一种桥梁转体状态计算与预测方法技术

本发明专利技术涉及桥梁转体施工技术领域，公开了一种桥梁转体状态计算与预测方法，包括参数与规定、转角解算和下一状态转角与高程变化量的动态预测，特别适用于桥梁平转施工，平转总转角小于180

【技术实现步骤摘要】
一种桥梁转体状态计算与预测方法


[0001]本专利技术涉及桥梁转体施工
，具体是一种桥梁转体状态计算与预测方法。

技术介绍

[0002]桥梁转体施工是指将主梁在非设计轴线位置制作成形后，运用转体牵引设备使主梁整体转动至设计位置，后进行合龙的一种施工方法，通常有水平面转体、竖直面转体两种模式。在受到地理条件约束的地方架设大跨桥梁，或是在公路铁路等保护区上方建设桥梁，通常都选用该种方法进行施工。最常见的是后者，在建桥梁跨越铁路线路施工，不能在正在运营的铁路上空进行梁体浇筑作业，也不能搭设支架横跨铁路，因此在铁路界限两侧平行于铁路进行桥梁施工，再通过转体的方式在铁路非运营时间段内快速精准地将梁体转动以跨越铁路；
[0003]桥梁转体通常不能妨碍现有的运营工作，因此通常有严格时间限制，在桥梁转体施工监控中，备受关注的监控指标是当前梁体转动的角度、剩余弧长和高程变化量，很少有人关注转动的趋势或是联系前期数据进行识别、回归和预测，但这对施工的良态发展和持续进行是非常有参考价值的。很少有人关注的原因之一，也是最核心的原因，是数据分析通常需要经历将数据导出、整理、预处理、建模、分析、得出结果这样长的步骤，要实现转体、测量、计算、预测全部工作同时进行，就亟待研究一套适用、贴合且计算快速、高效的方法。
[0004]因此，本领域技术人员提供了一种桥梁转体状态计算与预测方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种桥梁转体状态计算与预测方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0007]一种桥梁转体状态计算与预测方法，包括以下步骤：
[0008]S1、参数与规定：参数与规定用于规范程序计算的输入值，以及规定现场布置情况；
[0009]S2、转角解算：转角解算提供一种解析算法，用于快速计算当前相对于初始状态的转动角度和测点高差；
[0010]S3、下一状态转角与高程变化量的动态预测：下一状态转角与高程变化量的动态预测提供一种智能算法，用于小样本数据集的快速建模回归，输出更准确的转动角度、高程变化预测值。
[0011]作为本专利技术再进一步的方案：所述步骤S1中参数与规定具体方法步骤为：
[0012]S1.1、规定每幅桥在T构梁端附近任一位置固定布置一枚360
°
棱镜测点；
[0013]S1.2、确定转动中心坐标：用球铰所在的桥墩中心坐标代替，仅需提供高斯投影直角坐标平面内的二维坐标设计值，记为A(NA,EA)，无需实地测量。高程HA可选，若提供，则为
A(NA,EA,HA)；
[0014]S1.3、确定初始转动位置坐标：开展称重试验之前人工测量的360
°
棱镜测点三维坐标，记为B(NB,EB,HB)；
[0015]S1.4、确定当前转动位置坐标：转动过程中测量的360
°
棱镜测点三维坐标，记为C(NC,EC,HC)；
[0016]以上坐标数据均由全站仪测量得到。
[0017]作为本专利技术再进一步的方案：所述步骤S2中转角解算具体公式为：
[0018]S2.1、计算BC长：
[0019]S2.2、计算AC长：
[0020]S2.3、计算AB长：
[0021]S2.4、计算转动角度余弦值：
[0022]S2.5、计算转动角度：计算转动角度：计算结果为角度制
[0023]S2.6、计算高程变化：ΔH＝H
C
‑
H
B
。
[0024]作为本专利技术再进一步的方案：所述步骤S3中下一状态转角与高程变化量的动态预测的具体步骤为：
[0025]S3.1、设已转角度时间序列x
(0)
，x0(n)为当前时刻实测值，x0(n
‑
1)～x0(1)为前序实测值，取n的初值为4，即x(0)＝(x0(1),x0(2),...,x0(n))(公式7)；
[0026]S3.2、对x
(0)
做一阶累加处理得到生成序列x
(1)
，
[0027]即
[0028]S3.3、建立一阶微分方程
[0029]S3.4、求解参数a、u，解的表达式为其中
[0030][0031]S3.5、将a、u代入S3.3中求解生成序列x
(1)
