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模糊層次分析法在高樁框架碼頭安全性評估中的應(yīng)用

文檔作者：葉挺韓時(shí)琳高翔文檔來源：長沙理工大學(xué)水利工程學(xué)院		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2021年06月07日
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第04期(總第407期) 吉 林水利 2016年04月
【文章簟號】1009—2846(2016)04-0050-06
模糊層次分析法在高樁框架碼頭
安全性評估中的應(yīng)用
葉挺，韓時(shí)琳，高翔
(長沙理工大學(xué)水利工程學(xué)院，湖南 長沙410004)
[摘?！拷陙韺吓f碼頭安全性評估主要依靠檢測結(jié)果定性分析，較少采用系統(tǒng)的量化評估方法，對高樁框
架碼頭開展量化評估的更少。通過對高樁框架碼頭受損情況調(diào)查分析， 建立安全性評估模型。基于模糊層次分
析法及熵權(quán)法確定碼頭的安全等級。全面反映高樁框架碼頭的安全情況。運(yùn)用該方法對某碼頭進(jìn)行安全性評
估，得到結(jié)果與誼碼頭實(shí)際安全等級相一致，驗(yàn)證了該方法的可行性，可為類似的工程評估提供參考依據(jù)，也
可為碼頭的運(yùn)營決策提供依據(jù)
【關(guān)■ 詞】高樁框架碼頭；模糊層次分析法；安全性評估；安全等級
【中圈分類號]U 657．3 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼]B
高樁碼頭具有結(jié)構(gòu)輕。泊穩(wěn)條件好，砂石用料
少。適合軟土地基等特性，是我國常用的碼頭形
式．其中高樁框架碼頭由于上部結(jié)構(gòu)高度和剛度
較大。能適應(yīng)大水位差情況。因此在需多層系纜的
內(nèi)河港口中采用較多。由于高樁碼頭下部透空結(jié)
構(gòu)易造成水氣聚集，易產(chǎn)生諸如鋼筋銹蝕、混凝土
脹裂等損傷．受侵蝕破壞的程度往往較其他結(jié)構(gòu)
型式嚴(yán)重。通過對長江地區(qū)高樁框架碼頭的調(diào)研，
發(fā)現(xiàn)老舊碼頭存在不同程度的損傷．為確定損傷
對碼頭安全性的影響．本文基于模糊層次分析法
對高樁框架碼頭進(jìn)行安全性評估．確定碼頭安全
等級。也可為管理部門決策提供依據(jù)。
1 高樁框架碼頭安全性評估模型的建立
根據(jù)碼頭的組成，《港口碼頭結(jié)構(gòu)安全性檢測
與評估指南》【-1提出對高樁碼頭的安全性檢測評估
應(yīng)包括上部結(jié)構(gòu)、樁基、岸坡、接岸結(jié)構(gòu)以及附屬
設(shè)施。通過對高樁框架碼頭受損情況的調(diào)查分析
表明，其上部結(jié)構(gòu)(包括面板、縱橫梁、縱橫撐以及
立柱等)為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，易產(chǎn)生構(gòu)件劣化(混
凝土裂縫、鋼筋銹蝕)、構(gòu)件撓度過大、承載力不足
等損傷。影響碼頭作業(yè)時(shí)的安全性；樁基完整性存
在缺陷、承載力不足以及存在沉降等是影響碼頭
的安全性主要因素．此外因?yàn)闃睹边B接部位處的
受損情況也比較多．故在安全性檢測評估中也需
考慮：岸坡除了穩(wěn)定性外還應(yīng)考慮使用期由于土
體變形引起的水平位移以及沉降：接岸結(jié)構(gòu)作為
碼頭主體結(jié)構(gòu)與后方陸域相連接部分．要考慮作
