王文彬

(武汉水电测试中心有限公司，湖北 武汉 430060)

0 引言

近年来，随着我国社会的发展以及相关领域的进一步创新，国内工程数量猛增，一定程度上推动了建筑施工行业转型升级[1]。而在这样的背景条件之下，人们对于工程的内部框架以及结构的要求也越来越高。其中，最为典型的是泵站工程建设。通常情况下，为了在预设的年限中确保泵站的稳定运行，会选择构建半金属材质的内部结构，在实施初期，取得了相对较好的效果[2]。但目前阶段，随着业务量的增加，传统的半金属材质虽然可以达到预期的承接效果，但在实际应用过程中，时常会出现部分问题和缺陷，最终影响日常工作，造成一定的经济损失[3]。

面对这种情况，在结构建设完成初期，需要增加安全性评估的环节[4]。现阶段最为常用的安全性评估方法主要是依据获取的施工数据以及测定标准，得出评估效果。由于多为人工测算，所以，产生评估误差的概率相对较高[5]。但熵权法的出现极大地改变了这一现状，与传统评估方式对比，熵权法更擅长处理庞大的数据群，并可以在较短的时间内得出精确的数据，更具稳定性和可靠性。泵站本身日常的业务量和数据量极大，熵权法的应用可以最大程度降低安全评估误差的出现，提升整体的评估效果，强化泵站金属结构的承压能力，具有实际的应用价值与社会意义[6]。

1 熵权法下泵站金属结构安全性评估方法

1.1 安全评估技术参数获取

在对熵权法下泵站金属结构安全性评估方法的实际应用效果进行验证之前，需要先获取相应的安全评估技术参数，奠定基础[7]。通常情况下，对于泵站的金属结构，需要在初始的评估范围之内进行扩展，一般是对主梁、侧闸和侧门框有滑动机构、起升机构等组成，在合理范围内进行技术指标以及参数的调整与更改。具体如表1所示。

根据表1，可以完成对安全评估技术参数的设定与调整，划定具体的安全评估范围，随后形成初始的评估结构，对泵站内部的金属结构进行宏观处理与检查，为后续的安全评估工作奠定基础条件。

表1 安全评估技术参数设定表

1.2 安全性评估指标体系建立

在完成对安全评估技术参数的获取后，需要进行评估指标体系的建立。一般情况下，泵站的金属结构在实际应用过程中，需要承受较大的压力，长期受到气动载荷、机械振动以及动态交互过载等多方面的影响，这也会使得金属材料在高压作用下，逐渐出现疲劳裂纹、变形、断裂等问题[8]。

同时随着结构使用年限的增加，自然环境对于金属的累计作用也越来越严重，腐蚀明显。因此，结合上述问题，需要加强日常的维护和评估工作，结合实际应用情况，在初始评估结构基础上，进行体系创新与优化，具体如图1所示。

图1 安全性评估指标体系结构图示

根据图1，可以完成对安全性评估指标体系结构的设计与展示。将所获取的技术性参数添加在评估体系中，可以获取到实时数据，随后，排除外界载荷因素等的影响，最终完成评估调节和安全性评估指标体系的建立。

1.3 模糊安全评估模型构建

即使是邻近的金属结构，在应用过程中也会时常出现摩擦或者碰撞，这种情况会对最终的安全性评估结果造成消极影响。因此，在评估模型的设计过程中，需要增加整体的可变更性和修改性，结合模糊理论集进行可分辨安全评估模型的构建。并结合实际评估需求，设定具体的评估范围，计算出离散评估系数，其公式为：

(1)

式中：R表示离散评估系数，m表示二维评估距离，n表示属性特征，c表示信息函数。通过上述计算，最终可以得出实际的离散评估系数。将所设定的安全性评估体系添加到模型中，调整实际的评估目标，排除不确定性评估数据后，获取具体的安全属性值，结合离散等级，进一步优化完善模型的整体评估能力，确保最终评估结果的稳定与可靠。

1.4 熵权权重比照法实现泵站金属结构安全性评估

在完成模糊安全评估模型的构建后，根据熵权权重比照法实现泵站金属结构的安全性评估。熵权权重比照指将泵站金属结构内部的不安全因素进行排除，结合评估模型，核定整体的安全性评定标准，得出的熵权权重与初始的权重进行比照，差异值在合理范围内，表明最终得出的评估效果有效。

在此过程中，需要划定具体的评估范围，不可随意更改，这样可以确保结果的稳定精准，同时对于内部结构的损坏也可以控制在最低的范围内。熵权权重比照得出的差异值并不固定，而是根据金属结构内部压力的变化随之发生相应的变化，是动态的。因此，在安全性评估过程中也需要消除存在的误差，结合熵权权重比照法实现泵站金属结构安全性评估，得出最为精准的评估结果。

