超深或超大溶腔地质条件下铁路桥梁机械结构建造方法与流程

本发明属于桥梁机械结构建造，尤其涉及一种超深或超大溶腔地质条件下铁路桥梁机械结构建造方法及其建造技术。

背景技术：

1、铁路桥梁是铁路跨越河流、湖泊、海峡、山谷或其他障碍物，以及为实现铁路线路与铁路线路或道路的立体交叉而修建的构筑物。铁道工程学科的分支一铁路桥梁工程的简称，因此它还包含铁路桥梁修建及维护的一系列技术。铁路桥梁按用途分为铁路桥和公路铁路两用桥；按结构分为梁桥、拱桥、刚构桥、悬索桥、斜拉桥和组合体系桥等等；然而，现有超深或超大溶腔地质条件下铁路桥梁机械结构建造方法不能准确评价超深或超大溶腔地质灾害易发性，导致建造不安全；同时，超深或超大溶腔地质条件下铁路桥梁机械结构施工由于工序交接多，中间产品多，隐蔽工程多，仅仅依靠前期工程师的设计，难免存在考虑缺失的地方，进而影响超深或超大溶腔地质条件下铁路桥梁机械结构施工质量。

2、通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：

3、(1)现有超深或超大溶腔地质条件下铁路桥梁机械结构建造方法不能准确评价超深或超大溶腔地质灾害易发性，导致建造不安全。

4、(2)超深或超大溶腔地质条件下铁路桥梁机械结构施工由于工序交接多，中间产品多，隐蔽工程多，仅仅依靠前期工程师的设计，难免存在考虑缺失的地方，进而影响超深或超大溶腔地质条件下铁路桥梁机械结构施工质量。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种超深或超大溶腔地质条件下铁路桥梁机械结构建造方法及其建造技术。

2、本发明是这样实现的，一种超深或超大溶腔地质条件下铁路桥梁机械结构建造方法包括：

3、步骤一，对超深或超大溶腔地质进行勘测，获取勘测数据；对超深或超大溶腔地质进行加固填充处理；对超深或超大溶腔地质灾害易发性进行评价；

4、所述对超深或超大溶腔地质进行勘测方法：

5、对超深或超大溶腔地质松软浮土剔除，人工将散落的浮土及垃圾、杂物等清理干净，使基底平整；配置勘测设备参数，确定超深或超大溶腔地质区域，对超深或超大溶腔地质承压系数、渗透系数、导水系数等；

6、步骤二，通过设计程序对铁路桥梁机械结构进行设计；构建铁路桥梁机械结构模拟；对铁路桥梁机械结构模拟测试；

7、所述对铁路桥梁机械结构模拟测试方法：

8、通过建模程序构建铁路桥梁机械结构模型，对铁路桥梁机械结构模型进行渲染校正；配置模拟测试参数对铁路桥梁机械结构的稳定性、坚固性、重量进行测试；

9、步骤三，根据设计铁路桥梁机械结构及模拟测试数据进行施工建造。

10、进一步，所述对超深或超大溶腔地质灾害易发性进行评价方法如下：

11、(1)统计历史超深或超大溶腔地质灾害数据，对历史超深或超大溶腔地质灾害数据进行分析，获取影响因子；对影响因子和待评价区域进行初始化；从n个所述影响因子中排除一个待校准的影响因子，采用剩余的n-1个所述影响因子开展超深或超大溶腔地质灾害易发性评价；

12、其中，所述影响因子为影响超深或超大溶腔地质灾害发生的因素，每个所述影响因子编号为i，其中i＝1,2,…n，共计n个所述影响因子，n为大于等于2的正整数；每个所述影响因子对应一个影响因子的权重；每个所述影响因子又分为若干个二级影响因子，每个所述二级影响因子对应一个二级权重，每个所述影响因子的全体二级影响因子对应的全体二级权重定义为一个所述影响因子的分级权重，视为一个向量或数组；所述待评价区域划分为m个评价单元，每个所述评价单元的编号为j，其中j＝1,2,…m，共计m个所述评价单元，m为大于等于2的正整数；每个所述评价单元对应一个评价单元的易发性指标；

13、所述从n个所述影响因子中排除一个待校准的影响因子，采用剩余的n-1个所述影响因子开展超深或超大溶腔地质灾害易发性评价，包括：

14、根据指定的编号为k的一个待校准的影响因子，其中k满足1≤k≤n，从所述n个影响因子中排除编号为k的所述待校准的影响因子，获取剩余n-1个所述影响因子中每个影响因子的权重和分级权重，根据所述n-1个影响因子的权重和分级权重计算待评价区域的m个评价单元的易发性指标，记为其中j＝1,2,…m，m个构成易发性指标数组，记为r(n-1)；根据所述m个评价单元的易发性指标与所述待评价区域的实际参数获取评价曲线，记为roc(n-1)，获取所述评价曲线的线下曲线面积，记为auc(n-1)，auc(n-1)表征所述易发性指标数组r(n-1)的精确度，面积越大则精确度越高，上述变量上标括号中的n-1表示由n-1个影响因子参与计算得到；