業(yè)時(shí)應(yīng)滿足所需的穩(wěn)定性、位移變形及結(jié)構(gòu)承載
力：附屬設(shè)施應(yīng)考慮其完整性等。
將高樁框架碼頭安全性作為目標(biāo)層：上部結(jié)
構(gòu)、樁、岸坡、接岸結(jié)構(gòu)、附屬設(shè)施作為一級準(zhǔn)則
層；上部結(jié)構(gòu)中各構(gòu)件作為二級準(zhǔn)則層；影響高樁
框架碼頭安全性的上述各因素作為一級或二級指
標(biāo)層。建立高樁框架式碼頭的安全性評估模型，見
圖1、表3。
2 高樁框架碼頭安全性評估方法
模糊層次分析法是將層次分析法(AHP法)[21
與模糊綜合分析法結(jié)合起來．用層次分析法來確
定指標(biāo)體系中指標(biāo)的權(quán)重．用模糊綜合評價(jià)方法
對模糊指標(biāo)進(jìn)行評估的方法。由于高樁框架碼頭
【收稿日期】2016-02—24
[作者簡介】葉挺(1990-)，男，浙江舟山人，碩士。港口航道與海岸工程專業(yè)。
【基金項(xiàng)目】交通部主干學(xué)科應(yīng)用基礎(chǔ)研究項(xiàng)目(2014 329 825 030)
一5O一
吉林水利 模糊層次分析法在高樁框架碼頭安全性評估中的應(yīng)用 葉 挺等 2016年04月
樁l l岸坡
結(jié)構(gòu)劣化度l l巍度I l 承t力
Il黯
圈1 高樁榧架碼頭安全性評估模型
的安全性影響因素較多。因此本文采用模糊層次
分析法對上述提出的框架碼頭評估模型進(jìn)行計(jì)算
分析，能更好地反應(yīng)結(jié)構(gòu)各部分的層次性，描述其
隸屬程度。從而真實(shí)反映碼頭的安全狀態(tài)。
2．1 指標(biāo)權(quán)重的初始計(jì)算
首先構(gòu)造模糊判斷矩陣。本文采用1—9標(biāo)度
法四來兩兩比較影響因素之間的重要性．即按元素
重要性給予1—9的標(biāo)度。從而使被比較元素構(gòu)成
一個(gè)兩兩比較的正反判斷矩陣：
A：( ) (1)
然后運(yùn)用特征根法 計(jì)算矩陣中各元素的權(quán)
重：
A =A一 (2)
這里A一是A 的最大特征根， 是相應(yīng)的特
征向量。所得到的 經(jīng)歸一化及矩陣一致性判斷
后可以作為初始權(quán)重向量。
由于本次評估過程數(shù)據(jù)較多．本文只給出一
級準(zhǔn)則層的權(quán)重確立過程．其余元素權(quán)重確立參
考一級準(zhǔn)則層評估過程。
①綜合設(shè)計(jì)建設(shè)等單位專家意見，采用1—9
標(biāo)度法判別一級準(zhǔn)則層各元素的重要性。見表1。
②建立一級準(zhǔn)則層的兩兩比較的正反判斷矩
陣A：
承
藏
力
·船11摹船
設(shè)|‘ll設(shè)t
完整ll完整
性ll性
裹1 一級準(zhǔn)則層各元素的重要性
A=
l 1 3 5
l 1 3 5
1，3 l，3 1 3
1，5 l，5 1，3 l
1廠7 1，，7 1，5 l，3
③利用MATLAB編程計(jì)算A的最大特征根
A一并計(jì)算其相應(yīng)的特征向量，將特征向量歸一化
后得：
A 5．136 1
IV=[0．362 l，0．362 l，0．160 7，0．076 2，0．038 9】
④使用相對性一致指標(biāo)CR．檢驗(yàn)一級準(zhǔn)則層
判斷矩陣的一致性：
CR．= ，其中C．L= ，n為判斷矩陣
的維數(shù)，此處n=5；R． 為平均隨機(jī)一致性指標(biāo)，見
表2。
當(dāng)隨機(jī)一致性指標(biāo)CR．

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