大跨度斜拉桥风灾与地震灾害风险评估.ppt

,大跨度斜拉桥风灾与地震灾害风险评估分析,一,、斜拉桥安全风险分析必要性,二、斜拉桥风险评估理论体系,三、风灾与地震灾害风险源识别,四、斜拉桥风险指标体系,五、斜拉桥风险评估流程及分析,目 录,斜拉桥发展概况,现代桥梁工程中，斜拉桥由于具有结构性能良好、跨越能力大、建筑造型优美、施工限制少等诸多特点，适宜于建造在河宽、水深、地质条件差、施工工作面小和桥下通航要求高的场地，已经成为大跨径桥梁中最具有竞争力的桥型之一。,随着新型建筑材料的不断出现、电子技术的进步、施工机械的革新、施工工艺的逐步完善以及计算理论的创新，斜拉桥会有朝着大跨径方向发展可能。,桥梁工程在,20,世纪大发展过程中，更大跨的跨海大桥下在尝试规划，从而使除大洋洲外的世界五大洋洲，可以用桥梁相连，形成全球一体化交通网。如欧非直布罗陀海峡跨海工程，马六甲海峡工程，美亚白令海峡跨海工程，墨西拿海峡、英吉利海峡、博斯普鲁斯海峡跨海工程等等。另外，我国正在规划琼州海峡等跨海工程中都提出了主跨超过,1000m,的斜拉桥方案。,一 斜拉桥安全风险分析必要性,斜拉桥风险分析的必要性,斜拉桥工程同时存在着确定性问题和非确定性问题。目前斜拉桥的研究主要针对确定性问题，对于非确定性问题的研究相对较少。斜拉桥尤其是大跨度斜拉桥结构体系复杂，设计、施工及运营期间存在一定的不确定性因素，这些不确定性因素往往是引发风险的来源。,主要的不确定性有：系统因素的不确定性；非系统因素的不确定性；不可抗力因素的不确定性。,基于以上不确定因素，斜拉桥工程在设计、施工和运营期间存在着风险，必须引起桥梁建设者的足够重视，否则一旦发生事故，往往会造成巨大的经济损失、人员伤亡和严重的社会影响。为了避免工程事故的发生，降低斜拉桥各期间的结构风险，开展斜拉桥工程风险研究分析并针对性的提出应对措施是十分必要的。,一 斜拉桥安全风险分析必要性,二 斜拉桥风险评估理论体系,风险评估基本流程,风险,各国学者对风险定义的认识不尽相同，但总体上是围绕危害事件、发生概率、造成后果等几个问题展开的，但各个领域根据其侧重点不同，对风险的理解和具体使用也有不同。,在桥梁规划、设计、施工、使用、维修、拆除等和桥梁结构相关的各个过程中出现的，对相关利益团体的某种既定目标造成影响的不确定的事态，可称之为桥梁的风险事态，简称为桥梁风险。,风险定义阶段需要研究者和业主进行广泛深入的交流，明确进行风险评估的对象，以及业主进行评估研究的目的，确定研究范围，并根据问题的特点，确定合适的风险量测形式，收集基本的项目资料供后续工作使用。,三 风灾与地震灾害风险源识别,风险源,一类是自然灾害类风险源，如洪水、地震、地质滑坡、暴雨、大风等；,另一类是人为原因类风险源，此类事故为偶发的安全风险事故，如由于技术懈怠或缺陷、管理疏忽等引起的事故。,三 风灾与地震灾害风险源识别,四 斜拉桥风险指标体系,风险发生概率定性描述,风险发生概率定量描述,四 斜拉桥风险指标体系,人员伤亡等级定量描述,经济损失等级定量描述,四 斜拉桥风险指标体系,风险水平接受准则表,模糊层次分析法,20,世纪,70,年代，美国运筹学家,T,L,Saaty,教授提出了层次分析法,(Analytical Hierarchy Process,，简称,AHP),，它是一种系统的分析方法，适用于存在不确定情况及多种评价准则的决策问题。该方法基于对问题的全面考虑，将定量与定性分析相结合，把决策者的主观判断用数量形式表达和处理，将经验予以量化，提高了决策的科学性，有效性和可行性。,五 斜拉桥模糊层次分析评估体系,模糊层次分析法,基本原理：,首先将复杂的问题层次化，即根据问题的性质和要达到的目标，将问题分解为不同的组合因素，按照因素间的相互影响和隶属关系将其分层聚类组合，形成一个递阶的，有序的层次结构模型；,其次根据系统的特点和基本原则，对各层的因数进行对比分析，引入比率标度方法构造出判断矩阵，用求解判断矩阵最大特征根及其特征向量的方法得到各因素的相对权重；,最终通过计算最低层,(,方案层,),相对于最高层,(,总目标,),的相对重要性次序的组合权值，以此作为为评价和选择方案的依据。