v20260518.4

LY 路高架结构状态盲源 PINN反演及状态评价

SOTA 基准对比

STRUCTURE AND MEASUREMENT

桥梁构造、支座测点与实测反力

STRUCTURE CONTEXT

绿云路高架现场照片 · 图纸俯视与纵向立面

绿云路高架现场照片:桥下道路视角,可见连续钢箱梁、高架桥墩和城市道路
实景照片:绿云路高架桥下方视角,来源于 20260408 技术汇报 PPT。

2D PLAN

俯视图 · 图纸平面布置

按 ZX01~04.pdf 第 5 页重画
平面图 · 按图纸重画 来源:ZX01~04.pdf 第 5 页;桥宽 31.029m → 45.507m 42.73976.02631.150 防撞护栏外边线 设计道路中心线 ZX1ZX2ZX3ZX4 12.7508.810 15.78815.788 15.78815.788 15.25015.250 M1 · 5000-SXM2 · 5000-ZXM3 · 5000-SX M1 · 17500-HXM2 · 20000-GDM3 · 17500-HX M1 · 17500-SXM2 · 20000-ZXM3 · 17500-SX M1 · 5000-SXM2 · 5000-ZXM3 · 5000-SX
按原图重画,支座型号省略 XIQZ-;尺寸单位 m。 SX 双向,ZX 纵向,HX 横向,GD 固定。 支座示意:单向 / 双向 / 固定

依据:ZX01~04.pdf 第 5 页,K2~K4 38+75+37 连续钢箱梁总体布置图。

LONGITUDINAL SECTION

纵向立面图 · 图纸桥跨布置

ZX1 至 ZX4 原图标注
立面图 · 按设计道路中心线展开 ZX1-ZX4 支座中心线、跨径和变高段按原图重画;单位为 m 150.00037.92075.00036.920 ZX1ZX2ZX3ZX4 C25 混凝土压重C25 混凝土压重 2.000 3.800 3.800 2.000 15.820 等高段20.000 变高段4.20027.000 变高段16.800 等高段27.000 变高段4.20020.000 变高段14.820 等高段
等待数据...

MEASURED FORCE

12 支座实测包络 · 范围 / 均值 / 额定

每柱:实测最小→最大包络(斜线条带) | 美标/AASHTO 20%→额定(绿底)

TIME SERIES

12 支座反力时程 · 可按区间查看

在图表上横向拖拽可框选时间段

在支座位置图中点选通道以显示 / 隐藏曲线;在图表绘图区横向拖拽可切换时间段。

反力分析中...

状态反演:这一页只回答一件事:实测反力为什么长成现在这样。当前 Δz 采用 ③ 初始支座标高里的工程先验(±9 mm / λ=20,000 / 不设墩内平顺);ΔT(t) 解释时变温度驱动;cᵢ 暴露长期固定残差;α 用来检查刚度假设。
位移工况MCT 里的单支座竖向 1mm 扰动;图上这一列是 12 个支座反力的变化量,单位 kN/mm。
温度工况THERGRAD 的单位温度梯度;G_T 单列表示某个温度分区每 1°C 造成的反力变化,单位 kN/°C。
NSE / cosineNSE 看残差能量,越接近 1 越好;cosine 看 12 支座高低形状是否同向,接近 1 说明分布形状一致。
#74 式对比不是新数据,是按 #74 的看法把基线、位移增量、温度增量合成完整 12 支座反力。

CASE SELECTOR

按工况追齐

读取中...

默认看完整反力;要追根因时切到 K_D 单列、G_T 单列和荷载分解。

CURRENT CASE

当前工况

增量

CASE VECTOR

当前工况 · Python vs MIDAS

读取中...

RESIDUAL

Python − MIDAS 差异

读取中...

LOAD BREAKDOWN

基准荷载分布核对

读取中...

SELFWEIGHT CHECK

自重修正前后

主因追踪

G_T HEATMAP

温度 12×6 残差热力图

读取中...

MAX DIFFERENCE

最大差异清单

先看绝对量,再看百分比

REPRODUCIBILITY

当前判断

final 重建链
实测反力12 通道时程
初始模型LYL / FEM 基线
ΔzTab Three 支座标高
ΔT(t)温度模态
cᵢ固定残差
α刚度假设
更新状态给安全评价使用

EQUIVALENT DISPLACEMENT

Δz 现在来自 ③ 的工程先验

Type Two 不再自由凑一个 Δz 形状,而是采用 ③ 推荐的相对支座标高。它先解释可被标高解释的静态反力重分配,剩余部分再交给温度项、cᵢ 和边界误差。

THERMAL MODES

ΔT(t) 解释时变部分

1 维模式更好理解,6 维模式拟合更强。6 维 ΔT 是数学反演模态,不应直接当作真实温度传感器读数。

FIXED OFFSET

cᵢ 是长期固定残差

它提示某些通道长期存在模型解释不了的差异,可能来自零漂、初始安装、局部边界或上部结构初始状态。

MODEL UPDATE

α 用来理解刚度假设

α 不是越多越好。它帮助判断主梁、横梁、支座刚度和荷载假设对反演的影响,也可能带来过拟合。

等待数据加载...
温度正则对比:等待运行。

TIME SCENARIO

状态反演时间段

MODEL UPDATE CASE

12月事件验证 · 基于事件的模型更新

灰盒温度项

VALIDATION CURVE

实测反力 vs 基准预测

读取模型更新验证数据...

