[摘要] 讨论了模糊综合评价在桥梁技术状况定期检测中的数据模糊关系。从桥梁结构安全角度认为,当桥梁破坏程度达到出现可能垮塌危险的临界状况更值得管理者去重视。结合桥梁养护技术规范执行使用情况,提出了改进桥面系和桥梁上部结构评价指数的建议,着重讨论了构建模糊综合评价模型及运用模糊手段来寻求危桥临界点的问题。
城市桥梁的安全运行是桥梁管理者的责任。在桥梁技术状况的定期检测评估方面,原建设部颁布的《城市桥梁养护技术规范》(cJJ 99—2o03)提出了定量分析评价的方法。通过几年的实际应用,觉得有些桥梁评价指数及危桥评判问题与实际情况不甚相符并存在较大差异。所以,需要重新考虑调整评价体系,从而使其更加合理。
1 桥梁定期检测的侧重点
准确地确定桥梁损坏的程度,甚至辨别是否达到危险状态,是一个总结经验并将各种信息集合、归纳、分析、判断的过程。通过建立相关的数学模型,将采集的数据作为变量,形成相关函数,从而使划分的边界由模糊到清晰。这种从经验型定性分析向数据型定量分析的过渡,是桥梁检测评估方法的进步,但这只能趋于接近目标而非绝对地能够达到目标。
例如,桥梁定期检测主要依靠外观检查的方法,所采集的数据主要是病害的面积、长宽、深度和数量等内容,这些通常只能发现桥梁病害的表观特征,并不能直接反映结构的破坏程度,虽然病害存在的内在隐患可以通过表观表达某种信息,但这
是不够的。从桥梁安全角度考量,寻找结构的强度、刚度、稳定性与病害的关联性,即当桥梁破坏到一定的程度,所出现可能垮塌的警戒值或危险值,才更值得管理者去重视。
2 模糊综合评价方法应用
模糊综合评价方法是模糊数学中应用比较广泛的一种方法。在对某一事物进行评价时常会遇到这样一类情况,由于评价事物是由多方面因素所决定的,因而要对每一因素进行评价;在对每一因素作出一个单独评语的基础上,如何考虑所有因素而
作出一个综合评语,这就是综合评价问题。
由于许多事情的边界并不十分明显,评价时很难将其归于某个类别,于是人们先对单个因素进行评价,然后对所有因素进行综合模糊评价,防止遗漏任何统计信息和中途损失信息,这有助于解决用“是”或“否”这样的确定性评价带来的对客观真
实的偏离问题。
2.1 综合评价指数问题
桥梁技术状况评价指数是桥梁养护规范中的重要评价指标,从规范颁布执行的使用情况来看,我们认为该评价体系属于模糊评价基本模型。分析了若干座桥,其中的桥面评价的评分似过于苛刻,当然从行车质量这一层无可厚非,但从桥梁安全的另
一层,往往上部结构的权重也是相当重要的,也就是说,上部结构是安全的关键。因而,桥面系扣分过重,并不符合实际情况。
2.2 桥梁危险状况问题
如何判断桥梁的病害程度恰好到了临近塌桥的危险状态,这种临界状态可以通过各种信息的集合,以数学表达式、以计分分值的大小给予确定吗?这虽是桥梁工程界及养护管理部门一直追求的愿望,然因桥梁技术状况受各种复杂因素的影响,定量分析的边界不清晰造成了对系统描述的模糊性。在还不能根据何种状况指数真正地表达或界定桥梁损坏程度已达到即要坍塌程度的时候,运用模糊手段来处理模糊性问题,将会使评价结果更真实、更合理。模糊综合评价模型的建立须经过以下步骤:
(1)给出备择的对象集,即桥梁结构的各个部件。
(2)确定指标集。即把能预测桥梁损坏和危险状况的值构成一个模糊集合。模糊集合就是指具有某个模糊概念所描述的属性的对象的全体。由于概念本身不是清晰的,界限不是分明的,因而对象与集合的隶属关系也不是明确的、非此即彼的。
(3)不断修正认知过程。要想通过数学建模的方法,找到恰好是桥梁垮塌的临界点是不太现实的,因为每座桥梁受损状况是不同的,影响桥梁的因素也无法通过量值所表达。只有通过对集合的区间范围不断地修正缩小,把可知的范围扩大,才可以让有经验的专家对判断的结果基本上认同。因此不断地修正过程即是不断的认知过程。
3 适用性范围的扩展
对于立交桥的评价,能否采用一般桥梁的评价方法呢?总结有以下的注意问题:
(1)区分立交桥的各个独立分支桥为每座桥,包括上下行不连体的桥。
(2)以评价结果的最低指数对应的跨(简支梁)或联(连续梁)为整条线的代表值。
结语
能够通过数学建模的方法寻找桥梁垮塌的临界点是很困难的。但是可以通过模糊综合评价方法,表达桥梁损坏的程度,给人们以警示,以采取必要的保障措施。