基于模糊數(shù)學(xué)的西藏地區(qū)在役橋梁綜合狀態(tài)評估體系構(gòu)建與應(yīng)用一、引言1.1研究背景與意義1.1.1研究背景西藏地區(qū)地處青藏高原，是我國西南邊陲的重要門戶，其獨(dú)特的地理位置和復(fù)雜的地形地貌，使得橋梁在該地區(qū)的交通網(wǎng)絡(luò)中占據(jù)著極為關(guān)鍵的地位。橋梁作為連接西藏地區(qū)各區(qū)域的交通樞紐，不僅承擔(dān)著人員往來、物資運(yùn)輸?shù)闹厝?，更是促進(jìn)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展、文化交流以及社會穩(wěn)定的重要基礎(chǔ)設(shè)施。例如，拉薩河上的次角林大橋，作為連接拉薩市區(qū)與蔡公堂鄉(xiāng)次角林村的重要通道，其建成通車極大地便利了兩岸居民的出行，促進(jìn)了區(qū)域間的經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展，為拉薩市實(shí)施“東延西擴(kuò)、跨河發(fā)展”戰(zhàn)略提供了有力支撐。然而，西藏地區(qū)惡劣的自然條件給橋梁的建設(shè)、運(yùn)營和維護(hù)帶來了巨大的挑戰(zhàn)。西藏被譽(yù)為世界屋脊，河流眾多，山脈縱橫，流水侵蝕和千溝萬壑的地貌使得橋梁建設(shè)難度極大。同時(shí)，該地區(qū)還面臨著高寒、高溫差、強(qiáng)太陽輻射、長日照、凍土、大風(fēng)等極端自然環(huán)境因素的影響。在高寒環(huán)境下，橋梁結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能會發(fā)生顯著變化，如鋼材的韌性降低，混凝土的抗凍性下降，容易導(dǎo)致結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫、脆斷等病害；而高溫差則會使橋梁結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大的溫度應(yīng)力，加速結(jié)構(gòu)的疲勞損傷；強(qiáng)太陽輻射和長日照會使橋梁材料老化加劇，縮短其使用壽命；凍土的凍脹和融沉作用會對橋梁基礎(chǔ)造成嚴(yán)重破壞，影響橋梁的穩(wěn)定性；大風(fēng)天氣還可能引發(fā)橋梁的風(fēng)致振動(dòng)，威脅橋梁的安全運(yùn)營。據(jù)相關(guān)研究表明，西藏地區(qū)橋梁病害的發(fā)生率明顯高于其他地區(qū)，且病害類型更為復(fù)雜多樣，這些病害不僅影響了橋梁的正常使用性能，也對橋梁的結(jié)構(gòu)安全構(gòu)成了嚴(yán)重威脅。隨著西藏地區(qū)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和交通量的不斷增長，現(xiàn)有橋梁面臨著日益繁重的交通荷載壓力。同時(shí)，部分早期建設(shè)的橋梁由于設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)較低、施工技術(shù)有限以及長期的運(yùn)營損耗，其結(jié)構(gòu)性能逐漸退化，安全隱患不斷增加。因此，準(zhǔn)確評估西藏地區(qū)在役橋梁的綜合狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理橋梁存在的安全問題，對于保障橋梁的安全運(yùn)營、延長橋梁使用壽命以及促進(jìn)西藏地區(qū)的可持續(xù)發(fā)展具有至關(guān)重要的現(xiàn)實(shí)意義。1.1.2研究意義本研究旨在運(yùn)用模糊數(shù)學(xué)評估技術(shù)對西藏地區(qū)在役橋梁綜合狀態(tài)進(jìn)行評估，這一研究具有多方面的重要意義。保障橋梁安全運(yùn)營：通過對橋梁綜合狀態(tài)的準(zhǔn)確評估，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)橋梁結(jié)構(gòu)中存在的潛在病害和安全隱患，為橋梁的維護(hù)、加固和改造提供科學(xué)依據(jù)，從而有效避免橋梁安全事故的發(fā)生，保障人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全。橋梁安全事故一旦發(fā)生，不僅會導(dǎo)致交通中斷，給人們的出行帶來極大不便，還可能造成嚴(yán)重的人員傷亡和巨大的經(jīng)濟(jì)損失。如2018年意大利熱那亞的莫蘭迪大橋發(fā)生垮塌，導(dǎo)致43人死亡，事故原因主要是橋梁的老化、維護(hù)不善以及設(shè)計(jì)上的問題。因此，對西藏地區(qū)在役橋梁進(jìn)行科學(xué)評估，能夠提前預(yù)防類似事故的發(fā)生，確保橋梁的安全運(yùn)營。為橋梁管理決策提供科學(xué)依據(jù)：模糊數(shù)學(xué)評估技術(shù)能夠綜合考慮橋梁結(jié)構(gòu)的多個(gè)方面因素，包括結(jié)構(gòu)性能、耐久性、病害狀況等，對橋梁的整體狀態(tài)進(jìn)行量化評價(jià)，為橋梁管理部門制定合理的養(yǎng)護(hù)計(jì)劃、維修方案以及資金投入決策提供科學(xué)、客觀的數(shù)據(jù)支持。例如，通過評估結(jié)果可以確定哪些橋梁需要優(yōu)先進(jìn)行維護(hù)，哪些橋梁需要進(jìn)行加固改造，以及合理安排維護(hù)資金的分配，從而提高橋梁管理的科學(xué)性和有效性，避免盲目決策和資源浪費(fèi)。推動(dòng)橋梁評估技術(shù)的發(fā)展：西藏地區(qū)特殊的自然環(huán)境和橋梁結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，對橋梁評估技術(shù)提出了更高的要求。本研究將模糊數(shù)學(xué)理論應(yīng)用于西藏地區(qū)在役橋梁評估，有助于探索適合該地區(qū)橋梁評估的新方法和新技術(shù)，豐富和完善橋梁評估理論體系，為其他地區(qū)在役橋梁評估提供有益的借鑒和參考，推動(dòng)橋梁評估技術(shù)的不斷發(fā)展和創(chuàng)新。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀1.2.1國外研究現(xiàn)狀在國外，橋梁工程領(lǐng)域的發(fā)展歷史悠久，在役橋梁評估技術(shù)也經(jīng)歷了長期的探索與演進(jìn)。早期的橋梁評估主要依賴于經(jīng)驗(yàn)判斷和簡單的荷載試驗(yàn)，隨著科技的不斷進(jìn)步，逐漸發(fā)展出了基于結(jié)構(gòu)力學(xué)、材料力學(xué)等理論的分析方法。20世紀(jì)60年代起，美國率先開啟對橋梁監(jiān)測信息管理系統(tǒng)的研究，并于1968年成功研制出全球首個(gè)橋梁信息管理系統(tǒng)——“國家橋梁檔案數(shù)據(jù)庫”。此后，歷經(jīng)多年持續(xù)完善，該系統(tǒng)已具備強(qiáng)大功能，能夠全面記錄、存儲、更新以及統(tǒng)計(jì)各類橋梁數(shù)據(jù)，還能對公路橋梁展開評定，為維修、改造項(xiàng)目的決策提供有力支持。此后，日本、英國、德國等國家也紛紛跟進(jìn)，積極投身于橋梁監(jiān)測與評估技術(shù)的研究與實(shí)踐。在橋梁長期監(jiān)測技術(shù)層面，國外成績斐然，各類先進(jìn)傳感器技術(shù)，像光纖傳感器、應(yīng)變片傳感器、加速度傳感器等，被廣泛應(yīng)用于橋梁結(jié)構(gòu)監(jiān)測，能夠?qū)崟r(shí)精準(zhǔn)采集橋梁的應(yīng)力、應(yīng)變、位移、振動(dòng)等關(guān)鍵數(shù)據(jù)，為橋梁安全評估提供了豐富且可靠的信息。美國金門大橋、日本明石海峽大橋等都配備了先進(jìn)的監(jiān)測系統(tǒng)，對橋梁運(yùn)行狀態(tài)實(shí)施24小時(shí)實(shí)時(shí)監(jiān)測。在評估方法上，模糊數(shù)學(xué)評估技術(shù)在國外橋梁工程中也得到了一定程度的應(yīng)用。國外學(xué)者通過對橋梁結(jié)構(gòu)的深入分析，構(gòu)建了多種基于模糊數(shù)學(xué)的評估模型。例如，將橋梁的結(jié)構(gòu)參數(shù)、材料性能、荷載作用等因素進(jìn)行模糊化處理，運(yùn)用模糊綜合評價(jià)方法對橋梁的安全性、耐久性等性能進(jìn)行評估。這些研究成果為橋梁的維護(hù)管理提供了更為科學(xué)、合理的依據(jù)。不過，在實(shí)際應(yīng)用過程中，也面臨一些挑戰(zhàn)，如模糊指標(biāo)的選取和權(quán)重的確定主觀性較強(qiáng)，不同評估人員可能得出不同的結(jié)果；同時(shí)，模型的計(jì)算過程較為復(fù)雜，對數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和完整性要求較高，這在一定程度上限制了模糊數(shù)學(xué)評估技術(shù)的廣泛應(yīng)用。1.2.2國內(nèi)研究現(xiàn)狀國內(nèi)在役橋梁評估的發(fā)展歷程與國家交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的快速發(fā)展緊密相關(guān)。早期，我國橋梁評估主要參照國外經(jīng)驗(yàn)和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，采用較為傳統(tǒng)的評估方法，如經(jīng)驗(yàn)系數(shù)法、基于設(shè)計(jì)規(guī)范的方法等。經(jīng)驗(yàn)系數(shù)法是依據(jù)廣泛的調(diào)查研究，確定若干影響承載能力的系數(shù)及其取值范圍，對橋梁承載能力進(jìn)行評估。例如，被評估橋梁的承載能力P可表示為：P=p_0\timesk_1\timesk_2\timesk_3\timesk_4，式中，p_0為原設(shè)計(jì)承載能力；k_1為殘存承載能力系數(shù)（依結(jié)構(gòu)損傷、材料老化程度而定）；k_2為反映橋面條件的系數(shù)；k_3為反映實(shí)際交通情況的系數(shù)；k_4為橋梁建造適用年限系數(shù)。該方法應(yīng)用簡便，但系數(shù)確定困難且主觀性大，計(jì)算結(jié)果粗糙?；谠O(shè)計(jì)規(guī)范的評定方法是根據(jù)橋梁缺損狀況調(diào)查評估以及質(zhì)量檢測評定結(jié)果，通過結(jié)構(gòu)計(jì)算分析，對橋梁結(jié)構(gòu)承載能力做出評定。隨著我國橋梁建設(shè)數(shù)量的不斷增加和技術(shù)水平的逐步提高，傳統(tǒng)評估方法的局限性日益凸顯，對更加科學(xué)、精準(zhǔn)的評估技術(shù)的需求愈發(fā)迫切。在此背景下，模糊數(shù)學(xué)評估技術(shù)逐漸受到國內(nèi)學(xué)者和工程界的關(guān)注。眾多學(xué)者針對橋梁評估中的模糊性問題，開展了深入研究，提出了一系列基于模糊數(shù)學(xué)的評估模型和方法。例如，運(yùn)用模糊綜合評價(jià)法，綜合考慮橋梁的多個(gè)評價(jià)指標(biāo)，如橋梁的結(jié)構(gòu)完整性、材料性能劣化程度、病害類型及嚴(yán)重程度等，對橋梁的技術(shù)狀況進(jìn)行全面評估；還有學(xué)者將模糊數(shù)學(xué)與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合，利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的自學(xué)習(xí)和自適應(yīng)能力，提高模糊評估模型的準(zhǔn)確性和可靠性。在實(shí)際工程應(yīng)用方面，模糊數(shù)學(xué)評估技術(shù)已在一些橋梁評估項(xiàng)目中得到成功應(yīng)用。