ELEVATION EVENT

12月事件标高变化对照

建议来自反演;实际来自现场 fact

现场实际事件

现场 fact

2024 年 12 月 25 日至 12 月 30 日,济通公司科研团队在现场进行了支座调高实验;ZX1-M3、ZX2-M3 分别调高 +2.00 mm,其余支座不变。

THERMAL GRADIENT MODES

温度梯度反演模态 ΔT(t)

事件前 / 事件后状态共用同一组灰盒温度项
推荐顺序:运行反演 → 学习热敏 → 前后验证 → 端到端最优 α
热敏校准关闭 · Δz 正值表示标高抬高,负值表示标高降低。

BEFORE / AFTER

初始状态 vs 实测状态 vs 反演状态

Δz · ACCEPTED BEARING ELEVATION

Tab Three 工程先验支座标高

这里显示的是 ③ 采用的 9 mm / λ=20,000 / 不设墩内平顺方案。正值为相对抬高,负值为相对降低;它用于解释静态反力重分配,不再是 Type Two 自由反算出来的沉降形状。

cᵢ · FIXED OFFSET

12 通道固定偏置

cᵢ 是反演后仍解释不了的固定残余,可能来自零漂、初始安装、局部边界或模型简化。

MODEL UPDATE RESULT

模型修正结果 · 初始相对标高 + 结构参数修正

读取离线参数...

6 TEMP GRADIENTS

6 个温度梯度反演模态

按 74 的 G_T 六模态反演

6 维 ΔT 是反演出来的数学模态,不等同于真实温度传感器读数。

CHANNEL EXPLAINABILITY

12 通道解释率与残余占比

NSE 越高越说明时程被模型解释

MEASURED VS PREDICTED

实测反力时程 vs 温度梯度驱动预测

预测 = 基准 + K_D·Δz + 热敏修正后的 G_T·ΔT(t) + cᵢ。

12 CHANNEL FIT

12 通道小图 · 实测 / 预测贴合

蓝=实测,橙=预测

FIELD EVENT PROOF

真实调节事件闭环 · 原型占位

后续重点开发
调前反演识别调节前 δ / ΔT / cᵢ
输入真实 ΔδZX1-M3 +1.8mm、ZX2-M3 +3.0mm
预测调后用 K_D 预测反力重分配
调后复核和调后实测时程比较 NSE

这个模块是整套系统最硬的证据:填对支座、方向和调节量,调后预测应明显优于填错支座、填错符号或放大倍数。

STIFFNESS UNDERSTANDING

刚度参数 α:用数据理解结构假设

α = 0 表示沿用 FEM 初始刚度
反演输入参数 · 12 族结构参数(点开查看刚度 / 支座 / 荷载分组)

STRUCTURAL PARAMETERS

12 族结构参数 · 刚度 / 支座 / 荷载

反演的物理底座——这些参数决定 K_D 与 G_T
暂存区:本轮先不放进主展示

已从核心区移出:2.1 顶部状态结论、2.7 里的 RMSE 对比图、固定偏置 cᵢ、12 通道解释率/残差、2.15 联合测量扩展。后面如果需要,可以再决定它们放到说明区、附录区还是交互调试区。

MEASUREMENT MODE · EXTENSION

联合测量模式示意:反力 + 挠度配置

独立扩展模块;不参与当前事件识别与 Δz 反演主流程

这里仅保留方案对比的示意:挠度以 ΔD 进入约束,绝对挠度偏置不直接参与反演。后续接入真实挠度时程后,再把预期分数替换为真实联合残差。

配置明细

INITIAL BEARING ELEVATION

合理初始支座标高反算

目标不是残差最小:先剔除全桥整体平动、纵坡和横坡,只保留相对支座标高;再在反力拟合和工程可接受幅值之间找折中点。自由解只作上限参照,不作为施工结论。

STIFFNESS BASIS

这组初始支座标高基于哪套 EI

读取 Type Two 刚度状态...

Tab Three 不重新自由反算 EI;它先读取 Type Two 已识别的等效刚度状态,再用这套刚度下的 K_D 反算支座初始相对标高。

INITIAL VALUE FEEDBACK

EI 相对 FEM 初始值的反馈

α = 0 即初始 FEM
等待反演数据...