,五 斜拉桥模糊层次分析评估体系,斜拉桥模糊层次分析法的实现,斜拉桥风险因素分析,五 斜拉桥模糊层次分析评估体系,一级指标,二级指标,三级指标,U1,设,计,阶,段,U11,地,震,灾,害,U111,基础破坏,U112,桥塔破坏,U113,辅助墩破坏,U114,主梁破坏,U115,抗震措施失效,U12,风,致,灾,害,U121,静风荷载,U122,颤振稳定,U123,驰振稳定,斜拉桥模糊层次分析法的实现,斜拉桥风险因素分析,五 斜拉桥模糊层次分析评估体系,一级指标,二级指标,三级指标,U2,施,工,阶,段,U21,地,震,灾,害,U211,基础破坏,U212,桥塔破坏,U213,支座破坏,U214,主梁破坏,U215,抗震措施失效,U22,风,致,灾,害,U221,静风荷载,U222,涡激振动,U223,抖振,斜拉桥模糊层次分析法的实现,斜拉桥风险因素分析,五 斜拉桥模糊层次分析评估体系,一级指标,二级指标,三级指标,U3,运,营,阶,段,U31,地,震,灾,害,U311,基础破坏,U312,桥塔破坏,U313,辅助墩破坏,U314,主梁破坏,U315,抗震措施失效,U32,风,致,灾,害,U321,静风稳定,U322,颤振,U323,驰振,斜拉桥模糊层次分析法的实现,评价体系因素建立,一级指标因素,U=U1,，,U2,，,U3,二级指标因素,U1=U11,，,U12 U2=U21,，,U22 U3=U31,，,U32,三级指标因素,设计阶段,U11=U111,，,U112,，,U113,，,U114,，,U115,U12=U121,，,U122,，,U123,施工阶段,U21=U211,，,U212,，,U213,，,U214,，,U215,U22=U221,，,U222,，,U223,运营阶段,U31=U311,，,U312,，,U313,，,U314,，,U315,U32=U321,，,U322,，,U323,五 斜拉桥模糊层次分析评估体系,斜拉桥模糊层次分析法的实现,评价体系评价集建立,结合斜拉桥工程的特点，将风险分为四个等级，具体如下：,V=V1,，,V2,，,V3,，,V4,为了使评价结果定量化，将评价等级按百分制给与赋分，评分标准见下表：,五 斜拉桥模糊层次分析评估体系,斜拉桥模糊层次分析法的实现,评价权重集建立,一级指标权重,W=W1,，,W2,，,W3,二级指标权重,W1=W11,，,W12 W2=W21,，,W22 W3=W31,，,W32,三级指标权重,设计阶段,W11=W111,，,W112,，,W113,，,W114,，,W115,W12=W121,，,W122,，,W123,施工阶段,W21=W211,，,W212,，,W213,，,W214,，,W215,W22=W221,，,W222,，,W223,运营阶段,W31=W311,，,W312,，,W313,，,W314,，,W315,W32=W321,，,W322,，,W323,五 斜拉桥模糊层次分析评估体系,斜拉桥模糊层次分析法的实现,风险评价值的确定,单因素模糊评价,B11=W11R11 B12=W12R12,B21=W21R21 B22=W22R22,B31=W31R21 B32=W32R22,二级模糊综合评价,B1=W1R1 B2=W2R2 B3=W3R3,三级模糊综合评价,B=WR,评价值,F=FiB,五 斜拉桥模糊层次分析评估体系,斜拉桥风险损失概率,风险概率模型,由可靠指标的几何意义可知，在标准正态坐标系中，极限状态曲面上与坐标,原点距离最近的点为验算点，其最短距离为可靠指标,。开始时验算点未知，把,看成极限状态曲面上点,P(X1,X2,Xn),的函数，求解可靠指标可以归结为求解以下约束优化模型：,五 斜拉桥模糊层次分析评估体系,汇报结束,谢 谢,!,