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桥梁变形监测能够获得桥梁变形的空间和时间特征,根据所获得的的信息可做出变形的几何分析以及物理解释。随着桥梁变形监测技术的发展,数据处理的方法也日趋多样化,科学的监测技术和变形预测处理方法能够为桥梁工程的施工和运营管理提供保障,因此对桥梁变形监测分析及变形趋势预测的研究具有重要意义。 本文以肖家特大桥的沉降变形监测材料为依托,对桥梁的变形监测方法、连续梁的受力变形模拟和沉降变形预报方面进行了研究,主要研究内容和结论有: (1)从传统观测手段、光纤传感器和GPS监测技术的基本原理入手,分析了各自的优缺点和适用情况,针对不同的工程应选择合适的监测方法。 (2)对变形预报的理论和方法作了研究。多元回归模型可以对桥梁不同观测点沉降变形进行联合处理,但是属于静态处理模型,在外界影响因素信息不完全时无法进行建模预报。时间序列模型和灰色系统预测模型属于动态模型,可以以过去的沉降观测资料来预测未来的变形情况。为提高灰色预测模型的精度,通过三点滑动平均法对沉降值进行预处理,改进GM(1,1)模型。 (3)研究了桥梁变形监测高程控制网的布设,基准点、工作基点的布设以及监测精度要求。根据桥梁横截面、跨径、材料、边界条件以及荷载状况对连续梁用Midas/civil建模模拟,计算出连续梁的受力情况和每个部位的变形值,为变形监测安排提供理论指导。 (4)选取第28跨到第31跨的连续梁桥面的沉降监测数值进行预测分析,利用Matlab建立改进的GM(1,1)预测模型,并通过SPSS对沉降数据进行时间序列建模分析,对沉降情况进行拟合与预测。改进GM(1,1)模型可用来解决贫信息下的变形预测,当样本信息量大时为达到比较高的精度可选用时间序列预测模型。