通過對橋梁現(xiàn)場檢測數(shù)據(jù)的收集和整理，運(yùn)用模糊數(shù)學(xué)模型進(jìn)行分析計(jì)算，能夠準(zhǔn)確評估橋梁的綜合狀態(tài)，為橋梁的養(yǎng)護(hù)維修決策提供科學(xué)依據(jù)。然而，目前國內(nèi)在將模糊數(shù)學(xué)評估技術(shù)應(yīng)用于西藏地區(qū)在役橋梁評估時(shí)，還存在一些問題亟待解決。西藏地區(qū)特殊的自然環(huán)境和橋梁結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，使得常規(guī)的模糊數(shù)學(xué)評估模型難以直接適用，需要針對該地區(qū)的實(shí)際情況，對評估指標(biāo)體系、權(quán)重確定方法等進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)，以提高評估結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。1.3研究內(nèi)容與方法1.3.1研究內(nèi)容西藏地區(qū)在役橋梁綜合狀態(tài)評估模式研究：深入剖析西藏地區(qū)在役橋梁的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，包括常見的梁橋、拱橋、斜拉橋等不同橋型的結(jié)構(gòu)組成和受力特性。同時(shí)，全面梳理該地區(qū)橋梁所處的自然環(huán)境條件，如高寒、高溫差、凍土等特殊因素對橋梁結(jié)構(gòu)的影響。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合橋梁管理的實(shí)際需求，構(gòu)建一套科學(xué)合理、適用于西藏地區(qū)在役橋梁的綜合狀態(tài)評估模式，明確評估的流程、層次和關(guān)鍵環(huán)節(jié)，為后續(xù)的評估工作提供總體框架。西藏地區(qū)在役橋梁綜合狀態(tài)評估分項(xiàng)指標(biāo)確定技術(shù)研究：從橋梁結(jié)構(gòu)的安全性、耐久性、適用性等多個(gè)維度出發(fā)，確定一系列能夠全面反映橋梁綜合狀態(tài)的評估分項(xiàng)指標(biāo)。對于安全性指標(biāo)，考慮橋梁結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性等方面，如通過檢測橋梁關(guān)鍵部位的應(yīng)力、應(yīng)變來評估其強(qiáng)度是否滿足要求；對于耐久性指標(biāo)，關(guān)注橋梁材料的劣化情況，像混凝土的碳化深度、鋼筋的銹蝕程度等；對于適用性指標(biāo)，分析橋梁的通行能力、行車舒適性等，例如測量橋面的平整度、伸縮縫的工作狀態(tài)等。通過大量的現(xiàn)場調(diào)研和數(shù)據(jù)分析，明確各分項(xiàng)指標(biāo)的具體含義、計(jì)算方法和評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，確保評估指標(biāo)的科學(xué)性和可操作性。模糊數(shù)學(xué)評估技術(shù)在西藏地區(qū)在役橋梁綜合狀態(tài)評估中的應(yīng)用技術(shù)研究：將模糊數(shù)學(xué)理論引入西藏地區(qū)在役橋梁綜合狀態(tài)評估中，針對確定的評估分項(xiàng)指標(biāo)，運(yùn)用模糊數(shù)學(xué)方法對其進(jìn)行量化處理。例如，采用模糊隸屬度函數(shù)將各指標(biāo)的實(shí)際檢測值轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的模糊隸屬度，以表示該指標(biāo)對不同評估等級的隸屬程度。同時(shí)，研究確定各評估指標(biāo)權(quán)重的方法，如層次分析法（AHP）、熵權(quán)法等，通過比較不同指標(biāo)之間的相對重要性，合理分配權(quán)重，以反映各指標(biāo)在綜合評估中的作用大小。在此基礎(chǔ)上，建立基于模糊數(shù)學(xué)的西藏地區(qū)在役橋梁綜合狀態(tài)評估模型，利用模糊合成算子對各指標(biāo)的模糊隸屬度和權(quán)重進(jìn)行合成運(yùn)算，得出橋梁綜合狀態(tài)的評估結(jié)果，并對評估結(jié)果進(jìn)行分析和解釋，為橋梁管理決策提供科學(xué)依據(jù)。西藏地區(qū)在役橋梁綜合狀態(tài)評估系統(tǒng)開發(fā)：基于上述研究成果，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)和軟件開發(fā)工具，開發(fā)一套專門用于西藏地區(qū)在役橋梁綜合狀態(tài)評估的信息系統(tǒng)。該系統(tǒng)應(yīng)具備數(shù)據(jù)錄入、存儲、管理功能，能夠方便地輸入橋梁的基本信息、檢測數(shù)據(jù)等；具備評估模型計(jì)算功能，能夠根據(jù)輸入的數(shù)據(jù)自動(dòng)運(yùn)用模糊數(shù)學(xué)評估模型進(jìn)行計(jì)算，得出評估結(jié)果；具備結(jié)果展示和輸出功能，能夠以直觀的圖表、報(bào)告等形式展示評估結(jié)果，為橋梁管理部門提供便捷的決策支持工具。同時(shí)，考慮系統(tǒng)的可擴(kuò)展性和兼容性，以便能夠適應(yīng)未來橋梁評估技術(shù)的發(fā)展和數(shù)據(jù)更新的需求。1.3.2研究方法文獻(xiàn)研究法：廣泛查閱國內(nèi)外關(guān)于橋梁評估、模糊數(shù)學(xué)理論及其在工程領(lǐng)域應(yīng)用等方面的文獻(xiàn)資料，包括學(xué)術(shù)期刊論文、學(xué)位論文、研究報(bào)告、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范等。對這些文獻(xiàn)進(jìn)行系統(tǒng)梳理和分析，了解國內(nèi)外在役橋梁評估技術(shù)的研究現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢以及模糊數(shù)學(xué)評估技術(shù)的應(yīng)用情況，總結(jié)現(xiàn)有研究成果和存在的問題，為本研究提供理論基礎(chǔ)和技術(shù)參考，避免重復(fù)研究，明確研究的切入點(diǎn)和創(chuàng)新點(diǎn)。實(shí)地調(diào)研法：深入西藏地區(qū)，對在役橋梁進(jìn)行實(shí)地勘察和調(diào)研。選取具有代表性的橋梁，包括不同橋型、不同建造年代、不同服役環(huán)境的橋梁，詳細(xì)了解其結(jié)構(gòu)形式、使用狀況、病害情況等。與橋梁管理部門、養(yǎng)護(hù)單位的工作人員進(jìn)行交流，獲取橋梁的原始設(shè)計(jì)資料、養(yǎng)護(hù)維修記錄、交通流量數(shù)據(jù)等相關(guān)信息。通過實(shí)地調(diào)研，掌握西藏地區(qū)在役橋梁的第一手資料，為評估指標(biāo)的確定、評估模型的建立以及評估系統(tǒng)的開發(fā)提供真實(shí)可靠的數(shù)據(jù)支持，使研究成果更符合實(shí)際工程需求。模糊數(shù)學(xué)分析法：運(yùn)用模糊數(shù)學(xué)的基本原理和方法，對西藏地區(qū)在役橋梁綜合狀態(tài)評估中的各種不確定性因素進(jìn)行處理。利用模糊集合理論對評估指標(biāo)進(jìn)行模糊化描述，構(gòu)建模糊隸屬度函數(shù)，將定性指標(biāo)和定量指標(biāo)轉(zhuǎn)化為統(tǒng)一的模糊量。采用模糊綜合評價(jià)方法，通過確定各指標(biāo)的權(quán)重，對多個(gè)模糊因素進(jìn)行綜合考慮，得出橋梁綜合狀態(tài)的評估結(jié)果。通過模糊數(shù)學(xué)分析法，能夠有效解決橋梁評估中存在的模糊性和不確定性問題，提高評估結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。案例分析法：選取西藏地區(qū)若干典型的在役橋梁作為案例，運(yùn)用建立的模糊數(shù)學(xué)評估模型和開發(fā)的評估系統(tǒng)對其進(jìn)行綜合狀態(tài)評估。將評估結(jié)果與實(shí)際情況進(jìn)行對比分析，驗(yàn)證評估模型和系統(tǒng)的有效性和實(shí)用性。通過案例分析，進(jìn)一步完善評估指標(biāo)體系和評估模型，發(fā)現(xiàn)實(shí)際應(yīng)用中存在的問題并提出改進(jìn)措施，為模糊數(shù)學(xué)評估技術(shù)在西藏地區(qū)在役橋梁評估中的廣泛應(yīng)用提供實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。二、西藏地區(qū)在役橋梁綜合狀態(tài)評估模式2.1評估影響因素分析2.1.1內(nèi)部因素橋梁內(nèi)部因素是影響其綜合狀態(tài)的關(guān)鍵，主要包括材料性能劣化和結(jié)構(gòu)損傷兩方面。材料性能劣化是在役橋梁普遍面臨的問題，在西藏地區(qū)特殊環(huán)境下更為顯著。混凝土作為橋梁的主要建筑材料之一，其耐久性在高寒、高溫差等惡劣條件下受到嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。長期的凍融循環(huán)作用會使混凝土內(nèi)部產(chǎn)生微裂縫，這些裂縫逐漸擴(kuò)展、連通，導(dǎo)致混凝土的強(qiáng)度和抗?jié)B性下降。有研究表明，在西藏地區(qū)，經(jīng)過一定次數(shù)凍融循環(huán)后，混凝土的抗壓強(qiáng)度可降低20%-30%。同時(shí)，混凝土的碳化現(xiàn)象也較為嚴(yán)重，碳化會使混凝土的堿性降低，破壞鋼筋表面的鈍化膜，進(jìn)而引發(fā)鋼筋銹蝕。鋼筋銹蝕后，其截面面積減小，力學(xué)性能退化，與混凝土之間的粘結(jié)力也會下降，嚴(yán)重影響橋梁結(jié)構(gòu)的承載能力和耐久性。鋼材在西藏地區(qū)的橋梁結(jié)構(gòu)中也廣泛應(yīng)用，如鋼梁、拉索等。然而，強(qiáng)太陽輻射、高濕度以及風(fēng)沙侵蝕等因素會加速鋼材的腐蝕進(jìn)程。鋼材表面的腐蝕坑會導(dǎo)致應(yīng)力集中，降低鋼材的疲勞強(qiáng)度，在交通荷載和環(huán)境作用的反復(fù)影響下，容易引發(fā)鋼材的斷裂破壞。此外，在高寒環(huán)境下，鋼材的低溫脆性問題突出，其韌性大幅降低，使得橋梁結(jié)構(gòu)在承受沖擊荷載或發(fā)生地震等自然災(zāi)害時(shí)，更容易發(fā)生脆性破壞。橋梁結(jié)構(gòu)損傷也是影響其綜合狀態(tài)的重要內(nèi)部因素。由于西藏地區(qū)交通量的不斷增長以及部分橋梁設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)較低，橋梁在長期運(yùn)營過程中承受著較大的荷載作用，容易導(dǎo)致結(jié)構(gòu)出現(xiàn)各種損傷。例如，梁式橋的梁體可能出現(xiàn)裂縫，這些裂縫不僅會影響結(jié)構(gòu)的外觀，還會削弱梁體的截面剛度，降低其承載能力。當(dāng)裂縫寬度超過一定限值時(shí)，會加速混凝土的碳化和鋼筋的銹蝕，進(jìn)一步惡化結(jié)構(gòu)性能。拱橋的拱圈在受力不合理或材料性能下降時(shí)，可能出現(xiàn)局部開裂、變形等損傷，影響拱圈的整體性和穩(wěn)定性。斜拉橋的斜拉索如果發(fā)生腐蝕、斷絲等損傷，會導(dǎo)致索力分布不均，使橋梁結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)發(fā)生改變，危及橋梁的安全。此外，橋梁的支座、伸縮縫等附屬設(shè)施的損傷也不容忽視。支座是連接橋梁上部結(jié)構(gòu)和下部結(jié)構(gòu)的重要構(gòu)件，其主要作用是傳遞上部結(jié)構(gòu)的荷載，并保證結(jié)構(gòu)在溫度變化、混凝土收縮徐變等因素作用下能夠自由變形。