[发明专利]一种桥梁转体状态计算与预测方法

说明书

本发明涉及桥梁转体施工技术领域，公开了一种桥梁转体状态计算与预测方法，包括参数与规定、转角解算和下一状态转角与高程变化量的动态预测，特别适用于桥梁平转施工，平转总转角小于180°的情况，能够简单准确地计算转动角度，不受坐标象限限制，提高计算效率，实现小样本数据的快速动态分析，快速预测下一转动状态，节约分析时间，为施工的顺利进行持续提供预警数值。

技术领域

本发明涉及桥梁转体施工技术领域，具体是一种桥梁转体状态计算与预测方法。

背景技术

桥梁转体施工是指将主梁在非设计轴线位置制作成形后，运用转体牵引设备使主梁整体转动至设计位置，后进行合龙的一种施工方法，通常有水平面转体、竖直面转体两种模式。在受到地理条件约束的地方架设大跨桥梁，或是在公路铁路等保护区上方建设桥梁，通常都选用该种方法进行施工。最常见的是后者，在建桥梁跨越铁路线路施工，不能在正在运营的铁路上空进行梁体浇筑作业，也不能搭设支架横跨铁路，因此在铁路界限两侧平行于铁路进行桥梁施工，再通过转体的方式在铁路非运营时间段内快速精准地将梁体转动以跨越铁路；

桥梁转体通常不能妨碍现有的运营工作，因此通常有严格时间限制，在桥梁转体施工监控中，备受关注的监控指标是当前梁体转动的角度、剩余弧长和高程变化量，很少有人关注转动的趋势或是联系前期数据进行识别、回归和预测，但这对施工的良态发展和持续进行是非常有参考价值的。很少有人关注的原因之一，也是最核心的原因，是数据分析通常需要经历将数据导出、整理、预处理、建模、分析、得出结果这样长的步骤，要实现转体、测量、计算、预测全部工作同时进行，就亟待研究一套适用、贴合且计算快速、高效的方法。

因此，本领域技术人员提供了一种桥梁转体状态计算与预测方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种桥梁转体状态计算与预测方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种桥梁转体状态计算与预测方法，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。

作为本发明再进一步的方案：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。

作为本发明再进一步的方案：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：