灰色系统理论在桥梁线形控制中的应用与研究

在桥梁施工控制过程中,灰色系统理论得到了广泛的实用,而使用最多的是GM(1,1)模型来预测标高,但是通过实践证明GM(1,1)模型所预测的数据精度并不是非常准确,因此对灰色系统理论进行进一步的研究是迫切的。笔者在沈阳四环跨越沈丹线立交桥实际工程的施工控制中应用了灰色系统理论方法,采用了3种不同的样本数据建立GM(1,1)模型。并建立4个样本数的GM(2,1)模型,并对以上模型所预测的标高结果与实际标高进行对比分析。实践证明灰色理论成功的应用在了跨越沈丹线立交桥的施工控制中,并验证了GM(2,1)模型在预测精度上高于GM(1,1)模型,而增加样本数据非但不能提高GM(1,1)模型所预测的精度反而随着样本数据的增多精度随之降低。     

基于线性规划的灰色模型在桥梁监控中的应用

预应力混凝土连续刚构桥通常采用悬臂分段浇筑施工,施工监控是保证施工质量的重要手段.以灰色系统理论为基础,针对以往施工控制中传统的GM(1,1)模型参数估计方法与精度检验准则不适配的问题,将平均相对误差最小准则下的参数估计问题转化为线性规划问题,通过Python语言实现,从而得到一种新的理论模型来进行挠度预测,并以陕西境内某1号大桥为工程背景,对混凝土浇筑、预应力张拉两个工况作用后的梁端挠度值进行预测.与传统模型相比,改进后的模型平均相对误差最多可减小28.41％,并能够排除奇异数据的干扰.研究结果表明,基于线性规划法的GM(1,1)模型较传统模型具有更高的预测精度和更好的稳健性,能够在桥梁施工控制中发挥更好的预测作用.     

马尔科夫残差修正灰色理论模型在连续梁桥施工监控中的应用

为了监控过程中的方便快捷,常会略去设计参数敏感性分析及其修正过程,导致灰色理论模型调整施工误差时不能符合预测要求,需要对该模型进行改进。将马尔科夫链应用于预测误差的残差序列中,对该序列再预测。结合日兰高速公路梁山连接线郓城新河大桥主桥施工控制的具体实践,通过模型计算的预测值与实测值进行对比,应用马尔科夫残差GM(1,1)修正预测误差。分析结果表明:该方法在施工控制中安全可行,该实际工程满足合龙精度的要求,成桥线形逼近设计线形。     

灰色GM（1,1）模型在大跨连续刚构桥梁线形控制中的应用

大跨连续刚构桥线形控制质量关键取决于悬臂施工过程中各节段的预拱度取值。基于灰色GM（1,1）模型理论,将大跨连续刚构桥各节段预拱度值的理论计算值和现场实测值之间的差值作为灰色微分序列,建立新陈代谢GM（1,1）模型。结合镇大公路京杭运河大桥主桥施工监控项目工程实际,依据灰色模型对大桥施工过程中各节段的预拱度进行预测,从而控制桥梁线形。监控实践表明,灰色GM（1,1）模型能够较精确地预测施工过程中各节段的预拱度,很好地应用于大跨连续刚构桥梁的线形控制中。     

基坑变形预测及优化研究

在现代化的施工中,施工监测已不能只局限于获得工程变形的历史值,更多时候,相关各方更关心其未来究竟会是一种怎样的变形趋势,也就是对工程变形的预测提出了新的要求。现以延崇高速公路妫水河隧道的基坑沉降监测数据为基础,引入三次指数平滑法和GM(1,1)模型,分别预测了未来短时间内基坑的沉降变形趋势,后续与实际变形的对比显示:两种方法均可以有效预测基坑变形,本例中三次指数平滑法的预测精度要高于GM(1,1)模型的预测精度;针对本例中GM(1,1)模型预测结果误差偏大的问题,分析了其误差影响因素并进行了残差模型修正,提升了GM(1,1)模型短期的预测精度;对基坑变形预测问题进行了讨论与总结。     

新陈代谢模型在特大桥施工监控中的应用研究

运用灰色模型中的新陈代谢GM(1,1)模型对连续梁桥施工挠度进行预测,以广东汕头莲阳河特大桥施工为例,采用该模型预测施工中悬臂梁段的高程变化。结果表明,与传统GM(1,1)模型相比,新陈代谢GM(1,1)模型预测结果的平均相对误差更小,预测精度更高,可用于桥梁施工挠度预测。     

基于灰色-马尔可夫模型的道路PCI预测方法

本文利用马尔可夫模型修正传统灰色GM(1,1)模型的残差,建立基于时间序列的路面PCI动态预测模型;并利用MATLAB软件开发了灰色-马尔科夫链预测模型框架,实现了路面PCI滚动动态预测。将预测模型应用到某高速公路PCI预测中,结果表明该模型的预测能力强,比传统灰色GM(1,1)模型的预测精度更高,能满足实际工程需求。     

灰色系统理论在填石路堤沉降预测中的应用

基于填石路堤沉降现场试验,采用负指数曲线拟合路基沉降与时间关系,其与沉降变化趋势吻合较好,说明应用灰色系统理论预测填石路堤沉降是可行的。结合填石路堤沉降特点,首先建立相同沉降观测时段的灰色系统GM(1,1)模型,再运用最小二乘法优化GM(1,1)模型参数,并分别进行实例预测。结果表明,与GM(1,1)模型预测相比,参数优化模型预测精度会有显著提高,且能满足工程要求。     

基于改进的GM(1,1)模型的沥青路面使用性能预测方法研究

建立了基于路面状况指标(PCI)、路面结构强度指标(SSI)、行驶质量指数(RQI)和横向力系数(SFC)4项指标历史数据的传统GM(1,1)模型,分析了传统GM(1,1)模型缺陷,引入马尔可夫状态转移矩阵来判断残差预测值在k≥n时的符号,建立了改进的残差灰色预测模型,提高了预测精度,对高速公路使用性能的各单项指标进行了预测,并根据预测结果提出了相应的养护措施。     

基于灰色理论的斜拉桥施工线形监控误差分析

文章以在建涡阳三桥为背景,通过对斜拉桥施工过程中主梁线形的影响因素分析,利用灰色理论系统残差修正GM(1,1)模型进行预测分析,对立模标高在原有计算基础上进行了修正,为该桥的施工质量和安全提供了技术参考。