斜拉桥是目前大跨度桥梁中的首选桥型,而桥梁又是公路交通的咽喉,由于自然环境作用和日益增长的交通量及载重量,大量既有桥梁功能退化,加固维修任务十分艰巨。通过对既有桥梁特别是大跨度桥梁的运营状态做出科学评判,对于保障桥梁结构的安全使用性能,科学合理地进行决策及加固维修,保证交通大动脉的畅通具有重大的社会意义和经济价值。 本文以具体桥型—斜拉桥为对象,以斜拉桥上部结构状态评估为目标,引入模糊推理的思路,展开了斜拉桥状态评估方法与实践应用的研究: 1、基于层次分析法(AHP),将评估对象按照主要构件分为主梁、索塔、斜拉索、附属结构四个部分,建立了斜拉桥上部结构状态评估模型; 2、根据评估模型,参照现有的桥梁规范,确定各底层指标的评定准则,选择非线性S型(sigmoid)函数作为底层指标的隶属度函数,并根据评定准则,确定各底层指标隶属度函数的参数; 3、基于桥梁领域专家的意见,并结合理论分析,建立斜拉桥状态评估模糊推理if-then规则,并且给出规则的两种不同表达形式,以便实现不同的推理过程。 4、模糊推理过程采用了两种方式,一种是基于模糊规则的推理计算,另一种是利用神经网络训练和学习规则样本,存储相应的权重和阀值,然后将模糊化的检测值输入,得到评估结果。 桥梁结构状态评估是一个世界范围内的研究热点。在基于模糊推理规则的桥梁结构状态评估过程中,合理的推理规则是评估结果好坏的决定因素,由于目前桥梁评估领域还很少有可以参考的推理规则,本文在专家经验的基础上,仅对斜拉桥的附属结构状态的评估过程做了介绍。在工程实例中对巴东长江公路大桥的斜拉索的状态进行了评估。