在西藏地區(qū)，由于環(huán)境惡劣和交通荷載的作用，支座容易出現(xiàn)老化、變形、脫空等病害，影響其正常功能的發(fā)揮。伸縮縫直接承受車輛的反復(fù)沖擊和環(huán)境侵蝕，容易出現(xiàn)損壞、堵塞等問題，導(dǎo)致伸縮縫無法正常伸縮，進(jìn)而對橋梁結(jié)構(gòu)產(chǎn)生附加內(nèi)力，加速橋梁的損傷。2.1.2環(huán)境因素西藏地區(qū)獨(dú)特的自然環(huán)境給橋梁結(jié)構(gòu)帶來了諸多不利影響，主要的環(huán)境因素包括高寒、高溫差、高鹽堿、強(qiáng)太陽輻射、長日照、凍土和大風(fēng)等。高寒是西藏地區(qū)的顯著氣候特征之一，在低溫環(huán)境下，橋梁結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能會發(fā)生明顯變化。如前文所述，混凝土的抗凍性下降，鋼材的韌性降低，這使得橋梁結(jié)構(gòu)在寒冷季節(jié)更容易遭受破壞。同時(shí)，低溫還會影響橋梁施工過程中混凝土的澆筑和養(yǎng)護(hù)質(zhì)量，增加施工難度和施工風(fēng)險(xiǎn)。例如，在青藏鐵路的橋梁建設(shè)中，為了應(yīng)對高寒環(huán)境，采用了特殊的混凝土配合比和養(yǎng)護(hù)工藝，以確?；炷恋男阅軡M足設(shè)計(jì)要求。高溫差也是西藏地區(qū)的典型氣候特點(diǎn)，晝夜溫差和季節(jié)溫差都很大。這種大幅度的溫度變化會使橋梁結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大的溫度應(yīng)力。當(dāng)溫度應(yīng)力超過結(jié)構(gòu)材料的抗拉強(qiáng)度時(shí)，就會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫。溫度應(yīng)力還會與其他荷載效應(yīng)（如車輛荷載、結(jié)構(gòu)自重等）相互疊加，加劇橋梁結(jié)構(gòu)的疲勞損傷，縮短橋梁的使用壽命。西藏部分地區(qū)存在高鹽堿土壤和水質(zhì)，這對橋梁結(jié)構(gòu)材料具有很強(qiáng)的腐蝕性。鹽堿物質(zhì)會通過混凝土的孔隙滲透到內(nèi)部，與混凝土中的水泥石發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成膨脹性產(chǎn)物，導(dǎo)致混凝土脹裂。對于鋼筋來說，高鹽堿環(huán)境會加速其銹蝕速度，嚴(yán)重威脅橋梁結(jié)構(gòu)的安全。強(qiáng)太陽輻射和長日照使得橋梁結(jié)構(gòu)表面溫度升高，材料老化速度加快。混凝土在長期的太陽輻射下，其表面會發(fā)生粉化、剝落等現(xiàn)象，降低混凝土的耐久性；鋼材在太陽輻射和高溫作用下，表面的防護(hù)涂層容易老化、脫落，失去對鋼材的保護(hù)作用，從而加速鋼材的腐蝕。凍土是西藏地區(qū)特有的地質(zhì)現(xiàn)象，凍土的凍脹和融沉作用對橋梁基礎(chǔ)危害極大。在冬季，凍土凍結(jié)體積膨脹，會對橋梁基礎(chǔ)產(chǎn)生向上的凍脹力，使基礎(chǔ)上抬；夏季，凍土融化體積縮小，基礎(chǔ)會隨之沉降。這種反復(fù)的凍脹和融沉作用會導(dǎo)致橋梁基礎(chǔ)不均勻沉降，使橋梁上部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生附加內(nèi)力，引發(fā)結(jié)構(gòu)裂縫、變形等病害，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)?dǎo)致橋梁垮塌。大風(fēng)天氣在西藏地區(qū)較為頻繁，橋梁在風(fēng)荷載作用下可能會發(fā)生風(fēng)致振動(dòng)。當(dāng)風(fēng)速達(dá)到一定值時(shí)，橋梁結(jié)構(gòu)會產(chǎn)生渦激振動(dòng)、顫振等現(xiàn)象，這些振動(dòng)會使橋梁結(jié)構(gòu)承受額外的動(dòng)力荷載，加速結(jié)構(gòu)的疲勞損傷，降低結(jié)構(gòu)的安全性。例如，某座位于西藏風(fēng)口地段的橋梁，在大風(fēng)天氣下曾出現(xiàn)明顯的振動(dòng)，經(jīng)檢測發(fā)現(xiàn)橋梁結(jié)構(gòu)出現(xiàn)了一些細(xì)微裂縫。二、西藏地區(qū)在役橋梁綜合狀態(tài)評估模式2.2模糊數(shù)學(xué)評估模式2.2.1評估模式的理論模糊數(shù)學(xué)誕生于1965年，由美國自動(dòng)控制專家扎德（L.A.Zadeh）在其論文《模糊集合（Fuzzyset）》中引入“隸屬函數(shù)”概念而創(chuàng)立，旨在用數(shù)學(xué)方法研究和處理具有“模糊性”現(xiàn)象。模糊性是指客觀事物差異的中間過渡中的“不分明性”或“亦此亦彼性”，例如高個(gè)子與矮個(gè)子、年輕與年老等概念之間并沒有絕對分明和固定不變的界限。模糊數(shù)學(xué)的核心概念是模糊集合，它突破了傳統(tǒng)集合論中元素對集合“非此即彼”的明確隸屬關(guān)系，允許元素以一定的隸屬度屬于某個(gè)集合，這種隸屬度取值范圍在[0,1]之間，能夠更真實(shí)地反映客觀世界中事物的不確定性和模糊性。橋梁結(jié)構(gòu)的綜合狀態(tài)受到多種因素的影響，這些因素往往具有不確定性和模糊性。例如，橋梁材料性能的劣化程度難以用精確的數(shù)值來描述，其可能處于輕微劣化、中度劣化到嚴(yán)重劣化的漸變過程中；橋梁病害的嚴(yán)重程度，如裂縫的寬度和深度對橋梁結(jié)構(gòu)安全的影響程度，也不是簡單的“有”或“無”、“嚴(yán)重”或“不嚴(yán)重”的判斷，而是存在一個(gè)模糊的過渡區(qū)間。同時(shí)，在評估過程中，不同評估人員對同一橋梁狀態(tài)的主觀判斷也可能存在差異，這進(jìn)一步體現(xiàn)了評估的模糊性。因此，傳統(tǒng)的精確數(shù)學(xué)方法難以準(zhǔn)確地對橋梁綜合狀態(tài)進(jìn)行評估，而模糊數(shù)學(xué)能夠很好地處理這些模糊性和不確定性問題，通過模糊集合、隸屬函數(shù)等工具，將定性的模糊信息轉(zhuǎn)化為定量的數(shù)學(xué)表達(dá)，為橋梁綜合狀態(tài)評估提供了有效的手段。在西藏地區(qū)在役橋梁評估中，模糊數(shù)學(xué)評估模式具有獨(dú)特的優(yōu)勢。由于西藏地區(qū)橋梁所處環(huán)境復(fù)雜，受到高寒、高溫差、凍土等多種特殊因素的影響，橋梁結(jié)構(gòu)的性能變化更加復(fù)雜和不確定，模糊數(shù)學(xué)評估模式能夠充分考慮這些因素的模糊性，更全面、準(zhǔn)確地評估橋梁的綜合狀態(tài)，為橋梁的維護(hù)管理提供科學(xué)可靠的依據(jù)。2.2.2評估的方法與模型模糊綜合評定模型是基于模糊數(shù)學(xué)理論建立的一種綜合評價(jià)模型，它通過對多個(gè)影響因素進(jìn)行綜合考慮，得出被評價(jià)對象的綜合評價(jià)結(jié)果。該模型主要包括一級模糊綜合評定模型和多級模糊綜合評定模型。一級模糊綜合評定模型適用于評價(jià)因素較少的情況。其基本原理是：首先確定評價(jià)對象的因素集U=\{u_1,u_2,\cdots,u_n\}，其中u_i表示第i個(gè)評價(jià)因素；同時(shí)確定評語集V=\{v_1,v_2,\cdots,v_m\}，v_j表示第j個(gè)評價(jià)等級。然后，通過專家評價(jià)、現(xiàn)場檢測數(shù)據(jù)處理等方法，確定每個(gè)因素對各評語等級的隸屬度，從而構(gòu)建模糊關(guān)系矩陣R，其中R中的元素r_{ij}表示因素u_i對評語v_j的隸屬度。接著，根據(jù)各因素的重要程度，確定因素權(quán)重向量A=\{a_1,a_2,\cdots,a_n\}，其中a_i表示因素u_i的權(quán)重，且滿足\sum_{i=1}^{n}a_i=1。最后，利用模糊合成算子進(jìn)行模糊運(yùn)算，得到模糊評價(jià)結(jié)果向量B=A\circR，其中“\circ”為模糊合成算子，常用的模糊合成算子有“取小取大”算子（M(\land,\lor)）、“相乘取大”算子（M(\cdot,\lor)）、“相乘求和”算子（M(\cdot,+)）等。模糊評價(jià)結(jié)果向量B表示評價(jià)對象對各評語等級的隸屬程度，通過對B進(jìn)行分析，可確定評價(jià)對象的綜合評價(jià)等級。當(dāng)評價(jià)因素較多時(shí)，采用一級模糊綜合評定模型會導(dǎo)致權(quán)重分配困難，且每個(gè)因素分得的權(quán)重過小，容易在模糊運(yùn)算中“淹沒”許多信息，此時(shí)可采用多級模糊綜合評定模型。多級模糊綜合評定模型是將因素集按照一定的層次結(jié)構(gòu)進(jìn)行劃分，一般分為多個(gè)層次，如一級指標(biāo)、二級指標(biāo)等。先對最低層次的因素進(jìn)行一級模糊綜合評定，得到該層次各因素的模糊評價(jià)結(jié)果；然后將這些結(jié)果作為上一層次因素的模糊關(guān)系矩陣，再進(jìn)行上一層次的模糊綜合評定，依次類推，直到得到最高層次的模糊評價(jià)結(jié)果，即評價(jià)對象的綜合評價(jià)結(jié)果。例如，對于西藏地區(qū)在役橋梁綜合狀態(tài)評估，可將評估指標(biāo)分為結(jié)構(gòu)安全性、耐久性、適用性等一級指標(biāo)，每個(gè)一級指標(biāo)下再細(xì)分多個(gè)二級指標(biāo)。先對每個(gè)一級指標(biāo)下的二級指標(biāo)進(jìn)行一級模糊綜合評定，得到各一級指標(biāo)的評價(jià)結(jié)果；再以這些結(jié)果為基礎(chǔ)，對橋梁綜合狀態(tài)進(jìn)行總體的模糊綜合評定。在西藏地區(qū)在役橋梁綜合狀態(tài)評估中，運(yùn)用模糊綜合評定模型時(shí)，需結(jié)合該地區(qū)橋梁的特點(diǎn)，合理確定因素集、評語集、模糊關(guān)系矩陣和權(quán)重向量。例如，在確定因素集時(shí)，要充分考慮西藏地區(qū)特殊的自然環(huán)境因素對橋梁的影響，如將高寒、高溫差、凍土等因素納入評估指標(biāo)體系；在確定權(quán)重向量時(shí)，可采用層次分析法（AHP）、熵權(quán)法等方法，通過專家調(diào)查和數(shù)據(jù)分析，確定各評估指標(biāo)的相對重要性權(quán)重。通過準(zhǔn)確運(yùn)用模糊綜合評定模型，能夠更全面、客觀地評估西藏地區(qū)在役橋梁的綜合狀態(tài)，為橋梁管理決策提供科學(xué)依據(jù)。2.2.3評估的步驟確定評估指標(biāo)：根據(jù)西藏地區(qū)在役橋梁的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、服役環(huán)境以及評估目的，從橋梁的結(jié)構(gòu)安全性、耐久性、適用性等方面選取一系列評估指標(biāo)，構(gòu)建評估指標(biāo)體系。結(jié)構(gòu)安全性指標(biāo)可包括橋梁結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性等，如關(guān)鍵構(gòu)件的應(yīng)力、應(yīng)變、裂縫寬度等參數(shù)；耐久性指標(biāo)可涵蓋混凝土的碳化深度、鋼筋的銹蝕程度、材料的老化情況等；適用性指標(biāo)可涉及橋梁的通行能力、行車舒適性等，例如橋面的平整度、伸縮縫的工作狀態(tài)等。通過全面、科學(xué)地確定評估指標(biāo)，確保能夠準(zhǔn)確反映橋梁的綜合狀態(tài)。建立權(quán)重集：權(quán)重集反映了各評估指標(biāo)在綜合評估中的相對重要性。確定權(quán)重的方法有多種，常用的有層次分析法（AHP）、熵權(quán)法、專家打分法等。