15、(2)根据所述n个影响因子，开展超深或超大溶腔地质灾害易发性评价；通过循环调整过程实现对所述待校准的影响因子的校准；

16、所述根据所述n个影响因子，开展超深或超大溶腔地质灾害易发性评价，包括：

17、根据所述n个影响因子，获取每个影响因子的权重和分级权重，根据所述n个影响因子的权重和分级权重计算待评价区域的m个评价单元的易发性指标，记为其中j＝1,2,…m，m个构成易发性指标数组，记为r(n)，根据所述m个评价单元的易发性指标与所述待评价区域的实际参数获取评价曲线，记为roc(n)，获取所述评价曲线的线下曲线面积，记为auc(n)，auc(n)表征所述易发性指标数组r(n)的精确度，面积越大则精确度越高，上述变量上标括号中的n表示由n个影响因子参与计算得到；

18、所述通过循环调整过程实现对所述待校准的影响因子的校准，包括：

19、比较auc(n)与auc(n-1)，若auc(n)≤auc(n-1)，则对所述n个影响因子分级权重中的第k个影响因子的分级权重进行调整，使用n个影响因子的权重和调整后的n个分级权重，重新计算待评价区域的m个评价单元的易发性指标，得到新获取的r(n)、roc(n)、auc(n)，并重复执行上述步骤，直至重新获取的auc(n)满足auc(n)>auc(n-1)，此时表征第k个影响因子的分级权重已经调整完毕；

20、(3)根据满足auc(n)>auc(n-1)时获取的r(n)对所述待评价区域进行超深或超大溶腔地质灾害易发性评价的确定。

21、进一步，所述获取每个影响因子的权重和分级权重，包括：

22、根据所述影响因子构造判断矩阵，对所述判断矩阵进行一致性检验，若未通过检验，则重新构造所述影响因子的判断矩阵并再次进行一致性检验，直至通过检验；若通过检验，则根据判断矩阵获取每个所述影响因子的权重；

23、对每个所述影响因子构造分级判断矩阵，对所述分级判断矩阵进行一致性检验，若未通过检验，则重新构造每个所述影响因子的分级判断矩阵，并再次进行一致性检验，直至通过检验；若通过检验，则根据每个所述分级判断矩阵获取每个所述影响因子的分级权重。

24、进一步，所述根据所述m个评价单元的易发性指标与所述待评价区域的实际参数获取评价曲线，包括：

25、统计所述m个评价单元的易发性指标的最大值和最小值，依据所述易发性指标的最大值和最小值囊括的范围，将所述m个评价单元的易发性指标划分成p个连续区间，并将所述区间从高到低排列，记第t个区间为(rt,rt-1]，其中t＝1,2,…p，p为大于等于2的正整数，rt为区间分隔点，满足rt>rt-1，且r0和rp分别为所述易发性指标的最大值和最小值；

26、依据所述m个评价单元的易发性指标，分别统计落入每个区间的评价单元的面积之和，再除以所述待评价区域的总面积，得到每个区间对应的面积百分比，第t个区间的所述面积百分比记为pxt，其中t＝1,2,…p；

27、依据所述m个评价单元的易发性指标，分别统计落入每个区间的评价单元所覆盖到的实际灾害点数量之和，再除以所述待评价区域的实际灾害点总数量，得到每个区间对应的实际灾害点数量百分比，第t个区间的所述实际灾害点数量百分比记为pyt，其中t＝1,2,…p；按t＝1,2,…p顺序，将各区间所述面积百分比依次累加，得到p个面积百分比累加值，记为sum_pxt，其中t＝1,2,…p，再将各区间所述实际灾害点数量百分比依次累加，得到p个实际灾害点数量百分比累加值，记为sum_pyt，其中t＝1,2,…p，在二维坐标系中以所述面积百分比累加值为横轴坐标，以所述实际灾害点数量百分比累加值为纵轴坐标，获取p个点，即(sum_pxt,sum_pyt)，其中t＝1,2,…p，依次连接p个点获取评价曲线，其中sum_pxt和sum_pyt的计算按照下式进行：

28、其中t＝1,2,…p。

29、进一步，所述对铁路桥梁机械结构进行设计方法如下：

30、1)获取已完成施工的超深或超大溶腔地质条件下铁路桥梁机械结构的施工环境信息以及施工质量控制点数据以建立已施工超深或超大溶腔地质条件下铁路桥梁机械结构信息库；

