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交通物流畢業論文

灰色理論法在橋梁施工監控中的應用

摘要:灰色理論是一門研究信息部分清楚、部分不清楚并帶有不確定性現象的應用數學學科。傳統的系統理論,大部研究那些信息比較充分的系統。對一些信息比較貧乏的系統.利用黑箱的方法,也取得了較為成功的經驗。但是,對一些內部信息部分確知、部分信息不確知的系統
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  灰色理論是一門研究信息部分清楚、部分不清楚并帶有不確定性現象的應用數學學科。傳統的系統理論,大部研究那些信息比較充分的系統。對一些信息比較貧乏的系統.利用黑箱的方法,也取得了較為成功的經驗。但是,對一些內部信息部分確知、部分信息不確知的系統,卻研究得很不充分。這一空白區便成為灰色系統理論的誕生地。因此,灰色系統理論主要研究的就是“外延明確,內涵不明確”的“小樣本,貧信息”問題。在客觀世界中,大量存在的不是白色系統(信息完全明確)也不是黑色系統(信息完全不明確),而是灰色系統。因此灰色系統理論以這種大量存在的灰色系統為研究對象而獲得進一步發展。

  摘要:文章以新疆某高速公路上一座在建的預應力砼連續梁橋為例,采用MIDAS Civil 2010建立了施工監控模型,得到了各個施工節段擾度變化理論計算值,然后根據各個節段擾度變化實測值,采用灰色理論法對其誤差進行調整,從而得到各個節段立模預測標高,通過采用灰色理論法對橋梁各個節段的標高誤差進行修正,確保了橋梁的順利合攏。

  關鍵詞:灰色理論法;施工節段擾度變化;橋梁合攏;橋梁工程;施工監控

  一、概述

  懸臂澆筑法是指利用掛籃等施工設備,對稱逐段地向跨中懸臂澆筑鋼筋砼梁體,并逐段張拉預應力的施工方法。懸臂澆筑施工由于不需要大型的起重機械,施工期間不影響橋下通行或通航,節省施工費用,施工速度快,在橋梁施工中得到了廣泛應用。橋梁施工監控的分析方法主要有正裝分析法、倒退分析法,在進行橋梁施工監控分析時,結構參數、計算模型、溫度變化、砼收縮徐變、施工管理等因素對施工監控的精度都有較大影響,因此需要對以上因素導致的誤差進行調整,以確保橋梁的實際情況與設計相吻合。

  二、工程概況

  本文以新疆某高速公路上的一座預應力砼連續梁橋為工程實例,該橋主橋為35m+60m+35m預應力砼變截面連續箱梁,斷面類型為單箱單室,采用掛籃懸臂對稱澆筑施工。設計荷載為公路-I級,共劃分9個懸臂澆筑節段,節段長度由0號塊至合攏方向長度分別為3*3m、2*3.5m、2*4m。邊跨現澆段長度4.1m,中跨合攏段長度2.0m。上部結構的懸臂段中最大的塊件重量為978kN。

  三、誤差調整方法

  消除誤差的指導思想主要是識別、修正一些主要的施工參數,將修正后的參數反饋到計算模型中,根據修正后的計算結果來指導施工。懸澆箱梁施工監控過程中誤差調整的主要方法有灰色理論法、卡爾曼濾波法、最小二乘法。

  灰色理論法是我國鄧聚龍在1982年提出來的,該系統以原始數列或者現有的信息為基礎,對數據進行加工處理,建立GM模型,利用這個模型來預測系統在未來的發展變化情況。該理論系統基于灰導數、關聯度、灰微分方程、生成數等方法建立微分方程模型。該理論將所有的隨機變量都看成是在一定范圍內變化的灰色量,該理論認為系統的數據雖然雜亂,但是有整體功能,有序,存在著某種規律。該系統不斷采集數據、然后建模、不斷更新參數模型。懸澆箱梁在施工監控過程中,需要對預拱度進行實時修正,可以通過建立GM(1,1)模型來修正,假定各個施工階段,其預拱度的計算值為X:;對應的實測值Y:。根據X、Y的關系建立方程式:,,其中c值是X(k)-Y(k)的負數中絕對值的最大值,用來計算預拱度。

  四、灰色理論在懸澆施工中的應用

  因篇幅所限,本文針對懸臂澆筑施工過程中七號節段的施工立模標高為算例,介紹灰色理論在懸澆施工中的應用。在已經施工完六號節段,需要預測七號節段的標高,計算過程為:

  五、結語

  本文采用灰色理論法對橋梁施工過程中七號節段的立模標高誤差進行修正,確保懸澆箱梁施工過程中結構受力安全,實際的施工狀態盡量與設計理論狀態相一致,工程實踐證明,采用該方法進行誤差調整,計算簡單方便,效果好,為全橋成功合攏打下了良好的基礎。

  參考文獻

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  [4] 方明山.20世紀橋梁工程發展歷程回顧及展望[J].橋梁建設,1999,(1).

  [5] 鄧聚龍.灰預測與灰決策[M].武漢:華中科技大學出版社,2000.

  [6] 鄧聚龍.灰色系統理論教程[M].武漢:華中理工大學出版社,1990.

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