層次分析法是一種將與決策總是有關(guān)的元素分解成目標(biāo)、準(zhǔn)則、方案等層次，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行定性和定量分析的決策方法。通過建立層次結(jié)構(gòu)模型，構(gòu)造判斷矩陣，計(jì)算各指標(biāo)的相對權(quán)重，并進(jìn)行一致性檢驗(yàn)，以確保權(quán)重的合理性。熵權(quán)法是根據(jù)指標(biāo)數(shù)據(jù)的變異程度來確定權(quán)重，數(shù)據(jù)變異程度越大，熵值越小，該指標(biāo)提供的信息量越大，其權(quán)重也越大。專家打分法則是邀請橋梁領(lǐng)域的專家，根據(jù)其經(jīng)驗(yàn)和專業(yè)知識對各指標(biāo)的重要性進(jìn)行打分，然后對打分結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，確定權(quán)重。在西藏地區(qū)在役橋梁綜合狀態(tài)評估中，可結(jié)合多種方法確定權(quán)重集，以提高權(quán)重的準(zhǔn)確性和可靠性。例如，先通過層次分析法確定各指標(biāo)的主觀權(quán)重，再利用熵權(quán)法計(jì)算各指標(biāo)的客觀權(quán)重，最后采用組合賦權(quán)法將兩者結(jié)合，得到綜合權(quán)重。構(gòu)建評價(jià)矩陣：評價(jià)矩陣是由各評估指標(biāo)對不同評價(jià)等級的隸屬度構(gòu)成的矩陣。對于定量指標(biāo)，可根據(jù)檢測數(shù)據(jù)和預(yù)先設(shè)定的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，通過數(shù)學(xué)方法計(jì)算其隸屬度；對于定性指標(biāo)，可采用專家評價(jià)法、問卷調(diào)查法等方式，讓專家或相關(guān)人員根據(jù)自己的經(jīng)驗(yàn)和判斷，對指標(biāo)的狀態(tài)進(jìn)行評價(jià)，確定其對不同評價(jià)等級的隸屬度。例如，對于橋梁裂縫寬度這一定量指標(biāo)，可根據(jù)相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，確定不同裂縫寬度范圍對應(yīng)的評價(jià)等級，然后通過線性插值等方法計(jì)算其隸屬度；對于橋梁外觀狀況這一定性指標(biāo)，可將其評價(jià)等級分為“良好”“一般”“較差”“差”，邀請專家對橋梁外觀進(jìn)行觀察和評價(jià)，統(tǒng)計(jì)各評價(jià)等級的票數(shù)，計(jì)算其隸屬度。通過合理構(gòu)建評價(jià)矩陣，能夠?qū)⒃u估指標(biāo)的實(shí)際狀態(tài)轉(zhuǎn)化為模糊數(shù)學(xué)中的隸屬度，為后續(xù)的模糊合成運(yùn)算提供基礎(chǔ)。進(jìn)行模糊合成：模糊合成是將權(quán)重集與評價(jià)矩陣進(jìn)行運(yùn)算，得到模糊綜合評價(jià)結(jié)果。根據(jù)不同的需求和應(yīng)用場景，選擇合適的模糊合成算子，如“取小取大”算子（M(\land,\lor)）、“相乘取大”算子（M(\cdot,\lor)）、“相乘求和”算子（M(\cdot,+)）等?！叭⌒∪〈蟆彼阕樱∕(\land,\lor)）是先對權(quán)重向量和評價(jià)矩陣對應(yīng)元素取小，再對取小后的結(jié)果按列取大；“相乘取大”算子（M(\cdot,\lor)）是先將權(quán)重向量和評價(jià)矩陣對應(yīng)元素相乘，再對相乘后的結(jié)果按列取大；“相乘求和”算子（M(\cdot,+)）則是將權(quán)重向量和評價(jià)矩陣對應(yīng)元素相乘后求和。在西藏地區(qū)在役橋梁綜合狀態(tài)評估中，經(jīng)過比較分析，“相乘求和”算子（M(\cdot,+)）能夠更全面地考慮各指標(biāo)的影響，因此選擇該算子進(jìn)行模糊合成運(yùn)算。設(shè)權(quán)重集A=(a_1,a_2,\cdots,a_n)，評價(jià)矩陣R=(r_{ij})_{n\timesm}，則模糊綜合評價(jià)結(jié)果向量B=A\circR=(b_1,b_2,\cdots,b_m)，其中b_j=\sum_{i=1}^{n}a_ir_{ij}，j=1,2,\cdots,m。模糊綜合評價(jià)結(jié)果向量B表示橋梁對各評價(jià)等級的隸屬程度。評價(jià)結(jié)果處理：對模糊合成得到的結(jié)果向量B進(jìn)行分析和處理，以確定橋梁的綜合狀態(tài)評價(jià)等級。常用的方法有最大隸屬度法、加權(quán)平均法等。最大隸屬度法是選擇結(jié)果向量B中隸屬度最大的評價(jià)等級作為橋梁的綜合評價(jià)等級；加權(quán)平均法是根據(jù)各評價(jià)等級的分值和對應(yīng)的隸屬度進(jìn)行加權(quán)平均計(jì)算，得到一個(gè)綜合分值，再根據(jù)預(yù)先設(shè)定的分值范圍確定評價(jià)等級。在西藏地區(qū)在役橋梁綜合狀態(tài)評估中，為了更全面、準(zhǔn)確地反映橋梁的實(shí)際情況，采用加權(quán)平均法進(jìn)行評價(jià)結(jié)果處理。例如，將評價(jià)等級分為“優(yōu)”“良”“中”“差”，分別賦予分值90、75、60、30，通過加權(quán)平均計(jì)算得到橋梁的綜合分值，根據(jù)分值所在的范圍確定橋梁的綜合評價(jià)等級。通過對評價(jià)結(jié)果的合理處理，能夠?yàn)闃蛄汗芾聿块T提供直觀、明確的橋梁綜合狀態(tài)信息，便于其制定相應(yīng)的管理決策。三、西藏地區(qū)在役橋梁綜合狀態(tài)評估分項(xiàng)指標(biāo)確定技術(shù)3.1權(quán)重求解方法3.1.1德爾菲專家評分法德爾菲法，又稱專家規(guī)定程序調(diào)查法，是一種廣泛應(yīng)用于多領(lǐng)域的預(yù)測和決策方法，最早由美國蘭德公司于1964年開發(fā)。該方法以古希臘城市德爾菲命名，寓意集眾人智慧。其基本原理是通過調(diào)查者擬定調(diào)查表，按照既定程序，以函件方式分別向?qū)＜医M成員征詢調(diào)查，專家組成員以匿名方式交流意見，經(jīng)過多次征詢和反饋，使專家意見逐步趨于集中，最終獲得具有較高準(zhǔn)確率的集體判斷結(jié)果。在西藏地區(qū)在役橋梁綜合狀態(tài)評估中，運(yùn)用德爾菲專家評分法確定評估指標(biāo)權(quán)重的實(shí)施步驟如下：組建專家團(tuán)隊(duì)：精心挑選在橋梁工程領(lǐng)域具有豐富經(jīng)驗(yàn)、專業(yè)知識扎實(shí)且熟悉西藏地區(qū)橋梁特點(diǎn)的專家，包括橋梁設(shè)計(jì)專家、施工專家、檢測專家、養(yǎng)護(hù)管理專家等。專家數(shù)量通?？刂圃?0-50人之間，以確保能夠充分獲取多方面的專業(yè)意見，同時(shí)又便于組織和管理。設(shè)計(jì)調(diào)查問卷：設(shè)計(jì)科學(xué)合理的調(diào)查問卷是德爾菲法成功實(shí)施的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。問卷內(nèi)容應(yīng)涵蓋西藏地區(qū)在役橋梁綜合狀態(tài)評估的各個(gè)方面，詳細(xì)列出所有需要確定權(quán)重的評估指標(biāo)，并對每個(gè)指標(biāo)進(jìn)行清晰的定義和解釋，以確保專家對指標(biāo)的理解一致。例如，對于“混凝土碳化深度”這一指標(biāo)，應(yīng)明確說明其對橋梁耐久性的影響機(jī)制以及在評估中的重要性。同時(shí)，為方便專家評分，問卷可采用李克特量表等形式，讓專家根據(jù)自己的經(jīng)驗(yàn)和判斷，對各指標(biāo)的重要程度進(jìn)行量化打分，如1-5分，1分表示非常不重要，5分表示非常重要。進(jìn)行多輪調(diào)查：第一輪調(diào)查：將設(shè)計(jì)好的調(diào)查問卷以匿名方式發(fā)放給專家，要求專家在規(guī)定時(shí)間內(nèi)獨(dú)立完成作答。專家根據(jù)自己的專業(yè)知識和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對各評估指標(biāo)的重要性進(jìn)行打分，并可在問卷中附上自己的意見和建議?；厥諉柧砗螅瑢＜业姆答佉庖娺M(jìn)行整理和匯總，統(tǒng)計(jì)各指標(biāo)的得分情況，計(jì)算平均分、標(biāo)準(zhǔn)差等統(tǒng)計(jì)量。后續(xù)輪次調(diào)查：根據(jù)第一輪調(diào)查的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，將各指標(biāo)的得分情況以及專家提出的意見和建議反饋給專家，進(jìn)行第二輪調(diào)查。專家在了解其他專家的意見和整體得分情況后，可對自己之前的打分進(jìn)行調(diào)整和完善。如此反復(fù)進(jìn)行3-4輪調(diào)查，每一輪調(diào)查都讓專家在參考上一輪結(jié)果的基礎(chǔ)上重新思考和打分，促使專家意見逐漸趨于一致。確定權(quán)重：經(jīng)過多輪調(diào)查后，當(dāng)專家意見趨于穩(wěn)定，即各指標(biāo)得分的標(biāo)準(zhǔn)差在可接受范圍內(nèi)時(shí)，可根據(jù)最后一輪調(diào)查的結(jié)果確定各評估指標(biāo)的權(quán)重。常用的方法是將各指標(biāo)的平均分進(jìn)行歸一化處理，得到各指標(biāo)的權(quán)重值。假設(shè)共有n個(gè)評估指標(biāo)，第i個(gè)指標(biāo)的平均分為x_i，則其權(quán)重w_i的計(jì)算公式為：w_i=\frac{x_i}{\sum_{i=1}^{n}x_i}。例如，經(jīng)過四輪調(diào)查后，“橋梁結(jié)構(gòu)強(qiáng)度”指標(biāo)的平均分為4.5分，所有指標(biāo)的總平均分為40分，則該指標(biāo)的權(quán)重為w=\frac{4.5}{40}=0.1125。德爾菲專家評分法在確定西藏地區(qū)在役橋梁評估指標(biāo)權(quán)重中具有重要應(yīng)用價(jià)值。該方法充分利用專家的專業(yè)知識和豐富經(jīng)驗(yàn)，能夠綜合考慮各種復(fù)雜因素對橋梁綜合狀態(tài)的影響。同時(shí)，匿名調(diào)查和多輪反饋的方式，有效避免了專家之間的相互干擾和權(quán)威影響，使專家能夠獨(dú)立、客觀地表達(dá)自己的意見，從而提高權(quán)重確定的科學(xué)性和可靠性。3.1.2變權(quán)原理變權(quán)原理是一種在多指標(biāo)綜合評價(jià)中，考慮指標(biāo)間相互關(guān)系和評價(jià)對象狀態(tài)變化，對指標(biāo)權(quán)重進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整的理論。傳統(tǒng)的常權(quán)方法在評價(jià)過程中，各指標(biāo)權(quán)重固定不變，無法充分反映不同情況下各指標(biāo)對評價(jià)結(jié)果的實(shí)際影響程度。而變權(quán)原理認(rèn)為，指標(biāo)的權(quán)重并非固定值，應(yīng)根據(jù)評價(jià)對象的具體狀態(tài)和指標(biāo)之間的相互作用進(jìn)行動(dòng)態(tài)變化，以更準(zhǔn)確地體現(xiàn)各指標(biāo)在綜合評價(jià)中的作用。變權(quán)原理的基本思想包括狀態(tài)變權(quán)和因素變權(quán)。狀態(tài)變權(quán)是指根據(jù)評價(jià)對象所處的整體狀態(tài)，對各指標(biāo)權(quán)重進(jìn)行調(diào)整。