guān)聯(lián)度

3.3 長(zhǎng)嶺溝梁橋評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重的確定

3.4 長(zhǎng)嶺溝梁橋可靠性綜合評(píng)價(jià)

由表5及2.5權(quán)重系數(shù)的計(jì)算，以及式(17)可得出該橋可靠性指標(biāo)關(guān)于各評(píng)價(jià)等級(jí)的綜合關(guān)聯(lián)度及排序，如表6所示。

表6 長(zhǎng)嶺溝梁橋可靠性綜合關(guān)聯(lián)度評(píng)價(jià)

由式(18)~(19)的評(píng)價(jià)原則以及表1可以判斷出長(zhǎng)嶺溝橋的可靠性評(píng)價(jià)等級(jí)為Ⅲ級(jí)，質(zhì)量狀況較差，主要構(gòu)件有一定的損傷，能滿足正常工作，需要中修來(lái)維護(hù)恢復(fù)使用質(zhì)量。

4 評(píng)價(jià)結(jié)果分析

為了驗(yàn)證本文采用可拓理論模型方法所得結(jié)果的可靠性和合理性，將其評(píng)價(jià)結(jié)果與調(diào)研資料以及《長(zhǎng)嶺溝橋梁狀況檢測(cè)報(bào)告》進(jìn)行對(duì)比。根據(jù)《長(zhǎng)嶺溝橋梁狀況檢測(cè)報(bào)告》顯示，長(zhǎng)嶺溝梁橋確實(shí)存在著不同程度的病害，且該橋梁的健康狀況較差，如果該橋梁管轄區(qū)段的相關(guān)部門沒有對(duì)其進(jìn)行及時(shí)的維修加固，可能會(huì)在橋梁的運(yùn)營(yíng)階段導(dǎo)致該橋梁倒塌而出現(xiàn)嚴(yán)重的安全交通事故。由此可知，橋梁檢測(cè)評(píng)價(jià)結(jié)果與可拓理論模型綜合評(píng)價(jià)的結(jié)果一致，進(jìn)一步驗(yàn)證了此方法對(duì)混凝土梁橋可靠性評(píng)價(jià)的合理性。

5 結(jié)論

1) 全國(guó)各地氣候環(huán)境的不同，使得橋梁可靠性的評(píng)價(jià)指標(biāo)的選取不能一概而論。通過現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地調(diào)研，參考已有文獻(xiàn)以及查閱相關(guān)規(guī)范，選取西北干寒地區(qū)混凝土梁橋可靠性評(píng)價(jià)指標(biāo)，并依據(jù)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)對(duì)其進(jìn)行可靠性等級(jí)劃分。

2) 西北干寒地區(qū)混凝土梁橋的可靠性評(píng)價(jià)是一個(gè)涉及因素較多的復(fù)雜系統(tǒng)。因此，本文采用可拓理論從定性和定量2個(gè)方面對(duì)梁橋的可靠性進(jìn)行了單指標(biāo)綜合評(píng)價(jià)，建立的綜合關(guān)聯(lián)度矩陣在很大程度上避免了受主觀因素和不確定性因素影響，極大地提高了該模型評(píng)價(jià)的準(zhǔn)確性。同時(shí)，采用改進(jìn)相似權(quán)法計(jì)算指標(biāo)的權(quán)重，使得評(píng)價(jià)結(jié)果更加客觀并且使得評(píng)價(jià)結(jié)果更加客觀。

3) 評(píng)價(jià)結(jié)果表明：長(zhǎng)嶺溝梁橋的可靠性等級(jí)為Ⅲ級(jí)，主要構(gòu)件有一定的損傷，但能滿足正常工作，需要中修來(lái)維護(hù)恢復(fù)使用質(zhì)量。

[1] 孫艷云. 西北干寒地區(qū)混凝土梁橋病害機(jī)理分析及耐久性評(píng)價(jià)[D]. 蘭州: 蘭州交通大學(xué), 2018. SUN Yanyun. Analysis of damage mechanism and durability evaluation of concrete girder bridges in northwest China[D]. Lanzhou: Lanzhou Jiaotong University, 2018.

[2] 蘭海, 史家鈞. 灰色關(guān)聯(lián)分析與變權(quán)綜合法在橋梁評(píng)價(jià)中的應(yīng)用[J]. 同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科版), 2001(1): 50?54. LAN Hai, SHI Jiajun. Application of grey correlation analysis and variable weight synthesis in bridge evaluation[J]. Journal of Tongji University (Natural Science Edition), 2001(1): 50?54.

[3] 禹智濤, 韓大建. 既有鋼筋混凝土橋梁正常使用極限狀態(tài)的可靠度分析方法[J]. 中南公路工程, 2003(1): 19?22. YU Zhitao, HAN Dajian. Reliability analysis method for normal use limit state of existing reinforced concrete bridge[J]. South China Highway Engineering, 2003(1): 19?22.

[4] 蔡長(zhǎng)豐, 郝海霞. 模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在鋼筋混凝土橋梁結(jié)構(gòu)可靠性評(píng)價(jià)中的應(yīng)用[J]. 公路工程, 2008(2): 150? 153. CAI Changfen, HAO Haixia. Application of fuzzy neural network in reliability evaluation of reinforced concrete bridge structures[J]. Highway Engineering, 2008(2): 150?153.

