轨道梁桥状态评估、预测及养护方法研究
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摘要
轨道交通是城市交通动脉的咽喉,它的运营状态的好坏直接关乎经济发展和人民生活。作为中国首座跨座单轨交通,对重庆轨道交通2号线技术状态的评估、预测及养护方法的研究对于确保科学、合理地确定养护对策,延长轨道梁桥的使用寿命,保证轨道梁桥的安全运营具有重要意义。
轨道梁桥技术状态的评估是梁桥状态预测以及养护维修决策的基础。本文首先分析了不确定层次分析法在轨道梁桥状态综合评估中的应用过程,针对其中的缺陷不足引入了变权综合原理,来反映综合决策中各状态的均衡性,并分别举例进行了分析研究；论文在分别研究了灰色系统理论和马尔可夫链在轨道梁桥状态预测中的应用基础上,结合轨道梁桥系统的特性,针对不同管理级别分别建立马尔可夫链及灰色—马尔可夫状态预测模型,并通过实例验证,预测结果与实际拟合较好,用于梁桥状态预测较为理想；最后通过专家咨询法建立了轨道梁桥典型养护对策库和梁桥养护决策树用以养护管理者选择最合理的养护措施。
本文在背景项目的支持下,从评估与预测决策方法的角度,以轨道梁桥养护管理流程和内容为线索,针对其中的问题进行了应用研究和分析,对轨道梁桥养护系统的研究与开发提供了有益的经验。
Urban rail transit holds the key positions in urban transportation system, the performance of them are related to economic development and people's lives. As the first monorail in China, the research on condition assessment、prediction and maintenance methods is very important to insure to make decision of the track beam bridge maintenance scientifically, reasonably and extend the bridges’service life, guarantee the use of the bridge.
Assessment of the track beam bridge is the preparatory work of the bridges' condition prediction and maintenance decision. This paper analyzes and instantiate the application of Uncertain Analytical Hierarchy Process in the compositive evaluation of the track beam bridge. In order to reflect the status of the bridge structure roundly, this paper discussed and instantiate the variable weight synthesizing which can reflect the equilibrium of every estates. After discussing the basic theory of the GM(1,1) model and Markov Chain model, this paper adopted the Markov Chain model and the Grey-Markov chain prediction model to predict the track beam bridge's technology condition. A sample proves the calculating result from the Grey-Markov chain prediction model is much closer to the reality. By means of consulting experts, typical bridge maintenance countermeasure repository and decision-making tree are built to choose the most rational maintenance measure.
With the combination of scientific management and bridge maintenance management from the view of evaluation and decision-making and with bridge maintenance management procedure as the clue the paper provides a reference for the research and exploration of the maintenance management system.
轨道梁桥技术状态的评估是梁桥状态预测以及养护维修决策的基础。本文首先分析了不确定层次分析法在轨道梁桥状态综合评估中的应用过程,针对其中的缺陷不足引入了变权综合原理,来反映综合决策中各状态的均衡性,并分别举例进行了分析研究；论文在分别研究了灰色系统理论和马尔可夫链在轨道梁桥状态预测中的应用基础上,结合轨道梁桥系统的特性,针对不同管理级别分别建立马尔可夫链及灰色—马尔可夫状态预测模型,并通过实例验证,预测结果与实际拟合较好,用于梁桥状态预测较为理想；最后通过专家咨询法建立了轨道梁桥典型养护对策库和梁桥养护决策树用以养护管理者选择最合理的养护措施。
本文在背景项目的支持下,从评估与预测决策方法的角度,以轨道梁桥养护管理流程和内容为线索,针对其中的问题进行了应用研究和分析,对轨道梁桥养护系统的研究与开发提供了有益的经验。
Urban rail transit holds the key positions in urban transportation system, the performance of them are related to economic development and people's lives. As the first monorail in China, the research on condition assessment、prediction and maintenance methods is very important to insure to make decision of the track beam bridge maintenance scientifically, reasonably and extend the bridges’service life, guarantee the use of the bridge.