例如，在西藏地區(qū)在役橋梁綜合狀態(tài)評估中，當(dāng)橋梁處于病害頻發(fā)、結(jié)構(gòu)性能嚴(yán)重退化的狀態(tài)時(shí)，與結(jié)構(gòu)安全性相關(guān)的指標(biāo)權(quán)重應(yīng)適當(dāng)提高；而當(dāng)橋梁狀態(tài)相對良好時(shí)，耐久性等指標(biāo)的權(quán)重可相對增加。因素變權(quán)則是考慮指標(biāo)之間的相互關(guān)系，當(dāng)某個(gè)指標(biāo)的取值發(fā)生變化時(shí)，其他相關(guān)指標(biāo)的權(quán)重也應(yīng)相應(yīng)改變。例如，若橋梁混凝土的碳化深度指標(biāo)值增大，表明混凝土耐久性下降，此時(shí)與混凝土耐久性相關(guān)的其他指標(biāo)（如鋼筋銹蝕程度）的權(quán)重也應(yīng)適當(dāng)提高，以更全面地反映橋梁的實(shí)際狀況。在橋梁評估中，變權(quán)原理具有顯著的應(yīng)用優(yōu)勢：提高評估準(zhǔn)確性：能夠根據(jù)橋梁在不同服役階段和環(huán)境條件下的實(shí)際狀態(tài)，靈活調(diào)整指標(biāo)權(quán)重，使評估結(jié)果更貼合橋梁的真實(shí)情況，避免因固定權(quán)重導(dǎo)致的評估偏差。例如，在西藏地區(qū)冬季，橋梁結(jié)構(gòu)受低溫影響較大，此時(shí)與結(jié)構(gòu)低溫性能相關(guān)的指標(biāo)權(quán)重可適當(dāng)提高，以突出該因素對橋梁綜合狀態(tài)的影響，從而更準(zhǔn)確地評估橋梁在冬季的安全性。反映指標(biāo)間相互作用：充分考慮各評估指標(biāo)之間的內(nèi)在聯(lián)系，當(dāng)一個(gè)指標(biāo)發(fā)生變化時(shí)，及時(shí)調(diào)整其他相關(guān)指標(biāo)的權(quán)重，全面、系統(tǒng)地反映橋梁結(jié)構(gòu)各部分之間的相互影響，使評估更具科學(xué)性。例如，當(dāng)橋梁出現(xiàn)裂縫病害時(shí)，裂縫不僅會影響結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，還可能加速混凝土的碳化和鋼筋的銹蝕，變權(quán)原理可根據(jù)裂縫這一指標(biāo)的變化，相應(yīng)調(diào)整強(qiáng)度、耐久性等相關(guān)指標(biāo)的權(quán)重，更準(zhǔn)確地評估橋梁的綜合狀態(tài)。適應(yīng)復(fù)雜環(huán)境和多樣工況：西藏地區(qū)橋梁面臨高寒、高溫差、凍土等復(fù)雜自然環(huán)境以及交通荷載多變等多樣工況，變權(quán)原理能夠根據(jù)不同的環(huán)境和工況條件，動(dòng)態(tài)調(diào)整指標(biāo)權(quán)重，更好地適應(yīng)這種復(fù)雜多變的情況，為橋梁評估提供更可靠的依據(jù)。例如，在凍土地區(qū)，當(dāng)橋梁基礎(chǔ)出現(xiàn)凍脹融沉現(xiàn)象時(shí)，與基礎(chǔ)穩(wěn)定性相關(guān)的指標(biāo)權(quán)重應(yīng)加大，以準(zhǔn)確評估橋梁基礎(chǔ)在凍土環(huán)境下的安全狀況。三、西藏地區(qū)在役橋梁綜合狀態(tài)評估分項(xiàng)指標(biāo)確定技術(shù)3.2承載力指標(biāo)的確定技術(shù)3.2.1影響承載力的主要因素橋梁的承載力是指橋梁結(jié)構(gòu)在規(guī)定的使用條件下，能夠承受各種荷載作用而不發(fā)生破壞或超過允許變形的能力，它受到多種因素的綜合影響，對于西藏地區(qū)在役橋梁而言，這些影響因素更為復(fù)雜多樣。結(jié)構(gòu)形式是影響橋梁承載力的關(guān)鍵因素之一，不同的橋型具有不同的受力特點(diǎn)和承載性能。梁式橋是西藏地區(qū)常見的橋型之一，其主要承重結(jié)構(gòu)為梁體，通過梁體的抗彎能力來承受荷載。梁體的截面形式、尺寸以及材料特性等都會對梁式橋的承載力產(chǎn)生重要影響。例如，T形梁橋和箱梁橋在相同的材料和跨徑條件下，由于箱梁橋的截面抗扭剛度較大，其承載能力相對較高。拱橋則是利用拱圈將豎向荷載轉(zhuǎn)化為軸向壓力，通過拱圈的抗壓能力來承受荷載。拱的矢跨比、拱圈的厚度以及拱上建筑的布置等因素都會影響拱橋的承載力。當(dāng)矢跨比過小時(shí)，拱圈所承受的軸向壓力會增大，可能導(dǎo)致拱圈出現(xiàn)失穩(wěn)破壞；而拱圈厚度不足則會降低拱圈的抗壓強(qiáng)度，影響拱橋的承載能力。斜拉橋是一種由斜拉索、主梁和索塔組成的組合體系橋梁，其承載力主要取決于斜拉索的索力分布、主梁的剛度以及索塔的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。在西藏地區(qū)，由于橋梁所處環(huán)境復(fù)雜，斜拉索容易受到腐蝕、疲勞等因素的影響，導(dǎo)致索力發(fā)生變化，從而影響斜拉橋的承載力。材料強(qiáng)度是決定橋梁承載力的根本因素，橋梁結(jié)構(gòu)所使用的材料包括混凝土、鋼材等，其強(qiáng)度直接關(guān)系到結(jié)構(gòu)的承載能力。在西藏地區(qū)，由于高寒、高溫差等惡劣環(huán)境條件，橋梁材料的強(qiáng)度會受到不同程度的影響?；炷猎诘蜏丨h(huán)境下，其抗壓強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度都會降低，尤其是在經(jīng)歷多次凍融循環(huán)后，混凝土內(nèi)部會產(chǎn)生微裂縫，導(dǎo)致強(qiáng)度大幅下降。鋼材在低溫下會出現(xiàn)冷脆現(xiàn)象，其韌性和塑性降低，容易發(fā)生脆性斷裂，從而影響橋梁的承載能力。此外，混凝土的碳化、鋼筋的銹蝕等也會導(dǎo)致材料強(qiáng)度的退化，進(jìn)一步降低橋梁的承載力。荷載作用是影響橋梁承載力的直接因素，橋梁在使用過程中承受著多種荷載，包括恒載、活載以及環(huán)境荷載等。恒載主要是橋梁結(jié)構(gòu)自身的重量，它是一個(gè)相對固定的荷載?；钶d則包括車輛荷載、人群荷載等，其大小和分布具有不確定性。在西藏地區(qū)，隨著交通量的不斷增長，橋梁所承受的車輛荷載日益增大，尤其是一些重載車輛的頻繁通行，對橋梁的承載能力提出了更高的要求。環(huán)境荷載如風(fēng)力、地震力、溫度力等也會對橋梁的承載力產(chǎn)生重要影響。西藏地區(qū)部分區(qū)域風(fēng)力較大，橋梁在風(fēng)荷載作用下會產(chǎn)生風(fēng)致振動(dòng)，增加結(jié)構(gòu)的動(dòng)力響應(yīng)，從而降低橋梁的承載力。此外，西藏地區(qū)位于板塊交界處，地震活動(dòng)較為頻繁，地震力的作用可能導(dǎo)致橋梁結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫、倒塌等破壞，嚴(yán)重影響橋梁的承載力。溫度變化會使橋梁結(jié)構(gòu)產(chǎn)生溫度應(yīng)力，當(dāng)溫度應(yīng)力超過材料的強(qiáng)度極限時(shí)，會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫，降低橋梁的承載能力?；A(chǔ)條件是橋梁承載力的重要保障，橋梁基礎(chǔ)的穩(wěn)定性和承載能力直接影響到整個(gè)橋梁結(jié)構(gòu)的安全。在西藏地區(qū)，由于存在凍土等特殊地質(zhì)條件，橋梁基礎(chǔ)面臨著凍脹、融沉等問題。凍土在凍結(jié)狀態(tài)下，其強(qiáng)度較高，但在融化時(shí)，會產(chǎn)生較大的沉降，導(dǎo)致橋梁基礎(chǔ)不均勻沉降，使橋梁上部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生附加內(nèi)力，影響橋梁的承載力。此外，基礎(chǔ)的埋深、尺寸以及地基土的性質(zhì)等也會對基礎(chǔ)的承載能力產(chǎn)生影響。如果基礎(chǔ)埋深不足或地基土的承載力較低，在荷載作用下，基礎(chǔ)可能會發(fā)生滑移、傾斜等破壞，從而危及橋梁的安全。3.2.2主要指標(biāo)的權(quán)重在確定影響西藏地區(qū)在役橋梁承載力指標(biāo)的權(quán)重時(shí)，綜合運(yùn)用德爾菲法和變權(quán)原理，以充分考慮專家經(jīng)驗(yàn)和指標(biāo)間的動(dòng)態(tài)關(guān)系，提高權(quán)重確定的科學(xué)性和準(zhǔn)確性。運(yùn)用德爾菲法確定初始權(quán)重。邀請橋梁結(jié)構(gòu)、材料、地質(zhì)等領(lǐng)域的專家，這些專家應(yīng)具有豐富的西藏地區(qū)橋梁工程經(jīng)驗(yàn)。向?qū)＜野l(fā)放精心設(shè)計(jì)的調(diào)查問卷，問卷中詳細(xì)列出影響橋梁承載力的主要指標(biāo)，如結(jié)構(gòu)形式、材料強(qiáng)度、荷載作用、基礎(chǔ)條件等，并對每個(gè)指標(biāo)進(jìn)行清晰的定義和說明。要求專家根據(jù)自己的專業(yè)知識和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對各指標(biāo)的重要程度進(jìn)行打分，例如采用1-9標(biāo)度法，1表示非常不重要，9表示非常重要。回收問卷后，對專家的打分結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，計(jì)算各指標(biāo)得分的平均值、標(biāo)準(zhǔn)差等統(tǒng)計(jì)量。根據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果，對得分差異較大的指標(biāo)進(jìn)行重點(diǎn)分析，通過電話、郵件等方式與專家進(jìn)行溝通，了解其打分的依據(jù)和理由，促使專家對自己的判斷進(jìn)行反思和調(diào)整。經(jīng)過3-4輪的反饋和調(diào)整，當(dāng)專家意見趨于穩(wěn)定時(shí)，將各指標(biāo)的平均分進(jìn)行歸一化處理，得到各指標(biāo)的初始權(quán)重?；谧儥?quán)原理對初始權(quán)重進(jìn)行調(diào)整。根據(jù)橋梁的實(shí)際狀態(tài)和服役環(huán)境，確定狀態(tài)變權(quán)向量和因素變權(quán)向量。例如，當(dāng)橋梁出現(xiàn)病害時(shí)，與病害相關(guān)的指標(biāo)權(quán)重應(yīng)適當(dāng)提高；當(dāng)橋梁處于高寒、高溫差等惡劣環(huán)境下，與環(huán)境因素相關(guān)的指標(biāo)權(quán)重應(yīng)加大。通過建立變權(quán)函數(shù)，將初始權(quán)重與狀態(tài)變權(quán)向量和因素變權(quán)向量進(jìn)行運(yùn)算，得到調(diào)整后的權(quán)重。假設(shè)結(jié)構(gòu)形式、材料強(qiáng)度、荷載作用、基礎(chǔ)條件四個(gè)指標(biāo)的初始權(quán)重分別為w_1^0、w_2^0、w_3^0、w_4^0，根據(jù)橋梁在高寒環(huán)境下基礎(chǔ)出現(xiàn)凍脹融沉病害的實(shí)際情況，確定狀態(tài)變權(quán)向量S=(s_1,s_2,s_3,s_4)，其中S中與基礎(chǔ)條件相關(guān)的元素s_4增大，與其他指標(biāo)相關(guān)的元素適當(dāng)調(diào)整；確定因素變權(quán)向量F=(f_1,f_2,f_3,f_4)，由于基礎(chǔ)凍脹融沉與材料強(qiáng)度也有一定關(guān)聯(lián)，所以與材料強(qiáng)度和基礎(chǔ)條件相關(guān)的元素f_2、f_4也進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。