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1、西南交通大学硕士学位论文灰色系统理论及在混凝土桥梁施工挠度变形监测中的应用姓名：高淑照申请学位级别：硕士专业：大地测量学与测量工程指导教师：刘成龙2002.5.1西南交通大学硕士研究生学位论文第1 页摘要( 现代大跨度混凝桥梁多采用自架设体系施工，在混凝土自重、张拉力、桥面荷载、温度变化等的作用下，悬臂梁体处于不断的变化之中，为保证对向旌工的两端悬臂能正常合拢和控制成桥线形符合设计要求，需要对施工过程中的挠度变形进行监测。挠度监测的目的，就是要根据已施工梁段的挠度变形规律预测待施工梁段可能产生的挠度，并与设计值相比较，以便于提出调整措施。挠度变形以及影响挠度变形的很多因素，由于其本身自q 复杂
2、性， 人们无法确切地进行度量，因而可以认为它们是一种灰色量刁采用灰色系统 理论来进行预测，从理论上来说具有一定的可行性，基于这一思想，本文以虎门大桥2 7 0 米混凝土连续刚构桥施工中的挠度变形为例进行了计算分析。为了进行比较，本文同时也用回归分析和时间序列分析模型进行了计算。 f 全文共分四章。第1 章介绍了变形监测的目的、意义、分类以及变形分 析与预测研究的现状和进展；第2 章论述了回归分析和时间序列分析的基本理论、计算模型和主要优缺点：第3 章详细讨论了灰色系统理论，包括建模的理论基础、灰色关联分析、常用模型和预测方法；第4 章为采用回归模型、时间序列模型、灰色系统理论模型，对虎门大桥2
3、 7 0 米混凝土连续刚构桥施工中的挠度变形进行的计算分析。灰色系统理论在现代大跨度混凝土桥梁施工控制中的应用尚处于研究阶段。本文首次提出使用G M ( 1 ，h ) 模型，解决考虑温度影响时长悬臂粱体挠 度值的拟合与预测问题，从实际的计算结果来看，该方法应用于少数据量情况下梁体挠度值的拟合与预测，具有较高的精度和较广的应用前景，可推广 到斜拉桥和连续梁桥施工挠度的预测计算中。，v 1关询：灰色系统理论；回归分析j 时间序列分析；变形监测；挠度 “_ 一一一_ _ _ P 一，_ ，_ 一西南交通大学硕士研究生学位论文第1 I 页A b s t r a c tS e l f - e r e c
4、 t i o ns y s t e mi sa p p l i e dt oc o n s t r u c t i o no fm o s to fm o d e ml a r g es p a nc o n c r e t eb r i d g e s I nt h ep r o c e s so fc o n s t r u c t i o n ，c a n t i l e v e rb e a mi sc h a n g i n gc o n t i n u o u s l yb e c a u s eo ft h eg r a v i t yo fc o n c r e t e ，t
5、h es t r e t c h i n gf o r c e ，t h el o a da n dt e m p e r a t u r ev a r i a t i o ne t c I no r d e rt oe n s u r et h a tt w oc a n t i l e v e r sc o n s t r u c t i n go p p o s i t ec a nn o r m a l l yc l o s eu pa n dt h a tt h eb r i d g el i n e a r i t yC a na c c o r dw i t hd e s i g
6、 n ，f l e x i b i l i t yd e f o r m a t i o nh a st ob em o n i t o r e d T h ea i mo ff l e x i b i l i t ym o n i t o r i n gi st of o r e c a s tp o s s i b l ef l e x i b i l i t yo f c o n s t r u c t i n gg i r d e ra c c o r d i n gt ot h ep r i n c i p l eg e n e r a l i z e df r o mc o n s
7、 t r u c t e dg i r d e rS Ot h a tm e a s u r e sc a nb et a k e n O na c c o u n to ft h ec o m p l e x i t yo ff l e x i b i l i t yd e f o r m a t i o na n di t si n f l u e n c ef a c t o r s ，i tc a n tb ee x a c t l ym e a s u r e d ，S Oi ti st h o u g h ta sag r e yq u a n t u m I nt h e o r
8、 y , i ti sf e a s i b l et h a tu s i n gg r e ys y s t e mt h e o r yt of o r e c a s tf l e x i b i l i t y O nt h eb a s i so ft h i st h e o r y , t a k i n g2 7 0m e t e r ss p a nc o n t i n u o u sr i g i df l a m eb r i d g eo fH u M a nB r i d g ea sa ne x a m p l e ，t h i sp a p e ra n a
