1.一种大跨径刚构桥长期变形预测方法,其特征在于,包括:S1,基于桥梁的设计图纸、材料属性与边界条件,建立空间有限元模型;S2,基于所述空间有限元模型,构建同时考虑几何非线性与混凝土收缩徐变效应的结构平衡方程;S3,基于所述结构平衡方程,在所述空间有限元模型上进行基准模拟,以确定从施工开始至目标预测年限的基准力学状态演变;S4,基于预先建立的基准概率分布模型,识别损伤事件;S5,当识别到损伤事件时,暂停基准模拟,并基于监测数据在所述空间有限元模型上进行损伤修正,得到表征损伤事件后的状态的修正有限元模型,并基于修正有限元模型构建修正结构平衡方程;S6,基于所述修正有限元模型与所述修正结构平衡方程,重新进行基准模拟,直至未识别到损伤事件;S7,输出桥梁在目标年限的长期变形与内力预测结果;其中,所述损伤事件至少包括车辆撞击和地震。
2.根据权利要求1所述的大跨径刚构桥长期变形预测方法,其特征在于,所述在所述空间有限元模型上进行基准模拟,包括:S31,从施工起点开始,按时间顺序逐步推进至目标预测年限,将总时间划分为连续的时间步;S32,在每个当前时间步内,执行基准模拟循环;S33,将时间推进至下一时间步,并重复S32,直至模拟时间达到目标预测年限。
3.根据权利要求2所述的大跨径刚构桥长期变形预测方法,其特征在于,所述执行基准模拟循环,包括:S32a,将截至上一时间步的混凝土收缩与徐变效应,作为等效节点力施加于当前结构构形;S32b,求解所述结构平衡方程,通过迭代计算更新结构的位移与杆端力,直至解收敛;S32c,基于更新后的杆端力,通过基于指数函数拟合徐变系数的递推公式,计算下一时间步的收缩与徐变等效节点力。
4.根据权利要求1所述的大跨径刚构桥长期变形预测方法,其特征在于,所述基准概率分布模型的建立,包括:收集桥梁在正常运营状态下的历史监测数据,形成训练样本集;基于所述训练样本集,建立各力学状态监测参数的基准概率分布模型并确定其统计特征值;基于假设检验方法,设定用于识别损伤事件的异常指数的控制上限与控制下限。
5.根据权利要求1所述的大跨径刚构桥长期变形预测方法,其特征在于,所述基于预先建立的基准概率分布模型,识别损伤事件,包括:S41,获取在当前时间步对应的实际时间区间内的、未参与过识别判断的监测数据,将其作为新监测数据;S42,基于所述基准概率分布模型,计算所述新监测数据的综合异常指数;S43,采用滑动时间窗口技术,分析所述综合异常指数在连续时间步内的变化趋势;S44,当识别出所述综合异常指数连续k个时间步超过控制上限,或连续k个时间步低于控制下限时,判定发生损伤事件;其中,k为预设的敏感度参数。
6.根据权利要求5所述的大跨径刚构桥长期变形预测方法,其特征在于,所述基于所述基准概率分布模型,计算所述新监测数据的异常指数,包括:S42a,针对每个新监测数据,计算其相对于所述基准概率分布模型的标准化残差;S42b,基于所述标准化残差,通过马氏距离计算获得各监测数据的局部异常指数;S42c,根据监测数据的空间分布特征,对各局部异常指数进行加权融合,形成结构整体的综合异常指数。
7.根据权利要求1所述的大跨径刚构桥长期变形预测方法,其特征在于,所述基于监测数据在所述空间有限元模型上进行损伤修正,包括:S51,基于触发损伤事件识别的监测数据及其异常指数的空间分布,识别结构中的损伤区域;S52,在所述损伤区域内,通过加权最小二乘法使所述空间有限元模型的动力特性或静力响应与实测数据的残差最小化,从而识别并修正所述损伤区域的结构参数;S53,基于修正后的损伤区域的结构参数,修正所述空间有限元模型的所有节点坐标,得到修正有限元模型。
8.根据权利要求1所述的大跨径刚构桥长期变形预测方法,其特征在于,所述监测数据包括通过以下至少一种传感器采集的数据:光纤光栅传感器采集的应变数据、倾角仪采集的转角数据、加速度传感器采集的振动数据。
9.根据权利要求1所述的大跨径刚构桥长期变形预测方法,其特征在于,所述桥梁在目标年限的长期变形与内力预测结果,包括:全桥时变变形包络图、关键截面内力时程以及长期应力分布云图。
10.一种大跨径刚构桥长期变形预测系统,其特征在于,所述系统采用权利要求1至9任一项所述的大跨径刚构桥长期变形预测方法,具体包括:模型建立模块,用于基于桥梁的设计图纸、材料属性与边界条件,建立空间有限元模型;方程构建模块,与所述模型建立模块相连,用于基于所述空间有限元模型,构建同时考虑几何非线性与混凝土收缩徐变效应的结构平衡方程;循环模拟模块,与所述方程构建模块相连,用于基于所述结构平衡方程,在所述空间有限元模型上进行基准模拟,以确定从施工开始至目标预测年限的基准力学状态演变;事件识别模块,与所述循环模拟模块相连,用于基于预先建立的基准概率分布模型,识别损伤事件;事件修正模块,与所述事件识别模块相连,用于当识别到损伤事件时,暂停基准模拟,并基于监测数据在所述空间有限元模型上进行损伤修正,得到表征损伤事件后的状态的修正有限元模型,并基于修正有限元模型构建修正结构平衡方程;修正模拟模块,与所述事件修正模块相连,用于基于所述修正有限元模型与所述修正结构平衡方程,重新进行基准模拟;结果预测模块,与所述修正模拟模块相连,用于输出桥梁在目标年限的长期变形与内力预测结果。