[5] 向茂, 王起才. 基于改進(jìn)相似權(quán)可拓理論的大跨徑公路橋梁抗風(fēng)穩(wěn)定性評(píng)價(jià)[J]. 工程研究?跨學(xué)科視野中的工程, 2018, 10(1): 32?39. XIANG Mao, WANG Qicai. Evaluation of wind resist-ancest-ability of long-span highway bridges based on improved similarity extension theory[J]. Engineering Research-Engineering in an Interdisciplinary Perspective, 2018, 10(1): 32?39.

[6] 柴乃杰, 劉鑫淼. 基于熵權(quán)可拓理論的我國(guó)再生混凝土粗骨料質(zhì)量等級(jí)評(píng)價(jià)[J]. 硅酸鹽通報(bào), 2018, 37(1): 1?9. CHAI Naijie, LIU Xinmiao. Quality grade evaluation of recycled concrete coarse aggregaein China based on entropy weight extension theory[J]. Bulletin of the Chinese Ceramic Society, 2018, 37(1): 1?9.

[7] CHENG Y C, GUO H B. Durability assessment of reinforced concrete bridge based on fuzzy neural networks[J]. Advanced Materials Research, 2014(838): 1069?1072.

[8] 柴乃杰, 鮑學(xué)英. 基于改進(jìn)相似權(quán)?未確知測(cè)度理論的公路橋梁耐久性評(píng)估[J]. 鐵道科學(xué)與工程學(xué)報(bào), 2018, 15(10): 2541?2548. CHAI Naijie, BAO Xueying. Durability evaluation of highway Bridges based on improved similarity weight -unascertainable measure theory[J]. Journal of Railway Science and Engineering, 2008, 15(10): 2541?2548.

[9] Mirza O, Kaewunruen S, Kimani S K. Damped frequencies of precast modular steel-concrete composite railway track slabs[J]. Steel and Composite Structures, 2017, 25(4): 537?565.

[10] SHI Weidi, WEI Ying. A brain segmentation algorithm based on Markov model fused with fuzzy similarity dynamic weights[C]// Control and Decision Conference (CCDC), 2012 24th Chinese, 2012.

[11] 張亞明, 李娜, 趙培慶. 基于蟻群相似權(quán)算法的網(wǎng)絡(luò)團(tuán)購(gòu)信用評(píng)價(jià)模型研究[J]. 現(xiàn)代圖書情報(bào)技術(shù), 2016(1): 40?47. ZHANG Yaming, LI Na, ZHAO Peiqing. A study on the credit evaluation model of online group-buying based on the ant-colony similarity weight algorithm[J]. Modern Library and Information Technology, 2016(1): 40?47.

[12] Choi F C, LI, Samali B, et al. Application of the modified damage index method to timber beams[J]. Engineering Structures, 2008, 30(4): 1124?1145.

[13] 陸成龍. 蘆家溝大橋的檢測(cè)與安全性評(píng)估研究[D]. 西安: 長(zhǎng)安大學(xué), 2016. LU Chenglong. Study on detection and safety assessment of Lujiagou bridge[D]. Xi’an: Chang’an University, 2016.

Reliability evaluation of in-service concrete girder bridges in the dry cold region of northwestern china

WANG Yinxiong, HAO Wei, CUI Jinjin

(School of Civil Engineering, Lanzhou Jiaotong University, Lanzhou 730070, China)

In order to solve the problems of strong subjectivity and uncertain evaluation index in-service concrete girder bridge reliability evaluation in dry-cold region of northwest, the objective and accurate evaluation of girder bridge reliability in this region is realized. In this paper, an evaluation model based on improved similarity weight extension matter-element was proposed. First of all, according to the highway bridge technical condition evaluation standard, and considering the impact of the special climate on the development of concrete girder bridge diseases, 17 evaluation indexes, such as steel corrosion and concrete carbonization, were selected to establish evaluation index system. Then, the matter-element system for reliability evaluation of in-service concrete girder Bridges in dry and cold areas of northwest China was constructed by transforming matter-element system, the correlation degree of reliability index to its evaluation grade was calculated, the objective weight of matter-element system was determined by improved similarity weight method, and the extension evaluation model of matter-element system with improved similarity weight was established. Finally, the evaluation model was used for example analysis, and compared with the bridge detection results. The results show the feasibility and practicability of the model, and provide theoretical basis for the reinforcement and maintenance of girder Bridges in this area.

the dry and cold regions in northwest China; concrete beam bridge; reliability evaluation; extension theory; improve similarity weights

U446.3

A

1672 ? 7029(2019)11?2766 ? 09

10.19713/j.cnki.43?1423/u.2019.11.016

2019?03?01

長(zhǎng)江學(xué)者和創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)發(fā)展計(jì)劃滾動(dòng)資助項(xiàng)目(IRT-15R29)

郝偉(1968?)，女，甘肅蘭州人，副教授，從事建設(shè)工程項(xiàng)目管理及經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)研究；E?mail：862535923@qq.com

(編輯 蔣學(xué)東)