在役桥梁综合状态评估加固经济性指标的确定技术

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1、在役桥梁综合状态评估加固经济性指标的确定技术【摘要】本文在获取在役桥梁加固经济性主要影响因素的基础上，通过利用层次分析法的递推层次结构，构架了最鹿层、中间层以及最高层的在役桥梁加固经济性评估模型，同时结合权重修正技术和模糊数学理论，最终获得了在役桥梁加固经济性的评估方法，经实践检验，在役桥梁加经济性评估结果能较好指导桥梁管养工作者对服役桥梁采取安全、有效、合理的处置决策，为桥梁建设事业节约了大笔资金。【关键词】在役桥梁；状态评估；加固经济性；层次分析；模糊数学1.引言随着服役年限的延长，桥梁不可避免的出现了各种各样的病害情况，为了保证道路的畅通和人民生命财产安全，需

2、对桥梁采取一定的处治措施，这就涉及到旧桥处置决策问题［1］〜［2］。对此，为了后续的在役桥梁综合状态评估，文本参入了旧桥的加固经济性指标，通过详细、深入的分析研究加固经济性指标，力求迗到精确评估在役桥梁综合状态的目的，并且做到在保障桥梁安全的同时尽可能的减少养护资金。2.在役桥梁加固经济性的主要影响因素分析2.1初始加固费用对在役桥梁加固经济性的影响。桥梁结构的初始加固费用是指桥梁结构加固的直接支出费用，包括人工费、设备和机具购置或使用费、材料费、管理费、各种施工增加费以及其它有关的各种费用等，在实际分析时应扣除可以重复利用和回收的费用［3］。2.2限制或中断交通费

3、用对在役桥梁加固经济性的影响。桥梁加固施工过程中一般会采取交通管制，当限制或中断交通时，会因桥梁通行能力降低使得交通拥阻，引起车速减缓或绕道行驶，造成桥梁使用者出行时间及出行距离的增加，将产生用户经济损失。另外会使得一些原本需要出行的用户，由于出行费用的增加使得出行变得不经济，而放弃出行，造成用户期望损失。相关路线也会受到转移车辆的影响造成用户费用的增加。随着经济的发展，各产业之间的相互依赖性越来越强，交通网络在整个经济发展中的重要性越来越明显，交通通行能力的降低将会对相关产业造成不小的经济损失，通过专家评分法确定。因此，对在役桥梁进行经济性评估，桥梁加固工程施工期

4、内因阻塞或中断交通所导致的经济损失的费用是不可忽视的因素。2.3检查、养护费用对在役桥梁加固经济性的影响。常规检查和养护属于小修保养工作，一般不会影响桥梁通行能力，所涉及费用只包括有人工费，油漆更换栏杆、局部修理等所消耗的材料费和机具费等等。小修保养费用与交通量、路线等级、通行能力、结构状况有关，可以根据当地多年资料通过回归分析确定。2.4维修费用对在役桥梁加固经济性的影响。桥梁维修［3］指的是修理、更换桥梁结构的非主要承重构件，如中小桥梁支座、伸缩缝等，桥面系的翻新铺装等，属于中修工作，一般要求限制交通，甚至会中断交通。桥梁服役期，必须考虑维修的费用及由此引起的交

5、通阻塞或中断所导致的经济损失的费用。2.5环境污染费用对在役桥梁加固经济性的影响。环境污染包括车辆排放的尾气对人体健康、植被和桥梁结构等造成的损害，交通噪声和振动产生的危害，车辆轮胎和桥面磨损产生的粉末扬尘危害等。一般可通过当地调查或专家咨询的方式估算出年环境污染费用。2.6在役桥梁加固经济性层次分析模型的建立。桥梁和其它建筑物一样，“生命周期”要经历3个阶段：施工期、服役期和老化期。桥梁的生命周期成本就是指在所确定的生命周期内为建立和保持桥梁结构的使用功能所需耗费的一切费用之总和［3］。为使在役桥梁加固与新建桥梁经济方案具有可比性、计算准确性，本着简洁实用的原则，

6、提出以下前提假设：（1）在生命周期内，加固后的桥梁结构和新建的桥梁结构均不再对其进行大规模的大修加固工程，只进行日常维护、小修和中修工作；（2）本文桥梁老化期指桥梁结构不能满足运行需求，结构退役待拆除阶段。老化期产生的路网改建及旧桥拆除等费用只在新桥建设中计算。（3）由于新桥和加固桥梁的生命周期不同，本文认为将影响桥梁经济性评估的相关费用成本（C）折算为年值成本（AC）评价较为合理。年值成本（AC）的计算具体如下：AC=Ci（1+i）n（1+i）n-1其中，i社会平均折现率；n加固的桥梁生命周期。通过以上假设，在建立在役桥梁加固经济性层次分析评估模型时，考虑在役桥梁

7、施工期和服役期两个不同的寿命阶段［4］，对影响其加固经济性的主要因素进行分析，故在役桥梁加固经济性分析模型可简化为如图1所示。1.加固经济性主要指标的权重修正技术3.1构造判断矩阵。建立上述递阶层次结构后，上下层元素间的相互关系就被确定了。以上一层次的元素Bk作为准则，其对下一层次Al、A2、…、An有支配作用。层次分析法是采用两两比较的方法来得到准则Bk下各元素的权重，即比较Ai与Aj对Bk的影响程度，以uij表示，并使用1〜9的比例标度来度量uij。3.2层次排序。在准则Bk下，要获得Al、A2、…、An的排序结果，需要对其权重进行计算。判断矩阵可写为：A=