钢筋混凝土套箍加固拱桥质量检验评定体系研究

钢筋混凝土套箍加固拱桥质量检验评定体系研究

刘国强

重庆建工集团400074

摘要：针对钢筋混凝土套箍加固拱桥技术，在层次分析法的基础上构建了与之相应的质量检验评定体系，总结出了体系的应用实施流程，并对体系中判断矩阵构造，各层元素对总目标的合成权重，模糊综合评判等参数进行了确定，最后用实际工程对质量检验评定体系进行了验证，结果表明：桥梁加固质量检验综合评定体系合理、可用；它对桥梁加固质量检验评定体系的系统化、规范化、理论化的发展起到一定的促进作用。

关键词：桥梁工程；套箍加固技术；质量检验评定体系；层次分析法

Abstract：Forreinforcedconcreteskeinmethodtoarchbridges，correspondingqualityassessmentsystemisestablishedbasedonanalytichierarchyprocess（AHP）.Atthesametime，theactualapplicationprocessofthesystemwasfound.Structureofjudgmentmatrix，syntheticweightandforeachlayerofelementandfuzzycomprehensiveevaluationwasfiguredout.Finally，thesystemisverifiedbypracticalengineering.Somethingisobviousastheresultshows.Firstly，thecomprehensiveassessmentsystemforreinforcementqualityofbridgesisreasonableandpractical.Secondly，thissystemtakessomeadvantagestothesystematization，standardizationandtheorizationfortheassessmenttoreinforcementqualityofbridges.

Keywords：bridgeengineering，skeinreinforcementmethod，qualityassessmentsystem，analytichierarchyprocess（AHP）

0引言

桥梁加固质量检验评定，就是指桥梁加固工程检验项目中的性能采取量测、检查、试验等方法，依据检验结果，参照标准规定要求，对桥梁加固工程质量进行评分并确定其等级的活动。对于新建桥梁的质量检验评定，无论是公路桥梁，还是市政桥梁都有其行业标准，但旧桥加固是比新建桥梁更为复杂的系统工程，它涉及病害诊断、检测评定、加固决策分析、加固总体方案设计、加固材料与加固方法的选择、加固构件设计计算、加固施工管理与监测试验等多学科问题，然而，对旧桥加固工程质量检验评定还未有行业标准，也缺乏深入的研究。相对于旧桥加固市场，旧桥加固质量检验评定及验收的研究更为迫切[1~4]。本文针对钢筋混凝土套箍加固拱桥技术，在层次分析法的基础上构建了与之相应的质量检验评定体系，总结出了体系的应用实施流程，并对其参数进行了确定，最后用实际工程对质量检验评定体系进行了验证，结果表明：体系针对性强、切实可用；它对桥梁加固质量检验评定体系的系统化、规范化、理论化的发展起到一定的促进作用。

1质量检验评定体系构建

1.1评定体系主要指标

（1）材料性能

材料是工程质量的基础，在进行工程质量检验评定时，材料的重要性不言而喻。对于桥梁加固工程，要求使用高性能的绿色环保材料，施工时，要求对原材料进行相关的检测试验，并完成相应的质量检测报告。

（2）施工方案

施工是形成工程项目实体的过程，也是决定最终产品质量的关键阶段。要想提高加固工程项目的质量，就必须对施工阶段的质量进行严格控制，而施工方案制定的正确性，在加固工程项目施工的质量控制中有着举足轻重的作用。

（3）施工质量

对于采用钢筋混凝土套箍加固技术的桥梁加固工程，施工质量主要是对混凝土强度是否达标、结合面处理是否满足设计要求、钢筋安装是否符合规范以及联结构件是否满足相关技术标准的检验与评定。

（4）外观质量

桥梁加固工程施工完成后，在对加固质量进行检验评定时，需对加固外观质量进行仔细检查，针对采用钢筋混凝土套箍加固技术的加固工程，主要从外观尺寸和面层外观两方面进行检验评定。

1.2评定体系

根据层次分析法的基本原理和层次分析结构的建立原则，以及钢筋混凝土套箍加固拱桥技术质量检验评定指标体系组成，建立如图1的质量检验评定体系层次分析结构模型。

1.3评定体系应用实施流程

根据层次分析法的基本步骤，变权理论和模糊综合评判法的适用情形[5~7]，针对桥梁钢筋混凝土套箍加固拱桥技术的实际情况，归纳总结出桥梁加固质量检验评定体系的应用实施流程，如图2所示。