，即即
[0032]S3.6、还原生成序列求得预测值即
[0033][0034][0035]S3.7、依次取n值为5、6、7、8，重复S3.1～S3.6，得到数组得到数组
[0036][0037][0038][0039]S3.8、执行测量，获取下一状态实测值x(0)(k+1)；
[0040]S3.9、x(0)(k+1)与做差，得到差值数组Δ，取数组最小值Δ
min
对应的n值作为下一预测的n的初值n0；
[0041]S3.10、n取n0值，执行S3.1～S3.6；
[0042]S3.11、输出预测值
[0043]S3.12、执行S3.7～S3.9；
[0044]S3.13、循环执行S3.10～S3.12，不断输出下一状态的转动角度预测值，直至人工退出该算法，当时间序列x
(0)
为高程变化量的时间序列时，即是下一状态高程变化量的动态预测步骤。
[0045]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0046]本专利技术所设计的一种桥梁转体状态计算与预测方法，能够简单准确地计算转动角度，不受坐标象限限制，提高计算效率；实现小样本数据的快速动态分析，快速预测下一转动状态，节约分析时间，为施工的顺利进行持续提供预警数值，特别适用于桥梁平转施工，平转总转角小于180
°
的情况。
附图说明
[0047]图1是本专利技术的方法适用的现场布置情况及转角解算的示意图；
[0048]图2为本专利技术方法的流程图。
具体实施方式
[0049]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，请参阅图1～2，本专利技术实施例如下：
[0050]一种桥梁转体状态计算与预测方法，包括以下步骤：
[0051]S1、参数与规定：参数与规定用于规范程序计算的输入值，以及规定现场布置情况；
[0052]S2、转角解算：转角解算提供一种解析算法，用于快速计算当前相对于初始状态的转动角度和测点高差；
[0053]S3、下一状态转角与高程变化量的动态预测：下一状态转角与高程变化量的动态预测提供一种智能算法，用于小样本数据集的快速建模回归，输出更准确的转动角度、高程变化预测值。
[0054]参照图1，图1是本专利技术的方法适用的现场布置情况及转角解算的示意图，图1中1是全站仪设站位置；2是表示该种线条绘制的图线示意着本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种桥梁转体状态计算与预测方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、参数与规定：参数与规定用于规范程序计算的输入值，以及规定现场布置情况；S2、转角解算：转角解算提供一种解析算法，用于快速计算当前相对于初始状态的转动角度和测点高差；S3、下一状态转角与高程变化量的动态预测：下一状态转角与高程变化量的动态预测提供一种智能算法，用于小样本数据集的快速建模回归，输出更准确的转动角度、高程变化预测值。2.根据权利要求1所述的一种桥梁转体状态计算与预测方法，其特征在于，所述步骤S1中参数与规定具体方法步骤为：S1.1、规定每幅桥在T构梁端附近任一位置固定布置一枚360
°
棱镜测点；S1.2、确定转动中心坐标：用球铰所在的桥墩中心坐标代替，仅需提供高斯投影直角坐标平面内的二维坐标设计值，记为A(NA,EA)，无需实地测量。高程HA可选，若提供，则为A(NA,EA,HA)；S1.3、确定初始转动位置坐标：开展称重试验之前人工测量的360
°
棱镜测点三维坐标，记为B(NB,EB,HB)；S1.4、确定当前转动位置坐标：转动过程中测量的360
°
棱镜测点三维坐标，记为C(NC,EC,HC)；以上坐标数据均由全站仪测量得到。3.根据权利要求1所述的一种桥梁转体状态计算与预测方法，其特征在于，所述步骤S2中转角解算具体公式为：S2.1、计算BC长：S2.2、计算AC长：S2.3、计算AB长：S2.4、计算转动角度余弦值：S2.5、计算转动角度：S2.5、计算转动角度：计算结果为角度制S2.6、计算高程变化：ΔH＝H
C
‑<...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢开仲，姚宏欣，傅灏，陈子铭，
申请(专利权)人：广西大学，
类型：发明
国别省市：