31、2)从待施工设计方案获取预设超深或超大溶腔地质条件下铁路桥梁机械结构施工信息以及超深或超大溶腔地质条件下铁路桥梁机械结构施工地点的施工环境信息；基于已施工超深或超大溶腔地质条件下铁路桥梁机械结构信息库，分别计算获得已施工超深或超大溶腔地质条件下铁路桥梁机械结构信息库中与所述预设超深或超大溶腔地质条件下铁路桥梁机械结构信息或者所述施工环境信息匹配的影响因素参考信息；

32、3)根据计算获得的影响因素参考信息，结合预设超深或超大溶腔地质条件下铁路桥梁机械结构设计信息生成超深或超大溶腔地质条件下铁路桥梁机械结构实景模型。

33、进一步，所述通过以下公式分别计算已施工超深或超大溶腔地质条件下铁路桥梁机械结构信息库中的信息与所述预设超深或超大溶腔地质条件下铁路桥梁机械结构信息或者所述施工环境信息的匹配度：

34、

35、其中，cosθ代表相似度，x代表已施工设计方案中的预设超深或超大溶腔地质条件下铁路桥梁机械结构信息或者所述施工环境信息对应的参数，y代表未施工设计方案中的预设超深或超大溶腔地质条件下铁路桥梁机械结构信息或者所述施工环境信息对应的参数，a代表的是权重。

36、进一步，所述影响因素参考信息中所述施工环境信息对应的参数包括气温信息、地形信息以及气候信息；

37、根据气温信息、地形信息以及气候信息计算已施工超深或超大溶腔地质条件下铁路桥梁机械结构信息库中的信息与所述预设超深或超大溶腔地质条件下铁路桥梁机械结构信息以及所述施工环境信息的匹配度。

38、进一步，所述计算已施工超深或超大溶腔地质条件下铁路桥梁机械结构信息库中的信息与所述预设超深或超大溶腔地质条件下铁路桥梁机械结构信息以及所述施工环境信息的匹配度：

39、通过交叉验证法将从施工质量控制点数据库中划分出来的训练集数据分为子训练集和子测试集并进行训练以得到训练模型；

40、使用测试集中的数据对训练后的训练模型进行验证。

41、进一步，所述计算已施工超深或超大溶腔地质条件下铁路桥梁机械结构信息库中的信息与所述预设超深或超大溶腔地质条件下铁路桥梁机械结构信息以及所述施工环境信息的匹配度还包括：

42、将预设超深或超大溶腔地质条件下铁路桥梁机械结构信息或者所述施工环境信息通过训练模型计算得到预设超深或超大溶腔地质条件下铁路桥梁机械结构信息或者所述施工环境信息匹配度。

43、进一步，所述通过交叉验证法将施工质量控制点数据库中的数据分为训练集和测试集，对训练集中的数据进行训练以得到训练模型步骤，包括：

44、对训练集采用pca算法进行降维以获得新训练集。

45、结合上述的技术方案和解决的技术问题，本发明所要保护的技术方案所具备的优点及积极效果为：

46、第一、本发明通过对超深或超大溶腔地质灾害易发性进行评价方法将m个评价单元的易发性指标和待评价区域实际灾害点数量这一客观数据相结合获取评价曲线，并用评价曲线的线下曲线面积表征出易发性指标的精确度，即可直观的量化并展示出通过不同数量的影响因子获取的易发性指标的精确度，进而准确评价超深或超大溶腔地质灾害易发性；同时，通过对铁路桥梁机械结构进行设计方法从已施工超深或超大溶腔地质条件下铁路桥梁机械结构中获取超深或超大溶腔地质条件下铁路桥梁机械结构施工时需要注意的施工质量注意事项，将获取的信息与原先设计方案时的信息进行对比，以检查设计方案缺漏处，使得施工方案更加完整，减少了后续施工时不必要的麻烦，然后采用完善后的信息搭建预设施工超深或超大溶腔地质条件下铁路桥梁机械结构的实际模型。

47、第二，把技术方案看做一个整体或者从产品的角度，本发明所要保护的技术方案具备的技术效果和优点，具体描述如下：

48、本发明通过对超深或超大溶腔地质灾害易发性进行评价方法将m个评价单元的易发性指标和待评价区域实际灾害点数量这一客观数据相结合获取评价曲线，并用评价曲线的线下曲线面积表征出易发性指标的精确度，即可直观的量化并展示出通过不同数量的影响因子获取的易发性指标的精确度，进而准确评价超深或超大溶腔地质灾害易发性；同时，通过对铁路桥梁机械结构进行设计方法从已施工超深或超大溶腔地质条件下铁路桥梁机械结构中获取超深或超大溶腔地质条件下铁路桥梁机械结构施工时需要注意的施工质量注意事项，将获取的信息与原先设计方案时的信息进行对比，以检查设计方案缺漏处，使得施工方案更加完整，减少了后续施工时不必要的麻烦，然后采用完善后的信息搭建预设施工超深或超大溶腔地质条件下铁路桥梁机械结构的实际模型。