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《武汉理工大学》 2007年
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桥梁生命周期环境影响评价理论及其应用研究

林驰  
【摘要】: 国民经济的高速增长,带来了基础设施建设的迅猛发展,也导致了日益尖锐的环境问题。据世界银行测算,我国每年因环境污染造成的损失约占GDP的10%左右。桥梁作为一种大型的基础设施,其生命周期内对周边乃至全球的环境亦产生着深远的影响;社会环境影响、生态环境影响、水环境影响、空气环境影响等,严重威胁着桥梁周边的环境健康和人民群众的生活稳定。然而,当前桥梁生命周期环境影响的相关研究尚处于探索阶段,不能客观、定量地评价桥梁生命周期的环境影响。因此,全面、系统、科学地评价桥梁生命周期的环境影响,对于解决桥梁引起的环境问题、制定科学的环境保护对策具有重要意义。 生命周期评价(Life Cycle Assessment,LCA)是指通过对产品整个生命周期(“从摇篮到坟墓'')的所有环境影响进行全面、科学的评价,识别其资源的消耗及向环境的排放,并评价这些消耗和排放对环境的影响。本文以武汉市南太子湖大桥为工程依托,基于LCA理论,深入系统地研究了桥梁生命周期环境影响评价的层次和指标,提出了桥梁生命周期环境影响综合评价方法,形成了桥梁生命周期环境影响评价体系。 本文的主要研究成果如下; 1.系统研究了建设项目环境影响的评价理论及其影响因素,首次在环境评价理论的基础上引入LCA概念,建立了基于LCA的桥梁多层次、多因素环境影响评价指标模型,提出了定性指标和定量指标的计算方法,实现了生命周期环境影响评价指标的量化,为客观、准确地评价环境影响指标提供了理论依据。 2.深入研究了评价指标权重的确定方法及其工程应用,提出了桥梁生命周期环境影响评价的赋权方法。结合主观赋权法和客观赋权法,系统分析了桥梁生命周期环境影响的定性指标和定量指标。在AHP法和Delphi法的基础上,提出了两种桥梁生命周期环境影响指标的权重确定方法;目标距离法和IAHP法。为桥梁生命周期环境影响综合评价奠定了理论基础。 3.提出了基于LCA的桥梁环境影响综合评价方法;多指标综合评价法和模糊综合评价法,形成了基于LCA桥梁环境影响的多指标综合评价体系和模糊综合评价体系。运用这两种评价方法,分别对武汉市南太子湖大桥环境影响进行了综合评价,结果表明;武汉市南太子湖大桥生命周期内对周边环境有一定负面影响,但相对较小,且主要负面环境影响产生于原材料生产阶段和施工阶段,运营阶段对环境基本无影响。 4.系统开展了武汉市南太子湖大桥的仿真分析与监测研究。武汉市南太子湖大桥主桥采用拱形变截面连续箱梁和V型墩结构形式,结构非常复杂,施工难度相当大,各施工阶段的受力状态不明确。因此,本文建立武汉市南太子湖大桥的三维有限元模型,掌握了最不利施工阶段的内力状态,同时在现场建立了南太子湖大桥的施工监测控制系统,确保了大桥施工期的线型、应力和关键支架位移,保证了施工的顺利进行。本研究对类似桥梁的施工监测控制具有重要的参考价值。 通过以上研究,提出了桥梁生命周期环境影响综合评价方法,形成了桥梁生命周期环境影响评价体系。本研究有效解决了桥梁生命周期内对周围环境的影响,保护了周边居民的生活环境,是实现经济、环境可持续发展的一项重大举措,对构建和谐社会、国民经济可持续发展具有长远的意义。
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