灰色理論法在橋梁施工監(jiān)控中的應(yīng)用

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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(xiàn)象的應(yīng)用數(shù)學(xué)學(xué)科。傳統(tǒng)的系統(tǒng)理論，大部研究那些信息比較充分的系統(tǒng)。對一些信息比較貧乏的系統(tǒng).利用黑箱的方法，也取得了較為成功的經(jīng)驗。但是，對一些內(nèi)部信息部分確知、部分信息不確知的系統(tǒng)，卻研究得很不充分。這一空白區(qū)便成為灰色系統(tǒng)理論的誕生地。因此，灰色系統(tǒng)理論主要研究的就是“外延明確，內(nèi)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(tǒng)(信息完全明確)也不是黑色系統(tǒng)(信息完全不明確)，而是灰色系統(tǒng)。因此灰色系統(tǒng)理論以這種大量存在的灰色系統(tǒng)為研究對象而獲得進(jìn)一步發(fā)展。

灰色理論法在橋梁施工監(jiān)控中的應(yīng)用

　　摘要：文章以新疆某高速公路上一座在建的預(yù)應(yīng)力砼連續(xù)梁橋為例，采用MIDAS Civil 2010建立了施工監(jiān)控模型，得到了各個施工節(jié)段擾度變化理論計算值，然后根據(jù)各個節(jié)段擾度變化實測值，采用灰色理論法對其誤差進(jìn)行調(diào)整，從而得到各個節(jié)段立模預(yù)測標(biāo)高，通過采用灰色理論法對橋梁各個節(jié)段的標(biāo)高誤差進(jìn)行修正，確保了橋梁的順利合攏。

　　關(guān)鍵詞：灰色理論法;施工節(jié)段擾度變化;橋梁合攏;橋梁工程;施工監(jiān)控

　　一、概述

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

　　二、工程概況

　　本文以新疆某高速公路上的一座預(yù)應(yīng)力砼連續(xù)梁橋為工程實例，該橋主橋為35m+60m+35m預(yù)應(yīng)力砼變截面連續(xù)箱梁，斷面類型為單箱單室，采用掛籃懸臂對稱澆筑施工。設(shè)計荷載為公路-I級，共劃分9個懸臂澆筑節(jié)段，節(jié)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(xiàn)澆段長度4.1m，中跨合攏段長度2.0m。上部結(jié)構(gòu)的懸臂段中最大的塊件重量為978kN。

　　三、誤差調(diào)整方法

　　消除誤差的指導(dǎo)思想主要是識別、修正一些主要的施工參數(shù)，將修正后的參數(shù)反饋到計算模型中，根據(jù)修正后的計算結(jié)果來指導(dǎo)施工。懸澆箱梁施工監(jiān)控過程中誤差調(diào)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(tǒng)以原始數(shù)列或者現(xiàn)有的信息為基礎(chǔ)，對數(shù)據(jù)進(jìn)行加工處理，建立GM模型，利用這個模型來預(yù)測系統(tǒng)在未來的發(fā)展變化情況。該理論系統(tǒng)基于灰導(dǎo)數(shù)、關(guān)聯(lián)度、灰微分方程、生成數(shù)等方法建立微分方程模型。該理論將所有的隨機(jī)變量都看成是在一定范圍內(nèi)變化的灰色量，該理論認(rèn)為系統(tǒng)的數(shù)據(jù)雖然雜亂，但是有整體功能，有序，存在著某種規(guī)律。該系統(tǒng)不斷采集數(shù)據(jù)、然后建模、不斷更新參數(shù)模型。懸澆箱梁在施工監(jiān)控過程中，需要對預(yù)拱度進(jìn)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(yù)拱度的計算值為X：;對應(yīng)的實測值Y：。根據(jù)X、Y的關(guān)系建立方程式：，，其中c值是X(k)-Y(k)的負(fù)數(shù)中絕對值的最大值，用來計算預(yù)拱度。

　　四、灰色理論在懸澆施工中的應(yīng)用

　　因篇幅所限，本文針對懸臂澆筑施工過程中七號節(jié)段的施工立模標(biāo)高為算例，介紹灰色理論在懸澆施工中的應(yīng)用。在已經(jīng)施工完六號節(jié)段，需要預(yù)測七號節(jié)段的標(biāo)高，計算過程為：

　　五、結(jié)語

　　本文采用灰色理論法對橋梁施工過程中七號節(jié)段的立模標(biāo)高誤差進(jìn)行修正，確保懸澆箱梁施工過程中結(jié)構(gòu)受力安全，實際的施工狀態(tài)盡量與設(shè)計理論狀態(tài)相一致，工程實踐證明，采用該方法進(jìn)行誤差調(diào)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(chǔ)。

　　參考文獻(xiàn)：

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　　[5] 鄧聚龍.灰預(yù)測與灰決策[M].武漢：華中科技大學(xué)出版社，2000.

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