RECOMMENDED PROFILE

相对支座标高 · 推荐值

外部温度补偿优先

数值已经锚定到“最佳 bearing 基准面”:整体抬高、纵向坡度、横向坡度被剔除。正值表示该支座相对基准面应抬高。

FIT TRADEOFF

拟合收益与物理代价

看膝点,不看极小残差

MANUAL CHECK

手动调整每个支座标高

只用于理解敏感性,默认用推荐值

REACTION CHECK

实测反力 vs 推荐标高预测

按 12 支座均值核对

BEARING TABLE

初始支座标高建议表

用于工程判断,不直接替代现场复测
安全富裕度 · 把效应来源、抗力来源、承载利用率 η、控制位置、长期性能放在同一把尺子上

反演完成后,这一页回答“桥现在还剩多少余量”。重点不是多画内力图,而是把效应来源、抗力来源、承载利用率 η、控制位置和长期性能放在同一把尺子上。

DESIGN ENVELOPE · 规范口径

读取规范组合参数...

MEASURED ENVELOPE · 实测显示

实测包络基于温度补偿后的 reactions_corrected;事件前 / 后对比用于展示支座调节优化效果。

RESISTANCE · 承载利用率分母 详情

EFFECT SOURCE

实际效应来源

纵向主梁使用实测反演包络;横向简化模型则用同墩 M1/M2/M3 实测反力,配平线性等效竖向荷载 q(s),由截面平衡还原支座线弯矩。

RESISTANCE SOURCE

抗力来源

截面几何、材料强度、支座额定和规范参数。缺少检测或病害数据时,只能做初步安全富裕度评价。

OUTPUT

输出结论

最大承载利用率 η、实测效应利用率、控制截面、控制时刻、风险排序,以及需要现场复核的指标。

安全评价口径 12 月支座调高事件已包含在全时段实测效应包络内,不再作为独立附加工况重复验算;承载利用率 η = 作用效应 / 更新后抗力,η < 100% 表示仍有承载富余。

LONGITUDINAL GIRDER

纵向主梁抗弯承载利用率 η 对比

纵桥向弯矩三维图 · 网格曲面显示

沿桥长 x 与横向位置 y 插值成网格:暖色向上表示负弯矩控制,冷色向下表示正弯矩控制;竖向细线显示弯矩幅值。

TRANSVERSE SIMPLIFIED MODEL

横向简化模型 4 个支座线承载利用率曲线

实测线可在全时段包络和事件前 / 事件后报告对比之间切换;控制表仍保留全时程峰值,local My 仅作为 3D 单元力对照。

TRANSVERSE CONTROL TABLE 横向简化模型控制截面清单 详情
CONTROL LOCATIONS 纵向主梁控制截面明细 详情
LONG-TERM PERFORMANCE 长期性能裕度 未完成

疲劳、挠度、倾覆、动力后续作为安全富裕度的补充证据;当前讲解版不把它作为核心结论。

SAFETY SUMMARY AND MAINTENANCE

结构安全评价总结及养护建议

ENGINEERING JUDGEMENT

规范设计控制点接近 100%,实测运行余量仍充足;维护重点转向支座反力平衡。

评价口径分两层:规范设计效应用于判断承载边界,实测效应包络用于判断实际运行余量。当前控制点为第一跨靠近 ZX2 的负弯矩过渡区;实测运行未接近抗力控制状态。

承载利用率 η
读取中
等待安全富裕度数据

RESISTANCE DEVIATION

纵向主梁抗力与效应线

同时显示规范设计效应与实测效应

TRANSVERSE RESISTANCE

横向支承线抗力与效应线

同步显示设计效应与实测效应

CONTROL AND WARNING

控制点与预警说明

1. 规范设计控制 纵向主梁 x≈30 m 负弯矩区承载利用率 η≈94.2%;这是规范设计效应控制,不是实测运行控制。
2. 实测运行余量 全时段实测效应控制值约 η≈45.1%,距 100% 控制线仍有约 54.9 个百分点;主梁实测控制值约 η≈37.2%。
3. 横向支座线预警 ZX4 横向实测弯矩包络高于设计参考包络,说明支座线反力分配需要复核;但按更新后抗力计算的实测承载利用率仍低于 100%。
4. 边支座低压预警 ZX1/ZX4 的 M1、M3 四个边角支座均值 681–938 kN,仅为额定 13.6%–18.8%,低于美标/AASHTO 20% 额定承压下限 1,000 kN。
5. 调平建议 现场复核后,优先试算并实施 ZX4-M1 或 ZX4-M3 顶升 +3~4 mm;验收指标看横向弯矩回落、边角支座恢复压实,以及调后 72h 承载利用率复核。
6. 加固判断 当前不建议进入主梁加固判断;应先把支座贴合、反力平衡和局部调平作为工程闭环。