9、l y z e st h ef l e x i b i l i t yd e f o r m a t i o ni nt h ep r o c e s so fc o n s t r u c t i o n A tt h es a m et i m e ，t h eo t h e rt w om o d e l s ，n a m e l yr e g r e s s i o na n a l y s i sa n dt i m es e r i e sa n a l y s i sm o d e l ，a r eu s e dt oc o m p a r ec a l c u l a t i
10、o nr e s u l t T h ew h o l ep a p e ri sd i v i d e di n t of o u rc h a p t e r s C h a p t e ro n ei n t r o d u c e st h ea i m ，s i g n i f i c a n c e ，c l a s s i f i c a t i o no fd e f o r m a t i o nm o n i t o r i n ga n dt h ed e v e l o p m e n ts t a t eo fd e f o r m a t i o na n a l
11、y s i sa n df o r e c a s t i n gs t u d y C h a p t e rt w od i s c o u r s e st h eb a s i ct h e o r y ,c a l c u l a t i o nm o d e la n dm a i na d v a n t a g e sa n dd i s a d v a n t a g e so fr e g r e s s i o na n a l y s i sa n dt i m es e r i e sa n a l y s i s C h a p t e rt h r e ed i
12、s c u s s e sg r e ys y s t e mt h e o r yi nd e t a i l ，i n c l u d i n gt h eb a s i ct h e o r y , g r e yi n c i d e n c ea n a l y s i s m o d e li nc o m m o nu s ea n df o r e c a s t i n gm e t h o d C h a p t e rf o u ra n a l y z e st h er e s u l t so ff l e x i b i l i t yd e f o r m a
13、t i o no f2 7 0m e t e r ss p a nc o n t i n u o u sr i g i df r a m eb r i d g eo fH u M e nB r i d g e ，c a l c u l a t e dw i t hr e g r e s s i o n ，t i m es e r i e sa n dg r e ys y s t e mm o d e l G r e ys y s t e mt h e o r ya p p l i e dt oc o n s t r u c tc o n t r o li nm o d e ml a r g e
14、s p a nc o n c r e t eb r i d g ei si nt h es t a g eo f s t u d y G M ( I ，b ) m o d e l ，c o n s i d e r i n gt h et e m p o r g u mv a r i a t i o ni n f l u e n c e0 1 1l o n gc a n t i l e v e rg i r d e r , i sp r o p o s e dt os o l v et h ef i t t i n ga n dp r e d i c a t i o np r o b l e m
15、o ff l e x b i l i t yd e f o r m a t i o nf o rt h ef i r s tt i m e A f t e rt h ea p p l i c a t i o n s i ts h o w sh i g h e rp r e c i s i o na n dw i d e ra p p l i c a t i o np r o s p e c ti ns m a l lq u a n t i t yd a t ac o n d i t i o n T h em o d e lw o u l db cp o p u l a r i z e df o
16、 rc a b l e - s t a y e db d d g ea n dc o n t i n u o u sb e a mb r i d g e K e y w o r d s ：G r e yS y s t e m ；R e g r e s s i o nA n a l y s i s ；T i m eS e r i e sA n a l y s i s ；D e f o r m a t i o nM o n i t o r i n g ；F l e x b i l i t y 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 页第1 章绪论1 1 变形监测的目的和意义变形是自然界的普遍现象，它是指变形体在各种荷载作用下，其形状、大小及位置在时空域中的变化pJ 。变形体的范围是极其广泛的，大至地壳板块运动、地壳断层的相对移动、地震引发的岩层及地表位置的变化，局部地壳的隆起和下沉、海底扩张、冰期后地面回弹，局部范围的城市地下大量抽水和回灌引起的地面沉降和回升、地下采矿与油田采油引起的地面下沉、大盐湖湖水蒸发以后造