Assessment of the track beam bridge is the preparatory work of the bridges' condition prediction and maintenance decision. This paper analyzes and instantiate the application of Uncertain Analytical Hierarchy Process in the compositive evaluation of the track beam bridge. In order to reflect the status of the bridge structure roundly, this paper discussed and instantiate the variable weight synthesizing which can reflect the equilibrium of every estates. After discussing the basic theory of the GM(1,1) model and Markov Chain model, this paper adopted the Markov Chain model and the Grey-Markov chain prediction model to predict the track beam bridge's technology condition. A sample proves the calculating result from the Grey-Markov chain prediction model is much closer to the reality. By means of consulting experts, typical bridge maintenance countermeasure repository and decision-making tree are built to choose the most rational maintenance measure.
With the combination of scientific management and bridge maintenance management from the view of evaluation and decision-making and with bridge maintenance management procedure as the clue the paper provides a reference for the research and exploration of the maintenance management system.
引文
[1]王省茜.跨座式单轨铁路的特点及应用前景[J].中国铁道科学,2004(01).
[2]赵琳琳.灰色马氏链预测方法及其在水文序列中的应用研究[D],南京：河海大学,2007：3-4
[3]吕颖超,贺拴海.在役桥梁承载力模糊可靠性的马尔可夫预测[J].长安大学学报,2005,25(4)：39-43.
[4]H. Hawk, E. P. Small. The BRIDGIT Bridge Management System. Structural Engineering International,1998,8(4):309-314
[5]黄晓璐,阂应葬.基于半马尔柯夫过程的流量预测方法[J].2006,26(3)：522-525
[6]刘思峰,郭天榜,党耀国等,灰色系统理论及其应用[M],北京：科学出版社,1999
[7]张永清,桥梁墩、台的沉降观测和沉降值的预测[J].西安公路交通大学学报,2001,第7期
[8]邓聚龙.灰色预测与决策[M].武汉：华中理工大学出版社,2002.10
[9]傅立,灰色系统及其应用[M],北京：科学技术文献出版社,1992
[10]刘次华.随机过程[M].武汉：华中科技大学出版社,1988
[11]戴宇文.桥梁管理系统开发若干问题的研与探索[D].广州：华南理工大学2004
[12]季云峰.桥梁管理系统的研究[D].上海：同济大学,2003
[13]陈雅琴.桥梁管理系统研究[D].长安大学,2000
[14]陈晨.桥梁管理系统研究与开发的理论基础初探[D].广州：华南理工大学,2002
[15]喻翔.高速公路路面养护管理系统决策优化的研究[D].西南交通大学,2005.
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[21]贺北方,刘正才.灰色系统理论方法与应用.气象出版社,1995
[22]单轨交通轨道梁桥养护状态评估,课题研究报告,北京交通大学
[23]吕颖超,贺拴海.在役桥梁承载力模糊可靠性的马尔可夫预测[J].长安大学学报,2005,25(4)：39-43
[24]李晓蕾.基于灰色系统理论的变形分析与预报模型应用研究[D].长安大学,2008
[25]肖萍.桥梁技术状况评价与预测[D].长安大学,2003
[26]邓志勇.桥梁结构评估与剩余寿命预测[D].武汉理工大学,2005
[27]鄢小彬.组合预测技术及其应用[D].武汉理工大学,2007
[28]张劲松,张前勇,马友平.建筑物沉降量的灰色非等间距预测研究[J].建筑技术,2009,
40(2)：182-184
[29]中华人民共和国行业标准.城市桥梁养护技术规范[S].CJJ99-2003.
[30]中华人民共和国行业标准.公路桥涵养护规范[S].JTG H11-2004.
[31]中华人民共和国建设部,城市道路养护技术规范,CJJ36-2006,北京,2006.
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[34]赵衡平.跨坐式单轨交通轨道梁承拉盆式橡胶支座[J].都市快轨交通,2006,第19卷：59-64.
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