图1桥梁质量检验评定层次分析结构模型图2质量检验评定体系应用实施流程

Fig.1AnalytichierarchystructuremodelofFig.2Applicationprocessofreinforcement

reinforcementqualityassessmentsystemqualityassessmentsystem

2应用参数确定

针对钢筋混凝土套箍对拱桥加固的质量检验评定体系结合其实施流程，对评定体系在应用过程中判断矩阵的构造，各层元素对总目标的合成权重，模糊综合评判等参数进行了计算。

2.1构造判断矩阵并计算其一致性

层次分析法的一个重要特点就是用两两重要性程度之比的形式表示出两个因素的相应重要性程度等级。建立判断矩阵的基本思想就是将若干因素对同一目标的影响归纳为它们在目标中所占的比重，如要比较n个元素U=（U1，U2…，Un）对目标M的影响，确定元素在M中的比重，每次取两个元素Ui、Uj，以Uij表示两个因素对M影响之比，从而形成判断矩阵。将每个元素彼此相互比较，构成两两比较判断矩阵，即

根据判断矩阵计算本层次指标与上一层次某指标之间的重要性程度的相对值（即权重值）的过程，称为层次单排序。采用的方法是求解判断矩阵最大特征值对应的特征向量并将其归一化，其对应的特征向量即为该层次的排序权重值，具体计算流程可采用如下步骤：

其中和即为所要求的特征根与相应的特征向量。对由判断矩阵计算所得的最大特征值和排序权向量所确定的权数分配是否合理，需要按以下步骤对判断矩阵进行一致性检验：

（1）计算一致性指标CI：

式中，n表示判断矩阵的行数或列数。一致性指标CI是衡量不一致程度的数量指标，CI值越大，U的不一致性越严重，用权向量表示（U1，U2，…，Un）所占比重的偏差越大。对于一致阵，一致性指标CI=0。

（2）查找相应的平均随机一致性指标RI。

RI和判断矩阵的阶数有关，一般情况下，矩阵阶数越大，则出现一致性随机偏离可能性也越大，表1列出了1~12阶正互反矩阵计算1000次得到的平均随机一致性指标RI数值。

表1平均随机一致性指标RI

（3）计算一致性比例：

考虑到一致性的偏离可能是由于随机原因造成的，因此在检验判断矩阵是否具有满意的一致性时，还需将CI与平均随机一致性指标RI进行比较，得出检验系数CR。当CR<0.10时，认为该判断矩阵的一致性是可以接受的，即可将特征向量作为因素原始权向量，否则应调整判断矩阵的元素取值，重新分配权系数的值。

质量监督部门（Z）、检测单位（J）以及质量检验评定委员会（W）三个部门分别对桥梁加固质量检验评定构造判断矩阵，经分析整理，具体计算结果及一致性检验分别如下：

各参评部门判断矩阵检验系数CR＜0.1，表明构造矩阵具有满意的一致性，故

即准则层B中材料性能、施工方案、施工质量和外观质量四个指标在目标层A中的权重分别为0.0835，0.0624，0.6109，0.2432。

同理通过以上方法打分，构造判断矩阵并进行相关运算得以下各层相关指标的权重：准则层C中相关指标在准则层B1中的权重为：

准则层C中相关指标在准则层B2中的权重为：

准则层C中相关指标在准则层B3中的权重为：

准则层C中相关指标在准则层B4中的权重为：

2.2层次总排序

依据层次分析结构模型，从上到下逐层对各指标进行层次总排序，最终计算结果得到每层层次元素的权重值，并按照规范采用百分制，将各元素的权重值分别乘以100，得到各指标的最终权重值，如表5～6所示：

2.3模糊综合评判

在确定了各层指标权重后，构造权重分配的相应矩阵，根据具体检验内容及方法得出检验得分（该检验得分应为扣除外观缺陷和资料不全之后的评分，根据参与质量检验评定单位所占权重乘以各自评分确定最终得分），采用半梯形及梯形分布，确定隶属关系矩阵，则具体分项工程的综合评判结果为：

模糊Ⅱ级综合评判：令则：

故最终综合评判总体得分为。

最后，依据桥梁加固质量等级评定，对模糊综合评判结果P做出最终综合评判，完成桥梁加固质量的检验评定。

3工程应用

为验证桥梁加固质量检验评定指标体系在钢筋混凝土套箍加固技术中应用的可行性和合理性，选择一加固实例进行试算，参评小组由质量监督部门（Z）、检测单位（J）以及质量检验评定委员会（W）三个部门组成，取其权重为。由以上方法得桥梁加固质量评定检验评分如下：

模糊Ⅰ级综合评判

利用半梯形及梯形分布，确定隶属关系矩阵，有

同时，有

同理可得到：

模糊Ⅱ级综合评判

令：，故：

又因为，故最终综合评判总体得分为：

桥梁加固质量检验综合评定为合格。

4结束语

针对钢筋混凝土套箍加固拱桥技术，在层次分析法的基础上构建了与之相应的质量检验评定体系，总结出了体系的应用实施流程，并对体系中的应用参数进行了分析计算，最后用实际工程对质量检验评定体系进行了验证，结果表明，桥梁加固质量检验体系合理。

参

考文献：

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