桥梁结构恒载状态位移评估方法研究

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1、194科技研究城市道桥与防洪2013年4月第4期桥梁结构恒载状态位移评估方法研究涂雪(上海林同炎李国豪土建工程咨询有限公司，上海200092)摘要：桥梁位移评价是利用测量手段，对桥梁各控制断面的位移变化进行监测，并绘制相应的位移影响线或变形曲线，以检测各控制部位位移状态，从而以此总体评估桥梁结果的刚度、营造状态和耐久力。该文从预测模型的建立与位移评估的流程，介绍了桥梁结构恒载状态位移评估的方法，并以宁波招宝山大桥为实例作了分析。该方法可供同类工程借鉴。关键词：桥梁结构；位移评估；预测模型；评估流程中图分类号：u446文献标识码：A文章编

2、号：1009—7716(2013)04—0194—06梁结构恒载状态位移与多种影响因素建立多元线0引言性回归模型并进行回归分析，从而统计理论上预桥梁位移评价是利用测量手段，对桥梁各控制测位移的未来变化趋势，以此定量评估结构安全断面的位移变化进行监测，并绘制相应的位移影性能，并同时反映出各个影响因素对主梁位移值响线或变形曲线，以检测各控制部位位移状态，从的影响程度。在整个评估过程中可充分利用每一而以此总体评估桥梁结构的刚度、营运状态和耐个监测数据，并可实时根据新的位移观测数据进久能力。这是一项非常重要的桥梁状态评估内容行评估修正。该方法基

3、于实时监测数据，理论结合】。由于桥梁位移测量都在桥面无活载状态下实际，投资少、可操作性强，能进行实时结构安全观测得到，其观察结果可代表桥梁结构的恒载评估，以及未来状态预测。状态，所以桥梁位移评价也称之为恒载状态位1评估思路与方法移评价。一般来说，在实际工程中仅仅对产生桥梁结构1．1位移预测模型位移的原因结合工程实际给予定性分析】，其一本节将引人多元线性回归分析理论来建立方面仅针对当前桥梁位移状态进行评价，不能对桥梁结构位移预测模型，并用于桥梁结构安全评未来位移值作出定量预测，无法据此对未来位移估中。的安全性给出判断，同时也无法充分利用长

4、期监1．1．1回归模型(预测模型)建立控所得到的大量位移监测数据；另一方面结构外变量之间关系可分为两类，一类是变量之间存在或内在因素所影响位移的程度也无法衡量，所在完全确定的函数关系，称为函数相关；另一类是采取的相应补救措施只能凭经验或盲目进行。变量之间存在统计上相关，称为统计相关，即存在事实上，位移(变形)评价并非鲜有研究，但现一定制约关系，但又不能由一个(或几个)变量精确阶段大量研究仅仅局限于大坝结构的安全监测与确定另一变量数值。使用统计方法来研究分析变位移评价[6-9]。其主要根据监测数据建立其相对应量之间统计相关的规律称之为回归

5、分析，针对两的数学预测模型，并以位移预测来达到评价的目个变量的回归分析称为一元回归分析，当两个变的。其中，回归模型在大坝结构位移观测数据处理量之间关系为线性时则称为一元线性回归分析；时，是使用最多的也是较为成熟的一种模型。如何当针对一个变量与多个变量之间的线性回归分析将该模型引入桥梁结构恒载状态位移评价，从而则称为多元线性回归分析㈣IllI。建立一套成熟可靠的桥梁结构位移评价系统则显在实际桥梁工程中，影响桥梁结构主梁竖向位得尤为有意义。移的因素是多方面的，比如：结构退化、环境温度、本文以宁波招宝山大桥为工程背景，建立一种结构温差、风、气

6、压、误差等[41。当人们假设主梁竖基于统计理论的位移变化趋势预测模型，从随时向位移Y与各影响因素xi之间存在线性关系时间变化的海量位移监测数据中得到结构真实有用(这种线性假设将在后文中给予理论上的检验)，的信息。具体来说，以数据统计为理论方法，将桥则按照定义便可采用多元线性模型来描述主梁竖向位移与各影响因素之间的关系：收稿日期：2013一O1—14作者简介：涂雪(1982一)，女，河南商城人，博士，工程师，研究y~o+／31l+2+⋯(1)方向：桥梁结构健康监测。设在X1，X2⋯．，X分别取值X¨，X2i⋯．，X时，2013年4月第4期

7、城市道桥与防洪科技研究195一对Y取第i次样本位移观测值yi，则对观测值yi—．．．．．．．L其中一y1Zyi，x—j：1Zxi，2，．．．，m。有：，●__●_____In=1=1yi=flo+fl,xli+flzx2i+⋯帼(2)将式(10)带人式(9)并进行中心化，可得正规其中：，JB一,B-为待估计参数，并称为回‰方程组：归常数，卢，⋯为回归系数；￡为相应于Y／的随。ls1l孙+sl2；+⋯％+s11，机误差，并且￡N(0，)；方差为，且Yi与—．．=．．Ll$21l22／32+⋯+SZm／3m=SEy(i≠i)相互独立；i=l

8、，2⋯．，n。￡8；￡～～～]●一iI一一；一设式(1)中参数／30，卢-·估计值分别为，s1I+s卢；z+⋯怕J9．-Bm，则有多元线性回归方程：,其中：；1+．．·(3)根据式(3)，由n个样本观测值y