1.一种计算箱梁竖向最不利温度梯度的方法,其特征在于,包括以下步骤:S1:筛选处理温度监控数据,清除错误数据并补全空缺的监控数据;
S1的子步骤如下:
S11:采用以下错误数据识别准则,清除错误数据:准则1:在置信概率为95%的情况下,采用Grubbs准则识别错误数据;
准则2:根据长期的温度监测数据分析得到了两个经验准则:同一监控点某时刻温度变化超过上一时刻温度±10摄氏度,判定该时刻温度数据错误,进行标红处理;所有测点的温度若高于在日平均气温+15摄氏度或低于日平均气温‑18摄氏度,判定该时刻温度数据错误,进行标红处理;
S12:由于监控系统原因,某些测点某时刻温度无法测得或测得温度由于判定为错误数据,故采用以下公式作为补充数据的识别准则,补全监测数据;
式中Tat是监控时间内a测点t时刻未测得的温度,Tav是a测点当日平均气温,Tam为a测点当日温差,t0为a测点出现最高气温的时间;
S2:依据补全的温度监控数据,通过RBTMAS法筛选日最不利正温度梯度和最不利负温度梯度,并绘制温度梯度图;
所述RBTMAS法的计算步骤如下:S21:导入监控数据表格,筛选整理竖向温度测点通道测得的温度数据;
S22:用WiSj表达第W天,i时刻,竖向第j测点的温度,单位℃,则同一时刻竖向测点的温度可表示为
S23:一天中同一时刻(Wi),竖向所有测点依次互减后比较大小,得到这一天这一时刻的温差最大值和最小值;
S24:步骤S23用以下行列式表达:令Wix12=Wi(S1‑S2),则此行列式中最大值用Wmxmax表示,即第W天,m时刻,出现日最不利正温差为xmax,最小值用Wnxmin表示,即第W天,n时刻,出现日最不利负温差为xmin;注:若Wmxmax≤0,则该日无最不利正温差;若Wmxmin≥0,则该日无最不利负温差;
S25:筛选出Wm时刻竖向温度测点的温度,用 表示,该行列式最小值为WmSmin,则第W日最不利正温度梯度为S26:筛选Wn时刻竖向温度测点的温度,用 表示,该行列式最小值为WnSmax,则第W日最不利负温度梯度为S27:按步骤S25和S26得监控日期内的日最不利正温度梯度Zij和最不利负温度梯度Fij;
S28:绘制最不利正温度梯度和最不利负温度梯度图像;
S3:竖向温度梯度的计算公式可写为:ay
Ty=Tme (2)式中Tm是梁高方向的最大正温差,y是计算点至箱梁顶面的距离,Ty是计算点位置处的温差值,a是指数;
S4:(1)式中两个参数Tm和a是常量,由桥梁所处的环境和箱梁的结构形式决定,通过对长期的温度监控数据的拟合获得,其拟合原理如下:式中H (x;μ,σ,ξ)为x的分布函数,μ是位置参数,σ是尺度参数,ξ是形状参数;
式中h (x;μ,σ,ξ)为x的密度函数;
P年一遇的温度概率p=1/P,0
xp=μ‑σ(1‑(‑log p) )/ξ (5)若要对非独立随机变量进行广义极值统计分析,则需要对μ,σ,ξ进行修正:式中θ为极值指标,可利用游程法计算;
S5:通过广义极值分布的极大似然估计拟合最不利正温度梯度数据,分别得出最不利正温度梯度Tm和a的三个参数μ,σ,ξ;
S6:再通过公式(6)修正参数,后得到最不利正温度梯度修正后的Tm′和a′;同理可得负温度梯度的Tm′和a′;
S7:最终得到竖向最不利温度梯度的公式为:a′y
Ty=Tm′e (7)S8:用P‑P图,Q‑Q图以及皮尔逊相关系数法检验用该方法拟合的准确性,若P‑P图,Q‑Q图为提条直线,皮尔逊相关系数r≥0.8,则用该方法拟合出的竖向最不利温度梯度精度较高,满足要求;
S9:建立桥梁的有限元模型,将最不利温度梯度加载到有限元计算模型上,计算出箱梁最不利竖向温度梯度模式对桥梁的影响。