贵州地区砼拱桥加固或拆除综合判定方法研究

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贵州特殊的山区地形适合于拱桥的建设,自上个世纪60年代至90年代,设计建造了数量众多的混凝土双曲拱桥和桁式组合拱桥,包括世界最大跨度的预应力桁式组合拱桥——江界河大桥。但在长期的使用过程中相继出现拱波开裂、承载力降低等病害,桥梁技术状况偏低,不少拱桥已处在加固或拆除的边缘。然而,拱桥的加固或拆除涉及到技术、经济、社会、资源等多种因素,采用单一因素难以对拱桥的加固或拆除做出科学合理的决策。为此,本文依托贵州省交通运输厅科技项目“拱桥原桥位拆除重建综合解决方案研究”(2020-123-018),针对贵州地区量大面广的双曲拱桥和桁式组合拱桥,开展混凝土拱桥加固或拆除方案的综合判定研究,主要研究工作如下:(1)针对当前混凝土拱桥加固或拆除判定因素单一性缺点,建立综合性评判指标体系。根据双曲拱桥和桁式组合拱桥的病害,结合检测报告,按“下部结构、上部结构、桥面系”构建技术性指标;从社会发展、国家方针、政府行为方面构建“桥面通行、桥下通航、政府意志、碳排放量”社会性指标;从结构寿命、社会资源、费用成本角度构建“加固、重建寿命周期内费用与效益模型”经济性指标。(2)针对层次分析法存在主观性强、易受专家个人影响、指标权重求解过程繁琐,模糊理论法无法对指标体系中的各指标进行定权和变权的问题,采用具有计算逻辑严谨、简化指标体系、指标赋权简便、克服主观性、判定结果准确等特点的粗糙集理论方法,建立混凝土拱桥加固或拆除方案综合判定模型。(3)建立评判指标表,结合专家评价法,应用粗糙集理论中基于差别矩阵的属性约简算法对指标体系进行属性约简,根据知识的依赖性计算约简后的指标重要度并赋权,对约简后指标体系进行综合判定计算,据此得出混凝土拱桥是加固或拆除重建的判定结果,将其应用于贵州省花鱼洞大桥(桁式组合拱桥)和乌江大桥(双曲拱桥)中,验证了文中方法的可行性。
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