[發明專利]基于靜應變極值預測的鐵路鋼橋靜載性能評估方法

有效

• 申請號: 201610229916.3
• 申請日: 2016-04-14
• 公開（公告）號: CN106650194B
• 公開（公告）日: 2019-03-15
• 發明（設計）人: 劉華;吳來義;岳青;劉有橋;戴新軍;趙大成;陳斌;張濤;楊文爽;毛國輝;丁幼亮
• 申請（專利權）人: 中鐵大橋勘測設計院集團有限公司;中鐵大橋（南京）橋隧診治有限公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 北京捷誠信通專利事務所(普通合伙) 11221
• 代理人: 王衛東

本發明公開了一種基于靜應變極值預測的鐵路鋼橋靜載性能評估方法，涉及鐵路鋼橋靜載性能評估領域，該方法包括如下步驟，步驟a.對鐵路橋梁關鍵構件的最不利位置進行應變數據采集；步驟b.利用小波包分析方法提取應變數據中的靜應變成分；步驟c.利用一階差分獲取靜應變成分中的日變化極值；步驟d.利用廣義極值分布函數擬合日變化極值的累加分布特性；步驟e.對所述鐵路橋梁關鍵構件受力最不利位置進行靜載性能評估。本發明能有效避免應變最大值或最小值不是應變極值的情況，使得提取的應變極值數據更加準確，且能保證應變極值概率統計特性的唯一性。

技術領域

本發明涉及鐵路鋼橋靜載性能評估領域，具體涉及一種基于靜應變極值預測的鐵路鋼橋靜載性能評估方法。

背景技術

鐵路鋼橋的靜載性能直接關系到鐵路列車的運營安全，若在環境荷載作用下鐵路鋼橋的關鍵構件超過最大允許值而未能及時發現和整治，會十分危險，甚至發生梁斷車毀的災難性事件，因此開展鐵路鋼橋的靜載性能評估工作具有重要意義。

目前，已有研究工作者針對鐵路鋼橋關鍵構件的應變狀態進行重點監測，并選取監測數據的應變極值與理論設計最大值比較，從而判斷現階段鐵路鋼橋的靜載性能。然而這一種方法存在一個缺點，即有限監測數據的應變極值不能代表鐵路鋼橋在整個運營期內的應變極值，因此無法實現對鐵路橋梁在整個服役期內的靜載性能評估。另有研究工作者嘗試利用監測數據應變極值的概率統計特性對鐵路橋梁在整個服役期內的靜載性能進行評估，但此方法仍存在兩個問題有待解決：(1)所采用的應變極值是一天內應變曲線的最大值和最小值，但一天內應變曲線的最大值和最小值并不一定是極值，即有可能是應變曲線的端點值，因此提取的應變極值數據不夠準確；(2)應變極值的概率統計特性采用概率密度函數來描述，然而概率密度函數與應變極值概率密度柱狀圖的柱條寬度有關，導致概率密度函數失去唯一性。

發明內容

針對現有技術中存在的缺陷，本發明的目的在于提供一種名稱。

為達到以上目的，本發明采取的技術方案是：一種基于靜應變極值預測的鐵路鋼橋靜載性能評估方法，該方法包括如下步驟，

步驟a.在采樣時間L天內采集鐵路橋梁關鍵構件受力最不利位置的應變數據；

步驟b.利用小波包分析方法提取所述應變數據中的靜應變成分；

步驟c.以天為單位對所述靜應變成分進行劃分，對每天內的所有靜應變值按照采集先后順序做一階差分處理，得到靜應變值在每天的差分序列，將每一天內的所述差分序列任意分割為多份，并對每一份所述差分序列各自求和，再對每一份所述差分序列的求和結果取絕對值并相加求得總和，在采樣時間L天內，每一天內所述差分序列分割份數相同的情況下比較在不同分割點下求得的所述總和的大小，確定所述總和最大時的分割點，比較所述差分序列在所述總和最大時的分割點下的大小，從而確定每天內所述靜應變成分中日變化極大值和日變化極小值，進而確定并比較所述采樣時間L天內所述靜應變成分中日變化極大值D_MAX和日變化極小值D_MIN；

步驟d.利用廣義極值分布函數G(D_MAX)和F(D_MIN)分別擬合所述采樣時間L天內所述靜應變成分中日變化極大值D_MAX和日變化極小值D_MIN的累加分布特性：

步驟e.對所述鐵路橋梁關鍵構件受力最不利位置進行靜載性能評估：其中，

式中，P為超越概率，利用牛頓迭代法并結合所述廣義極值分布函數G(D_MAX)和F(D_MIN)，求解方程(4)和方程(5)，確定超越概率為P時的靜應變標準值和