則調(diào)整后的權(quán)重w_1、w_2、w_3、w_4可通過以下公式計(jì)算：\begin{align*}w_1&=w_1^0\timess_1\timesf_1\\w_2&=w_2^0\timess_2\timesf_2\\w_3&=w_3^0\timess_3\timesf_3\\w_4&=w_4^0\timess_4\timesf_4\end{align*}經(jīng)過歸一化處理，使\sum_{i=1}^{4}w_i=1，得到最終的指標(biāo)權(quán)重。通過綜合運(yùn)用德爾菲法和變權(quán)原理確定影響西藏地區(qū)在役橋梁承載力指標(biāo)的權(quán)重，能夠充分體現(xiàn)專家的專業(yè)判斷和橋梁實(shí)際情況的動(dòng)態(tài)變化，為準(zhǔn)確評估橋梁承載力提供可靠的權(quán)重依據(jù)。3.2.3各指標(biāo)隸屬函數(shù)的建立隸屬函數(shù)是模糊數(shù)學(xué)中用于描述模糊概念的重要工具，它能夠?qū)⒖陀^事物的不確定性轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)上的隸屬度，從而實(shí)現(xiàn)對模糊信息的定量處理。在西藏地區(qū)在役橋梁綜合狀態(tài)評估中，針對各承載力指標(biāo)選擇合適的隸屬函數(shù)形式并確定其參數(shù)，對于準(zhǔn)確評估橋梁承載力至關(guān)重要。對于結(jié)構(gòu)形式指標(biāo)，由于不同橋型的承載性能具有一定的差異，且這種差異在評估中表現(xiàn)為模糊性，因此可采用梯形隸屬函數(shù)來描述。以梁式橋、拱橋、斜拉橋三種常見橋型為例，假設(shè)將橋梁結(jié)構(gòu)形式對承載力的影響分為“很好”“較好”“一般”“較差”“很差”五個(gè)等級。對于梁式橋，當(dāng)跨徑較小、結(jié)構(gòu)體系合理時(shí)，其承載性能相對較好，可將其對“很好”等級的隸屬度設(shè)為1，隨著跨徑增大或結(jié)構(gòu)體系出現(xiàn)不合理情況，對“很好”等級的隸屬度逐漸減小，對“較好”等級的隸屬度逐漸增大。具體來說，設(shè)梁式橋跨徑為L，當(dāng)L\leqL_1時(shí)，對“很好”等級的隸屬度\mu_{很好}(L)=1；當(dāng)L_1<L\leqL_2時(shí)，\mu_{很好}(L)=\frac{L_2-L}{L_2-L_1}，\mu_{較好}(L)=\frac{L-L_1}{L_2-L_1}；當(dāng)L>L_2時(shí)，\mu_{很好}(L)=0，\mu_{較好}(L)根據(jù)具體情況進(jìn)一步確定，以此類推，確定梁式橋?qū)ζ渌燃壍碾`屬度。對于拱橋和斜拉橋，也可根據(jù)其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和承載性能的相關(guān)參數(shù)，如拱橋的矢跨比、斜拉橋的索力分布等，類似地建立梯形隸屬函數(shù)。材料強(qiáng)度指標(biāo)與橋梁承載力密切相關(guān)，且材料強(qiáng)度的變化是一個(gè)連續(xù)的過程，可采用正態(tài)分布隸屬函數(shù)來描述。以混凝土強(qiáng)度為例，假設(shè)混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級為C，通過現(xiàn)場檢測得到混凝土的實(shí)際強(qiáng)度為f。設(shè)混凝土強(qiáng)度對承載力影響的“正?！钡燃壍碾`屬函數(shù)為\mu_{正常}(f)=e^{-\frac{(f-C)^2}{2\sigma^2}}，其中\(zhòng)sigma為標(biāo)準(zhǔn)差，可根據(jù)大量的混凝土強(qiáng)度檢測數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)得到。當(dāng)f=C時(shí)，\mu_{正常}(f)=1，表示混凝土強(qiáng)度完全符合設(shè)計(jì)要求，對“正常”等級的隸屬度最高；當(dāng)f偏離C時(shí)，\mu_{正常}(f)逐漸減小，即混凝土強(qiáng)度對“正?！钡燃壍碾`屬度降低，對其他等級（如“偏低”“偏高”等）的隸屬度相應(yīng)變化。對于鋼材強(qiáng)度，同樣可根據(jù)其屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度等指標(biāo)，采用正態(tài)分布隸屬函數(shù)來描述其對承載力影響的隸屬度。荷載作用指標(biāo)具有不確定性和動(dòng)態(tài)變化性，可采用半梯形隸屬函數(shù)來描述。以車輛荷載為例，假設(shè)橋梁設(shè)計(jì)荷載等級為P，實(shí)際通行車輛荷載為p。將荷載作用對承載力的影響分為“小于設(shè)計(jì)荷載”“等于設(shè)計(jì)荷載”“大于設(shè)計(jì)荷載”三個(gè)模糊等級。當(dāng)p\leqP時(shí)，對“小于設(shè)計(jì)荷載”等級的隸屬度\mu_{小于}(p)=1，對“等于設(shè)計(jì)荷載”等級的隸屬度\mu_{等于}(p)=0；當(dāng)P<p\leqP+\DeltaP時(shí)，\mu_{小于}(p)=\frac{P+\DeltaP-p}{\DeltaP}，\mu_{等于}(p)=\frac{p-P}{\DeltaP}，其中\(zhòng)DeltaP為一個(gè)適當(dāng)?shù)暮奢d增量；當(dāng)p>P+\DeltaP時(shí)，\mu_{小于}(p)=0，\mu_{等于}(p)=0，對“大于設(shè)計(jì)荷載”等級的隸屬度根據(jù)具體情況確定。通過這種方式，能夠較好地反映車輛荷載在不同情況下對橋梁承載力影響的模糊性。基礎(chǔ)條件指標(biāo)對橋梁承載力的影響也較為復(fù)雜，可根據(jù)基礎(chǔ)的具體病害情況，如基礎(chǔ)沉降、傾斜、凍脹融沉等，采用三角形隸屬函數(shù)來描述。以基礎(chǔ)沉降為例，假設(shè)基礎(chǔ)允許的最大沉降量為S_{max}，實(shí)際檢測得到的基礎(chǔ)沉降量為s。將基礎(chǔ)沉降對承載力的影響分為“正?！薄拜p微異?！薄皣?yán)重異常”三個(gè)等級。當(dāng)s\leqS_1時(shí)，對“正常”等級的隸屬度\mu_{正常}(s)=1，對“輕微異?！钡燃壍碾`屬度\mu_{輕微}(s)=0；當(dāng)S_1<s\leqS_2時(shí)，\mu_{正常}(s)=\frac{S_2-s}{S_2-S_1}，\mu_{輕微}(s)=\frac{s-S_1}{S_2-S_1}；當(dāng)s>S_2時(shí)，\mu_{正常}(s)=0，\mu_{輕微}(s)=\frac{S_{max}-s}{S_{max}-S_2}，\mu_{嚴(yán)重}(s)=\frac{s-S_2}{S_{max}-S_2}，其中S_1、S_2為根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)確定的沉降界限值。通過建立這樣的三角形隸屬函數(shù)，能夠準(zhǔn)確地反映基礎(chǔ)沉降對橋梁承載力影響的程度。三、西藏地區(qū)在役橋梁綜合狀態(tài)評估分項(xiàng)指標(biāo)確定技術(shù)3.3耐久性指標(biāo)的確定技術(shù)3.3.1影響耐久性的主要因素混凝土碳化是影響橋梁耐久性的關(guān)鍵因素之一，對西藏地區(qū)在役橋梁的耐久性有著顯著影響?；炷撂蓟侵缚諝庵械亩趸寂c水泥石中的氫氧化鈣等堿性物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成碳酸鈣和水的過程。在這一過程中，混凝土的堿性逐漸降低，當(dāng)碳化深度達(dá)到鋼筋表面時(shí)，會破壞鋼筋表面的鈍化膜，使鋼筋失去保護(hù)，從而引發(fā)鋼筋銹蝕。在西藏地區(qū)，由于其獨(dú)特的氣候條件，如強(qiáng)太陽輻射、低濕度等，加速了混凝土碳化的進(jìn)程。強(qiáng)太陽輻射會使混凝土表面溫度升高，加快化學(xué)反應(yīng)速率，促進(jìn)碳化反應(yīng)的進(jìn)行；而低濕度環(huán)境則使得混凝土內(nèi)部水分蒸發(fā)較快，二氧化碳更容易侵入混凝土內(nèi)部，進(jìn)一步加劇了碳化現(xiàn)象。研究表明，在西藏地區(qū)，相同條件下的混凝土碳化速度比其他地區(qū)快10%-20%。混凝土碳化不僅會降低混凝土的堿性，還會導(dǎo)致混凝土的收縮和開裂，降低混凝土的強(qiáng)度和耐久性。鋼筋銹蝕也是影響橋梁耐久性的重要因素，在西藏地區(qū)的橋梁中，鋼筋銹蝕問題較為普遍。鋼筋銹蝕是由于鋼筋表面的鈍化膜被破壞，在氧氣和水的作用下，鋼筋發(fā)生電化學(xué)腐蝕的過程。除了混凝土碳化導(dǎo)致的鋼筋銹蝕外，西藏地區(qū)的高鹽堿環(huán)境也會加速鋼筋銹蝕。高鹽堿土壤和水中的氯離子等侵蝕性離子能夠穿透混凝土保護(hù)層，到達(dá)鋼筋表面，破壞鈍化膜，引發(fā)鋼筋銹蝕。鋼筋銹蝕會使鋼筋的截面面積減小，力學(xué)性能下降，與混凝土之間的粘結(jié)力減弱，從而降低橋梁結(jié)構(gòu)的承載能力和耐久性。當(dāng)鋼筋銹蝕嚴(yán)重時(shí)，會導(dǎo)致橋梁結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫、變形等病害，危及橋梁的安全。有研究表明，鋼筋銹蝕率達(dá)到10%時(shí)，鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)力可降低20%-30%。凍融循環(huán)對西藏地區(qū)橋梁耐久性的影響也不容忽視，西藏地區(qū)冬季寒冷，橋梁結(jié)構(gòu)會受到凍融循環(huán)的作用。凍融循環(huán)是指混凝土在飽水狀態(tài)下，溫度反復(fù)在冰點(diǎn)上下變化，使混凝土內(nèi)部的水分反復(fù)凍結(jié)和融化的過程。在凍結(jié)過程中，水變成冰，體積膨脹約9%，會在混凝土內(nèi)部產(chǎn)生較大的膨脹壓力，導(dǎo)致混凝土內(nèi)部出現(xiàn)微裂縫；在融化過程中，這些裂縫又會成為水分侵入的通道，加速混凝土的劣化。隨著凍融循環(huán)次數(shù)的增加，混凝土內(nèi)部的裂縫不斷擴(kuò)展、連通，導(dǎo)致混凝土的強(qiáng)度和抗?jié)B性下降，耐久性降低。研究表明，經(jīng)過100次凍融循環(huán)后，混凝土的抗壓強(qiáng)度可降低30%-40%。此外，凍融循環(huán)還會加速混凝土的碳化和鋼筋的銹蝕，進(jìn)一步惡化橋梁結(jié)構(gòu)的耐久性。除上述因素外，其他環(huán)境因素如高溫差、強(qiáng)太陽輻射、長日照等也會對橋梁耐久性產(chǎn)生影響。高溫差會使橋梁結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大的溫度應(yīng)力，導(dǎo)致混凝土開裂，加速結(jié)構(gòu)的疲勞損傷；強(qiáng)太陽輻射和長日照會使橋梁材料老化加劇，降低材料的耐久性。同時(shí)，橋梁的設(shè)計(jì)、施工和維護(hù)等人為因素也會影響其耐久性。如果橋梁設(shè)計(jì)不合理，如混凝土保護(hù)層厚度不足、結(jié)構(gòu)構(gòu)造不當(dāng)?shù)?，會降低橋梁的耐久性；施工質(zhì)量差，如混凝土振搗不密實(shí)、鋼筋加工和安裝不符合要求等，也會為橋梁耐久性埋下隱患；而維護(hù)不及時(shí)，如未能及時(shí)修復(fù)橋梁裂縫、清理伸縮縫等，會使橋梁病害不斷發(fā)展，加速橋梁的耐久性退化。3.3.2主要指標(biāo)的權(quán)重確定影響西藏地區(qū)在役橋梁耐久性指標(biāo)的權(quán)重，同樣采用德爾菲法結(jié)合變權(quán)原理的方法，以確保權(quán)重的科學(xué)性和合理性，準(zhǔn)確反映各指標(biāo)對耐久性的影響程度。運(yùn)用德爾菲法獲取初始權(quán)重。組建由橋梁耐久性研究專家、西藏地區(qū)橋梁工程技術(shù)人員等構(gòu)成的專家團(tuán)隊(duì)，人數(shù)約15-20人。