[发明专利]一种确定大跨桥梁结构主梁横向静位移的方法

权利要求书

1.一种确定大跨桥梁结构主梁横向静位移的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

步骤（1）：采集主梁跨中GPS位移和三维风场监测数据：

在大跨桥梁的主梁跨中处安装GPS位移监测站和三维超声风速仪，对此处位移向量u(t)及风向量v(t)进行实时监测并以时间序列存储，其中v(t)=[v_r(t),α(t),β(t)]，u(t)=[u_x(t),u_y(t),u_z(t)]，v_r(t),α(t),β(t)分别为三维超声风速仪采集到的绝对风速、风攻角与风向角，u_x(t),u_y(t),u_z(t)分别为GPS位移监测站采集到的GPS坐标系下的三轴方向位移，t表示时间，t=1,2,...,L，单位为秒，L表示时间长度；

步骤（2）：对监测数据进行矢量分解和均值处理，得到横向静位移序列u_m(k)和横向静风速序列v_m(k)；

步骤（3）：利用3阶傅里叶级数拟合受横向静风速序列v_m(k)干预的横向静位移主相关成分，具体流程为：

首先将横向静位移序列u_m(k)和横向静风速序列v_m(k)代入以下3阶傅里叶级数表达式：

um(k)=a0+Σi=13(ai·cos(i·ω·vm(k))+bi·sin(i·ω·vm(k)))]]>

式中a₀、a_i、b_i和ω为傅里叶参数，i为3阶傅里叶级数的离散变量，i=1,2,3；

然后对3阶傅里叶级数表达式的傅里叶参数进行最小二乘法拟合，得出分别与a₀、a_i、b_i和ω相对应的最佳傅里叶参数取值和

最后利用下式确定受横向静风速序列v_m(k)干预的横向静位移主相关成分

u^m(k)=a^0+Σi=13(a^i·cos(i·ω^·vm(k)))+b^i·sin(i·ω^·vm(k)))]]>

步骤（4）：利用均值-方差模型拟合得到横向静位移拟合离散成分，具体流程为：

（a）首先利用下式计算得到横向静位移的离散成分

u~m(k)=um(k)-u^m(k)]]>

然后按照以下流程进行增广迪基-福勒检验：

a1）对进行0.05显著性水平下的增广迪基-福勒检验，若不接受存在单位根的原假设，则进入步骤（b），否则进入a2）；

a2）令j=j+1，根据下式对进行1阶差分处理得到的差分序列D_j(k)后进入步骤a3）：

Dj(k)=(1-B)u~m(k)]]>

式中，B为滞后算子，j为差分处理的次数，初始值为0；

a3）令即用D_j(k)更新后返回步骤a1）；

（b）计算横向静位移的离散成分的自相关函数和偏相关函数其中l为滞后期且为正整数，然后按以下判别准则确定所服从的均值-方差模型类型：

若和均表现出拖尾性质，则认为服从自回归滑动平均均值和自回归条件异方差的均值-方差模型；

若表现出拖尾性质，而表现出截尾性质，则认为服从自回归均值和自回归条件异方差的均值-方差模型；

若表现出截尾性质，而表现出拖尾性质，则服从滑动平均均值和自回归条件异方差的均值-方差模型；

（c）在确定所服从的均值-方差模型类型的基础上，根据赤池信息量准则确定均值-方差模型阶数取值；

（d）利用预测误差法进一步确定均值-方差模型系数取值；

（e）对均值-方差模型进行j阶差分逆运算，得到横向静位移的拟合离散成分

步骤（5）：利用下式确定任意第k个时间段的大跨桥梁结构主梁构件的横向静位移u(k)：

u(k)=u^m(k)+u~ms(k).]]>