[發明專利]一種橋隧工程短、長期變形的超前預警方法

有效

• 申請號: 201911420708.1
• 申請日: 2019-12-31
• 公開（公告）號: CN111022124B
• 公開（公告）日: 2021-04-30
• 發明（設計）人: 徐剛年;葛顏慧;劉金樟;藺寶垚;杜業峰;馮鑫;邱凱
• 申請（專利權）人: 山東交通學院
• 主分類號: E21F17/18
• 分類號: E21F17/18;E21F17/00
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 陳曉敏

1.一種橋隧工程短、長期變形的超前預警方法，其特征是，包括以下步驟：

(1)在橋隧工程布設多個測點，并記錄測點處結構變形量，得到原始數據列；

(2)將原始數據列經累加生成和累減還原后生成新序列，確定各測點的灰參數、優化系數；

所述灰參數計算公式為式中，n,i，j為正整數，n＞j＞i，t₁,t_i，t_j分別表示第1,i，j時刻，X⁽¹⁾(t₁)、X⁽¹⁾(t_i)及X⁽¹⁾(t_j)分別表示第1,i，j時刻結構變形量的累加一次生成的變形量，C表示排列組合，即等于(n-1)(n-2)/2，表示各個發展系數的平均值，表示灰色作用量平均值；

以擬合數據與實測數據的差值平方和最小為原則確定優化系數；

(3)推導出引入優化系數灰色模型的短、長期結構變形外推預測函數；

引入優化系數灰色模型外推預測函數為其中，e為指數的底，t_k+1表示第k+1時刻，Δt_k+1表示第k+1時刻與第k時刻的時間差，表示第k時刻結構變形量X⁽⁰⁾(t_k)的擬合值，表示第k+1時刻結構變形量的外推預測值，表示各個發展系數的平均值，表示灰色作用量平均值，δ為優化系數；

(4)通過外推預測函數計算下一階段的結構變形預測值及殘差；

(5)采用正弦、周期性序列函數修正引入優化系數灰色模型預測值的殘差；

正弦函數修正后的殘差為其中，E⁽⁰⁾(t_k)表示第k時刻結構變形量的殘差，T表示殘差序列E⁽⁰⁾(t_k)波形時間周期的平均值，t_k表示第k時刻；

周期性序列函數修正后的殘差為其中，表示經周期性序列函數修正的第k時刻結構變形量的殘差,ω_i表示圓頻率,ω_i＝2iπ/t_n，E⁽⁰⁾(t_k)表示第k時刻結構變形量的殘差,i＝1,2,…,m；

(6)采用后驗差檢驗法評估出傳統灰色模型和引入優化系數灰色修正模型的預測精度等級，根據模型計算精度或絕對誤差平均值確定最優預測模型；

(7)以最優預測模型獲取下一階段變形預測值，將其與設定變形上限值進行比較，若前者超過后者則報警，若未超過則不報警。

2.如權利要求1所述的橋隧工程短、長期變形的超前預警方法，其特征是，所述步驟(1)中，測點處布設位移傳感器進行監測，且原始數據記錄組數不少于4組。