[发明专利]一种桥梁转体状态计算与预测方法

权利要求书

1.一种桥梁转体状态计算与预测方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、参数与规定：参数与规定用于规范程序计算的输入值，以及规定现场布置情况；

S2、转角解算：转角解算提供一种解析算法，用于快速计算当前相对于初始状态的转动角度和测点高差；

S3、下一状态转角与高程变化量的动态预测：下一状态转角与高程变化量的动态预测提供一种智能算法，用于小样本数据集的快速建模回归，输出更准确的转动角度、高程变化预测值。

2.根据权利要求1所述的一种桥梁转体状态计算与预测方法，其特征在于，所述步骤S1中参数与规定具体方法步骤为：

S1.1、规定每幅桥在T构梁端附近任一位置固定布置一枚360°棱镜测点；

S1.2、确定转动中心坐标：用球铰所在的桥墩中心坐标代替，仅需提供高斯投影直角坐标平面内的二维坐标设计值，记为A(NA,EA)，无需实地测量。高程HA可选，若提供，则为A(NA,EA,HA)；

S1.3、确定初始转动位置坐标：开展称重试验之前人工测量的360°棱镜测点三维坐标，记为B(NB,EB,HB)；

S1.4、确定当前转动位置坐标：转动过程中测量的360°棱镜测点三维坐标，记为C(NC,EC,HC)；

以上坐标数据均由全站仪测量得到。

3.根据权利要求1所述的一种桥梁转体状态计算与预测方法，其特征在于，所述步骤S2中转角解算具体公式为：

S2.1、计算BC长：

S2.2、计算AC长：

S2.3、计算AB长：

S2.4、计算转动角度余弦值：

S2.5、计算转动角度：计算结果为角度制

S2.6、计算高程变化：ΔH＝H_C-H_B。

4.根据权利要求1所述的一种桥梁转体状态计算与预测方法，其特征在于，所述步骤S3中下一状态转角与高程变化量的动态预测的具体步骤为：

S3.1、设已转角度时间序列x⁽⁰⁾，x⁰(n)为当前时刻实测值，x⁰(n-1)～x⁰(1)为前序实测值，取n的初值为4，即x⁽⁰⁾＝(x⁰(1),x⁰(2),...,x⁰(n)) (公式7)；

S3.2、对x⁽⁰⁾做一阶累加处理得到生成序列x⁽¹⁾，

即

S3.3、建立一阶微分方程

S3.4、求解参数a、u，解的表达式为其中

S3.5、将a、u代入S3.3中求解生成序列x⁽¹⁾，即

S3.6、还原生成序列求得预测值即

S3.7、依次取n值为5、6、7、8，重复S3.1～S3.6，得到数组

S3.8、执行测量，获取下一状态实测值x⁽⁰⁾(k+1)；

S3.9、x⁽⁰⁾(k+1)与做差，得到差值数组Δ，取数组最小值Δ_min对应的n值作为下一预测的n的初值n₀；

S3.10、n取n₀值，执行S3.1～S3.6；

S3.11、输出预测值

S3.12、执行S3.7～S3.9；

S3.13、循环执行S3.10～S3.12，不断输出下一状态的转动角度预测值，直至人工退出该算法，当时间序列x⁽⁰⁾为高程变化量的时间序列时，即是下一状态高程变化量的动态预测步骤。