[发明专利]水闸工程健康诊断的综合评价方法

说明书

水闸工程健康诊断的综合评价方法，本发明将主观赋权法和客观赋权法相融合，使得权重计算结果更为合理可靠，并和基于四元联系数的水闸健康诊断物元模型结合，形成了完整的评价体系。通过基于四元联系数的水闸健康诊断物元模型准确地反映了水闸的健康状态，各诊断指标所属的健康状态也能较好地反映出来，因此可以为维修加固提供较好的依据，同时通过联系势可以得出水闸健康状态的发展趋势，综合联系势的计算结果也更直观地反应了水闸的健康状态。

技术领域

本发明涉及水利工程领域，特别是一种水闸工程健康诊断的综合评价方法。

背景技术

水利是国民经济的基础，而水闸是重要的水工建筑物，作为经济社会可持续发展的重要保障，水闸在工农业生产、供水、防洪、挡潮和排涝等方面发挥着重要作用。然而，由于大多数水闸都是在上世纪五、六十年代修建的，并因受到当时经济技术的制约，设计的不合理，施工技术的有限，后期维护措施的不当甚至缺乏等因素影响，水闸发生了较多问题，比如金属结构的老化和启闭机的锈蚀，混凝土强度不断降低甚至不满足现行规范的要求等。此外，近年来越发频繁的极端天气和自然灾害，如暴雨、雪灾、地震等使水闸所处环境愈发恶劣。由内因和外因的共同影响，加速了水闸的破坏。

由于水闸这类大型工程一旦失事，将产生不可估量的后果。目前，我国大多数水闸已经运行了五六十年，这些工程基本步入“中老年期”，健康状态不断恶化，因此有必要对这些水闸工程进行维修和加固，保证水闸工程运行安全高效。对这些水闸工程加固前，又必须先了解水闸的健康状态，这样才能“对症下药”，因此对其进行健康诊断就显得十分重要了。

健康诊断实质就是对水闸目前的状态进行一个总体的安全性评估，从大方面来说，若水闸工程健康则表示该工程安全，可以继续使用；若不健康，则表示该工程处于不安全状态，需对其除险加固；当其无法通过维修加固恢复其性能时，水闸工程就需要降等或退役，退役便意味着水闸工程走完了一个完整生命周期；从小方面来说则是具体到水闸工程的各个构件，如工作桥、排架、闸墩等等，这些构件也有生命周期。根据《水利水电工程合理使用年限及耐久性设计规范》(SL 654-2014)，水闸工程建筑物级别为1、2级的，使用年限长达100年；3级建筑物则需至少使用50年；4级、5级建筑物的寿命至少为30年。组成水闸的各个构件，其生命周期往往比整体水闸工程寿命短，对这些构件进行健康诊断，判断他们的安全性态，对处于“亚健康”，“病变”和“病危”的构件进行加固甚至更换，对水闸整体性能提高有着重要作用，可以延长水闸工程的寿命。

发明内容

本发明的目的在于提供一种水闸工程健康诊断的综合评价方法，该评价方法简便可靠，有利于确定水闸的安全性态，平衡水闸寿命、效益和运行管理成本，从而针对性实施工程加固和维修措施。

为实现以上目的，本发明所述水闸工程健康诊断的综合评价方法包括以下步骤：

(1)构建水闸工程健康诊断指标体系：

①层次性原则

水闸工程是一个复杂的系统，对其进行健康诊断势必也是一个综合性的、系统性的分析过程，因此将其分解为几个具有子系统的多层次结构，然后对其按一定顺序，即从下往上地进行健康诊断，便可合理地完成这个过程。

②科学性原则

诊断指标的拟定直接会影响到最后的健康诊断结果，因此科学性原则是对指标拟定提出的必然要求。诊断指标的概念必须要明确，同时，在反映水闸健康状态上具有代表性，它需要按照现行的水闸安全评价规范经常拟定。目前，对于水闸健康诊断指标按照《水闸安全评价导则》(SL214-2015)进行拟定。

③可操作性原则

在拟定健康诊断指标时，一般都会有定量和定性两种指标，定性指标往往需要通过一定的量化方法对其进行量化，因此量化方法、模型要具有科学合理的特点，并且要便于实际操作，同时水闸由于管理不当还可能造成某些资料的缺失，因此要选取合理的指标以充分利用现有的资料。