2 方法测试

本次主要是对熵权法下泵站金属结构安全性评估的实际效果进行验证与分析。考虑到最终测试结果的真实性和可靠性，需要以对比的形式来完成测试。选取A泵站作为测试的主要目标对象。划定A泵站的金属结构为4个小组，每一个小组的测试环境均相同。对3种测试方法分析，第一组为传统的模糊集成判断安全性评估方法，将其设定为传统模糊集成判断安全性评估测试组；第二组为传统的静载应力安全性评估方法，将其设定为传统静载应力安全性评估测试组；第三组为本文所设计的安全性评估方法，将其设定为熵权法安全评估测试组。最终得出的结果会以对比的形式分析。

2.1 测试准备

在对熵权法下泵站金属结构安全性评估的实际效果进行验证与分析之前，需要先搭建相关的测试环境。一般来说，对于金属结构内部进行安全性评估是一项十分重要且关键的工作，对于后续的发展会产生深远的影响。选取P泵站作为本次测试的主要目标对象，对内部的结构进行处理和研究，并利用专业的设备仪器获取相应的建设数据。与此同时，进行静载应力的计算，其公式为

H=(5k+1.05)-4u

(2)

式中：H表示静载应力，k表示转台距离，u表示浮吊动态应力。通过计算，最终可以得出实际的静载应力。根据得出的静载应力，划定具体的应力覆盖范围，同时，对P泵站内部金属结构的相关建设参数还需要进行调整与更改，具体如表2所示。

表2 P泵站参数调整设定表

根据表2，可以完成对P泵站参数调整的设定。随后，结合上述所设定的具体参数，进行内部结构的部分调整。当承接点在极限峰值状态下时，金属结构的安全系数相对较小，反之，当承接点在极限峰值状态之内时，金属结构的安全系数相对较大。

在上述基础上，还需要划定具体的浮吊安全荷载范围。通常情况下，浮吊安全荷载的最大幅度设定在17.25～25.66 t，双向动载结构承压作用下，可以在泵站的结构中选择1个核心安全浮吊节点，将其与每一个单元结构相连，形成初始的安全区域，在这个区域内，可以无限调整、修改内部结构。大应力峰值通常会安装在圆筒的下部，设定具体的测点，确保安全荷载应力峰值为-43.0 MPa。此时，在结构的臂架处安装力压分化装置，平衡整体结构所承受的压力，转移对应的承压点。起升的额定载荷值为初始的1.4倍，保证在安全评估过程中可以灵活实现上升、下降、制动等回转动作。核定测试相关设备以及装置是否处于稳定的运行状态，并确保不存在影响最终测试结果的外部因素，核定无误后，开始具体的安全评估测试。

2.2 测试过程及结果分析

根据P泵站的实际执行情况，同时也为了确保最终测试结果的稳定性与可靠性，划定具体的位置作为测试的主要区域。结合熵权法，进行安全稳态值的计算，其公式为：

(3)

式中：G表示安全稳态值，d表示权值稳态距离，y表示预估安全差值。通过上述计算，最终可以得出实际的安全稳态值。结合得出数值，核定划定的范围之内是否处于预设的稳态情况。在范围内，对金属结构的余厚比进行计算，其公式为：

(4)

式中：N表示余厚比，W表示动态熵权自重应力，v表示负载系数。通过上述计算，最终可以得出实际的余厚比。余厚比的获取可以更好地获取金属结构的稳定状态以及数据信息，并结合余厚比，计算P泵站金属结构的安全系数，并以对比的形式分析验证，具体如表3所示。

表3 安全评估测试结果对比分析表

根据表3，可以完成对测试结果的分析与验证：与传统模糊集成判断安全性评估测试组和传统静载应力安全性评估测试组相对比，本文所设计的熵权法安全评估测试组最终得出的安全系数相对较高，这也表明在实际应用过程中，对P泵站金属结构的安全评估结果更加稳定、可靠，具有实际的应用价值与社会意义。

3 结语

基于熵权法的泵站金属结构安全性评估方法的设计与分析，本文从多个角度构建了安全性的方法，在熵权法的辅助与支持下，结合实际工程建设情况，建立更加灵活、多变的评估体系，在获取处理数据的同时，整理存在的问题，设计具有针对性的处置方案。不仅如此，在初始泵站金属结构评估的设计方案中，添加了评测模型，构建了熵权法数值测算矩阵，进一步完善了整体的评估架构，在提升安全性评估工作效率与质量的同时，为后续的施工奠定了更为坚实的参考依据，增强了现实指导意义，推动相关行业迈入新的发展台阶。