向?qū)＜野l(fā)放包含混凝土碳化深度、鋼筋銹蝕程度、凍融循環(huán)次數(shù)、環(huán)境溫濕度、混凝土保護(hù)層厚度等影響耐久性指標(biāo)的調(diào)查問卷。問卷中對每個(gè)指標(biāo)的含義、對耐久性的影響機(jī)制進(jìn)行詳細(xì)說明，并采用1-9標(biāo)度法讓專家對各指標(biāo)的重要程度進(jìn)行打分。例如，1表示該指標(biāo)對耐久性影響極小，9表示影響極大?；厥諉柧砗?，統(tǒng)計(jì)各指標(biāo)得分的平均值、標(biāo)準(zhǔn)差等數(shù)據(jù)。對于得分差異較大的指標(biāo)，通過電話溝通、線上會議等方式與專家交流，促使專家重新審視自己的判斷。經(jīng)過3-4輪反饋和調(diào)整，當(dāng)專家意見趨于穩(wěn)定時(shí)，將各指標(biāo)的平均分進(jìn)行歸一化處理，得到初始權(quán)重。假設(shè)混凝土碳化深度、鋼筋銹蝕程度、凍融循環(huán)次數(shù)三個(gè)指標(biāo)的平均分分別為7、8、6，總平均分為21，則混凝土碳化深度的初始權(quán)重為w_1^0=\frac{7}{21}=\frac{1}{3}，鋼筋銹蝕程度的初始權(quán)重為w_2^0=\frac{8}{21}，凍融循環(huán)次數(shù)的初始權(quán)重為w_3^0=\frac{6}{21}=\frac{2}{7}?；谧儥?quán)原理對初始權(quán)重進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整。根據(jù)橋梁的實(shí)際服役環(huán)境和結(jié)構(gòu)狀態(tài)，確定狀態(tài)變權(quán)向量和因素變權(quán)向量。例如，當(dāng)橋梁處于高鹽堿環(huán)境且混凝土碳化嚴(yán)重時(shí)，與鋼筋銹蝕相關(guān)的指標(biāo)權(quán)重應(yīng)提高，因?yàn)楦啕}堿環(huán)境和混凝土碳化都會加速鋼筋銹蝕。假設(shè)根據(jù)實(shí)際情況確定的狀態(tài)變權(quán)向量S=(s_1,s_2,s_3)，其中與鋼筋銹蝕程度相關(guān)的s_2增大為1.2，其他元素適當(dāng)調(diào)整；因素變權(quán)向量F=(f_1,f_2,f_3)，由于混凝土碳化與鋼筋銹蝕密切相關(guān)，與混凝土碳化深度和鋼筋銹蝕程度相關(guān)的f_1、f_2也進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。則調(diào)整后的權(quán)重w_1、w_2、w_3通過以下公式計(jì)算：\begin{align*}w_1&=w_1^0\timess_1\timesf_1\\w_2&=w_2^0\timess_2\timesf_2\\w_3&=w_3^0\timess_3\timesf_3\end{align*}再經(jīng)過歸一化處理，使\sum_{i=1}^{3}w_i=1，得到最終的指標(biāo)權(quán)重。通過這種方式確定的權(quán)重，能夠充分考慮橋梁在不同環(huán)境和狀態(tài)下各指標(biāo)對耐久性影響的變化，為準(zhǔn)確評估西藏地區(qū)在役橋梁耐久性提供可靠的權(quán)重依據(jù)。3.3.3各指標(biāo)隸屬函數(shù)的建立在西藏地區(qū)在役橋梁耐久性評估中，針對不同的耐久性指標(biāo)，選擇合適的隸屬函數(shù)形式并確定其參數(shù)，對于準(zhǔn)確評估橋梁耐久性至關(guān)重要。對于混凝土碳化深度指標(biāo)，由于其對橋梁耐久性的影響是一個(gè)逐漸變化的過程，可采用半升梯形隸屬函數(shù)來描述。假設(shè)將混凝土碳化深度對耐久性的影響分為“輕度碳化”“中度碳化”“重度碳化”三個(gè)等級。已知混凝土設(shè)計(jì)保護(hù)層厚度為d，當(dāng)混凝土碳化深度x\leq0.3d時(shí)，認(rèn)為處于“輕度碳化”等級，其隸屬度\mu_{輕度}(x)=1，\mu_{中度}(x)=0，\mu_{重度}(x)=0；當(dāng)0.3d<x\leq0.6d時(shí)，\mu_{輕度}(x)=\frac{0.6d-x}{0.3d}，\mu_{中度}(x)=\frac{x-0.3d}{0.3d}，\mu_{重度}(x)=0；當(dāng)x>0.6d時(shí)，\mu_{輕度}(x)=0，\mu_{中度}(x)=\frac{0.9d-x}{0.3d}，\mu_{重度}(x)=\frac{x-0.6d}{0.3d}。通過這樣的隸屬函數(shù)，能夠合理地反映混凝土碳化深度在不同程度下對耐久性影響的隸屬關(guān)系。鋼筋銹蝕程度指標(biāo)對橋梁耐久性的影響也較為關(guān)鍵，且其變化具有連續(xù)性，可采用正態(tài)分布隸屬函數(shù)來描述。設(shè)鋼筋銹蝕率為y，將鋼筋銹蝕程度對耐久性的影響分為“輕微銹蝕”“中度銹蝕”“嚴(yán)重銹蝕”三個(gè)等級。假設(shè)“輕微銹蝕”等級的隸屬函數(shù)為\mu_{輕微}(y)=e^{-\frac{(y-y_1)^2}{2\sigma_1^2}}，其中y_1為鋼筋輕微銹蝕的臨界銹蝕率，可根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)確定，\sigma_1為標(biāo)準(zhǔn)差，通過對大量鋼筋銹蝕數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析得到。當(dāng)y=y_1時(shí)，\mu_{輕微}(y)=1，表示鋼筋銹蝕程度處于輕微銹蝕的可能性最大；當(dāng)y偏離y_1時(shí)，\mu_{輕微}(y)逐漸減小。對于“中度銹蝕”和“嚴(yán)重銹蝕”等級，也可類似地建立正態(tài)分布隸屬函數(shù)，如“中度銹蝕”等級的隸屬函數(shù)為\mu_{中度}(y)=e^{-\frac{(y-y_2)^2}{2\sigma_2^2}}，“嚴(yán)重銹蝕”等級的隸屬函數(shù)為\mu_{嚴(yán)重}(y)=e^{-\frac{(y-y_3)^2}{2\sigma_3^2}}，其中y_2、y_3分別為中度銹蝕和嚴(yán)重銹蝕的臨界銹蝕率，\sigma_2、\sigma_3為相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)差。凍融循環(huán)次數(shù)指標(biāo)對橋梁耐久性的影響具有階段性特征，可采用梯形隸屬函數(shù)來描述。將凍融循環(huán)次數(shù)對耐久性的影響分為“較少凍融”“中等凍融”“較多凍融”“嚴(yán)重凍融”四個(gè)等級。假設(shè)當(dāng)凍融循環(huán)次數(shù)n\leqn_1時(shí)，對“較少凍融”等級的隸屬度\mu_{較少}(n)=1，對其他等級的隸屬度為0；當(dāng)n_1<n\leqn_2時(shí)，\mu_{較少}(n)=\frac{n_2-n}{n_2-n_1}，\mu_{中等}(n)=\frac{n-n_1}{n_2-n_1}，對“較多凍融”和“嚴(yán)重凍融”等級的隸屬度為0；當(dāng)n_2<n\leqn_3時(shí)，\mu_{中等}(n)=\frac{n_3-n}{n_3-n_2}，\mu_{較多}(n)=\frac{n-n_2}{n_3-n_2}，對“較少凍融”和“嚴(yán)重凍融”等級的隸屬度為0；當(dāng)n>n_3時(shí)，\mu_{較多}(n)=\frac{n_4-n}{n_4-n_3}，\mu_{嚴(yán)重}(n)=\frac{n-n_3}{n_4-n_3}，對“較少凍融”和“中等凍融”等級的隸屬度為0。其中n_1、n_2、n_3、n_4為根據(jù)西藏地區(qū)橋梁實(shí)際凍融情況和相關(guān)研究確定的凍融循環(huán)次數(shù)界限值。通過建立這樣的梯形隸屬函數(shù)，能夠準(zhǔn)確地反映凍融循環(huán)次數(shù)在不同階段對橋梁耐久性影響的隸屬程度。三、西藏地區(qū)在役橋梁綜合狀態(tài)評估分項(xiàng)指標(biāo)確定技術(shù)3.4功能性指標(biāo)的確定技術(shù)3.4.1影響功能性的主要因素橋面平整度是影響橋梁功能性的關(guān)鍵因素之一，對行車舒適性和安全性有著直接影響。在西藏地區(qū)，由于氣候條件惡劣，橋梁橋面在長期的溫度變化、凍融循環(huán)以及車輛荷載作用下，容易出現(xiàn)坑槽、裂縫、車轍等病害，導(dǎo)致橋面平整度下降。當(dāng)橋面平整度較差時(shí)，車輛行駛過程中會產(chǎn)生顛簸和振動(dòng)，不僅會降低行車的舒適性，還會增加車輛的磨損和能耗。研究表明，當(dāng)橋面平整度標(biāo)準(zhǔn)差大于2.5mm時(shí)，車輛的行駛阻力會增加10%-20%，油耗也會相應(yīng)增加。此外，橋面平整度不佳還會影響車輛的行駛穩(wěn)定性，在高速行駛或惡劣天氣條件下，可能導(dǎo)致車輛失控，引發(fā)交通事故。通行能力是衡量橋梁功能性的重要指標(biāo)，它反映了橋梁在單位時(shí)間內(nèi)能夠通過的最大車輛數(shù)。西藏地區(qū)交通量的增長以及大型貨車、客車等重型車輛的增多，對橋梁的通行能力提出了更高的要求。如果橋梁的設(shè)計(jì)通行能力不足，在交通高峰期容易出現(xiàn)交通擁堵，影響交通流暢性，降低交通運(yùn)輸效率。例如，某座連接西藏兩個(gè)重要城鎮(zhèn)的橋梁，由于設(shè)計(jì)通行能力較小，在旅游旺季時(shí)，大量游客車輛涌入，導(dǎo)致橋梁交通擁堵嚴(yán)重，車輛排隊(duì)等候時(shí)間長達(dá)數(shù)小時(shí)，不僅給游客的出行帶來不便，也影響了當(dāng)?shù)芈糜螛I(yè)的發(fā)展。此外，橋梁的車道寬度、凈空高度等幾何參數(shù)以及交通管理措施也會對通行能力產(chǎn)生影響。附屬設(shè)施完好程度也是影響橋梁功能性的重要方面，橋梁的附屬設(shè)施包括欄桿、伸縮縫、排水系統(tǒng)、照明系統(tǒng)等。欄桿的主要作用是保障行人和車輛的安全，防止其墜入橋下。如果欄桿損壞或缺失，將給行人和車輛帶來安全隱患。伸縮縫用于適應(yīng)橋梁結(jié)構(gòu)的溫度變化和混凝土收縮徐變，保證橋梁結(jié)構(gòu)的正常變形。在西藏地區(qū)，由于溫度變化較大，伸縮縫的工作條件較為惡劣，容易出現(xiàn)損壞、堵塞等問題。當(dāng)伸縮縫失效時(shí)，會導(dǎo)致橋梁結(jié)構(gòu)產(chǎn)生附加內(nèi)力，加速橋梁的損壞。排水系統(tǒng)負(fù)責(zé)排除橋面積水，防止積水滲入橋梁結(jié)構(gòu)內(nèi)部，腐蝕結(jié)構(gòu)材料。西藏地區(qū)降水雖相對較少，但在雨季時(shí)，強(qiáng)降雨可能導(dǎo)致橋面積水迅速增多。若排水系統(tǒng)不暢，積水會在橋面積聚，影響行車安全，同時(shí)還會加速橋梁結(jié)構(gòu)的損壞。照明系統(tǒng)為夜間行車提供必要的照明條件，提高行車安全性。在西藏地區(qū)，部分橋梁照明系統(tǒng)不完善或損壞后未能及時(shí)修復(fù)，導(dǎo)致夜間行車視線不佳，增加了交通事故的發(fā)生概率。3.4.2主要指標(biāo)的權(quán)重運(yùn)用德爾菲法確定影響西藏地區(qū)在役橋梁功能性指標(biāo)的初始權(quán)重。邀請橋梁工程、交通工程、道路養(yǎng)護(hù)等領(lǐng)域的專家，這些專家應(yīng)熟悉西藏地區(qū)橋梁的實(shí)際使用情況和交通特點(diǎn)。向?qū)＜野l(fā)放精心設(shè)計(jì)的調(diào)查問卷，問卷中詳細(xì)列出橋面平整度、通行能力、附屬設(shè)施完好程度等影響功能性的主要指標(biāo)，并對每個(gè)指標(biāo)進(jìn)行清晰的定義和解釋。例如，對于橋面平整度，說明采用國際平整度指數(shù)（IRI）來衡量，以及IRI值與橋面平整度的關(guān)系；對于通行能力，解釋其與交通量、車道數(shù)、車輛類型等因素的關(guān)聯(lián)。要求專家根據(jù)自己的專業(yè)知識和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對各指標(biāo)的重要程度進(jìn)行打分，采用1-9標(biāo)度法，1表示非常不重要，9表示非常重要?