[發明專利]一種吊桿拱橋橋面系裂縫寬度計算方法及系統

有效

• 申請號: 202110196643.8
• 申請日: 2021-02-22
• 公開（公告）號: CN112818454B
• 公開（公告）日: 2022-12-13
• 發明（設計）人: 吳啟明;姜瑞娟;樂穎;肖玉鳳
• 申請（專利權）人: 深圳市市政設計研究院有限公司
• 主分類號: G06F30/13
• 分類號: G06F30/13;G06F30/27;G06N3/08;G06F111/08;G06F119/02;G06F119/08
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 劉鳳玲

本發明涉及一種吊桿拱橋橋面系裂縫寬度計算方法及系統，方法包括：獲取數據集；對數據集進行劃分，得到數據子集；使用數據子集進行點估計，得到荷載、溫度以及濕度聯合分布的概率模型；使用數據子集訓練神經網絡模型，得到在條件荷載、溫度、濕度下橋面系裂縫寬度的條件概率模型；根據得到的兩個模型計算橋面系裂縫寬度的邊緣分布。本發明利用荷載、溫度以及濕度聯合分布的概率模型以及所述在條件荷載、溫度、濕度下橋面系裂縫寬度的條件概率模型計算橋面系裂縫寬度的邊緣分布。本發明一定程度上解決了因統計資料缺乏、影響因素復雜導致橋梁混凝土構件裂縫寬度可靠度指標尚未確立的問題，實現了橋梁剩余使用年限內裂縫寬度的計算和可靠度指標的計算，為混凝土橋梁可靠性設計提供了數據支持。

技術領域

本發明涉及橋梁健康監測和橋梁養護技術領域，特別是涉及一種吊桿拱橋橋面系裂縫寬度計算方法及系統。

背景技術

隨著橋梁使用的越來越多，其中因混凝土裂縫而“帶病”運營的橋梁也在逐漸增多。調查研究表明，約43％的橋梁出現了腹板縱向裂縫，約91％的橋梁產生了頂板縱向裂縫，可見問題的普遍性。另一方面，經過幾十年的大規模基礎建設，整個橋梁行業的態勢已由新建轉向維修與養護，隨著既有橋梁運營時間的增長，問題只會越來越嚴重。

目前工程結構的設計通過可靠性、可靠度指標來描述和度量結構在使用年限內完成預定功能的能力，并使用極限狀態設計方法來進行保證。工程結構的極限狀態分為承載能力極限狀態與正常使用極限狀態。正常使用極限狀態中，混凝土裂縫屬于最關鍵的效應指標。然而對于公路橋梁而言，由于影響因素比較復雜，尤其缺乏足夠可靠的統計資料，其可靠度指標的取值尚未確定。顯然，公路橋梁在設計上還無法完全有效的應對混凝土開裂問題。

此外，在橋梁養護工程中，面對大量的混凝土病害，維修與加固在決策上也存在很大的盲目性，無法正確、全面的評估其對結構后續運營的影響，實際工作中難免造成維修養護費用的浪費或者對結構安全的忽視。

發明內容

本發明的目的是提供一種吊桿拱橋橋面系裂縫寬度計算方法及系統，以準確計算拱橋橋面系裂縫寬度。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：

一種吊桿拱橋橋面系裂縫寬度計算方法，包括：

獲取包含拱橋的歷史荷載數據、歷史溫度數據、歷史濕度數據以及歷史橋面系裂縫寬度數據的數據集；

對所述數據集進行劃分，得到數據子集；

使用所述數據子集對所述歷史荷載數據、所述歷史溫度數據以及所述歷史濕度數據進行點估計，得到荷載、溫度以及濕度聯合分布的概率模型；

使用所述數據子集訓練神經網絡模型，得到在條件荷載、溫度、濕度下橋面系裂縫寬度的條件概率模型；所述神經網絡模型的輸入為所述數據子集中的歷史荷載數據、歷史溫度數據以及歷史濕度數據，所述神經網絡模型的輸出為所述在條件荷載、溫度、濕度下橋面系裂縫寬度的條件概率模型的參數；

根據所述荷載、溫度以及濕度聯合分布的概率模型以及所述在條件荷載、溫度、濕度下橋面系裂縫寬度的條件概率模型計算橋面系裂縫寬度的邊緣分布。

可選地，所述荷載、溫度以及濕度聯合分布的概率模型獲取過程如下：

使用所述數據子集對所述歷史荷載數據的均值和二階混合中心距進行點估計，得到荷載概率分布模型；

使用所述數據子集對所述歷史溫度數據的均值和方差進行點估計，得到溫度概率分布模型；

使用所述數據子集對所述歷史濕度數據的均值和方差進行點估計，得到濕度概率分布模型；

根據所述荷載概率分布模型、所述溫度概率分布模型以及所述濕度概率分布模型得到荷載、溫度以及濕度聯合分布的概率模型。