；厥諉柧砗?，對專家的打分結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，計(jì)算各指標(biāo)得分的平均值、標(biāo)準(zhǔn)差等統(tǒng)計(jì)量。對于得分差異較大的指標(biāo)，通過電話、郵件或線上會議等方式與專家進(jìn)行溝通，了解其打分的依據(jù)和理由，促使專家重新審視自己的判斷。經(jīng)過3-4輪的反饋和調(diào)整，當(dāng)專家意見趨于穩(wěn)定時(shí)，將各指標(biāo)的平均分進(jìn)行歸一化處理，得到各指標(biāo)的初始權(quán)重。假設(shè)橋面平整度、通行能力、附屬設(shè)施完好程度三個(gè)指標(biāo)的平均分分別為7、8、6，總平均分為21，則橋面平整度的初始權(quán)重為w_1^0=\frac{7}{21}=\frac{1}{3}，通行能力的初始權(quán)重為w_2^0=\frac{8}{21}，附屬設(shè)施完好程度的初始權(quán)重為w_3^0=\frac{6}{21}=\frac{2}{7}。基于變權(quán)原理對初始權(quán)重進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整。根據(jù)橋梁的實(shí)際使用情況和交通狀況，確定狀態(tài)變權(quán)向量和因素變權(quán)向量。例如，當(dāng)橋梁所在路段交通量大幅增加，出現(xiàn)交通擁堵現(xiàn)象時(shí)，通行能力指標(biāo)的權(quán)重應(yīng)適當(dāng)提高；當(dāng)橋梁附屬設(shè)施出現(xiàn)多處損壞，影響行車安全和舒適性時(shí)，附屬設(shè)施完好程度指標(biāo)的權(quán)重應(yīng)加大。假設(shè)根據(jù)實(shí)際情況確定的狀態(tài)變權(quán)向量S=(s_1,s_2,s_3)，其中與通行能力相關(guān)的s_2增大為1.2，其他元素適當(dāng)調(diào)整；因素變權(quán)向量F=(f_1,f_2,f_3)，由于附屬設(shè)施損壞可能導(dǎo)致橋面平整度下降，與附屬設(shè)施完好程度和橋面平整度相關(guān)的f_1、f_3也進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。則調(diào)整后的權(quán)重w_1、w_2、w_3通過以下公式計(jì)算：\begin{align*}w_1&=w_1^0\timess_1\timesf_1\\w_2&=w_2^0\timess_2\timesf_2\\w_3&=w_3^0\timess_3\timesf_3\end{align*}再經(jīng)過歸一化處理，使\sum_{i=1}^{3}w_i=1，得到最終的指標(biāo)權(quán)重。通過這種方式確定的權(quán)重，能夠充分考慮橋梁在不同使用階段和交通條件下各指標(biāo)對功能性影響的變化，為準(zhǔn)確評估西藏地區(qū)在役橋梁功能性提供可靠的權(quán)重依據(jù)。3.4.3各指標(biāo)隸屬函數(shù)的建立在西藏地區(qū)在役橋梁功能性評估中，針對不同的功能性指標(biāo)，選擇合適的隸屬函數(shù)形式并確定其參數(shù)，對于準(zhǔn)確評估橋梁功能性至關(guān)重要。對于橋面平整度指標(biāo)，由于其對行車舒適性和安全性的影響是一個(gè)連續(xù)變化的過程，可采用半梯形隸屬函數(shù)來描述。將橋面平整度分為“優(yōu)”“良”“中”“差”四個(gè)等級，以國際平整度指數(shù)（IRI）作為衡量指標(biāo)。假設(shè)當(dāng)IRI值小于2.0m/km時(shí)，認(rèn)為橋面平整度處于“優(yōu)”等級，其隸屬度\mu_{優(yōu)}(IRI)=1，對其他等級的隸屬度為0；當(dāng)2.0m/km<IRI\leq3.0m/km時(shí)，\mu_{優(yōu)}(IRI)=\frac{3.0-IRI}{1.0}，\mu_{良}(IRI)=\frac{IRI-2.0}{1.0}，對“中”和“差”等級的隸屬度為0；當(dāng)3.0m/km<IRI\leq4.0m/km時(shí)，\mu_{良}(IRI)=\frac{4.0-IRI}{1.0}，\mu_{中}(IRI)=\frac{IRI-3.0}{1.0}，對“優(yōu)”和“差”等級的隸屬度為0；當(dāng)IRI>4.0m/km時(shí)，\mu_{中}(IRI)=\frac{5.0-IRI}{1.0}，\mu_{差}(IRI)=\frac{IRI-4.0}{1.0}，對“優(yōu)”和“良”等級的隸屬度為0。通過這樣的隸屬函數(shù)，能夠合理地反映橋面平整度在不同狀態(tài)下對功能性影響的隸屬關(guān)系。通行能力指標(biāo)對橋梁功能性的影響也較為關(guān)鍵，且其與交通量等因素的關(guān)系具有一定的模糊性，可采用梯形隸屬函數(shù)來描述。將通行能力分為“滿足需求”“基本滿足需求”“不滿足需求”三個(gè)等級，以設(shè)計(jì)通行能力和實(shí)際交通量的比值作為衡量指標(biāo)。假設(shè)當(dāng)實(shí)際交通量與設(shè)計(jì)通行能力的比值小于0.8時(shí)，認(rèn)為通行能力處于“滿足需求”等級，其隸屬度\mu_{滿足}(r)=1，對其他等級的隸屬度為0；當(dāng)0.8<r\leq1.0時(shí)，\mu_{滿足}(r)=\frac{1.0-r}{0.2}，\mu_{基本滿足}(r)=\frac{r-0.8}{0.2}，對“不滿足需求”等級的隸屬度為0；當(dāng)1.0<r\leq1.2時(shí)，\mu_{基本滿足}(r)=\frac{1.2-r}{0.2}，\mu_{不滿足}(r)=\frac{r-1.0}{0.2}，對“滿足需求”等級的隸屬度為0；當(dāng)r>1.2時(shí)，\mu_{不滿足}(r)=1，對其他等級的隸屬度為0。其中r為實(shí)際交通量與設(shè)計(jì)通行能力的比值。通過建立這樣的梯形隸屬函數(shù)，能夠準(zhǔn)確地反映通行能力在不同情況下對橋梁功能性影響的隸屬程度。附屬設(shè)施完好程度指標(biāo)對橋梁功能性的影響具有階段性特征，可采用三角形隸屬函數(shù)來描述。將附屬設(shè)施完好程度分為“完好”“基本完好”“損壞”三個(gè)等級。假設(shè)當(dāng)附屬設(shè)施損壞率小于10%時(shí)，認(rèn)為處于“完好”等級，其隸屬度\mu_{完好}(d)=1，對其他等級的隸屬度為0；當(dāng)10\%<d\leq30\%時(shí)，\mu_{完好}(d)=\frac{30-d}{20}，\mu_{基本完好}(d)=\frac{d-10}{20}，對“損壞”等級的隸屬度為0；當(dāng)d>30\%時(shí)，\mu_{基本完好}(d)=\frac{50-d}{20}，\mu_{損壞}(d)=\frac{d-30}{20}。其中d為附屬設(shè)施損壞率。通過建立這樣的三角形隸屬函數(shù)，能夠合理地反映附屬設(shè)施完好程度在不同損壞程度下對橋梁功能性影響的隸屬關(guān)系。三、西藏地區(qū)在役橋梁綜合狀態(tài)評估分項(xiàng)指標(biāo)確定技術(shù)3.5加固經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)的確定技術(shù)3.5.1影響加固經(jīng)濟(jì)性的主要因素加固材料費(fèi)用是影響橋梁加固經(jīng)濟(jì)性的直接因素之一。在西藏地區(qū)，由于其特殊的地理位置和交通條件，加固材料的運(yùn)輸成本較高。例如，從內(nèi)地采購的高性能鋼材、新型復(fù)合材料等，需要經(jīng)過長途運(yùn)輸才能抵達(dá)西藏地區(qū)，運(yùn)輸過程中的燃油費(fèi)、過路費(fèi)以及可能出現(xiàn)的運(yùn)輸損耗等，都會增加材料的最終成本。不同類型的加固材料價(jià)格差異較大，其性能也有所不同。傳統(tǒng)的加固材料如普通鋼材、混凝土等，價(jià)格相對較為穩(wěn)定，但在一些特殊環(huán)境下，其加固效果可能不如新型材料。例如，在高寒地區(qū)，普通混凝土的抗凍性能較差，可能需要添加特殊的外加劑或采用高性能混凝土，這無疑會增加材料成本。而新型加固材料如碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料（CFRP），具有強(qiáng)度高、重量輕、耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn)，但價(jià)格相對昂貴。在選擇加固材料時(shí)，需要綜合考慮材料的性能和價(jià)格，以平衡加固效果和經(jīng)濟(jì)性。施工成本也是影響加固經(jīng)濟(jì)性的重要因素。西藏地區(qū)復(fù)雜的地形地貌和惡劣的自然環(huán)境，給橋梁加固施工帶來了很大的困難，從而增加了施工成本。在高海拔地區(qū)，由于空氣稀薄，施工人員的工作效率會降低，需要更多的人力投入來完成相同的工作量，這會導(dǎo)致人工成本增加。同時(shí)，惡劣的氣候條件如大風(fēng)、暴雪等，可能會導(dǎo)致施工中斷，延誤工期，進(jìn)一步增加施工成本。此外，為了適應(yīng)西藏地區(qū)的特殊環(huán)境，可能需要采用特殊的施工設(shè)備和工藝。例如，在凍土地區(qū)進(jìn)行橋梁基礎(chǔ)加固時(shí)，需要采用特殊的凍土施工技術(shù)和設(shè)備，以確?；A(chǔ)的穩(wěn)定性，這些特殊的施工設(shè)備和工藝往往成本較高。維護(hù)成本是橋梁加固后長期面臨的費(fèi)用支出，對加固經(jīng)濟(jì)性也有重要影響。加固后的橋梁需要定期進(jìn)行檢查、維護(hù)和保養(yǎng)，以確保其加固效果和結(jié)構(gòu)安全。在西藏地區(qū)，由于環(huán)境惡劣，橋梁結(jié)構(gòu)的劣化速度相對較快，需要更頻繁的維護(hù)。例如，橋梁表面的防護(hù)涂層在強(qiáng)太陽輻射和風(fēng)沙侵蝕下，容易老化、脫落，需要及時(shí)進(jìn)行修復(fù)和重新涂裝，這會增加維護(hù)成本。同時(shí)，橋梁的附屬設(shè)施如伸縮縫、支座等，在惡劣環(huán)境下也更容易損壞，需要經(jīng)常更換和維修，這也會導(dǎo)致維護(hù)成本的增加。此外，維護(hù)過程中可能需要使用專業(yè)的檢測設(shè)備和技術(shù)人員，這些費(fèi)用也不容忽視。除了上述因素外，橋梁加固的設(shè)計(jì)方案也會影響加固經(jīng)濟(jì)性。一個(gè)合理的加固設(shè)計(jì)方案，能夠在保證加固效果的前提下，最大限度地降低加固成本。如果設(shè)計(jì)方案不合理，可能會導(dǎo)致加固材料的浪費(fèi)、施工難度增加以及維護(hù)成本上升等問題。例如，設(shè)計(jì)方案中對加固材料的選擇不當(dāng)，可能會導(dǎo)致材料性能無法滿足實(shí)際需求，需要進(jìn)行二次加固，從而增加成本。因此，在進(jìn)行橋梁加固設(shè)計(jì)時(shí)，需要充分考慮各種因素，優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，以提高加固經(jīng)濟(jì)性。3.5.2主要指標(biāo)的權(quán)重確定影響西藏地區(qū)在役橋梁加固經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)的權(quán)重，同樣采用德爾菲法與變權(quán)原理相結(jié)合的方式，確保權(quán)重的科學(xué)性與合理性，精準(zhǔn)反映各指標(biāo)對加固經(jīng)濟(jì)性的影響程度。運(yùn)用德爾菲法獲取初始權(quán)重。邀請橋梁加固領(lǐng)域的專家、西藏地區(qū)橋梁工程管理人員以及經(jīng)濟(jì)成本分析專家等組成專家團(tuán)隊(duì)，人數(shù)約15-20人。向